Синтез и механизм действия глюкагона. Гормоны поджелудочной железы

Еще до того как был открыт инсулин были найдены различные группы клеток в островках поджелудочной железы.

Сам гормон глюкагон открыли Мерлин и Кимбалл в 1923 году, но этим открытием в то время мало кто заинтересовался, и только через 40 лет стало понятно, что этот гормон играет важнейшую физиологическую роль в осуществлении обмена кетоновых тел и глюкозы.

При этом его роль, как лекарственного препарата в настоящее время незначительна.

Химические свойства

Глюкагон является одноцепочным полипептидом, включающим 29 остатков аминокислот. Обнаружена значительная гомология между глюкагоном и иными гормонами полипептидной природы, такими как

1. секретин,
2. гасроингибирующий пептид,

Последовательность аминокислот данного гормона схожа у многих млекопитающих и одинакова у свиньи, человека, крысы и коровы он является гормоном поджелудочной железы.

До сих пор не выяснена физиологическая функция и роль пептидов – предшественников глюкагона. Но есть предположение, основанное на сложной регуляции процессинга препроглюкагона, что все они имеют особенные функции.

В клетках островков поджелудочной железы есть секреторные гранулы, в которых различают центральное ядро, состоящее из глюкагона, и наружный ободок из глицентина. L-клетки, расположенные в кишечнике, содержат гранулы, состоящие только из глицентина.

Скорее всего, в этих клетках поджелудочной железы отсутствует фермент, превращающий глицентин в глюкагон.

Оксинтомодулин стимулирует аденилатциклазу за счет связывания с рецепторами глюкагона, находящимися на гепатоцитах. Активность данного пептида равна около 20% от таковой глюкагона.

Глюкагоноподобный белок первого типа очень сильно активирует выделение инсулина, но при этом практически никак не влияет на гепатоциты.

Глицентин, глюкагоноподобные пептиды и оксинтомодулин обнаруживаются в основном в кишечнике. После удаления поджелудочной железы секреция глюкагога продолжается.

Регуляция секреции

Секреция глюкагона, и его синтез действие, за которое отвечает глюкоза пищи, а также инсулин, жирные кислоты и аминокислоты. Глюкоза является мощнейшим ингибитором образования глюкагона.

Более сильное влияние на секрецию и синтез этого гормона она оказывает при приеме внутрь, чем при внутривенном пути введения, это указывает и ее инструкция по применению.

Таким же образом глюкоза действует и на выделение инсулина. Скорее всего, данный эффект связан с действием пищеварительных гормонов и утрачивается при плохо компенсированном сахарном диабете (инсулинозависимом) или отсутствии его лечения.

Нет его и в культуре а-клеток. То есть можно сделать вывод, что влияние глюкозы на а-клетки, в какой-то степени, зависит от активации ею выделения инсулина. Секрецию и уровеньглюкагона также тормозят свободные жирные кислоты, соматостатин и кетоновые тела.

Большинство аминокислот усиливает секрецию как инсулина, так и действие глюкагона. Именно поэтому после употребления пищи, состоящей только из белков, у человека не начинается гипогликемия, опосредованная инсулином и все функции поджелудочной железы продолжают нормально работать.

Как и глюкоза, больший эффект аминокислоты оказывают при пероральном приеме, чем при инъекционном введении. То есть их эффект частично связан с пищеварительными гормонами. Кроме того, выделение глюкагона контролируется вегетативной нервной системой.

Секреция и синтез этого гормона усиливается при раздражении симпатических нервных волокон, отвечающих за иннервацию островков поджелудочной железы, а также при введении симпатомиметиков и адреностимуляторов.

Метаболизм и синтез глюкагона основаны на следующих принципах:

• Глюкагон подвергается быстрому разрушению в печени, плазме и почках, а также в некоторых тканях-мишенях.
• Его период полувыведения в плазме равен всего 3-6 минутам.
• Гормон утрачивает биологическую активность при отщеплении протеазами N-концевого остатка гистидина.

