Роль гормонів підшлункової залози в забезпеченні підтримання концентрації глюкози в крові

Концентрація глюкози в крові у людини підтримується у відносно вузьких межах – 3,3-5,5 ммоль/л, незважаючи на суттєві відмінності в харчуванні та рівні фізичної активності. Це забезпечує тканини мозку достатньою кількістю глюкози – основного метаболічного субстрату. Підтримання концентрації глюкози в цих вузьких межах регулюється складною системою гормональних факторів, до яких відноситься інсулін, що не тільки запобігає суттєвому зростанню її концентрації в крові, але й забезпечує глюкозою внутрішньоклітинний метаболізм. Серед інших гормонів – глюкагон, кортизол, катехоламіни, гормон росту, відіграють життєво важливу роль у підтриманні необхідної концентрації глюкози в період голодування та її підвищеного споживання.

Інсулін і глюкагон продукуються ендокринними скупченнями клітин у підшлунковій залозі – острівцями Лангерганса, β- та α-клітинами, відповідно. Період півіснування інсуліну в крові становить 6-10 хвилин, проте тривалість біологічного впливу значно більша. Основним стимулятором секреції інсуліну є глюкоза, проте глюкозозалежний механізм виділення інсуліну до кінця не з’ясований. Більш імовірно, що β-клітини розпізнають глюкозу через продукти її метаболізму. Метаболізм глюкози і секреція інсуліну пов’язані таким чином. Глюкоза транспортується в бета-клітини шляхом полегшеної дифузії за допомогою білків-переносників глюкози GLUT 2 (Glucose Transporter). Збільшення концентрації глюкози, що залучається в реакції гліколізу, призводить до збільшення АТФ → закриття К_{АТФ-залежних} каналів плазматичної мембрани (МБ)→ деполяризації МБ → активації потенціал-залежних кальцієвих каналів → ↑ транспорту кальцію в клітину, що стимулює екзоцитоз секреторних гранул. Існує три джерела надходження глюкози в кров. Екзогенне джерело – їжа, що надходить в організм; два інших – ендогенні і пов’язані зі здатністю печінки розщеплювати глікоген (глікогеноліз) і утворювати нові молекули глюкози (глюконеогенез).

Збільшення концентрації глюкози в крові супроводжується нетривалим викидом інсуліну (рання фаза), і, у випадку, якщо рівень глюкози залишається стабільно високим, виділення інсуліну знижується, проте потім поступово зростає (пізня фаза). При стабільно високих концентраціях глюкози виникає тимчасова нечутливість β-клітин до глюкози.

Фактори, що безпосередньо стимулюють виділення інсуліну:

-Компоненти їжі (глюкоза, амінокислоти, жирні кислоти, кетонові тіла).

-Гормони кишково-шлункового тракту (холецистокінін-панкреозимін, гастроінгібуючий пептид тощо).

-Глюкагон.

-Ацетилхолін.

-Гіперкаліємія.

Фактори, що опосередковано стимулюють виділення інсуліну:

- Контрінсулярні гормони (кортизол і СТГ індукують резистентність периферичних клітин до інсуліну, внаслідок чого концентрація глюкози в крові зростає).

Фактори, що пригнічують виділення інсуліну:

-Соматостатин (паракринний ефект, що здатний запобігти надлишковій дії інсуліну).

-Катехоламіни.

-Фізичне навантаження, стрес.

Реалізація численних ефектів інсуліну відбувається тільки після його взаємодії зі специфічним глікопротеїновим рецептором на мембрані клітини, що характеризується високою спорідненістю і специфічністю до цього гормону. Рецептори до інсуліну присутні в більшості тканин, але переважно біологічна активність інсуліну проявляється в печінці, скелетних м’язах і жировій тканині. Головний мозок і еритроцити не потребують інсуліну. Після зв’язування інсуліну з рецептором, частина інсулінорецепторних комплексів переміщується всередину клітини, де вони активують процеси транспорту глюкози і синтезу внутрішньоклітинних білків, вуглеводів і ліпідів.

Інсулін + рецептор → ↑активності тирозинкінази →каскад фосфорилювання і дефосфорилювання серину → кінцеві біологічні ефекти: транспорт глюкози, синтез глікогену, синтез ліпідів, синтез білків, експресія генетичної інформації (схема 1).

Дата добавления: 2015-10-31