9. Ugljikohidrati II. 9.A. Metabolizam ugljikohidrata Općenito o metabolizmu ugljikohidrata nakon razgradnje u probavi: -5 najvažnijih biokemijskih procesa u kojima se metabolizira glukoza: 1- glikoliza: razgradnja glukoze u piruvat (anion pirogroţđane kiseline, dominantan oblik jer je pk a = 2,4), koji je vaţan za ciklus limunske kiseline (metabolički proces u kojem se dobiva glavnina energije iz hrane) 2- put pentoza fosfata: glukoza se pretvara u ribozu-5-fosfat (građevni element nukleinskih kiselina) 3- glikogeneza: sinteza glikogena iz glukoze 4- glikogenoliza: razgradnja glikogena u glukozu 5- glukoneogeneza: biosinteza glukoze is spojeva koji nisu ugljikohidrati -raspad (dekarboksilacija) piruvata: piruvat iz glikolize u citosolu prelazi u mitohondrij, gdje se pomoću enzima piruvat dehidrogenaze (E1) oksidira i raspada u acetat i CO 2, a sulfidni koenzim A (HS-CoA) se acetilira tj. prima CH 3 COO- skupinu i postaje Ac-S-CoA te takav ulazi u ciklus limunske kiseline: piruvat + NAD + + HS-CoA Ac-S-CoA + NADH + CO 2 reaktant koenzimi koenzimi produkt pri čemu enzim E1 ima prostetične skupine (2 iona K +, 2 iona Mg 2+ i tiamin pirofosfat derivat vitamina B 1 )
Glikoliza: složeni anaerobni proces u kojem se 1 molekula glukoze raspada u 2 molekule piruvata; energetski dobitak je oko 2 ATP-a (1 ATP nastankom iz ADP-a oslobađa 30,5 kj/mol ili 7,3 kcal/mol) -glavni je metabolički proces razgradnje glukoze, u citosolu SVIH stanica Anaerobna glikoliza shematski prikaz. [Štrausova medicinska biokemija, 2009, str. 109: uređena Slika 6-9.]
Glikoliza: -odvija se na dva načina: a) uobičajeni uvjeti, pri kojima se nastali produkt (piruvat) dekarboksilira i nastali acetat se veţe na koenzim A, koji je potreban za početak ciklusa limunske kiseline; ukupna reakcija glikolize jest glukoza + 2NAD + + 2ADP + 2P i 2piruvat + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H 2 O b) hipoksični uvjeti (nedovoljno kisika ili bez kisika u staničnoj oksidaciji), uslijed čega nastaje mnogo koenzima NADH, koji zatim reducira piruvat u laktat, tako da je ukupna reakcija glikolize glukoza + 2ADP + 2P i 2laktat + 2ATP + 2H 2 O Hipoksični uvjeti: a) u skeletnim mišićima pri teţem fizičkom radu ili vjeţbanju, kada je potrošnja kisika veća od opskrbe, pa se nakuplja laktat (daje osjećaj umora); b) u tkivima koja djeluju i u hipoksičnim uvjetima, a glikoliza im je glavni izvor energije (mozak, gastrointestinalni trakt, bubreţna srţ, mreţnica, koţa); c) u stanicama koje nemaju mitohondrije za staničnu oksidaciju kisikom: zreli eritrociti; neke stanice u bubregu, te leći, mreţnici i roţnici oka; d) u drugim tkivima kada se nađu u hipoksičnim uvjetima (npr. jetra, bubrezi, srce); e) u septičnom šoku; f) djelovanje tumora (tumorska kaheksija). Laktat krvotokom dolazi u jetra, bubrege i srce gdje se oksidira u piruvat: dalje se oksidira ili koristi za sintezu glukoze (glukoneogeneza) koja se krvlju prenosi u mišiće i dr. organe. Laktat se oksidira u piruvat u jetri, bubrezima i srcu. Corijev ciklus: laktat i glukozu izmjenjuju skeletni mišići i jetra.
