Cuprins prefaţĂ

PROCESE PATOLOGICE TIPICE INTEGRALE

Procesele patologice integrale sunt procese patologice cu alterarea concomitentă a structurii şi cu dereglarea funcţiilor majo­ri­tăţii organelor vitale. În patogenia proceselor patologice tipice integrale sunt posibile două variante de dezvoltare.

La acţiunea primară generalizată a factorului patogen asupra or­ganismului apar procese integrale primare, care cuprind ma­jo­ritatea organelor şi sistemelor cu localizarea leziunilor în struc­turile celulare şi cu apariţia proceselor patologice celulare. Ulte­rior procesele patologice celulare conduc la o nouă generalizare cu de­clanşarea de procese patologice integrale secundare. Sche­ma generală a acestor procese:

factorul patogen cu acţiune generală  procese pa­to­lo­gi­ce integrale primare  leziuni celulare  procese patolo­­gi­ce integrale secundare…

Astfel, evoluează hipobaria şi hipoxia atmosferică: priva­ţi­unea de oxigen a organismului conduce la leziuni celulare în ce­le mai vulnerabile structuri ale SNC, care, la rândul lor, pro­voa­că dereglări neurogene ale respiraţiei, circulaţiei sanguine; insu­fi­cienţa respiratorie şi circulatorie aprofundează leziunile celu­la­re, care alterează şi mai mult funcţiile SNC. Reverberarea pro­ce­selor cu alternarea localizării şi generalizării aprofundează pro­ce­sele patologice până la ireversibilitate şi incompatibilitate cu viaţa.

În a doua categorie de procese acţiunea primară a factorului patogen poartă caracter localizat şi este orientată asupra celu­le­lor unui organ cu dezvoltarea proceselor patologice celulare pri­ma­re; procesele patologice celulare prin generalizare conduc la procese patologice integrale cu insuficienţa organelor vitale, iar acestea din urmă provoacă leziuni celulare secundare. Schema generală a acestor procese poate fi prezentată astfel:

factorul patogen cu acţiune locală  leziuni celulare pri­ma­re  procese patologice generale  leziuni celulare secun­dare …

Astfel, în compresia îndelungată a muşchilor scheletici (crush – sindromul) leziunea miocitelor şi aferentaţia nervoasă, re­sorbţia produselor alterării celulare conduc la intoxicarea ge­ne­rală a organismului şi la dereglări grave ale activităţii ner­voa­se, circulaţiei sanguine, respiraţiei, la insuficienţă renală. Insufi­cien­ţa poliorganică consecutivă sindromului crush aprofundează şi lăr­geşte arealul leziunilor celulare.

Deoarece manifestările proceselor patologice generale sunt comune pentru majoritatea factorilor patogeni şi au mecanisme principial similare la majoritatea speciilor biologice, ele se refe­ră la categoria proceselor patologice integrale tipice. Din cate­go­ria de procese patologice tipice integrale face parte şocul, stre­sul, hipo- şi hipertermia generală, febra, hipoxia, hiperoxia, dis­hi­­driile (deshidratarea, hiperhidratarea), dismineralozele, disme­ta­­bo­lismele, dishormonemiile, dereglările echilibrului acido-ba­zic, toxemiile, bacteriemiile, reacţia fazei acute şi alte disho­meos­ta­zii.
19. Dishomeostaziile metabolice. Dismetabo­lis­me­le ge­­ne­rale
Metabolismul reprezintă schimbul de substanţe dintre organism şi mediul am­bi­ant: substanţe nutritive, care servesc drept material plastic pentru menţinerea home­os­ta­ziei structurale şi surse energetice pentru menţinerea homeostaziei funcţionale, substanţe minerale (macroelemente şi oligoelemente), apa şi oxigenul necesar pentru pro­cesele oxidative.

Metabolismul include două procese diametral opuse şi echilibrate: anabolismul – reacţii endotermice de sinteză a substanţelor compuse din substanţe elementare şi catabolismul – reacţii exotermice de scindare a substanţelor compuse până la sub­stanţe simple.

