Белково-пептидной природы. Состоит из 2 ппц, соединенных дисульфидными связями.

Синтезируется в β-клетках островков Лангерганса (поджелудочная железа). Синтезируется в виде неактивного предшественника. Активируется частичным протеолизом.

Действует через специфические инсулиновые рецепторы: может менять активность фермента путем фосфорилирования или дефосфорилирования и/или индуцировать транскрипцию и синтез новых белков-ферментов.

Влияние на обмен веществ

Углеводный:

ü Основное влияние - вместе с глюкагоном поддерживает нормальный уровень глюкозы в крови (артериальная кровь - 3,5-5,5 мМ/л, венозная кровь - 6,5).

ü Активирует регуляторные ферменты синтеза гликогена (гликогенсинтаза), гликолиза (глюкокиназа, ФФК, пируваткиназа), ПФП (глюкоза-6Ф-дегидрогеназа).

Липидный:

ü Стимулирует депонирование жиров (увеличивает синтез ЛП-липазы)

ü Стимулирует синтез жиров в печени и жировой ткани

ü Способствует синтезу жиров из углеводов в жировой ткани (активирует ГЛЮТ-4)

ü Активирует синтез жирных кислот (ацетил-КоА-карбоксилаза)

ü Активирует синтез холестерола (ГМГ-редуктаза).

Белковый:

ü Стимулирует синтез белков (анаболический эффект)

ü Увеличивает транспорт аминокислот в клетки

ü Усиливает синтез ДНК и РНК.

Стимулирует синтез глюкозы.

С возрастом концентрация Са 2+ снижается и нарушается секреция инсулина.

В крови время полужизни - 3-5 минут.

После действия разрушается в печени под действием инсулиназы (расщепляет цепи инсулина).

При недостатке инсулина возникает сахарный диабет.

Сахарный диабет - заболевание, связанное с частичным или полным отсутствием инсулина.

Биохимические проявления сахарного диабета

1) Гипергликемия - нарушается потребление глюкозы инсулин-зависимыми тканями (жировая, мышцы). Даже при высокой концентрации глюкозы эти ткани находятся в состоянии энергетического голода.

2) Глюкозурия - при концентрации в крови >8,9 мМ/л глюкоза появляется в моче как патологический компонент.

3) Кетонемия - глюкоза не поступает в инсулин-зависимые ткани, то в них активируется β-окисление (жирные кислоты становятся основным источником энергии). Следовательно, образуется очень много ацетил-КоА, который не успевает утилизироваться в ЦТК и идет на синтез кетоновых тел (ацетон, ацетоацетат, β-гидроксибутират).

4) Кетонурия - появление кетоновых тел в моче.

5) Азотемия - при недостатке инсулина повышается катаболизм белков и аминокислот (дезаминирование), образуется много NH 3.

6) Азотурия - из аммиака образуется мочевина, которой больше выводится с мочой.

7) Полиурия - выведение глюкозы с мочой приводит к увеличению выделения воды (при сахарном диабете - 5-6 л/сут).

8) Полидепсия - повышенная жажда.

Осложнения сахарного диабета:

· Поздние

А: Острые осложнения проявляются в виде комы (нарушение обмена, потеря сознания).

Виды комы, в основе которых ацидоз и дегидратация тканей:

I - кето-ацидотическая кома - повышенный синтез кетоновых тел и ацидоз;

II - лакто-ацидотическая кома - нарушение кровообращения, снижение функции гемоглобина, которое вызывает гипоксию. Следовательно, катаболизм глюкозы смещается в сторону "анаэробного" гликолиза до лактата. Образуется много молочной кислоты, возникает ацидоз;

III - гиперосмолярная кома - из-за гипергликемии повышено осмотическое давление крови, и вода переносится из клеток в сосудистое русло, возникает дегидратация. В результате нарушается водно-электролитный обмен. Следовательно, происходит снижение периферического кровотока (мозга и почек) и гипоксия.

Б: Поздние осложнения:

основная причина - гипергликемия.

В результате происходит неферментативное (спонтанное) гликозилирование белков, при этом нарушается их функция. Так возникают различные "-патии" (ангио-, нейро-, нейро-, ретино-).

Например, в результате гликозилирования гемоглобина образуется гликозилированный ("гликированный") гемоглобин - HbA 1 c .

В норме концентрация HbA 1 c - 5%. При сахарном диабете - до 50%.

У него снижается сродство к кислороду → гипоксия.

В хрусталике глюкоза присоединяется к кристаллину, что повышает агрегацию молекул. Следовательно, возникает помутнение хрусталика, приводящее к катаракте.

При сахарном диабете нарушается синтез коллагена: из-за гликозилирования нарушается функция базальных мембран (например, кровеносных сосудов), следовательно, нарушается проницаемость сосудов и кровотока (в нижних конечностях). Это приводит к возникновению синдрома диабетической стопы и гангрене.

Присоединение глюкозы к апо-белкам В100 ЛНП изменяет их строение, они захватываются макрофагами как чужеродные, проникают в поврежденный эндотелий сосудов, повышая риск атеросклероза.

Лечение сахарного диабета:

· диетотерапия,

· инсулинотерапия (инъекции инсулина свиньи, отличающегося от человеческого одной аминокислотой),

· прием сахароснижающих препаратов:

o производные сульфанилмочевины - стимулируют синтез инсулина в поджелудочной железе (маннинил),

o бигуаниды - замедляют всасывание глюкозы в кишечнике, улучшают потребление тканями глюкозы (активируют ГЛЮТ-4).

Глюкагон

Состоит из 39 аминокислотных остатков.

Синтезируется в α-клетках островков Лангерганса (поджелудочная железа). Действует через цАМФ, рецепторы на поверхности мембраны.

Гипергликемический фактор (повышает уровень глюкозы в крови).

Влияние на обмен веществ:

Углеводный:

· стимулирует распад гликогена (гликогенфосфорилаза),

· стимулирует глюконеогенез (фруктоза-1,6-бисфосфатаза);

Липидный: усиливает мобилизацию жиров из жировой ткани (активирует ТАГ-липазу путем фосфорилирования),

· усиливает β-окисление жирных кислот (КАТ-I),

· индуцирует синтез кетоновых тел в митохондриях.

Адреналин

Производное тирозина. Катехоламин.

Синтезируется в мозговом слое надпочечников, синтез и секреция под влиянием ЦНС.

Действует через цАМФ, рецепторы находятся на поверхности мембраны (α- и β-адренергические).

Гормон стресса.

Повышает концентрацию глюкозы в крови, т.к. активирует гликогенфосфорилазу в печени.

В экстренных ситуациях активирует мобилизацию гликогена в мышечной ткани с образованием глюкозы для мышц.

Тормозит секрецию инсулина.

Кортизол

Синтезируется из холестерола путем гидроксилирования через прегненолон и прогестерон. Синтезируется в корковом веществе надпочечников.

Рецепторы в цитоплазме.

Влияние на обмен веществ:

· Стимулирует глюконеогенез (ПВК-карбоксилаза, ФЕП-карбоксикиназа). При высоких концентрациях повышает распад гликогена, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

· Ингибирует синтез жиров в конечностях, стимулирует липолиз, синтез жиров в других частях тела.

· В периферических тканях (мышцах) тормозит биосинтез белков, стимулирует их катаболизм до аминокислот (для глюконеогенеза). В печени стимулирует синтез белков-ферментов глюконеогенеза.

Вызывает инволюцию лимфоидной ткани, гибель лимфоцитов.

Производные кортизола обладают противовоспалительной функцией (ингибируют фосфолипазу А2, что ведет к снижению уровня простагландинов - медиаторов воспаления).

Гиперкортицизм.