Corijev ciklus ili ciklus mliječne kiseline: 1- glikolizom pod hipoksičnim uvjetima u mišićima nastaje laktat kao krajnji produkt; 2- laktat krvlju dolazi u jetru; 3- laktat se oksidira u piruvat, koji dalje sluţi u glukoneogenezi za sintezu glukoze; 4- glukoza krvlju dolazi u mišiće. Corijev ciklus ili ciklus mliječne kiseline: osim skeletnih mišića, obuhvaća i sve druge organe, tkiva i stanice koji stalno, povremeno ili u ponekad rade u hipoksičnim uvjetima (eritrociti, sama jetra, mozak itd.). Glukoneogeneza: složeni proces biosinteze glukoze iz spojeva koji nisu ugljikohidrati: u 90% glukogeneze to su glicerol, laktat (npr. u Corijevom ciklusu), te aminokiseline alanin i glutamin; zatim slijede dr. glukogene aminokiseline (to su sve aminokiseline osim leucina, lizina i selenocisteina), propionat, oksaloacetat i dr. intermedijeri ciklusa limunske kiseline
Glukoneogeneza: -odvija se uglavnom u jetri, a manje u bubrezima, u slučajevima nedovoljne količine ugljikohidrata u hrani i nedovoljno rezervi glikogena u organizmu -nije u potpunosti suprotna glikolizi -neki hormoni ju stimuliraju (glukokortikoidi, ACTH), a neki inhibiraju (inzulin koji potiče sintezu proteina i masnih kiselina) Glikogeneza: vrlo složena sinteza glikogena iz glukoze, u svrhu stvaranja zaliha glukoze; glikogenoza nasljedni poremećaj metabolizma glikogena -odvija se u jetri (oko 25%), mišićima (oko 75%) i nekim dr. tkivima, a ne u mozgu (koji dobiva glukozu samo putem krvi) i eritrocitima -aktivira se nakon Corijevog ciklusa, djelovanjem inzulina na visoke razine glukoze u krvi (npr. nakon obroka obilnog ugljikohidratima) -glukoza se polimerizira u glikogen, razgranati polisaharid; starter za glikogenezu je enzim glikogenin na njega se veţe prva molekula glukoze, a koji i ostaje u središtu kuglice glikogena Glikogenoliza: složena razgradnja glikogena u glukozu, koja nije proces suprotan glikogenezi; glikogenoza deficit enzima za metabolizam glikog. -potpuna je u jetri (do glukoze) a nepotpuna u mišićima (do glukoza-6-fosfata) -neki hormoni ju stimuliraju (adrenalin, glukagon) a neki inhibiraju (inzulin) Put pentoza fosfata: složeni procesi u kojima iz glukoze nastaju riboza-5- fosfat i koenzim NADPH: sastojci su raznih koenzima; NADPH je vaţan za sintezu masnih kiselina i steroida; riboza se nalazi u nukleinskim kiselinama
9.B. Mehanizmi regulacije koncentracije glukoze u krvi Glukoza u ljudskom organizmu: -potječe iz hrane (razgradnja ugljikohidrata), glukoneogeneze i glikogenolize -nalazi se u stanicama i u izvanstaničnim tekućinama, posebno u krvi -koncentracija glukoze u krvi (odrasli, > 30 g): -normalna, natašte (venska plazma i kapilarna krv: 3,5-5,6 mmol/l; serum venska krv: 4,4-6,4 mmol/l) -povišena, nakon obroka (kapilarna krv: i do 7,8 mmol/l) -povišena, u abnormalnim