By M.D., PhD, Marta R. Gerasymchuk Pathophysiology department, Ivano-Frankivsk National Medical University

2. 1. Regulation of protein metabolism.
2. Starvation.
3. Kwashiorkor.
4. Marasmus.
5. Regulation of glucose metabolism.
6. Diabetus mellitus.
7. Types of diabetus mellitus.
8. Complications of diabetus
mellitus.

3. • Disorders related to mmaallnnuuttrriittiioonn, while potentially preventable, produce
moderate to severe disabilities.
• Nearly 800 million people in the world do not have enough to eat, most
of them living in developing countries. In these regions, inadequate
amounts of food (causing conditions such as child malnutrition and
retarded growth) and inadequate diversity of food (causing micronutrient
deficiencies) continue to be priority health problems.
• MMaallnnuuttrriittiioonn increases the risk of disease and early death and affects all
age groups, but it is especially common among poor people and those with
inadequate access to health education, clean water, and sanitation.
• DD ii aabbeetteess mmeelllliittuuss is a disease resulting from
absolute or relative insulin insufficiency and
accompanying by disturbance of metabolism
mainly, carbohydrate one.
• The main manifestation of diabetes mellitus
is hyperglycemia, sometimes reaching 25
mmol/l, glucosuria with glucose in urine up to
555-666 mmol/l (100-200 g/day), polyuria (to
10-12 L of urine per day), polyphagia and
polydipsia.

4.  PPrrootteeiinnss ffrroomm tthhee ddiieett mmuusstt bbee bbrrookkeenn iinnttoo aammiinnoo aacciiddss ttoo bbee aabbssoorrbbeedd..
PPrrootteeiinn ddiiggeessttiioonn bbeeggiinnss iinn tthhee ssttoommaacchh wwiitthh tthhee aaccttiioonn ooff ppeeppssiinn..
PPeeppssiinnooggeenn,, tthhee eennzzyymmee pprreeccuurrssoorr ooff ppeeppssiinn,, iiss sseeccrreetteedd bbyy tthhee cchhiieeff cceellllss
iinn rreessppoonnssee ttoo aa mmeeaall aanndd aacciidd ppHH..
 AAcciidd iinn tthhee ssttoommaacchh iiss rreeqquuiirreedd ffoorr tthhee ccoonnvveerrssiioonn ooff ppeeppssiinnooggeenn ttoo ppeeppssiinn..
PPeeppssiinn iiss iinnaaccttiivvaatteedd wwhheenn iitt eenntteerrss tthhee iinntteessttiinnee bbyy tthhee aallkkaalliinnee ppHH..
 PPrrootteeiinnss aarree bbrrookkeenn ddoowwnn ffuurrtthheerr bbyy ppaannccrreeaattiicc eennzzyymmeess,, ssuucchh aass ttrryyppssiinn,,
cchhyymmoottrryyppssiinn,, ccaarrbbooxxyyppeeppttiiddaassee,, aanndd eellaassttaassee..
 AAss wwiitthh ppeeppssiinn,, tthhee ppaannccrreeaattiicc eennzzyymmeess aarree sseeccrreetteedd aass pprreeccuurrssoorr
mmoolleeccuulleess.. TTrryyppssiinnooggeenn,, wwhhiicchh llaacckkss eennzzyymmaattiicc aaccttiivviittyy,, iiss aaccttiivvaatteedd bbyy aann
eennzzyymmee llooccaatteedd oonn tthhee bbrruusshh bboorrddeerr cceellllss ooff tthhee dduuooddeennaall eenntteerrooccyytteess..
AAccttiivvaatteedd ttrryyppssiinn aaccttiivvaatteess aaddddiittiioonnaall ttrryyppssiinnooggeenn mmoolleeccuulleess aanndd ootthheerr
ppaannccrreeaattiicc pprreeccuurrssoorr pprrootteeoollyyttiicc eennzzyymmeess..
 TThhee aammiinnoo aacciiddss aarree lliibbeerraatteedd iinnttrraammuurraallllyy oorr oonn tthhee ssuurrffaaccee ooff tthhee vviillllii bbyy
bbrruusshh bboorrddeerr eennzzyymmeess tthhaatt ddeeggrraaddee pprrootteeiinnss iinnttoo ppeeppttiiddeess tthhaatt aarree oonnee,, ttwwoo,,
oorr tthhrreeee aammiinnoo aacciiddss lloonngg.. SSiimmiillaarr ttoo gglluuccoossee,, mmaannyy aammiinnoo aacciiddss aarree
ttrraannssppoorrtteedd aaccrroossss tthhee mmuuccoossaall mmeemmbbrraannee iinn aa ssooddiiuumm--lliinnkkeedd pprroocceessss tthhaatt
uusseess tthhee NNaa++//KK++-- AATTPPaassee ppuummpp aass aann eenneerrggyy ssoouurrccee..

5.  SSttaarrvvaattiioonn iiss aa ssttaattee ooff oovveerraallll
ddeepprriivvaattiioonn ooff nnuuttrriieennttss.. IIttss ccaauusseess mmaayy
bbee tthhee ffoolllloowwiinngg::
 II)) ddeelliibbeerraattee ffaassttiinngg——rreelliiggiioouuss oorr ppoolliittiiccaall;;
 IIII)) ffaammiinnee ccoonnddiittiioonnss iinn aa ccoouunnttrryy oorr
ccoommmmuunniittyy;;
 IIIIII)) sseeccoonnddaarryy uunnddeerrnnuuttrriittiioonn ssuucchh aass dduuee
ttoo cchhrroonniicc wwaassttiinngg ddiisseeaasseess ((iinnffeeccttiioonnss,,
iinnffllaammmmaattoorryy ccoonnddiittiioonnss,, lliivveerr ddiisseeaassee)),,
ccaanncceerr eettcc..
 CCaanncceerr rreessuullttss iinn mmaalliiggnnaanntt ccaacchheexxiiaa aass
aa rreessuulltt ooff wwhhiicchh ccyyttookkiinneess aarree
eellaabboorraatteedd ee..gg.. ttuummoouurr nneeccrroossiiss ffaaccttoorr--αα,,
eellaassttaasseess,, pprrootteeaasseess eettcc..
 AA ssttaarrvveedd iinnddiivviidduuaall hhaass llaaxx,, ddrryy sskkiinn,,
wwaasstteedd mmuusscclleess aanndd aattrroopphhyy ooff iinntteerrnnaall
oorrggaannss..

6.  AAnnoorreexxiiaa nneerrvvoossaa
 11.. PPaatthhooggeenneessiiss
 a. Self-induced starvation leading to PEM
 b. Distorted body image
 22.. CClliinniiccaall ffiinnddiinnggss::
 a. Secondary amenorrhea
 1) Decreased gonadotropin-releasing hormone
 • Caused by excessive loss of body fat and weight
 2) Decreased serum gonadotropins produces
hypoestrinism.
 b. Osteoporosis
 1) Caused by hypoestrinism
 • Estrogen normally enhances osteoblastic activity and
inhibits osteoclastic activity,
 2) Lack of estrogen leads to decreased osteoblastic
activity and increased osteoclastic activity.
 c. Increased lanugo (fine, downy hair)
 d. Increased hormones associated with stress (e.g.,
cortisol, growth hormone)
 e. Most common cause of death is ventricular
arrhythmia
FFrreenncchh mmooddeell
aanndd aaccttrreessss
IIssaabbeellllee CCaarroo
IIssaabbeellllee CCaarroo

7.  Ex-model FFrraaiill
JJeerreemmyy
GGiilllliittzzeerr has
suffered from
anorexia for
25 years.
 He now
weighes only
41.275 kg

8. BBuulliimmiiaa nneerrvvoossaa
1. Pathogenesis
• Bingeing with self-induced
vomiting
22.. CClliinniiccaall ffiinnddiinnggss::
a. Complications of vomiting
1) Acid injury to tooth enamel
2) Hypokalemia and metabolic alkalosis
b. Ventricular arrhythmia is the
must common cause of death.

9. PPRROOTTEEIINN--EENNEERRGGYY MMAALLNNUUTTRRIITTIIOONN
 TThhee iinnaaddeeqquuaattee ccoonnssuummppttiioonn ooff pprrootteeiinn aanndd eenneerrggyy aass aa
rreessuulltt ooff pprriimmaarryy ddiieettaarryy ddeeffiicciieennccyy oorr ccoonnddiittiioonneedd ddeeffiicciieennccyy
mmaayy ccaauussee lloossss ooff bbooddyy mmaassss aanndd aaddiippoossee ttiissssuuee,, rreessuullttiinngg
iinn pprrootteeiinn eenneerrggyy oorr pprrootteeiinn ccaalloorriiee mmaallnnuuttrriittiioonn ((PPEEMM
oorr PPCCMM))..
 TThhee pprriimmaarryy ddeeffiicciieennccyy iiss mmoorree ffrreeqquueenntt dduuee ttoo
ssoocciiooeeccoonnoommiicc ffaaccttoorrss lliimmiittiinngg tthhee qquuaannttiittyy aanndd qquuaalliittyy ooff
ddiieettaarryy iinnttaakkee,, ppaarrttiiccuullaarrllyy pprreevvaalleenntt iinn tthhee ddeevveellooppiinngg
ccoouunnttrriieess ooff AAffrriiccaa,, AAssiiaa aanndd SSoouutthh AAmmeerriiccaa.. TThhee iimmppaacctt
ooff ddeeffiicciieennccyy iiss mmaarrkkeedd iinn iinnffaannttss aanndd cchhiillddrreenn..

