Гормоны поджелудочной железы (ПЖ)

ПЖ обладает и экзокринной и эндокринной функцией. В островках Лангерганса находятся клетки А, B, D, F. Инсулин - 70% - B-клетки; глюкагон - 25%- А-клетки; соматостатин - около 5% - D-клетки; панкреатический полипептид (PP)– следы - F- клетки.

 

Инсулин – это полипептид, состоящий из 51 АК. Состоит из двух полипептидных цепей: А и B-цепи. Эти цепи соединяются дисульфидными мостиками. [рис. 2-х цепей. А-цепь на левом (N-конце) завершается ГЛИ, на правом (С-конце) – АСП, 21 АК; В-цепь слева ФЕН, справа ТРЕ, 30 АК. 2 дисульфидных мостика]

Инсулин синтезируется в виде проинсулина, который состоит из 84 АК - синтезируется в виде 1 полипептидной цепи. При превращении проинсулина в инсулин отщепляется С-цепь из 33 АК (проинсулин®инсулин+С-пептид).

Клетки-мишени - мышечная ткань, печень, жировая ткань. Рецепторы к инсулину находятся на поверхности клеток. Рецепторы могут подвергаться интернализации, т.е. проникать внутрь мембраны комплексов «инсулин- рецептор», что приводит к разрушению путем эндоцитоза. Это объясняется снижением чувствительности клеток организма к инсулину при ожирении, т.к. количество рецепторов снижается и возникает устойчивость к инсулину. Внутриклеточный медиатор к инсулину не известен. Инсулиновые рецепторы являются ферментами и повышают активность фосфодиэстеразы и снижают уровень цАМФ.

Влияние инсулина на метаболизм:

1. углеводный обмен:

- снижение уровня глюкозы;

- повышение транспорта глюкозы через мембрану мышц и жировую ткань, без повышения специфических переносчиков глюкозы в печень.

- в печени активируется глюкокиназа, т.е. глюкоза®(над стрелкой инсулин) глюкозо-6-фосфат;

- инсулин повышает интенсивность утилизации глюкозы - гликолиз;

- активирует гликогенсинтазу, повышая синтез гликогена;

- снижает активность глюкозо-6-фосфатазы, т.е. глюкоза не выходит из печени;

- инсулин ингибирует глюконеогенез.

Т.е. инсулин стимулирует усвоение глюкозы организмом. 30-40% глюкозы превращается в жиры, 50% идет на гликолиз, а 10% превращается в гликоген.

2. липидный обмен:

- стимулирует липогенез;

- ингибирует липолиз.

3. белковый обмен:

- повышает синтез белка;

- ингибирует распад белка;

- стимулирует транспорт АК в клетки;

- повышает транскрипцию мРНК;

- повышает пролиферацию клеток, усиливая факторы роста фибробластов, тромбоцитарного фактора роста и фактора роста эпидермиса.

 

Дефицит инсулина – гипосекреция - развитие сахарного диабета. Есть 2 вида сахарного диабета:

1. недостаток инсулина - инсулинзависимый сахарный диабет - 10% (ИНЗСХ) - нарушение секреции инсулина в следствие генетических нарушений или поражение поджелудочной железы;

2. устойчивость к действию инсулина - инсулиннезависимиый сахарный диабет - 90% (ИнНСД)- снижение количества рецепторов к инсулину за счет интернализации рецепторов. Наблюдается при ожирении и повышенном потреблении сахара.

Клинические проявления одинаковы:

- гипергликемия - в клетках углеводное голодание, распад белков и жиров, стимуляция глюконеогенеза;

- глюкозурия – содержание глюкозы в крови больше 10 ммоль/л;

- полиурия;

- полидипсия - избыточное потребление воды;

- полифагия - повышенный голод;

- кетоз;

- ацидоз (кетоацидоз);

- диабетическая кома.

 

 

Глюкагон – это полипептид, состоящий из 29 АК. Синтезируется в А-клетках поджелудочной железы. Клетки-мишени - печень. Рецепторы к глюкагону находятся на поверхности клетки, посредник - цАМФ. Глюкагон повышает уровень цАМФ, следовательно увеличивается протеинкиназа® увеличивается количество фосфорилазы-В® увеличивается количество фосфорилазы-А, которая действует на превращение гликогена в глюкозу.