Metabolismul tuturor substanţelor formează un lanţ de procese consecutive care include:

1) ingerarea substanţelor exogene, care, la rândul său, depinde de alte două con­di­ţii – motivaţia consumului şi disponibilitatea substanţelor necesare;

2) digestia substanţelor nutritive ingerate – procesul de scindare a substanţelor exogene genetic heterogene până la substanţe elementare, genetic indiferente, care pot fi interiorizate în organism;

3) interiorizarea – absorbţia din tractul digestiv al substanţelor genetic indi­fe­ren­te şi transferul acestora în mediul intern al organismului;

4) transportul substanţelor de la locul absorbţiei spre structurile consumatoare sau metabolizante;

5) menţinerea homeostaziei substanţelor nutritive în mediul intern al organis­mu­lui:

6) transferul transmembranar al substanţelor din mediul intern în interiorul celulei;

7) procesele metabolice intracelulare – procesele anabolice şi catabolice;

8) eliminarea din celule în mediul intern al deşeurilor metabolice;

9) transportul deşeurilor metabolice prin mediul intern spre organele excretoare;

10) excreţia deşeurilor metabolice şi menţinerea homeostaziei mediului intern.
De rând cu dismetabolismele celulare (distrofiile celulare) exis­tă şi dismetabolisme generale.

Dishomeostaziile metabolice – dismetabolismele generale re­pre­zintă procese patologice tipice integrale apărute la acţiunea factorilor patogeni endogeni (dismetabolisme congenitale) sau exogeni (dismetabolisme achiziţionate) şi se caracterizează prin de­reglarea proceselor metabolice la nivel celular, de organ şi in­tegral.

Dereglările metabolismului pot surveni în orice proces din lanţul metabolic, alterând atât procesele metabolice succesoare, cât şi cele predecesoare. Consecinţele dismetabolismelor sunt pro­cese patologice celulare (leziuni celulare, distrofii celulare, ne­croza, inflamaţia, atrofia, sclerozarea).

Dereglările metabolice poartă un caracter integral şi com­plex. Doar în scop cognitiv şi didactic se poate vorbi despre me­ta­bolismul fiecărei substanţe în parte, la fel ca şi despre disme­ta­bo­lisme separate – glucidice, lipidice, proteice.

19.1. Dismetabolismele glucidice

19.1.1. Etiologia generală a dismetabolismelor glucidice

19.1.2. Hipoglicemia

19.1.3. Hiperglicemiile

19.1.4. Hipercetonemia

19.1.5. Galactozemia

19.1.6. Consecinţele dismetabolismelor glucidice
Mediul intern al organismului reprezintă mediul ambiant pentru celule. Din această cauză menţinerea compoziţiei şi nivelului constant optim al concentraţiei glu­ci­delor (homeostazia glicemiei) este o condiţie indispensabilă pentru întreţinerea ac­ti­vităţii vitale a celulelor. Importanţa homeostaziei concentraţiei de glucoză în sânge rezultă din faptul că în timp ce pentru majoritatea organelor (muşchi, cord ş.a.) glu­co­za este doar o sursă alternativă de energie, pentru ţesutul nervos ea reprezintă aproape unica sursă energetică (În inaniţie creierul poate utiliza, deşi într-o cantitate foarte li­mi­tată, şi alte surse energetice – acizi graşi, corpi cetonici). Aceasta dictează necesi­ta­tea menţinerii stricte a glicemiei la nivel homeostatic. Deviaţiile glicemiei în direcţia hipo- sau hiperglicemiei antrenează procese patologice celulare (în primul rând în creier) cu consecinţe grave pentru organism.
19.1.1. Etiologia generală a dismetabolismelor glucidice
A. Dereglarea consumului glucidelor.

Consumul glucidelor poate fi dereglat fie de modificările mo­tivaţiei alimentare, fie de disponibilitatea glucidelor necesare.

Motivaţia alimentară poarta atât caracter general, nespecific pentru ingerarea hranei în genere (senzaţia de foame), cât şi ca­rac­ter selectiv ca o necesitate specifică de a consuma anumite sub­stanţe nutritive. Această capacitate la om există la nivel in­con­ştient şi se manifestă doar uneori prin anumite “pofte” cu­li­nare sau prin perversiuni (consumul de cretă de către gravide) (De menţionat că în experiment animalele alimentate cu sub­stan­ţe nutritive luate separat – proteine, glucide, lipide, minerale – consumau aceste ingrediente în proporţii fiziologic necesare, ceea ce dovedeşte existenţa unui mecanism de motivaţie alimen­ta­ră selectivă pentru fiecare substanţă alimentară.).