10.  TThhee ssppeeccttrruumm ooff cclliinniiccaall ssyynnddrroommeess pprroodduucceedd aass aa rreessuulltt ooff PPEEMM
iinncclluuddeess tthhee ffoolllloowwiinngg::
 11.. KKwwaasshhiioorrkkoorr wwhhiicchh iiss rreellaatteedd ttoo pprrootteeiinn ddeeffiicciieennccyy tthhoouugghh ccaalloorriiee
iinnttaakkee mmaayy bbee ssuuffffiicciieenntt..
 22.. MMaarraassmmuuss iiss ssttaarrvvaattiioonn iinn iinnffaannttss ooccccuurrrriinngg dduuee ttoo oovveerraallll llaacckk ooff
ccaalloorriieess..
 HHoowweevveerr,, iitt mmuusstt bbee rreemmeemmbbeerreedd tthhaatt mmiixxeedd ffoorrmmss ooff
kkwwaasshhiioorrkkoorr--mmaarraassmmuuss ssyynnddrroommee mmaayy aallssoo ooccccuurr.. MMaarraassmmiicc
kkwwaasshhiioorrkkoorr ((eeddeemmaattoouuss,, sseevveerree cchhiillddhhoooodd mmaallnnuuttrriittiioonn)) iiss aa
ccoommbbiinnaattiioonn ooff cchhrroonniicc eenneerrggyy ddeeffiicciieennccyy aanndd cchhrroonniicc oorr aaccuuttee
pprrootteeiinn ddeeffiicciieennccyy..

11.  11.. PPaatthhooggeenneessiiss
aa.. IInnaaddeeqquuaattee pprrootteeiinn iinnttaakkee
bb.. AAddeeqquuaattee ccaalloorriicc iinnttaakkee ccoonnssiissttiinngg mmaaiinnllyy ooff ccaarrbboohhyyddrraatteess
cc.. PPrrootteeiinn iinn lliivveerr aanndd ootthheerr oorrggaannss ((ii..ee..,, vviisscceerraall pprrootteeiinn)) iiss
ddeeccrreeaasseedd..
dd.. MMuussccllee pprrootteeiinn ((ii..ee..,, ssoommaattiicc pprrootteeiinn))
iiss rreellaattiivveellyy uunncchhaannggeedd..
 22.. CClliinniiccaall ffiinnddiinnggss::
aa.. PPiittttiinngg eeddeemmaa aanndd aasscciitteess
 •• CCaauusseedd bbyy hhyyppooaallbbuummiinneemmiiaa
aanndd lloossss ooff ppllaassmmaa oonnccoottiicc pprreessssuurree..
bb.. FFaattttyy lliivveerr
11)) CCaauusseedd bbyy ddeeccrreeaasseedd ssyynntthheessiiss ooff aappoolliippoopprrootteeiinnss..
22)) AAppoolliippoopprrootteeiinn BB--110000 iiss rreeqquuiirreedd ffoorr aasssseemmbbllyy aanndd sseeccrreettiioonn
ooff vveerryy llooww ddeennssiittyy lliippoopprrootteeiinnss ((VVLLDDLLss)) iinn tthhee lliivveerr..
cc.. DDiiaarrrrhheeaa -- ccaauusseedd bbyy lloossss ooff tthhee bbrruusshh bboorrddeerr eennzzyymmeess aanndd
ppaarraassiittiicc iinnffeeccttiioonnss
dd.. AAnneemmiiaa aanndd ddeeffeeccttss iinn cceellll--mmeeddiiaatteedd iimmmmuunniittyy ((CCMMII))

12. EErroossiioonnss aanndd ssccaalliinngg iinn kkwwaasshhiioorrkkoorr..

13. 11.. PPaatthhooggeenneessiiss
aa.. DDiieettaarryy ddeeffiicciieennccyy ooff bbootthh pprrootteeiinn aanndd
ccaalloorriieess
bb.. DDeeccrreeaassee iinn ssoommaattiicc pprrootteeiinn ((mmuussccllee
pprrootteeiinn))
22.. CClliinniiccaall ffiinnddiinnggss::
aa.. EExxttrreemmee mmuussccllee wwaassttiinngg ((""bbrroooommssttiicckk
eexxttrreemmiittiieess""))
11)) BBrreeaakkddoowwnn ooff mmuussccllee pprrootteeiinn ffoorr
eenneerrggyy;;
22)) LLoossss ooff ssuubbccuuttaanneeoouuss ffaatt;;
bb.. GGrroowwtthh rreettaarrddaattiioonn;; aanneemmiiaa;; ddeeffeeccttss iinn
cceellll--mmeeddiiaatteedd iimmmmuunniittyy ((CCMMII))
cc.. TTyyppiiccaallllyy ooccccuurrss iinn cchhiillddrreenn yyoouunnggeerr tthhaann
11 yy..oo..,, wwhhoo aarree ddeepprriivveedd ooff bbrreeaasstt--ffeeeeddiinngg
aanndd ddoo nnoott hhaavvee aann aaddeeqquuaattee iinnttaakkee ooff
ssuubbssttiittuuttee nnuuttrriieennttss..

15. FFeeaattuurree KKwwaasshhiioorrkkoorr MMaarraassmmuuss
DDeeffiinniittiioonn PPrrootteeiinn ddeeffiicciieennccyy wwiitthh ssuuffffiicciieenntt
ccaalloorriiee iinnttaakkee
SSttaarrvvaattiioonn iinn iinnffaannttss wwiitthh oovveerraallll
llaacckk ooff ccaalloorriieess
CClliinniiccaall
ffeeaattuurreess
OOccccuurrss iinn cchhiillddrreenn bbeettwweeeenn 66 mmoonntthhss
aanndd 33 yyeeaarrss ooff aaggee
CCoommmmoonn iinn iinnffaannttss uunnddeerr 11 yyeeaarr ooff
aaggee
GGrroowwtthh ffaaiilluurree GGrroowwtthh ffaaiilluurree
WWaassttiinngg ooff mmuusscclleess bbuutt pprreesseerrvveedd
aaddiippoossee ttiissssuueess
WWaassttiinngg ooff aallll ttiissssuueess iinncclluuddiinngg
mmuusscclleess aanndd aaddiippoossee ttiissssuueess
OOeeddeemmaa,, llooccaalliisseedd oorr ggeenneerraalliisseedd,,
pprreesseenntt OOeeddeemmaa aabbsseenntt
EEnnllaarrggeedd ffaattttyy lliivveerr NNoo hheeppaattiicc eennllaarrggeemmeenntt
SSeerruumm pprrootteeiinnss llooww SSeerruumm pprrootteeiinnss llooww
AAnnaaeemmiiaa pprreesseenntt AAnnaaeemmiiaa pprreesseenntt
‘‘FFllaagg ssiiggnn’’——aalltteerrnnaattee bbaannddss ooff lliigghhtt
((ddeeppiiggmmeenntteedd)) aanndd ddaarrkk ((ppiiggmmeenntteedd))
hhaaiirr
MMoonnkkeeyy--lliikkee ffaaccee,, pprroottuubbeerraanntt
aabbddoommeenn,, tthhiinn lliimmbbss
MMoorrpphhoollooggyy EEnnllaarrggeedd ffaattttyy lliivveerr NNoo ffaattttyy lliivveerr
AAttrroopphhyy ooff ddiiffffeerreenntt ttiissssuueess aanndd
oorrggaannss bbuutt ssuubbccuuttaanneeoouuss ffaatt
pprreesseerrvveedd
AAttrroopphhyy ooff ddiiffffeerreenntt ttiissssuueess aanndd
oorrggaannss iinncclluuddiinngg ssuubbccuuttaanneeoouuss ffaatt

17. HHoollooddoommoorr

18. Gout is a syndrome caused by an
inflammatory response to uric acid
production or excretion resulting in high
levels of uric acid in the blood
(hyperuricemia ) and in other body
fluids, including synovial fluid.
MMaanniiffeesstteedd bbyy tthhee ffoolllloowwiinngg ffeeaattuurreess,,
ooccccuurrrriinngg ssiinnggllyy oorr iinn ccoommbbiinnaattiioonn::
1. Increased serum uric acid concentration (hhyyppeerruurriiccaaeemmiiaa).
2. Recurrent attacks of characteristic type of acute arthritis in which ccrryyssttaallss ooff
mmoonnoossooddiiuumm uurraattee mmoonnoohhyyddrraattee may be demonstrable in the leucocytes present
in the synovial fluid.
3. Aggregated deposits of monosodium urate monohydrate (ttoopphhii) in and
around the joints of the extremities.
4. Renal disease involving interstitial tissue and blood vessels.
5. Uric acid nneepphhrroolliitthhiiaassiiss.
6. Other factors include age (rare before 30 years), genetic predisposition (XX--lliinnkkeedd
aalltteerraattiioonn ooff eennzzyymmee hhyyppooxxaanntthhiinnee--gguuaanniinnee pphhoosspphhoorriibboossyyllttrraannssffeerraassee
[[HHGGPPRRTT]]), excessive alcohol consumption,
obesity, certain drugs (especially tthhiiaazziiddeess),
and lead toxicity.