Механизм действия

Глюкагон соединяется с особым рецептором, расположенным на мембране клеток-мишеней. Этот рецептор является гликопротеидом с определенной молекулярной массой.

Полностью его структуру расшифровать пока не удалось, но известно, что он связан с Gj-белком, активирующим аденилатциклазу, и влияющую на его синтез.

Основной эффект глюкагона на гепатоциты происходит через циклическую АМФ. За счет модификации N-концевого участка молекулы глюкагона происходит его превращение в частичный агонист.

При сохранении сродства к рецептору, в значительной мере утрачивается его способность активировать аденилатциклазу. Такое поведение характерно для дез-Гис -[Глу9]-глюкагонамида и [Фен]-глюкагона.

Данный фермент определяет внутриклеточную концентрацию фруктозо-2,6-дифосфата, который оказывает влияние на гликогенолиз и глюконеогенез.

Если уровень глюкагона высокий и синтез проходит быстро, то при малом количестве инсулина происходит фосфорилирование 6-фосфофрукто-2-киназа/фруктозо-2,6-дифосфатазы и она начинает работать как фосфотаза.

При этом количество фруктозо-2,6-дифосфата в печени уменьшается. При высокой концентрации инсулина и малом количестве глюкагона начинается дефосфорилирование фермента, и он функционирует как киназа, увеличивая уровень фруктозо-2,6-дифосфата.

Это соединение приводит к активации фосфофруктокиназы – это фермент, ускоряющий лимитирующую реакцию гликолиза.

Таким образом, при высокой концентрации глюкагона происходит торможение гликолиза и усиление глюконеогенеза, а при большом содержании инсулина гликолиз активируется. Кетогенез и глюконеогенез подавляются.

Применение

Глюкагон, как и его синтез, предназначается для купирования тяжелых приступов гипогликемии при невозможности провести внутривенное вливание глюкозы. Инструкция по применению гормона достаточно четко все расписывает

Это обычно возникает у больных сахарным диабетом. Также этот гормон используется при лучевой диагностике для подавления моторики пищеварительного тракта. В данном случае, применению гормона есть альтернативы.

Глюкагон, применяемый в медицине, выделяют из поджелудочной железы свиней или коров. Это связано с тем, что аминокислоты глюкагона у этих животных расположены в одинаковом порядке. При гипогликемии гормон вводят внутримышечно, внутривенно или подкожно в количестве 1 мг

В экстренных случаях лучше использовать глюкагон и два первых пути введения. Через 10 минут наступает улучшение, что позволяет минимизировать риск заболеваний ЦНС.

Под действием глюкагона кратковременна, а может и вообще не наступить, если запасов гликогена в печени недостаточно. После нормализации состояния больному необходимо что-нибудь съесть или сделать инъекцию глюкозы, чтобы предотвратить повторный приступ гипогликемии. Наиболее частые побочные реакции на глюкагон – рвота и тошнота.

1. Данный гормон назначается перед проведением рентгеноконтрастного исследования отделов желудочно-кишечного тракта, перед МРТ и ретроградной идеографией для расслабления мускулатуры кишечника и желудка и улучшения их функции.
2. Глюкагон применяется для купирования спазмов при заболеваниях желчных путей и сфинктера Одди или при остром дивертикулите.
3. Как вспомогательный элемент при удалении камней из желчного пузыря с использованием петли Дормиа, а также при инвагинации кишечника и обструктивных процессах в пищеводе и улучшения их функции.
4. Секреция глюкагона применяется как средство экспериментальной диагностики при феохромоцитоме, так как он активирует выброс катехоламинов клетками этой опухоли.
5. Этот гормон применяется для лечения шока, так как оказывает инотропный эффект на сердце. Он эффективен у больных, принимающих бета-адреноблокаторы, потому что адреностимуляторы в таких случаях не действуют.

