Зразок наукової роботи МАН "Нормальний вуглеводневий обмін - запорука здоров'я: рівень захворюваності на цукровий діабет у м. Кременець"

Міністерство освіти і науки України

Управління освіти і науки Тернопільської облдержадміністрації

Тернопільське обласне комунальне територіальне відділення МАН України

Відділення: хімія та біологія

Секція: валеологія 

НОРМАЛЬНИЙ ВУГЛЕВОДНЕВИЙ ОБМІН – ЗАПОРУКА ЗДОРОВ’Я: РІВЕНЬ ЗАХВОРЮВАНОСТІ НА ЦУКРОВИЙ ДІАБЕТ У М.КРЕМЕНЕЦЬ

Роботу виконала:

Пилипюк Софія Михайлівна

учениця 9 – Б класу

Кременецької ЗОШ I – III ст. №1

ім. Галини Гордасевич

Науковий керівник:

Савчук Ірина Миколаївна

вчитель біології

Кременецької ЗОШ I – III ст. №1

ім. Галини Гордасевич

Тернопіль 2019

   У 2018-2019 навчальному році учениця 9 – Б класу Кременецької ЗОШ I – III ст. №1 ім. Галини Гордасевич, Пилипюк Софія Михайлівна, працювала над науковою роботою по темі «Нормальний вуглеводневий обмін – запорука здоров’я: рівень захворюваності на цукровий діабет у м. Кременець» під керівництвом вчителя біології тієї ж школи – Савчук Ірини Миколаївни.

Перед написанням роботи, було опрацьовано ряд літературних джерел по даній темі, взято консультації у провідних лікарів Кременецької лікарні таких відділень, як терапія (лікар-терапевт Борак Я.І. ), ендокринологія (ліка-ендокринолог Коваль М.І.), фізіотерапевтичний кабінет (лікар-фізіотерапевт Мусієвич В.С.), клінічна лабораторія (лікар-лаборант Лотоцька Н.В.). Оскільки важливим показником вуглеводневого обміну є вміст глюкози в крові, то разом із лаборантами здійснювався забір крові, аналіз необхідних показників. А згодом виведено основні статистичні показники щодо мешканців м. Кременець, складено основні рекомендації, щоб в майбутньому рівень хворих на цукровий діабет знизився.

У багатьох дослідженнях було продемонстровано, що ранні порушення вуглеводного обміну належать до незалежних факторів ризику ССЗ. Тому виявлення осіб з ранніми порушеннями вуглеводного обміну й проведення профілактичних втручань має велике медичне й соціальне значення.

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………………..4

РОЗДІЛ 1

 ПОНЯТТЯ ПРО МЕТАБОЛІЗМ………………………………………………………...5

           1.1.Обмін вуглеводів у організмі людини та його регуляція………………...6

  1.2.Роль підшлункової залози у вуглеводневому обміні…………………….10

1.2.1. Будова підшлункової залози………………………………………..10

1.2.2. Регуляція секреції підшлункової залози………………………….14

1.2.3. Обмін вуглеводнів та їх значення…………………………………16

РОЗДІЛ 2

 ЗАБІР КРОВІ І ЇЇ КЛІНІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ………………………………………17

            2.1.Поняття про цукровий діабет та його види……………………………….17

   2.2.Забір крові і її клінічне дослідження……………………………………..19

2.2.1. Розширений аналіз крові…………………………………………...19

2.2.2. Статистичні дані…………………………………………………….26

ВИСНОВОКИ……………………………………………………………………………28

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………………….....31

                                                          ВСТУП

Нормальний вуглеводневий обмін – запорука здорового життя! В Україні станом на листопад 2017 рік 1,5 мільйона людей має проблему з вуглеводневим обміном, а у світі – більше як 200 мільйонів хворих на цукровий діабет різного ступеня! В місті Кременець кожного дня в лабораторії вносять нові прізвища людей, котрі зіштовхнулись з цукровим діабетом. Це пацієнти різного віку, різних статей. У даній роботі розкриваються біологічні підґрунтя даної проблеми, з’ясовуються фізіологічні основи нормального вуглеводневого обміну.

МЕТА РОБОТИ: вивчити як регулюється обмін вуглеводнів в організмі людини, встановити роль підшлункової залози в даному процесі, з’ясувати причини порушення вуглеводневого обміну та їх наслідки, шляхом забору крові та лабораторного її дослідження, вирахувати, який відсоток пацієнтів Кременецької комунальної районної  лікарні мають нормальний показник глюкози в плазмі крові, а який відсоток – припадає на людей із порушенням вуглеводневого обміну. Також проаналізувати  показники людей, хворих на цукровий діабет, розробити пам’ятку «Як нормальний вуглеводневий обмін впливає на здоров’я людини?».

ПРЕДМЕТ ДОСЛІДЖЕННЯ: кров, що здана на аналіз в клінічну лабораторію.

ЗАВДАННЯ: 1) вивчити як регулюється обмін вуглеводнів в організмі людини;

2) встановити роль підшлункової залози в даному процесі;

3) з’ясувати причини порушення вуглеводневого обміну та їх наслідки;

4) навчитися здійснювати аналіз показників крові зданої в лабораторії;

5) у підсумку отримати статистичні дані, де показати у відсотковому співвідношенні скільки здорових, а скільки людей із проблемами вуглеводневого обміну в плані діабету;

6) розробити конкретні рекомендації для мешканців міста Кременець, щоб зменшити рівень захворюваності на цукровий діабет.

