Гормони підшлункової залози
Острівцевий апарат підшлункової залози продукує такі гормони : глюкагон - в α-клітинах ; інсулін - у β клітинах ;
соматостатин - у D-клітинах -(тут його концентрація вище, ніж у гіпоталамусі ) пригнічує секрецію гормону зросту ; бере участь у локальній регуляції інсуліну та глюкагону ;
панкреатичний поліпептид- у F-клітинах - впливає на шлункову -кишкову секрецію .
глюкагон
пептид
з 29
амінокислот
місце синтезу |
|
глікоген |
жири |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жирні |
|
|
глюкоза |
кислоти |
|
|
|
|
α-клітини |
|
|
|
|
|
кетонові |
|
|
|
|
|
аміно |
|
- |
тіла |
підшлункової |
|
|
|
залози |
кислоти |
в кров |
|
|
|
|
|
|
Глюкагон - одноланцюговий поліпептид , складається з 29 амінокислот , виробляється у вигляді проглюкагону (37амінокислот ), активується частковим протеолізом, секреція стимулюється іонами кальцію та амінокислотами , інгібується глюкозою та соматостатином . Напівперіод життя глюкагону дорівнює 5 хв., розпадається в печінці (концентрація його в крові ворітної вени вище, ніж у периферичній ).
Тканини -мішені : печінка , жирова тканина .
Вплив на обмін речовин |
|
Вуглеводний обмін . Глюкагон |
- гіперглікемічний гормон (має діабетогенні |
властивості ) - підвищує рівень глюкози в крові: |
у печінці за аденілатциклазним |
механізмом стимулюєглікогенфосфорилазу (посилює |
розпад глікогену) та водночас інгібує глікогенсинтетазу (сповільнює синтез глікогену ), у результаті утворюється глюкозо -6-фосфат , який перетворюється наглюкозу під дією глюкозо -6-фосфатази (активується глюкагоном ) і вільна глюкоза виходить в кров.
глюкагон - найактивніший стимулятор глюконеогенезу (шляхом активації основного ферменту глюконеогенезу - фосфоенолпіруваткарбоксикінази (ФЕПКК)).
Глюкагон за допомогою цАМФ прискорює транскрипцію гену ФЕПКК .
Жировий обмін. Глюкагон - потужний ліполітичний агент. За допомогою цАМФ стимулює тканинні ТАГ-ліпазы ,посилюючи таким чином розпад жиру до гліцерину й ВЖК. Жирні кислоты далі використовуються в якості джерел енергії або перетворюються на кетонові тіла.
Гіперфункція – за клінічними ознаками схожа на цукровий діабет (якщо дії глюкагону не перешкоджає інсулін , як це має бути в нормі, глюкагон посилює прояви
|
|
|
|
|
|
клітина |
|
інсулін |
|
місце синтезу |
|
|
|
|
глюкоза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
простий білок |
|
|
|
|
|
|
з 51 |
|
глікоген |
білки |
жири |
|
амінокислот |
β-клітини |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
підшлункової |
|
|
|
|
|
|
|
|
залози |
глюкоза |
аміно- |
жирні |
|
|
|
|
кислоти |
кислоти |
споживання глюкози клітинами
гліколіз глюконеогенез кетогенез
рівень глюкози 
запасні речовини : біосинтез 
деградація 
Інсулін – це простий білок, який складається з двох ланцюгів : А (21 амінокислота ) та В (30 амінокислот ), пов’язаних один з одним двома дисульфідними містками , третій S-S- місток знаходиться в А-ланцюзі .
Виробляються у виглядіпроінсуліну, який складається з одного поліпептидного ланцюга (84 амінокислотних залишки ), активується шляхомчасткового протеолізу.
Це гормон надлишку – він виробляється після їжи, таким чином підтримуючи сталість ваги.
