Гормони підшлункової залози
Інсулін Інсулін (від лат. Insula - острів) - гормон пептидної природи. Молекула інсуліну утворена двома поліпептидними ланцюгами, що містять 51 амінокислотний залишок: A-ланцюг складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюг утворена 30 амінокислотними залишками. Поліпептидні ланцюги з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистеїну, третя дисульфідний зв'язок розташована в A-ланцюга. Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів трохи інакша, як різниться і його важливість у регуляції обміну вуглеводів. Найбільш близьким до людського є інсулін свині, який розрізняється з ним всього одним амінокислотним залишком: в 30 положенні B-ланцюга свинячого інсуліну розташований аланін, а в інсуліні людини - треонін; бичачий інсулін відрізняється трьома амінокислотними залишками.
Синтез інсуліну в клітці Синтез і виділення інсуліну є складним процесом, що включає кілька етапів. Спочатку утворюється неактивний попередник гормону, який після ряду хімічних перетворень в процесі дозрівання перетворюється в активну форму. Ген, що кодує первинну структуру попередника інсуліну, локалізується в короткому плечі 11 хромосоми. На рибосомах шорсткою ендоплазматичної мережі синтезується пептид-попередник - т.зв. препроинсулин. Він являє собою поліпептидний ланцюг, побудовану з 110 амінокислотних залишків і включає в себе розташовані послідовно: L-пептид, B-пептид, C-пептид і A-пептид. Майже відразу після синтезу в ЕПР від цієї молекули відщеплюється сигнальний (L) пептид - послідовність з 24 амінокислот, які необхідні для проходження синтезованої молекули через гідрофобну ліпідну мембрану Ендоплазматичний ретикулум (ЕПР). Утворюється проінсулін, який транспортується в комплекс Гольджі, далі в цистернах якого відбувається так зване дозрівання інсуліну. Дозрівання є найбільш тривалим етапом освіти інсуліну. В процесі дозрівання з молекули проінсуліну за допомогою специфічних ендопептідаз вирізається C-пептид - фрагмент з 31 амінокислоти, що з'єднує B-ланцюг і A-ланцюг. Тобто молекула проінсуліну розділяється на інсулін і біологічно інертний пептидний залишок. У секреторних гранулах інсулін, з'єднуючись з іонами цинку, утворює кристалічні гексамерние агрегати.
Секреція інсуліну Бета-клітини острівців Лангерганса підшлункової залози чутливі до зміни рівня глюкози в крові; виділення ними інсуліну у відповідь на підвищення концентрації глюкози реалізується за наступним механізмом: Глюкоза вільно транспортується в бета-клітини спеціальним білком-переносником GluT 2 В клітці глюкоза піддається гліколізу і далі окислюється в дихальному циклі з утворенням АТФ; інтенсивність синтезу АТФ залежить від рівня глюкози в крові. АТФ регулює закриття іонних калієвих каналів, приводячи до деполяризації мембрани. Деполяризація викликає відкриття потенціал-залежних кальцієвих каналів, це призводить до току кальцію в клітину. Підвищення рівня кальцію в клітині активує фосфоліпазу C, яка розщеплює один з мембранних фосфоліпідів - фосфатидилинозитол-4,5-біфосфат - на инозитол-1,4,5-трифосфат і діацілгліцерат. Інозітолтріфосфат зв'язується з рецепторними білками ЕПР. Це призводить до вивільнення пов'язаного внутрішньоклітинного кальцію і різкого підвищення його концентрації. Значне збільшення концентрації в клітці іонів кальцію призводить до вивільнення заздалегідь синтезованого інсуліну, що зберігається в секреторних гранулах. У зрілих секреторних гранулах окрім інсуліну і C-пептиду знаходяться іони цинку і невеликі кількості проінсуліну і проміжних форм. Виділення інсуліну з клітки відбувається шляхом екзоцитозу - зріла секреторна гранула наближається до плазматичної мембрани і зливається з нею, і вміст гранули видавлюється з клітки. Зміна фізичних властивостей середовища призводить до відщеплення цинку і розпаду кристалічного неактивного інсуліну на окремі молекули, які і мають біологічну активність.
