Биохимия глюкоза

Биохимия: норма глюкозы и расшифровка биохимического анализа крови

Биохимия глюкоза

Биохимия глюкоза — это биохимическое исследование венозной крови на содержание в крови сахара.

Такое исследование относится к ряду самых важных, так как позволяет распознать первые признаки различных заболеваний еще до момента их клинических проявлений.

Для многих пациентов это шанс получить своевременное лечение и не допустить развития болезни. Забор крови исключительно из вены в утренние часы. Обязательным условием является то, что анализ сдается на голодный желудок.

Что дает организму глюкоза

Биохимия крови позволяет вывить в организме человека наличие патологий, которые связаны с работой внутренних органов.

Такой анализ в основном используют для диагностики состояния:

  • печени;
  • почек;
  • эндокринной системы;
  • сердца.

Нарушение процессов метаболизма и гормонального фона обычно резко отражается на показателях в биохимическом анализе крови. Первым тревожным симптомом можно считать изменение уровня сахара. Именно так организм реагирует на развитие серьезных заболеваний.

Такой элемент, как сахар, присутствует в крови человека в определенных количествах. При повышении или понижении уровня этого вещества происходит сбой в работе организма. Глюкоза обеспечивает энергетический обмен, то есть снабжает клетки энергией с целью поддержания жизнедеятельности.

Поэтому при низком содержании вещества в самом начале нарушается энергетический обмен, что — в свою очередь — отражается на биохимических процессах, происходящих в организме. Соответственно, повышение сахара приводит к обратному процессу. Любой дисбаланс вреден для состояния здоровья человека.

Глюкоза попадает в организм вместе с питанием. После еды уровень вещества незначительно повышается в организме, а затем равномерно распределяется и приходит в норму. Но у людей, страдающих сахарным диабетом, этот уровень значительно повышается, что проявляется в резком ухудшении здоровья.

К чему приводит дисбаланс?

  1. Снижение защитных функций в организме.
  2. Нарушение роста костных тканей.
  3. Повышение холестерина в крови.
  4. Нарушение процесса метаболизма.

Все это может привести к ряду серьезных заболеваний, которые нанесут серьезный урон организму человека.

Чтобы отслеживать уровень сахара в крови, следует систематически сдавать анализ крови. Особенно это касается тех пациентов, которые находятся в зоне риска.

Нормальный углеводный обмен помогает поддерживать организм и его работоспособность. Его данные проверяются наличием сахара в крови.

Повышение бывает:

  • при сильных эмоциях;
  • во время стрессов;
  • при сильной боли;
  • после еды.

Норма сахара колеблется в пределах 3,5—5,5 ммоль/л. Изменения в какую-либо сторону могут спровоцировать ухудшение самочувствия и развитие болезней. Стойкое повышение не всегда свидетельствует именно о сахарном диабете, такое явление наблюдается и при других проблемах с эндокринной системой.

Под влиянием сильной психоэмоциональной и физической нагрузки происходит резкий скачок глюкозы в крови. Это обусловлено активным гормоном – адреналином.

Помимо этого, высокий уровень сахара наблюдается:

  • в процессе выздоровления;
  • во время активного роста;
  • при сильных умственных нагрузках.

Привести в норму уровень сахара помогает инсулин. У людей, страдающих диабетом, этот гормон вырабатывается в недостаточных количествах, что приводит к сильному и долговременному повышению уровня сахара. Для нормализации состояния требуется инъекция инсулина. До момента введения инсулина клетки организма не получают необходимого питания, что приводит к их гибели.

Любой дисбаланс приводит к нарушению нормального функционирования организма, так как нарушается энергетический обмен в клетках. Для нормализации уровня сахара могут потребоваться специальные лекарства.

Понижение и повышение уровня, чем обусловлено

Если биохимия глюкоза показывает высокий уровень, то это может быть обусловлено:

  • сахарным диабетом;
  • сильным эмоциональным потрясением;
  • повышенной функцией щитовидной железы;
  • новообразованиями на надпочечниках;
  • повышенным содержанием гормона роста;
  • заболеваниями поджелудочной;
  • хроническими проблемами с почками и печенью.

Все перечисленные заболевания выявляются в ходе полного обследования, которое должен назначить специалист после получения результатов анализа, где глюкоза будет значительно выше нормы.

При повышении глюкозы происходит повышение фруктозамина. Он синтезируется белками крови, норма составляет 205—285 мкмоль/л. Помогает кратковременно провести контроль над состоянием организма при резком повышении сахара.

Сниженные результаты могут говорить:

  • о недостатке питательных веществ;
  • о неправильно подобранной дозе инсулина;
  • о болезнях поджелудочной;
  • о патологиях эндокринной системы;
  • о сильной интоксикации;
  • о проблемах с ЖКТ (желудочно-кишечным трактом);
  • о врожденной недостаточности у ребенка.

Зачастую при сниженных результатах достаточно скорректировать питание, чтобы вернуть сахар в пределы нормы.

Любые колебания в результатах анализа — повод для обследования. После уточнения причины изменения сахара в крови назначается лечение.

Кому назначается процедура

Биохимический анализ крови глюкоза назначается больным для профилактики или при обнаружении ряда клинических проявлений, что говорят о развитии болезней. Всем пациентам старше 40 лет назначается лабораторное исследование раз в три года.

При ряде следующих симптомов анализ сдается не реже одного раза в 12 месяцев:

  • избыточная масса тела;
  • генетические предрасположенности;
  • гипертония.

Помимо этого, специалист обязан отправить пациента на забор крови, если:

  • есть постоянная сухость во рту;
  • происходит резкая потеря массы тела;
  • повышенная утомляемость;
  • учащенное мочеиспускание.