· повышенная секреция АКТГ (из-за опухоли) - болезнь Иценко-Кушинга;

· опухоль надпочечников - синдром Иценко-Кушинга.

В результате активирования глюконеогенеза, распада гликогена повышается концентрация глюкозы в крови. Возникает стероидный диабет (худые конечности, большой живот, лунообразное лицо).

Тиреоидные гормоны

Т 3 и Т 4 вырабатываются в фолликулах щитовидной железы из аминокислоты тирозина.

Рецепторы к ним располагаются в ядре, могут в цитоплазме.

Синтез зависит от поступления йода с пищей и водой. Для поддержания нормального синтеза требуется около 150 мкг йода в сутки (беременным - 200 мкг).

Механизм синтеза

1. В клетках фолликулов синтезируется тиреоглобулин (содержит 115 остатков тирозина).

2. Затем он поступает в полость фолликула.

3. Там происходит включение ионизированного йода (I - → I +) под действием тиреопероксидазы в третье или третье и пятое положение кольца тирозина. Образуется монойодтирозин (МИТ) и дийодтирозин (ДИТ).

4. Затем они конденсируются:

МИТ + ДИТ = Т 3 (трийодтирозин)

ДИТ + ДИТ = Т 4 (тетрайодтирозин)

Т 3 и Т 4 в составе тиреоглобулина не обладают активностью и могут находиться в фолликулах до появления стимула. Стимул - ТТГ.

5. Под действием ТТГ происходит активация ферментов (протеазы), которые отщепляют Т 3 и Т 4 от тиреоглобулина.

6. Т 3 и Т 4 поступают в кровь. Там они связываются с белками-переносчиками:

· тироксинсвязывающий глобулин (основной)

· тироксинсвязывающий преальбумин.

Наибольшей активностью обладает Т 3 , т.к. у него сродство к рецепторам в 10 раз выше, чем у Т 4 .

Действие Т 3 , Т 4

1) Действует на клетки:

§ повышает энергетический обмен (кроме гонад и клеток мозга)

§ усиливает потребление кислорода клетками

§ стимулирует синтез компонентов ЦПЭ

§ увеличивает количество митохондрий

§ в больших концентрациях - разобщитель окислительного фосфорилирования.

2) Повышает основной обмен.

При недостатке тиреоидных гормонов у новорожденных возникает кретинизм, у взрослых - гипотиреоз, микседема (слизистый отек), т.к. повышается синтез ГАГ и гиалуроновой кислоты, которые задерживают воду.

Также могут наблюдаться: Аутоиммунный тиреоидит. Эндемический зоб. Базедова болезнь.

ТЕМА 10

ПЕЧЕНЬ

Самая крупная железа. Выполняет множество функций:

ü поддержание нормальной концентрации глюкозы в крови за счет синтеза и распада гликогена и глюконеогенеза

ü защитная - синтез факторов свертывания крови (I, II, V, VII, IX, X)

ü влияет на липидный обмен: синтез Желчных кислот, кетоновых тел, ЛВП, фосфолипидов, 85% холестерола

ü влияет на белковый обмен: орнитиновый цикл, обезвреживание биогенных аминов

ü участвует в метаболизма гормонов

ü выполняет дезинтоксикационную функцию (обезвреживание).

Обезвреживанию подвергаются:

· ксенобиотики

· эндогенные токсические вещества.

Ксенобиотики - вещества, не выполняющие в организме энергетическую и пластическую функцию:

· предметы жизнедеятельности (транспорт, промышленность, сельское хозяйство)

· токсичные вещества парфюмерии, лакокрасочные изделия

· лекарственные вещества.

Обезвреживание может проходить в 2 стадии:

1 - если вещество гидрофобно, то на первой стадии оно становится гидрофильным (водорастворимым)

2 - конъюгация - соединение гидрофильных токсичных веществ с каким-либо другим → обезвреживание.

Обезвреживание может ограничиться первой стадии, если в процессе первой стадии токсичное вещество обрело гидрофильность и обезвредилось (вторая стадия не протекает).

Обезвреживание только второй стадией происходит, если токсичное вещество гидрофильное (протекает только конъюгация).

1 стадия обезвреживания: гидрофобное → гидрофильное

Может протекать путем:

· окисления

· восстановления

· гидролиза (расщепление)

· гидроксилирования - чаще всего (образование ОН-групп в токсичном веществе).

Принимает участие микросомальная ЦПЭ. (Митохондриальная ЦПЭ - энергетическая функция, микросомальная - пластическая).

Микросомы - обрывки гладкого ЭПР.

В микросомальной ЦПЭ могут функционировать ферменты:

· монооксигеназы - используют только один атом кислорода

· диоксигеназы - используют два атома кислорода = молекулу кислорода.

Микросомальная монооксигеназная ЦПЭ

Основной компонент - цитохром Р450. Он имеет два центра связывания: один - для атома кислорода, второй - для гидрофобного вещества.

Цитохром Р450 имеет следующие свойства:

· широкая субстратная специфичность (обезвреживает множество токсичных веществ - барбитураты, лекарственные вещества, спирт и т.д.);

· индуцируемость = усиление синтеза при употреблении токсичных веществ ("эффект царя Митридата", который принимал в течение жизни малые дозы яда, чтобы не быть отравленным).

Чтобы Р450 присоединил один атом кислорода и внедрил его к гидрофобному веществу, он должен быть активирован.

Р450 активируется электронами, поэтому ЦПЭ короткая.

Компоненты:

· НАДФН+Н + - кофермент из ПФП

· фермент НАДФН-зависимая-Р450-редуктаза - промежуточный переносчик; имеет 2 кофермента ФАД и ФМН - разделяют поток Н + и е - .

Механизм обезвреживания

(на примере индола, который образуется при гниении триптофана в кишечнике).

1. Два атома водорода (в виде 2е - и 2Н +) перемещаются к НАДФН-зависимой-Р450-рдуктазе: сначала на ФАД, потом на ФМН.

2. От него 2Н + поступают на восстановление одного атома кислорода.

3. 2е - присоединяются к Р450, активируют его (Р450*) и вместе с протонами идут на восстановление Н 2 О.

4. Активированный Р450 присоединяет к себе второй атом кислорода в один активный центр, а гидрофобное вещество - в другой.

5. Р450* внедряет кислород в гидрофобное вещество с образованием ОН-группы.

Образуется гидрофильное, но еще токсичное вещество.

Некоторые вещества после 1 стадии могут становиться еще токсичнее (парацетамол может превращаться в токсичное вещество, поражающее клетки печени).

2 стадия: конъюгация

Гидрофильное токсичное + Другое вещество = Парное, нетоксичное, выводится с желчью

Участвуют ферменты трансферазы (II класс).

Вещество, которое присоединяется к токсичному	Донор вещества, которое присоединяется	Фермент
Глюкуроновая кислота (производное глюкозы)	УДФ-глюкуронат	УДФ-глюкуронил-трансфераза
Серная кислота	ФАФС 3"-фосфоаденозин-5"-фосфосульфат	Сульфо-трансфераза
Глутатион	Глу-Цис-Гли (обезвреживание токсичных форм кислорода)	Глутатион-трансфераза
Ацетильные группы	Ацетил-КоА	Ацетил-трансфераза
Метильные группы	SAM (биогенный амин)	Метил-трансфераза
Глицин	Глицин	Глицин-трансфераза

В результате присоединения этих веществ токсичные вещества обезвреживаются.

Например, 2 стадия обезвреживания индола.

Обезвреживание билирубина

Нормальная концентрация билирубина в крови - 8-20 мкмоль/л.

Это пигмент красно-коричневого цвета, образуется при распаде гемоглобина.

Бывает прямой и непрямой билирубин.

