Cap VIII

Embed Size (px)

DESCRIPTION

:)

Text of Cap VIII

Fiziopatologia metabolismului glucidelor

Capitolul 8FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI GLUCIDELORGlucidele (hidrocarbonatele) constituie principala surs energetic pentru esuturi (furnizeaz 60-70 % din energia necesar) deoarece se poate transforma, n totalitate, n CO2 i H2O, fr s genereze produi toxici. De asemeni, glucidele ndeplinesc i funcie plastic (n mai mic msur dect proteinele) prin aceea c intr n structura pentozelor i a mucopolizaharidelor. Homeostazia glicemic reprezint rezultatul echilibrului extrem de sensibil ntre aportul, producia de glucoz i consumul periferic al acesteia. Glicemia constant de 80-110 mg/dL sau 4,5-6,1 mmol/L, este meninut mai puin prin alimentaie (fenomen discontinuu i frecvent disproporionat cu necesitatea meninerii constante a glicemiei) i mai ales de ficat. La acestea, se adaug un control neuroendocrin permanent. ROLUL FICATULUI N MENINEREA CONSTANT A GLICEMIEI Ficatul ocup un rol central n meninerea feed-back-ului glicemic, ca productor de glucoz, n absena aportului fiziologic de hran sau n condiii patologice, precum i acela de depozitare a excesului glucidic alimentar. Una dintre cele mai importante funcii ale ficatului este cea glicogenic, care const n aprovizionarea sngelui cu glucoz la o concentraie constant i suficient pentru nevoile organelor. La nivel hepatic are loc sinteza i depozitarea glicogenului. i la nivelul altor organe sau esuturi exist glicogen. n special n esutul muscular exist o cantitate apreciabil de glicogen care poate furniza glucoz pentru metabolismul celulelor proprii, dar care nu poate fi eliberat n circulaie pentru meninerea constant a glicemiei. La nivelul ficatului s-au creat o serie de mecanisme care permit organismului, pentru o perioad de timp, independena fa de aportul exogen. Aceste mecanisme sunt: glicogenogeneza, fenomen ce compenseaz aportul exogen discontinuu de glucoz, aceasta fiind stocat sub form de rezerv

- 164 -

Fiziopatologia metabolismului glucidelorrapid metabolizabil, care apoi poate furniza glucoza necesar meninerii constante a glicemiei; gluconeogeneza, fenomen ce compenseaz aportul insuficient de glucide din alimentaie, permite sinteza endogen de glucoz din substane neglucidice (lipide, proteine), sintez posibil datorit interconexiunilor existente ntre cele trei metabolisme: glucidic, protidic i lipidic. GLICOGENOGENEZA La cteva ore dup un prnz bogat n glucide, ficatul i crete progresiv coninutul n glicogen. Sinteza sa ncepe la 30 minute post prandial i este maxim la 4 ore. Glicogenogeneza se realizeaz printr-o serie de reacii biochimice succesive, prin legarea n lan a moleculelor de glucoz rezultate din hidroliza intestinal a polizaharidelor i dizaharidelor alimentare. Conversia glucozei n glicogen se realizeaz sub influena unor enzime specifice care o transform succesiv n: G-6-fosfat, G-1fosfat, G-uridin-difosfat i glicogen (Fig. 27).

Glicogen Uridin difosfat G (Fosforilaza) G-1-Fosfat (Glucokinaza) G n snge (Fosfataza) GlicolizFig.27: Reaciile chimice din glicogenez i glicoliz demonstreaz interconversia dintre glucoza din snge i glicogenul din ficat Glicogenul hepatic i muscular nu face parte din structura celular, ci constituie forma de depozitare i rezerv a glucozei. Glicogenul reprezint 5-8% din greutatea ficatului i 1-3% din greutatea muchilor, reprezentnd o cantitate total de 350400 g. Dup saturarea celulelor hepatice i musculare cu glicogen, surplusul de glucoz este convertit n lipide i depus n celulele grsoase.Cnd rezervele de glucoz ale organismului scad sub nivelul normal, cantiti suficiente se pot forma prin procesul de neoglucogenez.

G6-Fosfat

- 165 -

Fiziopatologia metabolismului glucidelorNEOGLUCOGENEZA Proces denumit i gluconeogenez, reprezint procesul de sintez a glucozei din produi neglucidici de metabolism intermediar i are loc n special n ficat (ntr-o mic msur i n rinichi). Prin gluconeogenez se asigur debitul glucozat n proporie de 20-30 % din acid lactic i 6 % pe seama glicerolului iar ntr-un procentaj mai mic de 1 % din proteine sau aminoacizi. Procesul de transformare a lipidelor i proteinelor n glucide are loc chiar n condiiile unui regim alimentar echilibrat. Cile metabolice de interrelaie ntre metabolismul glucidic, lipidic i proteic asigur un echilibru dinamic permanent ntre cele trei principii de baz. Neoglucogeneza din produii metabolismului glucidic Hepatocitul este capabil s utilizeze compui intermediari ai metabolismului glucidic, mai ales acidul lactic, dar i gliceraldehida, acidul succinic, acidul fumaric etc, pentru resinteza de glucoz i glicogen. Acest proces chimic este realizat prin ciclul Cori, ciclu care ncepe la nivelul esutului muscular i eritrocite, unde glucoza este degradat pn la acid lactic. Acesta trece n snge i ajunge la ficat (i rinichi), unde este folosit pentru resinteza glicogenului. Neoglucogeneza din proteine Acest proces presupune sinteza glicogenului din aminoacizii glucoformatori: alanina, glicina, serina, acidul glutamic, ornitina, prolina, treonina, arginina, acidul aspartic, acidul glutamic, cisteina, histidina, hidroxiprolina, metionina, valina. Dintre aminoacizii transportai ctre ficat, n timpul privrii de alimente, predomin alanina. Aceasta a dus la postulatul ciclul glucoz-alanin care funcioneaz asemntor ciclului Cori. Valoarea glucogenetic a proteinelor este proporional cu coninutul lor n aminoacizi glucoformatori. Se admite c din 100 g de proteine se pot forma 58 g de glucoz. Neoglucogeneza din lipide Acizii grai particip la formarea glucozei printr-un mecanism indirect. Dintre acizii grai, numai glicerolul poate participa, prin intermediul triozfosfatului, la gliconeogenez. Degradarea lipidelor poate s conduc ntr-o msur redus la gluconeogenez plecnd de la glicerolul din glicerolipide. Importana neoglucogenezei provine din faptul c anumite esuturi, n mod particular SNC, au nevoie constant de glucoz.