Кроме того, мониторинг необходимо проводить, если поставлен диагноз «сахарный диабет» или установлена другая причина изменения сахара в организме. А также необходимо систематически сдавать анализы, если проводится терапия. Норма глюкозы в крови связана с возрастом пациента.

Колебания фиксируются следующие:

  1. До 14 — 3,33—5,65 ммоль/л.
  2. От 14 до 60 — 3,89—5,83 ммоль/л.
  3. Возрастная группа 60—70 — 4,44—6,38 ммоль/л.
  4. У пациентов старше 70 лет — 4,61—6,1 ммоль/л.

Для расшифровки полученных в лаборатории результатов необходимо обратиться к доктору. Это обусловлено тем, что изменения не всегда говорят о наличии болезней в организме. Иногда повышение либо понижение сахара — временное явление.

Такое может происходить даже в организме совершенно здорового человека, например, при сильных физических и умственных нагрузках. При отсутствии отклонений глюкоза самостоятельно возвращается в норму в течение достаточно короткого времени.

Каждый здоровый человек обязательно должен делать биохимический анализ с целью мониторинга состояния здоровья. Особенно важно обратить внимание на глюкозу при генетических предрасположенностях к сахарному диабету, так как он передается по наследству. Своевременное обнаружение изменений показателей крови поможет обнаружить развитие заболеваний и начать лечение.

Источник: http://BolezniKrovi.com/analizy/biohimiya-glyukoza.html

Анализ крови на глюкозу: биохимическое исследование, как сдавать и расшифровка уровней сахара

Биохимия глюкоза

Колебания концентрации глюкозы в крови человека происходят практически незаметно, узнать об отклонении удается исключительно благодаря сдаче анализов.

Поэтому медики рекомендуют хотя бы один раз в полгода сдавать кровь на уровень сахара, особенно это необходимо женщинам и мужчинам после возраста 40 лет.

Также исследование не помешает проводить пациентам с избыточной массой тела и наличием генетической предрасположенности к сахарному диабету.

Заподозрить у себя диабет можно по общему недомоганию, жажде, сухости во рту и беспричинном изменении массы тела, как большую, так и меньшую сторону.

Почему назначают анализ крови на глюкозу?

Глюкоза является простым углеводом, он играет важную роль, ведь моносахарид – это основной источник энергии. Сахар необходим каждой клетке организма для нормальной жизнедеятельности, обеспечения всех обменных процессов.

Уровень гликемии помогает оценить состояние здоровья человека, требуется поддерживать его на приемлемом уровне. Сахар поступает в организм вместе с продуктами питания, затем он расщепляется гормоном инсулин и проникает в кровоток.

Чем больше концентрация сахара в пище, тем больше инсулина должна выработать поджелудочная железа для его переработки. Но при этом следует понимать, что количественное значение инсулина ограничено, избыток сахара откладывается в клетках жировой ткани, мышцах и печени.

При чрезмерном употреблении сахара рано или поздно происходит нарушение сложной системы и повышение показателей гликемии. Аналогичная картина происходит при воздержании от пищи, когда рацион человека не соответствует необходимой норме. В таком случае:

  1. концентрация глюкозы падает;
  2. понижается работоспособность головного мозга.

Подобный дисбаланс возможен также при нарушении работы поджелудочной железы, ответственной за продуцирование инсулина.

Основными симптомами, которые должны подтолкнуть человека к срочной консультации эндокринолога и сдаче крови на сахар, могут быть чрезмерная жажда, сухость в ротовой полости, избыточная потливость, слабость в теле, увеличение частоты сердечных сокращений и приступы головокружения.

Официальная статистика неумолима, на сегодня в России от сахарного диабета страдает порядка 9 миллионов человек. Предполагается, что уже через 10 лет количество больных с таким нарушением возрастет вдвое.

Примерно каждые 10 секунд во всем мире подтверждается 2 новых случая сахарного диабета. За эти же 10 секунд где-то в мире умирает один диабетик, ведь давно известно, что диабет является четвертым заболеванием, которое ведет к летальному исходу.

Однако избежать смерти вполне реально, если своевременно сдавать кровь на сахар и держать заболевание под контролем.

Анализы на уровень глюкозы в крови

Изменение баланса в обменных процессах представляет серьезную опасность для пациента и его здоровья. Врачи для диагностики нарушений могут рекомендовать различные способы определения глюкозы. Существуют такие лабораторные методы: биохимический анализ крови на сахар, на резистентность к глюкозе, глюкозотолерантный тест на С-пептид, анализ на гликированный гемоглобин  прочие.

Биохимический анализ крови наглюкоза проводится в медицинском учреждении, он помогает выявить колебания показателей гликемии, увидеть полную картину заболевания. Сахар крови биохимия способствует установлению нарушения обменных процессов и конкретизации недуга.

Биохимический анализ крови и сахар норма может применяться в качестве профилактики диабета, для контроля подтвержденного заболевания. Биохимия крови поможет определить не только концентрацию сахара, но также и другие важные показатели.

Не менее эффективным и результативным станет исследование крови на резистентность к глюкозе, его еще называют тестирование с углеводной нагрузкой. Анализ покажет содержание сахара в плазме крови:

  • сначала пациент сдает кровь утром натощак;
  • в течение 5 минут после этого выпивает концентрированный раствор глюкозы.

После этого необходимо через каждые полчаса делать пробы, длительность процедуры – 2 часа. Исследование выявит наличие сахарного диабета, нарушения толерантности к глюкозе.