Эти процессы активизируются в печени. Глюкагон повышает глюконеогенез, липолиз.

 

Панкреатический полипептид - функции неизвестны.

 

Инсулиноподобные факторы роста (ИФР) - не образуются в ПЖ, но близки по строению и функции к инсулину и влияют на рост и пролиферацию клеток. ИФР больше действуют на синтез белка и пролиферацию.

 

Соматостатин - образуется в гипоталамусе и в D-клетках ПЖ, а также в ЖКТ. Подавляет секрецию других гормонов ПЖ, т.е. обладает паракринным эффектом. Снижает секрецию гастрина в желудке, опорожнение желудка, снижает всасывание углеводов.

 

Гормоны коры и мозгового вещества надпочечников

Гормоны мозгового слоя - адреналин и норадреналин - производные тирозина. [схема образования: тирозин ® (оксигеназа, 1/2О₂)диоксифенилаланин ® (декарбоксилаза, -СО₂)дофамин ® (+О₂)норадреналин ® (+СН₃)адреналин].

Органы-мишени - печень, скелетные мышцы, сердечная мышца, слюнные железы, матка.

Механизм: через аденилатциклазную систему. Увеличивается цАМФ ® увеличение протеинкиназы ® увеличение фосфорилирования. Фосфорилазы действуют на превращение гликогена в глюкозу.

Адреналин действует и в печени, и в мышцах, вследствие чего повышается содержание глюкозы в крови, повышается содержания молочной кислоты. Адреналин повышает потребление кислорода, увеличивает липолиз, что приводит к росту количества свободных жирных кислот в крови. Повышает кровяное давление, частоту сердечных сокращений. Адреналин действует на a₁, a₂, b₁ и b₂-адренорецепторы. Если гормоны связаны с b-рецепторами, то происходит активация цАМФ, если с a-рецепторами - ингибирование цАМФ.

 

Гормоны коркового вещества надпочечников (кортикостероиды).

Известно более 30 гормонов-стероидов, т.е. производные циклопентанпергидрофенантрена:

1. глюкокортикоиды - оказывают влияние на углеводный обмен;

2. минералокортикоиды - на минеральный обмен;

3. половые гормоны.

Глюкокортикоиды: кортикостерон, кортизол (самый активный в организме человека), кортизон.

Клетки-мишени для глюкокортикоидов - печень, почки, лимфоидная ткань, соединительная ткань, мышцы.

Рецепторы находятся в цитозоле, проходят через мембрану и действуют на ген. Гормон ® ген ® белок.

Влияние на обмен веществ:

1. активация глюконеогенеза;

2. повышение уровня глюкозы в крови;

3. повышение синтеза гликогена в печени;

4. стимулируют липолиз в области конечностей и липогенез в области туловища и лица;

5. повышение окисления жирных кислот;

6. повышение образования кетоновых тел;

7. в печени увеличивается синтез белка, в мышцах, лимфоидной, соединительной тканях увеличивается распад белка;

8. противовоспалительное действие, вызывают инволюцию лимфоидной ткани;

9 антиаллергический эффект, подавляют образование антител;

10. подавление синтеза белка в соединительной ткани, задержка образования рубцов и спаек.

Использование глюкокортикоидов в клинике - противовоспалительные, при трансплантации органов для снижения образования рубцов и спаек.

Глюкокортикоиды влияют и на минеральный обмен, но в меньшей степени.

 

Минералокортикоиды:

- диоксикортикостерон;

- альдостерон.

Клетки-мишени - дистальные канальцы почек. Рецепторы находятся внутри клеток – цитозольные рецепторы. Влияют на синтез белков, транспорт натрия через мембраны, т.е. повышают реабсорбцию натрия и хлоридов из первичной мочи, задерживая натрий в организме. Влияют на углеводный обмен, как и гипоталамус, но в меньшей степени.

Гипофункция коры надпочечников - болезнь Адиссона (бронзовая болезнь). Снижается устойчивость организма к стрессам, гипогликемия, потеря натрия и накопление калия, гипотония, мышечная слабость, утомляемость, повышение пигментации кожи, возможна гибель из-за нарушения водно-солевого обмена.

Гиперфункция - синдром Иценко-Кушинга.