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ: опрацювання літературних джерел по темі роботи, медичні консультації з фахівцями, лабораторний аналіз, статистичний метод, спостереження.

                                               РОЗДІЛ 1

ПОНЯТТЯ ПРО МЕТАБОЛІЗМ

Обмін речовин (метаболізм) – це один з основних проявів життя. Єдність обміну речовин настільки тісна, що в основу методології пошуків позаземного життя покладено методи виявлення продуктів обміну речовин, зокрема біологічного окиснення. Метаболізм полягає в біологічному окисненні органічних енерговмісних речовин із використанням виділюваної при цьому енергії для життєвих процесів. Ця енергія використовується на підтримання дихання, кровообігу, температури тіла, для здійснення скорочень м’язів під час рухів тіла, виконання роботи, різних поведінкових реакцій. У процесі окисних реакцій відбувається розщеплення складних органічних сполук з виділенням енергії – дисиміляція, або катаболізм. Одночасно в організмі відбуваються процеси протилежного напряму, що здійснюються з поглинанням енергії (синтез специфічних білків, гормонів, ліпідів та інших складних сполук із речовин, що надходять до організму з навколишнього середовища) – асиміляція, або анаболізм. Обидва процеси нерозривно пов’язані між собою через перехід енергії від одного до іншого. Так само тісно пов’язані один з одним обмін речовин та енергетичний обмін.

Будь-який живий організм, включаючи людину, незалежно від рівня еволюційного розвитку споживає у вигляді їжі органічні речовини: білки, ліпіди, вуглеводи. Так вуглеводи у вигляді поліцукридів входять як складова частина до клітинних мембран, є обов’язковим компонентом нуклеїнових кислот, тобто відіграють певну структурну функцію. Проте головна їх функція -   забезпечення енергетичних потреб організму. Це пов’язано насамперед з тим, що вуглеводи легко і швидко мобілізуються, окиснюються, а також відновлюються шляхом ресинтезу з продуктів їх розщеплення. До того ж вуглеводи здатні давати енергію і в безкисневих умовах (у процесі гліколізу).

1.1.Обмін вуглеводнів в організмі людини та його регуляція

Частка енергії, виробленої в організмі з вуглеводів, досягає 65 % загальної енергії спожитих органічних речовин. За добу людина споживає залежно від енерговитрат 400-500 грам вуглеводів. Серед них є поліцукриди (крохмаль, глікоген), дицукриди (цукроза, мальтоза, лактоза) і моноцукриди (глюкоза, фруктоза). Найпоширеніший в рослинній їжі поліцукрид – целюлоза, але людиною дана речовина не засвоюється, через те, що у травних соках немає ферменту, що його розщеплює – целюлази. Її виробляють лише деякі бактерії та окремі види комах і молюсків. Решта ж рослиноїдних організмів вступають у симбіоз з целюлозобактеріями.

Поліцукриди і цукриди їжі розщеплюються амілазою травного соку до моноцукридів, останні всмоктуються з кишок у кров і надходять до печінки. У печінці певна частина глюкози полімеризується й депонується у вигляді поліцукриду глікогену. Невелика кількість глікогену відкладається у скелетних м’язах. Усього в організмі дорослої людини міститься близько 400 г глікогену.

У крові здорової людини в нормі міститься 4,4 – 6,5 ммоль/л (80 – 120мг% або 0,12%) глюкози. Коли вміст глюкози в крові не виходить за межі норми, йдеться про глікемію, якщо він нижчий за норму – гіпоглікемію, а вищий – гіперглікемію. Під час травлення з кишок у кров всмоктується глюкоза і її рівень у крові, що відтікає від кишок, може різко зростати. Однак печінка затримує надлишок глюкози, перетворюючи її на глікоген, і від печінки відтікає кров з нормальним вмістом глюкози. Решта глюкози розноситься з кров’ю до всіх клітин тіла і там окиснюється з виділенням енергії, що йде на різні фізіологічні процеси (скорочення м’язів, збудження нервових клітин тощо).  При вживанні великої кількості вуглеводів (цукру, солодощів) печінка може не встигати переробляти глюкозу, і тоді рівень глюкози в крові перевищує нормальний – виникає аліментарна (харчова) гіперглікемія.

Глюкозу використовують усі клітини й органи як джерело енергії для їх життєдіяльності. Але найбільше глюкози потребує головний мозок, для якого вона є майже єдиним джерелом енергії. Тому при гіпоглікемії мозок потерпає в першу чергу, і за вмісту глюкози менш як 3 – 2,5 ммоль/л людина впадає в гіпоглікемічну кому – непритомніє, можуть виникати судоми. Гіпоглікемія може розвиватися під час голодування, фізичного навантаження, нервового напруження. Проте така гіпоглікемія дуже швидко компенсується надходженням у кров глюкози, депонованої у вигляді глікогену в печінці. [1, ст.31]

Слід зазначити, що глікоген у печінці утворюється не тільки з глюкози, а й з молочної та жирних кислот, амінокислот, гліцерину. Так за нестачі вуглеводів у їжі вони можуть утворюватись з жирів і частково з білків. З іншого боку, частина вуглеводів може перетворюватись на жири і відкладатись про запас. А от білки утворюються лише з амінокислот і не можуть утворюватись з вуглеводів та жирів.     

Як регулюється обмін вуглеводів в організмі людини? Узгоджена робота клітин, тканин, органів та їх систем регулюється нервовою системою, а також гуморальним способом. Головним чинником гуморальної регуляції є гормони, що виробляються ендокринною системою. Вони забезпечують ендокринну регуляцію, яка здійснюється через рідини внутрішнього середовища організму.