Глюкозотолерантный тест на С-пептид проводят для количественной оценки функционирования бета-клеток поджелудочной железы, отвечающей за выработку инсулина. Анализ необходим для точного определения типа сахарного диабета: инсулинозависимый или инсулинонезависимый. Тестирование является наиболее важным при любой форме патологии.

Сдавать кровь можно и на определение уровня гликированного гемоглобина, в ходе анализа определяют соединение гемоглобина с сахаром крови.

Чем больше в организме циркулирует глюкозы, тем больше будет уровень гликированного гемоглобина. Анализ на содержание глюкозы способствует оценке показателей гликемии за 3 месяца.

Согласно рекомендациям ВОЗ, такое исследование является самым оптимальным и необходимым для контроля течения диабета обоих типов.

Метод имеет свои явные преимущества и существенные недостатки. Большой плюс анализа заключается в том, что:

  1. к нему не нужна специфическая подготовка;
  2. кровь берут в любое время суток.

Анализ на соединение глюкозы с белком называется исследованием на уровень фруктозамина. Основное отличие подобного определения сахара в том, что анализ показывает изменения уровня гликемии за 1-3 недели до забора крови.

Тестирование способствует оценке качества проводимого лечения гипергликемии, поможет при необходимости корректировать курс терапии. Часто такой анализ рекомендуют сдавать беременным женщинам для диагностики скрытого сахарного диабета и при анемии.

Общий анализ крови могут назначать вместе с анализом на показатели лактата (молочной кислоты). Лактат продуцируется организмом в результате анаэробного метаболизма сахара (без участия кислорода). Такой анализ расскажет о закислении крови из-за скопления лактата, лакцитоз, как правило, является симптомом сахарного диабета.

Доктор медицинских наук, глава Института Диабетологии Татьяна Яковлева

Уже много лет я изучаю проблему ДИАБЕТА. Страшно, когда столько людей умирают, а еще больше становятся инвалидами из-за сахарного диабета.

Спешу сообщить хорошую новость – Эндокринологическому научному центру РАМН удалось разработать лекарство полностью вылечивающее сахарный диабет. На данный момент эффективность данного препарата приближается к 100%.

Еще одна хорошая новость: Министерство Здравоохранения добилось принятия специальной программы, по которой компенсируется вся стоимость препарата. В России и странах СНГ диабетики до 6 июля могут получить средство – БЕСПЛАТНО!

Еще один способ исследования на избыток глюкозы – анализ крови на диабет беременных (гестационный). Такой диабет является нарушением резистентности к сахару, чем выше показатели гликемии, тем больше вероятность развития такого нарушения, как макросомия, ее проявлениями станут:

  1. избыточная масса тела плода;
  2. чрезмерный рост.

Это в свою очередь может приводить к преждевременным родам, травмам и матери, и ребенка. По этой причине во время беременности женщина обязательно должна следить за собой и держать под контролем показатели сахара крови. Биологический материал забирают из вены.

В домашних условиях для самодиагностики и контроля течения подтвержденного сахарного диабета требуется проводить исследование при помощи глюкометра. Анализатор глюкозы помогает проверить себя на повышение или понижение сахара в считанные секунды. Экспресс метод врачи считают приблизительным тестом, но без него не обойтись при сахарном диабете.

Перед процедурой тщательно моют руки с мылом, вытирают их насухо. Затем при помощи скарификатора делают прокол подушечки пальца, первую каплю крови вытирают ватным диском, а вторую:

  • наносят на тестовую полоску;
  • помещают в глюкометр.

Аппарат может сохранять в своей памяти определенное количество измерений.

Как сдавать кровь и подготовиться, расшифровка

Любой из методов диагностики уровня сахара в крови показано начинать с подготовки. Исследование уровня глюкозы в крови проводят на голодный желудок, кровь берут из пальца или локтевой вены. Примерно за 8-10 часов до процедуры необходимо отказаться от приема пищи, подготовьтесь, что пьют исключительно чистую воду без газа.

Как правильно сдавать кровь? Перед исследованием нельзя заниматься физическими упражнениями, курить, пить спиртные напитки, нервничать. В противном случае анализ покажет повышение сахара даже в том случае, когда стойкой гипергликемии не наблюдается. Бояться такого исследования не нужно, нервные переживания плохо отразятся на результате и самочувствии пациента.

Определение сахара в крови в домашних условиях при помощи глюкометра можно в любое время суток, даже после приема пищи. Поэтому вопрос, как подготовиться, тут не стоит. Если диабетик боится сам себе прокалывать палец для диагностики, он может попросить об этом родственников или обратиться в лечебное учреждение.

Поставить диагноз, подтвердить или опровергнуть его может только эндокринолог, однако пациент должен иметь представление о нормах сахара в крови. В биохимическом анализе крови нормальным будет уровень глюкозы:

  • возраст ребенка до 2 лет – от 2.78 до 4.4 ммоль/л;
  • возраст 2-6 лет – от 3.3 – 5 ммоль/л;
  • возраст 6-15 лет – 3.3 – 5.5 ммоль/л;
  • взрослые люди – 3.89 – 5.83 ммоль/л.

Примечательно, что по мере старения организма изменяется и норма сахара. Повышение нормы происходит после возраста 60 лет, в среднем для таких пациентов это число составит 6.38 ммоль/л.

Если проводится исследование крови на резистентность к глюкозе, референсные значения – 7.8 ммоль/л. При определении показателей молочной кислоты нормальным показателем будет от 0.5 до 2.2 ммоль/л.

