Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 22
Текст из файла (страница 22)
17.10.3), и поэтому не зависят столь решающим образом от поддержания концентрации глюкозы в крови. Сердечная мышца эффективно П1. МЕТАБОЛИЗМ извлекает жирные кислоты и лактат из крови и использует нх в качестве источника зиергии. Эта способность сердечной мышцы делает ее относительно нечувствительной к колебаниям уровня глюкозы в крови и придает сердцу большую степень приспособляемости к вариациям в составе питательной среды. Сохранение относительно устойчиной нормальной концентрации глюкозы в крови, несмотря на различные мешающие факторы, может служить примером голзеостатической регуляции.
Термин гомеостаз предложен Кеиноном для обозначения ответа организма на воздействия, которые путем изменения концентрации какого-либо компонента инициируют серию событий„направленных на восстановление его нормальной концентрации. Все гомеостатнческие механизмы могут рассматриваться как физиологические аналоги механизмов обратной связи в технике.
15.6.1. Источники и превращения глюкозы крови В результате всасывания продуктов переваривания углеводов в кровь поступает большое, хотя и подверженное колебаниям, количество глюкозы. Это не непрерывный процесс, поскольку большая часть переварнваемых углеводов всасывается в пределах нескольких часов после приема богатои углеводаьш пищи. Постоянным источником глюкозы в крови служит идущий в печени, почках н кишечнике гидролпз глюкозо-б-фосфата, который образуется либо при гликогеиолизе, либо из друпзх возможных предшест- ПЕЧЕНЬ кровь ВНЕПЕЧЕНОЧНЫЕ ткани гликоген глюкоза пищи гликоген Вругие сазака глюкозе Глюкозо Бчросчзаю С3 пируааю 1 лакюаю пнруеаю ю лакюаю, глиногенные 1 а -сод Со аынноккслоюы СОЕ -з — аиеюилСол н щ у.
глюкоза мочи 1~ 11 иирные кнслопзы, анероиды и ю.а. кирике нислопаьсюеронаы и па, Рис. 15.10, Источники н.нутн Превращения глгоксаы в крови. 1Б. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. П венников. Разнообразные пути использования глюкозы крови показаны на рис. 15.10. В норме не более чем следы глюкозы выделяются с мочой независимо от диеты. При различных аномальных условиях, однако, потеря глюкозы с мочой может быть настолько существенной, что приближается к суммарному количеству принятой с пищей глюкозы н дополнительной глюкозы, которая образовалась из глюкогенных компонентов пищи. Механизмы, обусловливающие глюкозурию, обсуждаются в гл. 35. 15.6.2. Факторы, влияющие на концентрацию глюкозы В КРОВИ Концентрация глюкозы в крови определяется относительными скоростями образования глюкозы нз гликогеиа, аминокислот и других источников, всасывания глюкозы нз кишечного тракта, утилизации глюкозы и потери глюкозы с мочой.
Скорость удаления глюкозы из крови в известной степени зависит от содержания глюкозы во внеклеточных компартментах; чем выше концентрация глюкозы, тем быстрее совершается ее ассимиляция такими тканями, как печень и мышца. Сокращение мышцы сопровождается усиленным передвижением глюкозы в мышечные клетки даже при постоянстве внеклеточной концентрации глюкозы.
Вероятно, это объясняется активизацией механизма, который ответственен в норме за облегченный транспорт глюкозы (разд. 11.3.2). При гипергликемии стимулируется образование продуктов превращения глюкозы, особенно гликогеиа и жирных кислот в печени и жировой ткани. Введение инсулина сопровождается быстрым снижением концентрации глюкозы в крови и усилением образования продуктов превращения глюкозы. Инсулин увеличивает скорость переноса глюкозы из внеклеточного компартмента во виутриклеточный (гл.
46). В результате снижается К для транспорта глюкозы и одновременно возрастает 1' „. Синтез гликогена в мышцах и жирных кислот в печени и жировой ткани усиливается; приближение значения дыхательного коэффициента при голодании (разд. 11.1.3) к единице показывает, что более значительная часть выдыхаемой СОЗ происходит из глюкозы. Напротив, при сахарном диабете у животного, подвергнутого панкреатоэктомии, или у животного, отравленного аллоксаном (разд.
7.1.1), который преимущественно повреждает В-клстки поджелудочной железы, отчетливо выражена пониженная утилизация глюкозы. Концентрация глюкозы в крови имеет тенденцию к повышению до уровней, характерных для глюкозурни, и продукция глнкогена снижается. Жирные кислоты синтезируются в печени и жировой ткани с субнормальными скоростями. Введением глюкозы нс удается вызвать ни увеличения концентрации лактата в крови, ни приближения 644 пь метлволизм к значению, свойственному не страдающему диабетом животному. Однако даже у животного с выраженным диабетом все же продолжается утилизация глюкозы, особенно в тканях мозга и миокарда, н, более того, скорость ее утилизации зависит от содержания глюкозы в крови. В этом смысле гипергликемию при диабете следует рассматривать как полезное приспособление, благопрпятствуюгцее ассимиляции глюкозы в организме, в котором из-за отсутствия инсулина в противном случае был бы чрезвычайно ограничен вход глюкозы в клетки.