Регуляція освіти і секреції інсуліну Головним стимулятором звільнення інсуліну є підвищення рівня глюкози в крові. Додатково утворення інсуліну і його виділення стимулюється під час прийому їжі, причому не тільки глюкози або вуглеводів. Секрецію інсуліну підсилюють амінокислоти, особливо лейцин і аргінін, деякі гормони гастроентеропанкреатичної системи: холецистокінін, ГІП, ДПП-1, а також такі гормони, як глюкагон, АКТГ, СТГ, естроген та інші. Препарати сульфонілсечовини. Також секрецію інсуліну підсилює підвищення рівня калію або кальцію, вільних жирних кислот в плазмі крові. Знижується секреція інсуліну під впливом соматостатину. Бета-клітини також знаходяться під впливом автономної нервової системи. Парасимпатична частина (холінергічні закінчення блукаючого нерва) стимулює виділення інсуліну Симпатична частина (активація α2-адренорецепторів) пригнічує виділення інсуліну. Причому синтез інсуліну заново стимулюється глюкозою і холинергическими нервовими сигналами.
Механізм дії інсуліну Так чи інакше, інсулін зачіпає всі види обміну речовин у всьому організмі. Однак в першу чергу дію інсуліну стосується саме обміну вуглеводів. Основний вплив інсуліну на вуглеводний обмін пов'язано з посиленням транспорту глюкози через клітинні мембрани. Активація інсулінового рецептора запускає внутрішньоклітинний механізм, який безпосередньо впливає на надходження глюкози в клітину шляхом регуляції кількості і роботи мембранних білків, що переносять глюкозу в клітину. Найбільшою мірою від інсуліну залежить транспорт глюкози в двох типах тканин: м'язова тканина (міоцити) і жирова тканина (адипоцити) - це т.зв. інсулінозалежні тканини. Складаючи разом майже 2/3 всієї клітинної маси людського тіла, вони виконують в організмі такі важливі функції як рух, дихання, кровообіг і т. П. Здійснюють запасання виділеної з їжі енергії. Подібно до інших гормонів свою дію інсулін здійснює через білок-рецептор. Інсуліновий рецептор являє собою складний інтегральний білок клітинної мембрани, побудований з 2 субодиниць (a і b), причому кожна з них утворена двома поліпептидними ланцюжками. Інсулін з високою специфічністю зв'язується і розпізнається а-субодиницею рецептора, яка при приєднанні гормону змінює свою конформацію. Це призводить до появи тірозінкіназной активності у субодиниці b, що запускає розгалужену ланцюг реакцій з активації ферментів, яка починається з самофосфорілірованія рецептора. Весь комплекс біохімічних наслідків взаємодії інсуліну і рецептора ще до кінця не цілком ясний, проте відомо, що на проміжному етапі відбувається утворення вторинних посередників: Диацилглицерол і інозітолтріфосфат, одним з ефектів яких є активація ферменту - протеїнкінази С, з фосфорилюються (і активує) дією якої на ферменти і пов'язані зміни у внутрішньоклітинному обміні речовин. Посилення надходження глюкози в клітину пов'язано з активує дію посередників інсуліну на включення в клітинну мембрану цитоплазматичних везикул, що містять білок-переносник глюкози GluT 4. Комплекс інсулін-рецептор після освіти занурюється в цитозоль і надалі руйнується в лізосомах. Причому деградації піддається лише залишок інсуліну, а звільнений рецептор транспортується назад до мембрани і знову вбудовується в неї.
Захворювання, пов'язані з дією інсуліну Гіперглікемія - збільшення рівня цукру в крові. У стані гіперглікемії збільшується надходження глюкози як в печінку, так і в периферичні тканини. Як тільки рівень глюкози зашкалює, підшлункова залоза починає виробляти інсулін. Гіпоглікемія - патологічний стан, що характеризується зниженням рівня глюкози периферичної крові нижче норми (зазвичай, 3,3 ммоль / л). Розвивається внаслідок передозування цукрознижувальних препаратів, надлишкової секреції інсуліну в організмі. Гіпоглікемія може призвести до розвитку гіпоглікемічної коми і привести до загибелі людини. Инсулинома - доброякісна пухлина з бета-клітин підшлункової залози, що виробляє надмірну кількість інсуліну. Клінічна картина характеризується епізодично виникають гіпоглікемічними станами. Інсуліновий шок - симптомокомплекс розвивається при одноразово введеної надлишкової дозі інсуліну. Найбільш повний опис можна зустріти в підручниках з психіатрії, так як інсулінові шоки застосовували для лікування шизофренії. Синдром хронічної передозування інсуліну (синдром Сомоджі) - симптомокомплекс, що розвивається при тривалому надлишковому введенні препаратів інсуліну.
