Гормональна регуляція вуглеводного і жирового обміну. Гормони і регуляція проміжного ліпідного обміну

Відео: порушення вуглеводного обміну

Якщо інтегральним показником рівня вуглеводного обміну в тваринному організмі є концентрація глюкози в крові, то аналогічним показником інтенсивності жирового обміну служить концентрація НЕЖК. У стані спокою вона становить в середньому 500-600 мкмоль / 100 мл плазми. Цей параметр залежить від співвідношення швидкостей ліполізу і липосинтеза в жировій тканині й печінці, з одного боку, і споживання вільних жирних кислот в якості джерела енергії в м`язах і інших тканинах - з іншого.

Вуглеводи утилізуються і мобілізуються в організмі легше і рівномірніше, ніж тригліцериди. Тому рівень глюкози в крові більш стабільний, ніж концентрація НЕЖК. Якщо концентрація глюкози в крові коливається ± 30%, то концентрація вільних жирних кислот в деяких ситуаціях (голодування, інтенсивне м`язове навантаження, сильний стрес) може зростати до 500% (Ньюсхолм, Старт, 1973).

Настільки значне підвищення рівня НЕЖК в крові пояснюється тим, що швидкості реакцій ліполізу різко перевищують швидкості реакцій утилізації НЕЖК. І хоча НЕЖК утилізуються в деяких тканинах повільніше, ніж глюкоза або інші моносахариди, вони цілком доступні для окислення в фукціонуючого тканинах і є тому в ряді фізіологічних ситуацій найважливішими і навіть першорядними енергетичними джерелами для багатьох типів клітин, зокрема скелетних м`язів, при нестачі глюкози.

У міокарді ж НЕЖК - головні паливні продукти за будь-яких умовах. На відміну від моносахаридів швидкість споживання жирних кислот у всіх тканинах залежить від їх концентрації в крові і не залежить від проникності до них клітинних мембран (Ітон, Стейнберг, 1961).

Регуляторами ліполізу і липосинтеза служать в основному ті ж гормони, які беруть участь і в регуляції вуглеводного обміну. При цьому гормони, що стимулюють гіперглікемію, є і гіперліпацідеміческімі, в той час як інсулін, що володіє гіпоглікемічних дією, запобігає розвитку гіперліпацідеміі. Крім того, в регуляції жирового обміну у хребетних деякий участь беруть АКТГ, ліпотропін і МСГ, які надають гіперліпацідеміческое дію (рис. 99).


Інсулін - єдиний гормональний стимулятор липогенеза і інгібітор ліполізу. Стимуляція липосинтеза гормоном в жировій тканині, а також в печінці відбувається за рахунок посилення поглинання і утилізації глюкози (див. Вище). Гальмування ж ліполізу відбувається, пo мабуть, в результаті активації інсуліном фосфодіестерази цАМФ, зниження концентрації циклічного нуклеотиду, зниження швидкості фосфорилювання малоактивною ліпази і зменшення концентрації активної форми ферменту - ліпази а (Корбін і ін., 1970). Крім цього, інгібування ліполізу в жировій тканині під дією інсуліну здійснюється внаслідок гальмування гідролізу тригліцеридів продуктами посиленого гормоном гліколізу.

Глюкагон, адреналін, СТГ (у плодів також ХСМ), глюкокортикоїди, АКТГ і споріднені з ним гормони - стимулятори ліполізу в жировій тканині й печінці. Глюкагон і адреналін реалізують свої гіперліпацідеміческіе ефекти за допомогою активації аденілатциклази і посилення утворення цАМФ, який підвищує за допомогою цАМФ-залежною ПК, перетворення ліпази в активовану липазу а (Роюізон і ін., 1971). Мабуть, аналогічним чином діють на ліполіз АКТГ, ліпотропін і МСГ, СТГ (або його липолитический фрагмент) і глюкокортикоїди, і також ХСМ підсилюють ліполіз, ймовірно, стимулюючи синтез білків-ферментів на рівні транскрітщіі і трансляції (Фейн, Сінерстейн, 1970).

Латентний період підвищення рівня НЕЖК в крові під впливом глюкагону і адреналіну становить 10-20 хв, під впливом же СТГ і кортикостероїдів - 1ч або більше. Слід нагадати, що АКТГ надає складний ефект на ліпідний обмін. Він діє на жирову тканину безпосередньо і через стимуляцію продукції глюкокортикоїдів корою наднирників, будучи, крім того, прогормоном а-МСГ і срактора, стимулюючого секрецію інсуліну (Белофф-Чейні і ін., 1976). Липолитическим ефсректом володіють також Тз і Т4.

