Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Это, по-видимому, связано с тем, что у данных животных практически все углеводы, поступающие с пищей, расщепляются до низших (летучих) жирных кислот, которые заменяют глюкозу в качестве источника энергии в тканях прн нормальном питании. Регуляция концентрации глюкозы в крови Поддержание содержания глюкозы в крови на определенном уровне является примером одного из самых совершенных механизмов гомеостаза, в функционировании которого участвуют печень, внепеченочные ткани и некоторые гормоны.
Глюкоза легко проникает в клетки печени и относительно медленно в клетки внепеченочных тканей. Следовательно, прохождение через клеточную мембрану является лимитирующей скорость стадией прн потреблении глюкозы внепеченочными тканями. Поступившая в клетки глюкоза быстро фосфорилируется при действии гексокиназы. С другой стороны, вполне возможно, что более значительное влияние на потребление глюкозы печенью или на 'выход глюкозы из этого органа оказывают активность некоторых других ферментов и концентрации ключевых промежу- точных продуктов. Тем не менее концентрация глюкозы в крови является важным фактором, регулирующим скорость потребления глюкозы как печенью, так и внепеченочными тканями.
Роль глюкокнназы. Следует особо отметить, что глюкозо-6-фосфат ингибирует гексокиназу и, следовательно, потребление глюкозы внепеченочными тканями, зависяшее от гексокиназы, которая катализирует фосфорилирование глюкозы и регулируется по принципу обратной связи. С печенью этого не происходит, поскольку глюкозо-6-фосфат не ингибнрует глюкокиназу. Этот фермент характеризуется более высоким значением К„(более низким сродством) для глюкозы, чем гексокиназа; активность глюкокиназы повышается в пределах физиологических концентраций глюкозы (рис. 22.7); после приема богатой углеводами пиши фермент <снастраивается» на высокие концентрации глюкозы, поступающей в печень по воротной вене.
Отметим, что этот фермент отсутствует у жвачных, у которых лишь небольшое количество глюкозы поступает из кишечника в систему воротной вены, При нормальном содержании глюкозы в крови (80 — 100 мг/100 мл) печень, по-видимому, поставляет глюкозу в кровь. При увеличении же уровня глюкозы в крови ее выход из печени прекращается, а при достаточно высоких концентрациях начинается поступление глюкозы в печень. Как показали опыты, проведенные на крысах, при концентрации глюкозы в воротной вене печени 150 мг/100 мл скорость поступления глюкозы в печень и скорость ее выхода из печени равны.
Роль инсулина. В состоянии гипергликемии увеличивается поступление глюкозы как в печень, так и в периферические ткани. Центральную роль в регуляции концентрации глюкозы в крови играет гормон 100 200 300 400 Концентрация глюкозы в крови. мгЛОО мп Рис. 22.7. Зависимость глюкозофосфорилирующей активности гексокиназы и глюкокиназы от концетрацин глюкозы в крови. Значение К„„для глюкозы у гексокиназы— 0,05 ммоль.л ' (0,9 мг/100 мл), а у глюкокиназы---10 ммоль л ' (180 мг/100 мл). Регуляция метаболиэма углеводов 223 инсулин.
Он синтезируется в поджелудочной железе В-клетками островков Лангерганса, и его поступление в кровь увеличивается при гнпергликемии. Концентрация этого гормона в крови изменяется параллельно концентрации глюкозы; введение его быстро вызывает гипогликемию. К веществам, вызывающим секрецию инсулина, относятся аминокислоты, свободные жирные кислоты, кетоновые тела, глюкагон, секретны и лекарственный препарат толбутамид; адреналнн и норадреналин, наоборот, блокируют его секрецию.
Инсулин быстро вызывает увеличение поглощения глюкозы жировой тканью и мышцами за счет ускорения транспорта глюкозы через клеточные мембраны путем перемещения переносчиков глюкозы из цитоплазмы в плазматнческую мембрану. Однако инсулин не оказывает прямого действия на проникновение глюкозы в клетки печени; это согласуется с данными о том, что скорость метаболизма глюкозы клетками печени не лимитируется скоростью ее прохождения через клеточные мембраны. Инсулин, однако„действует опосредованно, влияя на активность ферментов, участвующих в глнколизе и гликогенолизе (см. выше). Передняя доля ппюфиза секретирует гормоны, действие которых противоположно действию инсулина, т.е.
