В норме уровень глюкозы в цельной крови 3,3-5,5 ммоль/л (в артериальной выше на 0,25 ммоль/л, чем в венозной), в сыворотке и плазме крови натощак 3,8-6,1 ммоль/л. У детей до 5 лет уровень глюкозы на 10-15 % ниже, чем у взрослых. В норме уровень глюкозы не снижается ниже 2,5 ммоль/л и не повышается выше 8 ммоль/л.
Выделяют несколько типов регуляции уровня глюкозы в крови:
· Субстратная – заключается в том, что при уровне глюкозы 5,5-5,8 ммоль/л уровень её потребления тканями равен уровню продукции печенью. При концентрации меньше 5,5-5,8 ммоль/л печень поставляет глюкозу в кровь, а при концентрации больше 5,5-5,8 ммоль/л наоборот активирует синтез гликогена.
· Нервная – возбуждение симпатических нервных волокон, при уменьшении уровня глюкозы в крови, приводит к освобождению адреналина из надпочечников. Раздражение парасимпатических нервных волокон, при увеличении уровня глюкозы, сопровождается усилением выделения инсулина из поджелудочной железы.
· Почечная – в норме глюкоза фильтруется и реабсорбируется почками полностью. Т.е. в норме её нет в моче. Концентрация глюкозы 8,8-9,9 ммоль/л называют почечным порогом, т.к. она при концентрации выше этого уровня начинает выделяться с мочой.
· Гормональная - осуществляется рядом гормонов: инсулин – понижает уровень глюкозы в крови, остальные гормоны повышают – адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, гормоны щитовидной железы, СТГ, АКТГ.
Инсулин -полипептид, состоит из 2 цепей: А-цепь содержит 21 аминокислоту, В-цепь – 30 аминокислот. Цепи соединены между собой дисульфидными мостиками. Синтезируется инсулин в виде профермента в бетта-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. В крови находится в свободном состоянии или в связанном с белками плазмы.
Секреция инсулина стимулируется: гипергликемией, глюкагоном, желудочно-кишечным инсулинотропным полипептидным гормоном ЖИП, аминокислотами, свободными жирными кислотами, раздражением вагуса.
Клетки-мишени для свободного инсулина: гепатоциты печени, клетки скелетных мышц; для связанного – апотоциты жировой ткани. Инсулин не действует на нервную ткань, т.к. там нет клеток-мишеней. Механизм действия инсулина на клетки – мембранно-внутриклеточный. Инсулин действует 20 минут.
Действие инсулина на организм:
1. Влияет на обмен углеводов:
· Ускоряет и активирует следующие процессы: транспорт глюкозы в клетки, гликолиз, цикл Кребса, процесс синтеза гликогена, пентозный цикл.
· Ингибирует распад гликогена и глюконеогенез.
В результате: инсулин снижает уровень глюкозы в крови.
2. Влияет на обмен липидов:
· Активирует биосинтез ВЖК, ТАГ, липопротеидов.
· Ингибирует распад ВЖК, распад ТАГ, кетогенез (образование кетоновых тел).
3. Влияние на обмен белков:
· Повышает проницаемость аминокислот в клетки.
· Усиливает биосинтез белка.
· Снижает концентрацию аминокислот в крови.
В результате: инсулин оказывает анаболическое действие на обмены липидов и белков.
4. Влияние на водно-минеральный обмен:
· Усиливает работу натрий-калиевого насоса, поэтому возрастает проницаемость ионов калия в клетку.
Инсулин обезвреживается в гепатоцитах печени под влиянием 2 ферментных систем: глютатион-инсулин-трансдегидрогеназы и инсулин-протеазы (инсулиназы), затем выводится с мочой.
Глюкагон – полипептид, состоящий из 29 аминокислот, секретируется альфа-клетками островков Ларгенганса. Секреция снижается при повышении уровня глюкозы в крови. Его действие в основном противоположно действию инсулина.
Клетки-мишени – гепатоциты печени и адипоциты жировой ткани. В скелетных мышцах нет клеток-мишеней. Механизм действия инсулина на клетки – мембранно-внутриклеточный.
