Regulacja metabolizmu glukozy i cukrzyca - P.Barker 2010.doc

Regulacja metabolizmu glukozy i cukrzyca

Opis:              Omówienie trzustkowych mechanizmów regulacji  metabolizmu glukozy  ze szczególnym uwzględnieniem insuliny. To daje podstawę do omówienia zagadnienia cukrzycy jako zespołu chorobowego, po którym scharakteryzujemy dwa rodzaje cukrzycy, typ 1 i typ 2. Na koniec, zaprezentowane zostaną mechanizmy uznawane obecnie za stanowiące podstawę powikłań cukrzycowych.

Godziny:              Dwie - Cztery (2-4)

Cel:              Lepsze zrozumienie podstaw prawidłowego działania insuliny i, tym samym, większy wgląd w wiele aspektów cukrzycy i jej leczenia.

Po zakończeniu zajęć słuchacz potrafi:

              I.              Opisać fizjologiczny mechanizm wytwarzania i wydzielania insuliny oraz nieprawidłowości występujące w przebiegu zespołu cukrzycowego.

              II.              Zrozumieć złożoność prawidłowych mechanizmów dystrybucji insuliny w organizmie i ich wpływu na zmniejszenie odsetka powodzenia w przeszczepach trzustki.

              III.              Doceniać znaczenie receptora insuliny i rozumieć jego związek z insulinoopornością.

              IV.              Zrozumieć przeciwną rolę glukagonu.

              V.              Opisać podstawy testów laboratoryjnych stosowanych powszechnie w diagnostyce cukrzycy.

              VI.              Powiązać cechy charakterystyczne, elementy etiologii i patogenezy właściwe przebiegowi cukrzycy typu I ze stosowanymi obecnie podstawowymi metodami leczenia.

              VII.              Powiązać cechy charakterystyczne, czynniki patogenetyczne i etiologiczne właściwe cukrzycy typu II, ze strategiami postępowania.

              VIII.              Zrozumieć koncept insulinooporności.

              IX.              Zrozumieć powstawanie ocznych powikłań cukrzycy, jak też zrozumieć późniejsze prezentacje dotyczące leczenia systemowego cukrzycy.

Regulacja metabolizmu glukozy

1.              Wstęp

·              kontrola zużycia węglowodanów insulinę i glukagon

·              prawidłowe wartości stężenia glukozy we krwi (glikemia)

glikemia na czczo 70-110 mg/dl (3.9 - 6.1 mmol/L)

poziomy związane ze stanem przedcukrzycowym   100-110mg/dl (5.5 –6.1 mmol/L)

glikemia w 2h po obciążeniu glukozą                <140 mg/dl (<7.8 mmol/L)

·              trzustkowe pochodzenie insuliny i glukagonu

·              oba hormony wydzielane są w obrębie trzustki przez wysepki Langerhansa

·              komórki alfa stanowią 20% wysepek & wytwarzają glukagon

·              komórki beta stanowią 70-80% wysepek & wytwarzają insulinę

·              rozkład typów komórek:  komórki beta znajdują się w części środkowej wysepek, komórki alfa w części brzeżnej

·              unaczynienie:  krew przepływa z części środkowej w kierunku cz. obwodowej (brzeżnej) pozwalając na rozpoznawanie stężeń insuliny przez komórki alfa

2.              Insulina

·              główny anaboliczny hormon organizmu; umożliwia zachodzenie licznych mechanizmów syntezy

·              (głównie w obrębie wątroby, mięśni i tkanki tłuszczowej)

·              wewnątrzkomórkowy transport glukozy

·              wewnątrzkomórkowy transport aminokwasów

·              promotor lipogenezy

·              wewnątrzkomórkowy transport jonów K+ w kilku typach komórek

·              niedobór prowadzi do powstania zespołu znanego jako cukrzyca

3.              Regulacja wydzielania insuliny

·              produkty przemiany materii spośród których najsilniejszymi bodźcami są glukoza i aminokwasy takie jak arginina i leucyna

·              kontrola nerwowa np. stymulacja nerwu błędnego

·              kontrola hormonalna np. kilka hormonów jelitowych

4.              Synteza insuliny

·              gen na krótszym ramieniu chromosomu 11

·              struktura początkowa to duża cząsteczka prekursorowa zwana pre-proinsuliną

·              łańcuch pre-proinsuliny rozszczepia się w aparacie Golgiego do proinsuliny i jest pakowana do pęcherzyka

·              proinsulina zbudowana jest z łańcuchów alfa i beta złączonych tzw. peptydem łączącym (peptyd C)

·              wewnątrz pęcherzyka proinsulina ulega dalszemu rozszczepieniu, na skutek którego powstają niezależne cząsteczki insuliny oraz peptydu C

·              strukturę insuliny tworzy jeden łańcuch alfa i jeden łańcuch beta połączone mostkami dwusiarczkowymi

·              w momencie wydzielania, każdy pęcherzyk zawiera jednakowe ilości insuliny i peptydu C , oraz inne, pomniejsze produkty wydzielania.

