1

WYBRANE ZABURZENIA

GOSPODARKI WĘGLOWODANOWEJ

HOMEOSTAZA ENERGETYCZNA

PATOFIZJOLOGIA CUKRZYCY

PATOFIZJOLOGIA GŁODU

Sem. 01

2

REZERWY ENERGETYCZNE

• Źródła energii: trójglicerydy, kwasy tłuszczowe,

glukoza, mleczany, alanina, glutamina, ciała

ketonowe.

• Podstawowy zapas energetyczny -

tłuszcze (ok. 100 000 kcal).

• Rezerwa węglowodanowa - glikogen (1 000

kcal).

• Regulacja gospodarki tłuszczami - potrzeby

tkanek zabezpieczone z nadmiarem.

• Precyzyjna regulacja gospodarki glukozą –

względnie stałą wartość stężenia glukozy: 3,7-5,0

mM (65-90mg%) po posiłku 9-10 mM (160-180

mg%).

3

METABOLIZM POSZCZEGÓLNYCH

NARZĄDÓW

• MÓZG - podstawowy substrat – glukoza

- możliwa adaptacja do zużywania związków

ketonowych

• KOMÓRKI KRWI – tylko glukoza
• MIĘŚNIE - podstawowy substrat - kwasy tłuszczowe

- możliwy metabolizm glukozy i związków ketonowych;

• NERKI

- kora nerki - metabolizuje kwasy tłuszczowe, związki

ketonowe, glutaminę, mleczan, pirogronian i

cytrynian
- rdzeń nerki - glukoza

• WĄTROBA – główny narząd katabolizujący aminokwasy

4

BIAŁKA TRANSPORUJĄCE GLUKOZĘ

Transport

er

Km

glukoz
y

Tkanki

Charakterystyk

a

GLUT-1

20 mM Mózg, erytrocyty,

śródbłonek, komórki 

Konstytutywny
nośnik

GLUT-2

42 mM Nerki, jelita, wątroba,

komórki 

Nośnik o niskim
powinowactwie

GLUT-3

10 mM Neurony, łożysko

Nośnik o
wysokim
powinowactwie

GLUT-4

2-10

mM

Mięśnie szkieletowe,
serce, tkanka
tłuszczowa

Nośnik
insulino-
zależny

GLUT-5

-

Różne tkanki

Transport
fruktozy

5

Nośnik insulino-zależny

6

REGULACJA HORMONALNA

REZERWAMI ENERGETYCZNYMI

Insulin

a

Glukagon /

adrenalina

Hormon

wzrostu

Kortyzol

Cukry

Glikoliz

a

Glukoneogen

eza

Glukoneogen

eza

Glukoneogen

eza

Glikoge

n

Syntez

a

Rozkład

Synteza

Redystrybucj

a

Synteza

Białka

Syntez

a

Rozkład

Synteza

Rozkład

Tłuszcz

e

Syntez

a

lipoliza

Lipoliza

Redystrybucj

a

Synteza

7

CUKRZYCA – DEFINICJA

• Cukrzyca – grupa chorób metabolicznych, w

których stwierdza się podwyższony poziom

glukozy spowodowany zaburzeniami w

wydzielaniu insuliny, działaniu insuliny lub

obiema przyczynami równocześnie.

• Przewlekła hiperglikemia występująca w

cukrzycy powoduje z czasem uszkodzenia,

zaburzenia funkcji i niewydolność różnych

narządów: oczu, nerek, nerwów, serca i

naczyń krwionośnych.

