Этапы реализации функциональной активности глют 4 и рецепторы к инсулину на мембране инсулинзависимых клеток

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Классификация сахаров.

       Углеводы - это соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Сложные углеводы могут включать в состав азот и серу. Углеводы составляют основную часть питания человека и являются главным источником энергии в организме. Полное окисление углеводов сопровождается образованием углекислого газа, воды и энергии в виде АТФ.

       Углеводы делятся на три основных класса:

I. Моносахариды содержат от 3 до 9 атомов углерода. Для диагностики имеют значение

       триозы (лактат, пируват);

       пентозы (рибоза, дезоксирибоза);

       гексозы (D-глюкоза,, D-галактоза, D-фруктоза, D-манноза).

       Лактат (молочная кислота) и пируват (пировиноградная кислота) содержат 3 атома углерода и являются промежуточными продуктами обмена углеводов.

       Рибоза и дезоксирибоза содержат 5 атомов углерода, входят в состав нуклеиновых кислот, макроэргических фосфатов (АТФ, ГТФ, и др.), коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, КоА и др).

       Гексозы или простые сахара содержат 6 атомов углерода и представляют основной источник энергии в организме. Простые сахара обладают оптической активностью и вращают плоскость поляризованного света вправо и влево. В организме человека включаются в метаболизм только правовращающие изомеры (D-изомеры). Оптическая активность сахаров используется для определения их содержания в моче с помощью поляриметра.

II. Олигосахариды содержат небольшое число (2-9) моносахаридов. Для диагностики наибольшее значение имеют дисахариды - олигосахариды, включающие 2 сахара:

       - сахароза или свекловичный сахар, состоит из глюкозы и фруктозы,                  связанных a-гликозидными связями,

       - лактоза или молочный сахар, состоит из глюкозы и галактозы,   связанных b-гликозидными связями:

       - мальтоза или солодовый сахар, состоит из 2-х молекул глюкозы, связанных a-гликозидными связями,

III. Полисахариды составляют большинство сахаров в природе. Различают

1) гомополисахариды, состоящие из одного вида сахара. К ним относятся:

       - крахмал - основной полисахарид растительного происхождения, состоящий из повторяющихся остатков мальтозы. Углевод представляет смесь амилозы - сахара с длинной неразветвленной цепью, и амилопектина - сахара с более короткой разветвленной цепью.

       - целлюлоза представляет высокомолекулярный неразветвленный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, связанных b-гликозидными связями, что предотвращает ее расщепление пищеварительными соками, содержащими a-амилазу.

       - гликоген - сильно разветвленный полисахарид животного происхождения с ветвлением через 8-12 остатков глюкозы, что обеспечивает его хорошую растворимость.

2) гетерополисахариды кроме простых сахаров содержат их производные - гексуроновые кислоты, гексозамины, дезоксисахара. Примерами гетерополисахаридов могут служить гепарин, сиаловые кислоты, гиалуроновая кислота и др.

Обмен углеводов в норме.

       Углеводы в составе продуктов питания поступают в ротовую полость, где в слабощелочной среде под действием фермента a-амилазы слюны начинают расщепляться до олигосахаридов. Дальнейшее переваривание углеводов продолжается в щелочной среде тонкого кишечника под действием a-амилазы поджелудочной железы. Конечный продукт расщепления - дисахариды, которые превращаются в моносахариды при участии специальных ферментов, связанных с мембранами клеток кишечного эпителия: сахаразы, расщепляющей сахарозу, лактазы, расщепляющей лактозу, и мальтазы и изомальтазы, расщепляющих мальтозу и изомальтозу соответственно.

       В виде моносахаридов углеводы всасываются клетками кишечного эпителия путем облегченной диффузии, а глюкоза и галактоза еще и путем активного транспорта (с затратой энергии). Для поступления глюкозы в клетку необходим инсулин, гормон пептидной природы, вырабатываемый b-клетками островкового аппарата поджелудочной железы.

