Концентрация глюкозы в крови, или, иначе, сахар крови – важный биохимический показатель: его нужно регулярно проверять, чтобы знать, не грозит ли вам сахарный диабет. Сейчас в мире 400 млн людей, страдающих от этого тяжелого хронического заболевания, а к 2030 году, по данным ВОЗ, сахарный диабет станет 7-м в списке самых частых причин смерти.
Зачем организму нужна глюкоза
Глюкоза, или виноградный сахар – самый простой углевод. Она может поступать в организм с пищей, а может вырабатываться в нем в процессе распада более сложных углеводов (сахарозы, крахмала).
Глюкоза обеспечивает клетки энергией, участвует в обменных процессах (например, помогает усваивать белок для строительства мышц), откладывается в печени и мышцах в виде гликогена, который составляет своеобразный неприкосновенный запас организма на случай голода. Особенно необходима глюкоза для функционирования мозга.
Как организм усваивает глюкозу
Во время и после еды глюкоза поступает из пищеварительной системы в кровоток, уровень сахара в крови повышается. Чтобы она попала в клетки, поджелудочная железа выделяет гормон инсулин — именно это вещество делает клетки готовыми к приему глюкозы. По мере того как клетки получают глюкозу, уровень сахара в крови понижается до постоянной нормы.
В этом процессе могут возникать неполадки. Если поджелудочная железа выделает мало инсулина или же клетки нечувствительны к его воздействию, то глюкоза в них не поступает, а остается в крови: клетки остаются голодными, а показатель сахара крови — повышенным. Тогда и возникает грозное заболевание — сахарный диабет: I типа, если его причина — нехватка инсулина, и II типа — если инсулина достаточно, но клетки к нему резистентны.
Источники глюкозы
Основные источники глюкозы – продукты питания, богатые углеводами. Углеводы условно можно разделить на «хорошие» («медленные») и «плохие» (их также иногда называют «пустыми» или «быстрыми»).
Источники «хороших» углеводов: крупы, бобовые, овощи, фрукты, хлеб из ржаной или цельнозерновой муки, макароны из твердых сортов пшеницы — все те продукты, которые помимо углеводов содержат клетчатку, витамины, микроэлементы, растительный белок. Их усвоение организмом происходит постепенно, не приводит к быстрому скачку глюкозы в крови и тем самым не перегружает поджелудочную железу.
«Плохие» углеводы содержатся в выпечке, сладостях, кондитерских изделиях, сладких соках и газировке. Они мгновенно насыщают кровь глюкозой, что заставляет поджелудочную железу выделять слишком много инсулина разом — впоследствии это может стать причиной нечувствительности клеток к нему.
При голодании более суток, после тяжелых физических и нервных нагрузок в организме, постоянной низкоуглеводной диеты в организме может запуститься глюкогенез – синтез глюкозы из молочной кислоты (она образуется в мышцах и эритроцитах после тяжелой нагрузки), глицерола (возникает после ферментации жировой ткани), аминокислот (они получаются в результате распада мышечных тканей или поступающих в организм белков). Глюкогенез из аминокислот опасен для здоровья и даже жизни, ведь он может разрушать сердце, гладкую мускулатуру кишечника, кровеносные сосуды.
Чем опасны гипергликемия и гипогликемия
Хроническая нехватка сахара в крови называется гипогликемией. Это состояние опасно для нервных клеток и мозга: недополучая глюкозы, они не могут правильно функционировать, в итоге возможно даже органическое поражение.
При гипергликемии — так называется избыток глюкозы — излишки этого вещества откладываются в тканях, вызывая их повреждения. Особенно страдают от этого сердце, сосуды, почки и глаза.
Профилактика гипер- и гипогликемии
Читайте также: Ткань с силиконом против скольжения
Чтобы сахар крови всегда был в норме, необходимо
поддерживать стабильную нормальную массу тела;
правильно питаться, употребляя достаточное количество овощей, фруктов и зелени;
давать организму достаточный уровень физической нагрузки — например, ходить пешком с шагомером (не менее 8 тысяч шагов в день).
