• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Глюкагон

Глюкагон - це одноланцюговий пептид (29 амінокислотних залишків), який утворюється в α-клітинах острівкового апарату підшлункової залози, а також в ШКТ (в кишечнику поряд з глюкагоном є низка глюкагонподібних сполук, які близькі за структурою і деякими властивостями до глюкагону).

Глюкагон синтезується у вигляді великого попередника - проглюкагону, який підлягає частковому протеолізу і перетворюється в активний гормон.

У плазмі глюкагон знаходиться у вільному стані, незв’язаному з транспортними білками. Саме тому він має короткий період напівжиття ≈ 5 хв. Інактивація відбувається в печінці під дією ферменту, який відщеплює від N-кінця пептиду дві амінокислоти.

Секреція глюкагону подавляється глюкозою. На секрецію гормону також впливають інші сполуки, такі як амінокислоти, жирні кислоти і кетонові тіла, гормони ШКТ і нейромедіатори.

Механізм дії цього гормону - мембранно-цитозольний, через активацію аденілатциклази і утворення цАМФ.

Біохімічні ефекти глюкагону протилежні ефектам інсуліну (це контрінсулярний гормон). Цей гормон викликає потужну мобілізацію джерел енергії за рахунок активації катаболізму вуглеводів і ліпідів.

Вплив на обмін вуглеводів спрямований на підвищення концентрації глюкози в крові. Основна “мішень” дії глюкагону - печінка, де він:

1) стимулює розщеплення глікогену (активує глікогенфосфо-рилазу) і інгібує глікогенез (гальмує активність глікоген-синтази); глюкагон не впливає на глікогеноліз у м’язах;

2) підвищує інтенсивність глюконеогенезу. Це досягається через активацію синтезу ключового ферменту фосфоенолпіруват-карбоксикінази (ФЕПКК) - цАМФ підвищує швидкість транскрипції гену ФЕПКК.

Вплив глюкагону на обмін ліпідів полягає в активації ліполізу. В адипоцитах гормон активує гормончутливу ліпазу, що сприяє підвищенню вільних жирних кислот в крові. Ці жирні кислоти можуть бути використані як джерела енергії або перетворюватися в печінці в кетонові тіла. В умовах інсулінової недостатності цей механізм є суттєвим у розвитку кетонемії.

6.4 Гормони наднирників

6.4.1 Гормони мозкового шару наднирників

У хромафінній тканині мозкового шару наднирників утворюються катехоламіни (адреналін - 85%, норадреналін).

Адреналін (епінефрин) - гормон, який секретується в наднирниках при стресі (концентрація його в крові зростає в 4-5 разів) і є медіатором в деяких синапсах. Встановлено також, що при стресі вміст в крові норадреналіну, який має переважно медіаторні властивості також зростає.

Катехоламіни синтезуються з амінокислоти тирозину. Перетворення тирозину в норадреналін і потім в адреналін має чотири послідовні етапи:

1 Гідроксилювання кільця (тирозин-гідроксилаза).

2 Декарбоксилювання (ДОФА-декарбоксилаза).

3 Гідроксилювання бічного ланцюга (дофамін-бета-гідрокси-лаза-ДБГ).

4 N-метилювання (фенілетаноламін-N-метилтрансфераза).

Послідовність реакцій синтезу виглядає таким чином:

-ОН СО₂ –ОН СН₃

Тир ДОФА Дофамін Норадреналін Адреналін

(диоксифенілаланін)

Стадією, яка лімітує весь синтез є 1 - гідроксилювання Тир під дією тирозингідроксилази з утворенням ДОФА. У цьому ланцюгу реакцій також утворюється дофамін - катехоламін, який має переважно медіаторні властивості. Катехоламіни діють через два головні класи рецепторів: альфа-адренергічні і бета-адренергічні. Адреналін зв’язується з обома класами рецепторів. Норадреналін у фізіологічних концентраціях головним чином з альфа-рецептором.

Біохімічні ефекти адреналіну

Адреналін - це контрінсулярний гормон, дія якого спрямована насамперед на збільшення концентрації глюкози в крові. Крім того, цей гормон має катаболічну дію на обмін ліпідів.