uvjetima (stres, strah, gladovanje, teški napori - kapilarna krv: > 7 mmol/l) -bitno sniţena (kapilarna krv: < 2,5 mmol/l) -koncentracija glukoze u mokraći: < 0,8 mmol/l Regulacija glukoze u krvi kod zdravih osoba: odvija se metaboličkim i hormonskim mehanizmima, za dvije vrste stanja normalne uvjete te abnormalne uvjete (stes, strah, gladovanje, šok i dr.). Glukoza se prenosi iz krvi u stanice raznih organa i tkiva putem membranskih transportera (prijenosnika) glukoze, kojih je danas poznato 15-tak; nekima je potreban inzulin za funkcioniranje, a drugima nije. Glukoza u mozgu: pri normalnim uvjetima, glukoza je jedini izvor energije za mozak; tijekom kratkotrajnog gladovanja (< 42 h), troši se glukoza iz glikogenolize (razgrađuje se zaliha glikogena u jetri, bubrezima i mišićima);
za vrijeme dugog gladovanja (> 42 sata), glukoza se stvara glukoneogenezom, a mozak i jetra koriste i ketonske spojeve kao izvor energije Raspodjela glukoze u normalnim uvjetima nakon obroka, razgradnjom ugljikohidrata: a) potrošnja glukoze za proizvodnju energije: b) potrošnja glukoze u glikogenezi, tj. popunjavanje zaliha glikogena u jetri, bubrezima i mišićima; c) potrošnja glukoze u lipogenezi, tj. sinteza masti iz viška glukoze Glavna hormonska regulacija glukoze u krvi: 1. inzulin: -jedini je hormon koji smanjuje koncentraciju glukoze u krvi, dok svi ostali hormoni povećavaju -njegovo lučenje regulira se sloţenim mehanizmom preko hipotalamusa; radi se o pozitivnoj regulaciji s povratnom vezom (veća koncentracija glukoze u krvi inducira jače lučenje inzulina, i obratno) -potiče transport glukoze iz krvi u stanice srčanog i skeletnih mišića te u stanice masnog tkiva, pomoću membranskih transportnih proteina za glukozu (najvaţniji transporter je GLUT-4); premještanje GLUT-4 transportera iz trans Golgijeve mreţe u staničnu membranu putem egzocitoze, inducirano je inzulinom -inzulin potiče: glikolizu, glikogenezu, sintezu proteina i masnih kiselina; smanjuje koncentraciju glukoze i slobodnih masnih kiselina u krvi; sprečava stvaranje ketonskih spojeva (ketogenezu) -inzulin inhibira: glukoneogenezu, glikogenolizu, lipolizu, proteolizu, ketogenezu
[Harperova ilustrirana biokemija, 2011., str. 171] GLUT-4: A. struktura; B. poloţaj u membrani Ciklus transportera glukoze GLUT-4.
Uloge inzulina u metabolizmu glukoze (intregralna slika): 1- inzulin se veţe na receptor inzulina; 2- vezanje inzulin-receptor ima za posljedicu pokretanje kaskadne aktivacije mnogih proteina (vaţnih u procesima 3-6); 3- translokacija dimernog transportera glukoze 4 (Glut-4) iz citosola u staničnu membranu i transport glukoze u stanicu pomoću ovog transportera; 4- glikogeneza (sinteza glikogena iz glukoze); 5- glikoliza (razgradnja glukoze u piruvat); 6- sinteza masnih kiselina iz piruvata.