Анализ крови на содержание фруктозамина должен показать у мужчин 118-282 мкмоль/л, у женщин от 161 до 351 мкмоль/л. Нормой гликированного гемоглобина станет 5.7%, характерно, что этот показатель одинаковый для детей, взрослых, мужчин и женщин молодого и преклонного возраста.

Почему повышен или понижен сахар крови

Биохимия показала переизбыток глюкозы, тогда доктор говорит о гипергликемии. Такое патологическое состояние может указывать на наличие сахарного диабета и других нарушений функционирования эндокринной системы.Причинами могут быть болезни почек, печени, острое или хроническое течение воспалительного процесса в поджелудочной железе (заболевание панкреатит).

При уменьшении концентрации сахара в кровотоке можно заподозрить болезни поджелудочной железы, печени и переизбыток гормонов щитовидной железы. Снижение уровня гликемии может быть свидетельством отравления лекарственными препаратами, мышьяком, спиртными напитками.

Рассматривая результаты теста на толерантность к глюкозе, когда пьешь раствор глюкозы, полученные цифры 7.8-11.00 ммоль/л станут симптомом преддиабета, а когда результат превышает 11.1 ммоль/л, предварительным диагнозом станет сахарный диабет.

Если показатели молочной кислоты повышаются, в половине случаев это свидетельствует о диабете, этот же уровень вещества станет следствием:

  1. цирроза печени;
  2. тяжелых сосудистых заболеваний;
  3. гликогеноза.

Низкий уровень молочной кислоты в отдельных случаях говорит об анемии.

Когда число фруктозамина завышено, у больного также заподозрят сахарный диабет, нарушение толерантности к глюкозе, острую почечную недостаточность, гестационный сахарный диабет, цирроз печени. Низкий уровень фруктозамина станет сигналом о наличии гипертиреоза, диабетической нефропатии, нефротического синдрома. Боюсь, что может быть поставлено сразу несколько диагнозов.

При отклонении от нормы гликированного гемоглобина и результате свыше 6.5% практически всегда подтверждают диабет, поскольку этот анализ показывает уровень сахара за длительный отрезок времени. Повлиять на его результат невозможно, кровь для исследования берут даже у пациентов с простудными заболеваниями, после перенесенного стресса.

Необходимо брать во внимание, что превышение или снижение показателей сахара в крови еще не говорит об окончательном диагнозе и сахарном диабете.

Не исключено, что отклонения от нормы стали следствием употребления спиртных напитков, повышенной физической, умственной нагрузки, отказа от низкоуглеводной диеты и других факторов.

Для уточнения предполагаемого диагноза доктору требуется назначить пациенту дополнительные анализы.

Как сдавать анализ крови на сахар расскажет эксперт в видео в этой статье.

Источник: https://diabeta-net.ru/analyzes/analiz-krovi-na-glukozy-biohimicheskoe-issledovanie-kak-sdavat-i-rasshifrovka-yrovnei-sahara.html

Биохимия, обмен углеводов: понятие и значение

Биохимия глюкоза

Углеводы – обширная группа органических веществ, которые вместе с белками и жирами составляют основу организма человека и животных. Углеводы присутствуют в каждой клетке организма, выполняют разнообразные функции.

Небольшие молекулы углеводов, представленные, в основном, глюкозой, могут перемещаться по всему организму и выполнять энергетическую функцию. Крупные молекулы углеводов не перемещаются и выполняют, в основном, строительную функцию.

Из пищи человек извлекает только мелкие молекулы, так как только они могут всосаться в клетки кишечника. Крупные же молекулы углеводов организму приходится строить самому.

Совокупность всех реакций по расщеплению углеводов пищи до глюкозы и синтезу из нее новых молекул, а также другие многочисленные превращения этих веществ в организме, называют в биохимии обменом углеводов.

Классификация

В зависимости от строения, различают несколько групп углеводов.

Моносахариды – мелкие молекулы, которые не расщепляются в пищеварительном тракте. Это глюкоза, фруктоза, галактоза.

Дисахариды – мелкие молекулы углеводов, которые в пищеварительном тракте расщепляются на два моносахарида. Например, лактоза – на глюкозу и галактозу, сахароза – на глюкозу и фруктозу.

Полисахариды – крупные молекулы, состоящие из сотен тысяч остатков моносахаридов (в основном, глюкозы), соединенных между собой. Это крахмал, гликоген мяса.

Углеводы и диеты

Время расщепления полисахаридов в пищеварительном тракте отличается, что зависит от их способности растворяться в воде. Одни полисахариды расщепляются в кишечнике быстро. Тогда глюкоза, полученная при их распаде, быстро попадает в кровь.

Такие полисахариды называют «быстрыми». Другие хуже растворяются в водной среде кишечника, поэтому медленнее расщепляются, а глюкоза медленнее поступает в кровь. Такие полисахариды называют «медленными». Некоторые из этих элементов вообще не расщепляются в кишечнике.

Их называют нерастворимыми пищевыми волокнами.

Обычно под названием «медленные или быстрые углеводы» имеются в виду не сами полисахариды, а продукты, которые их содержат в большом количестве.

Список углеводов – быстрых и медленных, представлен в таблице.

Быстрые углеводыМедленные углеводы
жареный картофельХлеб с отрубями
Белый хлебНеобработанные зерна риса
Картофельное пюреГорох
МедОвсяные хлопья
МорковьГречневая каша
Кукурузные хлопьяРжаной хлеб с отрубями
СахарСвежевыжатый фруктовый сок без сахара
МюслиМакароны из муки грубого помола
ШоколадКрасная фасоль
Вареный картофельМолочные продукты
БисквитСвежие фрукты
КукурузаГорький шоколад
Белый рисФруктоза
Черный хлебСоя
СвеклаЗеленые овощи, помидоры, грибы
Бананы
Джем

При выборе продуктов для составления рациона диетолог всегда опирается на список быстрых углеводов и медленных. Быстрые в сочетании с жирами в одном продукте или приеме пищи приводят к отложению жира.