Человека, оказывают важное воздействие на качество жизни и процессы метаболизма в организме. Инсулин находится у всех на слуху, однако мало кто знает, что его действие во многом связано с работой другого гормона - глюкагона. Чтобы разобраться в его важности, нужно рассмотреть все стороны вопроса.

Поджелудочная железа и ее гормоны

Человеческий организм представляет собой сложный механизм, который должен работать слаженно, без сбоев, чтобы мы могли ощущать себя хорошо. Поджелудочная железа - один из важнейших органов, который участвует в основных процессах метаболизма. Именно благодаря работе этой железы продукты питания перерабатываются в те соединения, которые усваиваются клетками организма. Происходит это с помощью гормонов, которые синтезируются в поджелудочной железе.

Главные гормоны поджелудочной железы:

1. Инсулин, который отвечает за уровень сахара в крови.
2. Гормон глюкагон, который оказывает противоположное инсулину воздействие.
3. Соматостатин выполняет функцию подавления ряда гормонально активных веществ.
4. Полипептид панкреатический, который контролирует работу пищеварительной системы.

Действие гормона глюкагона тесно связано с действием инсулина. Специалисты редко рассматривают их по отдельности, хотя в разговорах об уровне сахара в крови мы чаще оперируем инсулином.

Строение глюкагона

В медицинской практике данный гормон принято называть также «гормоном голода». Определив, где вырабатывается гормон глюкагон, ученые перешли к изучению его строения. Как выяснилось, несмотря на свою важность для человеческого организма, по своей структуре глюкагон достаточно прост: состоит всего из 29 аминокислот.

Доказано, что строение гормона глюкагона одинаково для человека, коровы, свиньи и крысы. Современная фармакология использует поджелудочные железы свиней или быков для выделения необходимого вещества, которое добавляется в медикаменты.

Гормон глюкагон и его функции

Несмотря на свою малую известность, этот гормон берет на себя выполнение важных для жизни человека процессов. Попадая в кровь, гормон голода двигается в сторону печени, где взаимодействует с рецепторами ее клеток и способствует выработке глюкозы, которая также попадает в кровь. Глюкагон позволяет поддерживать ее на необходимом стабильном уровне.

Другие функции гормона глюкагона:

1. Стимулирует и усиливает почечный кровоток.
2. Принимает активное участие в регенеративных процессах клеток печени.
3. Гормон глюкагон ускоряет распад липидов и контролирует уровень холестерина в крови человека.
4. Способствует быстрому выводу натрия из организма, что улучшает работу сердца.
5. Выводит инсулин из клеток организма.

Этот гормон тесно взаимодействует с адреналином в моменты опасности. При увеличении уровня адреналина в крови резко повышается уровень глюкагона, что способствует лучшему кислородному снабжению мышц.

Также доказано, что в момент протекания процессов пищеварения уровень глюкагона резко падает, а уровень инсулина, напротив, возрастает. Как только процессы в организме завершены, гормональный уровень меняется в противоположную сторону.

На стабильную выработку гормона глюкагона в организме человека оказывает воздействие ряд факторов:

1. Падение уровня глюкозы в крови.
2. Повышение уровня аминокислот в крови.
3. Активные физические нагрузки.

Все перечисленные действия способствуют резкому скачку глюкагона в крови. При этом специалисты склонны разделять норму содержания гормона для детей и взрослых.

Нормальный уровень:

1. Дети от 4 до 14 лет. Норма находится в пределах от 0 до 148 пг/мл.
2. Взрослые (старше 14 лет). Норма определяется границами от 20 до 100 пг/мл.

Резкое отклонение от нормативных показателей свидетельствует о развитии в организме патологий самого различного характера.

Повышенный уровень гормона

Изменение гормонального уровня в организме человека чаще всего свидетельствует о каких-либо процессах, которые могут оказывать пагубное воздействие на здоровье. Некоторые из них протекают, на первый взгляд, незаметно.