Glavna hormonska regulacija glukoze u krvi: 2. glukagon: -povećava koncentraciju glukoze u krvi: djeluje uglavnom u jetri potiče stvaranje glukoze glikogenolizom i glukoneogenezom, čime se glukoza oslobađa u krv -njegovo lučenje regulira se mehanizmom negativne regulacije s povratnom vezom (manja koncentracija glukoze u krvi inducira jače lučenje glukagona, i obratno); pojačano se luči za vrijeme gladovanja i stresa; stimulira lipolizu (razgradnju triglicerida u glicerol i slobodne masne kiseline) u masnom tkivu [Harperova ilustrirana biokemija, 2011., str. 172] Peptid glukagon: primarna i tercijarna struktura
Dodatna hormonska regulacija glukoze u krvi: 1. adrenalin: -luči ga srţ nadbubreţne ţlijezde kao odgovor na stresne podraţaje (strah, stres, uzbuđenje, krvarenje, hipoksija, hipoglikemija i dr.) -stimulira lučenje glukagona i inhibira lučenje inzulina povećava se koncentracija glukoze u krvi 2. kortizol i dr. glukokortikoidi: -luči ih kora nadbubreţne ţlijezde u abnormalnim stanjima (stres, gladovanje i dr.), a stvaraju se i neregularnim putem u masnom tkivu -stimuliraju glukoneogenezu, proteolizu i lipolizu, inhibiraju ulazak glukoze u tkiva ovisna o inzulinu povećava se koncentracija glukoze u krvi 3. neki citokini iz makrofaga u masnom tkivu: djeluju slič. glukokortikoidima 4. humani placentni laktogen, HPL: -peptidni hormon placente (posteljice); djeluje suprotno inzulinu; moţe izazvati ketoacidozu za vrijeme gestacije 5. faktor rasta sličan inzulinu 1, IGF-1: povećava koncentraciju glukoze u krvi 6. tiroksin, TR4, iz štitnjače: potiče glikogenolizu i crijevnu apsorpciju glukoze 7. kortikotropin, adrenokrotikotropni hormon ACTH: sintetizira se u adenohipofizi; regulira proizvodnju i lučenje kortikosteroida -sprečava ulazak glukoze u mišiće; potiče glukoneogenezu, lipolizu i sintezu proteina; povećava koncentraciju glukoze i slobodnih masnih kiselina u krvi 8. somatostatin: inhibira lučenje hormona rasta STH, inzulina i glukagona
9.C. Šećerna bolest: tipovi, komplikacije i dijagnostika Bolesti povezane s metabolizmom ugljikohidrata: a) metabolizam glukoze: -slaba apsorpcija glukoze, zbog greške u aktivnom sekundarnom transportu monosaharida u stanicu (crpke za transport ne rade pravilno) -netolerancija glukoze tj. nemogućnost probavljanja glukoze, zbog nedostatka aktivnih enzima -poremećaj tolerancije glukoze koncentracija glukoze je povišena natašte (venska plazma: <7,0 mmol/l) i 2 sata nakon oralnog testa na toleranciju glukoze OGTT (venska plazma: 7,8-11,1 mmol/l): uzrokovan je inzulinskom rezistencijom; ovo stanje prethodi dijabetesu tipa 2 - predijabetes -poremećaj tolerancije glukoze natašte koncentracija glukoze je povišena i natašte tj. bez uzimanja obroka (venska plazma natašte: 6,1-7,0 mmol/l) te 2 sata nakon OGTT-a (venska plazma: <7,8 mmol/l); uzrokovan je manje izrazitom inzulinskom rezistencijom; također prethodi dijabetesu tipa 2 -glikogenoze tj. nemogućnost normalne sinteze ili razgradnje glikogena, zbog nedostatka aktivnih enzima -šećerna bolest, dijabetes, diabetes mellitus: razina glukoze u krvi je visoka (venska plazma: natašte >7,0 i 2 sata nakon OGTT-a >11,1 mmol/l), zbog nemogućnosti njezine regulacije hormonom inzulinom: 1) tip 1 (5-10% oboljelih): potpuni manjak inzulina zbog razaranja β-stanica: podtipovi a) autoimuni dijabetes, b) idiopatski dijabetes
2) tip 2 (90-95% oboljelih): djelomičan do potpuni manjak inzulina, uz jaču ili slabiju inzulinsku rezistenciju ili čak bez rezistencije 3) trudnička šećerna bolest (1-2% trudnica) b) metabolizam drugih ugljikohidrata: -slaba apsorpcija galaktoze i fruktoze, zbog greške u aktivnom sekundarnom transportu monosaharida u stanicu (crpke za transport ne rade pravilno) -netolerancija tj. nemogućnost probavljanja laktoze, fruktoze i saharoze (sucroze), zbog nedostatka aktivnih enzima -nemogućnost potpunog metabolizma galaktoze galaktozemija, zbog nedostatka aktivnih enzima Postoji još niz drugih metaboličkih poremećaja ugljikohidrata, čiji su uzroci genetski, utjecaj drugih bolesti i poremećaja, itd. (način ţivota, kemikalije, zagađenost itd.). U genetske uzroke mogu se ubrojiti: izostanak proizvodnje odgovarajućih peptida, proteina i dr. biomolekula (npr. inzulina, raznih enzima, crpki i kanala za transport iona i molekula kroz staničnu membranu); nedovoljna proizvodnja spomenutih tvari; nedovoljna ili dovoljna proizvodnja mutantnih molekula koje nisu funkcionalne. Hipoglikemija - smanjena koncentracija glukoze u krvi (<2,5 mmol/l): rjeđe se pojavljuje; npr. nakon hiperglikemije adrenalinom, u glikogenozama, predoziranje hipoglikemikom itd. Hiperglikemija povećana koncentracija glukoze u krvi (>6,1 mmmol/l): šećerna bolest; stanja s povećanim lučenjem adrenalina i nekih dr. hormona itd.
Proizvodnja inzulina: -gušterača sadrţi tzv. Langerhansove otočiće (endokrine skupine stanica), koji čine svega 1-2% mase gušterače, i u gušterači ih ima ih oko 1000000, svaki s oko 2500 stanica -većina stanica u Langerhansovom otočiću proizvodi inzulin (β-stanice), manji broj stanica proizvodi glukagon (α-stanice), a ostale proizvode neke druge hormone vaţne za probavu i rast -u β-stanici, inzulinski peptid proizvodi se na ribosomima u hrapavom endoplazmatskom retikulumu; u Golgijevom tijelu sastaju se inzulin te razni drugi proteini, peptidi, lipidi i dr. biomolekule; u zadnjem dijelu Golgijevog tijela, u tzv. trans Golgijevoj mreţi, ovi sastoji se pakiraju u sekretornu granulu inzulina koja ima loptasti oblik, ovojnicu tj. membranu izgrađenu od lipidnog dvosloja s mnoštvom membranskih proteina -u sekretornim granulama inzulin se polimerizira u heksamere pomoću iona Zn 2+ i Ca 2+ ; heksameri izgrađuju mikrokristal inzulina; granule se pohranjuju u stanici Oslobađanje inzulina iz β-stanica u krv: glukoza u visokim koncetracijama ulazi u β-stanice i sagorjeva, oslobađanjući energiju (ATP), što uzrokuje zatvaranje kalijske crpke i promjenu električkih svojstava membrane; kao odgovor na to, drugi kanali se otvaraju, čime ulaze ioni kalcija koji se veţu na receptore inzulinskih granula (sinaptotagminski receptori), a time se granule otvaraju pa se inzulinski kristal oslobađa i otapa egzocitozom, inzulin ulazi u krv
Lijevo: elektronski mikrograf tkiva gušterače s Langerhansovim otočićem (zaokruţeno). Desno: klasifikacija stanica u Langerhansovom otočiću prema hormonima koje izlučuju. Lijevo: elektronski mikrograf Langerhansovog otočića: plavo jezgre, crveno sadrţaji β-stanica, zeleno sadrţaji α-stanica, crno kapilare i sadrţaji drugih stanica. Sredina: elektronski mikrograf β-stanice s granulama inzulina. Desno: struktura granule inzulina.
Transmisijski elektronski mikrografi hormonskih sekretornih granula u pet vrsta stanica u Langerhansovom otočiću gušterače: glukagon i inzulin reguliraju koncentraciju glukoze u krvi; somatostatin regulira rast i probavu; gušteračin polipeptid i grelin reguliraju probavu. Svi se nalaze pohranjeni u obliku granula. Shematski prikaz glukozom induciranog lučenja inzulina iz β-stanica u 10 koraka: cijeli proces je kaskadni niz biokemijskih procesa, fizičkih i kemijskih promjena u citosolu, mitohondrijima i membrani.
Moguće točke rezistencije na inzulin: -u β-stanicama: -inzulin se ne proizvodi dovoljno ili uopće zbog mutacije odgovornog gena (npr. inzulinski gen, INS), ili se proizvode mutantne molekule inzulina; mogući su slučajevi da INS gen uopće ne postoji -inzulin se ne oslobađa iz sekretornih granula, jer je mehanizam izlučivanja poremećen, npr. nedovoljnom proizvodnjom odgovarajućih membranskih crpki i kanala, ili se proizvode mutantne crpke i kanali (koji su nefunkcionalni) -izvan β-stanica: -moguća je rezistencija bilo kojeg inzulinskog receptora u stanicama kojima je inzulin potreban za normalan metabolizam ugljikohidrata: nedovoljno receptora ili su receptori mutantni -moguće su mnoge druge točke rezistencije u biokemijskim procesima koji ovise o inzulinu, npr. nedovoljan broj ili mutantni oblici enzima, membranskih proteina i dr. interferencije (smetnje) Drugi uzroci dijabetesa tip 2, pored inzulinske rezistencije: -debljina lipoliza u masnom tkivu povišena konc. masnih kiselina u krvi povećana sinteza triglicerida i glukoze (glukoneogeneza) u jetri povišena konc. glukoze u krvi -smanjena tjelesna aktivnost, način života, debljina + genetički čimbenici -poremećaji u regulaciji probave; neki lijekovi
Uzroci dijabetesa tip 1: -genetski, s autoimunim djelovanjem, tj. lučenjem autoantitijela protiv β-stanica, sastavnih dijelova β-stanica, inzulina ili dr. biomolekula; lučenje obavljaju T limfociti (T leukociti) Autoantitijelo Meta ICA stanice Langerhansovih otočića, IAA inzulin GADA dekarboksilaza glutaminske kiseline IA-2A tirozin fosfataza IA-2βA tirozin fosfataza -neki virusi, koji sadrţe antigene vrlo slične onima iz β-stanica, i time izazivaju reakciju T limfocita protiv β-stanica: Rubellavirus (virus rubeole), Coxsackievirus B4 (uzročnik gastrointestinalnih problema, miokardititisa i perikardititisa), Rotavirus (uzročnik proljeva), virus mumpsa, -proteini kravljeg mlijeka, koji su antigeni slični onima iz β-stanica, čime izazivaju reakciju T limfocita protiv β-stanica -neke kemikalije i lijekovi: pirinuron (rodenticid), streptozotocin (kemoterapeutik) Patološke promjene uzrokovane šećernom bolešću: poremećaj nekih ili svih procesa u kojima sudjeluje inzulin, zbog njegovog nedostatka ili nedjelotvornosti poremećaji metabolizma ugljikohidrata, masti i proteina, s krajnjim rezultatom: povećanje koncentracije glukoze u krvi
Normalne aktivnosti inzulina: Inzulin uklanja suvišnu glukozu iz krvi i stanica: 1- aktivira unos glukoze u mišićne stanice i stanice masnog tkiva 2- aktivira glikolizu (raspad glukoze do piruvata) 3- aktivira glukogenezu (sintezu glikogena iz glukoze) 4- aktivira proteinogenezu tj. sintezu proteina (iz piruvata koji je nastao glikolizom tj. nastao iz glukoze) 5- aktivira lipogenezu tj. sintezu masti triglicerida (iz piruvata koji je nastao glikolizom tj. nastao iz glukoze) Inzulin sprečava nastanak glukoze iz raznih spojeva: 1- inhibira glikogenolizu (raspad glikogena u glukozu) 2- inhibira glukoneogenezu (biosintezu glukoze iz neugljikohidratnih spojeva: glicerola i laktata; aminokiseline alanina i glutamina te dr. glukogenih aminokiselina svih aminokiseline osim leucina, lizina i selenocisteina; propionata, oksaloacetata i dr. intermedijera ciklusa limunske kiseline) 3- inhibira proteolizu (raspad proteina na aminokiseline, koje mogu posluţiti za glukoneogenezu direktno, ili preko ciklusa limunske kiseline) 4- inhibira lipolizu (raspad triglicerida u glicerol i slobodne masne kiseline, koji mogu posluţiti za glukoneogenezu direktno, ili preko ciklusa limunske kiseline) 5- inhibira ketogenezu tj. nastanak ketonskih spojeva acetona, acetoctene
kiseline i β-hidroksimaslačne kiseline (koje nastaju iz β-oksidacije masnih kiselina i zatim ulaze u ciklus limunske kiseline, te tako mogu posluţiti za glukoneogenezu; ketonski spojevi mogu u visokim koncentracijama u krvi uzrokovati ketoacidozu) Dijabetes djeluje suprotno od inzulina, i još k tome inhibira i pentoza fosfatni put glukoze te ciklus limunske kiseline. Osim glukoze, u krvi se nalaze u povećanoj koncentraciji i aminokiseline, trigliceridi, slobodne masne kiseline i kolesterol, te ketonski spojevi. Komplikacije šećerne bolesti: A. akutne (brzo nastaju, dramatičnog su tijeka, trebaju hitnu intervenciju; laboratorijski se prate koncentracija glukoze u krvi i mokraći, koncentracija ketonskih spojeva, laktata i elektrolita, te acido-bazna ravnoteţa): -hipoglikemija: stanje u kojem je konc. glukoze u krvi < 2,5 mmol/l, koriste se masne kiseline i ketonski spojevi kao izvori energije; uzrokuje komu -dijabetička ketoacidoza: opasna za ţivot u slučaju dijabetesa tip 1; ph krvi < 7,3; bikarbonati < 15 mmol/l; pojačano metaboliziranje masti i ketonskih spojeva; ketonski spojevi oštećuju središnji ţivčani sustav i uzrokuju komu -laktatna acidoza (laktoacidoza): u hipoksičnim uvjetima, glikolizom umjesto piruvata nastaje laktat, koji krvlju dolazi u jetru i troši se u glukoneogenezi; acidoza s ph arterijske krvi < 7,25 i povećanom koncentracijom laktata u krvi (> 5 mmol/l)
-hiperosmolalna koma: opasna za ţivot u slučaju dijabetesa tip 2 za starije osobe; hiperglikemija (koncentracija glukoze u plazmi > 40, 0 mmol/l) visoka osmolalnost (>310 mosm/kg), glukozurija (pojačano izlučivanje glukoze mokraćom) i poliuria (jako mokrenje) B. kronične (polagano nastaju, obično su godinama bez simptoma, trajno oštećuju i uništavaju pojedine organe) posljedice dugotrajne i slabo tretirane hiperglikemije: -dijabetičke mikroangiopatije (bolesti malih krvnih ţila manjih arterija, arteriola, kapilara, venula i malih vena): dijabetičke retinopatije (krvne ţile retine), nefropatije (krvne ţile bubrega), te neuropatije (krvne ţile ţivčanog sustava) višak glukoze uzrokuje ukrućivanje površina stanica endotelija (zida krvne ţile) zbog učestalijih glikoproteina, te debljanje i slabljenje stanica bazalne membrane krvne ţile krvare, ispuštaju proteine, usporavaju krvotok -dijabetičke makroangiopatije (bolesti velikih krvnih ţila većih te velikih vena i arterija): moţdani udar, ishemijske srčane bolesti, periferne vaskularne bolesti; manje su ovisne o glukozi nego mikroangiopatije, a više o pušenju, hipertenziji i sadrţaju kolesterola u krvi Osim što se glukoza direktno veţe na membranske proteine i nukl. kiseline, postoje još 2 načina kako stalan višak glukoze ugroţava stanice krvnih ţila: -glikacijom, tj. reakcijom karbonilne skupine glukoze s amino skupinama proteina, pri čemu nastaju ireverzibilne veze, čime se mijenja tercijarna struktura proteina a time i njihova funkcija najčešće su pogođeni strukturni
proteini (kolagen, mijelin, tubulin) koji se dodatno pregrađuju krvne ţile se ukrućuju, stvaraju se ugrušci i ishemija (smanjeni protok) -oksidativnim stresom tj. mehanizmom slobodnih radikala tj. reaktivnih kisikovih vrsta oštećuju se enzimi i dr. proteini, te nukleinske kiseline Dijagnostika šećerne bolesti Kriteriji za utvrđivanje hiperglikemije (tj. šećerne bolesti) 1- pojedinačna vrijednost konc. glukoze u krvnoj plazmi, neovisno o vremenu proteklom od obroka > 11,1 mmol/l 2- vrijednost konc. glukoze u krvnoj plazmi natašte > 7,0 mmol/l (u normalnom stanju < 6,1 mmol/l) 3- vrijednost konc. glukoze u krvnoj plazmi 2 sata nakon OGTT-a > 11,1 mmol/l (u normalnom stanju < 7,8 mmol/l) 4- debljina: indeks tjelesne mase (BMI) > 30; BMI = [masa/kg]/[visina/m] 2 5- dislipidemija: abnormalna konc. lipida u krvi, trigliceridi > 1,7 mmol/l ili HDL-kolesterol < 0,9 (M), < 1,0 (Ţ) mmol/l 6- hipertenzija: krvni tlak > 140/90 Hg 7- mikroalbuminurija: konc. albumina u urinu >20 mg/min ili 20 mg/g kreatinina; povećana konc. albumina u urinu; u normalnom stanju < 20 mg/g kreatinina; mikroalbuminurija označava mjeru glikacije bazalne membrane glomerula, tj. mjeru abnormalne propusnosti glomerula prema albuminu nefropatija 8- hemoglobin HbA 1c : nastaje glikacijom tj. vezanjem glukoze na globinske
aminokiseline; udio HbA 1c u HbA > 6,5 % (u normalnom stanju < 6,0%, u svim oblicima predijabetesa 6,0-6,4%); uzorak hemolizat eritrocita (EDTA, heparin) iz venske krvi; prednost analize određuje se prosječna konc. glukoze u krvi u proteklih 5-10 tjedana (ţivotni vijek eritrocita) 9- fruktozamin: ketoamin, nastao reakcijom karbonilne skupine glukoze i ɛ-aminoskupinom lizina u albuminu; odraţava stanje glikemije (konc. glukoze u krvi) u 2-3 tjedna; pogodan kod trudničkog dijabetesa, pri promjeni terapije, kada HbA 1c nije pouzdan, te u mnogim patološkim stanjima 10- pozitivna obiteljska anamneza šećerne bolesti 11- ţene koje su rodile djecu mase > 4,5 kg 12- sindrom policističkih ovarija Osim određivanja glukoze, HBA 1c, fruktozamina, mikroalbuminurija i dr. navedenih testova, redovito praćenje tijeka terapije uključuje i određivanje: elektrolita u krvi (natrij, kalij), laktata u krvi, ketonskih spojeva u krvi ili mokraći, te bikarbonata u mokraći. Određivanje koncentracije glukoze u krvi -priprema pacijenta: osoba je gladovala preko noći (barem 8 sati) -uzorak: venska krv ili plazma, ili kapilarna krv ili plazma, uzimanje ujutro -obrada uzorka: spriječiti glikolizu koja stajanjem uzorka smanjuje konc. glukoze zbog djelovanja enzima eritrocita i enzima bakterija fizičkim odvajanjem plazme, kemikalijama inhibitorima, direktnim određivanjem glukoze
Test oralne tolerancije glukoze (OGTT): Priprema ispitanika: 1) trodnevna ugljikohidratna, nerestriktivna dijeta, normalna fizička aktivnost; 2) gladovanje bez pića i pušenja i teţih fizičkih aktivnosti u 12 sati; 3) mirovanje i sjedenje 30 minuta prije uzimanja uzorka Izvođenje testa: 1) odmah nakon uzimanja uzorka krvi, daje se odraslom 75 g glukoze u 300 ml vode u 5 minuta: 2) nakon 2 sata ponovno se uzme uzorak krvi. U normalnom slučaju konc. glukoze isprva raste zbog apsorpcije, doseţe maksimum i zatim pada uslijed djelovanja inzulina, te se stabilizira djelovanjem antagonista inzulina. Odstupanje od ovakve krivulje neki oblik dijabetesa [Štrausova medicinska biokemija, 2009, str. 121]
Zadnja promjena: 25. 11. 2015.