Гормони регулюють процеси обміну речовин, росту та розвитку, розмноження та імунітету. Потрапляючи в кров, лімфу, міжклітинну речовину, вони корегують діяльність органів відповідно до стану внутрішнього і зовнішнього середовища. У нормі гормони забезпечують відновлення гомеостазу, а за порушень функції залоз, якими вони виділяються, зумовлюють розвиток порушень роботи органів. За своєю природою гормони є складними органічними сполуками, переважно білками (наприклад, інсулін). На сьогодні відомо більше 60 гормонів. Хімічна структура більшості з них досліджена, що дає можливість їх синтезувати і використовувати для запобігання захворюванням та їх лікування.

Кожен гормон регулює певну функцію організму й здатний реагувати на порушення гомеостазу. Вони швидко руйнуються у клітинах, тому повинні постійно утворюватися в організмі. Усі гормони впливають на організм у взаємодії: одні підсилюють, а інші послаблюють певні функції органів та організму загалом. Зокрема один гормон контролює верхню межу певного фізіологічного показника (наприклад, вміст цукру в крові людини). А інший – нижню.

Гормонам властива вибірковість дії: впливають через кров лише на ті клітини організму, які чутливі до них. Це зумовлено тим, що в мембрані або цитоплазмі клітини містяться особливі клітинні рецептори, які «розпізнають» певні гормони. Ці рецептори виконують роль своєрідних «замків», а гормони – відповідних «ключів», утворюючи комплекс «гормон-рецептор», який є основою взаємодії гормонів з клітиною.

Механізм дії гормонів полягає у зміні проникності клітинної мембрани і впливі на активність внутрішньоклітинних ферментативних процесів. Зокрема, гормони білкової природи взаємодіють з рецептором на поверхні мембрани і впливають на транспорт речовин.

Кількість гормонів, які виділяють залози внутрішньої секреції, регулюється механізмом зворотного зв’язку. Він узгоджує діяльність залоз внутрішньої секреції, сприяючи виробленню гормонів (позитивний зворотний зв'язок) або гальмуючи їх (негативний зворотний зв'язок) – залежно від потреб організму. Так, якщо залоза виробляє гормону більше, ніж потрібно організму, то спрацьовує механізм негативного зворотного зв’язку – залоза «вимикається». Механізм зворотного зв’язку допомагає підтримувати гомеостаз організму, одночасно впливаючи на вироблення різних гормонів. Наприклад, у крові людини збільшився вміст глюкози, і це викликає виділення інсуліну, який сприяє транспорту глюкози в клітини та її розщепленню там. Водночас зменшується виділення глюкагону – гормону, що зумовлює збільшення глюкози в крові. І навпаки, коли зменшується рівень глюкози в крові, знижується вироблення інсуліну і підвищується – глюкагону (див. схему 1. Регуляція рівня глюкози в плазмі крові).

Схема 1. Регуляція рівня глюкози в плазмі крові

Функції ендокринної системи регулюються нервовою системою. Вона надсилає нервові імпульси до залоз внутрішньої секреції, які у відповідь на подразнення виділяють гормони. Вони розносяться кров’ю до різних органів, тканин і клітин організму та регулюють їхню діяльність.

Дія гормонів визначається періодом, рівнем розвитку організму, його фізіологічним станом, віком. В організмі злагоджена робота залоз внутрішньої секреції іноді порушується: залози продукують надмірну кількість гормонів (гіперфункція) або недостатню (гіпофункція). Як недостатнє, так і надлишкове утворення гормонів залозами внутрішньої секреції призводить до порушень життєдіяльності організму та виникнення важких захворювань.

1.2.Роль підшлункової залози у вуглеводневому обміні 

1.2.1. Будова підшлункової залози та її функції

Підшлункова залоза належить до залоз змішаної секреції. Її зовнішньо секреторна функція полягає у виділенні підшлункового соку з травними ферментами через вивідні протоки у дванадцятипалу кишку. Внутрішньо секреторні клітини розміщені в острівцях Лангерганса. Вони продукують і виділяють у кров інсулін та глюкагон, які регулюють вуглеводний обмін організму. Глюкагон активує процес перетворення глікогену печінки в глюкозу й збільшує її вміст у крові (на глікоген м’язів не діє). Інсулін підвищує проникність клітинних мембран для глюкози, сприяє її переходу в тканини різних органів, насамперед у м’язах й печінку. Він зменшує вміст глюкози в крові, стимулюючи її перетворення в глікоген або використання як джерела енергії.

Підтримання вмісту глюкози в крові на постійному рівні в межах 3,5 – 6 ммоль/л життєво необхідне, адже глюкоза є основним джерелом енергії для клітин. Зниження концентрації глюкози в плазмі крові спричинює різке підвищення збудливості клітин головного мозку, що призводить до появи судом.  При подальшому зниженні концентрації глюкози порушуються кровообіг, дихання. Коли ж концентрація глюкози знижується до 2,5 ммоль/л (гіпоглікемія) починається сильний розлад діяльності центральної нервової системи, настає гіпоглікемічна кома (людина непритомніє) і смерть.

