Часть вторая. ТИПИЧЕСКИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

§ 175. Нарушения регуляции обмена энергии

Энергетические процессы в клетках зависят от концентрации и активности большого числа разнообразных гуморальных факторов (витамины, гормоны, продукты обмена, нервные медиаторы, ионы и т. д.). Обмен энергии регулируется деятельностью нервной и эндокринной систем.

Кора головного мозга. Эмоциональное возбуждение сопровождается изменением корковой регуляции теплопродукции и повышает ее. Высвобождение энергии усиливается в эректильной фазе травматического шока.

Гипоталамус. Одной из важнейших функций гипоталамуса является терморегуляция. При возбуждении латеральных гипоталамических полей увеличивается теплопродукция. Повреждение этих областей, а также медиальной части заднего гипоталамуса ведет к возникновению гипотермии и затрудняет защиту от воздействия холода. Опухоли преоптического поля и туберальной части сопровождаются гипертермией.

Гипофиз. Удаление гипофиза приводит к снижению энергетических процессов в результате прекращения регулирующего влияния тропных гормонов (ТТГ, АКТГ) на периферические эндокринные железы. Отсутствует секреция соматотропного гормона, который увеличивает теплообразование за счет стимуляции свободного окисления.

При опухолях гипофиза повышается энергетический обмен. Эозинофильная аденома сопровождается гиперпродукцией соматотропного гормона, увеличивающего теплообразование. Базофильная аденома приводит к гиперпродукции тиреотропного (ТТГ) и адренокортикотропного (АКТГ) гормонов, возникает гиперплазия щитовидной железы и коркового слоя надпочечных желез, теплопродукция увеличивается.

Щитовидная железа. Тироксин и другие гормоны щитовидной железы являются основными регуляторами проницаемости митохондрий и, следовательно, энергетического обмена. При гиперфункции щитовидной железы усиливается как свободное, так и фосфорилирующее окисление, теплопродукция увеличивается. При уменьшении продукции тироксина (гипофункция щитовидной железы) теплопродукция уменьшается.

Надпочечные железы. Адреналэктомия ведет к снижению энергетического обмена. При опухолях надпочечников энергетический обмен повышается.

Поджелудочная железа. Инсулин - гормон поджелудочной железы - угнетает теплопродукцию и вызывает гипотермию. Удаление поджелудочной железы повышает освобождение энергии.

Половые гормоны. Гормоны половых желез - тестостерон и прогестерон - активизируют свободное окисление, стимулируют высвобождение энергии.

Витамины. Свободное окисление активизируется аскорбиновой кислотой. Фосфорилирующее окисление усиливают витамины Е, К, В₁, В₆, В₁₂, биотин. При В-авитаминозах наблюдается гиперпродукция энергии.

§ 176. Разобщение окисления и фосфорилирования

При действии факторов, разобщающих окисление и фосфорилирование, теплопродукция увеличивается. Так, 2,4-а-динитрофенол, угнетая процессы фосфорилирования, усиливает свободное окисление со значительным освобождением энергии и гиперпродукцией тепла.

Разобщение окисления и фосфорилирования вызывают также дифтерийный токсин, культуры стафилококка.

Тироксин, также обладающий разобщающим действием, вызывает набухание митохондрий, увеличивает проницаемость митохондриальной мембраны. Часть субстратов цикла Кребса выходит в гиалоплазму. Окисление их ферментами гиалоплазмы при участии экстрамитохондриального НАД приводит к увеличению образования тепла в результате свободного окисления. Выработка АТФ в клетке уменьшается.

При разобщении окисления и фосфорилирования наблюдается несоответствие между данными прямой и непрямой калориметрий. При отравлении 2,4-а-динитрофенолом теплопродукция по калориметру может на 50-80% превышать рассчитанную по газообмену. При тиреотоксикозе теплопродукция по калориметру может превышать рассчитанную по газообмену на 20-40%.

§ 177. Нарушения основного обмена

Основной обмен - количество энергии, которое необходимо для поддержания нормальных функций организма при минимальных процессах обмена веществ. Это затраты энергии при абсолютном мышечном покое, лежа, натощак при температуре окружающей среды 18°С.

Для взрослого мужчины массой 70 кг величина основного обмена в норме составляет около 1700 ккал/сутки.

Отклонения основного обмена от нормы в пределах ± 15% считаются допустимыми, в больших пределах - патологическими.

