Белковый обмен.
Белки в организме также являются источником энергии. Они содержатся главным образом в мышцах и их количество составляет в организме здорового человека массой 70 кг около 6000 г, что соответствует 24 000 ккал. Циркуляция их в крови в виде аминокислот незначительна и составляет всего 6 г, или 24 ккал.
По воздействию на белковый обмен все гормоны можно разделить на две большие группы: 1) гормоны, первичное действие которых – стимуляция процессов транскрипции – проявляется в ядре клетки (стероидные и тироидные гормоны); 2) гормоны, стимулирующие процессы трансляции, происходящие в цитоплазме клетки.
Анаболическое действие инсулина заключается в ускорении проникновения аминокислот через мембрану клетки и включения их в белки, что вызывает снижение уровня аминокислот в крови. Это действие инсулина не зависит от синтеза РНК. и не угнетается актиномицином. Инсулин снижает активность аминотрансфераз и ферментов цикла мочевины. Последний эффект инсулина характеризуется повышением активности РНК-полимеразы и концентрации РНК в печени. При этом увеличивается скорость образования полисом и рибосом.
Действие инсулина на синтез белка в печени противоположно действию глюкагона, который усиливает катаболизм аминокислот и мобилизует их для процессов глюконеогенеза.
Основным эффектом действия гормона роста является стимуляция анаболичесих процессов, чем и обусловливается ускорение роста скелета при гиперсекреции этого гормона. Он, так же как инсулин, стимулирует транспорт аминокислот и их включение рибосомами в белки, повышает скорость образования полисом и рибосом, активность РНК-полимеразы, увеличивает количество РНК в клетках, что сопровождается повышением скорости синтеза белков. Гормон роста угнетает активность ферментов, разрушающих аминокислоты, повышает уровень инсулиноподобных факторов роста I и II (ИФР I и II) в сыворотке крови, стимулирует синтез коллагена в костях, коже, других органах и тканях организма.
Тиреоидные гормоны не влияют на транспорт аминокислот. Под действием этих гормонов возрастает активность ферментов, в том числе глицеролфосфатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, цитохрома С, NAD-изолимонной дегидрогеназы, а также РНК-полимеразы и увеличивается синтез РНК (включая м-РНК).
Под влиянием эстрогенов увеличивается содержание РНК, что приводит к усилению синтеза белка.
Андрогены оказывают на белковый обмен такое же действие, как и эстрогены. Кроме того, тестостерон и другие андрогены влияют на развитие мышечной ткани, улучшая транспорт аминокислот и повышая активность РНК-полимеразы.
Таким образом, гормоны регулируют все виды обмена веществ (углеводный, жировой, белковый, минеральный и др.), поддерживая постоянство внутренней среды, которое, как установил еще Клод Бернар, является непременным условием жизнедеятельности организма.
Регуляция содержания натрия в крови
Обсуждая гормональные механизмы регуляции уровня натрия в организме, следует учитывать то что, во-первых, концентрация натрия определяет количество воды в организме, потому, что это основное осмотически активное вещество нашего тела, на долю хлорида натрия приходится 90% осмотической концентрации внутренней среды организма, во-вторых, количество жидкости в организме отражается на объеме циркулирующей крови (ОЦК), который в свою очередь определяет величину артериального давления. От ОЦК зависит систолический объем (СО) сердца – в соответствии с основным законом сердца СО тем больше, чем больше крови возвращается к сердцу. Кроме того, увеличение ОЦК увеличивает сосудистый тонус, что связано со свойствами гладких мышц: сокращаться в ответ на растяжение. Поэтому, регуляция содержания натрия в организме определяет не только его концентрацию в крови, но и ОЦК и АД.
Нормальная концентрация натрия в крови составляет 140-150 ммоль/л, это одна из наиболее жестких констант в организме.
Уровень натрия в организме регулируется двумя системами с противоположными эффектами: натриуретическая - натриуретические пептиды и антинатриуретическая - ренин-ангиотензин-альдостероновая.
Основная гуморальная система, регулирующая концентрацию натрия - антинатриуретическая ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Эта система является функционально более мощной по сравнению с системой антагонистом, потому что эволюция позвоночных протекала в постоянной борьбе за соль, и только человек, получив неограниченный доступ к соли, расплачивается за это различными вариантами артериальной гипертензии благодаря высокой мощности антинатриуретической системы.
Количество выведенного из организма и задержанного натрия определяется работой почечных канальцев. Оценка уровня артериального давления и концентрации натрия в клубочках тоже происходит в почке – в юкстагломеруллярном аппарате. Таким образом, в почке находится и рецепторная, и эффекторная части антинатриуретической системы.
Юкстагломерулярный аппарат почки состоит из приносящих и выносящих артериол клубочка, плотного пятна дистального извитого канальца, которое прилегает к приносящей артериоле и мезангиальных клеток.
При стимуляции миоэпителиальных клеток приносящей артериолы клубочка эти клетки секретируют в кровь протеолитический фермент ренин. Активность ренина в плазме крови отражает функуциональную активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. Результатов деятельности ренина является появление в плазме крови мощного биологически активного вещества – ангиотензина II.
АНГИОТЕНЗИН (II и III) - Ангиотензин I - биологически неактивный декапептид, который образуется в плазме крови из предшественника - ангиотензиногена. Эта реакция протекает под действием протеолитического фермента ренина. Ренин синтезируется и секретируется юкстагломерулярными клетками приносящей артериолы почечных клубочков в случаях: 1) снижения давления в приносящей артериоле (кровопотеря, снижение ОЦК, снижение системного артериального давления – снижение минутного объема крови, периферического сосудистого сопротивления, 2) активации симпатической нервной системы ( эффект), 3) снижения концентрации натрия и повышении концентрации калия. Подавляется секреция ренина предсердным натриуретическим фактором и АДГ (вазопрессином). Ангиотензин I превращается в биологически активный октапептид ангиотензин II (АII) под действие ангиотензин превращающего фермента (АПФ) преимущественно в сосудистой системе легких. Основные биологические эффекты оказывает именно этот октапептид (рисунок 19).
Ангиотензин III - метаболит А II, который обладает частью эффектов предшественника, преимущественно по отношению к клубочковой зоне надпочечников. У А II несколько эффектов:
А II стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола. Активация синтеза стероидов происходит в два этапа: первый в течение нескольких минут - скачкообразное повышение секреции альдостерона, затем длительное повышение. Главное звено в увеличении синтеза альдостерона заключается в способности ангиотензина вовлекать холестерол в процесс синтеза индуцируя активность гидроксилирующих ферментов Р-450.
Ангиотензин II стимулирует гладкую мускулатуру, особенно в сосудах, и особенно в артериолах. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола. В настоящее время это самый мощный эндогенный вазоконстриктор.
В ЦНС - стимулирует «солевой аппетит», формирует мотивацию жажды.
Потенцирует эффекты катехоламинов – механизм потенцирующего действия обусловлен его способностью увеличивать концентрацию внутриклеточного кальция.
Мы перечислили эффекты, которые оказывают физиологические концентрации АII, однако, есть ситуации, в которых уровень этого вещества увеличивается значительно – это нарушения кровоснабжения почек, некоторые варианты артериальной гипертензии. В этих ситуациях проявляются и патологические эффекты АII: гипертрофия и гиперплазия гладкомышечных клеток, гипертрофия кардиомиоцитов, повреждение сосудов клубочка, гибель нефронов. Самый неприятный из этих эффектов - кардиотоксический – этот эффект обусловлен накопление ионов кальция в кардиомиоцитах.
Рисунок 19. Юкстагломерулярный аппарат почки и