Вплив адреналіну на обмін вуглеводів полягає в стимуляції глікогенолізу в печінці і м’язах. Це досягається шляхом актива-ції глікогенфосфорилази. У м’язах відбувається розщеплення глікогену до глюкозо-6-фосфату і далі до лактату. У м’язах розщеплення глікогену до глюкози не відбувається, тому що відсутня глюкозо-6-фосфатаза (яка розщеплює глюкозо-6-фосфат до глюкози). У печінці в результаті глікогенолізу утворюється вільна глюкоза, яка надходить у кров, що призводить до підвищення рівня глікемії. Це має велике значення для забезпечення інших тканин паливом в умовах стресу.

Вплив адреналіну на обмін ліпідів полягає в стимуляції ліполізу в жировій тканині через активацію ключового ферменту цього процесу - ТАГ-ліпази. У результаті в крові підвищується вміст вільних жирних кислот, що є додатковим джерелом метаболічної енергії.

Таким чином, сумарний біохімічний ефект адреналіну - це підготовка до ситуацій, в яких організм використовує значну кількість метаболічної енергії.

В інактивації катехоламінів беруть участь два ферменти:

1) моноамінооксидаза (МАО) - мітохондріальний фермент;

2) катехол-О-метилтрансфераза - фермент цитозоля.

Найбільша активність цих ферментів спостерігається в печінці і нирках.

Визначення концентрації катехоламінів в крові є важливим діагностичним підтвердженням діагнозу феохромоцитом. Феохромоцитоми - це пухлини мозкового шару наднирників, які секретують катехоламіни у високих концентраціях. У 90% випадків ці пухлини доброякісні. Як правило ці пухлини секретують адреналін і норадреналін, але переважно норадреналін. Дуже рідко переважаючим катехоламіном є дофамін (для злоякісних пухлин). Крім катехоламінів ці пухлини можуть продукувати серотонін, АКТГ, соматостатин, опіоїдні пептиди, кальцитонін та інші, що перешкоджає встановленню діагнозу.

Для феохромоцитом характерні гіперглікемія і глюкозурія, порушується толерантність до глюкози.

Механізм дії адреналіну

Адреналін - це гормон, для якого було вперше встановлено наявність мембранно-цитозольного механізму дії. При дії гормону на α₂- і β-адренорецептори активується аденілатциклаза і синтезується цАМФ - вторинний посередник адреналіну, який запускає каскад метаболічних змін.

У разі зв’язування адреналіну з α₁-адренорецептором активується фосфоінозитидний механізм, в якому роль месенджерів виконують ІТФ, ДАГ і Са²⁺.

Мозковий шар наднирників також продукує деякі нейропептиди - нейротензин, мен-енкефалін, β-ендорфін.

6.4.2 Гормони кори наднирників

Гормони, які синтезуються наднирниками з холестеролу поділяються на три групи: прегнанові (С₂₁), андростанові (С₁₉) і естранові (С₁₈). До прегнанових стероїдів належать кортикосте-роїди і прогестини (які є проміжними метаболітами в синтезі багатьох стероїдних гормонів і це важливий стероїдний гормон яєчників і плаценти).

За біологічними властивостями кортикостероїди поділяють на:

- глюкокортикоїди;

- мінералокортикоїди.

Глюкокортикоїди

До глюкокортикоїдів належать кортизол, кортизон, кортикостерон, 11-дегідрокортикостерон. Найбільш активним є кортизол (гідрокортизон) і кортикостерон.

Кортизол

Після секреції в кров глюко- і мінералокортикоїди зв’язуються з білком транскортином (α-глобуліном, який синтезується в печінці). Мінералокортикоїди зв’язуються також з альбуміном. Лише 10% плазменних глюкокортикоїдів вільні і метаболічно активні. Активних вільних мінералокортикоїдів ≈ 30%.

У печінці відбувається інактивація глюкокортикоїдів. У результаті утворюються метаболіти з малою гормональною активністю і кон’юговані сполуки стероїдних гормонів з глюкуроновою і сірчаною кислотами. Більша частина їх екскретується нирками, менша з жовчю.

Глюкокортикоїди впливають на різні види метаболізму. Залежно від типу тканини вони можуть мати як анаболічну, так і катаболічну дію. Так, у печінці вони мають переважно анаболічний ефект, а в позапечінкових тканинах (ліпоїдній, м’язовій, сполучній) - це катаболічна дія.

Глюкокортикоїди беруть участь в регуляції обміну вуглево-дів, білків, впливають на проникливість клітинних мембран для глюкози і амінокислот, мають протизапальну і десенсибілізуючу дію.