Итак, повышение уровня гормона глюкагона является симптомом для следующих заболеваний:

1. Сахарный диабет 1 типа.
2. Панкреатит в острой форме.
3. Цирроз печени.
4. Почечная недостаточность в хронической форме.
5. Гипогликемия.
6. Тяжелый стресс для организма, связанный с травмирующим воздействием (операции, ожоги и др.).

Это только ряд факторов, которые повлияют на отклонение гормона голода от нормального уровня. Снижение же показателя также может говорить о патологиях: муковисцидоз, хронический панкреатит.

Препараты глюкагона

Современная медицина способна снабдить человека препаратами, которые помогут естественным процессам организма правильно регулировать гормональный фон. Выяснив, где вырабатывается гормон глюкагон, какие функции он выполняет, на что влияет и для чего необходим, ученые успешно решили вопрос с созданием соответствующих лекарственных средств.

В первую очередь препараты с содержанием глюкагона используются для снятия спазмов, улучшения работы сердечно-сосудистой системы, а также для лечения сахарного диабета. В состав лекарства входит гормон, которые выделяется из поджелудочной железы коров и свиней (как указано выше, структура гормона у указанных животных идентична человеческому).

Показания к применению

Применение препаратов, которые оказывают влияние на гормональный фон, возможно исключительно по рекомендации врача. В противном случае это чревато развитием нежелательных патологических последствий.

Согласно исследованиям, препараты, в составе которых находится животный глюкагон, назначаются в следующих случаях:

1. Для эффекта расслабления мышц желудка и кишечника.
2. Проведение шоковой терапии пациентов, страдающих психическими расстройствами.
3. Сахарный диабет, в некоторых случаях диабет 2 типа.
4. Устранение спазмов при дивертикулезе кишечника.
5. Вспомогательное средство для проведения лабораторной диагностики организма.

Подобные лекарственные средства должны скорректировать уровень глюкозы в крови человека, в некоторых случаях дополнительного применению инсулина не требуется.

Подобный гормональный препарат выпускается в форме раствора для инъекций, который может вводиться как внутривенно, внутримышечно, так и подкожно. Для экстренного применения подходят только первые два типа введения лекарства.

Подходящую дозировку определяет лечащий врач, основываясь на диагнозе пациента, его индивидуальных особенностях организма. Для лечения и для подготовки к обследованию используются различные дозы препарата. Врачи отмечают, что в экстренных случаях улучшение состояния наступает в течение десяти минут.

Существуют ограничения к применению:

1. Беременность. Доказано, что препарат не проникает через плацентарный барьер, а значит безопасен для плода. Однако врачи рекомендуют применение лекарств только в крайних случаях.
2. Не рекомендуется использовать препарат для детей, вес которых составляет менее 25 килограммов.
3. Индивидуальная непереносимость вспомогательных компонентов препарата.

Заключение

Врачи сходятся в едином мнении, что лучшей профилактикой заболеваний является правильный образ жизни, что также способствует поддержанию необходимого гормонального фона. Избежать неприятных отклонений возможно, если следить за своим питанием и бдительно относиться к сигналам собственного организма.

Unger постулировал, что метаболические расстройства при диабе­те определяются не только дефицитом инсулина, а что диабет представляет собой бигормональное нарушение, при котором важ­ное значение имеет относительная или абсолютная гиперглюка­гонемия . Доказательства важности изменения секреции глю­кагона в патогенезе диабета были получены в различных иссле­дованиях. У больных диабетом глюкоза не подавляет секрецию глюкагона, а введение белка или аминокислот вызывает гипер­секрецию его (рис. 10-34). В отличие от этого реакция глюкагона на гипогликемию у больных диабетом I типа снижена, что указывает на дефект рецепторов глюкозы на поверхности а-клеток . Кроме того, у экспериментальных животных диа­бет, вызываемый панкреатэктомией, сопровождается чрезмерной продукцией внепанкреатического глюкагона . Далее, снижение уровня глюкагона в плазме, вызываемое соматостатином, приво­дит к уменьшению степени диабетической гипергликемии .