19. When the uric acid reaches a certain
concentration in fluids, it crystallizes,
forming insoluble precipitates that
are deposited in connective tissues
throughout the body.
Crystallization in synovial fluid
causes acute, painful inflammation
of the joint, a condition known as
gouty arthritis.
With time, crystal deposition in
subcutaneous tissues causes the
formation of small, white nodules,
or tophi, that are visible through
the skin. Crystal aggregates deposited
in the kidneys can form urate renal
stones and lead to renal failure.
In classic gouty arthritis, monosodium urate
crystals form and cause joint inflammation.
Pseudogout is caused by the formation
of calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD)
crystals. The effect of either crystal is the same—
the onset of a cytokinemediated acute
inflammatory response.

21.  Carbohydrates must be broken down into monosaccharides, or single
sugars, before they can be absorbed from the small intestine.
 The average daily intake of carbohydrate in the American diet is
approximately 350 to 400 g. SSttaarrcchh makes up approximately 50% of this
total, sucrose (i.e., table sugar) approximately 30%, lactose (i.e., milk
sugar) approximately 6%, and maltose approximately 1.5%.
 Digestion of starch begins in the mouth with the action of amylase.
Pancreatic secretions also contain an amylase. Amylase breaks down
starch into several disaccharides, including maltose, isomaltose, and α-
dextrins. The brush border enzymes convert the disaccharides into
monosaccharides that can be absorbed.
DDiieettaarryy CCaarrbboohhyyddrraatteess EEnnzzyymmee MMoonnoossaacccchhaarriiddeess PPrroodduucceedd
Lactose Lactase Glucose and galactose
Sucrose Sucrase Fructose and glucose
Starch Amylase Maltose, maltotriase, and α-dextrins
Maltose and maltotriose Maltase Glucose and glucose
α-Dextrins α-Dextrimase Glucose and glucose

22.  SSuuccrroossee yyiieellddss gglluuccoossee aanndd ffrruuccttoossee,, llaaccttoossee iiss ccoonnvveerrtteedd
ttoo gglluuccoossee aanndd ggaallaaccttoossee,, aanndd mmaallttoossee iiss ccoonnvveerrtteedd ttoo ttwwoo
gglluuccoossee mmoolleeccuulleess.. WWhheenn tthhee ddiissaacccchhaarriiddeess aarree nnoott
bbrrookkeenn ddoowwnn ttoo mmoonnoossaacccchhaarriiddeess,, tthheeyy ccaannnnoott bbee
aabbssoorrbbeedd bbuutt rreemmaaiinn aass oossmmoottiiccaallllyy aaccttiivvee ppaarrttiicclleess iinn tthhee
ccoonntteennttss ooff tthhee ddiiggeessttiivvee ssyysstteemm,, ccaauussiinngg ddiiaarrrrhheeaa..
 PPeerrssoonnss wwhhoo aarree ddeeffiicciieenntt iinn
llaaccttaassee,, tthhee eennzzyymmee tthhaatt bbrreeaakkss
ddoowwnn llaaccttoossee,, eexxppeerriieennccee ddiiaarrrrhheeaa
wwhheenn tthheeyy ddrriinnkk mmiillkk oorr eeaatt ddaaiirryy
pprroodduuccttss..
 FFrruuccttoossee iiss ttrraannssppoorrtteedd aaccrroossss
tthhee iinntteessttiinnaall mmuuccoossaa bbyy
ffaacciilliittaatteedd ddiiffffuussiioonn,, wwhhiicchh ddooeess
nnoott rreeqquuiirree eenneerrggyy eexxppeennddiittuurree.. IInn
tthhiiss ccaassee,, ffrruuccttoossee mmoovveess aalloonngg aa
ccoonncceennttrraattiioonn ggrraaddiieenntt..

23.  GGlluuccoossee aanndd ggaallaaccttoossee aarree ttrraannssppoorrtteedd bbyy wwaayy ooff aa ssooddiiuummddeeppeennddeenntt ccaarrrriieerr
ssyysstteemm tthhaatt uusseess aaddeennoossiinnee ttrriipphhoosspphhaattee aanndd tthhee NNaa++//KK++--AATTPPaassee ppuummpp aass aann
eenneerrggyy ssoouurrccee..
 WWaatteerr aabbssoorrppttiioonn ffrroomm tthhee iinntteessttiinnee iiss lliinnkkeedd ttoo aabbssoorrppttiioonn ooff oossmmoottiiccaallllyy aaccttiivvee
ppaarrttiicclleess,, ssuucchh aass gglluuccoossee aanndd ssooddiiuumm.. IItt ffoolllloowwss tthhaatt aann iimmppoorrttaanntt ccoonnssiiddeerraattiioonn iinn
ffaacciilliittaattiinngg tthhee ttrraannssppoorrtt ooff wwaatteerr aaccrroossss tthhee iinntteessttiinnee ((aanndd ddeeccrreeaassiinngg ddiiaarrrrhheeaa)) aafftteerr
tteemmppoorraarryy ddiissrruuppttiioonn iinn bboowweell ffuunnccttiioonn iiss ttoo iinncclluuddee ssooddiiuumm aanndd gglluuccoossee iinn tthhee fflluuiiddss
tthhaatt aarree ttaakkeenn..

24. • 1. TToo tthhee lliivveerr. Here excess sugar
from meals is stored to cover sugar
shortages between meals and to
make fat from excess sugar.
• Transport of sugar goes both to and
from the liver. The liver fills the
"Sugar Central" between meals.
• 2. TToo tthhee bbrraaiinn. The brain is
completely dependent upon sugar
combustion for its supply of energy,
in any case under normal
conditions. It uses really huge
amounts of sugar.
• 33.. TToo mmuusscclleess aanndd ffaatt ttiissssuuee.. At
least 40% of the body is comprised of
skeletal muscles. These can use both
fats and sugar to supply energy.
•The rate of sugar uptake and burning
follows physical activity; more work;
more sugar burned.
• MMuusscclleess do take up and store
glucose to cover future activity but
they cannot release sugar back to the
blood stream or "Sugar Central".
•FFaatt ttiissssuuee stores surplus sugar as
fat. About half of this comes from the
liver, the rest is made by fat itself.

25. RReegguullaattiioonn ooff gglluuccoossee mmeettaabboolliissmm
 TThhee gglluuccoossee ccoonncceennttrraattiioonn iinn
bblloooodd ddeessccrriibbeess ccaarrbboohhyyddrraatteess
mmeettaabboolliissmm bbootthh ooff hheeaalltthhyy mmaann
aanndd ssiicckk.. IIllllnneesssseess bbaassee ooff wwhhiicchh
iiss ddiissoorrddeerr ooff ccaarrbboohhyyddrraatteess
mmeettaabboolliissmm ccaann ffllooww wwiitthh rriissee ooff
gglluuccoossee ccoonncceennttrraattiioonn iinn bblloooodd
aanndd wwiitthh lloowweerriinngg ooff iitt..
 RRiissee ooff gglluuccoossee ccoonncceennttrraattiioonn
iiss nnaammeedd hhyyppeerrgglliicceemmiiaa
lloowweerriinngg hhyyppoogglliicceemmiiaa..
 FFoorr eexxaammppllee,, hhyyppeerrgglliicceemmiiaa iiss
vveerryy ttyyppiiccaall ffoorr ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss,,
hhyyppooggllyycceemmiiaa –– ffoorr
ggllyyccooggeennoossiiss..