       Поступившая в клетку глюкоза для включения в тот или иной вид обмена превращается в активную форму - фосфорилируется:

_{гексокиназа}

                   глюкоза + АТФ ----------------® глюкозо-6-фосфат + АДФ

       Фосфорилирование глюкозы во всех тканях происходит при участии фермента гексокиназы (ГК), а в печени - глюкокиназы. В активированной форме глюкоза подвергается следующим основным превращениям:

1.Окисление с образованием энергии.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ ® 6СО₂ +6Н₂О +38 АТФ

Окисление осуществляется в 3 этапа:

       1.1. Анаэробный распад глюкозы (гликолиз) включает 1-ый этап окисления в отсутствие кислорода. Конечными продуктами окисления является пируват, который превращается в ацетил-КоА, лактат и синтезируется 2 молекулы АТФ. Образование лактата характерно при недостатке кислорода, например, в мышцах при активной работе, и в эритроцитах, так как превращение пирувата происходит в митохондриях, а они в эритроцитах отсутствуют.

       1.2. Образование ацетил-КоА, ключевого продукта, позволяющего осуществлять взаимные превращения белков, жиров и углеводов.

       1.3. Аэробное окисление ацетил-КоА в реакциях цикла Кребса и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования. Биологический смысл окисления - образование энергии в виде АТФ (всего 36 молекул).

2.Пентозный путь характерен для большинства тканей. Биологический смысл пути заключается в образовании пентоз для синтеза ДНК, РНК и коферментов, и в образовании восстановленной формы НАДФ - НАДФН, необходимой в качестве донатора водорода в реакциях синтеза.

3. Гликогенез -синтез гликогена, осуществляется в большинстве органов и тканей: печени, мышцах и других тканях, кроме нервной. Гликоген представляет депонированную форму глюкозы.

4.Образование триглицеридов в печени и жировой ткани при избыточном потреблении углеводов.

       Поступившая в клетки кишечника глюкоза остается в необходимом количестве на нужды клетки, а остальная ее часть переправляется через межклеточную жидкость в кровь и обеспечивает потребно

сти других органов. Однако глюкоза при поступлении в клетку сразу фосфорилируется. Механизм немедленного фосфорилирования глюкозы необходим для сохранения глюкозы в клетке. Известно, что фосфорилированные соединения не могут поступать ни в клетку, ни из клетки. Для выхода глюкозы из клетки необходим фермент, позволяющий отщепить фосфатную группу. Таким ферментом является глюкозо-6-фосфатаза, которая содержится только в трех тканях организма: эпителии кишечника, печени и почках, и только эти органы способны выделять глюкозу из клетки и поддерживать ее уровень в крови. Наличие фермента в указанных выше тканях функционально обусловлено, так как кишечник обеспечивает гликемию в крови после еды, почки возвращают организму реабсорбированную глюкозу, а печень поддерживает оптимальный стабильный уровень гликемии: после приема пищи, превращая избыток глюкозы в гликоген, и, превращая гликоген в глюкозу (гликогенолиз), в промежутках между приемами пищи. Остальные ткани данного фермента не содержат.

       Существует 3 уровня регуляции гликемии: нервный, гормональный и органный. Нервная регуляция осуществляется через центральную нервную систему (“сахарный” центр - на дне 4-го желудочка), гормональный - через эндокринную систему. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы в крови:

1. Инсулин - гормон пептидной природы, вырабатываемый b-клетками островкового аппарата поджелудочной железы.Полипептид, состоящий из 2 полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 АК, цепь В – 30 АК. Обе цепи соединены между собой 2 дисульфидными мостиками. Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизируется ионами цинка, который связывается остатками Гис в положении 10 В-цепи всех 6 субъединиц. Молекула содержит внутримолекулярный дисульфидный мостик, соединяющий шестой и одиннадцатые остатки в А –цепи.

Биосинтез включает образование 2 неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Синтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с ЭР. Сигнальный пептид проникает в просвет ЭР и направляет поступление в просвет ЭР растущей полипептидной цепи. После окончания синтеза препроинсулина сигнальный пептид, отщепляется. Проинсулин, поступает в аппарат Гольджи специфическими протеазами расщепляется с образованием инсулина и С-пептида. Они в эквимолярных количествах включаются в секрет

орные гранулы. Последние сливаются с мембраной цитоплазматической и секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. После секреции в кровь олигомеры распадаются. Однако около 3% проинсулина не подвергается протеолизу и в неизменном виде также попадает в кровь. При патологии β-клеток ПЖ и ожирении доля проинсулина увеличивается.

