Гормоны, регулирующие обмен углеводов. Липидов, аминокислот:

Главные гормоны в этой регуляции это гормоны поджелудочной железы и надпочечников.

Глюкогон: полипептид, молекулярная масса ≈ 4200, вырабатывается α-клетками островков лангерганса поджелудочной железы( при голодании в ответ на гипогликемию). Период полужизни t1/2 = 10-15 мин.

Биологическое действие: не проникает в клетку, действует по аденилатциклазному механизму.

1. влияние на углеводный обмен – активирует фосфорелизу, гликоген в печени, т.е. распад гликогена.

– тормозит гликогеносинтазу, т.е. синтез гликогена.

– Стимулирует глюконеогенез из аминокислот и глицерина и триглицеридов (жиров).

Таким образом, глюкогон повышает содержание сахара в крови.

2. влияние на липидный обмен: стимулирует липолиз.

3. Влияние на обмен белков: стимулирует протеолиз.

Гормоны мозгового слоя надпочечников:

Адреналин: в мозговом веществе надпочечников – адреналин и норадреналин производные пирокатехина. Синтез происходит из фенилаланина или тирозина.

фен тирозин ДОФА

(диаксифенилаланин)

дофамин норадреналин адреналин

физиологическое действие: проявляет адреналин и норадреналин. Адреналин повышает АД, суживает периферические сосуды (кожи, слизистой), расширяет сосуды сердца, легких, внутренних органов, не влияет на сосуды мозга.

Норадреналин повышает АД. Суживает сосуды всех областей.

Биохимическое действие: проявляет только адреналин.

Гормон не проникает в клетку, действует по аденилатциклазному механизму. Влияет на:

1. углеводный обмен: повышает содержание сахара в крови: активирует фосфорелазу гликогена (распад гликогена), тормозит гликогенситазу (синтез гликогена.

2. Липидный обмен: стимулирует липолиз.

3. Белковый обмен: не специфично. Зависит от количества адреналина в крови.

Инсулин: при недостатке гормона развивается сахарный диабет.

Симптомы: исхудание, слабость, чувство голода (полифагия), чувство жажды (полидипсия), сухость кожи и слизистых, выделение большого количества мочи (полиурия), кожный зуд, повышенное содержание сахара в крови (гипергликемия), повышение содержания кетоновых тел в крови (кетонемия). Выделение глюкозы с мочей (глюкозурия) и кетоновых тел (кетонурия). Заболевание может закончится диабетической комой и смертью.

Химическое строение: инсулив в первые был выделен из панкреас в 1921 г. Бантингом и Бестом.

Это белок с молекулярной массой 6000. состоит из 51 аминокислоты.

Молекула состоит из двух полипептидных цепей А и В. В А-цепи 21 аминокислота. В В-цепи – 30 аминокислота.

Эти цепи соединены между собой двумя дисульфидными связями. При восстановлении этих связей гормон инактивируется.

Синтез инсулина: винтезируется в рибосомах в виде препринсулина (белок с молекулярной массой 11500, 100 аминокислот). На N-конце у него имеется годрофобная последовательность, благодаря которой он проникает в ЭПС. Где он отщепляется и образуется проинсулин (84 аминокислоты с молекулярной массой 9000). Он поступает в аппарат гольджи и от него отщепляется С-пептид и образуется молекула инсулна.

Формы инсулина: в крови инсулин находится в трех формах:

– свободный инсулин, который действует в тканях.

– связанная форма с глобулинами плазмы – обеспечивает доставку инсулина к жировой ткани.

– форма А – плохо изучена. Образуется и поступает в кровь при срочной потребности.

В кровь поступает около 20% инсулина синтезированного в железе. t ½ = 3-5 мин.

Инактивация осуществляется двумя ферментами: инсулиназой и глутатионинсулинтрансгидролазой (в пенчени). Восстанавливает дисульфидные связи в инсулине за счет SH- групп глутатиона.

По строению близкими к нашему являются инсулин свиньи и быка.

