Гормони підшлункової залози та шлунково-кишкового тракту
Будова. Є поліпептидом з 51 амінокислоти, масою 5,7 кД, що складається з двох ланцюгів А і В, пов'язаних між собою дисульфідними містками. Синтез. Синтезується у клітинах підшлункової залози у вигляді проінсуліну, у цьому виді він упаковується в секреторні гранули і вже тут утворюється інсулін та С-пептид.
Освіті та секреції інсуліну сприяють: · підвищення рівня глюкози в крові, · прийом їжі, причому не тільки глюкози або вуглеводів, · амінокислоти, особливо лейцин та аргінін, · деякі гормони гастроентеропанкреатичної системи: холецистокінін, ГІП, ГПП також такі гормони, як глюкагон, АКТГ, СТГ, естрогени та ін; · препарати сульфонілсечовини; · підвищення рівня калію або кальцію, вільних жирних кислот у плазмі крові. . Знижується секреція інсуліну під впливом соматостатину. . Бета-клітини також під впливом автономної нервової системи: ♦ парасимпатична частина (холінергічні закінчення блукаючого нерва) стимулює виділення інсуліну ♦ симпатична частина (активація α 2-адренорецепторів) пригнічує виділення інсуліну.
У крові інсулін може бути у двох формах: вільної та зв'язної.Органи-мішені вільного інсуліну: печінка, скелетна мускулатура, кишечник; зв'язкового – жирова тканина. Найбільшою мірою від інсуліну залежить транспорт глюкози у двох типах тканин: м'язова тканина (міоцити) та жирова тканина (адипоцити) – це т.зв. інсулінозалежні тканини. Вони разом становлять майже 2/3 усієї клітинної маси людського тіла. Головний мозок - інсуліннезалежний У крові інсулінтранспортується за допомогою білків крові (альбумінів,глобулінів).
Механізм рецепції мембранний інсуліну. Він здійснює свою дію на клітину-мішень через рецептор білок. Інсуліновий рецептор являє собою складний інтегральний білок клітинної мембрани, побудований з 2 субодиниць (a і b), причому кожна з них утворена двома поліпептидними ланцюжками. Інсулін з високою специфічністю зв'язується та розпізнається а-субодиницею рецептора, яка при приєднанні гормону змінює свою конформацію. Це призводить до появи тирозинкіназної активності у субодиниці b, що запускає розгалужену ланцюг реакцій активації ферментів, яка починається з аутофосфорилування рецептора. На проміжному етапі відбувається утворення вторинних посередників: діацилгліцеролів та інозитолтрифосфату, одним з ефектів яких є активація ферменту - протеїнкінази С, з фосфорилюючою (і11 активуючою) дією якої на ферменти і пов'язані зміни у внутрішньоклітинному обміні речовин. Посилення надходження глюкози в клітини-мішені пов'язане з активуючою дією посередників інсуліну на включення в клітинну мембрану цитоплазматичних везикул, що містять білок-переносник глюкози GLUT 4. Комплекс інсулін-рецептор після утворення занурюється в цитозоль і надалі руйнується. Причому деградацію піддається лише залишок інсуліну, а звільнений рецептор транспортується назад до мембрани і знову вбудовується в неї.
Біологічна роль інсуліну І.Вплив на обмін вуглеводів: 1. Забезпечує надходження глюкози до клітин
2. Активує гліколіз – дихотомічний розпад глюкози, підвищуючи активність глюкокінази, гексокінази, фосфофруктокінази, піруваткінази. 3. Активує цикл трикарбонових кислот, оскільки збільшує активність піруватдегідрогеназного та α –кетоглутаратдегідрогеназних комплексів. 4. Активує процес біосинтезу глікогену, оскільки збільшує активність гексокінази, глюкокінази, глікогенсинтази. 5. Активує пентозофосфатний шлях розпаду глюкози, оскільки збільшує активність глюкозо – 6 – фосфатдегідрогенази. 6. Інгібує розпад глікогену, т.к. активація фосфодіестерази призводить до руйнування ц-АМФ та інактивації через ряд ферментів глікогенфосфорилази.12 7. Інгібує глюконеогенез, знижуючи активність трьох ферментів обхідних реакцій: піруваткарбоксилази, фосфоенолпіруваткарбоксикінази та фруктозо-1, В результаті інсулін знижує рівень глюкози у крові. Інсулін - єдиний гіпоглікемічний гормон.
ІІ.Вплив на обмін ліпідів. 1. Активує біосинтез вищих жирних кислот. субстрату - ацетил-КоА, який витрачається в ЦТК.Загалом інсулін робить на обмін ліпідів анаболічний ефект.
ІІІ.Вплив на обмін білків:Загалом інсулін робить на обмін білків анаболічний ефект.
***Порушення секреції інсуліну внаслідок деструкції бета-клітин – абсолютна недостатність інсуліну – є ключовою ланкою патогенезу цукрового діабету 1-го типу. Порушення дії інсуліну на тканині – відносна інсулінова недостатність – має важливе місце у розвитку цукрового діабету 2-го типу.
Глюкагон синтезується в основному А - клітинами панкреатичних острівців підшлункової залози, а також рядом клітин кишечника. Глюкагон синтезується як великого попередника.Проглюкагон активується у глюкагон шляхом часткового протеолізу. Глюкагон являє собою лінійно розташований поліпептидний ланцюг, до складу якого входять 29 амінокислот.
У механізмі дії глюкагону первинним є зв'язування зі специфічними рецепторами мембран клітин, що глюкагон діє на аденілатциклазну систему, що складається з трьох частин: . Гормон взаємодіє з рецептором, внаслідок чого змінюється конформація рецептора, що веде до зміни конформації N – білка, який з використанням енергії ГТФ або ГМФ активує фермент – аденілатциклазу (АДЦ). АДЦ починає напрацьовувати з АТФ 3,5АМФ – циклічну, яка активує протеїнкіназу та перетворюється на активну, при цьому починають запускатися механізми фосфорилювання. Органи – мішені для глюкагону: ♦печінка, ♦міокард, ♦жирова тканина, ♦скелетна мускулатура
Ефекти глюкагону протилежні ефектам інсуліну: інсулін сприяє запасанню енергії, стимулюючи глікогенез, ліпогенез та синтез білка, а глюкагон, стимулюючи глікогеноліз та ліполіз, викликає швидку мобілізацію джерел потенційної енергії з утворенням глюкози та жирних кислот відповідно. 2. Основна мета глюкагону - печінка: ♦ активуючи фосфорилазу прискорює розпад глікогену, ♦ одночасно інгібуючи глікогенсинтетазу гальмує утворення глікогену, ♦ активно стимулює глюконеогенезу; Сумарний ефект глюкагону в печінці зводиться до підвищеного утворення глюкози. Оскільки більша її частина залишає печінку, концентрація глюкози в крові під впливом глюкагону підвищується. Усі дії глюкагону спрямовані на швидке збільшення кількості глюкози у крові.
Взаємозв'язок обміну білків, жирів та вуглеводів.Концентрація основних метаболітів: межі змін у нормі та при патології. Пункти взаємозв'язків метаболізму глюкози та ліпідів, вуглеводів та амінокислот, амінокислот та ліпідів. Значення у цих процесах циклу трикарбонових кислот, пентозофосфатного шляху, глюконеогенезу.