Гормональна стимуляція ліполізу в адипозной тканини і печінки в умовах голодування або стресу і подальша гіперліпацідеміі можуть призвести не тільки до підвищення оксиления НЕЖК, а й до гальмування утилізації вуглеводів в м`язах і, можливо, інших тканинах. Тим самим глюкоза «зберігається» для мозку, який переважно утилізує вуглеводи, а не жирні кислоти. Крім того, значна стимуляція ліполізу в жировій тканині гормонами підвищує утворення кетонових тіл з жирних кислот в печінці. Останні ж і перш за все ацетоуксусная і оксимасляная кислоти можуть служити субстратами дихання в мозку (Хокінс і ін., 1971).

Іншим інтегральним показником ліпідного обміну є ліпопротеїди (ЛП) різної щільності, що транспортують холестерин і інші ліпіди від печінки до інших тканин і навпаки (Браун, Голдстейн, 1977-1985). ЛП низької щільності - атерогенні (викликають атеросклероз), ЛП високої щільності - антиатерогенні. Біосинтез холестерину в печінці і метаболізм різних ЛП регулюються Тз, глюкокортикоїдами і статевими гормонами. При цьому Т3 і естрогени запобігають розвитку атеросклерозу судин.

Адаптивна роль гормонів, що регулюють проміжний метаболізм, і короткі відомості про його ендокринної патології.

Рівень секреції комплексу гормонів, що регулюють вуглеводний і жировий метаболізм, знаходиться в залежності від потреб організму в енергетичних ресурсах. При голодуванні, м`язової та нервової навантаженні, а також інших формах стресу, коли зростає потреба у використанні вуглеводів і жирів, в здоровому організмі відбувається підвищення швидкості секреції тих гормонів, які підвищують мобілізацію і перерозподіл запасних форм поживних речовин і обумовлюють гіперглікемію і гіперліпацідеміі (рис. 100).

Одночасно при цьому гальмується секреція інсуліну (Хуссей, 1963- Фоа, 1964, 1972). І, навпаки, прийом пиши стимулює переважно секрецію інсуліну, який сприяє синтезу глікогену в печінці і м`язах, тригліцеридів в адипозной тканини і печінки, а також білка в різних тканинах.


Сигналами, що стимулюють секрецію інсуліну, є збільшення концентрацій всмоктується в кров глюкози, жирних кислот і амінокислот, а також посилення секреції гормонів шлунково-кишкового тракту - секретину і панкреозимина. При цьому секреція гормонів «мобілізації» гальмується. Однак СТГ, будучи присутнім навіть у невеликих концентраціях в крові на стадіях прийому їжі, сприяє надходженню глюкози і амінокислот в м`язову і жирову тканини, а адреналін - в м`язову тканину. У той же час невисокі концентрації інсуліну при голодуванні і стресі, стимулюючи входження глюкози в м`язи, полегшують тим самим ефекти гіперглікемічних гормонів на м`язову тканину.

Одним з головних сигналів, модулирующих секрецію інсуліну, глюкагону, адреналіну і інших гормонів, що беруть участь в адаптивної саморегуляції проміжного обміну вуглеводів, є, як уже зазначалося, рівень глюкози в крові.

Підвищення концентрації глюкози в крові стимулює за механізмом зворотного зв`язку секрецію інсуліну і гальмує секрецію глюкагону та інших гіперглікемічних гормонів (Фоа, 1964, 1972- Рендл, Хейлс, 1972). Показано, що ефекти глюкози на секреторну активність а- і / 5 -леток підшлункової залози, а також хромафинних клітин є в значній мірі результатом прямої взаємодії гексози зі специфічними рецепторами мембран залізистих клітин.

Разом з тим ефекти глюкози на секрецію інших гормонів реалізуються на рівні гіпоталамуса або / і верхніх відділів головного мозку. Аналогічно глюкози на підшлункову залозу і мозковий шар надниркових залоз, але не на головний мозок, мабуть, можуть діяти і жирні кислоти, забезпечуючи саморегуляцію жирового обміну. Поряд з факторами саморегуляції секреції вищевказаних гормонів на останню можуть впливати багато внутрішні н зовнішні стресові агенти.

