Нарушения углеводного обмена. Система гормонов поджелудочной железы, гипофиза и надпочечников
Гормоны щитовидной железы регулируют основные показатели обмена веществ, при этом их влияние на поставку энергии в клетки минимально. За эту функцию отвечает поджелудочная железа. В отличие от всех остальных эндокринных систем, регуляция эндокринной части поджелудочной железы идет не через гипоталамо-гипофизарную систему. Углеводный и жировой обмен регулируется следующим образом:
• сигналами, поступающими из пищеварительного канала (растяжение желудка, состав пищи);
• сигналами, поступающими из кровеносной системы (уровень циркулирующей глюкозы);
• внутриклеточными сигналами (внутриклеточные запасы энергии).
Общая гомеостатическая функция углеводного и жирового обмена — поставка энергии для использования, депонирования и мобилизации запасов энергии во время голода.
Регулирование обмена углеводов и жирных кислот — ключевая функция инсулина и ассоциированных гормонов. Поддержание адекватного уровня глюкозы в крови особенно важно для мозга и скелетных мышц.
Стимуляция инсулиновых рецепторов активирует транспорт глюкозы на клеточных мембранах инсулин-чувствительных тканей. Внутриклеточные механизмы действия инсулина еще до конца не выяснены. Инсулиновые рецепторы расположены на мембранах клеток-мишеней и связаны с тирозинкиназой. Фосфорилирование внутриклеточных киназ изменяет их энзимную активность, приводя к последовательным фосфорилирующим и дефосфорилирующим этапам во внутриклеточной сигнальной цепи. Стимуляция инсулиновых рецепторов ведет к транслокации транспортеров глюкозы из мест эндосомального хранения к мембране клетки и к увеличению поглощения глюкозы. Упорядочивание транспортеров глюкозы в тканях-мишенях важно для панкреатических (3-клеток, регулирующих выработку инсулина для глюкозо-чувствительных механизмов.
Высвобождение инсулина происходит в ответ на такие стимулы, как глюкоза, аминокислоты, гормоны, вырабатываемые в желудочно-кишечном тракте. Эти стимулы ведут к деполяризации (3-клеток в панкреатических островках Лангерганса и Са2+-опосредованному экзоцитозу инсулина в воротную вену. Потенциал мембраны (3-клеток регулируется АТФ-чувствительными калиевыми каналами (Iк(атф)), являющимися мишенью для сульфонамидных гипогликемических средств. Максимально высокая концентрация инсулина — в печени, перед попаданием в системный кровоток.
Инсулин оказывает различные эффекты на энергетический метаболизм, а общий эффект координирует распределение глюкозы, синтез и накопление гликогена и белков. Различные эффекты на метаболизм обусловлены концентрацией.
Подавление формирования кетоновых тел в печени происходит при более низких концентрациях инсулина, чем стимуляция поглощения глюкозы в скелетных мышцах.
Система гормонов поджелудочной железы, гипофиза и надпочечников защищает от гипогликемии. При голодании по мере уменьшения концентрации глюкозы в крови происходит подавление высвобождения инсулина. Если концентрация глюкозы в плазме падает ниже критического уровня, начинаются множественные нейрогормональные изменения:
• высвобождение поджелудочного глюкагона;
• активация симпатической нервной системы;
• гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковое высвобождение гормона роста, кортизола и эпинефрина.
Эти регуляторные процессы увеличивают гликогенолиз и подавляют высвобождение инсулина. Симптомы гипогликемии (нервозность, тахикардия, дрожь, потоотделение) появляются в результате активности симпатической нервной системы. Отсутствие регулирования, как это наблюдается при избытке инсулина и пангипопитуитаризме, приводит к недостаточному уровню глюкозы в головном мозге, что ведет к коме. Соматостатин, синтезируемый в панкреатических 8-клетках, подавляет высвобождение как инсулина, так и иных регулирующих гликемию гормонов.