Період напіврозпаду - 8-25 хв. Деградація в печінці .
|
|
Ланцюг В |
Ланцюг А |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
S |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
S |
|
S |
|
|
|
частковий протеоліз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проінсулін |
|
|
|
|
|
|
інсулін |
|
( 1 поліпептидний ланцюг |
|
|
|
|
|
|
|
з 84 амінокислотних |
|
|
2 поліпептидних ланцюги : |
|
залишків ) |
|
(А – 21, В - 30 амінокислотних залишків ) |
Синтез і секреція інсуляну регулюється рівнем глюкози в крові . Глюкоза є основним енергетичним субстратом . Джерелами глюкози для організму є вуглеводи їжи та ендогенна продукція глюкози (г.ч. печінкою ) шляхом глікогенолізу (розпаду глікогену ) і глюконеогенезу (синтезу глюкози з невуглеводів ). Концентрація глюкози в крові залежить від співвідношення викиду її в кровоток та утилізації тканинами . Концентрація глюкози в нормі жорстко регулюється та у здорових людей рідко падає нижче 2,5 ммоль /л або перевищує 8,0 ммоль/л незалежно від режиму харчування . У нормі концентрація глюкози в крові складає3,3 -5,5 ммоль /л.
|
Тканини -мішені: жирова тканина , скелетні м’язи, печінка . |
|
Інсулін існує в двох формах : |
|
вільний інсулін - атакує всі тканини -мішені ; |
172 |
пов’язаний (з білками ) - діє лише на жирову тканину . |
Вплив інсуліну на обмінречовин Вуглеводний обмін.
Інсулін - єдиний гіпоглікемічний гормон, який знижує концентрацію глюкози в крові такими шляхами :
підвищує проникність клітинних мембран для глюкози в жировій тканині та скелетних м’язах; підвищує проникність клітинної мембрани для іонів кальцію ;
підвищує активність фосфодіестерази, яка розщеплює цАМФ , завдяки чому знижується розпад глікогену ; стимулює синтез глікогену шляхом активаціїглікогенсинтетази ;
підвищує активність основних ферментів гліколізу – гексокінази , глюкокінази,
фосфофруктокінази , піруваткінази ;
підвищує активність ферментів , які беруть участь в окисненні глюкози до кінцевих продуктів (ЦТК):піруват - та альфа -кетоглутаратдегідрогеназних комплексів ,
прискорює пряме окисненя глюкози - пентозо -фосфатного шляху через активацію
НАДФ -залежних дегідрогеназ;
інгібує ферменти глюконеогенезу , таким чином перешкоджає накопиченню глюкози (у результаті вибіркового інгібування транскрипції гену, який кодує мРНК для основного ферменту глюконеогенезу -фосфоенолпіруват -карбоксикінази – ФЕПКК ).
Інсулін активує всі процеси утилізації глюкози , сприяє перетворенню її на жири
або на кінцеві продукти з виділенням енергії .
Жировий обмін Інсулін протистоїть більшості гормонів , адже вінактивує синтез жирів:
підвищує активність ліпопротеїнліпази ,яка розщеплює хіломікрони , отже до жирової тканини надходять харчові ВЖК, які використовуються для синтезу жирів; підтримує нормальний рівень регуляторного ферменту синтезу ВЖК -ацетил -КоА-
карбоксилази ,що каталізує перетворення ацетил -КоА на малоніл -КоА, який «запускає » синтез ВЖК; активують синтез ВЖК (шляхом посилення продукції ацетил -КоА й НАДФ .Н при
прямому та непрямому окисненні глюкози ); посилює синтез ТАГ з ВЖК і гліцерину , які утворюються з глюкози ;
знижує активність тканинних ліпаз, завдяки чому жир затримується в депо.
Інсулін стимулює накопичення жирів у жировій тканині ,
зберігаючи запаси жиру та активуючи анаболічний процес ліпогенезу .