Участь в обміні вуглеводів

Глюкокортикоїди - це гіперглікемічні гормони, тобто їх дія направлена на збільшення концентрації глюкози в крові. Це забезпечується за рахунок того, що гормони:

1) активують глюконеогенезу, що реалізується за рахунок стимуляції і координації декількох механізмів:

- індукують синтез ключових ферментів глюконеогенезу, у тому числі і ФЕПКК;

- індукують синтез ферментів, які в печінці каталізують реакції катаболізму амінокислот з подальшим їх перетворенням в глюкозу;

- стимулюють у позапечінкових тканинах катаболізм білків, який є джерелом амінокислот для глюконеогенезу.

2) гальмують поглинання і утилізацію глюкози в позапечінкових тканинах.

У печінці глюкокортикоїди діють як анаболічні гормони. Вони стимулюють не лише глюконеогенез. Глюкокортикоїди підсилюють глікогенез. Це відбувається шляхом активації ключового фермента - глікогенсинтази.

Участь в обміні ліпідів

Глюкокортикоїди підвищують мобілізацію ТАГ із жирового депо. У результаті в крові зростає концентрація гліцеролу і вільних кислот, які використовуються як джерела енергії. Крім того, гліцерол є додатковим субстратом для глюконеогенезу. В умовах інсулінової недостатності зростання концентрації ВЖК в крові є додатковим фактором, який стимулює кетогенез.

Надлишок глюкокортикоїдів стимулює ліполіз в одних частинах тіла (кінцівках) і ліпогенез - в інших (обличчя і тулуб)

Глюкокортикоїди здатні збільшувати ліполітичну дію сомато-тропіну і катехоламінів (пермісивний ефект глюкокортикоїдів). Крім того глюкокортикоїди мають незначну мінералокортикоїд-ну активність.

Участь в обміні білків

У печінці глюкокортикоїди мають анаболічний вплив на обмін білків і нуклеїнових кислот, в позапечінкових тканинах (м’язах, лімфоїдна, жирова, сполучна тканини) - катаболічний ефект. Молекулярний механізм анаболічної дії полягає в стимуляції транскрипції і відповідно трансляції специфічних білків (ферментів печінки, альбумінів плазми). Активація протеолізу білків у позапечінкових тканинах є джерелом амінокислот для синтезу глюкози в печінці і необхідна для активації саме глюконеогенезу.

Глюкокортикоїди беруть участь в функціонуванні захисних механізмів організму:

1) у високій концентрації (лікувальних дозах) гальмують імунологічну відповідь організму;

2) здатні гальмувати запальну реакцію. У фармакологічних дозах вони гальмують активність фосфоліпази А₂. Цей фермент каталізує вивільнення арахідонової кислоти, яка є попередником синтезу простагландинів - гістогормонів - медіаторів запалення.

При аномальному збільшенні секреції глюкокортикоїдів виникає патологічний стан - хвороба (синдром) Іценко-Кушинга. Ця патологія розвивається при пухлинах надниркових залоз (синдром) або гіпофіза - підвищення продукції АКТГ (хвороба).

Основні прояви:

1) зниження толерантності тканини до глюкози;

2) гіперглікемія;

3) глюкозурія;

4) порушення ліпідного обміну - ожиріння з перевагою відкла-дання ліпідів у верхній частині тулуба, животі і обличчі;

5) затримка Na⁺ і важка гіпертензія.

Мінералокортикоїди

Це важливі гормони, які регулюють водно-сольовий обмін. Мінералокортикоїди, які синтезуються в наднирниках - це альдостерон, 11-дезоксикортикостерон (ДОК), 18-оксикортикостерон. Найбільш активним є альдостерон, в нормі лише він надходить у кров.

Альдостерон

Цей гормон регулює баланс в організмі Na⁺, К⁺, Cl^- і води. Мішенями для альдостерону є клітини епітелію дистальних канальців нирок, в цитозолі і ядрі яких розташовані рецептори до гормону. При зв’язуванні альдостерону з рецепторами, комплекси, які утворюються, надходять в ядро і активують транскрипцію генів. Ці гени кодують інформацію про структуру транспортних білків плазматичних мембран епітелію канальців, які приймають участь в транспорті Na⁺.