Глюкагон глюкагон (син. Гипергликемической-глікогенолітіческій фактор) - білково-пептидний гормон підшлункової залози, який бере участь в регуляції вуглеводного обміну. Він є потужним контрінсулярнихгормонів і його ефекти реалізуються в тканинах через систему вторинного посередника аденилатциклаза-цАМФ. На відміну від інсуліну, глюкагон підвищує рівень цукру крові, в зв'язку з чим його називають гіперглікемічних гормоном. Молекула глюкагону складається з 29 амінокислот і має молекулярну вагу 3485 дальтон. Глюкагон був відкритий в 1923 році Кімбелл і Мерліном. Первинна структура молекули глюкагону наступна:
Механізм дії і ефекти глюкагону Глюкагон впливає головним чином на печінку, де негайно стимулює глікогеноліз, а через більш тривалий час - глюконеогенез і кетогенез. Очищений рецептор глюкагону з печінки щура та людини являє собою глікопротеїн з мовляв. масою 60000. Глюкагон взаємодіє з рецептором і активує аденілатциклазу, збільшуючи продукцію цАМФ. Глюкагон сприяє розщепленню глікогену, білків і триацилгліцеролів. Він пригнічує синтез білка і стимулює активність лізосом. Глюкагон стимулює ліполіз; викликаючи фосфорилирование і тим самим активацію тріацілгліцеролліпази, а також сильно інгібує липогенез. В умовах зниженого окислення глюкози, що часто супроводжує дію глюкагону, це призводить до кетогенезу. Глюкагон не робить дії на глікоген м'язів, мабуть, через відсутність в них глюкагонових рецепторів.
Дія глюкагону Глюкагон надає сильне інотропну і хронотропное дію на міокард внаслідок збільшення утворення цАМФ (тобто надає дію, подібну до дії агоністів β-блокатори, але без залучення β-адренергічних систем у реалізацію цього ефекту). Результатом є підвищення артеріального тиску, збільшення частоти і сили серцевих скорочень; У високих концентраціях глюкагон викликає сильне спазмолітичну дію, розслаблення гладкої мускулатури внутрішніх органів, особливо кишечника, не опосередковане аденилатциклазой; Гіперглікемія - при надлишку і не своєчасної секреції глюкагону; Гіпоглікемія - при недостатній секреції глюкагону. Про що може сигналізувати надлишок і недолік глюкагону: Значне збільшення концентрації глюкагону в крові є ознакою глюкагономах - пухлини а-клітин острівців Лангерганса. Так само концентрація глюкагону в плазмі крові може підвищуватися при цукровому діабеті, феохромоцитомі, цирозі печінки, хвороби і синдромі іценів-ко-Кушинга, ниркової недостатності, панкреатиті, травмі підшлункової залози. Проте підвищення його змісту в кілька разів вище норми відзначають тільки при глюкагон-секретирующих пухлинах. Низька концентрація глюкагону в крові може відображати загальне зниження маси підшлункової залози, викликане запаленням, пухлиною або панкреатектомія.
ПРО НАС
AllySlide.com - база готових презентацій, доповідей, інструкцій та інших документів на всі випадки життя. Сервіс дозволяє користувачам легко дивитися інформацію на сайті або завантажити собі абсолютно безкоштовно. Сайт постійно поповнюється новими матеріалами. Слідкуйте за оновленнями, вчіться, діліться і дізнавайтеся щось нове. Сервіс постійно поліпшується і розвивається. Для нас дуже важливі ваші відгуки та побажання, які ми з нетерпінням чекаємо. Надсилайте інформацію якої готові поділитися і світ обов'язково з нею ознайомитися.