Несмотря на привлекательность бигормональной теории, неко­торые данные вызывают серьезные сомнения в значимости глю­кагона или первичного нарушения функции а-клеток при спон­танном диабете у человека . Повышение уровня глюкаго­на в плазме (вызываемое инфузией этого гормона) до его уровня при диабете или других состояниях, сопровождающихся гипер­глюкагонемией, не нарушает толерантности к глюкозе у здоровых лиц и не снижает степени компенсации гликемии у больных диабетом, пока они получают инсулин . У лиц с удаленной поджелудочной железой внепанкреатический глюкагон не обра­зуется, однако гипергликемия и кетоз все же развиваются . Подобно этому, длительное подавление секреции глюкагона и ин­сулина с помощью соматостатина вызывает транзиторную гипо­гликемию, сменяющуюся гипергликемией натощак и избыточной продукцией глюкозы (т. е. диабетическое состояние), несмотря на продолжающееся подавление секреции глюкагона . У боль­ных с инсулинозависимым диабетом, у которых соматостатин существенно снижает уровень глюкозы после еды, этот эффект определяется в основном торможением всасывания углеводов и белков, а не повышением утилизации углеводов . Наконец, лечение инсулином приводит к ликвидации гиперглюкагонемии при диабете у человека и к восстановлению функции а-клеток при экспериментальном диабете .

Таким образом, основная роль глюкагона при диабете заклю­чается в том, что он усиливает последствия дефицита инсулина. Согласно этому, вызываемая приемом пищи секреция глюкагона у больного при некомпенсированном диабете увеличивает степень гипергликемии после еды. Кроме того, гиперглюкагонемия при диабетическом кетоацидозе усиливает кетогенез в печени .

Первичную роль в развитии гипергликемии глюкагон играет у больных с синдромом глюкагономы (см. далее).

Рис. 10-34. Влияние белковой пищи на уровень глюкагона в плазме и про­дукцию глюкозы органами брюшной полости (печенью) у здоровых лиц (1) и больных инсулинозависимым (I тип) диабетом (2). Содержание инсу­лина в плазме больных не определяли, поскольку они предварительно по­лучали его. Белковая пища обусловила выраженное повышение продукции глюкозы у больных диабетом, но не у здоровых лиц. Это различие было следствием чрезмерного повышения уровня глюкагона в плазме на фоне абсолютного дефицита инсулина (по данным Wharen J., Felig P., Hagenfeldt L., J. Clin. Invest., 1976, 57, 987).

Основными гормонами поджелудочной железы являются инсулин и глюкагон. Механизм действия этих биологически активных веществ направлен на поддержание сахарного равновесия в крови.

Для нормальной жизнедеятельности организма важно поддерживать концентрацию глюкозы(сахара) на постоянном уровне. С каждым приемом пищи, при воздействии на организм внешних факторов показатели сахара изменяются.

Инсулин снижает концентрацию глюкозы транспортируя ее в клетки, а также частично превращая ее в гликоген. Это вещество откладывается в печени и мышцах про запас. Объемы гликогенового депо ограничены, а избыточное количество сахара(глюкоза) частично превращается в жир.

Задача глюкагона превратить гликоген в глюкозу , если ее показатели ниже нормы. Еще одно название этого вещества – «гормон голода».

Роль глюкагона в организме, механизм действия

Головной мозг, кишечник, почки, печень – основные потребители глюкозы. Например, центральная нервная система потребляет 4 грамма глюкозы за 1 час. Поэтому очень важно постоянно поддерживать ее нормальный уровень.

Гликоген - вещество, которое храниться в основном в печени, это запас около 200 грамм. При недостатки глюкозы или когда требуется дополнительная энергия (физические нагрузки, бег) гликоген распадается, насыщая кровь глюкозой.