Mai frecvent se întâlnesc dereglări generalizate ale moti­va­ţiei alimentare exprimate prin pofta exagerată (hiperrexia, buli­mia) cu ingerarea excesivă de alimente (polifagia), prin dimi­nu­area (hiporexia) sau prin lipsa totală a poftei şi refuzul alimen­taţiei (anorexia). Din factorii etiologici ai dereglării motivaţiei ali­mentare fac parte: dereglări ale activităţii nervoase în pato­lo­gia neurologică şi psihiatrică (de ex., schizofrenia); patologia tractului digestiv (de ex., anaciditatea gastrică); tradiţii culinare şi alimentare etnice, de familie ş.a.; motivaţie impusă conştient cu scopuri de corecţie a siluetei ş.a.

Disponibilitatea substanţelor nutritive este un factor obiec­tiv important în dereglările metabolismului glucidic.

Raţia alimentară a omului include următoarele glucide: mo­no­zaharide (glucoza, fructoza, galactoza); dizaharide (zaharoza, lactoza, maltoza); polizaharide (amidon, glicogen, celuloza) (De menţionat că celuloza alimentară este indigerabilă pentru om, constituind doar structuri mecanice cu rol de suport şi ad­sor­bent pentru enzime digestive şi substanţe nutritive, excitant fi­ziologic al motilităţii intestinale.). Glucidele consumate sunt uti­lizate de organism preponderent în scopuri energetice (cca 40% din ener­gia necesară organismului este furnizată de glu­cide), dar şi în scopuri plastice pentru sinteza unor substanţe de structură (acizi nucleici, glucozoaminoglicane ş.a.). Toate glu­cidele sunt reci­proc ramplasabile, deoarece glucidul elementar este glucoza. Pe lângă glucidele exogene ingerate, acestea mai pot fi sintetizate şi din substanţe non-glucidice (aminoacizi, pi­ru­vat, glutamat ş.a.).

Consumul glucidelor. Datorită răspândirii largi în natură, ac­cesibilităţii şi costului relativ mic deficitul spontan de glucide în raţia alimentară practic nu se întâlneşte. Mai frecventă este situaţia inversă, atunci când necesităţile energetice ale orga­nis­mu­lui sunt satisfăcute predominant prin consumul excesiv de glu­cide cu reducerea parţiala a altor ingrediente alimentare, în spe­cial a proteinelor.

Consumul excesiv de glucide se manifestă prin hiper­gli­ce­mie, iar carenţa alimentară glucidică – prin hipoglicemie.

Consumul neechilibrat calitativ de glucide, substituirea re­ci­procă a glucidelor în raţia alimentară, nu antrenează consecinţe patologice, deoarece glucidele nu reprezintă substanţe de ne­în­lo­cuit (substanţe esenţiale). Consumul predominant de monoza­ha­ride uşor asimilabile nu produc efecte patologice digestive, ci în special efecte metabolice asociate de hiperglicemie. Consumul predominant de polizaharide induce atât efecte metabolice, cât şi efecte digestive.

B. Dereglarea digerării glucidelor – maldigestia glucidelor.

Digestia constă în transformarea glucidelor complexe cu proprietăţi heterogene (di-, oligo- şi polizaharidelor) în glucide ele­mentare genetic indiferente – monozaharide (glucoza, fruc­to­za, galactoza). Acest proces se produce consecutiv pe parcursul pasajului bolului alimentar prin tubul digestiv şi expunerea aces­tuia acţiunii succesive a enzimelor conveierului enzimatic-ami­la­za salivară, amilaza pancreatică, dizaharidazele intestinale (za­ha­raza, lactaza, maltaza). Respectiv, dereglările digestiei gluci­de­lor pot interveni la dereglarea diferitelor etape ale con­veieru­lui enzimatic. Maldigestia glucidelor are în calitate de factori etiolo­­gici dereglările secreţiei amilazei salivare, celei pancreati­ce şi a dizaharidazelor intestinale.

Consecinţa metabolică a maldigestiei glucidelor este carenţa glucidelor – hipoglicemia.

C. Dereglările absorbţiei intestinale a glucidelor – malab­sor­bţia.

Din întreg spectrul de glucide doar monozaharidele (glu­co­za, fructoza, galactoza) se absorb din intestin în mediul intern. Absorbţia monozaharidelor se efectuează pe parcursul întregului tract digestiv, începând cu cavitatea bucală, însă cvazitotalitatea de monozaharide se absoarbe în intestinul subţire. Absorbţia mo­nozaharidelor este un proces activ, care necesită energie. Deoarece absorbţia are loc preponderent în intestinul subţire, cauzele malabsorbţiei glucidelor sunt afecţiunile intestinale: in­fla­maţia (enterite), defecte genetice ale enterocitelor (lipsa con­ge­nitală a enzimelor). Consecinţele malabsorbţiei glucidelor sunt efectele patologice digestive (prezenţa glucidelor în bolul fe­cal din intestinul gros, dispepsia glucidică ş.a.) şi efectele me­tabolice (carenţa de glucide – hipoglicemia).