Как нормализовать сахар крови с помощью питания
При гипергликемии необходимо ограничить углеводы. Полностью исключить рекомендуется:
белый хлеб, выпечку, кондитерские изделия
А вот овощей и зелени употреблять нужно побольше.
При гипогликемии нужно увеличить потребление белка. Наши друзья — орехи, бобовые, молочные продукты, нежирное мясо и птица, рыба, гречневая крупа.
Избыток глюкозы в тканях
а) Диабет I типа — отсутствие продукции инсулина бета-клетками поджелудочной железы. Повреждение бета-клеток поджелудочной железы или заболевания поджелудочной железы, снижающие продукцию инсулина, ведут к диабету I типа. Вирусные инфекции или аутоиммунные нарушения могут служить причиной деструктивных процессов в бета-клетках во многих случаях диабета I типа, хотя наследственность также играет роль, предопределяя чувствительность бета-клеток к повреждающему действию этих факторов. В некоторых случаях, возможно, в связи с наследственной предрасположенностью, наблюдаются дегенеративные процессы в бета-клетках, даже при отсутствии вирусных инфекций или аутоиммунных повреждений.
Обычно диабет I типа проявляется в возрасте 14 лет, по этой причине его часто называют юношеским сахарным диабетом. Диабет I типа может сформироваться очень быстро (в течение нескольких дней или недель) и включает три главных признака:
(1) увеличение глюкозы в крови;
(2) повышение использования жиров для энергетических нужд и образования холестерола в печени;
(3) опустошение резервов белка в организме.
б) Концентрация глюкозы в крови резко повышается в связи с сахарным диабетом. Отсутствие инсулина снижает эффективное использование глюкозы тканями и усиливает ее продукцию, вызывая повышение глюкозы в крови до 300-1200 мг/дл. Повышение глюкозы сопровождается следующими изменениями в организме.
в) Увеличение концентрации глюкозы в крови ведет к потере глюкозы с мочой. Высокий уровень глюкозы в крови приводит к тому, что фильтрация глюкозы в нефроне превышает ее реабсорбцию и глюкоза появляется в моче. Это происходит, если концентрация глюкозы в крови повышается до 180 мг/дл. Такую концентрацию глюкозы называют пороговой для ее появления в моче. Если уровень глюкозы в крови повышается до 300-500 мг/дл крови, что достаточно типично для случаев тяжелого нелеченного диабета, ежедневные потери глюкозы с мочой составляют более 100 г.
г) Увеличение глюкозы в крови вызывает дегидратацию. Очень высокий уровень глюкозы в крови (иногда в 8-10 раз выше нормы при тяжелом нелеченном диабете) может быть причиной серьезной дегидратации тканей. Отчасти это связано с тем, что глюкоза, плохо проникая через поры в клеточных мембранах, создает высокое осмотическое давление в межклеточном пространстве, вызывая выход воды из клеток по осмотическому градиенту в интерстициальное пространство. В дополнение к прямому дегидратирующему влиянию на клетки избыток глюкозы в крови приводит к потере глюкозы с мочой и осмотическому диурезу, поэтому осмотический эффект глюкозы в почечных канальцах резко снижает канальцевую реабсорбцию воды. В целом это приводит к громадным потерям воды с мочой, вызывающим дегидратацию внеклеточного пространства. Таким образом, полиурия (большой объем выделяемой мочи), внутри- и внеклеточная дегидратация и нарастающая жажда являются классическими симптомами диабета.
д) Хронически высокая концентрация глюкозы . Если концентрация глюкозы в крови плохо контролируется в течение длительного периода при сахарном диабете, в кровеносных сосудах разных тканей повсеместно обнаруживают функциональные нарушения, являющиеся следствием морфологических изменений в связи с неадекватным кровоснабжением тканей. Эти изменения повышают угрозу нарушений функций сердца, инсультов, терминальных состояний почек, ретинопатии, слепоты, ишемии и гангрены конечностей.