173
Білковий обмін Інсулін - потужний анаболік, сприяє синтезу білка на всіх стадіях :
підвищує проникність клітинних мембран для амінокислот ; сповільнює глюконеогенез , «зберігає » амінокислоти для біосинтезу білка; посилює реплікацію ; сприяє транскрипції ; активує трансляцію .
Інсулін посилює зростання й диференціювання клітин , забезпечує позитивний азотистий баланс .
Гіпофункція - цукровий діабет
ІЗЦД – інсулінзалежний цукровий діабет (діабет I типу) – це захворювання ,
пов’язане з порушенням β-клітин острівців підшлункової залози . Повний дефіцит інсуліну при ІЗЦД призводить до гіперглікемії та до інших тяжких метаболічних порушень , тому у хворих , які не отримували необхідну кількість інсуліну , неминуче розвивається діабетичний кетоацидоз .
Тест на толерантність до глюкози
(метод «цукрового навантаження ») використовуються для диференційної діагностики гіперглікемій .
У нормі після цукрового навантаження (прийому розчину глюкози ) концентрація глюкози в крові стає максимальною через годину , потім (через дві години після початку дослідження ) під впливом інсуліну концентрація глюкози падає навіть нижче вихідного рівня (натщесерце ), а далі під впливом глюкагону повертається до вихідного стану.
Як правило , ІЗЦД вражає дітей, підлітків та молодих людей (ювенільний діабет ), але він може розпочатися у будь-якому віці. Сучасна назва хвороби - інсулінозалежний цукровий діабет - вказує на довічну потребу хворих отримувати лікарський засіб - інсулін .
Основні біохімічні ознаки дисфункціїβ-клітин :
гіперглікемія натщесерце ; глюкозурія ; кетонурія ;
наявність глікозильованого гемоглобіну в крові; 174 відсутність або низький рівень С-пептиду в крові або в сечі.
білковий
обмін
посилення катаболізму білків
дефіцит
інсуліну
вуглеводний
обмін
зниження проникнення глюкози всередину клітин
зниження утилізації глюкози
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зменшення транспорту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
посилення глюконеогенезу |
|
|
|
амінокислот у м’язи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гиперглікемія |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зниження |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
синтезу білку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глюкозурія |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осмотичний діурез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
негативний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
азотистий баланс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поліурія |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
затримка зросту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полідипсія |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дегідратація тканин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ліпідний
обмін
посилення мобілізації жирів
посилення окиснення ВЖК
кетонемія
кетонурія
метаболічний кетоацидоз
втрата натрію
ІНЦД – інсуліннезалежний цукровий діабет (II типу) – це загальна назва декількох захворювань , обумовлених нсулінрезистентністю та відносним дефіцитом інсуліну . Як правило , на ІНЦД хворіють люди після 40 років. При цьому функція β-клітин частково або повністю зберігається , тому більшість хворих не потребує інсулінотерапії . У 80% хворих відзначається ожиріння , адже переважає пов’язана форма інсуліну , яка атакує жирову тканину , сприяючи перетворенню глюкози на жири.
За перебігом ІНЦД суттєво відрізняється від ІЗЦД: прояви ІНЦД наростають повільно та поступово ; ускладнення розвиваються пізніше , серед них переважають ураження крупних судин.
Гормони мозкового шару надниркових залоз
Мозковий шар надниркових залоз продукує гормониадреналін і норадреналін .
тирозин диоксифенілаланін дофамін
Адреналін и норадреналін синтезуються з амінокислот - фенілаланіну й тирозину та накопичується у вигляді секреторних гранул у хромафінних клітинах .
Джерелом метильных груп у синтезі алреналіну є метіонін, переносять їх коферментні форми вітаміну В12
та фолієвої кислоти.
Біологічну активність мають катехоламіни : дофамін ,
адреналін і норадреналін .
Ці гормони секретуються у відповідь на гіпоглікемію або на стрес.
