Занятие / 6 семестр / 14. Гормональные препараты полипептидной структуры / Поджелудочная железа и инсулин

Поджелудочная железа и инсулин

Поджелудочная железа функционирует как железа наружной и внутренней сек­реции. Инкреторную функцию выполняет островковый аппарат. Островки Лан-герганса состоят из 4 типов клеток:

А (а) клетки, вырабатывающие глюкагон;

В (р) клетки, вырабатывающие инсулин и амилин;

D (5) клетки, вырабатывающие соматостатин;

F — клетки, вырабатывающие панкреатический полипептид.

Функции панкреатического полипептида малоясны. Соматостатин, продуци­руемый в периферических тканях (как указывалось выше), выполняет функции паракринного ингибитора секреции. Глюкагон и инсулин - гормоны, регулиру­ющие уровень глюкозы в плазме крови взаимно противоположным образом (ин­сулин понижает, а глюкагон повышает). Недостаточность инкреторной функции поджелудочной железы проявляется симптомами дефицита инсулина (в связи с чем его принято считать основным гормоном поджелудочной железы).

Инсулин представляет собой полипептид, состоящий из двух цепочек - А и В, соединенных между собой двумя дисульфидными мостиками. Цепочка А состоит из 21 аминокислотного остатка, цепочка В — из 30. Инсулин синтезируется в ап­парате Гольджи (3-клеток в виде препроинсулина и преобразуется в проинсулин, который представляет собой две цепи инсулина, и соединяющую их цепь С-бел-ка, состоящую из 35 аминокислотных остатков. После отщепления С-белка и присоединения 4 аминокислотных остатков, образуются молекулы инсулина, которые упаковываются в гранулы и подвергаются экзоцитозу. Инкреция инсу­лина имеет пульсирующий характер с периодом 15—30 мин. В течение суток в системный кровоток выделяется 5 мг инсулина, а всего в поджелудочной железе содержится (с учетом препроинсулина и проинсулина) 8 мг инсулина. Секреция инсулина регулируется нейрональными и гуморальными факторами. Парасим­патическая нервная система (через посредство М₃-холинорецепторов) усиливает, а симпатическая нервная система (через посредство а₂-адренорецепторов) угне­тает выделение инсулина (3-клетками. Соматостатин, продуцируемый D-клетка-ми угнетает, а некоторые аминокислоты (фенилаланин), жирные кислоты, глю­кагон, амилин и глюкоза усиливают выделение инсулина. При этом уровень глюкозы в плазме крови является определяющим фактором регуляции выделе­ния инсулина. Глюкоза проникает в р-клетку и запускает цепь метаболических реакций, в результате чего в (β-клетках увеличивается концентрация АТФ. Это вещество блокирует АТФ-зависимые калиевые каналы и мембрана Р-клетки при­ходит в состояние деполяризации. В результате деполяризации увеличивается частота открытия потенциалзависимых кальциевых каналов. Концентрация ионов кальция в Р-клетках увеличивается, что приводит к усилению экзоци-тоза инсулина.

Инсулин регулирует обмен углеводов, жиров, белков, а также рост тканей. Механизм влияния инсулина на рост тканей тот же, что и у инсулиноподобных факторов роста (см. соматотропный гормон). Влияние инсулина на обмен веществ в целом можно охарактеризовать как анаболическое (усиливается синтез белка, жиров, гликогена), при этом первоочередное значение имеет влияние инсулина на углеводный обмен.

Чрезвычайно важно отметить, что указанные в таблице изменения обмена веществ в тканях сопровождаются снижением уровня глюкозы в плазме крови (гипогликемией). Одной из причин гипогликемии является увеличение захвата глюкозы тканями. Движение глюкозы через гистогематические барьеры осуще­ствляется посредством облегченной диффузии (энергонезависимого транспор­та по электрохимическому градиенту через специальные транспортные систе­мы). Системы облегченной диффузии глюкозы называются GLUT. Указанные адипоциты и волокна поперечно-полосатых мышц содержат GLUT 4, через которые глюкоза и входит в «инсулинозависимые» ткани.

Влияние инсулина на обмен веществ

Тип обмена	Гепатоциты	Адипоциты	Волокна поперечно­полосатых мышц
Углеводный	Глюконеогенез Гликогенолиз Гликолиз Гликогенез	Захват глюкозы Синтез глицерина	Захват глюкозы Гликолиз Гликогенез
Жировой	Липогенез Липолиз	Синтез триглицеридов Синтез жирных кислот Липолиз
Белковый	Распад белка		Захват аминокислот Синтез белка

Влияние инсулина на обмен веществ осуществляется при участии специфи­ческих мембранных инсулиновых рецепторов. Они состоят из двух α- и двух β-субъединиц, при этом α-субъединицы расположены с наружной стороны мембран инсулинозависимых тканей и имеют центры связывания молекул инсу­лина, а β-субъединицы представляют собой трансмембранный домен с тирозин-киназной активностью и тенденцией к взаимному фосфорилированию. При связывании молекулы инсулина с α-субъединицами рецептора происходит эндоцитоз, и димер инсулин-рецептор погружается в цитоплазму клетки. Пока молекула инсулина связана с рецептором, рецептор пребывает в активирован­ном состоянии и стимулирует процессы фосфорилирования. После разъедине­ния димера рецептор возвращается в мембрану, а молекула инсулина деградиру­ет в лизосомах. Запускаемые активированными инсулиновыми рецепторами процессы фосфорилирования приводят к активации некоторых ферментов углеводного обмена и усилению синтеза GLUT. Схематично это можно пред­ставить следующим образом:

При недостаточной продукции эндогенного инсулина возникает сахарный диабет. Его основными симптомами являются гипергликемия, глюкозурия, по-лиурия, полидипсия, кетоацидоз, ангиопатии и др.

Инсулиновая недостаточность может быть абсолютной (аутоиммунный про­цесс, приводящий к гибели островкового аппарата) и относительной (у пожилых и тучных людей). В связи с этим принято различать сахарный диабет 1 типа (аб­солютная инсулиновая недостаточность) и сахарный диабет 2 типа (относитель­ная инсулиновая недостаточность). При обеих формах сахарного диабета показа­на диета. Порядок же назначения фармакологических препаратов при разных формах диабета неодинаков.