Отже, регуляція обміну вуглеводів здійснюється нервово-гуморальним шляхом. Центр, що забезпечує підтримання сталого рівня глюкози в крові розміщений у гіпоталамусі. Нейрони центру реагують на зміну концентрації глюкози в крові – центральні глюкорецептори. Збудження від них через симпатичну нервову систему надходять до печінки і скелетних м’язів, спричиняючи розщеплення глікогену і виведення утвореної глюкози в кров. У разі підвищення рівня глюкози в крові імпульси з гіпоталамуса надходять через парасимпатичні нерви до підшлункової залози, стимулюючи вироблення гормону інсуліну, а також до печінки, активізуючи утворення глікогену.

Інсулін, як основний чинник гуморальної регуляції вуглеводного обміну, має кілька точок прикладання:

1.                   підвищує проникність клітинних мембран до глюкози;
2.                   стимулює споживання глюкози майже всіма клітинами організму, за винятком клітин головного мозку;
3.                   активізує синтез глікогену з глюкози в печінці та скелетних м’язах. У наслідок такої дії інсуліну рівень глюкози в крові зменшується.

Зниження концентрації інсуліну в крові призводить до підвищення в ній рівня глюкози, і коли він перевищує 9 ммоль/л (160мг %), глюкоза з’являється в сечі (глюкозурія) – чітка ознака важкої хвороби – цукрового діабету. При цьому велика кількість глюкози не засвоюється організмом, людина худне, отруюється продуктами неповного розкладу вуглеводів, знижується артеріальний тиск, людина непритомніє, може наступити смерть від стану діабетичної коми.

Причиною цукрового діабету є припинення синтезу інсуліну бетта-клітинами панкреатичних острівців або неспроможність печінки перетворювати глюкозу на глікоген. Відносно короткочасна глюкозурія може бути також результатом харчової (аліментарної) гіперглікемії, коли людина за раз з’їдає 150-200г солодощів. Максимальна кількість цукру, сприйнятого організмом без виникнення глюкозурії, є показником бар’єрної функції печінки щодо глюкози.

Інсулін є єдиним гормоном, який знижує концентрацію глюкози в крові. Усі інші чинники, які підвищують рівень глюкози в крові, утворюють протиінсулінову (контрінсулярну) систему. До неї входять крім симпатичної нервової системи також гормони :глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди (гідрокортизон), соматотропін. Глюкагон продукується альфа-клітинами панкреатичних острівців і разом з адреналіном мозкового шару надниркових залоз підвищує рівень глюкози в крові за рахунок глікогенолізу – розщеплення глікогену. Виділення цих гормонів регулюється симпатичною нервовою системою. Глюкокортикоїди кіркової речовини надниркових залоз та соматотропін передньої частки гіпофіза виділяються під впливом збудження глюкорецепторів гіпоталамуса кров’ю зі зниженим вмістом глюкози, зумовлюючи підвищення концентрації глюкози в крові, активізуючи процес глюконеогенезу – утворення глюкози з жирних кислот, гліцерину та амінокислот. При цьому одночасно гальмується виділення інсуліну.  

Підшлункова залоза розміщена позаду шлунка на рівні тіла I поперекового хребця. Маса її 70-100г, довжина 20-22см, ширина близько 4см. Згори залоза покрита тонкою сполучнотканинною капсулою. Складається з головки, тіла і хвоста (див. іл.1. Будова підшлункової залози). Головка лежить у підковоподібному вигині дванадцятипалої кишки, тіло – на рівні I поперекового хребця й прилягає до задньої черевної стінки, а хвіст досягає селезінки та лівої нирки.

Підшлункова залоза складається з одношарового епітелію й належить до складних альвеолярнотрубчастих залоз, які утворюють окремі, з’єднані перетинками сполучної тканини часточки, що відходять від капсули.

Клітини підшлункової залози виділяють підшлунковий сік, до складу якого входять ферменти – трипсин, хімотрипсин, амілаза, ліпаза та інші, які перетравлюють білки, жири й вуглеводи. За добу виділяється від 500мл до 2л підшлункового соку. Підшлунковий сік безбарвний і прозорий, має лужну реакцію (pH = 7,8-8,4) із високим вмістом гідрогенкарбонатів. [2, ст.31]

Клітини підшлункової залози мають конічну форму. Кожна ядром розділена на основну, або базальну, розширену та звужену конічну апікальну частини. Апікальна на вигляд зерняста і є секреторною частиною клітини.

Підшлунковий сік з клітин залози поступає у внутрішньочасточкові протоки, які в свою чергу впадають у міжчасточкові протоки, а останні – в підшлункову протоку, що проходить по всій її довжині, від хвоста до головки. Й відкривається загальним отвором після з’єднання із загальною жовчною протокою на великому сосочку дванадцятипалої кишки. В місці з’єднання з кишкою є м’яз – стискач протоки підшлункової залози.

Основна кількість соку підшлункової залози продукується під час споживання їжі і травлення. У голодної людини сік виділяється у невеликій кількості під час періодичної рухової активності всієї травної системи. Також секреторна функція підшлункової залози залежить від характеру їжі. Що було доведено роботами І. П. Павлова. Найбільше соку виділяється при споживанні хліба, менше – при споживанні м’яса і молока. Залежно від харчового подразника може змінюватись і ферментний склад соку. Наприклад, у складі соку, що виділяється на ліпіди їжі. Концентрація ліпази у 2 – 5 разів вища, ніж на м'ясо. Найдосконалішим типом ферментних адаптацій є зміна їх концентрації в складі соку, але може спрацювати й інший механізм – збільшення кількості виділюваного соку, а отже, й ферментів.