D. Dereglările transformărilor intermediare ale glucidelor în ficat – ale metabolismului intermediar.

Ficatul are rol crucial homeostatic pentru glucide – funcţia de glucostat. Principalele procese metabolice în ficat sunt:

1. 
   captarea glucozei, galactozei şi fructozei din sângele por­tal;
   
2. 
   conversia fructozei şi galactozei în glucoză;
   
3. 
   transformarea glucozei în glicogen (glicogenogeneza);
   
4. 
   scindarea glicogenului depozitat (glicogenoliza);
   
5. 
   scindarea glucozei până la piruvat şi acetil-KoA (glicoliza);
   
6. 
   oxidarea acetil-KoA în mitocondrii până la produşii fi­nali (dioxid de carbon şi apă);
   
7. 
   scindarea glucozei în ciclul pentozic cu formarea de acizi nucleici şi donatori de protoni (NADP.H);
   
8. 
   sinteza glucidelor din substanţe non-glucidice – gluco­neoge­­neza din piruvat, lactat, glutamat, aminoacizi;
   
9. 
   sinteza lipidelor din glucide – lipogeneza din acetat ş.a.
   

Fiecare din aceste funcţii au importanţă deosebită nu numai pentru ficat, ci pentru întreg organismul. Din această cauză de­reg­lările metabolice din ficat au consecinţe generale pentru or­ga­nism.

Insuficienţa metabolică a ficatului are consecinţe complexe pentru metabolismul glucidic manifestate prin incapacitatea he­patocitelor de a efectua glicogenogeneza, micşorarea toleranţei fa­ţă de glucide, micşorarea rezervelor de glicogen, mobilizarea in­tensă a lipidelor din ţesutul adipos. Insuficienţa ficatului se tra­duce prin episoade de hiperglicemie exagerată consecutiv in­ge­rării hranei şi hipoglicemie consecutiv perioadelor de post.

La ingerarea alimentelor glucidele absorbite din intestin par­vin spre ficat cu sângele portal. Hepatocitele afectate nu sunt apte să asimileze glucidele sanguine pentru sinteza glicogenului, din care cauză glucidele traversează ficatul şi condiţionează hi­per­­gli­cemie în circulaţia mare. Micşorarea toleranţei faţă de glu­co­ză se poate depista prin proba funcţională cu suprasolicitare cu glucoză, care constă în ingerarea orală pe nemâncate a 50 g de glucoză şi determinarea glicemiei iniţial şi pe parcursul a 2,5 ore după ingerare. În insuficienţa hepatică iniţial pe nemâncate se observă hipoglicemie. După ingerarea glucozei are loc hiper­gli­cemia exagerată cu reîntoarcerea tardivă la normal. Hipergli­ce­mia alimentară stimulează secreţia insulinei, care, însă, în in­com­petenţa hepatocitelor, nu asigură sinteza şi depozitarea gli­co­genului în ficat şi nu reduce hiperglicemia.

Hiperglicemia exagerată poate antrena glucozuria. Din con­tra, în intervalele dintre ingerarea alimentelor lipsa glicogenului în ficat şi incapacitatea ficatului afectat de a efectua gluconeoge­ne­za face hipoglicemia persistentă cu manifestările clinice ca­rac­teris­ti­ce – astenia nervoasă şi musculară, fatigabilitate, tre­mor.

Hipoglicemia pronunţată provoacă şi reacţii din partea siste­mu­lui nervos şi endocrin: excitarea sistemului nervos vegetativ simpatic, secreţia catecolaminelor de către medulosuprarenale, a glucocorticoizilor de corticosuprarenale, a glucagonului de către pan­cre­asul endocrin. Aceste reacţii în asociaţie cu epuizarea gli­co­ge­nului în ficat stimulează lipoliza în ţesutul adipos, elibe­rarea în sânge a acizilor graşi, hiperlipidemia de transport cu lipopro­teine de densitate foarte mare.