Banting i
Best

8

CUKRZYCA – ETIOLOGIA - I

CUKRZYCA:

• Typ 1 – cukrzyca insulinozależna – ok.10% chorych

(7 nowych zachorowań na 100 000 ludności)

• Typ 2 – cukrzyca insulinoniezależna – ok. 90% chorych (118

nowych zachorowań na 100 000 ludności)

• Cukrzyca ciężarnych – 2-5% wszystkich ciężarnych

(15% tych ciężarnych zachoruje na cukrzycę w okresie 10-
15 lat)

9

CUKRZYCA – ETIOLOGIA - II

INNE SWOISTE TYPY CUKRZYCY

• choroby trzustki: zapalenia, nowotwory,

urazy/pankreatektotomia,
mukowiscydoza, hemochromatoza

• zaburzenia hormonalne: choroba i zespół Cushinga,

glukagonoma,
akromegalia, zespół Conna, guz chromochłonny

• polekowa: tiazydy, diazoksyd, beta-blokery, sterydy,

pentamidyna

niesterydowe leki przeciwzapalne (NLPZ), hormony tarczycy

• zakażenia: różyczka wrodzona, cytomegalia

• genetyczne defekty funkcji komórek β lub działania insuliny

oraz inne zespoły genetyczne, związane niekiedy z cukrzycą
(np. z. Downa, z. Pradera-Willego)

10

CUKRZYCA – KRYTERIA ROZPOZNANIA

• Badanie przedmiotowe

objawy kliniczne sugerujące chorobę:
utrata masy ciała, nadmierne pragnienie,
wielomocz, osłabienie, stany zapalne
zewnętrznych narządów płciowych

• Badania laboratoryjne:

- pomiar glikemii o dowolnej porze
- krzywa cukrowa

11

CUKRZYCA – KRYTERIA ROZPOZNANIA

Badania laboratoryjne

•

Pomiar glikemii o dowolnej porze
(krew żylna - 100-180 mg%; 5,6-10,0mM)

•

Pomiar glikemii w osoczu na czczo (FPG) oraz
2 godz. po wypiciu roztworu 75g glukozy (OGTT)(krzywa

cukrowa) :

norma
FPG < 110mg% (6,1mM); OGTT < 140 mg% (7,8mM)

nieprawidłowa tolerancja glukozy
FPG 110-126 mg% (6,1-7,0 mM); OGTT 140-200 mg% (7,8-

11,1mM)

cukrzyca
FPG > 126mg% (7,0mM); OGTT > 200 mg% (11,1mM)

12

CUKRZYCA – TESTY PRZESIEWOWE

•

Dwukrotne przypadkowe stwierdzenie poziomu glukozy >

200 mg% (11,1mM )

•

Badanie obecności glukozy w moczu - próg nerkowy 160-

180 mg%

•

Wykrywanie przeciwciał przeciw komórkom  trzustki

(ICAs), insulinie (IAAs), dekarboksylazie kwasu

glutaminowego (GAD65) – występują przed ujawnieniem

objawów klinicznych

13

CUKRZYCA – MONITOROWANIE

LECZENIA

• Ocena glikowanej hemoglobiny

(HbA1c)
- zdrowi do 7%
- prawidłowo leczeni cukrzycy do 7%
- ciężarna z cukrzycą między 6-8%

• Ocena glikowanej fruktozaminy

14

CUKRZYCA – PATOFIZJOLOGIA

• W typie 1 cukrzycy komórki beta trzustki

ulegają stopniowemu niszczeniu co
powoduje, że poziom insuliny jest za niski
w porównaniu do zapotrzebowania
organizmu.

15

Patogeneza cukrzycy typu 1

16

CUKRZYCA – PATOFIZJOLOGIA

• W typie 2 cukrzycy insulina przestaje działać wydajnie

(zmniejsza się wrażliwość tkanek na insulinę).

• Patologiczny sposób wydzielania: początkowo hiperinsulinemia, sztywne

wydzielanie, następnie wyczerpanie sekrecji.

17

Insulinooporność komórkowa

• Receptor dla insuliny - mutacje
• Zwiększenie wątrobowej produkcji glukozy
• Oporność mięśni szkieletowych na insulinę
• Zwiększona oksydacja kw. tłuszczowych w

powstawaniu poreceptorowej
insulinooporności

• Nasilenie działania glukagonu – komórki α
• Amylina – oporność wątroby na insulinę
• Zaburzenia czynności osi jelitowo-

trzustkowej

• Żywienie i masa ciała – zmniejszenie

wrażliwości adypocytów na insulinę

• Bezczynność ruchowa – zmniejszenie

liczby i powinowactwa receptorów
insulinowych

• Wpływ wieku
• Płeć i płodność

The Insulin Resistant cell
has only 5,000 receptora

18

CUKRZYCA – PATOFIZJOLOGIA

• Pierwotny defekt => niedobór insuliny =>

hiperglikemia i glikozuria.

