Metabolismus glukosy. Diabetes
mellitus
Zdroje glukosy v potravě.
1. Uveďte hlavní zdroje glukosy v potravě
2. Které potraviny jsou bohaté na škrob?
Trávení sacharidů
3. Jak probíhá trávení škrobu?
4. Jakým způsobem je exogenní glukosa vstřebávána z lumen střeva do enterocytů?
5. Je trávena celulosa?
6. Jaký význam má příjem celulosy v potravě ?
Zdroje glukosy v krvi
JÁTRA
STŘEVO
Glukosa v krvi
. . . - . . . mmol/l
Potrava
Glykogen
. . . . .
. . . . .
glukogenní
aminokyseliny
glukoneogeneze
Glc
MYOKARD
LEDVINY
CNS
ERYTROCYTY
SVAL
TUKOVÁ TKÁŇ
*
* při vícedenním hladovění
7. Jaké je fyziologické rozmezí koncentrace glukosy v žilní krvi ?
8. Z jakých zdrojů je glukosa do krve doplňována?
9. K čemu slouží glukosa v krvi
10. Co je to glykolýza?
11. Jaký je rozdíl mezi anaerobní a aerobní glykolýzou?
12. Co je to glykogen, kde probíhá jeho syntéza?
25
13. Co je to glukoneogeneze, z jakých látek probíhá, kde probíhá?
Zdroje glukosy v pěti časových fázích
14. Doplňte tabulku:
Fáze zdroje Glc I II III IV V
Délka fáze . . . . . . . . . . . . . . .
Hlavní zdroj Glc . . . . . . . . . . . . . . .
Původ Glc v krvi . . . . . . . . . .
. . . . .
(. . . . .)
. . . . .
(játra, . . . . .)
. . . . .
(játra, . . . . .)
Tkáně utilizující
Glc z krve
Všechny
Všechny kromě jater.
Omezeně: svaly, tuk. tkáň
Všechny kromě jater
Málo: svaly, tuk. tkáň
CNS, Ercs, ledviny
Málo: svaly
. . . . ., ledviny
Omezeně: CNS
Hlavní zdroj
energie pro CNS
. . . . . . . . . Glc, ketonové látky
Ketonové látky,
Glc
15. Určete hlavní zdroj glukosy v krvi a) ráno po nočním lačnění; b) po jednodenním lačnění; c) po
třídenním lačnění.
16. Kterou z výše uvedených pěti fází lze označit jako fázi a) resorpční; b) lačnění; c) hladovění?
4 8 12 16 20 24 28 2 8 16 24 32 40
Hodiny Dny
Využití
glukosy
(g/h)
40
30
20
10
0
I II III IV V
Exogenní
Glykogen
(jaterní)
Glukoneogeneze
26
17. Které tkáně/buňky jsou výhradními odběrateli glukosy z krve?
18. Který orgán je nejvíce ohrožen déletrvající hypoglykemií?
19. Na jak dlouhou dobu vydrží při lačnění zásoby jaterního glykogenu?
20. V jakém období lačnění je hlavním zdrojem energie pro CNS a) glukosa; b) ketonové látky?
21. K čemu složí svalový glykogen?
Hormonální regulace metabolismu glukosy
a) "Klidové" hormony regulující glukosemii
Inzulin a glukagon
SVAL
PANKREAS
JÁTRA
TUKOVÁ
TKÁŇ
Glykogen
Glc
PyruvátGlc
Glukagon
Inzulin
Proteiny
AK
TG
MK
GLUT
Glc
GLUT
GLUT
Inzulin
Inzulin Glukagon
Glykogen
Glc
Pyruvát
22. Doplňte tabulku
Vliv hormonu Insulin – anabolický hormon Glukagon-katabolický hormon
Vstup glukosy do buněk
Glykolýza
Glukoneogeneze
Syntéza glykogenu
Odbourání glykogenu
Syntéza mastných kyselin
Lipolýza v tukové tkáni
Syntéza proteinů
27
b) "Stresové" hormony ovlivňující glukosemii
Adrenalin a glukokortikoidy (kortisol)
23. Za jakých situací dochází k uvolnění adrenalinu z chromafinních buněk do krve?
24. Jak ovlivní zvýšení hladiny adrenalinu koncentraci glukosy v krvi?
25. Jak je ovlivněn metabolismus glukosy adrenalinem a) v játrech; b) ve svalu?
26. Jak ovlivňují glukokortikoidy metabolismus glukosy a proteinů probíhajících a) ve svalu;
b) v játrech?