 

Гормоны половых желез

Гонады - яйчники и семенники - железы смешанного типа. По химической природе их гормоны - стероиды. Андрогены (мужские) синтезируются в семенниках и коре надпочечников. Эстрогены (женские) - в яичниках и коре надпочечников. Синтезируются из холестерола, который образуется из Ац-КоА. Ац-КоА® холестерол® прегненолон ®прогестерон ®кортикостероиды. Из прогестерона также образуются андрогены (тестостерон), а из них - эстрогены.

Эстрогены: эстрадиол, эстрон (образуется из эстрадиола в плаценте), эстриол, прогестерон.

Андрогены: тестостерон, андростерон (образуется из тестостерона).

Органы-мишени для эстрадиолов - матка и молочные железы, для андрогенов - простата, семенные пузырьки, мышцы.

Механизм действия – цитозольный - гормоны соединяются с цитозольными рецепторами и действуют на ген.

Основной эффект - синтез специальных белков репродуктивной системы.

 

Влияние на обмен веществ.

Эстрогены:

1. синтезируют специфические белки;

2. обуславливают положительный азотистый баланс;

3. активируют пентозный цикл;

4. препятствуют накоплению липидов в жировой ткани и печени.

Эстрогены имеют цикличность секреции: в фолликулярной фазе синтезируются эстрогены, в лютеиновой фазе - прогестерон.

 

Андрогены:

1. синтезируют специальные белки половой сферы;

2. стимулируют синтез мышечных белков;

3. стимулируют синтез белков печени и почек;

4. ускоряют развитие костной ткани;

5. ускоряют аэробное окисление;

6. обладают анаболическим эффектом;

7. влияют на развитие половых органов, вторичных половых признаков, половое влечение.

 

Витамины

К концу XIX века сложились представления, что основными компонентами пищи являются белки, жиры, углеводы и минеральные вещества. Но ряд наблюдений указывал на недостаточность только этих групп питательных веществ. (Напр., Лунин, 1880: при кормлении одной группы мышей естественными продуктами, а другой – белками, жирами, углеводами, полученными из этих же продуктов, гибель мышей во второй группе была значительно выше.)

В 1911 г. польский ученый Функ выделил в рисовых отрубях соединение, содержавшее аминогруппу, которое было необходимо для нормальной жизнедеятельности. Он назвал его витамином (от лат. vitae amine – амин жизни).

Витамины – это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых в организме ограничен или отсутствует.

Отличительные признаки витаминов:

1) витамины не выполняют пластических функций;

2) витамины не играют энергетической роли (т.е. не используются как источник энергии);

3) витамины не синтезируются в организме или синтезируются в недостаточных количествах;

4) дефицит витаминов вызывает специфические нарушения обмена веществ с характерными клиническими проявлениями;

5) выполняют специфические функции, которые невозможно заменить другими органическими соединениями;

6) витамины необходимы в миллиграммах или микрограммах в сутки (!).

 

Классификация витаминов

Принята классификация по растворимости:

1) жирорастворимые (A, D, E, K);

2) водорастворимые (все остальные: В_, С, Р, Н);

3) витаминоподобные вещества – синтезируются в организме, но в недостаточном количестве (парааминобензойная к-та, коэнзим Q, холин, инозит, пангамовая к-та).

Номенклатура витаминов представлена химическим названием и буквенным обозначением.

Напр., витамин А – ретинол, витамин РР – никотинамид или никотиновая кислота, витамин В6 – пиридоксин, пиридоксаль или пиридоксамин.

Также существует клиническое название витамина, которое состоит из названия патологического проявления недостатка витамина с приставкой анти-.

(напр., витамин А – антиксерофтальмический витамин, витамин D – антирахитический витамин).

Жирорастворимые витамины могут откладываться в печени в виде резервов (A, D, K), витамин Е может накапливаться в жировой ткани. Так как эти витамины нерастворимы в воде, то они не могут свободно проникать в кровь и выводиться с мочой. При избыточном поступлении этих витаминов могут развиваться токсические эффекты (в основном, витамина А и D).

Водорастворимые витамины выводятся с мочой, поэтому их избытка не наблюдается. Возможен небольшой резерв фолиевой к-ты и витамина В12 в печени. Токсические эффекты не наблюдаются.