Гипербилирубинемию - повышение концентрации билирубина может вызвать:

· повышение гемолиза эритроцитов

· нарушение функций печени

· нарушение оттока желчи.

Гем - простетическая группа гемоглобина. Эритроциты погибают и разрушаются через 20 дней. Освобожденный гемоглобин разрушается (в селезенке, печени, красном костном мозге).

1. Под действием гемоксигеназы разрушается связь между 1 и 2 кольцом гема. Образуется зеленый пигмент вердоглобин.

2. От него спонтанно отщепляется железо (с трансферрином поступает в печень, где депонируется и используется повторно) и белковая часть (расщепляется до аминокислот, которые используются повторно). Образуется желтый пигмент биливердин.

3. Биливердин восстанавливается биливердинредуктазой (кофермент НАДФН+Н + из ПФП).

4. Образуется красно-коричневый билирубин. Он токсичный, нерастворимый, непрямой (НПБил). Он поступает в кровь, соединяется с альбумином (белок-переносчик) и поступает в печень.

5. Печень захватывает его с помощью белков лигандин (Л) и протеин Z (Z). Их деффект вызывает наследственную желтуху - синдром Жильбера (Ϯ).

6. В печени непрямой билирубин конъюгирует с 2 молекулами глюкуроновой кислоты под действием УДФ-глюкуронилтрансферазы. Образуется прямой, обезвреженный, растворимый билирубин (ПрБил).

Дефект УДФ-глюкуронилтрансферазы вызывает синдром Криглера-Найяра (наследственная желтуха Ϯ).

7. Обезвреженный билирубин поступает в кишечник.

8. Под действием ферментов микрофлоры превращается там в бесцветный стеркобилиноген.

9. 95% его выводится с калом, где окисляется на воздухе, приобретая коричневый цвет, и называется стеркобилин.

10. 5% через геморроидальную вену поступает в почки и выводится с мочой. Окисляется на воздухе, приобретает желтый цвет и называется уробилиноген.

Обезвреживание билирубина

Желтуха

При концентрации билирубина в крови выше 30 ммоль/л он может откладываться в слизистых и прадавать им желтый цвет.

Желтуху диагностируют по крови, моче и калу.

В зависимости от причин желтуха бывает:

1. Надпеченочная = гемолитическая.

Причина - повышенный гемолиз эритроцитов (при переливании несовместимой группы крови или дефекте фермента ПФП глюкоза-6Ф-дегидрогеназа).

Следовательно, печень функционирует нормально, но не успевает обезвреживать много непрямого билирубина. Поэтому диагностическая картина такова:

2. Печеночная

Причина - поражение печени, нарушение функции, разрушение клеток (цирроз, гепатит, хронический алкоголизм).

Следовательно, нарушается функция печени и она меньше обезвреживает непрямого билирубина. А т.к. клетки печени разрушены, то обезвреженный (прямой) билирубин поступает в кровь.

3. Подпеченочная

Причина - нарушение оттока желчи (желче-каменная болезнь).

Следовательно, все в крови.

4. Физиологическая желтуха новорожденных

Может возникать в первые 2 недели.

· повышенный распад гемоглобина (т.к. HbF замещается наHbA);

· недостаток активности фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы.

Что делать:

· вводить фенобарбитал - индуктор синтеза фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы;

· облучать синезеленым светом (волны длиной 620 нм). В таких условиях билирубин превращается в нетоксичный фотоизомер и выводится.

ТЕМА 11

ГЕМОСТАЗ

Гемостаз - система, включающая в себя процессы:

· остановки кровотечения после травматического повреждения сосудов;

· поддержание крови в жидком состоянии;

· включает компоненты, способствующие растворению тромбов.

Гемостаз проходит в 3 стадии:

1) тромбоцитарный = первичный гемостаз (3-5 мин) - сужение кровеносных сосудов, заканчивается образованием белого тромба;

2) гемокоагуляционный = вторичный гемостаз (10-30 мин). Включает 3 этапа:

а) прокоагулянтный - активирование протромбокиназы и превращение протромбина в тромбин;

б) коагуляция - образование рыхлого фибринового сгустка;

в) ретракция - образование плотного красного фибринового тромба.

3) фибринолиз - растворение красного фибринового тромба с целью восстановления микроциркуляции в сосуде.

Существует противосвертывающая система крови, которая направлена на ограничение распространения тромба местом повреждения сосуда.

1. Первичный гемостаз

Только тромбоциты способны к адгезии и агрегации.

Адгезия - налипание на края раны. Агрегация - скучивание вокруг раны.

Тромбоциты должны быть активированы.

Активация тромбоцитов заключается в:

· изменении их формы с пластинчатой на звездчатую;

· появление на мембранах тромбогенных участков (отрицательно заряженных фосфолипидов мембран), на которых будет происходить свертывание крови.

В норме кровь не сворачивается, т.к. тромбоциты имеют пластинчатую форму, а не звездчатую, и не способны к агрегации.

В кровеносных сосудах вырабатываются простациклины (производные арахидоновой кислоты), которые тормозят агрегацию тромбоцитов и сужение кровеносных сосудов.

Для активации существуют первичные и вторичные индукторы активации:

1) Первичные -

· фактор фон Виллебранда

· коллаген

· тромбин;

2) Вторичные - вырабатываются под действием тромбина (первичного индуктора активации).

Механизма активации тромбоцитов

1. При повреждении кровеносных сосудов тромбоцитами и эндотелием выделяется фактор фон Виллебранда (фВ), который взаимодействует с рецепторами тромбоцитов и коллагеном поврежденных сосудов, образует между ними мостики и способствует адгезии (прилипание к краям раны).

Под действием фактора фон Виллебранда в тромбоцитах активируется фосфолипаза С (ФлС), которая стимулирует образование ИФ 3 , который стимулирует выведение Ca 2+ из внутриклеточных депо. Ca 2+ связывается с кальмодулином, и этот комплекс активирует миокиназу, которая путем фосфорилирования активирует сократительный белок тромбостенин. Он сокращается и изменяет форму тромбоцита с пластинчатой на звездчатую, что облегчает их сцепление между собой, т.е. агрегацию.

Коллаген (появляется при повреждении кровеносных сосудов) взаимодействует с рецепторами тромбоцитов, активирует фосфолипазу А2, которая отщепляет от фосфолипидов мембран арахидоновую кислоту (20:4). Она под действием циклооксигеназы (ЦОГ) превращается в тромбоксаны, которые вызывают сужение сосуда и агрегацию тромбоцитов (агрегация пока обратимая, т.к при надавливании на края раны кровотечение восстанавливается).

2. Необратимая агрегация наступает под действием тромбина, который через ИФ3 высвобождает кальций из депо. Кальций активирует протеинкиназу С (ПкС), которая путем фосфорилирования активирует сократительный белок плекстрин. Он способен сокращать секреторные гранулы и высвобождать из них вторичные индукторы активации тромбоцитов. Под их действием происходит сужение сосудов и необратимая агрегация с образованием белого тромбоцитарного тромба. Кровотечение останавливается.

Вторичные индукторы активации тромбоцитов:

· АДФ, Са2+ - усиливают агрегацию,

· тромбоглобулин - снижает синтез гепарина и простациклинов,

· серотонин - сужает сосуды,

· фибронектин - связывает тромбоциты с коллагеном сосуда,

· тромбоспондин - агрегация,

· фактор фон Виллебранда - агрегация и адгезия.

Кроме того, при активации тромбоцитов на их поверхности появляются отрицательно заряженные фосфолипиды мембран - фактор №3. Эти участки тромбогеннные, т.к. на них будет протекать свертывание крови.

Если диаметр кровеносного сосуда меньше 100 мкм, то свертывание крови заканчивается тромбоцитарным гемостазом.

