Обмен углеводов

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Обмен углеводов 

Основная роль углеводов  определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др. 

Уровень глюкозы в крови  составляет 3,3—5,5 ммоль/л (60— 100 мг%) и является важнейшей гомеостатической константой организма. Особенно чувствительной к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия) является ЦНС. Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2—1,7 ммоль/л (40— 30 мг%) развиваются судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Это состояние получило название «гипогликемическая кома». Введение в кровь глюкозы быстро устраняет данные расстройства. 

Изменения углеводов в  организме. Глюкоза, поступающая в  кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется  гликоген. При перфузии изолированной  печени раствором, содержащим глюкозу, количество гликогена в ткани  печени увеличивается. 

Гликоген печени представляет собой резервный, т. е. отложенный в  запас, углевод. Количество его может  достигать у взрослого человека 150—200 г. Образование гликогена при  относительно медленном поступлении  глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом гипергликемию называют алиментарной, иначе говоря — пищевой. Ее результатом является глюкозурия, т. е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том случае, если уровень глюкозы в крови повышается до 8,9— 10,0 ммоль/л (160—180 мг%). 

При полном отсутствии углеводов  в пище они образуются в организме  из продуктов распада жиров и  белков. 

По мере убыли глюкозы  в крови происходят расщепление  гликогена в печени и поступление  глюкозы в кровь (мобилизация  гликогена). Благодаря этому сохраняется  относительное постоянство содержания глюкозы в крови. 

Гликоген откладывается  также в мышцах, где его содержится около 1—2%. Количество гликогена в  мышцах увеличивается в случае обильного  питания и уменьшается во время  голодания. При работе мышц под влиянием фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения. 

Захват глюкозы разными  органами из притекающей крови неодинаков: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки — 5% (Е. С. Лондон).  

Распад углеводов в  организме животных происходит как  бескислородным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов распада углеводов до СО2 и Н2O.  

Регуляция обмена углеводов. Основным параметром регулирования  углеводного обмена является поддержание  уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови воспринимается глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена. 

Клод Бернар еще в 1849 г. показал, что укол продолговатого мозга  в области дна IV желудочка (так  называемый сахарный укол) вызывает увеличение содержания глюкозы (сахара) в крови. При раздражении гипоталамуса можно  получить такую же гипергликемию, как  и при уколе в дно IV желудочка. Роль коры головного мозга в регуляции  уровня глюкозы крови иллюстрирует развитие гипергликемии у студентов  во время экзамена, у спортсменов  перед ответственными соревнованиями, а также при гипнотическом  внушении. Центральным звеном регуляции  углеводного и других видов обмена и местом формирования сигналов, управляющих  уровнем глюкозы, является гипоталамус. Отсюда регулирующие влияния реализуются  вегетативными нервами и гуморальным  путем, включающим эндокринные железы.  

Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый β-клетками островковой ткани поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма. Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови, поэтому при уменьшении секреции этого гормона развиваются стойкая гипергликемия и последующая глюкозурия (сахарный диабет, или сахарное мочеизнурение). 

Увеличение уровня глюкозы  в крови возникает при действии нескольких гормонов. Это глюкагон, продуцируемый альфа-клетками островковой ткани поджелудочной железы; адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников; глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника; соматотропный гормон гипофиза; тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы. В связи с однонаправленностью их влияния на углеводный обмен и функциональным антагонизмом по отношению к эффектам инсулина эти гормоны часто объединяют понятием «контринсулярные гормоны».