Нарушение обмена углеводов.

       Все моносахариды, всосавшиеся в кишечнике, на том или ином этапе метаболизма превращаются в глюкозу или ее производные. Так, галактоза после ряда химических реакций трансформируется в глюкозо-1-фосфат, а фруктоза превращается во фруктозо-1-фосфат, промежуточный продукт гликолиза. Таким образом, обмен углеводов в той или иной степени сводится к обмену глюкозы.

       Уровень глюкозы в крови определяется всасыванием ее из кишечника, потреблением тканями, реабсорбцией из первичной мочи, поступлением из гликогенового депо печени, процессами глюконеогенеза. Нарушение любого из этих процессов может привести к изменению уровня глюкозы в крови. Нормальной считается концентрация глюкозы в крови 3,5-5,7 ммоль/л (нормогликемия). Могут быть небольшие колебания при использовании разных методов, а также при определении глюкозы в сыворотке и цельной крови: в цельной крови содержание глюкозы на 8-10% ниже, чем в сыворотке, что связано с распределением воды между плазмой и эритроцитами. У новорожденных концентрация глюкозы в крови соответствует уровню матери, через 3-6 часов уровень сахара падает примерно в 2 раза (физиологическая гипогликемия), но к 5-6 дню концентрация повышается примерно до 3/4 содержания взрослого человека и стабилизируется к 15 годам. У здорового человека уровень глюкозы натощак является достаточно стабильным показателем и определяется особенностями обмена конкретного индивидуума.

Сахарный диабет.

Группа эндокринных заболеваний, связанных с нарушением усвоения глюкозы и развивающаяся вследствие абсолютной и относительной недостаточности гормона инсулина - гипергликемия- стойкое увеличение содержания глюкозы в крови. Нарушаются все виды обмена веществ:

• Углеводный обмен
• Жировой обмен
• Белковый обмен
• Минеральный обмен
• Водно-солевой обмен

Типы сахарного диабета:

· Синдром резистентности к инсулину

· Сахарный диабет I типа (инсулинзависимый)

· Сахарный диабет II типа (инсулиннезависимый)

Факторы риска СД I:

ü  Вирусные инфекции, вызывающие воспаление островков Лангерганса (инсулит) и поражение (β-клеток).

ü Отягощенная по сахарному диабету наследственность;

ü Артериальная гипертензия, приводящая к нарушению микроциркуляции в поджелудочной железе.

ü  Аутоиммунные заболевания, в первую очередь эндокринные (аутоиммунный тиреоидит, хроническая недостаточность коры надпочечников);

ü Химические агенты и токсины, разрушающие β -клетки (нитрозамины, содержащиеся в некоторых пищевых продуктах, стрептозотоцин и др.);

ü Фактор питания (раннее употребление коровьего молока);

ü Некоторые другие, факторы, например, стресс.

Нарушение обмена углеводов связано, в первую очередь, со снижением поступления глюкозы в клетки, вызванном недостаточностью активного инсулина. Так как клетки нуждаются в глюкозе, организм через гуморальную регуляцию пытается удовлетворить потребности клеток единственным возможным для него способом: повышением концентрации глюкозы в крови путем активации гликогенолиза, глюконеогенеза, повышением всасывания глюкозы в кишечнике. Несмотря на адаптационные механизмы, организм самостоятельно не способен компенсировать ситуацию, так как вся его деятельность направлена на повышение уровня глюкозы в крови, а механизма снижения уровня - инсулина, у него нет, поэтому наблюдается нарушение всех видов обмена.

Т

Содержание глюкозы в цельной крови и плазме.

       Обычно при получении патологических результатов анализ повторяется для исключения случайных флуктуаций.

2. Определение концентрации глюкозы в моче.