На ингибировании первичного гемостаза основано действие средств, "разжижающих" кровь (тромбоаз, аспирин - ингибирует ЦОГ → тормозится агрегация → снижается тромбообразование).

Противоположное действие - коллагеновые гемостатические повязки, которые усиливают агрегацию, сужение кровеносных сосудов и, следовательно, более быстро останавливают кровотечение.

Если повреждается более крупный сосуд, то наступает 2 стадия - гемокоагуляция.

Происходит активация тромбокиназы, превращающей протромбин в тромбин. Это каскадный механизма, в результате которого проис ходит усиление сигнала.

В нем принимают участие 13 факторов свертывания крови . Они находятся в неактивном виде, но при повреждении сосудов активируются частичным протеолизом, и к их номеру добавляется "а" - активированный.

Ферментами являются II, VII, IX, X, XI, XII факторы.

Все дальнейшие реакции с участием факторов свертывания крови протекают на мембранах тромбоцитов или клетках эндотелия поврежденных сосудов .

Мембранные комплексы включают 4 компонента (на них происходит свертывание крови):

1. сами отрицательно заряженные фосфолипиды мембран;

2. Са 2+ - через него ферменты будут связываться с фосфолипидами мембран;

3. фермент (VII, IX, X, XI, XII факторы) - активируется частичным протеолизом, связывается с мембранами через ионы кальция своими отрицательно заряженными карбоксильными группами;

Все ферменты имеют дополнительный отрицательный заряд (карбоксильную группу) в составе глутаминовой кислоты. Образуются γ-карбоксиглутаминовые кислоты (ГКГК) в печени с участием витамина К. Антивитамины К (дикумарол и варфарин) препятствуют карбоксилированию глутаминовой кислоты и, следовательно, свертываемости крови.

Карбоксилирование глутаминовой кислоты

В результате этого происходит активация мембранных комплексов.

4. белок-активатор - усиливает действие фермента в 500-1000 раз.

2а - Прокоагулянтная стадия

На первой стадии необходимо активировать тромбокиназу. Эта реакция происходит на мембранах тромбоцитов.

Активация тромбокиназы

Тромбокиназа - комплекс факторов:

3. фермент (Xа фактор);

4. белок-активатор (Vа фактор).

Активация протекает двумя путями:

1 - прокоагулянтный (внешний) - 5-10 сек; инициатор - III фактор (тканевый);

2 - контактный (внутренний) - 10-12 мин; активируется при контакте XII фактора с коллагеном поврежденного сосуда. Менее распространен. Протекает возле воспаления на аномальных стенках (при атеросклерозе).

1- Внешний путь - каскадный (происходит усиление выработки тромбина).

На мембранах поврежденных клеток эндотелия сосудов появляется первый мембранный инициирующий комплекс:

1. отрицательно заряженные фосфолипиды мембран;

3. фермент (VII фактор);

4. белок-активатор (III фактор).

III фактор очень быстро активирует VII.

VIIа инициирует образование теназного мембранного комплекса.

Теназный мембранный комплекс:

1. отрицательно заряженные фосфолипиды мембран;

3. фермент (IХ фактор);

4. белок-активатор (VIII фактор).

В этом комплексе фактор IXа активирует тромбокназу (фактор Х).

Х фактор катализирует превращение небольшого количества протромбина в тромбин.

Тромбин по принципу обратной отрицательной связи вызывает активацию V, VII, VIII факторов в вышеперечисленных комплексах, что способствует каскадному усилению активации тромбокиназы.

В результате под действием Х фактора образуется много тромбина.

2 - Внутренний путь.

XII фактор при контакте с коллагеном активируется и образуется мембранный косплекс, который вместе с ВМК способен превращать прекалликреин в калликреин. Калликреин по принципу обратной отрицательной связи активирует XII фактор.

Общая схема прокоагулянтной стадии:

В результате протромбин активируется частичным протеолизом и превращается в тромбин:

2б - Коагуляция

Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина.

Фибриноген состоит из 6 ппц (2А, 2В и 2γ).

Отщепление отрицательно заряженных А и В концов способствует образованию фибрин-мономера, изменению его конформации, открытию участков взаимодействия с другими мономерами.

В результате их агрегации образуется фибрин-полимер.

Фибриновый сгусток рыхлый, в его структуре присутствует сыворотка и тромбоциты.

Под действием XIII фактора происходит образование ковалентных связей между отдельными мономерами.

2в - Ретракция

Под действием сократительного белка тромбостенина фибрин-полимер сжимается, из него выдавливается сыворотка. Образуется красный фибриновый тромб. который стягивает края раны, облегчая ее зарастание соединительной тканью.

3. Фибринолиз

Разрушение красного фибринового тромба.

Когда образовался тромб, в печени синтезируется плазминоген, который прикрепляется к тромбу вместе со своими активаторами.

Активаторы плазминогена:

· ТАП (основной) - тканевый активатор плазминогена - синтезируется эндотелием;

· урокиназа - синтезируется в моче, а также в тканях фибробластами и макрофагами;

· стрептокиназа - фермент стрептококков.

Под действием плазмина (активированного плазминогена) расщепляются фибриновые нити на мелкие кусочки (ппц), которые поступают в кровь. В результате тромб растворяется.

Похожая информация.

Основные энергетические ресурсы живого организма -- углеводы и жиры обладают высоким запасом потенциальной энергии, легко извлекаемой из них в клетках с помощью ферментных катаболических превращений. Энергия, высвобождаемая в процессе биологического окисления продуктов углеводного и жирового обменов, а также гликолиза, превращается в значительной степени в химическую энергию фосфатных связей синтезируемого АТФ. Аккумулированная же в АТФ химическая энергия макроэргических связей, в свою очередь, расходуется на разного вида клеточную работу -- создание и поддержание электрохимических градиентов, сокращение мышц, секреторные и некоторые транспортные процессы, биосинтез белка, жирных кислот и т.д. Помимо «топливной» функции углеводы и жиры наряду с белками выполняют роль важных поставщиков строительных, пластических материалов, входящих в основные структуры клетки, -- нуклеиновых кислот, простых белков, гликопротеинов, ряда липидов и т.д. Синтезируемая благодаря распаду углеводов и жиров АТФ не только обеспечивает клетки необходимой для работы энергией, но и является источником образования цАМФ, а также участвует в регуляции активности многих ферментов, состояния структурных белков, обеспечивая их фосфорилирование.

Углеводными и липидными субстратами, непосредственно утилизируемыми клетками, являются моносахариды (прежде всего глюкоза) и неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), а также в некоторых тканях кетоновые тела. Их источниками служат пищевые продукты, всасываемые из кишечника, депонированные в органах в форме гликогена углеводов и в форме нейтральных жиров липиды, а также неуглеводные предшественники, в основном аминокислоты и глицерин, образующие углеводы (глюконеогенез). К депонирующим органам у позвоночных относятся печень и жировая (адипозная) ткань, к органам глюконеогенеза -- печень и почки. У насекомых депонирующим органом является жировое тело. Кроме этого, источниками глюкозы и НЭЖК могут быть и некоторые запасные или другие продукты, хранящиеся или образующиеся в работающей клетке. Разные пути и стадии углеводного и жирового обменов взаимосвязаны многочисленными взаимовлияниями. Направление и интенсивность течения этих обменных процессов находятся в зависимости от ряда внешних и внутренних факторов. К ним относятся, в частности, количество и качество потребляемой пищи и ритмы ее поступления в организм, уровень мышечной и нервной деятельности и т.д.