Действие глюкагона на организм:
1. Влияние на обмен углеводов:
· Ингибирует гликолиз, биосинтез гликогена и цикл Кребса.
· Активирует глюконеогенез, распад гликолгена.
В результате: под влиянием глюкагона повышается уровень глюкозы в крови.
2. Влияние на обмен липидов:
· Активирует распад ТАГ, ВЖК, биосинтез кетоновых тел в печени.
· Ингибирует биосинтез ВЖК, ТАГ.
В результате: глюкагон оказывает катаболическое действие на обмен липидов.
Адреналин – гормон мозгового слоя надпочечников, синтезируется в ответ на состояние физического или нервного стрессов. Секреция его не зависит от концентрации глюкозы в крови. Синтезируется из аминокислоты тирозина.
Клетками-мишенями являются клетки скелетных мышц, печени, сердца, сердечно-сосудистой системы и жировой ткани. Механизм действия – мембранно-внутриклеточный.
Действие адреналина на организм:
1. Влияет на обмен углеводов (прежде всего в скелетных мышцах, а за тем в печени):
· Усиливает гликолиз, глюконеогенез, распад гликогена.
· Ингибирует биосинтез гликогена.
В результате: адреналин повышает уровень глюкозы в крови.
2. Влияние на обмен липидов:
· Усиливает распад ТАГ, ВЖК.
· Повышает содержание ВЖК, холестерина, фосфолипидов в крови.
3. Адреналин подавляет секрецию инсулина и активирует выработку глюкагона.
Обезвреживается адреналин в гепатоцитах печени под влиянием ферментов моноаминооксидазы и катехол-О-метил-трансферазы. 5% адреналина выделяется с мочой в виде безвредных соединений, а 5 % выделяется в неизменном виде.
Глюкокортикоиды синтезируются в корковом слое надпочечников, относятся к стероидным гормонам.
Транспортируются по крови в виде транскортина – комплекс с альфа-глобулинами. Гормональное действие оказывают только в свободном виде. Механизм действия – цитозольный.
Клетки-мишени – печень, мышцы, жировая ткань, лимфоидная ткань, соединительная ткань, клетки ЦНС. Вырабатываются под воздействием физических и эмоциональных стрессов, а также под действием эндогенного ритма человека (сон – бодрствование, питание – голод).
Действие глюкокортикоидов на организм:
1. Влияние на обмен углеводов:
· В печени активирует биосинтез гликогена, глюконеогенез; ингибирует распад гликогена, гликолиз.
· В скелетных мышцах, жировой, соединительной и лимфатической ткани – активирует распад гликогена, гликолиз; ингибирует биосинтез гликогена.
Таким образом: глюкокортикоиды на печень оказывают анаболическое действие, а на скелетные мышцы, жировую, соединительную и лимфатическую ткань – катаболическое. Концентрация глюкозы в крови при этом возрастает.
2. Влияние на обмен белков:
· В скелетных мышцах, лимфоидной и соединительной тканях подавляют биосинтез белков, усиливают протеолиз белков и выход аминокислот в кровь.
· В соединительной и костной тканях тормозят биосинтез коллагена и фибринонектина.
· Снижают синтез иммуноглобулинов, биосинтез коллагена и фибринонектина.
· Обладают противовоспалительным и антиаллергическим действием.
3. Влияние на обмен липидов:
· Снижается биосинтез ТАГ в жировом депо.
· Увеличивается концентрация ВЖК в крови.
· Активируется распад ВЖК, образование кетоновых тел в печени.
· В конечностях человека активируется распад ТАГ.
· В верхней части туловища и на лице активируется биосинтез ТАГ.
Гормоны щитовидной железы:
1. Усиливают скорость утилизации глюкозы, ускоряют её всасывание в кишечнике.
2. Активируют инсулиназу.
3. Повышают основной обмен, в том числе окисление глюкозы.
4. ТТГ оказывает метаболические эффекты через стимуляцию щитовидной железы.
Соматотропный гормон СТГ:
1. Увеличивает уровень глюкозы в крови.
2. В жировой ткани усиливает липолитический эффект.
Адренокортикотропный гормон АКТГ: прямо и через стимуляцию освобождения глюкокортикоидов вызывает повышение уровня глюкозы в крови.
