25. Инсулин и глюкогон, строение. Роль. Мех-м действия.

Глюкагон - представляет собой полипептид, включающий 29 аминокислот с молекулярной массой 3,5 кДа и периодом полураспада 3-6 мин. Место образования: α-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы.

Классификация:

- по месту синтеза – гормон эндокринной части поджелудочной железы железы;

- по хим.строению – белково-пептидный гормон;

- по биол.функциям – регулируют обмен белков, углеводов, жиров;

- по механизму действия – аденилатциклазный. Связываясь с рецепторами клетки, глюкагон повышает содержание цАМФ (передатчик импульса), в печени это приводит к активации фосфорилазы и мобилизации глюкогена и снижению активности гликогенсинтазы. Происходит снижение активности гликолиза за счет фосфорилирования пируваткиназы и происходит повышение активности глюконеогенеза за счет образования ферментов глюкозо-6-фосфатазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы. В жировой ткани благодаря специфическим ферментам воздействует на ТАГ-липазу и усиливает липолиз (экономя глюкозу для мозга(!)).

Регуляция синтеза и секреции

Уменьшается количество гормона при повышении концентрации глюкозы в крови.

Биохим.эффекты:

Конечным эффектом является повышение концентрации глюкозы и жирных кислот в крови.

Жировая ткань * повышает активность внутриклеточной гормон-чувствительной ТАГ-липазы и, соответственно, стимулирует липолиз.

Печень * активация глюконеогенеза и гликогенолиза, * за счет повышенного поступления жирных кислот из жировой ткани усиливает кетогенез.

2. Инсулин - представляет собой полипептид из 51 аминокислоты, массой 5,7 кД, состоящий из двух цепей А и В, связанных между собой дисульфидными мостиками. Место образования: β-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы.

Классификация:

- по месту синтеза – гормон эндокринной части поджелудочной железы железы;

- по хим.строению – белково-пептидный гормон;

- по биол.функциям – регулируют обмен белков, углеводов, жиров;

- по механизму действия – гормон связывается с рецепторами на поверхности клетки. Весь комплекс биохимических последствий взаимодействия инсулина и рецептора ещё до конца не вполне ясен, однако известно, что на промежуточном этапе происходит образование вторичных посредников: диацилглицеролов и инозитолтрифосфата, одним из эффектов которых является активация фермента — протеинкиназы С, с фосфорилирующим (и активирующим) действием которой на ферменты и связаны изменения во внутриклеточном обмене веществ.

Рецепторы для инсулина находятся в основном в печени, мышцах и жировой ткани. Они состоят из 2-х α-субъединиц, расположенных вне клетки и являющимися распознающей частью, и 2-х β-субъединиц, которые прошивают клеточную мембрану насквозь и обладают тирозинкиназной активностью. Инсулин связывается с α-субъединицами, повышает активность тирозинкиназы β-субъединиц, что приводит к фосфорилированию белков внутри клетки: белков, транспортирующих глюкозу, белков, транспортирующих ионы калия и фосфатов в клетку , гексокиназы, гликогенсинтетазы и других, что приводит к изменению обменных процессов. Затем комплекс инсулина с рецептором проникает в клетку, где распадается. Рецептор вновь встраивается в мембрану, а инсулин способствует поглощению аминокислот клетками, активирует функции рибосомного белка, затем переваривается лизосомами.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют синтез и секрецию:

* глюкоза крови – главный регулятор, пороговая концентрация для секреции инсулина – 5,5 ммоль/л,

* жирные кислоты и аминокислоты,

* влияния n.vagus – находится под контролем гипоталамуса, активность которого определяется концентрацией глюкозы крови,

* гормоны ЖКТ: холецистокинин, секретин, гастрин, энтероглюкагон, желудочный ингибирующий полипептид,

* хроническое воздействие гормона роста, глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов.

Биохим.эффекты:

Влияние инсулина на углеводный обмен:

* увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы;

* индуцирует синтез глюкокиназы, тем самым ускоряет фосфорилирование глюкозы в клетке;

* повышает активность и количество ключевых ферментов гликолиза (фосфофруктокиназы, пируваткиназы);

* стимулирует синтез гликогена за счет активации гликогенсинтазы и уменьшает распад гликогена;

* ингибирует глюконеогенез, подавляя синтез ключевых ферментов глюконеогенеза;

* повышает активность пентозофосфатного пути.

Общий результат стимуляции этих процессов – снижение концентрации глюкозы в крови. Около 50% глюкозы используется в процессе гликолиза, 30-40 % превращается в липиды и около 10 % накапливается в форме гликогена.

Влияние инсулина на метаболизм липидов:

* ингибирует липолиз (распад триацилглицеролов) в жировой ткани и печени;

* стимулирует синтез триацилглицеролов в жировой ткани;

* активирует синтез жирных кислот;

* в печени ингибирует синтез кетоновых тел.

Влияние инсулина на метаболизм белков:

* стимулирует транспорт аминокислот в клетки мышц, печени;

* активирует синтез белков в печени, мышцах, сердце и уменьшает их распад;

* стимулирует пролиферацию и число клеток в культуре и, вероятно, может участвовать в регуляции роста in vivo.

Гипофункция поджелудочной железы

При недостаточной секреции инсулина развивается сахарный диабет. Выделяют два типа сахарного диабета: инсулинзависимый (тип I) и инсулиннезависимый (тип II).

Инсулинзависимый сахарный диабет (у 10% больных) – заболевание, вызываемое разрушением β-клеток островков Лангерганса. Характеризуется абсолютным дефицитом инсулина.

Инсулиннезависимый сахарный диабет (у 90% больных) развивается чаще всего у тучных людей. Основная причина – снижение чувствительности рецепторов к инсулину, повышенная скорость катаболизма инсулина, нарушение регуляции секреции гормона. При этом уровень инсулина в крови – в норме. Факторы риска развития заболевания – генетическая предрасположенность, ожирение, гиподинамия, стресс.

Симптомы сахарного диабета: гипергликемия – повышение концентрации глюкозы в крови; глюкозурия – выведение глюкозы с мочой; кетонемия – повышение в крови концентрации кетоновых тел; кетонурия – выведение кетоновых тел с мочой; полиурия – возрастает суточный диурез (в среднем до 3-4 л).

Накопление кетоновых тел снижает буферную емкость крови, что приводит к ацидозу. Активируются катаболические процессы: распад белков, липидов, гликогена; повышается концентрация в крови аминокислот, жирных кислот, липопротеинов.