<<
>>

Регуляторные функции гормонов эндокринных тканей в органах, обладающих неэндокринными функциями Регуляторные функции гормонов поджелудочной железы


Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса и составляющие всего 1 —2 % массы поджелудочной железы — экзокринного органа, образующего панкреатический пищеварительный сок.
Количество островков в железе взрослого человека очень велико и составляет от 200 тысяч до полутора миллионов. В островках различают несколько типов клеток, продуцирующих гормоны: альфа-клетки образуют глюкагон, бета-клетки — инсулин, дельта-клетки — соматостатин, джи- клетки — гастрин и РР- или F-клетки — панкреатический полипептид. Помимо инсулина в бета-клетках синтезируется гормон амилин, обладающий противоположными инсулину эффектами. Кровоснабжение островков более интенсивно, чем основной паренхимы железы. Иннервация осуществляется постганлионарными симпатическими и парасимпатическими нервами, причем среди клеток островков расположены нервные клетки, образующие нейроинсулярные комплексы.
Инсулин синтезируется в эндоплазматическом ретикулуме бета-клеток вначале в виде пре-проинсулина, затем от него отщепляется 23-аминокис- лотная цепь и остающаяся молекула носит название проинсулина. В комплексе Гольджи проинсулин упаковывается в гранулы, в них осуществляется расщепление проинсулина на инсулин и соединительный пептид (С- пептид). В гранулах инсулин депонируется в виде полимера и частично в комплексе с цинком. Количество депонированного в гранулах инсулина почти в 10 раз превышает суточную потребность в гормоне. Секреция инсулина происходит путем экзоцитоза гранул, при этом в кровь поступает

Рис. 6.21. Функциональная организация островков Лангерганса как «мини-органа».
Сплошные стрелки — стимуляция, пунктирные — подавление гормональных секретов. Ведущий регулятор — глюкоза — при участии кальция стимулирует секрецию инсулина р-клетками и, напротив, тормозит секрецию глюкагона а-клетками. Всасывающиеся в желудке и кишечнике аминокислоты являются стимуляторами функции всех клеточных элементов «мини-органа». Ведущий «внутриорганный» ингибитор секреции инсулина и глюкагона — соматостатин, активация его секреции происходит под влиянием всасывающихся в кишечнике аминокислот и гастроинтестинальных гормонов при участии ионов Са2+. Глюкагон является стимулятором секреции как соматостатина, так и инсулина.


эквимолярное количество инсулина и С-пептида. Определение содержания последнего в крови является важным диагностическим тестом оценки секреторной способности (3-клеток.
Секреция инсулина является кальцийзависимым процессом. Под влиянием стимула — повышенного уровня глюкозы в крови — мембрана бета- клеток деполяризуется, ионы кальция входят в клетки, что запускает процесс сокращения внутриклеточной микротубулярной системы и перемещение гранул к плазматической мембране с последующим их экзоцитозом.