Diabetes mellitus (DM, diabetický syndrom)
Příčina - porucha sekrece a/nebo účinku inzulinu
Metabolický důsledek - porucha metabolismu glukosy, ale též proteinů a lipidů
Klinický nález pro DM - chronická hyperglukosemie
Mechanismus hyperglukosemie - snížený transport glukosy závislý na inzulinu (GLUT 4)
- pokles utilizace glukosy v játrech (glykolýza)
- zvýšená glukoneogeneze
- zvýšená jaterní glykogenolýza
Základní klasifikace* DM 1. typu DM 2. typu
Prevalence 15-20 % diabetiků ~ 80-85 % všech diabetiků
Dřívější označení inzulin-dependentní (IDDM) noninzulin-dependentní (NIDDM)
Příčina autoimunitní destrukce β buněk inzulinová rezistence a/nebo
porucha sekrece inzulinu
Nedostatek inzulinu absolutní relativní
Koncentrace inzulinu nízká nebo nepřítomen normální, často i zvýšená
Věk manifestace dětství, mládí obvykle po 40. roce
Nástup choroby akutní postupný
Tělesná stavba astenický typ často obézní
Sklon ke ketóze značný obvykle ne
Dědičnost genetická predispozice genetická predispozice
Typické klinické příznaky únava, polyurie, polydipsie (pocit žízně), únava, prodloužené hojení ran,
polyfagie (pocit hladu) bakteriální infekce kůže, neuropatie
*Další základní typy DM: Gestační DM a porucha glukosové tolerance (prevalence u 2 % těhotných žen; komplikace pro
plod; riziko vzniku DM 2. typu u ženy v pozdějším věku). Ostatní specifické typy DM (příčiny: genetické defekty β−buněk
nebo inzulinového receptoru, infekce, indukce léky, chemikáliemi, endokrinopatie, imunitně podmíněný, …).
Diabetes mellitus je onemocnění charakterizované absolutním nebo relativním nedostatkem
inzulinu a má několik forem i několik stádií, které je třeba rozlišit jak z důvodů
28
prognostických, tak terapeutických. Podle etiologie se rozlišuje diabetes mellitus 1. typu,
diabetes mellitus 2.typu, těhotenský diabetes a další specifické typy diabetu.
Diabetes mellitus 1. typu je polygenní autoimunitní choroba. Je méně častou formou diabetu.
Genetická predispozice kombinovaná s určitými vnějšími faktory, jako je virová infekce,
toxiny, stres, může navodit prediabetickou fázi onemocnění, která trvá i několik let. V této
době dochází k pomalé destrukci β-buněk Langerhansových ostrůvků zprostředkovanou
aktivovanými T-lymfocyty a cytokiny, která se projevuje jako insulitis (lymfocytová infiltrace
ostrůvkových buněk, zánět). Inzulitida postupně snižuje počet funkčních β-buněk, což
způsobuje poruchy syntézy a sekrece inzulinu. Diabetes se klinicky manifestuje v době, kdy
je autoimunitním zánětem zničeno až 60–70 % pankreatických β-buněk.
Diabetes mellitus 2. typu je způsoben rezistencí na inzulin a/nebo relativním nedostatkem
inzulinu (abnormální inzulin, protilátky proti inzulinu). Je převažující formou diabetu.
Rezistence na působení inzulinu může být výsledkem sníženého počtu plazmatických
membránových receptorů na cílových buňkách nebo následkem postreceptorové blokády
nitrobuněčného metabolismu glukosy. Stupeň inzulinové nedostatečnosti je odrazem postupné
ztráty schopnosti β-buněk reagovat na glukosu.
Těhotenský (gestační) diabetes je porucha, která se objevuje během gravidity. Další typy
diabetu mohou provázet některá zánětlivá, endokrinní, genetická a jiná onemocnění.
Poruchy metabolismu při diabetu
27. Doplňte do tabulky projevy nedostatku inzulinu, resp. nadbytku glukagonu u DM 1. typu:
Děj Změna Důsledek
Transport glukosy do . . . . . a . . . . . ↓ . . . emie
Glykolýza v játrech . . . . . . . . . .
Glukoneogeneze v játrech . . . . . . . . . .
Lipolýza v adipocytech . . . . . ↑ koncentrace MK v plazmě
β-oxidace MK v játrech ↑ produkce . . . . . v játrech
Rychlost citrátového cyklu v důsledku
snížené dostupnosti . . . . .
↓ ↑ množství . . . . . v játrech
Produkce ketonových látek . . . . . . . . . .
28. Jaké metabolické příčiny vedou k hyperglukosemii?
29. Které děje budou ovlivněny nedostatkem inzulinu a) ve svalech; b) v tukové tkáni?
30. Jakou reakcí vzniká oxalacetát potřebný v citrátovém cyklu?
31. Co je příčinou vzniku ketonových látek??
29
Akutní komplikace DM
• Ketoacidóza
pH krve < 7,36 v důsledku zvýšené tvorby ketonových látek
(glukosemie zvýšena 2,5-6krát nad fyziologické rozmezí)
• Hyperosmolarita
osmolarita nad 310 mmol/l, častější u DM 2. typu
(glukosemie zvýšena 5-45krát nad fyziologické rozmezí)
• Hypoglykemie u léčeného DM
Je to patologický stav, při němž organismus nedokáže udržet homeostázu glukosy.