• Glikozuria => diureza osmotyczna => wielomocz,

utrata elektrolitów, odwodnienie
(kompensacyjnie zwiększone pragnienie)

• Odwodnienie =>stres fizjologiczny.
• Wtórne zmiany obserwowane w cukrzycy zależą

od wzrostu poziomu hormonów stresu
(adrenalina, kortyzol, hormon wzrostu i glukagon).

19

CUKRZYCA – PATOFIZJOLOGIA

Zmiany wywołane wzrostem poziomu hormonów
stresu:

• upośledzenie wydzielania insuliny – adrenalina
• antagonizowanie działania insuliny – adrenalina,

kortyzol, h. wzrostu

• pobudzenie glikogenolizy, glukoneogenezy,

lipolizy, ketogenezy – glukagon, adrenalina, h.
wzrostu, kortyzol

• zmniejszenie zużytkowania glukozy i klirensu

glukozy – adrenalina, h. wzrostu, kortyzol

20

21

CUKRZYCA – OBJAWY

• cukrzyca typu 1 (ostre powikłanie - śpiączka ketonowa)
1. częste oddawanie moczu (poliuria)
2. wzmożone pragnienie (polidypsja)
3. spadek masy ciała
4. osłabienie, spowolnienie

• cukrzyca typu 2 (ostre powikłanie - śpiączka

hiperosmotyczna)

1. infekcje dróg moczowych
2. zmiany skórne- grzybice, czyraki
3. świąd skóry
4. zaburzenia widzenia
5. osłabienie
6. zaburzenia potencji

22

POWIKŁANIA W CUKRZYCY

Ostre powikłania cukrzycy:

• śpiączka ketonowa (typ 1)
• śpiączka hiperosmotyczna (typ 2)
• wstrząs hipoglikemiczny (hipoglikemia)

Późne powikłania cukrzycy:

• makroangiopatia - głównie związane z cukrzycą typu

2 (miażdżyca)

• mikroangiopatia - głównie związane z cukrzycą typu 1

nefropatia cukrzycowa
retinopatia cukrzycowa

• neuropatia cukrzycowa

23

ŚPIĄCZKA KETONOWA

• Niedoboru insuliny i nadmiar glukagonu powoduje

przesunięcie metabolizmu wolnych kwasów tłuszczowych

w kierunku powstawania ketonów (-hydroksymaślanu i

acetooctanu)

• Przekroczenie możliwości zużytkowania obwodowego i

wydalania ketokwasów powoduje kwasice metaboliczną.

• Odwodnienie spowodowane diurezą osmotyczną prowadzi do

niewydolności nerek i załamania się mechanizmów

kompensujących kwasicę.

• We wstrząsie oligowolemicznym dochodzi zmniejszenia

przepływu krwi przez mózg, czego konsekwencją jest

śpiączka

• Toksyczny wpływ ketonów na mózg

24

TYPOWY PRZEBIEG TERAPII

ŚPIĄCZKI CUKRZUCOWEJ

Time post admission (hours)

K

mmol/l

pH

Gluc

mmol/l

[K]

[pH]

[Gluc]

Potassium infusion

25

ŚPIĄCZKA HIPEROSMOTYCZNA

Występuje zazwyczaj u starszych chorych z 2
typem cukrzycy.