Секреторная функция разных клеток островков взаимосвязана, зависит от эффектов образуемых ими гормонов, в связи с чем островки рассматриваются как своеобразный «мини-орган» (рис. 6.21). Выделяют два вида секреции инсулина: базальную и стимулированную. Базальная секреция инсулина осуществляется постоянно, даже при голодании и уровне глюкозы крови ниже 4 ммоль/л.
Стимулированная секреция инсулина представляет собой ответ бета- клеток островков на повышенный уровень D-глюкозы в притекающей к бета-клеткам крови. Под влиянием глюкозы активируется энергетический рецептор бета-клеток, что увеличивает транспорт в клетку ионов кальция, активирует аденилатциклазу и пул (фонд) цАМФ. Через эти посредники глюкоза стимулирует выброс инсулина в кровь из специфических секреторных гранул. Усиливает ответ бета-клеток на действие глюкозы гормон двенадцатиперстной кишки — желудочный ингибиторный пептид (ЖИП). В регуляции секреции инсулина определенную роль играет и вегетативная нервная система. Блуждающий нерв и ацетилхолин стимулируют секрецию инсулина, а симпатические нервы и норадреналин через альфа-адренорецепторы подавляют секрецию инсулина и стимулируют выброс глюкагона. Специфическим ингибитором продукции инсулина является гормон дельта-клеток островков — соматостатин. Этот гормон образуется и в кишечнике, где тормозит всасывание глюкозы и тем сг мым уменьшает ответную реакцию бета-клеток на глюкозный стимул. Образование в поджелудочной железе и кишечнике пептидов, аналогичных мосговым, например сомато- статина, подтверждает существование в организд* е единой APUD-системы. Секреция глюкагона стимулируется снижением уровня глюкозы в крови, гормонами желудочно-кишечного тракта (ЖИП гастрин, секретин, холе- цистокинин-панкреозимин) и при уменьшении в крови ионов Са2+. Подавляют секрецию глюкагона инсулин, соматогтатин, глюкоза крови и Са2+. В эндокринных клетках кишечника образ /ется глюкагоноподобный пептид-1, стимулирующий всасывание глюкозы и секрецию инсулина после приема пищи. Клетки желудочно-кишечног з тракта, продуцирующие гормоны, являются своеобразными «приборами раннего оповещения» клеток панкреатических островков о поступлении пищевых веществ в организм, требующих для утилизации и рас пределе шя участия панкреатических гормонов. Эта функциональная взаимосвязь нашла отражение в термине «гастро-энтеро-панкреатическая система». Физиологические эффекты инсулина
Действие инсулина на клетки-мишени начинается после его связывания со специфическими димерными мембранными рецепторами (рис. 6.22), при этом внутриклеточный домен рецептора обладае г тирозинкиназной активностью. Инсулин-рецепторный комплекс не только передает сигнал внутрь клетки, но и частично путем эндоцитоза поступьет внутрь клетки к лизо- сомам. Под влиянием лизосомальной протеазы инсулин отщепляется от рецептора, при этом последний либо разрушается, либо возвращается к мембране и вновь встраивается в нее. Многократное перемещение рецептора от мембраны к лизосомам и обратно к мембране носит название рециклизация рецептора. Процесс рециклизации важен для регуляции колич- ства инсулиновых рецепторов, в частности обес течения обратной зависимости между концентрацией инсулина и количеством мембранных рецепторов к нему.
Образование инсулин-рецепторного комплекса активирует тирозинки- назу, запускающую процессы фосфорилирования внутриклеточных белков. Происходящее при этом аутофосфорилирование рецептора ведет к усилению первичного сигнала. Инсулин-рецепторный комплекс вызывает активирование фосфолипазы С, образование вторичных посредников инозитолтрифосфата и диацилглицерола, актипацию протеинкиназы С, ингибирование цАМФ. Участие нескольких систем вторичных посредников объясняет многообразие и различия эфф( ктов инсулина в разных тканях.
Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, способствует анаболическим процессам, увеличивая синтез п икогена, жиров и белков, тормозя эффекты многочисленных контринсулярных гормонов (глюкагона, катехоламинов, глюкокортикоидов и соматотзопина). Все эффекты инсулина по скорости их реализации подразделяют на 4 группы: очень быстрые (через несколько секунд) — гиперполяризация мембран клеток (за исключением гепатоцитов), повышение проницаемости для глюкозы, активация Na-K-АТФазы, входа К+ и откачивания Na , подавление Са-насоса и задержка Са2+; быстрые эффекты (в течение нес кольких минут) — активация и торможение различных ферментов, подавь яющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы; медленные процессы (в течение нескольких часов) — повышенное поглощение ами гокислот, изменение син-

Рис. 6.22. Схема механизма i ействия инсулина на клетку-мишень.
Взаимодействие инсулина со cm цифическим рецептором вызывает активацию тирозинкина- зы, связанной с внутриклеточны и доменом рецептора. Следствием является фосфорилирование внутриклеточных белков, в i ом числе и аутофосфорилирование внутриклеточного домена рецептора инсулина, усиливают ;е тирозинкиназную активность. Фосфорилирование внутриклеточных белков ведет к актива) ши ферментов, увеличению синтеза новых белков, в том числе и переносчиков ГЛЮТ-4, обеспечивающих транспорт в клетку молекул глюкозы.