Транспорт Na⁺ - це енергозатратний процес і потребує енергії АТФ. Альдостерон підвищує активність ферментів мітохондрій, які беруть участь в продукції АТФ. У результаті підсилюється реабсорбція Na⁺ і його протиіона з сечі в міжклітинну рідину і далі у кров.

Поряд з цим в обмін на Na⁺ підсилюється екскреція в сечу з епітелію канальців К⁺.

Таким чином, альдостерон забезпечує затримку Na⁺, Н₂О (яка утримується Na⁺), Сl^- в організмі і втрату з сечею К⁺.

Альдостерон також має протизапальну дію.

Регуляція секреції мінералокортикоїдів

Основним регулятором продукції альдостерону є ренін-ангіотензинова система. У процесі регуляції секреції беруть участь також К⁺, Na⁺, АКТГ.

Ренін-ангіотензинова система

Ренін-ангіотензин-альдостероновий механізм забезпечує регуляцію кров’яного тиску і електролітного обміну. Основним гормоном, який бере участь в регуляції альдостерону є ангіотензин ІІ. Схема його утворення наведена нижче.

Ангіотензиноген

↓ ренін

Ангіотензин І

↓ ангіотензин-перетворюючий фермент

Ангіотензин ІІ

↓ аміпептидаза

Ангіотензин ІІІ

↓ ангіотензинази

Продукти розпаду

За цією схемою ангіотензин ІІ утворюється з ангіотензину-гену - це α₂-глобулін, який синтезується в печінці. Синтез ангіотензиногену підсилюють глюкокортикоїди і естрогени. Ангіотензиноген перетворюється в ангіотензин І під дією ферменту реніну, який синтезується в юкстагломерулярних клітинах нирок. Стимулами для виділення реніну є:

1) зниження кров’яного тиску;

2) втрата солей організмом;

3) зневоднення, втрата крові;

4) дія β-адренергічних агентів і простагландинів.

Під дією ангіотензин-перетворюючого ферменту (це гліко-протеїн, який знаходиться в легенях ендотеліальних тканинах і в плазмі крові) ангіотензин І перетворюється до ангіотензину ІІ. З ангіотензину ІІ утворюється ангіотензин ІІІ. У людини в плазмі крові концентрація ангіотензину ІІ в 4 рази вища, ніж ангіо-тензину ІІІ. Тому саме ангіотензин ІІ має основний вплив на секрецію альдостерону. У реалізації молекулярного механізму дії ангіотензину ІІ основна роль належить цАМФ.

Біохімічні і фізіологічні ефекти ангіотензину ІІ:

1 Активує синтез альдостерону і його секрецію (що призводить до затримки Na⁺, Cl^- і Н₂О).

2 Викликає звуження судин (що важливо в підтримці кров’яного тиску).

3 Викликає почуття спраги.

Гіперпродукція ангіотензину ІІ сприяє розвитку реноваску-лярної гіпертензії, серцевих набряків і порушення водно-сольо-вого обміну. Підвищення продукції мінералокортикоїдів спосте-ріггається при хворобі Конна (гіперальдостеронізм). При цьому захворюванні спостерігаються симптоми, які пов’язані з над-лишком альдостерону і гіпернатріємія, набряки, гіпертензія, під-вищена збудливість міокарда, знижений рівень реніну і ангіотензину ІІ.

Зниження секреції всіх кортикостероїдів (як глюкокортикої-дів, так і мінералокортикоїдів) спостерігається при гіперкорти-цизмі - хвороба Аддісона (бронзова хвороба). При цьому захворюванні пошкоджено більше 90% клітин кори надирників, які продукують кортикостероїди. Друга назва цієї патології - бронзова хвороба - пов’язана з тим, що поступово розвивається гіперпігментація - шкіра стає рівномірно бронзового кольору. Вважають, що це зумовлено надмірною секрецією МСГ. Включається компенсаторний механізм, який полягає в підвищенні секреції АКТГ і відповідних продуктів процесингу ПОМК (в тому числі і МСГ).

До біохімічних і фізіологічних змін при хворобі Аддісона належать: гіпоглікемія, надмірна чутливість до інсуліну, невитривалість до стресу, втрата ваги, анорексія, слабкість, низький кров’яний тиск, зменшення швидкості клубочкової фільтрації, гіпонатріємія, гіперкаліємія.

Переглядів: 3120