Ферменти соку підшлункової залози здійснюють насамперед активний гідроліз поживних речовин у порожнині кишок, проте через часткове адсорбування на поверхні слизової оболонки тонкої кишки вони разом з кишковими ферментами завершують гідроліз і при мембранному травленні.

Отже, підшлункова залоза є залозою змішаної секреції. Виділяючи травний підшлунковий сік, вона функціонує як залоза зовнішньої секреції. Але до її складу ще входять групи клітин діаметром 0,1 – 0,3мм, які містяться в товщі залозистих часточок. Це так звані острівці підшлункової залози, або острівці Лангерганса. Їх кількість коливається в межах від 200 тис. до 1800 тис. Секрет, або інкрет, цих клітин надходить безпосередньо в кров, впливаючи таким чином на вуглеводневий обмін.

                   Рис.1. Будова підшлункової залози

1.2.2. Регуляція секреції підшлункової залози

Пусковим механізмом, як і для інших залоз травної системи, є нервова система. Парасимпатична іннервація здійснюється головним чином тією гілкою блукаючого нерва, яка проходить через черевне (сонячне) сплетіння і далі в складі брижових нервів разом із симпатичними волокнами досягає підшлункової залози. Сучасні електронномікроскопічні та гістохімічні дослідження показали, що нервові закінчення на секреторних клітинах залози майже виключно парасимпатичні.

Симпатична іннервація представлена післявузловими волокнами черевного сплетіння. Вони утворюють у залозі навколосудинні сплетення і досягають інтрамуральних вузлів. Таким чином, симпатичні нервові волокна чинять на секреторні клітини непрямий вплив через нейрони інтрамуральної системи і зміну кровопостачання залози.

Як і в шлунку, початок секреції ініціюється умовнорефлекторним впливом вигляду і запаху їжі. Який посилюється безумовнорефлекторним збудженням під час жування і ковтання їжі. Низхідні (еферентні) сигнали від довгастого мозку через блукаючий нерв досягають залози і зумовлюють секрецію. Тривалу підшлункову секрецію, необхідну для забезпечення кишкового травлення, підтримують гуморальні чинники. Провідну роль у цих механізмах відіграють шлунково-кишкові гормони.

У 1902р. В. Бейліс і  Е. Старлінг показали, що введення собакам кислих екстрактів слизової оболонки дванадцятипалої кишки спричинює інтенсивну секрецію соку підшлункової залози., хоча введення кислоти такого ефекту не давало. Чинник, здатний збуджувати секрецію, було названо секретином. Секретин збільшує об’єм секрету. Але не впливає на секрецію ферментів та білків. Природним стимулятором виділення секретину є хлоридна кислота в складі шлункового вмісту, що потрапляє до дванадцятипалої кишки. Крім того, секрецію підшлункової залози посилюють гастрин, серотонін, а гальмують – глюкагон, кальцитонін, соматостатин та ін.

Майже через 40 років після відкриття секретину А. Харпер і  Х. Райпер отримали експериментальні докази виділення тонкою кишкою речовини, яка впливає на склад соку підшлункової залози, збільшуючи в ньому вміст ферментів, і назвали її панкреозиміном.

На активність секреції підшлункової залози також впливає її гормон – інсулін. У сучасній літературі його об’єднують з блукаючим нервом у єдину вагоінсулярну систему. Отже, регуляція секреції підшлункової залози здійснюється нервовою системою за участю гуморальних чинників. [3, ст.31]

1.2.3.Обмін вуглеводнів та їх значення

       Вуглево́ди — органічні сполуки , що складаються з карбону, оксигену й гідрогену та за хімічною природою є полігідроксиальдегідами або кетонами (тобто мають кілька гідроксильних груп й одну карбонільну), або перетворюються на них шляхом гідролізу.

Значення:

1. Енергетичне – використовує 50-52% вуглеводів
2. Пластичне – структурна функція, входять в склад клітинних мембран, беруть участь у побудові опорно-рухового апарату
3. Захисна функція – вуглеводи, зокрема мукополосахариди, є складовою частиною слизі, яка сеуретує різні залози для захисту внутрішніх стінок порожнини органів від пошкодження. [5,ст.31]

                                          РОЗДІЛ 2

ЗАБІР КРОВІ І ЇЇ КЛІНІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1. Поняття про цукровий діабет та його види

       Що вісім секунд від цієї хвороби та її ускладнень на планеті помирає одна людина. Як вище зазначалось, згідно з інформацією ВООЗ, у світі налічується більше як 200 мільйонів хворих на цукровий діабет. В Україні їх, відповідно до даних станом на листопад 2017 року, - 1,5 мільйона. Цукровий діабет – це порушення обміну речовин, коли в організмі не виробляється у достатній кількості гормон інсулін. Внаслідок цього виникає підвищений рівень цукру у крові. Частіше на цукровий діабет хворіють жінки. А спричинюють розвиток хвороби надмірна вага, малорухливий спосіб життя, вживання висококалорійної їжі, стреси та психоемоційні навантаження.

       Якщо цукровий діабет є в одного з батьків, то ймовірність появи діабету в дитини становить 25 %, якщо обоє батьків діабетики, то – 50%. Діабет першого типу переважно проявляється у віці до 40 років, а діабет другого типу, як правило, після 40-ка років. [4,ст. 31]

Які ж основні симптоми?

Симптоми при I типі :

• Стрімка втрата ваги (на місяць до 10 - 15 кг).
• Різка слабкість.
• Поява запаху ацетону з рота.
• Порушення сну.
• Виникнення головного болю, підвищеної дратівливості, болю в литкових м'язах.