       У здорового человека содержание глюкозы в моче настолько мало, что обычными лабораторными методами не определяется. Глюкоза в моче определяется как положительная при ее концентрации 0,3-0,5 ммоль/л. Появление определяемой глюкозы в моче называется глюкозурией и зависит от почечного порога. В норме почечный порог составляет около 10 ммоль/л, с возрастом он повышается и у лиц старше 50 лет составляет около 12 ммоль/л. У пациентов со сниженным порогом (врожденные или приобретенные нарушения реабсорбции глюкозы в канальцах) глюкоза в моче может появляться при нормальном или низком ее содержании в крови, в ряде случаев глюкозурия может быть причиной гипогликемии. Таким образом, глюкозурия встречается при гипергликемии, нормогликемии и гипогликемии и не может быть критерием заболевания, равно как ее отсутствие не означат отсутствия СД. Однако высокая глюкоза в крови (более 10 ммоль/л) вместе с глюкозурией считается явным признаком сахарного диабета, а определение глюкозы в моче расценивают как дополнительный критерий диагностики сахарного диабета.

3. Пероральный тест толерантности к глюкозе (ТТГ).

       При получении сомнительных результатов, а также при наличии симптомов диабета, глюкозурии и у пациентов группы риска по СД проводят ТТГ с пероральным введением глюкозы.

       Тест проводится утром после 10-14 часового голодания. Содержание глюкозы натощак контролируется врачом. Глюкоза вводится в стакане теплой воды или чая в дозе 75 г для взрослых или 1,75 г/кг массы тела у детей, но не более 75 г. По рекомендации ВОЗ исследование глюкозы проводится в капиллярной крови натощак и через 2 часа после приема глюкозы, что удобно при массовых обследованиях. У здорового человека уровень глюкозы в крови натощак находится в пределах нормы, а через 2 часа не превышает границы критерия СД. Однако многие отечественные исследователи считают наиболее информативным уровень гликемии через час, поэтому тест включает 3 анализа: натощак, через 1 час и через 2 часа.

Таблица 5.

Классификация сахаров.

       Углеводы - это соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Сложные углеводы могут включать в состав азот и серу. Углеводы составляют основную часть питания человека и являются главным источником энергии в организме. Полное окисление углеводов сопровождается образованием углекислого газа, воды и энергии в виде АТФ.

       Углеводы делятся на три основных класса:

I. Моносахариды содержат от 3 до 9 атомов углерода. Для диагностики имеют значение

       триозы (лактат, пируват);

       пентозы (рибоза, дезоксирибоза);

       гексозы (D-глюкоза,, D-галактоза, D-фруктоза, D-манноза).

       Лактат (молочная кислота) и пируват (пировиноградная кислота) содержат 3 атома углерода и являются промежуточными продуктами обмена углеводов.

       Рибоза и дезоксирибоза содержат 5 атомов углерода, входят в состав нуклеиновых кислот, макроэргических фосфатов (АТФ, ГТФ, и др.), коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, КоА и др).

       Гексозы или простые сахара содержат 6 атомов углерода и представляют основной источник энергии в организме. Простые сахара обладают оптической активностью и вращают плоскость поляризованного света вправо и влево. В организме человека включаются в метаболизм только правовращающие изомеры (D-изомеры). Оптическая активность сахаров используется для определения их содержания в моче с помощью поляриметра.

II. Олигосахариды содержат небольшое число (2-9) моносахаридов. Для диагностики наибольшее значение имеют дисахариды - олигосахариды, включающие 2 сахара:

       - сахароза или свекловичный сахар, состоит из глюкозы и фруктозы,                  связанных a-гликозидными связями,

       - лактоза или молочный сахар, состоит из глюкозы и галактозы,   связанных b-гликозидными связями:

       - мальтоза или солодовый сахар, состоит из 2-х молекул глюкозы, связанных a-гликозидными связями,

III. Полисахариды составляют большинство сахаров в природе. Различают

1) гомополисахариды, состоящие из одного вида сахара. К ним относятся:

       - крахмал - основной полисахарид растительного происхождения, состоящий из повторяющихся остатков мальтозы. Углевод представляет смесь амилозы - сахара с длинной неразветвленной цепью, и амилопектина - сахара с более короткой разветвленной цепью.