Животный организм адаптируется к характеру пищевого режима, к нервной или мышечной нагрузке с помощью сложного комплекса координирующих механизмов. Так, контроль течения различных реакций углеводного и липидного обменов осуществляется на уровне клетки концентрациями соответствующих субстратов и ферментов, а также степенью накопления продуктов той или иной реакции. Эти контролирующие механизмы относятся к механизмам саморегуляции и реализуются как в одноклеточных, так и в многоклеточных организмах. У последних регуляция утилизации углеводов и жиров может происходить на уровне межклеточных взаимодействий. В частности, оба вида обмена реципрокно взаимоконтролируются: НЭЖК в мышцах тормозят распад глюкозы, продукты же распада глюкозы в жировой ткани тормозят образование НЭЖК. У наиболее высокоорганизованных животных появляется особый межклеточный механизм регуляции межуточного обмена, определяемый возникновением в процессе эволюции эндокринной системы, имеющей первостепенное значение в контроле метаболических процессов целого организма.

Среди гормонов, участвующих в регуляции жирового и углеводного обменов у позвоночных, центральное место занимают следующие: гормоны желудочно-кишечного тракта, контролирующие переваривание пищи и всасывание продуктов пищеварения в кровь; инсулин и глюкагон -- специфические регуляторы межуточного обмена углеводов и липидов; СТГ и функционально связанные с ним «соматомедины» и СИФ, глюкортикоиды, АКТГ и адреналин -- факторы неспецифической адаптации. Следует отметить, что многие названные гормоны принимают также непосредственное участие и в регуляции белкового обмена (см. гл. 9). Скорость секреции упомянутых гормонов и реализация их эффектов на ткани взаимосвязаны.

Мы не можем специально останавливаться на функционировании гормональных факторов желудочно-кишечного тракта, секретируемых в нервно-гуморальную фазу сокоотделения. Их главные эффекты хорошо известны из курса общей физиологии человека и животных и, кроме того, о них уже достаточно полно упоминалось в гл. 3. Более подробно остановимся на эндокринной регуляции межуточного метаболизма углеводов и жиров.

Гормоны и регуляция межуточного углеводного обмена. Интегральным показателем баланса обмена углеводов в организме позвоночных является концентрация глюкозы в крови. Этот показатель стабилен и составляет у млекопитающих примерно 100 мг% (5 ммоль/л). Его отклонения в норме обычно не превышают ±30%. Уровень глюкозы в крови зависит, с одной стороны, от притока моносахарида в кровь преимущественно из кишечника, печени и почек и, с другой -- от его оттока в работающие и депонирующие ткани (рис. 2).

Приток глюкозы из печени и почек определяется соотношением активностей гликогенфосфорилазной и гликогенсинтетазной реакции в печени, соотношением интенсивности распада глюкозы и интенсивности глюконеогенеза в печени и отчасти в почке. Поступление глюкозы в кровь прямо коррелирует с уровнями фосфорилазной реакции и процессов глюконеогенеза. Отток глюкозы из крови в ткани находится в прямой зависимости от скорости ее транспорта в мышечные, адипозные и лимфоидные клетки, мембраны которых создают барьер для проникновения в них глюкозы (напомним, что мембраны клеток печени, мозга и почек легко проницаемы для моносахарида); метаболической утилизации глюкозы, в свою очередь зависимой от проницаемости к ней мембран и от активности ключевых ферментов ее распада; превращения глюкозы в гликоген в печеночных клетках (Левин и др., 1955; Ньюсхолм, Рэндл, 1964; Фоа, 1972). Все эти процессы, сопряженные с транспортом и метаболизмом глюкозы, непосредственно контролируются комплексом гормональных факторов.

Рис.2. Пути поддержания динамического баланса глюкозы в крови Мембраны мышечных и адипозных клеток имеют "барьер" для транспорта глюкозы; Гл-б-ф -- глюкозо-б-фосфат.

Гормональные регуляторы углеводного обмена по действию на общее направление обмена и уровень гликемии могут быть условно разделены на два типа. Первый тип гормонов стимулирует утилизацию глюкозы тканями и ее депонирование в форме гликогена, но тормозит глюконеогенез, и, следовательно, вызывает снижение концентрации глюкозы в крови. Гормоном такого типа действия является инсулин. Второй тип гормонов стимулирует распад гликогена и глюконеогенез, а следовательно, вызывает повышение содержания глюкозы в крови. К гормонам этого типа относятся глюкагон (а также секретин и ВИП) и адреналин. Гормоны третьего типа стимулируют глюконеогенез в печени, тормозят утилизацию глюкозы различными клетками и, хотя усиливают образование гликогена гепатоцитами, в результате преобладания первых двух эффектов, как правило, также повышают уровень глюкозы в крови. К гормонам данного типа можно отнести глюкокортикоиды и СТГ -- «соматомедины». Вместе с тем, обладая однонаправленным действием на процессы глюконеогенеза, синтеза гликогена и гликолиза, глюкокортикоиды и СТГ -- «соматомедины» по-разному влияют на проницаемость мембран клеток мышечной и адипозной ткани к глюкозе.

По направленности действия на концентрацию глюкозы в крови инсулин является гипогликемическим гормоном (гормон «покоя и насыщения»), гормоны же второго и третьего типов -- гипергликемическими (гормоны «стресса и голодания») (рис.3).

Рис 3. Гормональная регуляция углеводного гомеостаза: сплошными стрелками обозначена стимуляция эффекта, пунктирными -- торможение.

Инсулин можно назвать гормоном усвоения и депонирования углеводов. Одной из причин усиления утилизации глюкозы в тканях является стимуляция гликолиза. Она осуществляется, возможно, на уровне активации ключевых ферментов гликолиза гексокиназы, особенно одной из четырех известных ее изоформ -- гексокиназы П, и глюкокиназы (Вебер, 1966; Ильин, 1966, 1968). По-видимому, определенную роль в стимуляции катаболизма глюкозы инсулином играет и ускорение пентозофосфатного пути на стадии глюкозо-6-фосфатдегидрогеназной реакции (Лейтес, Лаптева, 1967). Считается, что в стимуляции захвата глюкозы печенью при пищевой гипергликемии под влиянием инсулина важнейшую роль играет гормональная индукция специфического печеночного фермента глюкокиназы, избирательно фосфорилирующего глюкозу при высоких ее концентрациях.

Главная причина стимуляции утилизации глюкозы мышечными и жировыми клетками -- прежде всего избирательное повышение проницаемости клеточных мембран к моносахариду (Лунсгаард, 1939; Левин, 1950). Таким путем достигается повышение концентрации субстратов для гексокиназной реакции и пентозофосфатного пути.

Усиление гликолиза под влиянием инсулина в скелетных мышцах и миокарде играет существенную роль в накоплении АТФ и обеспечении работоспособности мышечных клеток. В печени усиление гликолиза, по-видимому, важно не столько для повышения включения пирувата в систему тканевого дыхания, сколько для накопления ацетил-КоА и малонил-КоА как предшественников образования многоатомных жирных кислот, а следовательно, и три-глицеридов (Ньюсхолм, Старт, 1973). Образующийся в процессе гликолиза глицерофосфат также включается в синтез нейтрального жира. Кроме того, и в печени, и особенно в адипозной ткани для повышения уровня липогенеза из глюкозы существенную роль играет стимуляция гормоном глюкозо-б-фосфатдегидрогеназной реакции, приводящей к образованию НАДФН -- восстанавливающего кофактора, необходимого для биосинтеза жирных кислот и глицерофосфата. При этом у млекопитающих только 3-5% всасываемой глюкозы превращается в печеночной гликоген, а более 30% накапливается в виде жира, откладываемого в депонирующих органах.