Din cauza incapacităţii ficatului de a sintetiza proteine trans­portoare de lipide la hiperlipidemia de transport se asociază şi hiperlipidemia de retenţie. Hiperlipidemia conduce la infi­l­traţia şi distrofia grasă a ficatului, care afectează şi mai mult he­pa­tocitele – astfel se închide cercul patogenetic vicios – afec­ţi­unea primară a ficatului – depleţia glicogenului în ficat – hiper­li­pi­demia – distrofia grasă a ficatului – dereglarea metabolismului în ficat. De rând cu aceasta secreţia abundentă de glucocorticoizi suscită proteoliza şi gluconeogeneza.

Manifestările hiperglicemiei, în afară de nivelul ridicat de glu­coză în sânge, este glucozuria şi poliuria, deshidratarea, he­mo­concentraţia, polidipsia, eventual pot apărea edemul inter­sti­ţial, intumescenţa şi alterarea osmotică a celulelor, sinteza şi depunerea excesivă a grăsimilor în ţesutul adipos (obezitatea).

E. Dereglări endocrine

Metabolismul glucidelor este reglat de mai mulţi hormoni, care posedă efect hipoglicemic (insulina) şi hiperglicemic (glu­ca­gonul, catecolaminele, glucocorticoizii, somatotropina).

Dereglările complexe ale metabolismului glucidic intervin în deficitul de insulină în diabetul zaharat.

19.1.2. Hipoglicemia
Hipoglicemia este micşorarea concentraţiei de glucoză în sân­ge mai jos de 0,08 % (4,4, mMol/L). Glucoza sângelui este esen­ţială pentru organele, care utilizează pentru energogeneză doar glucoza – creier, medula suprarenalelor, stratul medular al rini­chilor, eritrocite.

Normoglicemia – concentraţia normala de glucoză în sânge, este menţinută în li­mi­te foarte înguste – 5,5–6 mmol/l (80–120 mg/dL; 0,08–0,12 %).

Normoglicemia este rezultatul echilibrului a două procese: consumul perpetuu al glucozei de celulele organismului şi recuperarea consumului de glucoză prin absor­bţia acesteia din tractul digestiv, mobilizarea glucidelor din rezervele endogene (glico­ge­noliza) şi prin sinteza glucidelor de novo din substanţe non-glucidice (gluconeoge­neza). Predominarea absolută sau relativă a unuia din aceste două procese – a apor­tu­lui sau a consumului – influenţează valorile glicemiei şi provoacă devierile acesteia de la constant. Dilema menţinerii homeostaziei glicemiei constă în faptul că spre deose­bi­re de utilizarea glucozei, care poartă caracter perpetuu, aportul alimentar al acesteia este discontinuu, episodic. Atunci, când glucidele nu se ingerează cu alimentele timp de câteva ore, nivelul glicemiei este menţinut la valoarea de 0,7–0,9%. După inge­ra­rea glucidelor glicemia creşte repede (peste 30 minute) până la 1,50 %, restabilindu-se peste 1,5–2 ore. Ficatul este prima barieră în calea glucidelor parvenite aici cu sângele venei porta din tubul digestiv. Ficatul captează surplusul de glucoză, transformând-o în glicogen. În cazul, când ficatul nu asimilează tot surplusul de glucoză din sânge, aceasta este captată de alte organe: muşchii scheletului, care o transformă de ase­me­nea în glicogen, ţesutul adipos, care o transformă în lipide. Sângele bogat în glucoză stimulează secreţia de către celulele beta pancreatice a insulinei, care contribuie la uti­lizarea glucozei de către organe, sinteza de glicogen cu reîntoarcerea glicemiei la normă.

Concentraţia glucozei în sânge este însuşi un mecanism de autoreglare a rapor­tu­lui dintre glicoliză şi glicogeneză. De menţionat că ficatul, spre deosebire de alte organe, nu posedă vre-un mecanism de accelerare a transportului transmembranar al glucozei. Din cauza că glucoza difuzionează liber în hepatocite, concentraţia acesteia în sânge şi în hepatocit este echilibrată. În aşa mod hepatocitul posedă în permanenţă informaţie despre glicemie, reacţionând prompt la fluctuaţiile acesteia prin stimularea glicogenogenezei în caz de hiperglicemie sau a glicogenolizei în caz de hipoglicemie. O altă particularitate a ficatului este glucokinaza hepatică – enzima, care stimulează fosforilarea glucozei pătrunse în hepatocit din sânge în glucozo-6-fosfat şi ulterior în glicogen. Glucokinaza hepatică are Km foarte joasă – 2x10², ceea ce corespunde concentraţiei de glucoză egală cu 0,36%. Deoarece concentraţia normală a glucozei în sânge este de 0,1%, hepatocitele sunt foarte sensibile faţă de concentraţia glucozei în sânge. Insulina stimulează sinteza glucokinazei şi indirect sinteza de glicogen, care, graţie structurii polimere şi masei moleculare mari, nu poate difuziona prin membrana citoplasmatică şi este reţinut intracelular – în aşa mod surplusul de glucoză este înlăturat din sânge şi depozitat în hepatocit.