26. Impairments ooff gglluuccoossee bbaallaannccee
Normal glucose level in the blood 65 -110 mg/%
3.85 - 6.05 mmol/L
(5.5 mmol/L)
• Hypoglycemia (less than 2.5 mmol/L results in coma)
• Hyperglycemia
3.85 6.05
HHyyppooggllyycceemmiiaa NORM HHyyppeerrggllyycceemmiiaa
GGLLUUCCOOSSEE

27. BBlloooodd GGlluuccoossee && HHoorrmmoonneess
HHoorrmmoonnee
 IInnssuulliinn
 GGlluuccoorrttooccooiiddss
 GGlluuccaaggoonn
 GGrroowwtthh HHoorrmmoonnee
 EEppiinneepphhrriinnee
AAccttiioonn
 ¯ GGlluuccoossee
 ­ GGlluuccoossee
 ­ GGlluuccoossee
 ­ GGlluuccoossee
 ­ GGlluuccoossee

28. Counter-iinnssuulliinn hhoorrmmoonneess
AACCTTHH,, ggrroowwtthh hhoorrmmoonnee,, ccoorrttiissooll,, tthhyyrrooiidd hhoorrmmoonnee,, gglluuccaaggoonn,,
aaddrreennaalliinnee
1. Stimulate absorption of carbohydrates
((ccoorrttiissooll,, tthhyyrrooiidd hhoorrmmoonnee))
2.  glycogenolysis in liver and muscles,  glycogenesis
((aaddrreennaalliinnee,, ccoorrttiissooll,, tthhyyrrooiidd))
3. Inhibit hexokinase activity and therefore its utilization
((ccoorrttiissooll,, ggrroowwtthh hhoorrmmoonnee))
4. Stimulate gluconeogenesis
((ccoorrttiissooll,, tthhyyrrooiidd,, gglluuccaaggoonn))
5. Activate insulinase
((ggrroowwtthh hhoorrmmoonnee,, tthhyyrrooiidd))

29. HHyyppooggllyycceemmiiaa
EExxooggeennoouuss
EEnnddooggeennoouuss Functional

30. EExxooggeennoouuss
hhyyppooggllyycceemmiiaa
• IInnssuulliinn iinnjjeeccttiioonn
• AAllccoohhooll ((ddeevveellooppss 66--3366 hhoouurrss
aafftteerr hheeaavvyy ccoonnssuummppttiioonn))
• SSoommee ddrruuggss ((ee..gg.. ssaalliiccyyllaatteess))
• LLoonngg tteerrmm pphhyyssiiccaall eexxeerrcciissee

31. EEnnddooggeennoouuss
hhyyppooggllyycceemmiiaa
 iinnssuulliinnoommaa ((hhyyppeerrppllaassiiaa
ooff b--cceellllss)
 ggllyyccooggeennoossiiss
 hheerreeddiittaarryy ffrruuccttoossee iinnttoolleerraannccee
 iinnssuuffffiicciieennccyy iinn
pphhoosspphhooeennoollppyyrruuvvaattee
ccaarrbbooxxyykkiinnaassee
 HHeeppaattoocceelllluullaarr iinnssuuffffiicciieennccyy
 IImmppaaiirreedd aabbssoorrppttiioonn
IIsslleett bblloooodd ffllooww dduurriinngg hhyyppeerrggllyycceemmiiaa aanndd hhyyppooggllyycceemmiiaa..
IImmaaggeess ttaakkeenn aatt ppeeaakk fflluuoorreesscceennccee iinntteennssiittyy iinn tthhee ssaammee
iisslleett uunnddeerr eexxppeerriimmeennttaall ddeessiiggnn 11 dduurriinngg hhyyppeerrggllyycceemmiiaa ((AA))
aanndd hhyyppooggllyycceemmiiaa ((BB)) oorr uunnddeerr eexxppeerriimmeennttaall ddeessiiggnn 22
dduurriinngg hhyyppooggllyycceemmiiaa ((CC)) aanndd hhyyppeerrggllyycceemmiiaa ((DD))..
GGlluuccoossee-ddeeppeennddeenntt bblloooodd ffllooww ddyynnaammiiccss iinn mmuurriinnee ppaannccrreeaattiicc iisslleettss iinn vviivvoo
LLaarraa RR.. NNyymmaann ,, EErriicc FFoorrdd ,, AAllvviinn CC.. PPoowweerrss ,, DDaavviidd WW.. PPiissttoonn // AAmmeerriiccaann JJoouurrnnaall ooff
PPhhyyssiioollooggyy - EEnnddooccrriinnoollooggyy aanndd MMeettaabboolliissmmPPuubblliisshheedd 11 AApprriill 22001100VVooll.. 229988nnoo.. EE880077-
EE881144DDOOII:: 1100..11115522//aajjppeennddoo..0000771155..22000099

32. FFuunnccttiioonnaall HHyyppooggllyycceemmiiaa
11..AAlliimmeennttaarryy ((aafftteerr ggaassttrreeccttoommyy,, ddeemmppiinngg ssyynnddrroommee)
22..SSppoonnttaanneeoouuss rreeaaccttiivvee ((ccaauussee iiss nnoott kknnoowwnn ® ddiiaarrrrhheeaa,,
ttaacchhyyccaarrddyy,, ttrreemmoorr,, hheeaaddaacchhee,, wweeaakknneessss)
33..AAllccoohhooll ((ccoonnssuummppttiioonn iinn hhuunnggrryy ssttaattee)
44..EEnnddooccrriinnee iinnssuuffffiicciieennccyy ((ddeeccrreeaassee iinn ccoouunntteerr--iinnssuulliinn
hhoorrmmoonnee ¯)
55.. HHeeppaattiicc ffaaiilluurree
66.. MMaallnnuuttrriittiioonn
77.. HHeeaavvyy pphhyyssiiccaall llooaadd ((wwiitthhoouutt ccaarrbboohhyyddrraattee uuppttaakkee)
88.. TTrraannssiieenntt ffuunnccttiioonnaall hhyyppooggllyycceemmiiaa ooff cchhiillddrreenn
• NNeeoonnaattaall ((1100%%)
• MMaatteerrnnaall ddiiaabbeetteess
• EErryytthhrroobbllaassttoossiiss
• KKeettooggeenniicc

33. Manifestations ooff hhyyppeerrggllyycceemmiiaa
 GGlluuccoossuurriiaa
 PPoollyyuurriiaa
 PPoollyyddyyppssiiaa
 HHyyppoohhyyddrraattiioonn ooff tthhee oorrggaanniissmm
 AArrtteerriiaall hhyyppootteennssiioonn
MMaanniiffeessttaattiioonnss ooff hhyyppooggllyycceemmiiaa
 SSttaarrvvaattiioonn
 TTrreemmoorr
 EExxcceessssiivvee sswweeaattiinngg
 TTaacchhyyccaarrddiiaa
 HHeeaaddaacchhee,, ddiizzzziinneessss
 IImmppaaiirreedd vviissiioonn
 AAnnxxiieettyy,, ffeeaarr
 IImmppaaiirreedd ccooggnniittiioonn

34. • DDiiaabbeetteess mmeelllliittuuss iiss nnoott aa ssiinnggllee ddiisseeaassee bbuutt aa
ggrroouupp ooff cclliinniiccaallllyy hheetteerrooggeenneeoouuss ddiissoorrddeerrss tthhaatt
hhaavvee gglluuccoossee iinnttoolleerraannccee iinn ccoommmmoonn.. IItt
eennccoommppaasssseess mmaannyy ccaauussaallllyy uunnrreellaatteedd ddiisseeaasseess aanndd
iinncclluuddeess mmaannyy ddiiffffeerreenntt eettiioollooggiieess ooff ddiissttuurrbbeedd
gglluuccoossee ttoolleerraannccee..
• TThhee tteerrmm ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss iiss uusseedd ttoo ddeessccrriibbee aa
ssyynnddrroommee cchhaarraacctteerriizzeedd bbyy cchhrroonniicc
hhyyppeerrggllyycceemmiiaa aanndd ootthheerr ddiissttuurrbbaanncceess ooff
ccaarrbboohhyyddrraattee,, ffaatt,, aanndd pprrootteeiinn mmeettaabboolliissmm..

35. CCllaassssiiffiiccaattiioonn
 PPrriimmaarryy DDMM –– ((pprriimmaarryy -- nnoo ootthheerr ddiisseeaassee))
 TTyyppee II –– IIDDDDMM // JJuuvveenniillee –– 1100%%..
(absolute insulin deficiency)
Subtype 1A (immune-mediated) DM characterised by autoimmune destruction
of β-cells which usually leads to insulin deficiency.
Subtype 1B (idiopathic) DM characterised by insulin deficiency with tendency
to develop ketosis but these patients are negative for autoimmune markers.
 TTyyppee IIII –– NNIIDDDDMM //AAdduulltt oonnsseett –– 8800%%..
(insulin resistance with an insulin secretory deficit)
 MMOODDYY ((Maturity-onset diabetes of the young)) –– 55%% mmaattuurriittyy
oonnsseett -- GGeenneettiicc
(other specific types)
 GGeessttaattiioonnaall DDiiaabbeetteess
 SSeeccoonnddaarryy DDMM –– ((sseeccoonnddaarryy ttoo ootthheerr ddiiss..))
 PPaannccrreeaattiittiiss,, ttuummoorrss,, hheemmoocchhrroommaattoossiiss..
 IInnffeeccttiioouuss –– ccoonnggeenniittaall rruubbeellllaa,, CCMMVV..
 EEnnddooccrriinnooppaatthhyy..
 DDrruuggss –– CCoorrttiiccoosstteerrooiiddss..

36. The criteria for the diagnosis of diabetes include
symptoms, elevated fasting plasma glucose
(FPG) concentration, and/or abnormal oral
glucose tolerance test (OGTT).
Two conditions associated with a high risk for
diabetes, impaired fasting glucose (IFG) and
impaired glucose tolerance (IGT), are considered
prediabetes.