Таким образом, основное направление действия инсулина на гликолиз и пентозофосфатный путь в печени и особенно в жировой клетчатке сводится к обеспечению образования триглицеридов. У млекопитающих и птиц в адипоцитах, а у низших позвоночных в гепатоцитах глюкоза -- один из главных источников депонируемых триглицеридов. В данных случаях физиологический смысл гормональной стимуляции утилизации углеводов сводится в значительной мере к стимуляции депонирования липидов. Одновременно с этим инсулин непосредственно влияет на синтез гликогена -- депонируемой формы углеводов -- не только в печени, но и в мышцах, почке, и, возможно, жировой ткани.

Адреналин по влиянию на углеводный обмен близок к глюкагону, поскольку механизмом медиации их эффектов является аденилатциклазный комплекс (Робизон и др., 1971). Адреналин, как и глюкагон, усиливает распад гликогена и процессы глюконеогенеза. В физиологических концентрациях глюкагон преимущественно рецептируется печенью и адипозной тканью, а адреналин -- мышцами (прежде всего миокардом) и жировой тканью. Поэтому для глюкагона в большей, а для адреналина в меньшей степени характерны отставленная во время стимуляция глюконеогенетических процессов. Однако же для адреналина в значительно большей степени, чем для глюкагона, типично повышение гликогенолиза и, по-видимому, вследствие этого гликолиза и дыхания в мышцах. В плане не механизмов, а общего влияния на гликолитические процессы в мышечных клетках адреналин является отчасти синерегистом инсулина, а не глюкагона. Видимо, инсулин и глюкагон в большей мере -- гормоны питания, а адреналин -- стрессорный гормон.

В настоящее время установлен ряд биохимических механизмов, лежащих в основе действия гормонов на липидный обмен.

Известно, что длительный отрицательный эмоциональный стресс, сопровождающийся увеличением выброса катехоламинов в кровяное русло, может вызвать заметное похудание. Уместно напомнить, что жировая ткань обильно иннервируется волокнами симпатической нервной системы, возбуждение этих волокон сопровождается выделением норадреналина непосредственно в жировую ткань. Адреналин и норадреналин увеличивают скорость липолиза в жировой ткани; в результате усиливается мобилизация жирных кислот из жировых депо и повышается содержание неэстерифи-цированных жирных кислот в плазме крови. Как отмечалось, тканевые липазы (триглицеридлипаза) существуют в двух взаимопревращающихся формах, одна из которых фосфорилирована и каталитически активна, а другая - нефосфорилирована и неактивна. Адреналин стимулирует через аденилатциклазу синтез цАМФ. В свою очередь цАМФ активирует соответствующую протеинкиназу, которая способствует фосфорилированию липазы, т.е. образованию ее активной формы. Следует заметить, что действие глюкагона на липолитическую систему сходно с действием кате-холаминов.

Не подлежит сомнению, что секрет передней доли гипофиза, в частности соматотропный гормон, оказывает влияние на липидный обмен. Гипофункция железы приводит к отложению жира в организме, наступает гипофизарное ожирение. Напротив, повышенная продукция СТГ стимулирует липолиз, и содержание жирных кислот в плазме крови увеличивается. Доказано, что стимуляция липолиза СТГ блокируется ингибиторами синтеза мРНК. Кроме того, известно, что действие СТГ на липолиз характеризуется наличием лаг-фазы продолжительностью около 1 ч, тогда как адреналин стимулирует липолиз почти мгновенно. Иными словами, можно считать, что первичное действие этих двух типов гормонов на липолиз проявляется различными путями. Адреналин стимулирует активность аденилатциклазы, а СТГ индуцирует синтез данного фермента. Конкретный механизм, с помощью которого СТГ избирательно увеличивает синтез аденилатциклазы, пока неизвестен.

Инсулин оказывает противоположное адреналину и глюкагону действие на липолиз и мобилизацию жирных кислот. Недавно было показано, что инсулин стимулирует фосфодиэстеразную активность в жировой ткани. Фосфодиэстераза играет важную роль в поддержании постоянного уровня цАМФ в тканях, поэтому увеличение содержания инсулина должно повышать активность фосфодиэстеразы, что в свою очередь приводит к уменьшению концентрации цАМФ в клетке, а следовательно, и к образованию активной формы липазы.

Несомненно, и другие гормоны, в частности тироксин, половые гормоны, также оказывают влияние на липидный обмен. Например, известно, что удаление половых желез (кастрация) вызывает у животных избыточное отложение жира. Однако сведения, которыми мы располагаем, не дают пока основания с уверенностью говорить о конкретном механизме их действия на обмен липидов.

В гормональной регуляции обмена белков участвуют гормоны щитовидной железы тироксин (Т3) усиливает синтез белков; Высокие концентрации Т3 наоборот, подавляют синтез белка; гормон роста, инсулин тестостерон, эстроген усиливают распад белков, особенно в мышечной и лимфоидной тканях, но стимулируют синтез белков в печени.

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.

Ученые отмечают, что углеводный обмен важен для организма, так как он влияет на работу разных систем. Основная задача такого процесса – участвовать в выработке энергии, которая требуется человеку для осуществления своей жизнедеятельности.

Углеводы принадлежат к органическим элементам, которые могут обогащать тело энергией. Но их роль заключается не только в этом. Все процессы, которые происходят в теле, важны и взаимосвязаны между собой. Потому углеводы в организме может быть как отдельные составляющие, так и находиться в связи с белками или жирами.

Нарушение выработки углеводов в организме станет причиной сбоя во всех системах. Это подтверждает биохимия. Организм не сможет в достаточном количестве производить гормоны, участвующие в обмене веществ, а также другие биохимические реакции.

О том, какая роль углеводов в организме, какие гормональные процессы они регулируют, а также о метаболизме будет рассказано в данной статье ниже.

При еде обычно человеком потребляется большое количество углеводов. Они могут обеспечивать тело нужной энергией, а также дают порядка 50% ценностей, важных для работы систем в теле. Потому их нужно потреблять ежедневно в больших количествах. По мере возрастания нагрузки на тело, ему будет требоваться и больше углеводов, которые помогаю производить гормоны.

Но данные элементы выступают не только в качестве восполнителя затрат энергии. Вместе с жирами и белками они могут участвовать в процессе регенерации и роста клеток. Они способны продуцировать кислоты, обеспечивая и контролируя нужное количество глюкозы в теле.

Стоит отметить, что углеводы есть практически во всех продуктах. Также они присутствуют и во всех живых организмах, принимая участие в росте и построении структуры.

К основным функциям углеводов относятся такие:

• Обеспечение работы мозга.
• Поставка энергии.
• Контролирование количества липидов и белков.
• Продуцирование определенных видов молекул.
• Улучшение работы ЖКТ.
• Выведение из организма токсинов.
• Активация процессов переваривания пищи.

Биохимия подтверждает, что нарушенный обмен углеводов может стать не только причиной перечисленных выше патологий. Эти элементы не только помогают организму восполнять потраченную энергию, но могут и участвовать в обменных процессах и генерации в клетках.

Виды

Современная биохимия выделяет несколько видов углеводов, которые могут отличаться по своей структуре и составляющим. Обычно и делят на две группы:

1. Сложные.
2. Простые.

Также их по химическим характеристикам разделяют еще на:

1. Моносахариды.
2. Полисахариды.
3. Олигосахариды.

Особенность моносахаридов состоит в том, что они могут в своей структуре иметь молекулу сахара. При расщеплении такие элементы могут попадать в кровоток и увеличивать уровень сахара в ней.

В основе полисахарида лежит большое количество моносахаридов. Их синтез и переработка в ЖКТ после приема пищи занимает длительное время. Но при помощи них у человека будет стабильный показатель уровня сахара в крови.

Хотя основной процесс расщепления углеводов и происходит в ЖКТ, но сам процесс начинается во рту. Слюна помогает этому, а потому и рекомендуется тщательно пережевывать еду.

