Метаболизм глюкозы в организме человека¶
Глюкоза — простейший моносахарид (гексоза), представляющий собой основной источник энергии для клеток человеческого организма и ключевой метаболит углеводного обмена. В крови здорового человека концентрация глюкозы поддерживается в узком диапазоне (обычно 3,3–5,5 ммоль/л натощак), что обеспечивает стабильное снабжение тканей энергией, прежде всего головного мозга, который почти полностью зависит от поступления глюкозы.
¶Обмен глюкозы в организме
¶Пищеварение и всасывание
Глюкоза поступает в организм преимущественно с углеводной пищей. Сложные углеводы (крахмал) расщепляются ферментами пищеварительного тракта — амилазой слюны и поджелудочной железы, затем мальтазой и изомальтазой кишечного сока — до моносахаридов. Глюкоза всасывается в тонком кишечнике через переносчики SGLT1 (натрий-зависимый) и GLUT2, попадает в портальную вену и транспортируется в печень.
¶Регуляция уровня глюкозы
Концентрация глюкозы в крови регулируется гормонами:
- Инсулин — гормон бета-клеток поджелудочной железы; снижает уровень глюкозы, стимулируя её усвоение клетками и синтез гликогена в печени и мышцах.
- Глюкагон — гормон альфа-клеток; повышает уровень глюкозы, активируя распад гликогена (гликогенолиз) и синтез глюкозы из неуглеводных предшественников (глюконеогенез).
- Адреналин, кортизол, гормон роста — гормоны, повышающие уровень глюкозы в стрессовых ситуациях.
¶Клеточный метаболизм глюкозы
Основные пути утилизации глюкозы в клетке:
- Гликолиз — расщепление глюкозы до двух молекул пирувата с образованием 2 молекул АТФ и восстановленного НАД·Н. Происходит в цитоплазме.
- Аэробное дыхание — пируват в митохондриях окисляется в ацетил-КоА, вступает в цикл Кребса и завершается окислительным фосфорилированием, давая суммарно около 30–32 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы.
- Пентозофосфатный путь — образование НАДФ·Н и пентоз для биосинтеза.
- Синтез гликогена (гликогенез) — депонирование глюкозы в печени (до 100–120 г) и скелетных мышцах (до 400 г).
- Липогенез — избыток глюкозы преобразуется в жирные кислоты и триглицериды.
¶Что происходит при нарушении обмена глюкозы
¶Гипогликемия
Понижение уровня глюкозы ниже 3,3 ммоль/л называется гипогликемией. Её симптомы: дрожь, потливость, сердцебиение, раздражительность, чувство голода, нарушение координации, спутанность сознания. При тяжёлой гипогликемии возможны судороги и потеря сознания. Наиболее частая причина — передозировка инсулина у больных сахарным диабетом, а также голодание, интенсивная физическая нагрузка, алкоголизм.
¶Гипергликемия
Повышение уровня глюкозы выше 5,5 ммоль/л натощак (или выше 7,8 ммоль/л через 2 часа после еды) называется гипергликемией. Хроническая гипергликемия — основной признак сахарного диабета.
¶Сахарный диабет
Выделяют два основных типа:
- Сахарный диабет 1 типа — аутоиммунное разрушение бета-клеток поджелудочной железы, абсолютный дефицит инсулина. Обычно манифестирует в детском и молодом возрасте. Требует пожизненной инсулинотерапии.
- Сахарный диабет 2 типа — инсулинорезистентность тканей в сочетании с относительной недостаточностью инсулина. Связан с ожирением, малоподвижным образом жизни, генетической предрасположенностью. Составляет около 90 % всех случаев диабета. Лечение включает диету, физическую активность, пероральные сахароснижающие препараты, при необходимости — инсулин.
По данным Всемирной организации здравоохранения, численность больных сахарным диабетом в мире превышает 400 млн человек; в России, по данным Минздрава, диабетом страдают более 5 млн человек, причём значительная часть случаев остаётся недиагностированной.
¶Другие нарушения
- Непереносимость глюкозы (предиабет) — состояние, при котором уровень глюкозы повышен, но не достигает порога диабета; повышает риск развития диабета 2 типа.
- Галактоземия, фруктоземия — наследственные нарушения обмена других сахаров, влияющие на глюкозный гомеостаз.
- Гипогликемия новорождённых — состояние, встречающееся у детей раннего возраста, требующее коррекции.
¶Диагностика уровня глюкозы
Основные лабораторные методы:
| Метод | Что определяет |
|---|---|
| Глюкоза крови натощак | Базовый уровень гликемии |
| Глюкозотолерантный тест (ГТТ) | Способность организма усваивать глюкозу (нагрузка 75 г) |
| Гликированный гемоглобин (HbA1c) | Средний уровень глюкозы за 2–3 месяца |
| Суточный мониторинг глюкозы (CGM) | Динамика глюкозы в течение суток |
Повышенный HbA1c (≥ 6,5 %) в сочетании с характерными симптомами подтверждает диагноз диабета.
¶Роль глюкозы в питании
Глюкоза содержится в меде, фруктах, ягодах, мёде, молоке, а также образуется при расщеплении крахмала и сахарозы. Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет примерно 250–400 г, причём рекомендуется, чтобы основу рациона составляли сложные углеводы (крупы, бобовые, овощи), а доля простых сахаров не превышала 10 % энергетической ценности рациона (рекомендации ВОЗ).
¶Интересные факты
- Мозг потребляет около 120 г глюкозы в сутки — примерно 20 % всей энергии организма.
- В крови взрослого человека циркулирует одновременно лишь около 4–5 г глюкозы — примерно одна чайная ложка.
- При голодании организм способен синтезировать глюкозу из аминокислот и глицерина — процесс глюконеогенеза, обеспечивающий мозг энергией до полного истощения запасов гликогена (около 24 часов).
¶Источники
- Гайтон А., Холл Дж. Медицинская физиология. — М.: Логос, 2016.
- Дедов И. И., Шумакова М. В. Сахарный диабет: руководство для врачей. — М.: Медиа-Сфера, 2021.
- Всемирная организация здравоохранения. Рекомендации по физической активности и сидячему образу жизни.
- Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации «Сахарный диабет 2 типа».
- Дедов И. И., Шестакова М. В., Майоров А. Ю. Алгоритмы специализированной медицинской помощи при сахарном диабете (9-й выпуск) // Сахарный диабет. — 2021.