Печінка. Інсулін надає на гепатоцити наступні ефекти:
глюкоза постійно надходить в клітини печінки через трансмембранний переносник GLUT2; інсулінмобілізуетдополнітельнийтрансмембраннийпереносчікGLUT4. сприяючи його встраиванию в плазматичну мембрану гепатоцитів.
способствуетсінтезуглікогена з надходить в гепатоцити глюкози шляхом збільшення транскрипції гена глюкокинази і активування глікоген синтази;
предупреждаетраспадглікогена шляхом пригнічення активності глікоген фосфорилази і глюкозо-6-фосфатази;
стімуліруетгліколізіокісленіеуглеводов шляхом активування глюкокінази, фосфофруктокинази і піруват кінази;
актівіруетметаболізмглюкозичерезгексозомонофосфатнийшунт;
ускоряетокісленіепірувата шляхом активування піруватдегідрогенази;
подавляетглюконеогенез шляхом пригнічення активності фосфоенолпіруват карбоксікінази, фруктозо-1,6-біфосфатази і глюкозо-6-фосфатази;
Скелетниемишци. У скелетних м'язах інсулін:
актівіруетпоступленіеглюкозивсаркоплазму за допомогою трансмембранного переносника GLUT4, сприяючи його встраиванию в плазматичну мембрану.
способствуетсінтезуглікогена з надходить в гепатоцити глюкози шляхом збільшення транскрипції гена гексокінази і активування глікоген синтази;
стімуліруетгліколізіокісленіеуглеводов шляхом активування гексокінази, фосфофруктокинази і піруват кінази;
Жіроваяткань. Інсулін впливає на метаболізм адипоцитів наступним чином:
актівіруетпоступленіеглюкозивсаркоплазму за допомогою трансмембранного переносника GLUT4, сприяючи його встраиванию в плазматичну мембрану.
стімуліруетгліколіз. що призводить до образованію-гліцерофосфату, що йде на побудову тригліцеридів;
ускоряетокісленіепірувата шляхом активування піруватдегідрогенази і ацетил-КоА-карбоксилази, що сприяє синтезу вільних жирних кислот;
ЦНС. Інсулін практично не впливає ні на транспорт глюкози в нервові клітини, ні на їх метаболізм. Нейрони головного мозку відрізняються від клітин інших органів тим, що вони використовують як основне джерело енергії переважно глюкозу, але не жирні кислоти. Більш того, нервові клітини не пристосовані синтезувати глюкозу. Саме тому безперебійне надходження глюкози в головний мозок настільки важливо для функціонування і виживання нейронів.
Другіеоргани. Як і ЦНС, багато органів (наприклад, нирка і кишечник) не чутливі до інсуліну.
гомеостаз глюкози
Гомеостаз глюкози підтримують такі механізми.
Гіпоглікеміяоказиваетпрямоевліяніенагіпоталамус. який збуджує симпатичну нервову систему. В результаті адреналін секретується з надниркових залоз і збільшує виділення глюкози печінкою.
ПродолжітельнаягіпоглікеміястімуліруетвиделеніеСТГікортізола. які зменшують швидкість споживання глюкози більшістю клітин організму, що допомагає поверненню концентрації глюкози в крові до нормального рівня.
Послепріёмапіщі всмоктатися в кишечнику моносахариди, тригліцериди і амінокислоти по воротним венах надходять в печінку, де різні моносахариди перетворюються в глюкозу. Глюкоза в печінці зберігається у вигляді глікогену (синтез глікогену відбувається також в м'язах), в печінці окислюється лише мала частина глюкози. Глюкоза, що не захоплена гепатоцитами, виявляється в системі загальної циркуляції і надходить в різні органи, де окислюється до води і CO2 .і забезпечує енергетичні потреби цих органів.
інкретіна. При надходження хімусу в кишечник з ендокринних клітин його стінки у внутрішнє середовище організму виділяються так звані інкретіна (шлунковий інгібуючий пептид, ентероглюкагон [гліцентін і глюкагоноподобний пептид 1), потенціюють викликану глюкозою секрецію інсуліну.
Всасиваніеглюкози з просвіту кишечника відбувається за допомогою вбудованих в апикальную плазматическую мембрану ентероцитів Na + -залежних транспортерів поєднаного перенесення іонів натрію і глюкози, що вимагають (на відміну від переносників глюкози GLUT) витрат енергії. Навпаки, вихід глюкози з ентероцитів у внутрішнє середовище організму, що відбувається через плазмолемму їх базальної частини, відбувається шляхом полегшеної дифузії.
Фільтрація молекул глюкози з просвіту кровоносних капілярів ниркових тілець в порожнину капсулиБоумена-Шумлянскогоосуществляется пропорційно концентрації глюкози в плазмі крові.
Реабсорбция. Зазвичай вся глюкоза реабсорбується в першій половині проксимальних звивистих канальців зі швидкістю 1,8 ммоль / хв (320 мг / хв). Реабсорбція глюкози відбувається (як і її всмоктування в кишечнику) за допомогою поєднаного перенесення іонів натрію і глюкози.
Секреція. Глюкоза у здорових осіб не секретується в просвіт канальців нефрона.