Симптоми при II типі:

• Збільшення маси тіла.
• Шкірний свербіж.
• Поразки шкіри гнійничкового характеру.
• Спрага, сухість у роті.
• Головні болі.

      Діабет зачіпає кожного одинадцятого дорослого у світі. Хвороба підвищує ризик серцевого нападу, інсульту, сліпоти, ниркової недостатності та ампутації кінцівок.

      Цукровий діабет першого типу - це хвороба імунної системи. Вона помилково атакує бета-клітини, які продукують гормон інсулін, внаслідок чого його не вистачає для контролю рівня цукру в крові.

      Цукровий діабет другого типу в значній мірі розглядається як хвороба поганого способу життя, оскільки тілесний жир може вплинути на те, як діє гормон інсуліну.

Доведено, що пацієнтів можна розділити на п'ять різних груп.

      Перша група - пацієнти, що страждають на важкий аутоімунний діабет. Він в цілому такий самий, як класичний тип 1 - вражає людей, коли вони молоді та начебто здорові, проте імунна хвороба залишила їх нездатними виробляти інсулін.

      Друга група - пацієнти з важкою формою цукрового діабету, позбавлені інсуліну. Спочатку вони були схожими на пацієнтів з першої групи - молоді, мали нормальну вагу, а організм намагався виробляти інсулін.

      Третя група - пацієнти з важким інсулінорезистентним діабетом. Вони мали надлишкову вагу, в них вироблявся інсулін, проте їхній організм більше не реагував на це.

       Четверта група - пацієнти, хворі на легку форму діабету, пов'язану з ожирінням. ЇЇ виявили переважно у людей з надмірною вагою, але метаболічно вона значно ближче до норми, ніж у пацієнтів з третьої групи.

        П'ята група - пацієнти, хворі на легку форму діабету, симптоми якої розвинулися, коли вони були значно старші, ніж пацієнти з інших груп.[7,ст.31]

 2.2. Забір крові і її клінічне дослідження

2.2.1. Розширений аналіз крові

   Дослідження здійснювалось у Кременецькій комунальній районній лікарні (клініко-діагностичній лабораторії) за чіткими рекомендаціями і наглядом Лотоцької  Наталії  Вікторівни і Штогун Ольги Петрівни (лікаря-лаборанта і лаборанта  клініко-діагностичної лабораторії).

Інструкція для визначення глюкози у біологічних рідинах глюкозооксидазним методом

                                                        Проведення аналізу

1. Сироватка або плазма крові

Аналіз проводиться у відповідності зі схемою наведеною в таблиці 1.

Таблиця 1

2.  Цільна кров з використанням стабілізатора.

0,1 мл цільної капілярної крові змішують з 0,9 мл Розчину антикоагулянту та центрифугують 10 хв при 2000 об/хв. або  5 хв при 3000 об/хв. для осадження еритроцитів. Для аналізу використовують над осадову рідину.

Калібрувальний розчин глюкози розбавляють у 10 разів (0,1 мл калібрувального розчину глюкози 10 ммоль/л змішують із 0,9 мл фізіологічного розчину).

Аналіз проводиться у відповідності зі схемою, наведеною в таблиці 2.

Таблиця 2

             НОРМАЛЬНИЙ ВМІСТ ГЛЮКОЗИ В КРОВІ

У сироватці, плазмі крові:

• Кров з пуповини                -(2,5-5,3) ммольл/л;
• Недоношені                        -(1,1-3,3) ммолль/л;
• Новонароджені                  -(1,7-3,3) ммоль/л;
• Діти                                     -(3,3-5,6) ммоль/л;
• Дорослі 12-60 років           -(4,1-5,3) ммоль/л;
•  Дорослі 60-90 років          -(4,6-6,4) ммоль/л;

У цільній крові:                       -(3,5-5,3) ммоль/л.

                     ДІАГНОСТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

      Глюкоза є головним джерелом енергії в організмі. Інсулін, що виробляється острівковими клітинами підшлункової залози, полегшує проникнення глюкози в клітини тканини.

     Підвищення концентрації глюкози у плазмі:  

Первинне:   Цукровий діабет (дорослих і дітей). 

Фізіологічне: Енергійні фізичні вправи, сильні емоції, викид адреналіну при ін'єкціях, шоці, опіках, інфекції. 

Ендокринні захворювання: Феохромоцитома, тиреотоксикоз, акромегалія, гігантизм, синдром Кушинга, глюкагонома, соматостатинома.

Захворювання підшлункової залози: Гострий і хронічний панкреатит, панкреатит при паротиті, муковісцидозі, гемохроматозф, пухлина підшлункової залози.

Пов'язані з іншими захворюваннями: Крововилив у мозок, гострий інфаркт міокарду або тяжка стенокардія, хронічні захворювання печінки, хронічні захворювання нирок.

Пов'язане з антитілами до інсулінових рецепторів: Acanthosis nigricans.

Дефіцит вітаміну В1: Енцефалопатія Вернике.

     Гіпоглікемія:

Захворювання підшлункової залози: Пухлина острівкових клітин, дефіцит глюкагона.

Тяжкі захворювання печінки.

Отруєння.

Ендокринні захворювання: Гіпопітуїтаризм, хвороба Аддісона, гіпотиреоз.

Функціональні порушення: Постгастроектомічні синдроми, гастроентеростомія, ураження вегетативної нервової системи.

У дітей:  Недоношеність; діти, народжені від матерів, хворих цукровим діабетом; кетотична гіпоглікемія, синдром Цеттерстрома, ідіопатична чутливість лейцину.