Тем не менее мышцы и печень диабетиков неспособны получать нормальное питание от их гипергликемической среды; эта ситуация получила меткое название кгибель среди изобилия». Многие последствия диабета напоминают эффект голодания, или более точно, лишения углеводов. Наиболее разительное отличие состоит в том, что страдающему диабетом субъекту свойственна гипергликемия, в то время как у голодающего концентрация глюкозы в крови может быть слегка ниже нормы. Гипер~нсулинизм может возникать в связи с гиперплазией или неоплазией В-клеток островков Лангерганса. Ответ различных органов иа инсулин чрезвычайно неодинаков. В то время как ассимиляция глюкозы крови мышечными клетками стимулируется при гиперинсулинизме, ничего подобного не происходит в мозге. Центральная нервная система, таким образом, оказывается в неблагоприятном положении в ее конкуренции с другими тканями за доступную глюкозу, и, когда содержание глюкозы в крови уменьшается, могут наступить нарушения деятельности центральной нервной системы и судороги.
В то время как инсулин понижает концентрацию глюкозы в крови, действие по меньшей мере четырех групп гормонов направлено на повышение содержания глюкозы в крови. Лденогнпофиз секретнрует вещества, которые, хотя бы внешне, ведут себя как антагонисты действия инсулина. удаление гипофиза у животного, подвергнутого панкреатоэктомип, в значительной степени выправляет его нарушенный метаболизм (гл. 48). Животное, у которого был удален гипофпз, исключительно чувствительно к введенному инсулину, и эта чувствительность может быть изменена повторной инъекцией некоторых аденогипофизариых гормонов. Продолжительное введение этих гормонов, особенно соматотропина (гормон роста) н адренокортикотропина (гл.
49), вызывает устойчивую гпперглнкемию и в конце концов приводит к повреждению панкреатических В-клеток Повреждение, которое может привести к хроническому диабету, связано, очевидно, с гиперглнкемией как таковой, поскольку подобное нарушение может быть обусловлено длительным и избыточным введением глюкозы. Глюкагои из поджелудочной железы и адреиалин из мозгового слоя надпочечников способствуют увеличению уровня сахара в 15.МЕТЛВОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. П „рови путем освобождения глюкозы из печени, Адреналин быстро вызывает гипергликемню, иногда достаточную для превышения почечного порога, при котором сахар начинает выделяться с мочой. Некоторые адренокортикоидные стеронды (гл.
45) могут также вызывать гипергликемию, но их эффекты замедлены и не столь сильно выражены. Напротив, гипогликемня наблюдается у животных, подвергнутых удалению надпочечников, или у людей, страдающих болезнью Аддисона (гл. 45), если они вовремя не получают пип1у. У гипертиреоидных животных проявляется слабый диабет прп почти полном отсутствии гликогена в печени. Подъем концентрации глюкозы в крови может вызываться либо ее чрезмерной продукцией, либо пониженной утилизацией. Недостаточное использование глюкозы характерно для животного, либо испытывающего дефицит инсулина, либо в избытке выделяющего гипофизарные гормоны. Основной дефект заключается в неспособности глюкозы проходить через барьер мышечной и других клеточных мембран.
Такая ситуация вызывает ряд вторичных явлений, которые приводят к усклению глюконеогенеза; это становится возможным благодаря увеличению активностей пируваткарбоксилазы, фосфоенолпнруваткарбоксикиназы и фруктозодифосфатазы — специальной группы ферментов, необходимых для синтеза глюкозы из пнрувата (разд. 14.4). Причина возрастания активности — абсолютное увеличение количеств этих ферментов, синтез которых нуждается в присутствии адренокортикоидных гормонов и ие происходит у животных с удаленными надпочечниками. Действительно, стероиды коры надпочечников, введенные здоровым животным, вызывают подобный синтез этих ферментов.
В то же время адренокортпкоидные гормоны вызыва1от изменения в микросомах печени, сопровождающиеся увеличением активности их глюкозо-б-фосфатазы, в результате чего образующийся нз пирувата глюкозо-6-фосфат быстро гидролизуется до глюкозы. Более того, путем ингибирования синтеза белка и усиления активности аминотрансфераз в печени гормоны надпочечников способствуют усилению притока аминокислот, попадающих в русло метаболизма через те пути, которые приводят к образованию пиру- вата; таким образом обеспечивается исходный материал для глк1- консогенеза. Наконец, в печени, которая обычно подает глюкозу в кровяное русло, прекра1цается синтез жирных кислот из ацетнл- СоА (разд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