37. NNoorrmmaall PPaannccrreeaattiicc IIsslleett::
ßß αα
ßß cceellllss (Insulin) αα cceellllss (Glucagon)
δδ cceellllss (Somatostatin) pppp CCeellllss (pan prot)

38. TTyyppee--II TTyyppee--IIII
 Less common
 Age < 25 Years
 Insulin- Dependent
 Onset: Weeks
 Acute Metabolic
complications
 Autoantibody: Yes
 Family History: No
 Insulin levels: very low
 Islets: Insulitis
 50% in twins
 More common
 Adult >25 Years
 Insulin Independent *
 Months to years
 Chronic Vascular
complications
 No
 Yes
 Normal or high *
 Normal / Exhaustion
 60-80% in twins

39. Insulin-ddeeppeennddeenntt ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss
 IInnssuulliinn-ddeeppeennddeenntt ddiiaabbeetteess
mmeelllliittuuss aarriisseess aass rreessuulltt ooff
aabbssoolluuttee iinnssuulliinn iinnssuuffffiicciieennccyy..
 IItt iiss ddeessccrriibbeedd bbyy
iinnssuulliinnooppeenniiaa aanndd bbyy
iinncclliinnaattiioonn ttoo kkeettooaacciiddoossiiss..
 TThhiiss ddiiaabbeetteess ooccccuurr mmoorree
ffrreeqquueennttllyy iiss iinn cchhiillddrreenn aanndd
yyoouunngg ppeeoopplleess ((ttiillll 3300 yyeeaarrss))..
 IInnssuulliinn iiss nneeeeddeedd ffoorr
ssuusstteennttaattiioonn ooff ppaattiieenntt lliiffee..
AAttttaacchheedd ttoo iitt’’ss aabbsseennccee
kkeettooaacciiddiicc ccoommaa ddeevveellooppss..

40. Carbohydrate metabolism in normal conditions and
diabetes mellitus
INSULIN
1. Increase in permeability of myocyte and adipocyte membranes
for glucose (Glut-4)
2. Increase glycolysis, pentose-IIMMPPAAIIRRMMEENNTT
in activity of glucokinase, glycogen-sythetase, aerobic
phosphate shunt and Krebs cycle enzymes
3. Increased rate of glycogen synthesis in liver
4. Increase in synthesis of lipids from glucose
5. Inhibition of gluconeogenesis
HHYYPPEERRGGLLYYCCEEMMIIAA

41. FFoorrmmss ooff iinnssuulliinn--ddeeppeennddeenntt
ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss
 AAuuttooiimmmmuunnee –– DDRR33
 VViirruuss--iinndduucceedd –– DDRR44

42. MMaattuurriittyy--oonnsseett ddiiaabbeetteess ooff tthhee yyoouunngg
· CChhrr.. –– 22 HHNNFF44aa ((MMOODDYY II ) -- HHeeppaattiicc NNuucclleeaarr
ffaaccttoorr 44 a ggeennee
· CChhrr..--77 gglluuccookkiinnaassee ((MMOODDYY II II )
· CChhrr..--1111,, 1122 HHNNFF11aa ((MMOODDYY II II II ) -- HHeeppaattiicc
NNuucclleeaarr ffaaccttoorr mmuuttaattiioonn
· MMiittoocchhoonnddrriiaall DDNNAA mmuuttaattiioonnss,, ootthheerr ggeenneettiicc
ddeeffeeccttss

43. GGeenneettiicc
HHLLAA--DDRR33//44 EEnnvviirroonnmmeenntt
VViirraall iinnffee....??
AAuuttooiimmmmuunnee IInnssuulliittiiss
AAbb ttoo ßß cceellllss//iinnssuulliinn
ß cell
Destruction
11.. DDrruuggss,, cchheemmiiccaallss
((ssttrreeppttoozzoottoocciinn,, aallllooxxaannee,,
ppeennttaammiiddiinnee)
22.. DDiieettaarryy ((ccooww mmiillkk,, hhiigghh
nniittrroossaammiinnee lleevveellss)
33.. VViirruusseess ((CCooxxssaacckkiiee,, mmeeaasslleess)
((mmoolleeccuullaarr mmyymmiiccrryy))
TTyyppee II // IIDDDDMM IInnssuulliinn ddeeffiicciieennccyy

44. PATHOGENESIS OF DDIIAABBEETTEESS MMEELLLLIITTUUSS
IInnssuulliinn iinnssuuffffiicciieennccyy
FFaattttyy aacciiddss ­
KKeettoonnee bbooddiieess ­
b -- hhyyddrrooxxyybbuuttiirraattee,, aacceettooaacceettaattee
aaccccuummuullaattiioonn iinn bblloooodd
MMeettaabboolliicc
aacciiddoossiiss KKeettoonnuurriiaa
KKuussssmmaauull''ss
rreessppiirraattiioonn
CCNNSS ddeepprreessssiioonn
BBlloooodd gglluuccoossee lleevveell ­
gglluuccoossuurriiaa
ppoollyyuurriiaa
ddeehhyyddrraattiioonn®
tthhiirrsstt ­
SSHHOOCCKK HHyyppoovvoolleemmiiaa
PPoollyy--
ddiippssiiaa

45.  AAuuttooiimmmmuunnee iinnssuulliinn--ddeeppeennddeenntt
ddiiaabbeetteess aarriisseess iinn ppeerrssoonnss wwiitthh ggeennoommee
DDRR33.. IItt iiss aassssoocciiaatteedd wwiitthh ootthheerr
aauuttooiimmmmuunnee eennddooccrriinnooppaatthhiieess,, ffoorr
eexxaammppllee,, wwiitthh iillllnneesssseess ooff tthhyyrrooiidd ggllaanndd
((aauuttooiimmmmuunnee tthhyyrrooiiddiittiiss,, ddiiffffuussee ttooxxiicc
ggooiitteerr)),, aaddrreennaall ggllaanndd ((AAddddiissoonn’’ss
ddiisseeaassee))..
 TThhiiss ddiiaabbeetteess ttyyppee ddeevveellooppss iinn aannyy aaggee
mmoorree ffrreeqquueenntt iinn wwoommeenn..
 AAuuttooiimmmmuunnee iiss ddiiaabbeetteess ddeessccrriibbeedd bbyy
pprreesseennccee iinn bblloooodd ooff ppaattiieenntt
aauuttooaannttiibbooddiieess aaggaaiinnsstt ooff LLaannggeerrggaannss
iisslleettss..

46. • Virus-induced insulin-dependent diabetes mellitus binded
with genome DR4 and different from autoimmune on
mechanisms of development. In this case there are no
autoantibodies against islets of pancreas. Its certainly can
appear in blood but rapidly (pending of year) disappear. They
do not perform essential role in pathogenesis of illness.
• Development of this
diabetes type frequently
precede from viral
infectious epidemic
parotitis, german
measles, measles,
viral hepatitis.
• Pathogenic viruses
action is not specific. It
consists in development
of inflammatory process
in Langergans islets.
Insulitis arises.
Lymphoid infiltration of
damaged islets develops
at first after then
destruction.

47. • Sometimes the specific (immune) destruction mechanisms of β-
cells are linked. The viruses pervert antigen membranes
properties of affected β-cells and are followed with attack of
autoimmune mechanisms.
• There is one more possibility. Membrane β-cells is lightly
damaged by much chemical substances even in insignificant
concentrations.
• Such substances are called
β-cytotoxic. They are, for
example, alloxane and
streptosocine. They create
a favourable background for
immediate viruses action on
membrane of β-cells.
• Virus-induced diabetes
arises early before 30 years
of life. It is identically
widespread and among
males, both among women.

49. Insulin-independent ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss
 TThhiiss ddiiaabbeetteess ttyyppee pprriinncciippllee ddiiffffeerrss ffrroomm tthhee ffiirrsstt..
 PPaattiieennttss,, aass aa rruullee ddoonn’’tt nneeeedd ttoo eexxooggeenniicc iinnssuulliinn..
 MMeettaabboolliicc ddiissoorrddeerrss aattttaacchheedd ttoo tthhiiss ddiiaabbeetteess aarree
mmiinniimmaall.. DDiieett tthheerraappyy aanndd ppeerr oorraall gglluuccoossee
ddeeccrreeaassiinngg mmeeddiicciinneess aarree ssuuffffiicciieennttllyy ffoorr tthheeiirr
ccoommppeennssaattiioonn..
 OOnnllyy iinn ssttrreessss ((ttrraauummaa aaccttiioonn,, sshhaarrpp iinnffeeccttiioonn))
ccoonnddiittiioonnss ppaattiieenntt uussee iinnssuulliinn..
 IIllllnneessss ccaann ccoouurrssee ffoorr yyeeaarrss wwiitthhoouutt hhyyppeerrggllyycceemmiiaa..
SSoommeettiimmeess iitt iiss ddiisscclloosseedd iinn aaggee mmoorree 4400 yyeeaarrss..
 TThheerree aarree tthhrreeee ffaaccttoorrss ggrroouupp,, wwhhiicchh ppllaayy aa ddeecciissiivvee
rroollee iinn ffoorrmmiinngg ooff tthhiiss ddiiaabbeetteess ttyyppee.. HHeerree aarree::
the genetic
factors
functional disturbance
of β-cells
insulin
resistance

50.  GGeenneettiicc ffaaccttoorrss determine
hereditary liability to disease.
Specific genetic marker (special
diabetogenic gene) is not found.
It is known only, that inclination
to insulin-independent diabetes
is not coupled with major
complex of histocompatibility.
 FFuunnccttiioonn ooff ββ--cceellllss of patient
with insulin-independent
diabetes is violated. Amount of
them is diminished. Attached to
loading by glucose they do not
multiply insulin secretion in
necessary amount.
Diabetologist connects these
violations with amyloidosis of
Langergans islets.