       - целлюлоза представляет высокомолекулярный неразветвленный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, связанных b-гликозидными связями, что предотвращает ее расщепление пищеварительными соками, содержащими a-амилазу.

       - гликоген - сильно разветвленный полисахарид животного происхождения с ветвлением через 8-12 остатков глюкозы, что обеспечивает его хорошую растворимость.

2) гетерополисахариды кроме простых сахаров содержат их производные - гексуроновые кислоты, гексозамины, дезоксисахара. Примерами гетерополисахаридов могут служить гепарин, сиаловые кислоты, гиалуроновая кислота и др.

Обмен углеводов в норме.

       Углеводы в составе продуктов питания поступают в ротовую полость, где в слабощелочной среде под действием фермента a-амилазы слюны начинают расщепляться до олигосахаридов. Дальнейшее переваривание углеводов продолжается в щелочной среде тонкого кишечника под действием a-амилазы поджелудочной железы. Конечный продукт расщепления - дисахариды, которые превращаются в моносахариды при участии специальных ферментов, связанных с мембранами клеток кишечного эпителия: сахаразы, расщепляющей сахарозу, лактазы, расщепляющей лактозу, и мальтазы и изомальтазы, расщепляющих мальтозу и изомальтозу соответственно.

       В виде моносахаридов углеводы всасываются клетками кишечного эпителия путем облегченной диффузии, а глюкоза и галактоза еще и путем активного транспорта (с затратой энергии). Для поступления глюкозы в клетку необходим инсулин, гормон пептидной природы, вырабатываемый b-клетками островкового аппарата поджелудочной железы.

       Поступившая в клетку глюкоза для включения в тот или иной вид обмена превращается в активную форму - фосфорилируется:

_{гексокиназа}

                   глюкоза + АТФ ----------------® глюкозо-6-фосфат + АДФ

       Фосфорилирование глюкозы во всех тканях происходит при участии фермента гексокиназы (ГК), а в печени - глюкокиназы. В активированной форме глюкоза подвергается следующим основным превращениям:

1.Окисление с образованием энергии.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ ® 6СО₂ +6Н₂О +38 АТФ

Окисление осуществляется в 3 этапа:

       1.1. Анаэробный распад глюкозы (гликолиз) включает 1-ый этап окисления в отсутствие кислорода. Конечными продуктами окисления является пируват, который превращается в ацетил-КоА, лактат и синтезируется 2 молекулы АТФ. Образование лактата характерно при недостатке кислорода, например, в мышцах при активной работе, и в эритроцитах, так как превращение пирувата происходит в митохондриях, а они в эритроцитах отсутствуют.

       1.2. Образование ацетил-КоА, ключевого продукта, позволяющего осуществлять взаимные превращения белков, жиров и углеводов.

       1.3. Аэробное окисление ацетил-КоА в реакциях цикла Кребса и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования. Биологический смысл окисления - образование энергии в виде АТФ (всего 36 молекул).

2.Пентозный путь характерен для большинства тканей. Биологический смысл пути заключается в образовании пентоз для синтеза ДНК, РНК и коферментов, и в образовании восстановленной формы НАДФ - НАДФН, необходимой в качестве донатора водорода в реакциях синтеза.

3. Гликогенез -синтез гликогена, осуществляется в большинстве органов и тканей: печени, мышцах и других тканях, кроме нервной. Гликоген представляет депонированную форму глюкозы.

4.Образование триглицеридов в печени и жировой ткани при избыточном потреблении углеводов.