5.              Wydzielanie insuliny

·              wydzielanie podstawowe  tj. istniejące niezależnie od stymulacji

·              Pierwsza faza wydzielania zgromadzonej insuliny inicjowana jest niemal natychmiast

·              osiąga swoją wartość szczytową i powraca do wartości podstawowej nawet u osób zdrowych

·              faza ta ma przebieg nieprawidłowy w pewnych momentach u pacjentów z cukrzycą typu 2

·              Druga faza wydzielania obejmuje 50% zgromadzonej insuliny i 50% nowo wytworzonej insuliny

·              faza ta skorelowana jest z wielkością bodźca

  6.              Krążenie insuliny

·              insulina jest wydzielana do krążenia wrotnego

·              wątroba rozkłada/zużywa około 50% wydzielanej insuliny

·              zatem prawidłowa dystrybucja w organizmie dotyczy zaledwie 50% sekrecji trzustki

·              Implikacje kliniczne:  w przypadku, na przykład, uszkodzenia wątroby, nadal można precyzyjnie określić czynność wydzielniczą trzustki, oznaczając poziom peptydu C

·              problemem w przeszczepach trzustki jest fakt, że najlepsze lokalizacje przeszczepów często omijają krążenie wrotne i gdy dochodzi do aktywacji przeszczepionych komórek, uwalniają one normalne stężęnia insuliny, które jednak obciążają nadmiernie krążenie systemowe, co  może prowadzić do hipoglikemii

  7.              Receptor insulinowy

·              dystrybucja receptora jest dość szeroka chociaż tylko niektóre tkanki potrzebują aktywacji insuliny do transportu glukozy do swoich komórek; inne, takie jak komórki nerwowe, nie mają takiego zapotrzebowania.

·              regulacja w górę i w dół odnosi się do spadku liczby receptorów na komórkach docelowych, przy hiperinsulinemi, oraz wzrostu liczby receptorów, przy niskich stężeniach krążącej insuliny

·              strukturę receptora insulinowego tworządomena zewnątrzkomórkowa wiążąca insulinę orazwewnątrzkomórkowa, związana z aktywacją komórkową, z których obie muszą zadziałać w celu uzyskania właściwej odpowiedzi komórkowej

·              skutkiem związania insuliny i aktywacji komórkowej jest aktywacja transporterów glukozy które ułatwiają transport glukozy do komórek, oraz aktywacja enzymów wewnątrzkomórkowych zwiększających zużycie lub/oraz magazynowanie glukozy.

  8.              Glukagon

·              jego gen również znajduje się na chromosomie 11

·              jest wytwarzany przez komórki alfa trzustki

  9.              Wydzielanie glukagonu

·              bodziec wydzielniczy

·  hipoglikemia

·  hormon wzrostu

·  niektóre hormony przewodu pokarmowego

10.              Działanie glukagonu

·              wyłącznie bezpośrednio na wątrobę

·              mobilizuje glukozę w sytuacjach, gdy poziom glukozy we krwi spada poniżej wartości prawidłowych

CUKRZYCA

1.              Definicja

·              zespół schorzeń heterogenicznych

·              odznaczających się całkowitym lub względnym niedoborem wydzielania lub/oraz czynności insuliny

·              schorzenia te różnią się pod względem patogenezy i etiologii

·              łączy je ten sam zasadniczy defekt -  nieprawidłowe działanie insuliny

2.              Badania laboratoryjne

·              Stężenie glukozy w osoczu na czczo (FPG)

·  test diagnostyczny z wyboru

·  należy wykonywać po 8h od ostatniego posiłku

·  wynik prawidłowy to <100 mg/dl  (5.5 mmol/L)

·  wynik wątpliwy to wartość 100-110 mg/dl (5.5-6.1 mmol/dl)

·  wynik uznaje się za nieprawidłowy przy wartościach pomiędzy 110 mg/dl a 126 mg/dl (7.0 mmol/L)

·  przy wartości przekraczającej 126 mg/dl, należy potwierdzić albo

·              ponownym oznaczeniem FPG

·              lub jednorazowo wykonanym testem doustnego obciążenia glukozą, oznaczenie w 2h po obciążeniu (2 hr OGTT; 2h PG) > 200 mg/dl  (11.1 mmol/L)

·              przygodne stężenie glukozy w osoczu > 200 mg/dl

*szczegóły w materiałach dot. badań laboratoryjnych

·              Test Doustnego Obciążenia Glukozą (zmodyfikowany)

·  pacjent spożywa 75mg glukozy

·  stężenie w osoczu oznacza się w 2h po spożyciu

·  wartość prawidłowa < 200mg/dl

·  paski testowe kolorymetryczne i urządzenia przenośne (glukometry) są dostępne, niemniej rola ich ogranicza się do monitorowania glikemii i nie powinny być wykorzystywane w celach diagnostycznych

·              Hemoglobina A1c

·  mierzy poziom glikacji (nieodwracalnego wiązania glukozy do hemoglobiny, przy wysokim całkowitym stężeniu glukozy w osoczu (płynie zewnątrzkomórkowym ECF))

·  test z wyboru stosowany do monitorowania poziomów glukozy w osoczu u pacjentów z rozpoznaną cukrzycą

·  za wartość prawidłową uznaje się 4-8%, chociaż wynik <7% wydaje się obecnie mieć lepszą wartość prognostyczną

...