51. Pathogenesis of Type II DM
GGeenneettiicc //
ßß cceellll ddeeffeecctt
IIDDDDMM
OObbeessiittyy //
LLiiffee ssttyyllee ??
ßß cceellll
eexxhhaauussttiioonn
AAbbnnoorr.. SSeeccrreettiioonn
IInnssuulliinn RReessiissttaannccee
Relative
Insulin Def.
TTyyppee IIII NNIIDDDDMM

52. Insulin-resistance
• Insulin-resistance arises or on genetic base or as result of influence
of external factors (risk factors). Biological insulin action is mediated
over receptors. They are localized on cells-targets membranes
(myocytes, lypocytes). Interaction of insulin and receptor is followed
with changes of physical state of cells-targets membrane.
• As result of this transport system is activated, which carries glucose
over cellular membrane.
• Transmembrane moving of
glucose is provided by proteins-transmitters.
• Amount of glucose carried in cell
depends on closeness of insulin
receptors on membrane and on
receptor affinity to insulin. These
parameters depend on insulin level in
blood.
• Hyperinsulinemia diminishes
amount of receptors and their
affinity to insulin.
Hypoinsulinemia on the
contrary multiplies amount of
receptors and their affinity to
insulin.

53. • Chronic resistance ooff iinnssuulliinn
rreecceeppttoorrss causes a chronic
hyperfunction of β-cells and surplus
production of insulin. This in turn
raises receptor resistance. Thus arises
a vicious circle. Protracted loading of
β-cells conduces to exhaustion of their
functions.

55. About 4% pregnant women develop
DM due to metabolic changes during
pregnancy. Although they revert back to
normal glycaemia after delivery, these
women are prone to develop DM later in
their life.
Mitochondrial DNA is inherited maternally
and encodes several genes in the oxidative
phosphorylation pathway, ribosomal RNAs, and 22
transfer RNAs (tRNAs). In rare cases, (<1%),
diabetes is associated with point mutations in a
mitochondrial tRNA gene, tRNALeu(UUR).
Mitochondrial diabetes is caused by a primary
defect in β-cell function. Recall that ATP is
required for insulin secretion in β cells, and
impairment of mitochondrial ATP synthesis results
in decreased insulin secretion.

56. 2. Genetic ddeeffeeccttss iinn iinnssuulliinn
pprroocceessssiinngg oorr iinnssuulliinn aaccttiioonn::
• DDeeffeeccttss iinn pprrooiinnssuulliinn ccoonnvveerrssiioonn
• IInnssuulliinn ggeennee mmuuttaattiioonnss
• IInnssuulliinn rreecceeppttoorr mmuuttaattiioonnss
33.. EExxooccrriinnee
ppaannccrreeaattiicc ddeeffeeccttss
• CChhrroonniicc ppaannccrreeaattiittiiss
• PPaannccrreeaatteeccttoommyy
• NNeeooppllaassiiaa
• CCyyssttiicc ffiibbrroossiiss
• HHeemmaacchhrroommaattoossiiss
• FFiibbrrooccaallccuulloouuss
ppaannccrreeaattooppaatthhyy
55.. EEnnddooccrriinnooppaatthhiieess
• AAccrroommeeggaallyy
• CCuusshhiinngg ssyynnddrroommee
• HHyyppeerrtthhyyrrooiiddiissmm
• PPhheeoocchhrroommooccyyttoommaa
• GGlluuccaaggoonnoommaa
11.. GGeenneettiicc ddeeffeeccttss ooff bb--cceellll
ffuunnccttiioonn
MMaattuurriittyy--oonnsseett ddiiaabbeetteess ooff tthhee
yyoouunngg ((MMOODDYY)),, ccaauusseedd bbyy
mmuuttaattiioonnss iinn::
• HHeeppaattooccyyttee nnuucclleeaarr ffaaccttoorr 44aa
[[HHNNFF--44aa]] ((MMOODDYY11))
• GGlluuccookkiinnaassee ((MMOODDYY22))
• HHeeppaattooccyyttee nnuucclleeaarr ffaaccttoorr 11aa
[[HHNNFF--11aa]] ((MMOODDYY33))
• IInnssuulliinn pprroommootteerr ffaaccttoorr [[IIPPFF--11]]
((MMOODDYY44))
• HHeeppaattooccyyttee nnuucclleeaarr ffaaccttoorr 11bb
[[HHNNFF--11bb]] ((MMOODDYY55))
• NNeeuurrooggeenniicc ddiiffffeerreennttiiaattiioonn
ffaaccttoorr 11 [[NNeeuurroo DD11]] ((MMOODDYY66))
• MMiittoocchhoonnddrriiaall DDNNAA mmuuttaattiioonnss 77.. IInnffeeccttiioonnss
• CCyyttoommeeggaalloovviirruuss
• CCooxxssaacckkiiee vviirruuss BB
44.. DDrruuggss
• GGlluuccooccoorrttiiccooiiddss
• TThhyyrrooiidd hhoorrmmoonnee
• αα--iinntteerrffeerroonn
• PPrrootteeaassee iinnhhiibbiittoorrss
• ββ--aaddrreenneerrggiicc
aaggoonniissttss
• TThhiiaazziiddeess
• NNiiccoottiinniicc aacciidd
• PPhheennyyttooiinn
66.. GGeenneettiicc
ssyynnddrroommeess
aassssoocciiaatteedd wwiitthh
ddiiaabbeetteess
• DDoowwnn ssyynnddrroommee
• KKlleeiinnffeelltteerr ssyynnddrroommee
• TTuurrnneerr ssyynnddrroommee
88.. GGeessttaattiioonnaall DDiiaabbeetteess MMeelllliittuuss
• DDiiaabbeetteess aassssoocciiaatteedd wwiitthh pprreeggnnaannccyy

57. IMPAIRMENT OF LIPID METABOLISM IN DIABETES MELLITUS
Insulin deficiency
Decreased glucose utilization
Decreased lipogenesis
Mobilization of fats to depoes
Hyperlipidemia
Metabolic acidosis Increased ketogenesis and
cholesterol productoin
Ketonemia and
hypercholesterolemia
Ketonuria
Loss of Na+
Keto-acidotic coma

58. IIMMPPAAIIRRMMEENNTT OOFF PPRROOTTEEIINN MMEETTAABBOOLLIISSMM IINN DDIIAABBEETTEESS MMEELLLLIITTUUSS
Decreased gglluuccoossee uuttiilliizzaattiioonn
IInnccrreeaassee iinn pprrootteeoollyyssiiss
AAmmiinnaacciiddeemmiiaa,, iinnccrreeaasseedd uuppttaakkee ooff aammiinnooaacciiddss bbyy tthhee lliivveerr
11.. AAccttiivvaattiioonn ooff gglluuccoonneeooggeenneessiiss
22.. IInnccrreeaasseedd rreemmoovvaall ooff nniittrrooggeenn vviiaa uurreeaa
LLoossss ooff ppoottaassssiiuumm aanndd ootthheerr iioonnss bbyy tthhee cceellllss
DDeehhyyddrraattiioonn ooff tthhee
cceellllss
PPoottaassssiiuumm lloossss bbyy tthhee
oorrggaanniissmm
IInnssuulliinn ddeeffiicciieennccyy

59. Symptoms of diabetes mellitus
Major symptoms are:
• hyperglycemia,
• glucosuria and
• polyuria.

60. Pathogenesis of diabetes mellitus
symptoms

61. GGlluuccoossuurriiaa
 IInn hheeaalltthhyy mmaann pprraaccttiiccaallllyy hhaass nnoott
gglluuccoossee iinn uurriinnee.. IItt iiss eexxccrreeaatteedd iinn
aammoouunntt nnoott mmoorree 11 gg.. AAttttaacchheedd ttoo
ssuuggaarr ddiiaabbeetteess aammoouunntt ooff eexxccrreetteedd
gglluuccoossee iinnccrreeaasseess rreeppeeaatteeddllyy..
 IIff gglluuccoossee ccoonncceennttrraattiioonn iinn bblloooodd aanndd
pprriimmaarryy uurriinnee ddooeess nnoott eexxcceeeedd 99
mmmmooll//ll,, eeppiitthheelliiuumm ooff ccaannaalliiccuullii
rreeaabbssoorrbbeedd iitt.. TThhiiss mmaaxxiimmuumm
ccoonncceennttrraattiioonn iiss ccaalllleedd nneepphhrriittiicc
tthhrreesshhoolldd..
10 mmol/L
 IIff aa gglluuccoossee ccoonncceennttrraattiioonn eexxcceeeeddss aa
nneepphhrriittiicc tthhrreesshhoolldd ((99 mmmmooll//ll)),, ppaarrtt ooff
gglluuccoossee ggooeess iinn sseeccoonnddaarryy uurriinnee
((gglluuccoossuurriiaa))..