адреналін
похідне
амінокислот
|
|
місце синтезу |
|
серце |
|
|
|
|
|
|
|
|
мозковий шар |
печінка |
|
надниркових залоз |
|
жирова |
м’язи |
|
|
|
|
тканина |
|
|
|
|
|
працездатність серця просвіт кровоносних судин кров’яний тиск Метаболічний ефект:
глікогеноліз рівень глюкози в крові ліполіз
Тканини -мішені: жирова тканина , скелетні м’язи. |
|
Вплив на обмін речовин. |
|
Вуглеводний обмін. Адреналін -гиперглікемічний гормон, діє за допомогою |
ц- |
АМФ (як і глюкагон ) і забезпечує термінову мобілізацію глікогену у м ’язах під час фізичного навантаження і стресу (активує розпад глікогену , стимулюючи
глікогенфосфорилазу й сповільнює синтез глікогену , інгібуючиглікогенсинтазу).
Ліпідний обмін. У жировій тканині адреналін стимулює ліполіз шляхом активації тканинних ТАГ-ліпаз за аденілатциклазним механізмом . Це призводить до підвищення рівня жирних кислот і гліцерину в крові. Вільні ВЖК надходять до серцевого м’язу й служать джерелом енергії .
Фізіологічні ефекти
Адреналін і норадреналін звужують кровоносні судини , підвищують кров’яний тиск, адреналін збільшує силу й частоту серцевих скорочень , розслаблює гладенькі м ’язи 176 кишечника , бронхів , матки.
40 C19
C18
C21
Загальним попередником усіх стероїдних гормонів є C27 холестерин , який надходить до гормон -синтезуючих клітин з різних джерел у складі ЛПНП або синтезується в цих клітинах з ацетил -КоА.
Гормони кори надниркових залоз Глюкокортикоїди С21
(кортизол , кортизон , кортикостерон )
Мінералокортикоїди С21
(альдостерон )
Статеві гормони Чоловічі статеві гормони–
андрогени С19 (тестостерон ) Жіночі статеві гормони естрогени С18 , прогестерон С21
Синтез стероїдних гормонів
У процесі синтезу стероїдних гормонів утворюється більш стероїдних метаболітів , які відрізняються за структурою і біологічною активністю , найбільш важливими є прогестерон , кортизол , альдостерон , тестостерон і естрадіол , а також кальцитріол .
кальцитріол
холестерин
прегненалон кортизол
прогестерон альдостерон
Наведені на схемі стероїди
об’єднані в
тестостерон підгрупи
за числом вуглеводних атомів .
эстрадиол
На первом этапе синтеза путем отщепления от молекулы холестерина боковой 6-
углеродной цепи образуется |
прегненолон |
– непосредственный 21-углеродный |
предшественник всех стероидных гормонов . |
Каким именно гормоном окажется |
конечный стероид , зависит от набора ферментных систем в данной клетке . Биосинтез каждого из них состоит из множества последовательных ферментативных реакций , причем , каждый из стероидных гормонов может образоваться более, чем одним путем , т.е. пути синтеза этих гормонов образуют сложную сетку реакций . Важнейшими реакциями , определяющими образование отдельных групп стероидов ,
являются реакции гидроксилирования в положениях |
11, 17, 21, протекающие при |
участии специфических гидроксилаз. |
177 |
Порушення реакцій гідроксилювання в синтезі стероїдних гормонів може змінити співвідношення окремих груп стероїдів і призвести до розвитку патологічних станів . Так, адрено -генітальний синдром (уроджена дисфункція кори надниркових залоз) проявляється передчасним статевим дозріванням хлопчиків і розвитком вторинних чоловічих статевих ознак у дівчинок . При вказаній патології визначається дефект 21гідроксилази (рідше - 11-гідроксилази ).
Катаболізм стероїдних гормонів
Розпад стероїдних гормонів відбувається в першу чергу в печінці . у результаті їх катаболізму утворюються стероїди , які мають кето-групу в 17-му положенні . Вони називаються 17-кетостероїди (17-КС) і виводяться нирками у складі сечі (у вигляді кон’югатів із сірчаною або з глюкуроновою кислотою ).