Почему? Быстрое повышение содержания глюкозы в крови стимулирует выработку инсулина, который обеспечивает запас глюкозы в организме, включая и путь образования из нее жира.

В результате при поедании пирожных, мороженого, жареной картошки вес набирается очень быстро.

С точки зрения биохимии, обмен углеводов проходит в три этапа:

  • Пищеварение.Оно начинается еще в ротовой полости в процессе пережевывания пищи.
  • Собственно метаболизм углеводов.
  • Образование конечных продуктов обмена.

Углеводы – основа пищевого рациона человека. Согласно формуле рационального питания, в составе пищи их должно быть в 4 раза больше, чем белков или жиров. Потребность в углеводах индивидуальна, но, в среднем, человеку необходимо 300-400 г в сутки. Из них около 80% приходится на крахмал в составе картофеля, макарон, круп и 20% – на быстрые углеводы (глюкоза, фруктоза).

Обмен углеводов в организме также начинается в ротовой полости. Здесь на полисахариды – крахмал и гликоген действует фермент слюны амилаза. Амилаза гидролизует (расщепляет) полисахариды на крупные осколки – декстрины, которые попадают в желудок.

Здесь нет ферментов, действующих на углеводы, поэтому декстрины в желудке никак не изменяются и проходят дальше по пищеварительному тракту, попадая в тонкий кишечник. Здесь на углеводы действует несколько ферментов.

Амилаза панкреатического сока гидролизует декстрины до дисахарида мальтозы.

Специфические ферменты секретируют клетки самого кишечника. Фермент мальтаза гидролизует мальтозу до моносахарида глюкозы, лактаза – лактозу до глюкозы и галактозы, сахараза – сахарозу до глюкозы и фруктозы. Полученные монозы всасываются из кишечника в кровь и по воротной вене попадают в печень.

Роль печени в обмене углеводов

Этот орган обеспечивает поддержание определенного уровня глюкозы в крови за счет реакций синтеза и распада гликогена.

В печени идут реакции взаимопревращений моносахаридов – фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, а глюкоза может превратиться во фруктозу.

В этом органе идут реакции глюконеогенеза – синтеза глюкозы из неуглеводных предшественников – аминокислот, глицерина, молочной кислоты. Также здесь нейтрализуется гормон инсулин с помощью фермента инсулиназы.

Метаболизм глюкозы

Глюкоза играет ключевую роль в биохимии обмена углеводов и в общем метаболизме организма, поскольку она является главным источником энергии.

Уровень глюкозы в крови является постоянной величиной и составляет 4 – 6 ммоль/л. Основными источниками этого элемента в крови являются:

  • Углеводы пищи.
  • Гликоген печени.
  • Аминокислоты.

Расходуется глюкоза в организме на:

  • образование энергии,
  • синтез гликогена в печени и мышцах,
  • синтез аминокислот,
  • синтез жиров.

Природный источник энергии

Глюкоза – универсальный источник энергии для всех клеток организма. Энергия необходима для построения собственных молекул, сокращения мышц, выработки тепла.

Последовательность реакций превращения глюкозы, приводящих к выделению энергии, называют гликолизом.

Реакции гликолиза могут идти в присутствии кислорода, тогда говорят об аэробном гликолизе, или в бескислородных условиях, тогда процесс является анаэробным.

В ходе анаэробного процесса одна молекула глюкозы превращается в две молекулы молочной кислоты (лактата) и выделяется энергия.

Анаэробный гликолиз дает мало энергии: из одной молекулы глюкозы получается две молекулы АТФ – вещества, химические связи которого аккумулируют энергию.

Этот способ получения энергии используется для кратковременной работы скелетных мышц – от 5 секунд до 15 минут, то есть в то время, пока механизмы снабжения мышц кислородом не успевают включиться.

В ходе реакций аэробного гликолиза одна молекула глюкозы превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (пирувата). Процесс с учетом трат энергии на собственные реакции дает 8 молекул АТФ.

Пируват вступает в дальнейшие реакции окисления – окислительное декарбоксилирование и цитратный цикл (цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот).

В результате этих превращений на молекулу глюкозы выделится 30 молекул АТФ.

Обмен гликогена

Функция гликогена – запасание глюкозы в клетках животного организма. Эту же функцию в растительных клетках выполняет крахмал. Гликоген иногда называют животным крахмалом. Оба вещества являются полисахаридами, построенными из многократно повторяющихся остатков глюкозы. Молекула гликогена более разветвленная и компактная, чем молекула крахмала.

Процессы обмена в организме углевода гликогена особенно интенсивно идут в печени и скелетных мышцах.

Гликоген синтезируется в течение 1-2 часов после еды, когда уровень в крови глюкозы высок. Для образования молекулы гликогена нужен праймер – затравка, состоящая из нескольких остатков глюкозы. К концу праймера последовательно присоединяются новые остатки в виде УТФ-глюкозы.

Когда цепочка вырастает на 11-12 остатков, к ней присоединяется боковая цепь из 5-6 таких же фрагментов. Теперь у цепочки, идущей от праймера, есть два конца – две точки роста молекулы гликогена.

Эта молекула будет многократно удлиняться и ветвиться до тех пор, пока сохраняется высокая концентрация в крови глюкозы.