Читайте также: Как использовать желатин для ткани
Хронически высокая концентрация глюкозы в крови приводит к повреждению тканей, например к периферической невропатии, которая представляет собой нарушение функций периферических нервов, или вегетососудистой дистонии, часто сопутствующей хроническому некупированному сахарному диабету. Эти нарушения могут приводить к угнетению кардиоваскулярных рефлексов, ухудшению контроля над опорожнением мочевого пузыря в связи со снижением ощущения степени его наполнения и другой неврологической симптоматике.
Точный механизм, вызывающий повреждения тканей при сахарном диабете, недостаточно хорошо изучен. Возможно, эти повреждения являются результатом многообразных влияний высокой концентрации глюкозы в крови в сочетании с нарушениями метаболизма белка на уровень эндотелия и гладких мышц сосудистой стенки наряду с такими же нарушениями в прочих тканях. Ухудшают состояние гипертензия (следствие нарушений функции почек) и атеросклероз (результат нарушения липидного обмена, развивающегося у больных с диабетом), усиливая повреждение тканей, вызванное повышением глюкозы в крови.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Избыток глюкозы в тканях
Одним из интегральных показателей внутренней среды, отражающим обмен в организме углеводов, белков и жиров, является концентрация в крови глюкозы. Она является не только источником энергии для синтеза жиров и белков, но и субстратом для их синтеза. В печени происходит новообразование углеводов из жирных кислот и аминокислот.
Нормальное функционирование клеток нервной системы, поперечнополосатых и гладких мышц, для которых глюкоза является важнейшим энергосубстратом, возможно при условии, что приток к ним глюкозы обеспечит их энергетические потребности. Это достигается при содержании в литре крови у человека в среднем 1 г (0,8—1,2 г) глюкозы (рис. 12.2). Из схемы на этом рисунке следует, что при нормальном уровне содержания глюкозы в крови происходит образование гликогена в печени и мышцах, синтез жиров, ее потребление клетками мозга, мышцами и другими тканями. В условиях гипергликемии избыточное количество глюкозы удаляется из крови через почки, увеличивается синтез гликогена. При гипогликемии усиливается гликогенолиз под влиянием адреналина и глюкагона.
Сдвиги в концентрации глюкозы в крови от «заданного» (константного) значения воспринимаются глюкорецепторами гипоталамуса, который реализует свои регулирующие влияния на клетки через симпатический и парасимпатические отделы вегетативной нервной системы. Эти влияния обусловливают срочное повышение или снижение выработки инсулина, глюкагона и адреналина эндокринным аппаратом поджелудочной железы и надпочечников. Более медленный эффект гипоталамических влияний осуществляется через гормоны гипофиза. Для поддержания константного уровня концентрации глюкозы существует и более короткая петля обратной связи — влияние глюкозы, циркулирующей в крови, непосредственно на бета-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин.
При снижении содержания глюкозы в литре крови до уровня менее 0,5 г, вызванном голоданием, передозировкой инсулина, имеет место недостаточность снабжения энергией клеток мозга. Нарушение их функций проявляется учащением сердцебиения, слабостью и тремором мышц, головокружением, усилением потоотделения, ощущением голода. При дальнейшем снижении концентрации глюкозы в крови указанное состояние, именуемое гипогликемией, может перейти в гипогликемическую кому, характеризующуюся угнетением функций мозга вплоть до потери сознания. Введение в кровь глюкозы, прием сахарозы, инъекция глюкагона предупреждают или ослабляют эти проявления гипогликемии. Кратковременное повышение уровня глюкозы в крови (гипергликемия) не представляет угрозы для здоровья человека.
В крови организма человека обычно содержится около 5 г глюкозы. При среднесуточном потреблении с пищей взрослым человеком, занимающимся физическим трудом, 430 г углеводов в условиях относительного покоя, тканями ежеминутно потребляется около 0,3 г глюкозы. При этом запасов глюкозы в циркулирующей крови достаточно для питания тканей на 3—5 мин и без ее восполнения неминуема гипогликемия. Потребление глюкозы возрастает при физической и психоэмоциональной нагрузках. Так как периодический (несколько раз в день) прием углеводов с пищей не обеспечивает постоянного и равномерного притока глюкозы из кишечника в кровь, в организме существуют механизмы, восполняющие убыль глюкозы из крови в количествах, эквивалентных ее потреблению тканями. При достаточном уровне концентрации глюкозы в крови она частично превращается в запасаемую форму — гликоген. При уровне более 1,8 г в литре крови происходит выведение ее из организма с мочой.