Glucocorticoizii sunt antagoniştii insulinei şi stimulează gluconeogeneza prin activarea unor enzime specifice – aminotransferaze, piruvatcarboxilaza, fosfoenol­pi­­ru­vatcarboxi-kinaza, glucozo-6-fosfataza. Concomitent, glucocorticoizii stimulează pro­teoliza în ţesuturi, furnizând aminoacizii necesari pentru gluconeogeneză.

Glucagonul stimulează enzimele de conversie a piruvatului în fosfoenolpiruvat. O altă acţiune a acestui hormon este stimularea lipolizei în ficat, ceea ce eliberează aci­zii graşi utilizaţi ulterior în gluconeogeneză.

Hipoglicemia poate fi rezultatul aportului insuficient sau al catabolismului intensiv de glucide. Cauzele hipoglicemiei prin aportul insuficient sunt inaniţia totală sau glucidică, epuizarea rezervelor endogene de glicogen în afecţiuni hepatice, renale, sepsis, hipoadrenalism, panhipopituitarism, prevalarea glicoge­no­genezei asupra glicogenolizei la administrarea insulinei exo­ge­ne. O cauză importantă a hipoglicemiei este hipersecreţia in­su­linei de celulele beta pancreatice (de ex., în tumorile apa­ra­tului insular – insulinoma), ceea ce provoacă înmaga­zi­na­rea glu­cozei în formă de glicogen, împiedicând mobilizarea acestuia chiar şi în condiţii de hipoglicemie. Cauză frecventă a metabo­li­zării excesive a glucozei este hiperfuncţia organelor, în special efortul muscular (muşchii scheletului au masa totală de 1/2 din masa corporală).

Reacţiile compensatorii în hipoglicemie sunt iniţiate de sistemul nervos – apariţia senzaţiei de foame şi reacţii comporta­men­tale orientate spre ingerarea alimentelor, excitaţia siste­mu­lui vegetativ simpatic şi de glandele endocrine – hipersecreţia de corticotropină din adenohipofiză, de glucocorticoizi din cortico­su­prarenale, catecolamine din medulosuprarenale, glucagon de celulele alfa pancreatice paralel cu inhibiţia secreţiei insulinei de celulele beta pancreatice. Rezultanta interacţiunii acestor pro­cese este inhibiţia glicogenogenezei, stimularea glicogenolizei şi a gluconeogenezei, lipoliza, mobilizarea intensă a lipidelor din ţesutul adipos şi vizează restabilirea normoglicemiei şi acope­ri­rea necesităţilor energetice.

Glicogenoliza în ficat şi în rinichi este iniţiată de hipogli­ce­mia de orice origine. Glicogenoliza este monitorizată în special de rezervele intracelulare de energie, iar poziţia strategică o ocu­pă adenilatciclaza – enzima, care sintetizează AMP-ciclic. În sta­­re de repaus celula conţine cantităţi mici de AMP-ciclic. Ex­ci­tarea receptorilor adenilatciclazei de către adrenalină sau glu­ca­gon stimulează porţiunea catalitică a adenilatciclazei, ceea ce catalizează desprinderea radicalilor fosforici de la ATP, esteri­fi­carea acestora cu riboza şi formarea de AMP-ciclic. Efectul fi­nal al AMP-ciclic este activarea enzimelor intracelulare ale glico­ge­no­lizei. Insulina posedă efect contrar, micşorând cantitatea de AMP-ciclic în celulă. Astfel, catecolaminele şi glucagonul inten­si­fică glicogenoliza, în timp ce insulina o inhibă, activând con­co­mitent glicogenogeneza.