они повышают уровень глюкозы в крови. К ним относятся гормон роста, АКТГ (кортикотропин) и, вероятно, другие идиабетогенныев факторы. Гипогликемия стимулирует секрецию гормона роста. Он вызывает уменьшение поступления глюкозы в некоторые ткани, например в мышцы. Действие гормона роста является до некоторой степсйи опосредованным, поскольку он стимулирует мобилизацию из жировой ткани свободных жирных кислот, которые являются ингибиторамн потребления глюкозы. Длительное введение гормона роста приводит к диабету.
Вызывая гипергликемию, он стимулирует постоянную секрецию инсулина, что в конечном счете приводит к истощению В-клеток. Глюкокортнконды (П-гидроксистероиды) секретируются корой надпочечников и играют важную роль в углеводиом обмене. Введение этих стероидов усиливает глюконеогенез за счет интенсификации катаболизма белков в тканях, увеличения потребления аминокислот печенью, а также повышения активности трансаминаз и других ферментов, участвуюших в процессе глюконеогенеза в печени. Кроме того„ глюкокортикоиды ингибируют утилизацию глюкозы во внепеченочных тканях.
В рассмотренных случаях глюкокортикоиды действуют подобно антагонистам инсулина. Адреиалнн секретируется мозговым слоем надпочечников в ответ на стрессорные стимулы (страх, сильное волнение, кровотечение, кислородная недостаточность, гипогликемия и т.д.). Стимулируя фосфорилазу, он вызывает гликогенолнз в печени и мышцах. В мышцах из-за отсутствия глюкозо- б-фосфатазы гликогенолиз доходит до стадии лактата, в то время как в печени основным продуктом превращения гликогена является глюкоза, которая поступает в кровь, где уровень ее повышается.
Глюкагон является гормоном, секретируемым А- клетками островков Лангерганса в поджелудочной железе (его секреция стимулируется гипогликемией). Когда по воротной вене глюкагон поступает в печень, он, подобно адреналину, активирует фосфорнлазу н вызывает гликогенолиз. Большая часть эндогенного глюкагона задерживается в печени. В отли. чие от адреналнна глюкагон не влияет на фосфорнлазу мышц. Этот гормон усиливает также глюконеогенез из аминокислот и лактата.
Гипергликемачеений эффект глюкагона обусловлен как гликогенолизом, так и глюконеогенезом в печени. Следует отметить, что гормон щитовидной железы также влияет на содержание глюкозы в крови. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что тироксин обладает диабетогенным действием, а удаление щитовидной железы препятствует развитию диабета. Было отмечено, что глнкоген полностью отсутствует в печени животных с тиреотоксикозом. У людей с усиленной функцией шитовидной железы содержание сахара в крови при голодании повышено, а у людей с пониженной функцией щитовидной железы оно снижено. При гипертнреозе глюкоза, повидимому, расходуется с нормальной или повышенной скоростью, а при гипотнреозе способность утилизировать глюкозу понижена.
Следует отметить, что пациенты с гипофункцией щитовидной железы менее чувствительны к действию инсулина, чем здоровые люди и пациенты с гнпертиреозом. Почечный порог для глюкозы, глюкозурпя Когда содержание глюкозы в крови достигает относительно высокого уровня, в процесс регуляции включаются и почки. Глюкоза фильтруется почечными клубочками и обычно полностью возвращается в кровь в результате реабсорбцни (обратного всасывания) в почечных канальцах. Процесс реабсорбции глюкозы связан с расходованием АТР и клетках почечных канальцев. Максимальная скорость реабсорбцин глюкозы в почечных канальцах около 350 мг.мин '. Прн повышенном содержании глюкозы в крови клубочковый фильтрат содержит больше глюкозы, чем может быть реабсорбировано в канальцах. Избыток глюкозы выводится с мочой, т.е.
возникает гликозурия. У здоровых людей гликозурня наблюдается в том случае, если содержание глюкозы в венозной крови превышает !70 — 180 мг~)00 мл; этот уровень называют почечным порогом для глюкозы. У подопытных животных можно вызвать гликозурию с помощью флорндзина, ингибирующего ре- Глава 22 $28О 8 200 я !бо а !68! о зс о о Рис. 22.8. Проба иа толерантность к глюкозе. Кривые содержания глюкозы в крови у здорового и больного диабетом человека после приема 50 г глюкозы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