       Поступившая в клетки кишечника глюкоза остается в необходимом количестве на нужды клетки, а остальная ее часть переправляется через межклеточную жидкость в кровь и обеспечивает потребно

сти других органов. Однако глюкоза при поступлении в клетку сразу фосфорилируется. Механизм немедленного фосфорилирования глюкозы необходим для сохранения глюкозы в клетке. Известно, что фосфорилированные соединения не могут поступать ни в клетку, ни из клетки. Для выхода глюкозы из клетки необходим фермент, позволяющий отщепить фосфатную группу. Таким ферментом является глюкозо-6-фосфатаза, которая содержится только в трех тканях организма: эпителии кишечника, печени и почках, и только эти органы способны выделять глюкозу из клетки и поддерживать ее уровень в крови. Наличие фермента в указанных выше тканях функционально обусловлено, так как кишечник обеспечивает гликемию в крови после еды, почки возвращают организму реабсорбированную глюкозу, а печень поддерживает оптимальный стабильный уровень гликемии: после приема пищи, превращая избыток глюкозы в гликоген, и, превращая гликоген в глюкозу (гликогенолиз), в промежутках между приемами пищи. Остальные ткани данного фермента не содержат.

       Существует 3 уровня регуляции гликемии: нервный, гормональный и органный. Нервная регуляция осуществляется через центральную нервную систему (“сахарный” центр - на дне 4-го желудочка), гормональный - через эндокринную систему. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы в крови:

1. Инсулин - гормон пептидной природы, вырабатываемый b-клетками островкового аппарата поджелудочной железы.Полипептид, состоящий из 2 полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 АК, цепь В – 30 АК. Обе цепи соединены между собой 2 дисульфидными мостиками. Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизируется ионами цинка, который связывается остатками Гис в положении 10 В-цепи всех 6 субъединиц. Молекула содержит внутримолекулярный дисульфидный мостик, соединяющий шестой и одиннадцатые остатки в А –цепи.

Биосинтез включает образование 2 неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Синтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с ЭР. Сигнальный пептид проникает в просвет ЭР и направляет поступление в просвет ЭР растущей полипептидной цепи. После окончания синтеза препроинсулина сигнальный пептид, отщепляется. Проинсулин, поступает в аппарат Гольджи специфическими протеазами расщепляется с образованием инсулина и С-пептида. Они в эквимолярных количествах включаются в секрет

орные гранулы. Последние сливаются с мембраной цитоплазматической и секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. После секреции в кровь олигомеры распадаются. Однако около 3% проинсулина не подвергается протеолизу и в неизменном виде также попадает в кровь. При патологии β-клеток ПЖ и ожирении доля проинсулина увеличивается.

Этапы реализации функциональной активности ГЛЮТ 4 и рецепторы к инсулину на мембране инсулинзависимых клеток

• Этапы реализации происходят при участии специальных белков переносчиков, регулируемые инсулином –ГЛЮТ-4, содержится только в мышцах и жировой ткани (инсулинзависимые ткани). В отсутствии инсулина ГЛЮТ-4 находятся в цитозольных везикулах. Под влиянием инсулина происходит транслокация везикул в плазматическую мембрану, при снижении концентрации гормона глюкотранспортеры возвращаются в цитозоль, и транспорт глюкозы прекращается. В клетках печени инсулин индуцирует синтез глюкокиназы. В результате фосфорилирование концентрация свободной глюкозы в клетках поддерживается на низком уровне, что способствует ее транспорту из крови по градиенту концентрации.

• Рецептор инсулина представляет собой тирозиновую протеинкиназу, фосфорилирующую белки по ОН-группе тирозина. Это гликопротеид построенный из 2 альфа и двух бетта субъединиц. Первые расположены вне клетки, другие пронизывают плазматическую мембрану. Центр связывания инсулина образуют N-концевые домены альфа субъединиц, каталитический тирозин-протеинкиназный центр находится на бетта субъединицах. Присоединение инсулина к центру связывания активирует фермент, причем субстратом служит сам этот фермент, т.е. происходит аутофосфорилирование: фосфорилируются бетта субъединицы инсулинового рецептора по нескольким тирозиновым остаткам. Именно бетта субъединица обладает тирозинкиназной активностью. Тирозинкиназа - обязательный посредник всех плейотропных действий инсулина, поскольку мутации в области связывания АТФ приводят к утрате способности ИР к аутофосфорилированию и способности клетки реагировать на инсулин. Стимулированное аутофосфорилирование бетта субъединицы ИР по остаткам тирозина приводит к

фосфорилированию других внутриклеточных белков-субстратов инсулинового рецептора-IRS-1, IRS-2.