Cechy charakterystyczne:

• Odwodnienie hipertoniczne:

- poziom glukozy – 900-1180 mg% (50-60mM)
- 50% wzrost poziomu Na > 150 mM

• brak lub nieznaczna ketoza
• nieketotyczna kwasica (mleczanowa)

26

ŚPIĄCZKA HIPEROSMOTYCZNA

Przewlekła hiperosmolalność może powodować:

• upośledzenie odczuwania pragnienia
• zniesienie lipolitycznego efektu adrenaliny
• hamowanie ketogenezy przez minimalne ilości

insuliny

• skłonność do tworzenia się zatorów tętniczych i

żylnych naczyń mózgowych – główna przyczyna
zgonów

27

ŚPIĄCZKA HIPOGLIKEMICZNA

Objawy neuroglikopeniczne: zaburzenia

koncentracji, drażliwość, ból głowy, utrata

przytomności, drgawki

Objawy wegetatywne: bladość, poty, tachykardia,

zwiększenie ciśnienia tętniczego

• Poziom glukozy < 40mg% - 2,2 mM
• Efekt intensywnej insulinoterapii lub błędnej

diagnozy.

• Jeśli masz wątpliwości o charakter śpiączki - podaj

glukozę

28

Rozwój objawów hipoglikemii

HIPOGLIKEM
IA

Podwzgórzowe

ośrodki

autonomiczne

Włókna współczulne

Kora mózgowa

Gruczoły potowe

Mięśnie

Rdzeń nadnerczy

Serce

Poty

Drżenia

Adrenalina

Niepokój

Kołatanie serca

Objawy autonomiczne

Objawy
neuroglikop
enii

29

Przewlekła hiperglikemia

Hiperglikemia

Hamowanie kompetycyjne

↑ Sorbitol

↓ Sodozależny wychwyt mioinozytolu

↓ aktywność Na/K ATP-azy

↓ aktywność kinazy białkowej C

↓ komórkowy mioinozytol

↓ metabolizm fosfatydyloinozytolu

↓ dostępność diacyloglicerolu

30

Przewlekła hiperglikemia

Mechanizmy angiopatii i neuropatii

• nagromadzenie sorbitolu i niedobór mioinozytolu

• komórki śródbłonka naczyniowego, pericyty,

neurony i komórki glejowe

• zmniejszenie dokomórkowego transportu np.

aminokwasów, przeciążenie komórki sodem i

wodą oraz zwolnienie przemian katalizowanych

przez enzymy zależne od wapnia i aktywowane

przez kinazę C

31

Przewlekła hiperglikemia

Hiperglikemia

↑ glikacji

↓ Aktywność AT III
↓ Aktywność białka C

↑ Lepkość osocza

↑ Aktywności makrofagów

↑ ”sieciowania”
kolagenu

Nadkrzepliwość

Zaburzenia przepływu

↑ czynników

wazoaktywnych

↑ przepuszczalności

naczyń

Pogrubienie błony podstawnej

↑

czynników

zapalnych

Glikowany

kolagen

Glikowane

białka

osocza

Glikowane

białka

osocza

32

Przewlekła hiperglikemia

Mechanizmy angiopatii

• wzrost glikacji (nieenzymatycznej glikozylacji)

• zaburzenia hemodynamiki mikrokrążenia
• aktywacja układu krzepnięcia
• wzrost przepuszczalności naczyń
• pogrubienie błony podstawnej naczyń

33

Przewlekła hiperglikemia

Hiperglikemia

↑ glikacja białek

↑

wolnych rodników

↓ EC SOD

Nieaktywny cz. XII

Aktywny cz. XII

Prekalikreina

Kalikreina

Kininogen

Kininy

↑ Przepuszczalność naczyń

Angiopatia

Pozakomórkowa

dysmutaza ponadtlenkowa

34

Przewlekła hiperglikemia

Wpływ hiperglikemii na stres oksydacyjny

• Wzrost aktywności procesów generujących

wolne rodniki tlenowe

• Zmniejszenie, wskutek glikacji, aktywności

enzymów antyoksydacyjnych

35

Przewlekła hiperglikemia

Hiperglikemia

↑ Aktywność oksydaz

↑ Samoutlenianie katalizowane
przez jony metali

↑ Rodnik ponadtlenkowe; nadtlenek wodoru

↓Dysmutaza ponadtlenkowa

↓Katalaza i peroksydaza glutationowa

↓Witaminy: E, C i A

Lipidy, białka, biopolimery

Wiązania krzyżowe

Utlenianie fragmentacja

hamowanie

↑ glikacji

36

GŁÓD ( NIEDOŻYWIENIE )