Биологическое действие: все ткани по отношению к инсулину делят на инсулин-зависимые (печень, мышцы, жировая ткань, костная ткань, лимфоидная ткань) и инсулиннезависимые ткани (почки, мозг, слизистая кишечника, эритроциты, половые железы, хрусталик глаза).

В инсулинзависимых тканях клеточная мембрана имеет рецепторы инсулина, которые представляют собой интегральный белок, состоящий из четырех субъединиц двух α- и двух β.

β-субъединица обладат тирозинкиназной активностью, при присоединении инсулина к α-суъединицам активируется β-субъединица, которая сама себя фосфорелирует по ОН-группам тирозина за счет АТФ (аутофосфорелирование).

Активируются протеинкиназы, которые фосфорелируют инозитолфосфотиды мембраны, изменяется проницаемость мембран. Это кратковременный эффект инсулина.

Комплекс инсулина с рецептором путем эндоцитоза поступает в клетку, там рецептор отщепляется и возвращается в мембрану. Инсулин оказывает свое действие в клетке – долговременный эффект.

В клетке рецепторы локализованы в митохондриях, ядре, ЭПС.

Влияет на:

1) углеводный обмен: единственный гормон понижающий содержание сахара в крови.

Повышает проницаемость мембран клеток для глюкзы в жировой и мышечной ткани.

Стимулирует утилизацию глюкозы в клетках печени, мышечной и жировой ткани.

Ингибирует аденилатциклазу, активирует фосфодиэстеразу, снижает концентрацию ц-АМФ, поэтому тормозин распад гликогена (фосфорилаза), стимулирует синтез гликогена (гликогенсинтаза).

Активирует ключевые ферменты распада глюкозы до пирувата.

Активирует пируват ДГкомплекса (ПВДГ) окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетилкофермента А.

Активирует пентозофосфатный путь распада глюкозы до пентоз и НАДФН2.

Тормозит глюконеогенез.

2) липидный обмен:

Тормозит липолиз в жировой ткани (триглицеридлипаза), т.к. снижается концентрация ц-АМФ.

Стимулирует липогеназ.

Активирует ацетилкофермент А карбоксилазу и образование малонилкофермент А.

Активирует пальмитат синтазный комплекс и синтез жирных кислот, в котором используется НАДФН2.

Стимулирует синтез триглицеринов из жирных кислот (эстерификация жирных кислот).

Стимулирует синтез фосфолипидов из жирных кислот.

Стимулирует синтез холестерина из ацетилкофермента А с использованием НАДФН2.

3) белковый обмен: повышает проницаемость клеточных мембран клеток для АК.

Стимулирует синтез белков из аминокислот.

При сахарном диабете мембрана клеток на пропускает глюкозу. Развивается гипергликемия, так как клетки не используют глюкозу. Они начинают с энергетической целью использовать жиры и белки (исхудание). Жирные кислоты распадаются до ацетилкофермента А, который должен сгорать в ЦТК, для которого нужен ЩЗУК. ЩУК образуется из пирувата при распаде глюкозы. Недостаток ЩУК приводит к снижению окисления ацетил кофермента А в ЦТК. Ацетилкофермент А накапливается и идет на синтез кетоновых тел. Развивается кетонемия. Усиленный распад белков приводит к образованию мочевины, глюкоза при превышении почечного порога (180 мг%, 8,5 ммол/л) глюкоза поступает в мочу – глюкозурия, кетоновые тела тоже поступают в мочу – кетонурия.

Глюкоза, кетоновые тела, мочевина – это осмотические активные вещества и за собой в мочу тянут воду – полиурия.

Происходит обезвоживание ткани, сухость кожи, слизистой, жажда.

В тоже время клетки не получают энергии (АТФ), так как заторможен ЦТК (слабость).

Повышение содержания кетоновых тел в крови (аук, β-оксимасляная кислота) сдвигает рН в кислую сторону и развивается ацидоз (диабетическая кома), что может привести к смерти. Осложнения диабета развиваются в следствии гликозилирования белков в инсулин независимых тканях (гемоглобин, белки стенок сосудов)почечгые канальцы → гангрена, катаракта.