Между приемами пищи гликоген распадается (гликогенолиз), освобождая глюкозу.

Полученная при распаде гликогена печени, она идет в кровь и используется для нужд всего организма. Глюкоза, полученная при распаде гликогена в мышцах, тратится на нужды только мышц.

Образование глюкозы из неуглеводных предшественников – глюконеогенез

Организму хватает энергии, запасенной в виде гликогена, только на несколько часов. Через сутки голодания этого вещества в печени не остается.

Поэтому при безуглеводных диетах, полном голодании или при длительной физической работе нормальный уровень глюкозы в крови поддерживается за счет ее синтеза из неуглеводных предшественников – аминокислот, глицерина молочной кислоты.

Все эти реакции протекают, в основном, в печени, а также в почках и слизистой кишечника. Таким образом, процессы обмена углеводов, жиров и белков тесно переплетены между собой.

Из аминокислот и глицерина глюкоза синтезируется при голодании. В условиях отсутствия еды распадаются белки тканей до аминокислот, жиры – до жирных кислот и глицерина.

Из молочной кислоты глюкоза синтезируется после интенсивной физической нагрузки, когда она накапливается в больших количествах в мышцах и печени в ходе анаэробного гликолиза. Из мышц молочная кислота переносится в печень, где из нее синтезируется глюкоза, которая вновь возвращается в работающую мышцу.

Регуляция углеводного обмена

Этот процесс осуществляется нервной системой, эндокринной системой (гормонами) и на внутриклеточном уровне. Задача регуляции – обеспечить стабильный уровень глюкозы в крови. Из гормонов, регулирующих процессы обмена углеводов, главными являются инсулин и глюкагон. Они вырабатываются в поджелудочной железе.

Основная задача инсулина в организме – снижение уровня глюкозы в крови. Добиться этого можно двумя путями: увеличив проникновение глюкозы из крови в клетки организма и усилив в них ее использование.

  1. Инсулин обеспечивает проникновение глюкозы в клетки определенных тканей – мышечной и жировой. Их называют инсулинзависимыми. В мозг, лимфатическую ткань, эритроциты глюкоза попадает без участия инсулина.
  2. Инсулин усиливает использование глюкозы клетками путем:
  • Активации ферментов гликолиза (глюкокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа).
  • Активации синтеза гликогена (за счет усиления превращения глюкозы в глюкозо-6-фосфат и стимуляции гликогенсинтазы).
  • Торможения ферментов глюконеогенеза (пируваткарбоксилаза, глюкозо-6-фосфатаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа).
  • Усиления включения глюкозы в пентозофосфатный цикл.

Все остальные гормоны, регулирующие углеводный обмен – это глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, тироксин, гормон роста, АКТГ. Они увеличивают содержание глюкозы в крови. Глюкагон активирует распад гликогена в печени и синтез глюкозы из неуглеводистых предшественников. Адреналин активирует распад гликогена в печени и мышцах.

Нарушения обмена. Гипогликемия

Самыми распространенными нарушениями обмена углеводов являются гипо- и гипергликемии.

Гипогликемия – состояние организма, вызванное низким уровнем глюкозы в крови (ниже 3,8 ммоль/л). Причинами могут быть: снижение поступление этого вещества в кровь из кишечника или печени, повышение его использования тканями. К гипогликемии могут привести:

  • Патологии печени – нарушение синтеза гликогена или синтеза глюкозы из неуглеводных предшественников.
  • Углеводное голодание.
  • Длительная физическая нагрузка.
  • Патологии почек – нарушение обратного всасывания глюкозы из первичной мочи.
  • Нарушения пищеварения – патологии расщепления углеводов пищи или процесса всасывания глюкозы.
  • Патологии эндокринной системы – избыток инсулина или недостаток гормонов щитовидной железы, глюкокортикоидов, гормона роста (СТГ), глюкагона, катехоламинов.

Крайнее проявление гипогликемии – гипогликемическая кома, которая чаще всего развивается у больных сахарным диабетом I типа при передозировке инсулина. Низкое содержание глюкозы в крови приводит к кислородному и энергетическому голоданию мозга, что вызывает характерные симптомы.

Отличается чрезвычайно быстрым развитием – если не предпринять нужных действий в течение нескольких минут, человек потеряет сознание и может погибнуть.

Обычно пациенты с сахарным диабетом умеют распознавать признаки падения глюкозы в крови и знают, что нужно предпринять – выпить стакан сладкого сока или съесть сладкую булочку.

Гипергликемия

Еще одним видом нарушения углеводного обмена является гипергликемия – состояние организма, вызванное стойким высоким содержанием глюкозы в крови (выше 10 ммоль/л). Причинами могут быть:

  • патологии эндокринной системы. Самая частая причина гипергликемии – сахарный диабет. Различают сахарный диабет I и II типа. В первом случае причина болезни – дефицит инсулина, вызванный поражением клеток поджелудочной железы, секретирующих этот гормон. Поражение железы чаще всего имеет аутоиммунный характер. Сахарный диабет II типа развивается при нормальной выработке инсулина, поэтому называется инсулиннезависимым; но инсулин не выполняет свою функцию – не проводит глюкозу в клетки мышечной и жировой тканей.
  • неврозы, стрессы активируют выработку гормонов – адреналина, глюкокортикоидов, щитовидной железы, которые усиливают распад гликогена и синтез глюкозы из неуглеводных предшественников в печени, тормозят синтез гликогена;
  • патологии печени;
  • переедание.

В биохимии обмен углеводов – одна из самых интересных и обширных тем для изучения и исследований.