Данного хранилища хватает на приблизительно 40 минут. Потому в спорте часто говорят, что жир сгорает только после получасовой тренировки, когда вся энергия в виде глюкозы и гликогена израсходована.

Поджелудочная железа относится к железам смешанной секреции – она вырабатывает кишечный сок, который выделяется в 12-перстную кишку и секретирует несколько гормонов, поэтому ее ткань анатомически и функционально дифференцирована. В островках Лангерганса альфа-клетками осуществляется синтез глюкагона . Вещество может синтезироваться другими клетками органов желудочно-кишечного тракта.

Запускают сразу несколько факторов:

1. Снижение концентрации глюкозы до критически низких показателей.
2. Уровень инсулина.
3. Повышение содержания в крови аминокислот (в частности, аланина и аргинина).
4. Чрезмерные физические нагрузки (например, во время активных или тяжелых тренировок).

Функции глюкагона связаны с другими важными биохимическими и физиологическими процессами:

• усиление кровообращения в почках;
• поддержание оптимального электролитического баланса за счет увеличения скорости выведения натрия, что улучшает деятельность сердечно-сосудистой системы;
• восстановление ткани печени;
• активизация выхода клеточного инсулина;
• увеличение содержания кальция в клетках.

В стрессовой ситуации, проявляются физиологические эффекты глюкагона. Он активно расщепляет гликоген, повышая тем самым уровень глюкозы , активизирует поступление кислорода, чтобы обеспечить мышцы дополнительной энергией. Для поддержания сахарного равновесия глюкагон активно взаимодействует с кортизолом и соматотропином.

Повышенный уровень

Повышенная секреция глюкагона связана гиперфункцией поджелудочной железы, которую вызывают следующие патологии:

• опухоли в зоне альфа-клеток (глюкагонома);
• острый воспалительный процесс в тканях поджелудочной (панкреатит);
• разрушение клеток печени (цирроз);
• хроническая почечная недостаточность;
• сахарный диабет первого типа;
• синдром Кушинга.

Любые стрессовые ситуации (в том числе, операции, травмы, ожоги), острая гипогликемия (низкая концентрация глюкозы), преобладание в рационе белковой пищи вызывают повышение уровня глюкагона, и функции большинства физиологических систем нарушаются.

Пониженный уровень

Дефицит глюкагона наблюдается после операции по удалению поджелудочной железы (панкреатэктомии). Гормон является своеобразным стимулятором поступления в кровь необходимых веществ и поддержания гомеостаза. Пониженный уровень гормона наблюдается при муковисцидозе (генетической патологии, связанной с поражением желез внешней секреции), панкреатите в хронической форме.

Анализы – норма – как сдавать

Состояние, когда глюкагон образуется в избыточном количестве, имеет серьезные последствия. Происходит перенасыщение организма глюкозой, жирными кислотами. Единичные случаи не опасны, но частые увеличения концентрации гормона вызывают тахикардию, гипертонию, другие сердечные патологии. Риск развития злокачественных новообразований – самое серьезное осложнение.

Недостаток глюкагона в течение длительного времени приводит к снижению работоспособности, головокружениям, помутнению сознания, тремору конечностей, судорогам, слабости, тошноте.

Для анализа гормона берут забор венозной крови . Для получения достоверных результатов к нему нужно правильно подготовиться:

• За 10-12 часов до исследования воздержаться от приема пищи.
• Исключить прием инсулина, катехоламинов и других лекарственных средств, который влияют на показатели. Если прием препаратов отменить нельзя, это указывают в направлении на анализ.
• Перед забором крови пациенту необходимо в течение 30 минут полежать и расслабиться.

Фармакологическое действие

В медицине применяют синтетический глюкагон в лечебных целях при тяжелых формах гипогликемии и связанных с ней патологических состояниях. Вещество, подобное глюкагону, применяют для лечения диабета второго типа. В диагностических целях препарат востребован при исследовании органов желудочно-кишечного тракта.