Захворювання, пов'язані з дефіцитом ферментів: синдром Гірке, галактоземія, «хвороба кленового сиропу», порушення толерантності до фруктози.

         Клінічний діагноз повинен встановлюватися на основі інтеграції клінічних і лабораторних даних.

У ЗАГАЛЬНИЙ АНАЛІЗ КРОВІ ВХОДИТЬ:

1. Гемоглобін крові

Для визначення гемоглобіну крові береться 5 мл трансформуючого розчину та  0,02 мл капілярної крові.

2. Колірний показник

           Колірний показник визначається співвідношенням кількості гемоглобіну в еритроцитах.

3. Еритроцити

      Для визначення береться 4 мл 3% NaCl та 0,02 мл капілярної крові. Норма еритроцитів для чоловіків - 4-5,1 х 1012, для жінок – 3,7-4,7 х 1012.

4. Лейкоцити

      Для визначення береться 0,4 мл оцтової кислоти (3%) та 0,02 мл капілярної крові.

5. ШОЕ

       Для визначення ШОЕ (швидкості осідання еритроцитів) використовують спеціальний градуйований капіляр, названий по імені вченого. Кров набирається в нього самостійно, за принципом капілярності. Він має 100 поділок, ціна розподілу становить 1 мм, ширина капіляра також 1 мм. Для дослідження кров набирають двічі, щоразу до 100 мл, а потім змішують її з розчином 5% -ного цитрату натрію. Обсяг цитрату натрію становить 50 мл. Потім змішують кров з розчином цитрату і знову набирають отриманий розчин (суміш крові і цитрату натрію) в капіляр і ставлять його в штатив, помітивши час. Через 1 год перевіряють результат. Кількість поділок, відповідних відстояною плазмі, і відповідає швидкості осідання еритроцитів, вимірюваної в міліметрах на годину. [6, ст. 31]

      Під час перебування у лабораторії загальний аналіз крові було зроблено 75 особами різних вікових категорій та статей. Під час спостережень було виявлено 4 людини з підвищеним рівнем глюкози у крові. Цікаво, що на результат також впливають: прийом їжі, фізична активність, паління, алкоголь. Підрахувавши рівні глюкози у крові різних людей виникає своєрідна статистика.

      Дізнавшись результати, люди з підвищеними показниками здають аналіз ще раз. Після підтвердження діагнозу, особу починають лікувати.

       Діабетики також здають аналізи. Із цих показників і визначають подальше лікування. Оскільки рівень цукру у крові змінюється досить часто, аналіз проводять 4 рази на день. На прикладі діаграм можна побачити різницю показники хворих при першій здачі крові о 08: 00, другій - об 11:00, третій - о 14:00 і четвертій - о 17:00. Для прикладу беру 4 особи із різними показниками. Спостерігаємо зміну рівня глюкози (діаграма 1).

(діаграма 1)

    При першій здачі крові, результати є відносно невисокими. Після другої здачі крові спостерігаємо підвищення рівня глюкози. Це може бути обумовлене різними чинниками (діаграма2) .

(діаграма 2)

       При третій здачі крові показники значно змінились. У 1 пацієнта рівень глюкози зменшився, чого не помічаємо у другого, третього та четвертого пацієнта (діаграма 3).

(діаграма 3)

   При четвертій здачі аналізів, спостерігаємо зниження рівня глюкози у всіх пацієнтів(діаграма4).

(діаграма 4)

 2.2.2. Статистичні дані

       Протягом тижня пацієнти здавали кров. Взагальному за 7 днів аналізи здало 267 людей. Якщо рахувати усіх людей із підвищеним рівнем цукру у крові за тиждень разом, то вийде такий графік (таблиця 3):

(таблиця 3)

      Видно, що кожного дня, залежно від кількості пацієнтів, кількість людей із захворюваністю зростає. Немає стабільних показників. Якщо ж розглянути, наприклад, окремо вівторок, то отримаємо таке співвідношення(таблиця 4):

(таблиця 4)

        У вівторок лабораторію відвідало 53 особи, з яких у 22 було виявлено перевищення норми цукру в крові. Це свідчить про те, що половина із пацієнтів мають проблему. Отже, місто Кременець не є у найгіршому стані, та все ж варто замислитись.

Щоб уникнути діабету та підтримувати нормальний вуглеводневий обмін необхідно правильно харчуватись та слідкувати за способом життя.

                                                        ВИСНОВОКИ

    Отже, ми встановили роль підшлункової залози в процесі обміну вуглеводів у організмі людини, з’ясували причини порушення вуглеводневого обміну та їх наслідки, шляхом забору крові та лабораторного її дослідження, вирахували, який відсоток пацієнтів Кременецької комунальної районної  лікарні мають нормальний показник глюкози в плазмі крові, а який відсоток – припадає на людей із порушенням вуглеводневого обміну. У роботі також аналізуються показники людей, хворих на цукровий діабет. Визначили, що метаболізм полягає в біологічному окисненні органічних енерговмісних речовин із використанням виділюваної при цьому енергії для життєвих процесів. Вияснили, що , регуляція обміну вуглеводів здійснюється нервово-гуморальним шляхом. Провели клінічні дослідження рівня глюкози в плазмі крові.

Пам’ятка «Як нормальний вуглеводневий обмін впливає на здоров’я людини?»