З глибокими порушеннями вуглеводного і жирового обміну у людини пов`язана важка ендокринна хвороба - цукровий діабет. Одним із закономірних ускладнень діабету є ураження дрібних і великих судин, що створює передумови у хворих до розвитку атеросклерозу і інших судинних порушень. Таким чином, діабет сприяє поповненню числа осіб, які страждають серцево-судинними захворюваннями.

Припускали, що розвиток цукрового діабету первинно пов`язане з абсолютною інсуліновою недостатністю. В даний час вважають, що в основі патогенезу діабету лежить поєднане порушення регулюючого впливу інсуліну і, можливо, ряду інших гормонів на тканини, в результаті чого в організмі виникає абсолютна або відносна недостатність інсуліну, що поєднується з абсолютним або відносним надлишком глюкагону або інших «діабетогенних» гормонів (Унтер, 1975).

Дисбаланс дії гормонів приводить відповідно до розвитку гіперглікемії (концентрація цукру в крові вище 130 мг%), глюкозурії і поліурії. Останні два симптоми і дали назву захворюванню - цукрове мочеизнурение, або цукровий діабет. В умовах вуглеводного навантаження (тест толерантності до глюкози) гликемическая крива у хворих змінена: після прийому 50 г глюкози всередину гіперглікемія у хворих в порівнянні з нормою розтягнута в часі і досягає великих величин.

Поряд з порушенням утилізації та депонування вуглеводів при діабеті виникають відповідні розлади жирового обміну: посилення ліполізу, гальмування липогенеза, збільшення вмісту НЕЖК в крові, підвищення окислення їх в печінці, накопичення кетонових тіл. Підвищене утворення кетонових тіл (кетоз) призводить до зниження рН крові - ацидозу, який грає істотну роль в розвитку захворювання (Ренолд і ін., 1961).

Кетоацидозу належить, ймовірно, чільне місце в розвитку уражень судин (мікро- і макроангіопатії). Крім того, кетоацидоз лежить в основі одного з найбільш важких ускладнень діабету - діабетичної коми. При дуже високому вмісті цукру в крові (800-1200 мг%) може розвинутися іншого роду коматозний стан. Воно виникає внаслідок значної втрати з сечею води і підвищення тиску крові при збереженні нормального її рН (гіперосмолярна кома).

В результаті тривалих н різноманітних порушень вуглеводного, жирового і білкового обмінів, що супроводжуються порушеннями водно-сольового балансу, у хворих розвиваються різноманітні мікро- і макроангіопатії, що викликають захворювання сітківки (ретинопатія), нирок (нефропатія), нервової системи (нейропатія), трофічні виразки на шкірі, загальний атеросклероз, психічні розлади.

Встановлено, що цукровий діабет - поліпатогенетичні захворювання. Воно початково може бути обумовлено: первинною недостатністю секреції інсуліну і гіперсекрецією діабетогенних гормонів (інсулінчувствітельних, або ювенільні, форми діабету) - різко зниженою чутливістю тканин-мішеней до інсуліну (інсулінорезистентності форми, або «діабет літніх, огрядних»). У патогенезі першої форми хвороби, що становить 15-20% хворих на діабет, певну роль можуть грати спадковий фактор і утворення аутоантитіл до білків острівковогоапарату. У розвитку другої форми захворювання (більше 80% осіб, які страждають на діабет) істотне значення має надлишкової прийом вуглеводної їжі, ожиріння, нерухомий спосіб життя.

Для компенсації цукрового діабету застосовують в якості замісної терапії різні препарати інсуліна- малоуглеводную (іноді маложіровую) дієту і цукрознижувальні синтетичні препарати - сульфанілсечовини і бігуанідние. Відповідно інсулін ефективний лише при інсулінчувствітельних формах захворювання. Крім того, ведуться спроби створення «штучної підшлункової залози» - компактного електронно-механічного апарату, зарядженого інсуліном і глюкагоном, який при з`єднанні з кровоносним руслом може вводити гормони в залежності від концентрації глюкози до крові.

Симптоми цукрового діабету можуть виникати і при ряді інших захворювань, первинно не пов`язаних з ендокринними функціями підшлункової залози або дією інсуліну і глюкагону (різні форми гіперкортицизму, акромегалія).

В.Б. Розен