De rând cu efectul direct asupra celulelor hepatice, hipo­gli­ce­mia stimulează secreţia din celulele alfa pancreatice a glu­ca­go­nului, care de asemenea intensifică glicogenoliza. Aceste me­ca­nisme asigură organismul cu glucoză doar până la epuizarea re­zervelor de glicogen din ficat şi rinichi – în medie timp de 24 de ore de la sistarea ingerării glucidelor (inaniţia). Din momen­tul epuizării rezervelor de glicogen şi reinstalării hipoglicemiei la ni­velul subcritic pentru creier în reacţiile compensatorii se in­clud corticosuprarenalele cu secreţia hormonilor glucocorticoizi, ca­re declanşează neoglucogeneza prin stimularea sintezei en­zi­melor neoglucogenetice, intensificarea proteolizei în organele limfoide, ţesutul conjunctiv şi muşchii striaţi, furnizând astfel aminoacizi liberi pentru procesul de sinteză a glucidelor. Ami­no­acizii eliberaţi în procesul proteolizei sunt utilizaţi pentru sin­teza glucozei. Esenţa acestei reacţii constă în menţinerea gli­ce­miei necesare creierului după epuizarea glicogenului ficatului prin neoformarea glucozei din substanţe non-glucidice – piruvat, glutamat şi alţi aminoacizi. Această reacţie este practic similară reacţiei adaptative nespecifice – stresului, realizată la fel prin hi­per­secreţia ACTH-ului hipofizar şi a glucocorticoizilor cortico­su­prarenali. La persoanele sănătoase procesele de neogluco­ge­ne­ză sunt antagonizate de insulină. Din această cauză în lipsa in­su­linei în diabetul zaharat glucocorticoizii exercită o acţiune neoglu­cogenetică necontrolată, ceea ce măreşte şi mai mult hi­per­glicemia. Paralel cu scindarea proteinelor pentru gluco­neoge­neză se instalează şi efecte eventual patogene: liza ţesutului con­junctiv, atrofierea ţesutului limfoid cu imunosupresie, atrofierea muşchilor striaţi.

De rând cu efectele descrise, hipoglicemia rezultă depleţia gli­cogenului în ficat, provocând intensificarea lipolizei în ţesutul adipos cu creşterea în sânge a conţinutului de lipide – hiperli­pi­de­mia de transport cu lipoproteine de densitate foarte mare (acizi graşi în asociaţie cu albuminele serice). Hiper­lipi­de­mia induce infiltraţia, iar ulterior şi distrofia grasă a ficatului.

Hipoglicemia are şi efecte metabolice celulare. Din efectele asupra metabolismului plastic ale carenţei glucidelor face parte deficitul de ribozo-6-fosfat (sursă de riboză serveşte glucoza), micşorarea cantităţii de ATP. Se dereglează de asemenea şi sinteza proteoglicanelor.

Hipoglicemia dereglează direct metabolismul energetic în celulele consumatoare de glucoză. Inhibiţia şuntului pentozo­fos­foric rezultă micşorarea formării de NADH şi NADP.H, care re­pre­zintă principalii donatori de protoni în procesele de reducere. O manifestare concretă a deficitului de protoni este incapacitatea de a resintetiza acizii graşi din acetat cu acumularea excesivă a acetil-CoA şi condensarea ulterioară a acestuia până la corpi cetonici – cetogeneza. Deficitul de acid oxalacetic (se sinte­ti­zea­ză prin carboxilarea piruvatului generat în glicoliză) face imposibilă includerea în ciclul Krebs a acetil-CoA. Aceasta, de rând cu producţia perpetuă a acetatului în procesele de glicoliză şi beta-oxidare a acizilor graşi, duce la acumularea cantităţilor excesive de acetil-CoA, care în condiţii de deficit de glucoză nu poate fi nici oxidat în ciclul Krebs, nici utilizat în resinteza aci­zilor graşi, devenind astfel un “impas biochimic”. În atare con­di­ţii acetil-CoA este condensat cu formarea de corpi cetonici – aci­dul beta-hidroxibutiric, acetilacetic şi acetona – cetogeneza. Cetogeneză se manifestă prin cetonemie şi cetonurie, acidoză metabolică.

Or, consecinţele metabolice ale hipoglicemiei sunt glicoge­no­liza cu epuizarea glicogenului ficatului, lipoliza, proteoliza, gluconeogeneza, cetogeneza.

Impactul hipoglicemiei asupra organelor este diferit. Cele mai sensibile la hipoglicemie sunt creierul, eritrocitele, muşchii scheletici.