Углеводный обмен

Конечно, как определяют специалисты, основная роль углеводов – обеспечение организма энергией. Глюкоза, которая вырабатывается в теле при участии углеводов, является основным источником энергии.

Если все системы человека работают слажено и правильно, то при нагрузках на организм происходит увеличение потребления глюкозы, что дает возможность мозгу и органам обеспечивать психологические и физические процессы.

Обмен углеводов представляет собой совокупность процессов, что гарантирует переработку самих углеводов в энергию. Синтез начинается во рту, где вещество может расщепляться при помощи ферментов.

Но основной процесс осуществляется в ЖКТ, где вырабатывается полисахарид и моносахарид, которые потом разносятся кровотоком к клеткам. При этом большая часть производимых частиц остается и накапливается в печени.

Кровь разносит по телу глюкозу постоянно. Она в первую очередь поставляет такое вещество к тем органам, которые в нем наиболее нуждаются. Потому скорость транспортировки глюкозы зависит от активности процессов в теле.

Надо помнить про то, что все процессы в теле протекают взаимосвязано. А потому, когда происходит обмен углеводов, белков или жиров, могут вырабатываться и промежуточные вещества, которые также принимают участие в метаболизме, хоть и не так важны для него.

С помощью таких веществ организм получает возможность производить из получаемой пищи большое количество энергии. Она составляет порядка 60%.

Недостаток или избыток углеводов

Для регулирующего процесса эти показатели важны. Если в теле будет мало углеводов, то это может привести к перерождению печени. Также могут пострадать и мышцы. В крови начнут скапливаться кетоны. При большой их концентрации происходит интоксикация организма и поражается мозг.

Большое количество углеводов тоже не приносит пользы человеку. На начальной стадии увеличение углеводов может стать причиной повышения сахара в крови, что негативно скажется на работе поджелудочной. Это приводит к появлению диабета и других патологий.

Если организм не сможет перерабатывать все углеводы, которые в него поступают вместе с пищей, то это станет причиной того, что жир начнет откладываться в теле. Это приведет к ожирению, что негативно может повлиять на организм.

Дисбаланс углеводов

Нарушиться баланс этих элементов в теле может по разным причинам. Также это может стать причиной проявления патологий. Основные причины нарушения такие:

• Нарушения генетического плана в ЦНС и эндокринной системе.
• Нарушения при развитии плода в утробе матери.
• Нерациональное и неправильное питание.
• Употребление сладкого в больших количествах.
• Употребление алкоголя в больших количествах.
• Сбои в гормональной системе.
• Сидячий образ жизни.

Когда нарушается процесс обменов углеводов, то у человека появляются проблемы. Он начинает себя плохо чувствовать и испытывать негативные симптомы. Это происходит обычно из-за того, что в крови появляется большое или малое количество сахара. Также это может стать причиной сбоев в работе ЖВС.

Возможно проявление таких патологий:

• Гипогликемия. При ней резко снижается количество сахара в теле. У человека при этом может произойти ухудшение зрения или кружится голова. Также человек станет нервным, у него будет неясное сознание, побледнеет кожа и нарушится координация. Когда патология будет проявляться на протяжении длительного времени, то это может привести к коме. Исправить ситуацию можно при потреблении сладостей в больших количествах.
• Диабет . При нарушении углеводного обмена почти всегда у человека появляется диабет. Основная причина в том, что в организме уменьшается количество инсулина и клетки перестают правильно взаимодействовать. Органы также перестают получать требуемую энергию и не могут выполнять свои функции. При такой патологии у человека будет постоянное чувство усталости, он будет худеть и не сможет полноценно заниматься сексом. Также может ухудшиться зрение, раны начнут заживать медленнее, будет чувствоваться онемение конечностей и проявятся прочие негативные симптомы.

Особенности обмена

В нормализации и проведении процесса обмена могут участвовать и гормоны, которые выделяются щитовидкой. Они ускоряют образование глюкозы и дают возможность клеткам быстрее ее усваивать.

Особенно важен данный обмен для беременных. Плод при протекании такого процесса получает нужное количество глюкозы, что гарантирует правильное его развитие. Интенсивность обменного процесса может повлиять и на появление гипоксии.

Отмечено также врачами и то, что если организм начинает быстро набирать массу, то это говорит том, что он не может переносить определенные продукты, содержащие в своем составе много углеводов. Особенно это заметно будет у детей.

Потому важно при появлении первой негативной симптоматики, которая описана выше, сразу посещать клинику и проводить там обследование. Это даст возможность доктору при выявлении патологии вовремя начать лечение.

10852 0

Основные энергетические ресурсы живого организма — углеводы и жиры обладают высоким запасом потенциальной энергии, легко извлекаемой из них в клетках с помощью ферментных катаболических превращений. Энергия, высвобождаемая в процессе биологического окисления продуктов углеводного и жирового обменов, а также гликолиза, превращается в значительной степени в химическую энергию фосфатных связей синтезируемого АТФ.

Аккумулированная же в АТФ химическая энергия макроэргических связей, в свою очередь, расходуется на разного вида клеточную работу — создание и поддержание электрохимических градиентов, сокращение мышц, секреторные и некоторые транспортные процессы, биосинтез белка, жирных кислот и т.д. Помимо «топливной» функции углеводы и жиры наряду с белками выполняют роль важных поставщиков строительных, пластических материалов, входящих в основные структуры клетки, — нуклеиновых кислот, простых белков, гликопротеинов, ряда липидов и т.д.

Синтезируемая благодаря распаду углеводов и жиров АТФ не только обеспечивает клетки необходимой для работы энергией, но и является источником образования цАМФ, а также участвует в регуляции активности многих ферментов, состояния структурных белков, обеспечивая их фосфорилирование.

Углеводными и липидными субстратами, непосредственно утилизируемыми клетками, являются моносахариды (прежде всего глюкоза) и неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), а также в некоторых тканях кетоновые тела. Их источниками служат пищевые продукты, всасываемые из кишечника, депонированные в органах в форме гликогена углеводов и в форме нейтральных жиров липиды, а также неуглеводные предшественники, в основном аминокислоты и глицерин, образующие углеводы (глюконеогенез).

К депонирующим органам у позвоночных относятся печень и жировая (адипозная) ткань, к органам глюконеогенеза — печень и почки. У насекомых депонирующим органом является жировое тело. Кроме этого, источниками глюкозы и НЭЖК могут быть и некоторые запасные или другие продукты, хранящиеся или образующиеся в работающей клетке. Разные пути и стадии углеводного и жирового обменов взаимосвязаны многочисленными взаимовлияниями. Направление и интенсивность течения этих обменных процессов находятся в зависимости от ряда внешних и внутренних факторов. К ним относятся, в частности, количество и качество потребляемой пищи и ритмы ее поступления в организм, уровень мышечной и нервной деятельности и т.д.

Животный организм адаптируется к характеру пищевого режима, к нервной или мышечной нагрузке с помощью сложного комплекса координирующих механизмов. Так, контроль течения различных реакций углеводного и липидного обменов осуществляется на уровне клетки концентрациями соответствующих субстратов и ферментов, а также степенью накопления продуктов той или иной реакции. Эти контролирующие механизмы относятся к механизмам саморегуляции и реализуются как в одноклеточных, так и в многоклеточных организмах.

У последних регуляция утилизации углеводов и жиров может происходить на уровне межклеточных взаимодействий. В частности, оба вида обмена реципрокно взаимоконтролируются: НЭЖК в мышцах тормозят распад глюкозы, продукты же распада глюкозы в жировой ткани тормозят образование НЭЖК. У наиболее высокоорганизованных животных появляется особый межклеточный механизм регуляции межуточного обмена, определяемый возникновением в процессе эволюции эндокринной системы, имеющей первостепенное значение в контроле метаболических процессов целого организма.