Повышение основного обмена наблюдается при гипертиреозе, увеличенной активности симпатических нервов, увеличенной секреции норадреналина и адреналина, повышенной деятельности полевых желез, гиперсекреции гормона роста. Лихорадка разного происхождения сопровождается увеличением основного обмена. Понижение основного обмена наступает в результате голодания. Оно может быть также результатом снижения функции щитовидной железы и некоторых других желез внутренней секреции.

Различают полное голодание, когда прием пиши полностью прекращен, неполное голодание - при ограниченном поступлении с пищей белков, жиров и углеводов, определяющих калорийность диеты, и частичное голодание, когда калорийность пищи сохраняется, но прекращается поступление в организм одного или нескольких питательных веществ.

§ 178. Полное голодание

Причины полного голодания (как и других видов голодания) могут быть внешнего, экзогенного, и внутреннего, эндогенного, происхождения.

Внешние причины - отсутствие пищи, внутренние - заболевания полости рта, пищевода, препятствующие поступлению пищи в желудочно-кишечный тракт, отсутствие аппетита, отказ от пищи.

Течение голодания зависит от внешних и внутренних условий.

Внешние условия. Условия, увеличивающие энергетические затраты организма, уменьшают сроки жизни при голодании. К таким условиям относятся низкая окружающая температура, высокая влажность и др.

Внутренние условия. Основными внутренними условиями, определяющими течение голодания, являются количество и качество жировых и белковых резервов организма, а также интенсивность обмена веществ. У женщин больше резервных запасов жира и ниже интенсивность обмена, поэтому они длительнее, чем мужчины, переносят полное голодание. У детей интенсивность основного обмена значительно выше, чем у взрослых. Энергетические затраты у детей увеличены в связи с процессами, роста. Теплоотдача у них усилена, так как на единицу массы тела приходится большая поверхность, чем у взрослых. Дети переносят голодание тяжелее, чем взрослые, и смерть их наступает при меньшей относительной потере массы.

Возбуждение нервной системы, повышенная функция эндокринных желез (щитовидной и половы") ведут к увеличению энергетических затрат и сокращают продолжительность жизни при голодании. Общая продолжительность полного голодания нормального человека среднего возраста может достигать 60-70 сут.

Периоды голодания. В развитии полного голодания без ограничения приема воды различают три периода.

Первый период голодания длится 1 -2 сут. Основной обмен повышен. Энергетические потребности организма обеспечиваются расходом резервных углеводов - дыхательный коэффициент равен 1. Ограничивается синтез белка. Ослабевает интенсивность процессов дезаминирования и переаминирования аминокислот в печени. Снижается биосинтез аминокислот из α-кетокислот и аммиака. Уменьшается образование цитруллина и аргинина из их предшественников и соответственно снижается образование мочевины. Тем не менее продолжается распад белка, связанный с пластическими нуждами организма, возникает отрицательный азотистый баланс.

Второй период голодания наиболее продолжительный. Энергетический обмен характеризуется окислением преимущественно жира - дыхательный коэффициент равен 0,7. Основной обмен понижается. Азотистый баланс остается отрицательным, однако экскреция азота постепенно уменьшается, что указывает на общее понижение интенсивности белкового обмена (рис. 29). Сохраняется возможность синтеза жизненно необходимых белковых структур за счет распада ряда других белков. Происходит глубокая перестройка обменных процессов, направленная на лучшее использование резервных веществ, ограничение потребностей тех органов, которые имеют меньшее значение для сохранения жизни, и перераспределение питательных веществ от менее важных органов к жизненно более важным. Поэтому почти не изменяется масса сердца и нервной ткани (рис. 30), больше массы теряют легкие, кишечник, кожа (18-20%), еще больше - почки, кровь и мышцы.

Особенно большая потеря массы наблюдается в печени, тестикулах, селезенке и жировой ткани.

Понижение основного обмена объясняется тем, что энергопреобразующие системы, локализованные в митохондриях, переходят на более экономичное функционирование. Уменьшается скорость свободного окисления. Увеличивается сопряженность процессов окисления и фосфорилирования. Кроме того, экономичность энергетического обмена в клетке при голодании достигается за счет уменьшения общего числа митохондрий. Оставшиеся митохондрии полностью сохраняют свои функциональные и регуляторные механизмы и структурные свойства. Во втором периоде голодания снижается функция щитовидной железы и β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, что является одним из регуляторных факторов, снижающих основной обмен.