  Елементарний склад вуглеводів той же, що і жирів: вуглець, водень і кисень, але взаємини між цими елементами в жирах і вуглеводах значно різняться: жир містить вуглецю 76,5%, водню - 12%, кисню - 11,5%, вуглеводи - відповідно 44,5, 6,2, 49,3%.

Вуглеводи поділяються на три категорії: моносахариди, дисахариди і полісахариди. Біологічна роль вуглеводів така:

а) є хорошим енергетичним матеріалом;

б) входять до складу деяких тканин і рідин організму;

в) протидіють накопичення кетонових тіл при окисленні жирів;

г) надають їжі відчуття солодкого смаку, тонізують ЦНС;

д) мають біологічну активність (гепарин запобігає згортанню крові в судинах, гіалуронова кислота перешкоджає проникненню бактерій через клітинну оболонку);

е) володіють захисними реакціями (особливо в печінці) - глюкуроновая кислота з'єднується з токсичними речовинами, утворюючи складні нетоксичні ефіри, розчинні у воді, які потім видаляються з організму з сечею. [8, ст.31]

    До простих вуглеводів ставляться моносахариди (глюкоза, фруктоза) і дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза).

    До складних вуглеводів належать полісахариди (крохмаль, глікоген, пектинові речовини, клітковина).

    Біологічна роль моносахаридів. Глюкоза - структурна найважливіша одиниця. Вона бере участь в утворенні глікогену, харчуванні тканин мозку, працюючих м'язів і особливо серцевого. Глюкоза легко перетворюється в жири в організмі, особливо при її надмірному надходженні з їжею.

   Джерела глюкози - фрукти, ягоди та деякі овочі. Бджолиний мед містить 37% глюкози.

   Фруктоза має ті ж властивості, що й глюкоза, але вона повільніше засвоюється в кишечнику і, потрапляючи в кров, швидко її покидає.

   Біологічна роль дисахаридів. Сахароза в шлунково-кишковому тракті розпадається на глюкозу і фруктозу. Сахароза - найбільш поширений цукор. Джерела сахарози - цукрові буряки (14-18%), цукровий очерет (10-15%).

   Сахароза має здатність перетворюватися в жир. Надмірне надходження цього вуглеводу в раціоні викликає порушення жирового і холестерину обмінів, чинить негативний вплив на стан і функцію кишкової мікрофлори, підвищуючи питому вагу гнильної мікрофлори, посилюючи інтенсивність гнильних процесів в кишечнику, до розвитку метеоризму.

   Лактоза - вуглевод тваринного походження. При гідролізі розщеплюється на глюкозу і галактозу. Надходження лактози в організм сприяє розвитку молочно-кислих бактерій, що пригнічують розвиток гнильних мікроорганізмів. Джерело лактози - молоко і молочні продукти.

   Біологічна роль полісахаридів. Крохмаль в організмі людини є основним джерелом глюкози. На його частку в раціоні припадає близько 80%.

   Найбільш цінні джерела крохмалю представлені нижче (вміст у г / 100 г):

• крупа рисова - 73,7 г;

• крупа пшенична - 67,1 г;

• пшоно - 64,8 г;

• крупа гречана - 63,7 г;

• макарони - 62,3 г;

• крупа вівсяна - 54,7 г;

• хліб пшеничний - 34,2 г;

• хліб житній - 30,5 г;

• картопля - 16,0 м

Джерела глікогену - печінка, м'ясо, риба.

   Клітковина (целюлоза) утворює оболонки клітин і є опорним речовиною. Вона стимулює перистальтику кишечника, адсорбенту стеринів, у тому числі холестерину. Вона перешкоджає зворотному їх всмоктуванню і сприяє виведенню їх з організму. Клітковина грає роль у нормалізації складу мікрофлори кишечника, у зменшенні гнильних процесів, перешкоджає всмоктуванню отруйних речовин.

   Потреба вуглеводів в середньому 400-500 г на добу, що складає по відношенню до білків і жирів 1: 1: 4 (для дітей) і 1: 1: 2 (для дорослих).

   Непомірне споживання цукру сприяє розвитку карієсу, порушенню збуджувальних і гальмівних процесів ЦНС, підтримує запальні процеси, сприяє алергізації організму.

   Обмеження вуглеводів при захворюваннях:

• при цукровому діабеті;

• ожирінні;

• алергіях, захворюваннях шкіри;

• запальних процесах. [9, ст.31]

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Анатомія людини: Підручник / Під редакцією Коляденко Г.І. – К.: Либідь, 2004.
2. Біологія: Навчальний посібник / Під редакцією  Мотузного В.А. – К.: Вища школа, 2005.
3. Біохімія гормонів і гормональна регуляція: Навчальний посібник / Під редакцією  Юдаєва Н.А. – М.: М едицина, 1976.
4. Гормони і регуляція обміну речовин: Навчальний посібник / Під редакцією Сурикова М.І. – М.: Білорусь, 1970.
5.  Гормони травної системи: Навчальний посібник / Під редакцією Угольова А.М. – М.: Наука, 1995. 
6. Довідник з біології: Навчальний посібник / Під редакцією  Ситника К.М. – К.: Наукова думка, 2003.
7. Фізіологія людини і тварин: Підручник / Під редакцією Чайченко Г.М. – К.: Вища школа, 2003.
8. Фізіологія ендокринної системи: нариси по фізіології . – Л.: Наука, 1979.
9.  Фізіологія та клінічні методи гастроентерології: Навчальний посібник / Під редакцією Склярова О.С. – Л.: Видавництво Львівського поліграфічного технікуму, 1997.