Препараты на основе гормона назначаются врачами. Фармакологическое действие глюкагона направлено на:

• увеличение концентрации глюкозы;
• снятие спазмов мышечной системы;
• изменение количества сердечных сокращений.

Показания к применению медицинского препарата

Действие гормона на концентрацию глюкозы и гликогена используют для лечения различных патологий. Показания к применению медицинского препарата следующие:

• тяжелая гипогликемия, когда глюкозу невозможно ввести с помощью капельницы;
• подавление моторики органов ЖКТ при лучевой диагностике;
• больным с психическими нарушениями в качестве шоковой терапии;
• острый дивертикулит (воспаление кишечника с образование мешкообразных выпячиваний);
• патологии желчевыводящих путей;
• для расслабления гладкой мускулатуры кишечника.

Противопоказания

Препарат глюкагон противопоказан при некоторых заболеваниях:

• гиперчувствительность к компонентам лекарственного средства;
• гипергликемия (высокая концентрация глюкозы в крови);
• инсулинома (доброкачественная, реже злокачественная, опухоль островков Лангерганса поджелудочной железы);
• феохромоцитома (гормонально активное новообразование, которое провоцирует повышенную секрецию катехоламинов).

Глюкагон или «гормон голода» секретирует поджелудочная железа. Он является антагонистом инсулина и принимает активное участие в поддержании сахарного равновесия в крови. Дефицит и недостаток гормона вызывает различные патологии.

Влияние инсулина на обмен липидов складывается из ингибирования липолиза в липоцитах за счет дефосфорилирования триацилглицероллипазы и стимуляции липогенеза.

Инсулин оказывает анаболическое действие на обмен белков: он стимулирует поступление аминокислот в клетки, стимулирует транскрипцию многих генов и стимулирует, соответственно, синтез многих белков, как внутриклеточных, так и внеклеточных.

Механизм действия глюкагона В механизме действия глюкагона первичным является связывание со специфическими рецепторами мембраны клеток, образовавшийся глю-кагонрецепторный комплекс активирует аденилатциклазу и соответственно образование цАМФ. Последний, являясь универсальным эффектором внутриклеточных ферментов, активирует протеинкиназу, которая в свою очередь фосфорилирует киназу фосфорилазы и гликогенсинтазу.

Фосфорилирование первого фермента способствует формированию активной гликоген-фосфорилазы и соответственно распаду гликогена с образованием глюкозо-1-фосфата, в то время как фосфорилирование гликогенсинта-зы сопровождается переходом ее в неактивную форму и соответственно блокированием синтеза гликогена. Общим итогом действия глюкагона являются ускорение распада гликогена и торможение его синтеза в печени, что приводит к увеличению концентрации глюкозы в крови.

Под действием глюкагона в гепатоцитах ускоряется мобилизация гликогена с выходом глюкозы в кровь. Этот эффект гормона обусловлен активацией гликогенфосфорилазы и ингибированием гликогенсинтетазы в результате их фосфорилирования. Следует заметить, что глюкагон, в отличие от адреналина, не оказывает влияния на скорость гликогенолиза в мышцах.

Глюкагон: во-первых, он ускоряет расщепление белков в печени; во-вторых, увеличивается активность ряда ферментов, таких как фруктозо-1,6-бисфосфатаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, глюкозо-6-фосфатаза. также происходит увеличение поступления глюкозы в кровь.

Глюкагон стимулирует липолиз в липоцитах, увеличивая тем самым поступление в кровь глицерола и высших жирных кислот. В печени гормон тормозит синтез жирных кислот и холестерола из ацетил-КоА, а накапливающийся ацетил-КоА используется для синтеза ацетоновых тел. Таким образом, глюкагон стимулирует кетогенез .