Глюкозурія. Глюкоза з'являється в сечі при її утриманні в плазмі крові понад 10 мМ.
Междупріёмаміпіщі глюкоза надходить у кров з печінки, де утворюється за рахунок глікогенолізу (розпад глікогену до глюкози) і глюконеогенезу (утворення глюкози з амінокислот, лактату, гліцерину і пірувату. Через малу активності глюкозо-6-фосфатази глюкоза не надходить в кров з м'язів.
Між прийомами їжі переважають глікогеноліз, глюконеогенез і ліполіз. Навіть при нетривалому голодуванні (24-48 годин) розвивається оборотний стан, близьке до цукрового діабету - голоднийдіабет. При цьому нейрони починають використовувати в якості джерела енергії кетонові тіла.
Пріфізіческойнагрузке споживання глюкози зростає в кілька разів. При цьому збільшуються глікогеноліз, ліполіз і глюконеогенез, регульовані інсуліном, а також функціональними антагоністами інсуліну (глюкагон, катехоламіни, СТГ, кортизол).
Глюкагон. Ефекти глюкагону (див. Нижче).
Катехоламіни. Фізичне навантаження через гіпоталамічні центри (гіпоталамічний глюкостат) активує симпатоадреналову систему. В результаті зменшується викид інсуліну із-клітин, збільшується секреція глюкагону із-клітин, зростає надходження в кров глюкози з печінки, посилюється ліполіз. Катехоламіни також потенціюють викликане T3 і T4 збільшення споживання кисню мітохондріями.
Гормонростаспособствует збільшення вмісту глюкози в плазмі крові за рахунок посилення глікогенолізу в печінці, зменшення чутливості м'язів і жирових клітин до інсуліну (в результаті зменшується поглинання ними глюкози), а також за рахунок стимуляції викиду глюкагону із-клітин.
Глюкокортікоідистімуліруют глікогеноліз і глюконеогенез, але пригнічують транспорт глюкози з крові в різні клітини.
глюкостат. Регуляція вмісту глюкози у внутрішньому середовищі організму має на меті підтримання гомеостазу цього цукру в межах нормальних значень (концепція глюкостат) і здійснюється на різних рівнях. Вище розглянуті механізми підтримки гомеостазу глюкози на рівні підшлункової залози і органів-мішеней інсуліну (периферичний глюкостат). Вважають, що центральну регуляцію вмісту глюкози (центральний глюкостат) здійснюють чутливі до інсуліну нервові клітини гіпоталамуса, що посилають далі сигнали активації симпатоадреналової системи, а також до синтезують кортиколиберин і соматолиберин нейронам гіпоталамуса. Відхилення вмісту глюкози у внутрішньому середовищі організму від нормальних значень, про що судять по вмісту глюкози в плазмі крові, призводять до розвитку гіперглікемії або гіпоглікемії.
Гіпоглікемія - зниження вмісту глюкози в крові менше 3,33 ммоль / л. Гіпоглікемія може виникати у здорових осіб через кілька днів голодування. Клінічно гіпоглікемія проявляється при зниженні рівня глюкози нижче 2,4-3,0 ммоль / л. Ключ до діагностики гіпоглікемії - тріада Уиппла: нервово-психічні прояви при голодуванні, глюкоза крові менше 2,78 ммоль / л, купірування нападу пероральним або внутрішньовенним введенням розчину глюкози (40-60 мл 40% розчину глюкози). Крайній прояв гіпоглікемії - гіпоглікемічна кома.
СахарнийдіабеттіпаI. Недостатня секреція інсуліну призводить до розвитку гіперглікемії - підвищений вміст глюкози в плазмі крові. Постійний дефіцит інсуліну є причиною розвитку генералізованого і важкого метаболічного захворювання з ураженням нирок (діабетична нефропатія), сітківки (діабетична ретинопатія), артеріальних судин (діабетична ангіопатія), периферичних нервів (діабетична невропатія) - інсулінозалежного цукрового діабету (цукровий діабет типу I, починається захворювання переважно в молодому віці). Ця форма цукрового діабету розвивається в результаті аутоімунної деструкціі-клітин островковЛангерхансаподжелудочной залози і значно рідше внаслідок мутацій гена інсуліну і генів, що беруть участь в синтезі і секреції інсуліну. Постійний дефіцит інсуліну призводить до маси наслідків: наприклад, в печінці утворюється значно більше, ніж в у здорових осіб, глюкози і кетонів, що в першу чергу позначається на функції нирок: развіваетсяосмотіческійдіурез. Оскільки кетони є сильними органічними кислотами, то у хворих без лікування неізбеженметаболіческійкетоацідоз. Лікування цукрового діабету типу I -заместітельнаятерапія внутрішньовенним введенням препаратів інсуліну. В даний час застосовують препарати рекомбінантного (отриманого методами генної інженерії) інсуліну людини. Застосовувалися з 30-х років XX століття інсуліни свиней і корів відрізняються від інсуліну людини 1 та 3 амінокислотними залишками, що досить для розвитку імунологічних конфліктів (згідно з даними останніх рандомізованих клінічних випробувань, використовувати свинячі інсуліни можна нарівні з інсуліном людини. Парадоксально, але факт! )