Визначення ГК у сечі має діагностичне значення . |
|
Норма : |
7-12 мг/доб. сечі - |
для жінок; |
|
|
12-17 -----------,---- - |
для чоловіків . |
|
Підвищення 17-КС: при пухлині сім’яників ; |
|
|
пухлині надниркових залоз; |
|
Зниження 17-КС: при євнухоїзмі ; |
|
|
|
. |
гіпофункції аденогіпофіза ; |
|
|
адисоновій хворобі ; |
|
|
мікседемі . |
|
|
|
|
|
Гормони кори надниркових залоз |
|
|
|
|
|
|
(кортикостероїди ) |
|
глюкоза |
|
|
КС |
К+ |
|
C21 |
C21 |
|
|
|
|
|
Na+ |
|
|
Мінерало - |
Глюко - |
|
|
|
кортикоїди |
кортикоїди |
Кора надниркових залоз секретує гормони , які регулюють всі види обміну речовин (вуглеводний , ліпідний , білковий , водно-сольовий ), а також сприяють нормальному функціонуванню інших залоз
внутрішньої секреції .
178
Основним |
Основним |
мінерало - |
глюко - |
кортикоїдом |
кортикоїдом є |
є альдостерон |
кортизол |
сон
время суток
Суточный ритм секреции кортизола
Глюкокортикоїди виробляються при зниженні концентрації глюкози в крові, тому протягом доби їх секреція ритмічно змінюється . Як правило максимальна продукція кортизолу спостерігається вранці , тобто в постабсорбтивний період , коли внутрішні резерви глюкози знижені .
ГК транспортуються з кров’ю в комплексі з альфа-2-глобуліном – транскортином .
Тканини -мішені :печінка , нирки , лімфоїдна тканина (селезінка , лімфовузли , лімфоцити , тимус ), сполучна тканина , скелетні м’язи.
Вплив глюкокортикоїдів на обмін речовин Вуглеводний обмін
ГК підвищують концентрацію глюкози в крові, адже вони індукують синтез ферментів глюконеогенезу (піруваткарбоксилазу , фосфоенолпіруваткарбоксикіназу (ФЕПКК ), глюкозо -6-фосфатазу , фруктозо -1,6-бісфосфатазу , тирозинамінотрансферазу та ін.) у печінці , корковому шарі нирок і в клітинах кишечника .
ГК стимулюють синтез глікогену в печінці , але сповільнюють цей процес у’язахм. ГК посилюють синтез адреналіну , що призводить до активації ліполізу , отже і до підвищення концентрації гліцерину , який використовується в глюконеогенезі .
Білковий обмін
У печінці ГК стимулюють синтез білків – ферментів глюконеогенезу ; У лімфоїдній тканиніГК активують розпад білків, зокрема антитіл ;
У м’язах та інших тканинах ГКсповільнюють синтез білків; У сполучній тканиніГК сповільнюють синтез колагену .
Пригнічення синтезу білку (катаболічний ефект) сприяє підвищенню концентрації вільних амінокислот та їх використанню в синтезі глюкози
Ліпідний обмін
Шляхом активаціїї синтезу адреналінуГК посилюють ліполіз, що веде до збільшення концентрації гліцерину і ВЖК у крові, тобто ГКвикликають кетонемію та ацитоз.
Водно -мінеральний обмін ГК підвищують реабсорбцію іонів натрію виділення калію (як і мінералокортикоїди ,
але слабше ). Через зниження синтезу білків у кістковій тканині відбувається розсмоктування окремих ділянок і вимивання кальцію та фосфору .
Практичне застосування ГК.ГК та їх синтетичні аналоги широко застосовуються при алергічних та аутоімунних захворюваннях (ревматизмі , бронхіальній астмі, артритах та ін.) як десенсибілізуюючі , протизапальні та імунодепресивні засоби .