В почках глюкагон увеличивает клубочковую фильтрацию, по-видимому, этим объясняется наблюдаемое после введения глюкагона повышение экскреции ионов натрия, хлора, калия, фосфора и мочевой кислоты.

Регуляция водно-солевого обмена гормонами. Вазопрессин и альдостерон: строение и механизмы действия.

Гормоны — биологически активные сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в организме и оказывающие дистанционное сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах.

Существуют и другие определения, согласно которым трактовка понятия гормон более широка: «сигнальные химические вещества, вырабатываемые клетками тела и влияющие на клетки других частей тела». Это определение представляется предпочтительным, так как охватывает многие традиционно причисляемые к гормонам вещества: гормоны животных, которые лишены кровеносной системы (например, экдизоны круглых червей и др.), гормоны позвоночных, которые вырабатываются не в эндокринных железах (простагландины, эритропоэтин и др.), а также гормоны растений.

В регуляции водно-солевого обмена в организме принимают участие ряд гормонов, которые можно разделить на две основные группы: гормоны, регулирующие концентрацию ионов натрия, калия и водорода (альдостерон, ангиотензин и ренин), и гормоны, влияющие на равновесие кальция и фосфатов (паратгормон и кальцитонин).

Регуляция водно-солевого обмена происходит нервно-гормональным путём. При изменении осмотической концентрации крови возбуждаются специальные чувствительные образования (осморецепторы), информация от которых передаётся в центр, нервную систему, а от неё к задней доле гипофиза. При повышении осмотической концентрации крови увеличивается выделение антидиуретического гормона, который уменьшает выделение воды с мочой; при избытке воды в организме снижается секреция этого гормона и усиливается её выделение почками.

Постоянство объёма жидкостей тела обеспечивается особой системой регуляции, рецепторы которой реагируют на изменение кровенаполнения крупных сосудов, полостей сердца и др.; в результате рефлекторно стимулируется секреция гормонов, под влиянием которых почки изменяют выделение воды и солей натрия из организма. Наиболее важны в регуляции обмена воды гормоны вазопрессин и глюкокортикоиды, натрия — альдостерон и ангиотензин, кальция — паратиреоидный гормон и кальцитонин .

Вазопрессин , или антидиуретический гормон (АДГ) — гормон гипоталамуса , который накапливается в задней доле гипофиза (в нейрогипофизе) и оттуда секретируется в кровь. Секреция увеличивается при повышении осмолярности плазмы крови и при уменьшении объёма внеклеточной жидкости. Вазопрессин увеличивает реабсорбцию воды почкой, таким образом повышая концентрацию мочи и уменьшая её объём. Имеет также ряд эффектов на кровеносные сосуды и головной мозг. Состоит из 9 аминокислот: Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-(Arg или Lys)-Gly.

Альдостерон - основной минералокортикостероидный гормон коры надпочечников у человека. Механизм действия альдостерона, как и всех стероидных гормонов, состоит в прямом влиянии на генетический аппарат ядра клеток со стимуляцией синтеза соответствующих РНК, активации синтеза транспортирующих катионы белков и ферментов, а также повышении проницаемости мембран для аминокислот. Основные физиологические эффекты альдостерона заключаются в поддержании водно-солевого обмена между внешней и внутренней средой организма.

Одними из главных органов-мишеней гормона являются почки, где альдостерон вызывает усиленную реабсорбцию натрия в дистальных канальцах с его задержкой в организме и повышении экскреции калия с мочой. Под влиянием альдостерона происходит задержка в организме хлоридов и воды, усиленное выделение Н-ионов и аммония, увеличивается объем циркулирующей крови, формируется сдвиг кислотно-щелочного состояния в сторону алкалоза. Действуя на клетки сосудов и тканей, гормон способствует транспорту Na+ и воды во внутриклеточное пространство.

Конечным результатом действия является увеличение объёма циркулирующей крови и повышение системного артериального давления.

← Вернуться