Читайте также: Покрытие для стен из ткани
Избыток глюкозы, поступившей из кишечника в кровь воротной вены, поглощается гепатоцитами. При повышении в них концентрации глюкозы активируются ферменты углеводного обмена печени, превращающие глюкозу в гликоген. В ответ на повышение уровня сахара в крови, протекающей через поджелудочную железу, возрастает секреторная активность бета-клеток островков Лангерганса. В кровь выделяется большее количество инсулина — единственного гормона, обладающего резким понижающим концентрацию сахара в крови действием. Под влиянием инсулина повышается проницаемость для глюкозы плазматических мембран клеток мышечной и жировой тканей. Инсулин активирует в печени и мышцах процессы превращения глюкозы в гликоген, улучшает ее поглощение и усвоение скелетными, гладкими и сердечной мышцами. Под влиянием инсулина в клетках жировой ткани из глюкозы синтезируются жиры. Одновременно выделяющийся в больших количествах инсулин тормозит распад гликогена печени и глюконеогенез.
Содержание глюкозы в крови оценивается глюкорецепторами переднего гипоталамуса, а также его полисенсорными нейронами. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови выше «заданного значения» (>1,2 г/л) возрастает активность нейронов гипоталамуса, которые посредством влияния парасимпатической нервной системы на поджелудочную железу усиливают секрецию инсулина.
При понижении уровня глюкозы в крови уменьшается ее поглощение гепатоцитами. В поджелудочной железе снижается секреторная активность бета-клеток, уменьшается секреция инсулина. Тормозятся процессы превращения глюкозы в гликоген в печени и мышцах, уменьшается поглощение и усвоение глюкозы скелетными и гладкими мышцами, жировыми клетками. При участии этих механизмов замедляется или предотвращается дальнейшее понижение уровня глюкозы в крови, которое могло бы привести к развитию гипогликемии.
При уменьшении концентрации глюкозы в крови имеет место повышение тонуса симпатической нервной системы. Под ее влиянием усиливается секреция в мозговом веществе надпочечников адреналина и норадреналина. Адреналин, стимулируя распад гликогена в печени и мышцах, вызывает повышение концентрации сахара в крови. Норадреналин обладает слабовыраженной способностью повышать уровень глюкозы в крови.
Под влиянием симпатической нервной системы стимулируется выработка альфа-клетками поджелудочной железы глюкагона, который активирует распад гликогена печени, стимулирует глюконеогенез и приводит к повышению уровня глюкозы в крови.
Понижение в крови концентрации глюкозы, являющейся для организма одним из наиболее важных энергетических субстратов, вызывает развитие стресса. В ответ на снижение уровня сахара крови глюкорецепторные нейроны гипоталамуса через рилизинг-гормоны стимулируют секрецию гипофизом в кровь гормона роста и адренокортикотропного гормона.
Под влиянием гормона роста уменьшается проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливается глюконеогенез, активируется секреция глюкагона, в результате чего уровень сахара в крови увеличивается.
Секретируемые под действием адренокортикотропного гормона в коре надпочечников глюкокортикоиды активируют ферменты глюконеогенеза и этим способствуют увеличению содержания сахара в крови.
Регуляция обмена веществ и энергии в организме находится под контролем нервной системы и ее высших отделов. Об этом свидетельствуют факты условно-рефлекторного изменения интенсивности метаболизма у спортсменов в предстартовом состоянии, у рабочих перед началом выполнения тяжелой физической работы, у водолазов перед их погружением в воду. В этих случаях увеличивается скорость потребления организмом кислорода, возрастает минутный объем дыхания, минутный объем кровотока, усиливается энергообмен.
Развивающееся при снижении в крови содержания глюкозы, свободных жирных кислот, аминокислот чувство голода обусловливает поведенческую реакцию, направленную на поиск и прием пищи и восполнение в организме питательных веществ.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом