Lucru Individual [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA DE STAT DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE ”NICOLAE TESTEMIȚANU”

Departamentul Medicină, Disciplina biochimie.

Referat ” Modificările metabolismului glucidic în condiții de stres acut și cronic”

Elaborat: N.P. Andrieș Beatrice-Diana Facultatea Medicină, Grupa M1909

Controlat: Ecaterina PAVLOVSCH, Asistent universitar

NOTA:

CHIȘINĂU, 2020

Cuprins 1. Introducere.........................................................................................................................................................3 2. Metode................................................................................................................................................................5 3. Rezultate.............................................................................................................................................................6 4. Discuții..............................................................................................................................................................10 5. Concluzie..........................................................................................................................................................12 6. Bibliografie.......................................................................................................................................................13

Introducere Stresul este un cuvânt utilizat din ce în ce mai frecvent în zilele noastere, acesta fiind întâlnit la toate categoriile de vârstă, cu manifestări diferite la fiecare. Stresul este în esență răspunsul corpului nostru la orice formă de posibilă amenințare. Atunci când percepi un pericol – chiar dacă este unul real sau imaginar – corpul răspunde automat la acesta, printr-un proces denumit reacție de „fugă sau luptă”. În dependeță de manifestările stresului, omul poate fi afectat psihic și/sau somatic. Trebuie să accentuăm faptul că stresul nu e doar negativ, el de asemenea este o reacție de adaptare a organismului la mediul înconjurător. De exemplu, din punct de vedere fiziologic, când o posibilă amenințare este percepută, sistemul nervos răspunde prin eliberarea hormonilor stresului (precum adrenalină și cortizolul), care activează starea de urgență a corpului. Inima bate mai tare, mușchii se încordează, presiunea arterială crește, respirația se intensifică și simțurile devin mai ascuțite. Astfel, corpul uman are mai multă energie și rezistență, de asemenea are un timp de răspuns mai scurt și este pregătit să se lupte sau să fugă din fața pericolului pentru a supraviețui. Stresul se manifestă printr-o multitudine de simptome: comportamentale (micșorarea/mărirea poftei de mâncare, tulburări de somn, izolarea față de cei din jur, amânarea sarcinilor, neglijarea responsabilităților, căpătarea unor ticuri nervoase, practicarea viciilor precum alcoolemia, tabacismul), emoționale (anxietate, depresie, iritabilitate, furie, sezația de izolare, copleșeală), cognitive (tulburări de memorie, probleme de concentrare, viziune negativă asupra vieții, pesimism, îngrijorarea continuuă), fiziologice (dureri de cap, dureri în piept, palpitații, răceli frecvente, diaree/constipație, greață, amețeli, libidoul scăzut). La momentul actual sunt cunoscute mai multe tipuri de stres, dar în această cercetare vom pune în evidență stresul acut și cronic. Stresul cotidian este reprezentat de stresul acut, specific situțiilor normale din viață. În doze mici, stresul acut poate fi plăcut și incitant, însă devine epuizant atunci când depășește limita. De exemplu, coborârea pe ski-uri pe o pantă periculoasă poate fi o experiență plină de tensiune și adrenalină dimineața, când ești încă odihnit, dar seara, după mai multe repetiții, poate deveni obositor și chiar periculos. În același mod, atunci când te forțezi peste capacitatea ta de a gestiona stresul acut, acesta îți poate cauza probleme, mai ales în cazul unei expuneri prelungite la stres, fără momente suficiente de odihnă și recuperare. Stresul acut poate ajunge și la intensități mari, atunci când este cauzat de evenimente traumatice și poate cauza în astfel cazuri probleme de sănătate psihologică, precum sindromul de stres post-traumatic (PTSD). Însă stresul cronic este opusul stresului acut. Acesta apare atunci când o persoană nu vede o cale de ieșire dintr-o situație dificilă, se simte fără speranţă şi renunţă la căutarea soluţiilor. Stresul cronic poate fi rezultatul experientelor din copilărie sau a traumelor ce devin internalizate şi rămân prezente pentru totdeauna. Aceste experienţe ce provoacă stresul cronic pot afecta personalitatea. O persoană care suferă de stres cronic poate gândi că este mereu în primejdie sau poate avea o stima de sine scăzută.Cel mai grav aspect al stresului cronic este faptul că oamenii se obișnuiesc cu acesta şi uită de existența acestuia.

Este cunoscut faptul că stresul provoacă o serie de dereglări în organismul tuturor ființelor. Scopul acestei lucrări este de a combate stresul prin cunoașterea funcției metabolismului glucidic asupra sa. În această cercetare vom analiza și vom evalua efectele stresului asupra metabolismului glucidic. Cum am menționat anterior, stresul se manifestă printr-o multitudine de simptome, care din cauza stresului continuu se pot acutiza, în rezultat căpătând diferite boli. Din această cauză, este necesar să cunoaștem impactul metabolismului glucidic asupra stresului și corelația dintre acestea , pentru a folosi această informație cu scop de prevenție și tratament.

Metodele Acest studiu a fost efectuat conform cerințelor propuse. Pentru elucidarea temei date am utilizat surse științifice, articole, publicații, ce datează din anii 1998 până la cele mai recente din 2020. În realizarea acestui studiu am cercetat articole publicate pe PubMed, Google Scholar, de asemenea am apelat și la bibliotecile online. Cuvintele care stau la baza scrierii acestei cercetări sunt: metabolism glucidic, stres acut, stres cronic. Pentru ca informația studiului realizat să fie cât mai exactă din punct de vedere științific, am comparat sursele de informație, slectându-le pe cele mai veridice, ce sunt recunoscute la nivel național și mondial. Astfel, erorile din această cercetare sunt minime.

Rezultate Stresul fiind o reacție de adaptarea la diferiți factori, necesită o cantitate mare de energie, de exemplu, în cazul stresului acut are loc secreția intensă de cortizol care activează funcțiile necesare supravețuirii (contracția musculară, intensificarea percepției senzoriale, luarea rapidă a deciziilor, pregătirea pntru vindecarea rănilor), ca rezultat formând reacția de luptă sau fugă. Toate aceste acțiuni necesită energie suplimentară, din cauză ca e nevoie de o reacție rapidă, funcţia imunitară, digestivă, funcţia renală, funcţia reproductivă, creşterea, formarea de colagen, recaptarea aminoacizilor în muşchi și sinteza proteică sunt suprimate. În cazul stresului cronic, corpul are o reacție diferită, organismul continuu folosește energie suplimentară în sistemele cognitiv și muscular, din această cauză pofta de mâncare crește, împreună cu acesta crește și capacitatea de depozitare a energiei în ficat sau sub formă de țesut adipos. Această recție se formează din contul glucocorticoizilor (GC) și a grelinei. GC centrali în cantități mari cresc expresia neuropeptidei hipotalamice orexigenice (NPY) prin inhibarea CRH. Prin scăderea NPY apare anxietatea și alimentația emoțională. Datorită activării axei hormonale hipotalamo-hipofizo-suprarenaliană (HPA) are loc reglarea și eliberarea în cantități mari a opioidelor endogene .Opioidele scad activitatea axei HPA, atenuând astfel răspunsurile la stres excesiv. În același timp, acestea măresc consumul de alimente plăcute și invers. Dacă stresul devine cronic și consumul devine asociat cu stresul, alimentele foarte plăcute pot crea dependență. Expunerea la stresul cronic are ca rezultat creșterea concentrațiilor plasmatice de grelină care rămâne ridicată mult timp după încheierea intervenției de stres în sine. În hipofiză, grelina amplifică și mai mult activitatea axei HPA. În creier, grelina acționează în diverse locuri pentru a atenua anxietatea și comportamentele depresive, de asemenea, crește puternic apetitul prin activarea neuronilor orexigenici în hipotalamusul mediobasal. Toate aceste efecte sunt reprezentate în fig.1.

Fig.1 Ceasuri și metabolism Ceasurile circadiene și metabolismul energetic sunt legate reciproc. Perturbarea circadiană - fie genetic, fie prin perturbații externe, cum ar fi munca în schimburi, reducerea somnului sau poluarea luminii nocturne - este un factor de risc independent pentru dezvoltarea tulburărilor metabolice, de la obezitate și diabet de tip 2 la complicații cardiovasculare și chiar cancer. S-a demonstrat că reducerea somnului reduce rapid sensibilitatea la insulină și afectează pofta de mâncare și pofta alimentară cu energie ridicată în studii de laborator. Experimentele pe

animale arată că ceasurile circadiene sunt regulatori importanți ai manipulării și stocării glucozei și lipidelor. De exemplu, ceasurile pancreatice cu celule B controlează secreția de insulină, în timp ce ceasurile de țesut adipos reglează defalcarea trigliceridelor lipolitice și eliberarea de acizi grași care, la rândul său, afectează circuitele centrale de reglare a apetitului (fig.2).

Fig.2 Cronodisruptia modifică metabolismul energetic. Mai multe condiții tipice ale societății noastre moderne de 24 de ore sunt capabile să perturbe ritmurile circadiene prin interacțiunea cu ceasurile țesuturilor centrale și periferice. Aceste efecte sunt mediate de factori endocrini precum glucocorticoizii sau melatonina, dar și prin metaboliți și activitate neuronală. Sistemul de ceas circadian și metabolismul energetic se influențează reciproc prin coordonarea ritmică a factorilor metabolici și a metabolismului celular. Ceasuri și stres Mecanismele antrenării circadiene sistemice sunt încă slab înțelese. Nucleul suprachiasmatic (NSC) folosește atât căile umorale, cât și cele neuronale pentru a transmite informații despre timp prin rețeaua de ceas. Printre cei mai bine studiați mediatori umorali ai antrenamentului circadian se numără GC. În condiții non-stresate, nivelurile de GC circulante prezintă ritmicitate diurnă robustă la vârf la începutul fazei active (adică dimineața la oamenii diurni și seara la rozătoarele nocturne). Ritmurile circadiene GC sunt implicate în coordonarea funcției ceasului în țesuturile centrale și periferice. Controlul circadian al secreției de GC rezultă dintr-o interacțiune între NSC și ceasurile de țesut de-a lungul axei HPA(Fig. 3). NSC controlează secreția ritmică a hormonului adrenocorticotrop (ACTH) din glanda pituitară prin reglarea eliberării hormonului de eliberare a corticotropinei (CRH) și a vasopresinei de arginină (AVP) din nucleul paraventricular al hipotalamusului (PVN). ACTH, la rândul său, promovează biosinteza GC și eliberarea din celulele zonei fasciculate ale cortexului suprarenal. Prin sistemul nervos autonom, NSC sincronizează în același timp ceasurile celulare suprarenale pentru a regla sensibilitatea dependentă de timpul zilei a mașinilor steroidogene suprarenale la stimularea ACTH. Coerența fazei acestor două brațe principale ale sistemului circadian al axei de stres este necesară pentru secreția ritmică de amplitudine mare a GC.

Fig.3 Absorbția glucozei și oxidarea aerobă a glucozei în condiții de stres Un rezultat important al stresului cronic este hiperglicemia. Acest lucru se poate datora fie absorbției reduse de glucoză de către celule, fie creșterii sintezei de glucoză. Hiperglicemia este efectul imediat al stresului, deoarece servește energie pentru a satisface cerințele energetice ale organismului față de stresul cronic. În încercarea de a menține homeostazia glucozei ca răspuns la o activitate suprarenocorticală crescută în timpul stresului, toate căile glucozei ar fi afectate. Asimilarea glucozei în organism este facilitată în 2 moduri și anume, facilitează difuzia și transportul activ secundar. Difuzia facilitată este împotriva gradientului de concentrație care poate fi absorbție de glucoză mediată de insulină sau non-insulină. Transportul activ secundar se observă predominant în rinichi implică utilizarea ATP . Receptorii GLUT joacă un rol vital în absorbția glucozei din fluxul sanguin. Există 14 tipuri diferite de transportoare de glucoză, totuși GLUT 1 -4 sunt studiate în mod semnificativ. GLUT-1 și GLUT-3 s-au dovedit a avea o afinitate mare pentru glucoză, iar GLUT-1 este receptorul principal care acționează în creier, iar GLUT-2 este responsabil pentru absorbția glucozei în pancreas. GLUT-4 este sensibil la insulină și este implicat predominant în absorbția de glucoză mediată de receptor în mușchi. S-a raportat că hormonii contrareglementatori, cum ar fi hormonii stresului (glucocorticoizii și catecolaminele) și glucagon, inhibă absorbția de glucoză indusă de insulină. Glucoza preluată de celule intră pe calea glicolitică. Produsul final al căii glicolitice piruvatul este metabolizat fie aerobic complet în dioxid de carbon și apă, fie anaerob în lactat. Glicogeneza și glicogenoliza în timpul stresului cronic Hiperglicemia cronică în timpul stresului nu numai că afectează absorbția și utilizarea glucozei, ci și îmbunătățește sinteza glucozei în mod endogen. În condiții normale, glucoza dietetică și glucoza endogenă sintetizată de ficat duc la formarea glicogenului în ficat. Se știe că stresul inhibă glicogeneza în ficat și mușchii scheletici prin inhibarea activității glicogenului sintază. Activitatea glicogen sintazei este inhibată de fosforilarea sa de glicogen sintaza kinaza 3 (GSK-3) .

Glicogenoliza este procesul de eliberare a glucozei din glicogen. Acest lucru apare de obicei în timpul foametei. Sub stres, glicogenoliza are loc pentru a satisface cerințele crescute de energie ale corpului pentru a rezista stresului perceput. O serie de studii au arătat scăderea conținutului de glicogen hepatic ca răspuns la stresul cronic.

Gluconeogeneza în timpul stresului cronic Gluconeogeneza este sinteza glucozei de la precursori fără carbohidrați. În condiții normale, gluconeogeneza apare în timpul foametei pentru a furniza glucoză celulelor, în special creierului, care este dependent de glucoză. Stresul crește producția de glucoză hepatică prin creșterea activităților enzimelor cheie gluconeogene și anume fosfoenol piruvat carboxi kinază (PEPCK), piruvat carboxilază, fructoză -1,6- bisfosfatază (FBP-ază) și glucoză-6-fosfatază (G6P-ază). Toate aceste enzime reglatoare cheie sunt reglate transcripțional de glucocorticoizi. Stresul crește transcrierea genelor PEPCK . Este raportat că expresia PEPCK de 7 ori cauzează hiperglicemie și expresia de 2 ori provoacă rezistență la insulin. Metabolismul glucozei, alostaza și sarcina alostatică Alostaza este menținerea variabilelor fiziologice la nivel modificat, diferit de punctul de referință homeostatic ca răspuns la provocările percepute sau anticipate sau factorii de stres. Reglează metabolismul prin modificarea căilor biochimice pentru a atinge stabilitatea. Într-adevăr, starea alostaziei a fost demonstrată de noi la șobolanii care au fost expuși stresului cronic. În acest studiu, s-a observat hiperglicemie consistentă la șobolani timp de 24 de săptămâni, după expunerea la reținere timp de 1 oră, urmată de înot forțat timp de 15 minute, după un interval de 4 ore în fiecare zi, timp de 2, 4 sau 24 de săptămâni. Hiperglicemia a fost însoțită de căi modificate ale metabolismului glucozei, activitate predominant crescută a enzimelor gluconeogene.

Discuții Obezitatea, tulburările lipidice, diabetul de tip 2, hipertensiunea arterială și bolile coronariene sunt frecvent întâlnite la populațiile bogate. Toate aceste tulburări apar frecvent ca grupuri, constituind sindromul metabolic. În prezent se admite că rezistența la insulină joacă un rol central în patogeneza acestui sindrom. Răspunsurile la stres includ activarea sistemului nervos simpatic și stimularea eliberării de epinefrină și cortizol. Acești hormoni pot reduce pe termen lung sensibilitatea la insulină. Cortizolul poate favoriza, de asemenea, dezvoltarea obezității centrale. La persoanele sănătoase, stresul mental crește ritmul cardiac, dar scade simultan rezistența vasculară la nivelul mușchilor scheletici. Acest lucru are ca rezultat o creștere moderată a tensiunii arteriale și o creștere acută a eliminării glucozei mediată de insulină. La pacienții obezi, stresul mental provoacă răspunsuri care diferă mult de cele ale persoanelor sănătoase. În timp ce stresul mental mărește cheltuielile de energie mediate de catecolamină la pacienții obezi în aceeași măsură ca la subiecții slabi, nu reușește să scadă rezistența vasculară sistemică din cauza disfuncției endoteliale. Acest lucru duce la răspunsuri crescute ale tensiunii arteriale și la absența stimulării eliminării glucozei la subiecții obezi în timpul stresului mental. Se poate face ipoteza că stresul profesional sau social repetat poate activa sistemul simpatoadrenal, rezultând niveluri ridicate de cortizol, stimularea sistemului nervos simpatic și secreția de epinefrină. Toți acești factori pot duce în cele din urmă la dezvoltarea obezității centrale și a rezistenței la insulină. Mai mult, răspunsurile tensiunii arteriale la stresul mental pot fi îmbunătățite la persoanele rezistente la insulină, favorizând dezvoltarea complicațiilor vasculare. Răspunsul la stres mobilizează depozitele de energie ale organismului pentru a răspunde unei situații amenințătoare. O observație izbitoare este diversitatea modificărilor metabolice care pot apărea ca răspuns la stres (fig.5). Pe de o parte, stresul acut intens este frecvent asociat cu suprimarea hranei și creșterea redusă a greutății corporale. Activarea axei hipotalamice-hipofizare-suprarenale și eliberarea hormonului de eliberare a corticotropinei (CRH) ar putea explica parțial efectele anorexigenice ale stresului acut. CRH poate stimula, de asemenea, sistemul nervos simpatic și eliberarea de catecolamine, inducând hipofagie și pierderea în greutate, prin efectele lor asupra ficatului și asupra țesutului adipos alb și maro. Pe de altă parte, stresul cronic poate duce la un exces de consum alimentar (în special alimente gustoase), creșterea adipozității viscerale și creșterea în greutate. Aceste efecte obezogene ale stresului se explică în principal prin eliberarea cronică de glucocorticoizi și neuropeptidă Y. Situațiile stresante pot activa toate aceste sisteme împreună, iar rezultatul metabolic al expunerii la stres este determinat de o serie de factori intrinseci și externi. Dacă dorim să găsim noi modalități de a limita dezvoltarea bolilor cardiometabolice legate de stres, trebuie să descoperim de ce, în anumite circumstanțe, efectele pro-obezogene ale stresului depășesc efectele sale anorexigenice. Echilibrul dintre diferitele componente ale răspunsului la stres care însoțesc situațiile cronice de stres ar putea fi crucial pentru a înțelege și a preveni efectele metabolice adverse pe termen lung induse de stres.

Fig.5

Concluzie Este evident din discuția de mai sus că stresul cronic are efecte adverse asupra metabolismului glucozei. Modificările observate în timpul stresului cronic par a fi datorate reglării alostatice ca răspuns la cererea organismului. Cu toate acestea, reglarea alostatică pe termen lung duce la încărcarea alostatică, rezultând condiții fiziopatologice, cum ar fi sindromul metabolic. Deoarece stresul este un fapt inevitabil al vieții, ar trebui să vizăm gestionarea stresului. Intervenția non-farmacologică și gestionarea stresului s-ar dovedi benefice în controlul efectelor dăunătoare ale stresului. Studiile viitoare ar trebui să vizeze dezvoltarea unei strategii noi de suprimare a activării axei HPA și a sistemului nervos simpatic din cauza stresului, astfel încât să se prevină efectele dăunătoare ale glucocorticoizilor asupra metabolismului carbohidraților.

Bibliografie http://chimie-biologie.ubm.ro/Cursuri%20on-line/JELEA%20STELA/Principii%20de%20nutritie%20umana/Curs %201.pdf https://joe.bioscientifica.com/view/journals/joe/247/1/JOE-20-0124.xml https://www.peertechz.com/articles/IJCMS-5-137.php https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18370704 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352154616300183#:~:text=The%20stress%20response %20mobilizes%20the,and%20reduced%20body%20weight%20gain https://www.catena.ro/sanatate/boli-si-afectiuni/boli-metabolice-ce-sunt-exemple-cauzele-aparitiei-sitratamente-recomandate http://pathophysiology.umft.ro/data/media/ro/program/mg/curs_-14_metabolismul-glucidic.pdf https://www.healthline.com/health/acute-stress-disorder#symptoms https://www.catena.ro/sanatate/articole/stresul-cauze-simptome-si-tratament-afla-care-sunt-factorii-de-stres-dinviata-ta https://www.alfavega.ro/ro/produse/detalii/69-Metabolismul_glucidic https://www.metabolismjournal.com/article/S0026-0495(11)00344-1/abstract https://jasn.asnjournals.org/content/31/3/469 https://www.dovepress.com/acute-pediatric-hyperammonemia-current-diagnosis-and-management-strate-peerreviewed-fulltext-article-HMER https://bioone.org/journals/journal-of-shellfish-research/volume-34/issue-3/035.034.0330/Molecular-Pathwayand-Gene-Responses-of-the-Pacific-White-Shrimp/10.2983/035.034.0330.short https://www.fgu.cas.cz/en/articles/787-the-effect-of-gut-microbiome-on-expression-of-genes-involved-inregulation-of-stress-response-in-chronic-stress https://www.pinterest.pt/pin/513691901245895561/ https://www.nature.com/articles/s42255-020-00280-9 https://journals.plos.org/plosone/article/figure?id=10.1371/journal.pone.0172632.g002 https://www.researchgate.net/figure/Physiological-responses-to-acute-stress-affect-glucose-metabolism-in-threesuccessive_fig2_299469039 https://www.researchgate.net/publication/335778195_Mediation_of_the_Acute_Stress_Response_by_the_Skelet on