теза РНК и белков-ферме гтов; очень медленные эффекты (от часов до суток) — активация митогенсза и размножения клеток.
Важнейшим эффектом инсулина в организме является увеличение в 20—50 раз транспорта глю созы через мембраны мышечных и жировых клеток путем облегченной диффузии по градиенту концентрации с помощью чувствительных к гормон) мембранных белковых переносчиков, называемых ГЛЮТ. В мембранах разных видов клеток выявлены 6 типов ГЛЮТ (рис. 6.23), но только один из них — ГЛЮТ-4 — является инсулинозависимым и находится в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани.
Инсулин влияет на угле водный обмен, что проявляется: активацией утилизации глюкозы клетками, усилением процессов фосфорилирования; подавлением распаде и стимуляцией синтеза гликогена; угнетением глюконеогенеза; активацией процессов гликолиза; гипогликемией.
Действие инсулина на белковый обмен состоит в: 1) повышении проницаемости мембран для ам знокислот; 2) усилении синтеза иРНК; 3) активации в печени синтеза av инокислот; 4) повышении синтеза и подавлении распада белка.




Основные эффекты инс /лина на липидный обмен: стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы; стимуляция синтеза липопротеиновой липазы в клетках эндотелия сосудов и благодаря этому активация гидролиза связанных с липопротеинами крови триглицеридов и поступления жирных кислот в клетки жировой ткаш ; стимуляция синтеза триглицеридов; подавление распада жара; активация окисления кетоновых тел в печени.
Благодаря влиянию на клеточную мембрану инсулин поддерживает высокую внутриклеточную концентрацию ионов калия, что необходимо для обеспечения нормальной в эзбудимости клеток.
Широкий спектр метаболических эффектов инсулина в организме свидетельствует о том, что гормон необходим для осуществления функционирования всех тканей, оргаг ов и физиологических систем, реализации эмоциональных и поведенческих актов, поддержания гомеостазиса, осуществления механизмов приспособления и защиты организма от неблагоприятных факторов среды.
Недостаток инсулина (о гносительный дефицит по сравнению с уровнем контринсулярных гормонов, прежде всего глюкагона) приводит к сахарному диабету. Избыток инсу; ина в крови, например при передозировке, вызывает гипогликемию с эезкими нарушениями функций центральной нервной системы, использующей глюкозу как основной источник энергии независимо от инсулина. Физиологические э( gt;фекты глюкагона
Глюкагон является мощный контринсулярным гормоном и его эффекты реализуются в тканях через систему вторичного посредника аденилатцик- лаза—цАМФ. В отличие о' инсулина, глюкагон повышает уровень сахара крови, в связи с чем его называют гипергликемическим гормоном. Основные эффекты глюкагона проявляются в следующих сдвигах метаболизма в организме: type="disc"> активация гликогенолиза в печени и мышцах; активация глюконеогс неза; активация липолиза и подавление синтеза жира в адипоцитах; повышение синтеза кетоновых тел в печени и угнетение их окисления; стимуляция катаболи: ма белков в клетках тканей, прежде всего печени, и увеличение синтеза в ней мочевины.
Образующиеся в острсвках Лангерганса гастрин и панкреатический полипептид основную рол gt; играют в регуляции процессов пищеварения, их эффекты и физиологг ческая роль рассмотрены в соответствующей главе.
<< | >>
Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Регуляторные функции гормонов эндокринных тканей в органах, обладающих неэндокринными функциями Регуляторные функции гормонов поджелудочной железы:

  1. Регуляторные функции гормонов клеток, сочетающих выработку гормонов и неэндокринные функции Регуляторные функции гормонов плаценты
  2. Регуляторные функции гормонов щитовидной железы
  3. Регуляторные функции гормонов половых желез
  4. Регуляторные функции гормона околощитовидных желез
  5. Регуляторные функции гормонов эпифиза
  6. Регуляторные функции гормонов гипофиза
  7. Регуляторные функции гормонов надпочечников
  8. Регуляторная функция гормонов сосудистого эндотелия
  9. Регуляторные эф ренты гормонов сердца
  10. Роль желез и гормонов
  11. I.1.3. Функции и направления деятельности органов прокуратуры. Понятие функции органов прокуратуры
  12. Строение и физиологические функции мембраны клеток возбудимых тканей
  13. 38. Общесоциальные и специальные функции права. Функции права и функции правосознания.
  14. Общая характеристика функций пищеварительной системы и механизмов ее регуляции Секреторная функция
  15. ГЛАВА 6 Эндокринная нервная система — регулятор функций и процессов в организме
  16. § 4. Функции Банка России и функции его подразделений
  17. АКТ 3. ДИРИЖЕРСКИЕ ФУНКЦИИ ЛИДЕРА ИЛИ ЛИДЕРСКИЕ ФУНКЦИИ ДИРИЖЕРА