Metabolismul glucidic în creier are importanţă vitală pentru acest organ, fiind principala sursă energetică. Captarea glucozei de către creier este asemănătoare cu acelaşi proces din muşchi, iar hexokinaza cu Km egal cu 10^-6 M asigură reţinerea glucozei în celule. Nivelul critic al glicemiei pentru creier constituie 2,7 mmol/l sau 0,05 % (3,3 mmol/l sau 0,06% la bărbaţi şi 2,2 mmol/l sau 0,04% la femei) – mai jos de această concentra­ţie ce­lulele nervoase nu mai pot capta glucoza, încetează pro­ce­sele de energogeneză prin oxidarea glucozei, scade nivelul de ATP în celule, ceea ce întrerupe funcţiile membranei citoplas­ma­tice de menţinere a gradientului electrochimic. Modificările fun­cţi­ona­lităţii neuronului se manifestă prin diminuarea, iar apoi şi prin dis­pariţia potenţialului de repaus, depolarizarea celulei, areacti­vitatea neuronilor – inhibiţie prin depolarizare. Manifes­tă­rile cli­nice constau în inhibiţia parţială a SNC (palpitaţie, tremor, ce­fa­lee, fatigabilitate, apatie, anxietate, disforie, somno­lenţă, confu­zie mintală), iar apoi şi inhibiţie totală (coma hipo­glicemică – pier­derea cunoştinţei, areflexia şi moartea în timp de câteva mi­nu­te). Tratamentul patogenetic constă în furnizarea de glucide exogene – oral sau parenteral. De rând cu energogeneza, glu­ci­de­le asigură sinteza în creier a neuromediatorilor, amino­aci­zilor, lipidelor, acizilor nucleici.

Deşi dependent de glucide, creierul în condiţiile de inaniţie cronică poate utiliza în cantităţi mici şi alte surse energetice – cor­pi cetonici, glutamatul, aspartatul.

Consecinţele directe ale hipoglicemiei pentru creier sunt leziunile celulare hipoenergetice, care pot conduce şi la necroză.

Metabolismul glucidelor în eritrocite este determinat de lipsa organitelor celulare, inclusiv a mitocondriilor şi a reacţiilor cic­lului Krebs şi lanţului respirator. Energogeneza eritrocitelor este totalmente anaerobă. Glucoza pătrunde în eritrocite prin intermediul transportului facilitat şi este supusă glicolizei. Un produs colateral al glicolizei întâlnit în cantităţi mari în eritrocite şi care are mai multe funcţii este 2,3-difosfogliceratul (2,3-DPG). Difosfogliceratul are funcţie de sistem de tampon şi fun­cţie de rezervor de energie în lipsa creatinfosfatului şi glico­ge­nului. Pe lângă aceasta, 2,3-DPG micşorează afinitatea hemo­glo­binei faţă de oxigen, facilitând procesul de cedare a oxige­nu­lui în ţesuturi.

Metabolismul glucidelor în muşchi este totalmente orientat spre satisfacerea necesităţilor proprii. Glucoza pătrunde intra­ce­lu­lar prin intermediul transportului facilitat, care este stimulat de insulină. Hexokinaza miocitelor are Km cu mult mai mic decât cel al hepatocitelor. În stare de repaus în miocite se acumulează cantităţi considerabile de glicogen, care se scindează la contrac­ţia miocitelor pe cale glicolitică şi pe cale oxidativă. Glico­ge­no­ge­neza în miocite este unica reacţie anabolică; enzimele glu­co­neoge­nezei lipsesc. Glicoliza este procesul de scindare a glu­co­zei până la piruvat. Glicoliza include în calitate de procese intermediare esenţiale izomerizarea glucozei până la fructozo-6-fosfat, fosforilarea acestuia până la fructozo-1,6-difosfat cu scindarea ulterioară în două molecule de triozofosfat. Glicoliza aerobă se termină cu formarea piruvatului, transformat ulterior cu concursul oxigenului în acetil-KoA. În lipsa oxigenului gli­co­liza anaerobă se termină cu formarea produsului intermediar – lactatul. Lactatul format din piruvat este eliminat în sânge şi poate fi metabolizat de ficat şi transformat în glucide.

În muşchii striaţi activitatea enzimelor glicolitice şi a celor mitocondriale este foarte înaltă. Aproape tot piruvatul este oxi­dat până la acetil-KoA, ceea ce preîntâmpină acumularea lacta­tu­lui.

Glicogenozele – defectele ereditare ale enzimelor glicoge­no­­litice, care fac imposibilă utilizarea glicogenului – de ase­me­nea sunt însoţite de hipoglicemii.

Or, hipoglicemia sub nivelul critic conduce la procese pa­to­logice celulare – leziuni celulare, distrofii celulare, necroză.