• Главную роль в формировании ответной реакции клетки на инсулиновый сигнал играет IRS-1. При стимуляции инсулином степень фосфорилирования IRS-1 увеличивается и придает ему способность соединяться с другими белками. Это приводит к активации нескольких путей, представляющих каскад реакций активации специфических протеинкиназ. В результате активации протеинкиназ происходит фосфорилирование ферментов и факторов транскрипции, что составляет основу многочисленных эффектов инсулина.

Эффекты инсулина на углеводный, белковый, липидный обмен

       Однако не во всех тканях поступление глюкозы требует наличия инсулина. В некоторые ткани глюкоза может проникать и в отсутствие инсулина. Это так называемые инсулиннезависимые ткани. К ним относятся эпителий кишечника, нервная ткань, эритроциты и семенники.

       2. Глюкагон - гормон пептидной природы, вырабатываемый a-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Гормон увеличивает содержание глюкозы в крови за счет активации гликогенолиза, глюконеогенеза, протеолиза, а также ингибирования гликогенеза, протеогенеза.

       3. Глюкокортикоиды повышают уровень глюкозы в крови путем ускорения глюконеогенеза и гликогенолиза.

       4. Адреналин повышает уровень глюкозы, активируя гликогенолиз.

       5.Соматотропный гормон (СТГ) стимулирует секрецию глюкагона и инсулина, что ведет к ускорению процессов обмена глюкозы.

       6. Соматостатин - гормон пептидной природы, вырабатываемый D-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Он уменьшает продукцию СТГ, что сдерживает образование инсулина и глюкагона.

       Таким образом, все указанные гормоны являются антагонистами инсулина и вызывают повышение уровня глюкозы в крови, и лишь один инсулин этот уровень снижает, используя разные механизмы, но ведущим является обеспечение поступления глюкозы в клетки.

       На органном уровне гликемию поддерживают кишечник, почки и печень. Однако основным органом, поддерживающим необходимый уровень глюкозы в крови, является печень, а ее функция по подержанию этого уровня относится к одной из самых стабильных функций печени. Поддержание физиологической гликемии необходимо, в первую очередь, для работы клеток нервной системы и, в частности, мозга, так как основным энергетическим субстратом этих клеток является глюкоза, и клетки мозга не способны к накоплению субстратов, а пользуются глюкозой из окружающего пространства постоянно по мере необходимости. Снижение глюкозы ниже уровня, обеспечивающего диффузию в клетки мозга, приводит к прекращению выработки энергии с последующей потерей сознания, т.е. развитем гипогликеми

ческой комы.

Нарушение обмена углеводов.

       Все моносахариды, всосавшиеся в кишечнике, на том или ином этапе метаболизма превращаются в глюкозу или ее производные. Так, галактоза после ряда химических реакций трансформируется в глюкозо-1-фосфат, а фруктоза превращается во фруктозо-1-фосфат, промежуточный продукт гликолиза. Таким образом, обмен углеводов в той или иной степени сводится к обмену глюкозы.

       Уровень глюкозы в крови определяется всасыванием ее из кишечника, потреблением тканями, реабсорбцией из первичной мочи, поступлением из гликогенового депо печени, процессами глюконеогенеза. Нарушение любого из этих процессов может привести к изменению уровня глюкозы в крови. Нормальной считается концентрация глюкозы в крови 3,5-5,7 ммоль/л (нормогликемия). Могут быть небольшие колебания при использовании разных методов, а также при определении глюкозы в сыворотке и цельной крови: в цельной крови содержание глюкозы на 8-10% ниже, чем в сыворотке, что связано с распределением воды между плазмой и эритроцитами. У новорожденных концентрация глюкозы в крови соответствует уровню матери, через 3-6 часов уровень сахара падает примерно в 2 раза (физиологическая гипогликемия), но к 5-6 дню концентрация повышается примерно до 3/4 содержания взрослого человека и стабилизируется к 15 годам. У здорового человека уровень глюкозы натощак является достаточно стабильным показателем и определяется особенностями обмена конкретного индивидуума.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?