62. Chronic hyperglycemia
Increased RBF (hyperperfusion)
Renal vasodilation Protein glycation
Hypertension
Increased
intraglomerular
capillary pressure
Increased protein excretion
Glomerular damage
• Loss of negative charge
• Glomerulosclerosis
• Thickening of basement membrane
• Mesangial expansion
Increased GFR
Microalbuminuria
Macroalbuminuria
RBF - Renal blood flow Decreased GFR and renal failure
GFR - Glomerular filtration rate

63. Polyuria
• Glucose is osmotic active
substance.
• Increasing of it’s concentration in
primary urine raises osmotic
pressure.
• Water is exuded from organism
together with glucose (osmotic
diuresis).
• Patient excretes 3-4 L of urine per
day, sometimes till 10 L.

64. PATHOGENESIS OF HYPERGLYCEMIC CCOOMMAA
Insulin deficiency
Decreased glucose utilization
Increased glucose production
Hyperglycemia
Glucosuria
Osmotic diuresis
Hyperosmolarity and dehydration
DIC syndrome
C O M A DEATH SHOCK

65. Complication of diabetes mellitus
The very frequent
diabetes complications
are following:
¨ketoacidosis,
¨macroangiopathy,
¨microangiopathy,
¨neuropathy.
angiopathy

67.  KKeettooaacciiddoossiiss.. IInn hheeaalltthhyy ppeeoopplleess ssyynntthheessiiss ooff
kkeettoonnee bbooddiieess iinn lliivveerr iiss ssttrriiccttllyy ccoonnttrroolleedd.. MMaaiinn
rreegguullaattoorryy mmeecchhaanniissmm iiss aacccceessss lliimmiittaattiioonn ooff ffaatt
aacciiddss iinn mmyyttoocchhoonnddrriieess ooff hheeppaattooccyytteess.. OOvveerr hheeaadd
ppeerrmmiissssiibbllee ccoonncceennttrraattiioonn lliimmiitt ooff kkeettoonnee bbooddiieess iinn
bblloooodd iiss aapppprrooxxiimmaatteellyy 00,,11 mmmmooll//LL..
 IInn ccaassee ooff eexxcceeeeddiinngg tthhiiss lleevveell rreegguullaattoorryy
mmeecchhaanniissmmss aarree ssttaatteedd.. FFoorreemmoosstt kkeettoonnee bbooddiieess
ppuutt ssppeecciiffiicc rreecceeppttoorrss bbaacckk uupp oonn mmeemmbbrraannee ββ--cceellllss
ooff LLaannggeerrggaann’’ss iisslleettss.. IInnssuulliinn eexxccrreettiioonn iinn bblloooodd
iinnccrreeaasseess.. IInnssuulliinn ssttiimmuullaatteess rreessyynntthheessiiss ooff ffaatt aacciiddss..
FFiirrsstt ssttaaggee ooff rreessyynntthheessiiss iiss ddeerriivvaattiioonn ooff mmaalloonniill--
CCооАА.. SSuurrpplluuss aammoouunntt ooff mmaalloonniill--CCооАА oopppprreesssseess
ppeenneettrraattiioonn ooff ffaatt aacciiddss iinn mmyyttoocchhoonnddrriieess.. SSyynntthheessiiss
ooff kkeettoonnee bbooddiieess sslloowwss..
 AAttttaacchheedd ttoo ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss ddiissttuurrbb mmeecchhaanniissmm ooff
bbootthh ssyynntthheessiiss rreegguullaattiioonn ooff kkeettoonnee bbooddiieess –– bbootthh oonn
lleevveell ooff ββ--cceellllss,, aanndd oonn lleevveell ooff hheeppaattooccyytteess..
RReecceeppttoorr ssttiimmuullaattiioonn ooff ββ--cceellllss bbyy kkeettoonnee bbooddiieess
ddooeess nnoott ccaauussee iinnccrreeaasseedd eexxccrreettiioonn iinnssuulliinn iinn bblloooodd..
 IInn ccoonnddiittiioonnss ooff iinnssuulliinnooppeenniiaa ffaatt aacciiddss ppeenneettrraattee iinn
hheeppaattooccyytteess iinn uunnrreessttrriicctteedd aammoouunntt.. LLiivveerr
ssyynntthheessiizzeess mmaannyy kkeettoonnee bbooddiieess.. EExxttrraahheeppaattiicc
ttiissssuueess ccaann nnoott uuttiilliizzee tthheemm.. AAmmoouunntt ooff kkeettoonnee
bbooddiieess iinn bblloooodd iinnccrreeaasseess.. MMeettaabboolliicc aacciiddoossiiss ooccccuurr..
IItt ccaann ccoommpplleettee bbyy kkeettooaacciidd ccoommaa..
 SSeellddoomm aattttaacchheedd ttoo ddiiaabbeetteess mmeelllliittuuss llaaccttooaacciiddoossiiss
ooccccuurr.. IItt iiss aattttaacchheedd ttoo iinnssuulliinn--iinnddeeppeennddeenntt ddiiaabbeetteess
mmeelllliittuuss,, aattttaacchheedd ttoo ccoommbbiinnaattiioonn ooff ddiiaabbeetteess wwiitthh
hhyyppooxxiiaa,, sseeppssiiss,, sshhoocckk..

68. MMaaccrrooaannggiiooppaatthhyy
 MMaaccrrooaannggiiooppaatthhyy iiss vveesssseellss aatthheerroosscclleerroossiiss
ooff cceerreebbrruumm,, hheeaarrtt,, kkiiddnneeyyss,, lleeggss.. DDiiaabbeetteess
lleeaadd ttoo aatthheerroosscclleerroossiiss ddeevveellooppmmeenntt..
 TThheerree aarree tthhrreeee aacccceelleerraattiioonn wwaayy ooff
aatthheerrooggeenneessiiss iinn ppaattiieennttss wwiitthh ddiiaabbeetteess.. IInn
ccoonnddiittiioonnss ooff iinnssuulliinn iinnssuuffffiicciieennccyy ggrroowwtthh
hhoorrmmoonnee ssyynntthheessiiss iinnccrreeaasseess.. HHeerree uuppoonn
pprroolliiffeerraattiioonn ooff ssmmooootthh mmyyoocciitteess aacccceelleerraatteess
kkeeyy ssttaaggee ooff aatthheerrooggeenneessiiss.. AAttttaacchheedd ttoo
ddiiaabbeetteess vveesssseellss eennddootthheelliiuumm ddaammaaggeess..
 SSyynntthheessiiss ooff tthhrroommbbooxxaannee iinnccrreeaassee,, aanndd tthhiiss
hheellppss ttoo aaddhheessiioonn ooff tthhrroommbbooccyytteess..
TThhrroommbbooccyytteess eexxccrreett mmiittooggeennee tthhrroommbbooccyyttiicc
ggrroowwtthh ffaaccttoorr ((TTGGFF)).. IItt aallssoo ssttiimmuullaatteess
pprroolliiffeerraattiioonn ooff ssmmooootthh mmyyooccyytteess..
 AAttttaacchheedd ttoo ddiiaabbeetteess ccoonncceennttrraattiioonn ooff
lliippoopprrootteeiiddss llooww ddeennssiittyy,, iinnccrreeaassee
ccoonncceennttrraattiioonn ooff lliippoopprrootteeiiddss ooff hhiigghh ddeennssiittyy..

72. • Microangiopathy develop in shallow vessels
– arterials, venues, capillaries. Two process
form their pathogenic base – thickining of
basal membrane and reproduction
endothelium.
• Direct cause of microangiopathy is
hyperglycemia and synthesis of glycoproteids
in basal membrane.
• There are two main clinical forms
microangiopathy: diabetic retinopathy
diabetic nephropathy

74. A composite photograph showing a pretreatment fundus photograph (A), and a
photograph demonstrating radiation retinopathy at 24 months (B). A fluorescein
angiogram demonstrates intraretinal microangiopathy next to the tumour (C), and
regression to chorioretinal scar after laser photocoagulation (D).

75. Neuropathy
• Neuropathy manifest
by violation of nerves
function sensible,
motor, vegetative.
Essence of these
decreases is
demyelinisation of
nervous fibres,
decrease of
axoplasmatic flow.

76. • This is hereditary
illness. In it’s base lies
an blockade of
galactose metabolism.
In organism
intermediate
metabolits accumulate.
• There are two the main
forms of galactosemia
on base of:
 transferase
insufficiency and
galactokinase
insufficiency.

77. Deficit of glucose-1-phosphat
uridyltransferase.
• This enzyme converts galactose-1-phosphate in glucose-1-phosphate.
Attached to it’s insufficiency galactose-1-phosphate and sugar alcohol
of galactose (galactit) accumulates in tissues lens of the eye, liver,
brain, kidneys. Mammal and cow milk contains lactose.
• Therefore the illness symptoms appear with first days of child life.
• Diarrhea, vomiting, dehydrotation occur.
• Liver increases (splenomegalia). Hepatocytes lose ability to conjugate
bilirubine. Children become yellowish.
• Affection of kidneys displays in proteinuria, aminoaciduria and
acidosis.
• For galactosemia cataract is very typical. Their beginnings related to
accumulation of osmotic active galactite in vitreous bodies of eyes.
Galactite absorb in water, and water breaks tissues.
• Dangerous consequences arise in the brain. This foremost is delay of
mental development.
• Mortal end is possible.
• Cure method is diet without galactose.