• Głód względny – spożywane pokarmy nie

pokrywają w pełni zapotrzebowania

energetycznego

• Głód bezwzględny – całkowity brak

przyjmowania posiłków

• Stan głodu charakteryzuje się zużywaniem

przez organizm własnych zapasów

energetycznych

37

KRÓTKOTRWAŁE GŁODZENIE - I

• po 3 dniach głodzenia - nowy stan równowagi

energetycznej organizmu

• zmniejsza się o 30% stężenie glukozy oraz

insuliny

• zwiększa się poziom glukagonu

• zwiększenie lipolizy, proteolizy, glukoneogenezy,

ketogenezy

• w wątrobie kwasy tłuszczowe są metabolizowane

do ketonów

• głównym aminokwasowym prekursorem

glukoneogenezy jest alanina

• wzrasta wykorzystanie glicerol jako prekursora

glukozy

• glukoneogeneza głównie w wątrobie

38

KRÓTKOTRWAŁE GŁODZENIE - II

Źródła energii dla poszczególnych tkanek:

• wątroba – początkowo aminokwasy, później

kwasy tłuszczowe

• komórki krwi – glukoza metabolizowana do

mleczanu i pirogronianu

• mózg – glukoza, ale stopniowo

metabolizowane są związki ketonowe (po
tygodniu stanowią 50% energii)

• mięśnie - przestają zużywać glukozę i

czerpią energię z kwasów tłuszczowych

39

PRZEDŁUŻONE GŁODZENIE - I

• po kilku tygodniach zmieniają się

mechanizmy adaptacyjne organizmu –

oszczędzanie białek

• maleje proteoliza i również glukoneogeneza

• nerka staje się głównym narządem

wytwarzającym glukozę (głównie z glicyny)

• wątroba resyntezuje glukozę z mleczanów i

pirogronianów

• wątroba z kwasów tłuszczowych syntetyzuje

-hydroksymaślan i acetooctan

• zależnie od warunków wyjściowych, można

żyć 40 – 100 dni, mając dostęp do wody

40

PRZEDŁUŻONE GŁODZENIE - II

Źródła energii dla poszczególnych tkanek:

• wątroba – tylko kwasy tłuszczowe

• komórki krwi – nadal glukoza

metabolizowana do mleczanu i pirogronianu

• nerki – główny narząd zużywający związki

ketonowe (-hydroksy-maślan)

• mózg – zwiększa zużycie związków

ketonowych (acetooctan)(75%), ale w

stanie krańcowym tylko glukozę

• mięśnie - tylko kwasów tłuszczowych

• po 24 godzinach od wyczerpania się

zapasów kwasów tłuszczowych – śmierć

41

PRZEDŁUŻONE GŁODZENIE - III

Obraz kliniczny

• kwasica metaboliczna

• osteoporoza (uzupełnianie niedoboru wapnia i fosforu)

• obniżona wartość przemiany podstawowej

• zaburzenia emocjonalne

• brak apetytu (uaktywniony podwzgórzowy ośrodek

sytości)

• obniżona temperatura ciała

• rozległe obrzęki narządów, wodobrzusze

• niedokrwistość

• niestrawność (przy próbie karmienia)

• podatność na infekcje (niedobory immunologiczne)

42

GŁÓD I CUKRZYCA

GŁÓD

CUKRZYCA

Rezerwy energetyczne

Zużywane

Zużywane

Poziom glukozy w krwi

Niski

Wysoki

Poziom glukozy w

komórkach

insulinozależnych – np.

mięśnie

Niski

Niski

Poziom glukozy w

komórkach

insulinoniezależnych – np.

mózg

Niski

Wysoki

Ketogeneza

TG -

prawidłowy

Związki

ketonowe –

wysoki

TG – wysoki

Związki

ketonowe –

wysoki

Kwasica metaboliczna

+ / -

+ + +