Klinické příznaky hypoglykemie se objevují, když hladina glukosy u dospělých klesá pod 2,8
mmol/l. Hlavním nebezpečím hypoglykemie je nedostatečné energetické zásobení mozku s
příznaky jako je pocit hladu, bolesti hlavy, usínání, mentální zmatenost, halucinace a konečně
křeče a kóma. Druhá skupina příznaků pramení z aktivace adrenergního systému a zvýšení
sekrece katecholaminů (palpitace, úzkost, chvění, pocení). Z klinického hlediska se rozlišují
hypoglykemie vznikající po lačnění a hypoglykemie postprandiální (vzniká po jídle).
Hypoglykemii může vyvolávat řada patologických stavů, např. tumory pankreatu, poruchy
v produkci antiinzulinových hormonů, jaterní cirhóza, defekty enzymů metabolizujících
glukosu. Příčinou hypoglykemie může být také nepřiměřená dávka inzulinu nebo perorálních
antidiabetik.
32. U kterého typu DM se ketoacidóza častěji projevuje?
33. Jaké jsou metabolické příčiny diabetické ketoacidózy?
34. Které ketonové látky mají acidifikující účinek? Která z těchto ketonových látek převládá v krvi?
35. Za jakých okolností může nastat hypoglykemie u diabetika? Jaké jsou nejčastější projevy
hypoglykemie?
Stanovení glykemie osobním glukometrem
Pro rychlé a snadné sledování glykemických profilů samotnými pacienty (self-monitoring)
nebo přímo u lůžka pacientů (bed-side diagnostics) se využívá velký počet nejrůznějších typů
glukometrů.
Glukometry nejčastěji pracují na principu reflektanční fotometrie: sekvence reakcí
s glukosaoxidázou a peroxidázou probíhá na nosiči indikační zóny diagnostického proužku
určeného k danému typu glukometru. Koncentrace vzniklého barevného produktu se
stanovuje reflexní fotometrií.
Pomocí osobních glukometrů si pacient může sledovat a zaznamenávat glykemický profil
v průběhu dne, což je důležité pro správnou léčbu. Za uspokojivé se považují hodnoty, které
během dne nepřekročí 7 mmol/l.
30
Materiál: Osobní glukometr s diagnostickými proužky, odběrová souprava na krev.
Provedení
Přísně dodržujte zásady správného odběru kapilární krve a podrobné návody ke
glukometru. Vyšetřovaná osoba si důkladně umyje ruce v teplé vodě. Kapilární krev
odebereme z boku bříška prstu na ruce. Na indikační zónu testovacího proužku přímo
aplikujeme jednu kapku krve, proužek zasuneme do glukometru a po patřičné době
odečítáme naměřenou hodnotu na displeji.
Referenční interval koncentrace glukosy (mmol/l) nalačno u zdravých dospělých
Venózní Kapilární
Krev 3,1–5,0 3,3–5,6
Sérum, plazma 3,3–5,6 3,9–6,1
V kapilární krvi jsou hodnoty vyšší než ve venózní krvi, rovněž v odděleném séru nebo
plazmě stanovíme koncentrace vyšší než v celé krvi.
Orální glukosový toleranční test (oGTT)
Pokud byla zjištěna zvýšená koncentrace glukosy v krevním séru nebo plazmě nalačno v
rozpětí 6-8 mmol/l nebo v žilní či kapilární krvi 5–7 mmol/l, je nutné ověřit účinnost regulace
přeměny glycidů funkční zkouškou. Při glukosovém tolerančním testu se hodnotí změny
glykemie po zátěžovém podání standardní dávky glukosy perorálně, méně často intravenózně.
Při vyšších koncentracích glukosy, zvláště má-li nemocný současně charakteristické příznaky
cukrovky, se oGTT neprovádí.
Standardní postup oGTT u dospělých. Tři dny před testem se neomezuje množství glycidů ve
stravě. Po nočním lačnění trvajícím 10–14 h se ráno odebere vyšetřovanému vzorek krve. Pak
se podá 75 g glukosy v 300 ml čaje a odebere se krev za 1 a 2 h po vypití čaje. Během testu se
zachovává tělesný klid, je zakázáno kouřit, jíst a pít.
Hodnocení
Glykemie v kapilární plné krvi* (v mmol/)
Glukosová tolerance 0 h (nalačno) 1 h po zátěži 2 h po zátěži
Normální < 6 < 11 < 8
Porušená > 6 > 11 8–11
Diabetes mellitus > 7 > 11 > 11
*stejné hodnoty platí i pro venózní plazmu
Nezapadají-li získané tři hodnoty glykemie do jednoho z typů hodnocení, rozhoduje hodnota
glykemie nalačno a za 2 hodiny po zátěži.
Získají-li se hodnoty glykemie, které neumožňují jednoznačně hodnotit výsledek oGTT, je
vhodné test s několikadenním (až několikatýdenním) odstupem opakovat.
31
U vyšetřovaných nad 50 let jsou horní hranice referenčních hodnot posunuty o 0,55 mmol/l na
každou dekádu. Tolerance na zátěž glukosou je porušena i u jiných onemocnění, zejména
jaterních.
32