Источник: https://FB.ru/article/401138/biohimiya-obmen-uglevodov-ponyatie-i-znachenie

Глюкоза

Биохимия глюкоза

Наиболее распространенный углевод в животном организме — глюкоза. Она играет роль связующего звена между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку из глюкозы могут образовываться все другие моносахариды, и наоборот — различные моносахариды могут превращаться в глюкозу.

Более 90% всех растворимых низкомолекулярных углеводов крови приходится на глюкозу; кроме того, в небольших количествах могут присутствовать фруктоза, мальтоза, манноза и пентозы, а при патологии и галактоза. Наряду с ними в крови содержатся связанные с белками полисахариды.

Особенно интенсивно глюкозу потребляют и используют для разнообразных нужд ткани центральной нервной системы, эритроциты, мозговое вещество почек.

В промежуточном обмене глюкоза используется для образования гликогена, глицерина и жирных кислот, аминокислот, глюкуроновой кислоты и гликопротеинов.

Концентрация глюкозы в крови является производной процессов гликолиза и окисления трикарбоновых кислот в ЦТК, гликогенеза и гликогенолиза в печени и мышечной ткани, глюконеогенеза в печени и почках, поступления глюкозы из кишечника.

В клинической практике обычно исследуют содержание глюкозы в крови, к определению концентрации других сахаров и гликогена прибегают значительно реже.

В крови человека глюкоза довольно равномерно распределена между плазмой и форменными элементами, установлено, что в венозной крови содержание сахара на 0,25‑1,0 ммоль/л (в среднем на 10%) меньше, чем в артериальной и капиллярной.

Известную диагностическую ценность представляет определение молочной и пировиноградной кислот, активности ряда ферментов углеводного обмена, сиаловых и гексуроновых кислот, серомукоидов, гликозилированного гемоглобина и других показателей.

глюкозы в моче зависит от ее концентрации в крови, хотя выделяется она как при нормальном, так и при повышенном уровне сахара крови.

При повышении концентрации глюкозы в крови преодолевается так называемый почечный порог (у здоровых людей лежит в области 8,3‑9,9 ммоль/л) и наступает глюкозурия.

При артериосклеротической почке, при диабете порог повышается и может не отмечаться глюкозурия даже при повышении концентрации глюкозы до 11,0‑12,1 ммоль/л.

Методы определения глюкозы в крови подразделяют на три группы: редуктометрические, колориметрические и энзиматические.

1. Редуктометрические методы:

  • титрометрический способ Хагедорна‑Йенсена основан на свойстве сахара восстанавливать при кипячении в щелочной среде железистосинеродистую и железосинеродистую соли калия. По степени этого восстановления титрометрически исследуют концентрацию сахара в крови. Важным преимуществом метода является дешевизна и возможность использования в любой лаборатории;
  • основанные на восстановлении нитробензолов, например, пикриновой кислоты в пикраминовую;
  • метод, основанный на способности глюкозы восстанавливать соли меди. Образующаяся одновалентная медь выступает в качестве промежуточного вещества. Окисляясь кислородом воздуха, она восстанавливает мышьяковомолибденовую или фосфорновольфрамовую кислоту, которые служат окончательным хромогеном.

Однако следует иметь в виду, что методы этой группы дают завышенные результаты (примерно на 20‑25%), так как в крови присутствует ряд соединений, не относящихся к углеводам, но обладающих восстановительными свойствами (мочевая кислота, глутатион, креатинин, аскорбиновая кислота);

2. Колориметрические методы. К ним относятся:

  • метод Сомоджи — реакция восстановления меди, находящейся в составе меднотартронового реактива, до закиси меди. Метод трудоемок, многостадиен, неспецифичен и в настоящее время практически не используется;
  • метод Фолина‑Ву — реакция восстановления тартрата меди в закись. Метод прост, недостатком является отсутствие строгой пропорциональности между интенсивностью получаемой окраски и концентрацией глюкозы;
  • определение концентрации глюкозы по Моррису и Роэ — дегидратация глюкозы под действием серной кислоты и превращение ее в оксиметилфурфурол, который конденсируется с артроном в соединение синего цвета. Требует чистейших реактивов и четкого соблюдения постояной температуры реакции;
  • ортотолуидиновый метод Гультмана в модификации Хиваринена-Никкила, состоящий в определении интенсивности окрашивания раствора, возникающего при взаимодействии ароматического амина ортотолуидина с альдегидной группой глюкозы в кислой среде. Этот способ точен и дает возможность более специфичного определения содержания глюкозы.
  • анилиновый метод, сохраняет чувствительность ортотолуидинового метода, но еще более специфичен.

3. Ферментативные методы:

  • основанный на гексокиназной реакции. Глюкоза под действием гексокиназы фосфорилируется за счет АТФ, образовавшийся Гл‑6‑Ф в присутствии дегидрогеназы восстанавливает НАДФ. Количество последнего определяют по увеличению светопоглощения в ультрафиолетовой области. Метод слишком дорогостоящий для практических лабораторий.
  • основанные на окислении глюкозы до глюкуроновой кислоты с помощью фермента глюкозооксидазы и образовании в ходе реакции перекиси водорода, которая (в разных модификациях):
◊ определяется химическим путем;
◊ при участии пероксидазы окисляет бесцветный ортотолидин, превращая его в окрашенное соединение зелено‑голубого цвета, прямолинейность зависимости окраски от концентрации глюкозы сохраняется в диапазоне от 1,1 до 22 ммоль/л;
◊ в присутствии фенола при участии пероксидазы окисляет 4‑амино­антипирин в окрашенное соединение розово-малинового цвета;
◊ в присутствии ионов меди окисляет фенолфталин до фенолфталеина, который в щелочной среде окрашен в красный цвет.