78. DDeeffiicciitt ooff ggaallaaccttookkiinnaassee..
 AAttttaacchheedd ttoo tthhiiss iillllnneessss
vvaarriiaanntt aa pprroocceessss ooff
pphhoosspphhoorriillaattiioonn ooff ggaallaaccttoossee
iiss bblloocckkeedd,, tthhaatt iiss
ttrraannssffoorrmmaattiioonn ooff ggaallaaccttoossee iinn
ggaallaaccttoossee--11--pphhoosspphhaatt.. IIllllnneessss
ddiissppllaayyss iinn ccaattaarraaccttss..
 OOtthheerr ssyymmppttoommss aarree aabbsseenntt
oorr mmiinnoorr.. CCuurree iiss ddiieett wwiitthhoouutt
ggaallaaccttoossee..

79. GGLLYYCCOOGGEENNOOSSIISS
 TTyyppee ІІ ––GGiirrkkee ddiisseeaassee.. DDeeffiicciitt ooff gglluuccoossoo--66--
pphhoosspphhaattaassee
 TTyyppee ІІІІ ––PPoommppee ddiisseeaassee.. DDeeffiicciitt ooff aacciiddiicc mmaallttaassee
((αα--11,,44--gglluuccoossiiddaassee))
 TTyyppee ІІІІІІ ––CCoorrii ddiisseeaassee,, FFoorrbbss ddiisseeaassee.. DDeeffiicciitt ooff
aammyylloo--11,,66-- gglluuccoossiiddaassee
 TTyyppee ІІVV ––AAnnddeerrssoonn ddiisseeaassee.. DDeeffiicciitt ooff aammyylloo--
11,,44,,11,,66--ttrraannssgglluuccoossiiddaassee
 TTyyppee VV ––MMccAArrddeell ddiisseeaassee DDeeffiicciitt ooff pphhoosspphhoorriillaassee
ooff mmyyooccyytteess
 ТТyyppee VVІІ ––HHeerrss ddiisseeaassee.. DDeeffiicciitt ooff pphhoosspphhoorriillaassiicc
ccoommpplleexx iinn lliivveerr
 ТТyyppee VVІІІІ.. DDeeffiicciitt ooff mmuussccllee pphhoosspphhooffrruuccttookkiinnaassee

80. • Simple carbohydrates deposit in organism as polysaccharides.
• In muscles and liver accumulates glycogen. It consist of 4 % of liver
weight and 2 % of muscles weight.
• Muscles glycogen is used as of ready fuel source for immediate
guaranteeing by energy. Liver – without interruption provides cerebrum
and erythrocytes with glucose .
• Synthesis and splitting of glycogen are exactly adjusted and coordinated
processes. Attached to immediate need in glucose α–cells of pancreas
secret glucagone. It activates adenylatcyclase of hepatic cells.
• Adenilatcyclase stimulates derivation of cAMP. Under action of cAMP
takes place activation of proteinkinase and this enzyme raises activity
glycogenphosphorilase and oppresses activity of glucogensynthase.
Here upon starts intensive glycogenolysis. Supplementary amount of
glucose is secreted in blood.
• In other situation after consuming of carbohydrates in blood
accumulates surplus of glucose. β-cells of pancreas multiply insulin
synthesis. Insulin raises activity of glycogensyntase. Active
glucogenesis starts too. Surplus of glucose reserves in appearance of
glucogen in liver and muscles.
• There are illnesses in base of which is accumulation of glycogen in
organs. They are called ggllyyccooggeennoosseess. All of them are hereditary
enzymopathy. There are seven main types of glycogenoses.

82. Glycogenosis type I – Girke’s disease.
• Girke’s disease cause deficit of
glucose-6-phosphatase. This
enzyme provides 90 % of glucose
which disengages in liver from
glycogen. It play central role in normal
glucose homeostasis. Glucose which
disengages attached to disintegration
of glycogen or is derivated in process
of gluconeogenesis obligatory goes
over stage of glucose-6-phosphate.
• Enzyme glucose-6-phosphatase tears
away a phosphate group from glucose.
There free glucose is formed it goes
out in blood. Attached to Girke’s
disease stage of tearing phosphate
group is blocked. There are no free
glucose hypoglycemia occur.
Hypoglycemia arises. Attached to
Girke’s disease glycogen is deposed in
liver and kidneys.

83. Glycogen Storage Disorders:
• Type 1= Von Gierke’s:
– Shortly after birth: Severe lifethreatening Hypoglycemia
– Lactic acidosis –due to isolated glycolysis of G6Po
– Hyper-uricemia, hhyyppeerr lliippiiddeemmiiaa
– Increased association with epistaxis
– *HHeeppaattoommeeggaallyy
– **AAddvveerrssee rreessppoonnssee ttoo GGlluuccaaggoonn wwiitthh wwoorrsseenniinngg LLaaccttiicc aacciiddoossiiss
• Management requires IV glucose, and then as output,
close NG corn-starch or glucose solution administration
to achieve close to nl glucose homeostasis.
• Frequent snacks and meals. Continuous nighttime
glucose infusions up to the age of 2.

84. Type ІІ glycogenosis – Pompe’s disease.
• Illness is related to
deficit of lysosomal
enzyme – sour
maltase, or α-1,4-
glucosidase.
• This enzyme slits
glycogene to glucose
in digestive vacuoles.
Attached to it’s deficit
glycogen
accumulates at first in
lysosomes and
then in cytosole of
hepatocytes and
myocytes.

85. Type 2- Pompe’s disease:
• Normal Glucose
• Do to an accumulation of
glycogen in lysosomes.
• **Ancient city of Pompeii was destroyed
by Mt. Vesuvius- 79 AD**
• Manifested by massive
Cardiomegaly, Hepatomegaly,
Macroglossia.
• Fatal If results in CHF.
• Limited therapies in Neonatal
Variant.
– Attempts at enzyme replacement
ongoing.

86. Glycogen in the Liver (left stained
to show glycogen, right normal)
Glycogen in Muscle Cells
Type ІІІ glycogenosis –
Cori’s disease,
Forbs’ disease
 This illness is named
limited ecstrinosis. In
it’s base lies a deficit of
amylo-1,6-glucosidase.
 Degradation of
glycogen pauses in
sites of branching.
 Glycogen
accumulates in liver
and muscles. Cure is
diet with big proteins
maintenance.

87. Type ІV glycogenosis –
Anderson’s disease.
• It is called by deficit of amilo-
1,4,1,6-transglucosidase
(branching enzyme).
• As result of this there is derivated
anomalous glycogen with very
long branches and rare points of
branching. It is not exposed to
degradation and accumulates in
liver, heart, kidneys, spleen,
lymphatic nods, skeletal
muscles.

88. • It’s cause is deficit of phosphorilase
of myocytes. Typical pain displays in
muscles after physical loading.
• Glycogene does not slit only in
muscles. Here it accumulates. In liver
mobilization of glycogen comes
normal.

89. • Illness arises as result of insufficiency of
hepatic phosphorilase complex.
• Glycogen accumulates in liver.
• Typical sign is hepatomegalia.

90. • TTyyppee VVІІІІ ggllyyccooggeennoossiiss.. IIllllnneessss
eesssseennccee iiss iinn oopppprreessssiioonn ooff mmuussccllee
pphhoosspphhooffrruuttkkiinnaassee.. SSyymmppttoommss aarree
ssiimmiillaarr ttoo MMccAArrddlleess ddiisseeaassee.

91. 1. ROBBINS BASIC PATHOLOGY / [edited by] Vinay Kumar, Abul K. Abbas, Jon
C. Aster. – 9th ed. – 2013.
2. Kathryn L. McCance . Pathophysiology: the biologic basis for disease in adults
and children / [edited by] Kathryn L. McCance, Sue E. Huether; section editors,
Valentina L. Brashers, Neal S. Rote - 6th ed. – 2010.
3. Copstead Lee-Ellen C. Pathophysiology / Lee-Ellen C. Copstead, Jacquelyn L.
Banasic // Elsevier Inc. – 2010.
4. General and clinical pathophysiology. Edited by prof. A.V. Kubyskin. Simferopol.
– 2011.
5. Pathophysiology, Concepts of Altered Health States, Carol Mattson Porth,
Glenn Matfin.– New York, Milwaukee. – 2009.
6. Essentials of Pathophysiology: Concepts of Altered Health States (Lippincott
Williams & Wilkins), Trade paperback (2003) / Carol Mattson Porth, Kathryn J.
Gaspard. Chapter 32
7. Silbernagl S. Color Atlas of Pathophysiology / S. Silbernagl, F. Lang // Thieme.
Stuttgart. New York. – 2000.
8. Symeonova N.K. Pathophysiology / N.K. Symeonova // Kyiv, AUS medicine
Publishing. – 2010.