Среди гормонов, участвующих в регуляции жирового и углеводного обменов у позвоночных, центральное место занимают следующие: гормоны желудочно-кишечного тракта, контролирующие переваривание пищи и всасывание продуктов пищеварения в кровь; инсулин и глюкагон — специфические регуляторы межуточного обмена углеводов и липидов; СТГ и функционально связанные с ним «соматомедины» и СИФ, глкжокортикоиды, АКТГ и адреналин — факторы неспецифической адаптации. Следует отметить, что многие названные гормоны принимают также непосредственное участие и в регуляции белкового обмена (см. гл. 9). Скорость секреции упомянутых гормонов и реализация их эффектов на ткани взаимосвязаны.

Мы не можем специально останавливаться на функционировании гормональных факторов желудочно-кишечного тракта, секретируемых в нервно-гуморальную фазу сокоотделения. Их главные эффекты хорошо известны из курса общей физилогии человека и животных и, кроме того, о них уже достаточно полно упоминалось в гл. 3. Более подробно остановимся на эндокринной регуляции межуточного метаболизма углеводов и жиров.

Гормоны и регуляция межуточного углеводного обмена. Интегральным показателем баланса обмена углеводов в организме позвоночных является концентрация глюкозы в крови. Этот показатель стабилен и составляет у млекопитающих примерно 100 мг% (5 ммоль/л). Его отклонения в норме обычно не превышают ±30%. Уровень глюкозы в крови зависит, с одной стороны, от притока моносахарида в кровь преимущественно из кишечника, печени и почек и, с другой — от его оттока в работающие и депонирующие ткани (рис. 95).

Рис. 95. Пути поддержания динамического баланса глюкозы в крови
Мембраны мышечных и адилозных клеток имеют «барьер» для транспорта глюкозы; Гл-6-ф — глюкозо-6-фосфат

Отток глюкозы из крови в ткани находится в прямой зависимости от скорости ее транспорта в мышечные, адипозные и лимфоидные клетки, мембраны которых создают барьер для проникновения в них глюкозы (напомним, что мембраны клеток печени, мозга и почек легко проницаемы для моносахарида); метаболической утилизации глюкозы, в свою очередь зависимой от проницаемости к ней мембран и от активности ключевых ферментов ее распада; превращения глюкозы в гликоген в печеночных клетках (Левин и др., 1955; Ньюсхолм, Рэндл, 1964; Фоа, 1972).

Все эти процессы, сопряженные с транспортом и метаболизмом глюкозы, непосредственно контролируются комплексом гормональных факторов.

Гормональные регуляторы углеводного обмена по действию на общее направление обмена и уровень гликемии могут быть условно разделены на два типа. Первый тип гормонов стимулирует утилизацию глюкозы тканями и ее депонирование в форме гликогена, но тормозит глюконеогенез, и, следовательно, вызывает снижение концентрации глюкозы в крови.

Гормоном такого типа действия является инсулин. Второй тип гормонов стимулирует распад гликогена и глюконеогенез, а следовательно, вызывает повышение содержания глюкозы в крови. К гормонам этого типа относятся глюкагон (а также секретин и ВИП) и адреналин. Гормоны третьего типа стимулируют глюконеогенез в печени, тормозят утилизацию глюкозы различными клетками и, хотя усиливают образование гликогена гепатоцитами, в результате преобладания первых двух эффектов, как правило, также повышают уровень глюкозы в крови. К гормонам данного типа можно отнести глюкокортикоиды и СТГ — «соматомедины». Вместе с тем, обладая однонаправленным действием на процессы глюконеогенеза, синтеза гликогена и гликолиза, глюкокортикоиды и СТГ — «соматомедины» по-разному влияют на проницаемость мембран клеток мышечной и адипозной ткани к глюкозе.

По направленности действия на концентрацию глюкозы в крови инсулин является гипогликемическим гормоном (гормон «покоя и насыщения»), гормоны же второго и третьего типов — гипергликемическими (гормоны «стресса и и голодания») (рис. 96).

Рис 96. Гормональная регуляция углеводного гомеостаза:
сплошными стрелками обозначена стимуляция эффекта, пунктирными — торможение

Главная причина стимуляции утилизации глюкозы мышечными и жировыми клетками — прежде всего избирательное повышение проницаемости клеточных мембран к моносахариду (Лунсгаард, 1939; Левин, 1950). Таким путем достигается повышение концентрации субстратов для гексокиназной реакции и пентозофосфатного пути.

Усиление гликолиза под влиянием инсулина в скелетных мышцах и миокарде играет существенную роль в накоплении АТФ и обеспечении работоспособности мышечных клеток. В печени усиление гликолиза, по-видимому, важно не столько для повышения включения пирувата в систему тканевого дыхания, сколько для накопления ацетил-КоА и малонил-КоА как предшественников образования многоатомных жирных кислот, а следовательно, и триглицеридов (Ньюсхолм, Старт, 1973).

Образующийся в процессе гликолиза глицерофосфат также включается в синтез нейтрального жира. Кроме того, и в печени, и особенно в адипозной ткани для повышения уровня липогенеза из глюкозы существенную роль играет стимуляция гормоном глюкозо-6-фосфатдегидрогеназной реакции, приводящей к образованию НАДФН — восстанавливающего кофактора, необходимого для биосинтеза жирных кислот и глицерофосфата. При этом у млекопитающих только 3-5% всасываемой глюкозы превращается в печеночной гликоген, а более 30% накапливается в виде жира, откладываемого в депонирующих органах.

Таким образом, основное направление действия инсулина на гликолиз и пентозофоофатный путь в печени и особенно в жировой клетчатке сводится к обеспечению образования триглицеридов. У млекопитающих и птиц в адипоцитах, а у низших позвоночных в гепатоцитах глюкоза — один из главных источников депонируемых триглицеридов. В данных случаях физиологический смысл гормональной стимуляции утилизации углеводов сводится в значительной мере к стимуляции депонирования липидов. Одновременно с этим инсулин непосредственно влияет на синтез гликогена — депонируемой формы углеводов — не только в печени, но и в мышцах, почке, и, возможно, жировой ткани.

Гормон оказывает стимулирующий эффект на гликогенообразование, повышая активность гликогенсинтетазы (переход неактивной D-формы в активную I-форму) и ингибируя гликогенфосфорилазу (переход малоактивной 6-формы в л-форму) и тем самым тормозя гликогенолиз в клетках (рис. 97). Оба эффекта инсулина на эти ферменты в печени опосредуются, по-видимому, активацией мембранной протеиназы, накоплением гликопептидов, активацией фосфодиэстеразы цАМФ.

Рис 97. Основные этапы гликолиза, глюконеогенеза и синтеза гликогена (по Ильину, 1965 с изменениями)

Глюкоза при любых физиологических состояниях — главный источник питания нервных клеток. При увеличении секреции инсулина происходит некоторое повышение потребления глюкозы нервной тканью, по-видимому, благодаря стимуляции в ней гликолиза. Однако при высоких концентрациях гормона в крови, вызывающих гипогликемию, возникает углеводное голодание мозга и торможение его функций.

После введения очень больших доз инсулина глубокое торможение мозговых центров может приводить сначала к развитию судорог, затем к потере сознания и падению кровяного давления. Такое состояние, возникающее при концентрации глюкозы в крови ниже 45-50 мг%, называют инсулиновым (гипогликемическим) шоком. Судорожную и шоковую реакцию на инсулин используют для биологической стандартизации препаратов инсулина (Смит, 1950; Стюарт, 1960).