4. Электрохимические методы, в которых используются электроды, содержащие иммобилизованные ферменты, в частности, глюкозооксидазу. Реакция регистрируется по количеству образованной перекиси водорода или по убыли кислорода, израсходованного на окисление глюкозы.

5. Диагностические полоски, использующие глюкозооксидазно‑пероксидазную реакцию и производные бензидина в качестве хромогена.

В качестве унифицированных принято три метода: титрометрический метод Хаггедорна-Йенсена, ортотолуидиновый метод и глюкозооксидазный метод с окислением о‑толидина.

Принцип

Глюкоза при нагревании с ортотолудином в присутствии серной кислоты дает сине-зеленое окрашивание.

Нормальные величины

Цельная кровь (указанный метод)3,9‑5,5 ммоль/л
Плазма (тот же)3,9‑5,5 ммоль/л

Моча (тот же)

0,06‑0,83 ммоль/л
или < 2,78 ммоль/сут

Определение содержания глюкозы глюкозооксидазным
методом по набору “Новоглюк”

Глюкозооксидазным методом можно определять количество глюкозы в сыворотке и плазме крови, цельной крови и спинномозговой жидкости.

Влияющие факторы

Завышенные результаты уровня глюкозы в крови наблюдаются после приема пищи, при применении кофеина, препаратов гормонов надпочечников, тироксина, пероральных контрацептивов, витамина РР (в больших дозах), диуретиков, при физических упражнениях, эмоциональном возбуждении и других стрессовых воздействиях. Влияние in vitro оказывают галактоза и другие моносахара сыворотки крови, аскорбиновая кислота, леводопа, метилдофа, парааминосалициловая кислота и другие.

Снижение концентрации отмечается после применения анаболических стероидов, антигистаминных препаратов, токсичных доз ацетилсалициловой кислоты, этанола. На результаты анализа влияет наличие гемолиза (выход глутатиона из эритроцитов), высокое содержание аскорбиновой и ацетилсалициловой кислоты в крови.

Кровь

Повышение концентрации глюкозы в крови (гипергликемия) отмечается при:

  • повышении гормональной деятельности гипофиза, надпочечников, щитовидной железы: феохромоцитома, тиреотоксикоз, акромегалия, синдром Кушинга;
  • заболеваниях поджелудочной железы: сахарный диабет (взрослый и юношеский), диабет беременных, острый и хронический панкреатиты, муковисцидоз, опухоли, гемохроматоз. Выраженная гипергликемия без кетоза встречаются у больных сахарным диабетом средней тяжести (или у лиц не страдающих им, с высоким уровнем эндогенного инсулина, предотвращающего развитие кетоза). глюкозы в крови может превышать 50 ммоль/л, в отличие от диабетического кетоацидоза, при котором уровень глюкозы вкрови часто ниже 33 ммоль/л;
  • хронических заболеваниях печени и почек;
  • раздражении ЦНС: кровоизлияния в мозг, травмы, опухоли, отравления окисью углерода, эфиром, синильной кислотой и т.п., менингит, эпилепсия;
  • остром инфаркте миокарда, тяжелой стенокардии, авитаминозе В1, при ожогах (первые сутки).

Гипогликемия встречается при:

  • заболеваниях поджелудочной железы: опухоль панкреатических островков, дефицит глюкагона;
  • тяжелых повреждениях печени: отравления мышьяком, хлороформом, алкоголем, салицилатами, антигистаминными препаратами, фосфором, тетрахлоридом углерода, бензолом, парацетамолом и т.п.;
  • заболеваниях печени, сопровождающихся нарушением гликогенообразования и глюконеогенеза;
  • эндокринных нарушениях: гипопитуитаризм, аддисонова болезнь, гипотиреоз;
  • заболеваниях почек с нарушением реабсорбции, заболевания кишечника с нарушением всасывания, большая потеря крови, несбалансированная диета и недоедание, спленомегалии у детей;
  • передозировке инсулина или пероральных противодиабетических препаратов.

Моча

Выведение глюкозы возрастает при всех случаях гипергликемии свыше 10 ммоль/л (почеч­ного порога). В этом случае глюкозурии могут быть физиологическими и патологическими:

  • к физиологическим относятся алиментарная глюкозурия, глюкозурия беременных и нейрогенная глюкозурия на почве стрессовых состояний,
  • патологическая глюкозурия обнаруживается при сахарном диабете, тиреотоксикозе, акромегалии, гиперплазии коры надпочечников, инфаркте миокарда, кровоизлияниях во внутренние органы, отравлениях морфином, фосфором, при острых инфекциях и нервных заболеваниях.

При нормогликемии глюкозурия может выявляться при повреждениях почечных канальцев — пиело- и гломерулонефриты, токсические поражения, почечный диабет (семейная почечная глюкозурия), нефропатии.

Снижение глюкозы в моче (вплоть до исчезновения) является признаком бактериурии.

Спинномозговая жидкость

Уровень глюкозы повышен при сахарном диабете, эпидемическом энцефалите, сифилисе ЦНС, гипергликемиях различной этиологии.

Уменьшение концентрации глюкозы определяется при остром пиогенном менингите, туберкулезном и криптококковом менингите, менингоэнцефалите, опухолях мягкой мозговой оболочки, саркоидозе.

Найти

Появился вопрос? Спрашиваем в группе

Клиническая биохимия

Источник: https://biokhimija.ru/uglevody-krovi/glucoz-krovi.html

БолиНет
Добавить комментарий