На 6-8-е сутки голодания начинает увеличиваться спонтанная секреция желудочного сока, секрета поджелудочной железы, желчи и кишечного сока.

С пищеварительными соками выделяется значительное количество белка в виде альбуминов и глобулинов (20-25 г/сут для человека) и полипептидов (2,5-3 г/сут для человека). Эти белки и полипептиды расщепляются в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, которые всасываются стенкой кишечника.

Данный процесс является необходимым звеном перераспределения азота для синтеза жизненно важных белковых стуктур.

Третий, терминальный, период голодания характеризуется резким усилением процессов распада белков жизненно важных органов, которые расходуются в этом периоде в качестве энергетического материала. Дыхательный коэффициент равен 0,8. У голодающих животных и человека азот, калий и фосфор содержатся в моче в тех же соотношениях, как и в протоплазме мышц. Это свидетельствует о том, что подвергаются распаду не только легко мобилизуемые белки, но и более стабильные белки мышц. Прекращается спонтанная секреция желудочного и кишечного сока. Возникают изменения структуры митохондрий, нарушаются их регуляторные механизмы.

Продолжительность терминального периода составляет 2-3 дня, в течение которых белковое истощение достигает размеров, не совместимых с жизнью. Этот период заканчивается гибелью организма при потере 45-50% массы тела.

Абсолютным голоданием называют полное голодание без приема воды. При полном голодании без воды различают те же периоды, что и при голодании с водой, но продолжительность их значительно сокращается. Распад белков организма выражен более резко, истощение и гибель организма наступает значительно скорее (3-6 дней). При обезвоживании организма происходит общая интоксикация продуктами распада и нарушение коллоидного состояния белков, что еще больше усиливает протеолитические процессы.

§ 179. Белково-калорийная недостаточность

Одним из видов неполного голодания является белково-калорийная недостаточность. Она возникает при длительном недоедании, например при хронических заболеваниях с понижением аппетита, нарушении усвоения пищи, частичной непроходимости желудочно-кишечного тракта. Белковое истощение обычно развивается медленно и сохраняется длительно.

К ранним проявлениям неполного голодания относятся потеря массы, гипотермия (температура тела может снизиться на 1,5-2°С), мышечная слабость, гиподинамия, атрофия мышц, угасание половой функции, запоры. Основной обмен понижен на 15-20%. Содержание белков сыворотки крови падает до 50-60 г/л, изменяются фракции сывороточных белков - снижается количество глобулинов. Содержание сахара в крови падает до 0,7 г/л и ниже. Уменьшаются проявления аллергических заболеваний.

В более позднее время потеря массы достигает 50%. Содержание белков плазмы крови снижается до 30-40 г/л. Часто развиваются отеки и асцит, сопровождающиеся полиурией. Основной обмен уменьшается на 34-37%. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются брадикардия, гипотензия, замедление скорости кровотока. Снижается жизненная емкость легких, наступает атрофия почти всех эндокринных желез, сальных, потовых и желез желудочно-кишечного тракта. Возникает тяжелый понос. Повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям, в частности к дизентерии, пневмонии, туберкулезу. В последней стадии алиментарного истощения возникает коматозное состояние.

Особенно тяжело протекает белково-калорийная недостаточность у детей раннего возраста.

Для белково-калорийной недостаточности у детей характерны задержка роста и психического развития, апатия, отеки, дерматозы, гипопротеинемия и анемия. У таких больных снижен основной обмен, резко падает масса тела, альбумин сыворотки крови снижается до 15 г/л. Значительное снижение содержания сывороточных белков связано с жировой дистрофией печени. Уменьшается концентрация α- и β-глобулинов. Нарушается регуляция водного баланса. Увеличивается секреция антидиуретического гормона и уменьшается его инактивация в печени. Развивается задержка воды и возникают отеки.

Механизм перечисленных патологических изменений заключается в том, что при белковой недостаточности в первую очередь угнетается синтез белка, падает активность ферментов. Уменьшается масса клеток в органах. Возникает атрофия костного мозга, желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы, слюнных желез и мышц. Развивается жировая дистрофия печени. Уменьшается рост костей. В желудочно-кишечном тракте нарушается всасываемость железа, витаминов и других продуктов. Возникает анемия.

Продолжение: Глава 3. Нарушения обмена витаминов

К оглавлению