- 166 -

Fiziopatologia metabolismului glucidelorGLICOGENOLIZA Glicogenoliza sau degradarea glicogenului const n desprinderea succesiv a unitilor glicozil din lanurile exterioare ale glicogenului, sub aciunea a trei enzime: fosforilaza, transferaza i enzima de deramificaie. Glicogenoliza i refacerea glucozei se realizeaz pe calea invers a sintezei glicogenului. Acesta este depolimerizat prin fosforilare, proces activat de adrenalin i glucagon. Prin glicogenoliz se poate mobiliza ntre 30-40 % din totalul glicogenului hepatic. GLICOLIZA Glucoza poate fi metabolizat n ficat pe mai multe ci: - 90 % pe calea indirect, prin ciclul Embden-Meyerhoff i ciclul Krebs, - 18 % pe cale indirect, prin ciclul hexozomonofosfat, - 2 % pe calea glucuronic. Primele dou ci sunt prezente n toate celulele organismului.Glicoliza prin calea Embden-Meyerhof sau glicoliza anaerob const n transformarea moleculei de glucoz n dou molecule de acid piruvic. n condiii anaerobiotice acidul piruvic se transform n acid lactic, reacie ce ofer organismului capacitatea de a efectua o perioad scurt de timp un travaliu n stare de hipoxie. Obinuit, acest ciclu este premergtor degradrii oxidative a glucozei n ciclul Krebs. Ciclul Krebs (ciclul acizilor tricarboxilici sau ciclul acidului citric) are sediul n mitocondrie. Cele dou molecule de acid piruvic trec din citoplasm n matricea mitocondrial unde se combin cu dou molecule de coenzim A (derivat din acidul pantotenic) i se formeaz acetil-CoA, substan de rscruce a catabolismului glucozei i a metabolismului lipidic. Acidul piruvic prin transaminare n alanin leag metabolismul glucozei i al lipidelor de cel al aminoacizilor i prin acetia de proteine. Acetil-CoA poate fi oxidat n final n CO2 i H2O. Majoritatea energiei produs n cursul acestei etape finale a procesului oxidativ este ncorporat n ATP de lanul respirator mitocondrial. Ciclul pentozelor (calea fosfogluconatului) sau ciclul hexozomonofosfat reprezint cea de a doua cale important de degradare i oxidare a G. Acesta const n formarea unui produs intermediar cu 5 atomi de carbon (ribuloza-5P). Aceast cale este foarte important deoarece unul din metaboliii si, riboza, este esenial pentru formarea acizilor nucleici. Sistemele catabolice ale G pot coexista n acelai esut, dar exist i diferene mari de la organ la organ. Glicoliza predomin n organe ce pot funciona n hipoxie sau care sunt sensibile la carenta n O2 (miocard, creier, retin). n rinichi, ficat, plmni etc, sunt prezente ambele cicluri. Calea glucuronic sau calea acidului uronic este posibil numai n ficat. Este o cale ciclic, ce pleac de la UDP-glucoz i formeaz acid glucuronic. Acesta este utilizat pentru conjugarea unor medicamente, substane toxice, hormoni steroizi, bilirubin i sinteza de mucopolizaharide.

- 167 -

Fiziopatologia metabolismului glucidelorREGLAREA GLICEMIEI Viaa i activitatea celulelor sunt dependente de prezenta permanenta a glucozei n concentraie constant n lichidele organismului. ntre aportul exogen i endogen i utilizarea periferic, continu i variabil n raport cu activitatea, exist un echilibru dinamic datorat unui mecanism de reglare eficace. Autoreglarea fizico-chimic Autoreglarea fizico-chimic are ca substrat, pe de o parte legile osmozei (schimb rapid ntre glucoza intra-vascular i cea din lichidul interstiial), iar pe de alt parte, capacitatea ficatului de a trimite n circulaie cantitatea de glucoz necesar. Originea glucozei poate fi exogen (alimentar) sau endogen (glicogenoliz i gluconeogenez). Producia hepatic de glucoz a unui subiect n post este de 132 mg/min. Rolul central al ficatului n autoreglarea glicemic a fost demonstrat de Claude Bernard care a artat c: Cantitatea de glucoz care prsete ficatul e mai mare dect cea din sngele portal, n absena unei absorbii intestinale a glucozei i nlturarea glucozei din ficat prin splare cu ap rece este urmat de reapariia ei dup cteva ore. Dup hepatectomie total, glicemia scade progresiv, prima or mai lent, n urmtoarele mai rapid, astfel c dup 4-5 ore ajunge la 40 mg/dL, urmat de crize convulsive i