Инсулин и его функции

Островки Лангерганса поджелудочной железы вырабатывают два полипептида, обладающие гормональными свойствами,— инсулин и глюкагон.
Инсулин — гормон белковой природы, химическое строение которого сейчас полностью установлено.

Известно, что у разных животных разные по составу аминокислот инсулины, хотя общее число аминокислот, входящих в молекулы гормона, одинаково. Гормональная активность инсулинов разных животных проявляется также в одной и той же форме. Однако несмотря на то, что химическая структура инсулина хорошо известна, все еще не удалось выяснить взаимоотношения между структурой полипептида и его биологическим действием. Установлено лишь, что для проявления гормональной активности не существенны находящиеся в инсулине свободные гидроксильные и аминогруппы. Некоторые амиды, а также гуанидиновые, тирозиновые, фенилаланинные и гистид-имидазольные группы могут замещаться другими аминокислотами, и это не ослабляет активности инсулина. Но йодирование фенольных групп, а также связывание гистидиновых имидазольных групп приводит к заметной инактивации гормона. Потеря гормональной активности происходит еще после восстановления дисульфидных групп или после эстерификации карбоксильных.

Инсулин, принятый per os, инактивируется в желудочно-кишечном тракте, поэтому его вводят под кожу. Он контролирует процессы углеводного обмена. При отсутствии адекватных количеств инсулина в печени не депонируется гликоген, а в крови циркулирует избыточное количество глюкозы. Значительное количество глюкозы выделяется с мочой и тормозится окисление глюкозы в мышечной ткани. Кроме того, нарушение обмена глюкозы влечет за собой изменения в жировом обмене, что проявляется в чрезмерном образовании кетоновых тел. Последние являются кислыми соединениями и вызывают состояние ацидоза. Многие симптомы диабетической комы связаны непосредственно с явлениями ацидоза. Инсулин приводит к накоплению в тканях жировых веществ.

В последнее время удалось также установить, что инсулин контролирует и белковый обмен. При недостаточности инсулина в организме хуже образуются и усваиваются белки.

Введение больному диабетом необходимого количества инсулина уменьшает содержание сахара в крови, устраняет гликозурию, ускоряет отложение гликогена в печени, обеспечивает нормальное окисление глюкозы в мышцах, устраняет нарушение жирового обмена и обеспечивает лучшее использование белка в тканях. Все это свидетельствует о том, что инсулин является гормоном, обеспечивающим анаболическое направление в процессах обмена веществ.

Введение слишком больших доз инсулина (гиперинсулинизм) вызывает быстрое и глубокое снижение уровня сахара в крови, что нарушает питание мозга и отражается на его функции, в результате чего развивается шокоподобное состояние, сопровождаемое судорогами. Такое состояние назвали инсулиновым шоком.

инсулин и его эффекты

Раньше предполагали, что во всех случаях диабет вызван недостаточным образованием инсулина в поджелудочной железе. Однако было установлено, что заметная роль может также принадлежать гипофизу. Как известно, введение гормонов аденогипофиза может вызвать состояние диабета при наличии функционирующего инсулярного аппарата поджелудочной железы у животных. Это привело к мысли, что гормоны гипофиза являются антагонистами инсулина и диабет может явиться результатом нарушения баланса между этими всеми гормонами.
Причиной диабета может быть недостаток инсулина, но диабет развивается также, когда в избытке образуются гормоны гипофиза.

Многие биохимические нарушения при диабете напоминают влияние голодания или более специфические последствия истощения углеводов. Различие лишь в том, что при диабете наблюдается гипергликемия, а при голодании — гипогликемия либо субнормальный уровень глюкозы. Мышцы и печень больных диабетом не могут обеспечить себя нормальным питанием глюкозой, несмотря на высокий уровень глюкозы в крови. Отсюда возникает мнение, что при диабете происходит голодание тканей в условиях изобилия глюкозы в крови. Однако не все ткани теряют способность утилизировать глюкозу при диабете. Мозг и миокард, хотя несколько и ограниченно, но все же в больших количествах используют глюкозу. Размер утилизации глюкозы этими тканями зависит от уровня гликемии. Поэтому гипергликемию при диабете можно рассматривать как компенсаторное явление, благоприятствующее использованию глюкозы в организме, где в результате недостатка инсулина очень низкой оказывается утилизация глюкозы. Особенно это относится к таким тканям, как мозг.

Улучшение, утилизации глюкозы тканями под влиянием инсулина объясняется тем, что последний повышает проницаемость клеточных оболочек в отношении ряда Сахаров и благодаря этому обеспечивает проникновение глюкозы в клетки из межклеточных пространств и крови. Инсулин благоприятствует фосфорилированию глюкозы. Под влиянием гормона внеклеточная глюкоза быстро превращается во внутриклеточный глюкозо-б-фосфат. Последнее соединение не только образуется в клеточных мембранах, но и лучше подвергается метаболическим превращениям. Инсулин активирует фермент киназу, который обеспечивает фосфорилирование глюкозы и последующее ее использование в тканях.

Кроме того, инсулин тормозит фермент глюкозо-6-фосфатазу. Этот фермент вызывает распад глюкозо-6-фосфата на глюкозу и фосфорную кислоту. Освободившаяся глюкоза поступает в кровь. При диабете в печени содержится большое количество глюкозо-6-фосфатазы, а после введения инсулина активность этого фермента тормозится. В результате кровь не перегружается свободной глюкозой.

На содержание инсулина в крови регулярное действие оказывает печень, в которой вырабатывается инсулиназа. Это протеолитическнй фермент, разрушающий инсулин. В печени вырабатывается еще другое пептидного характера вещество, которое тормозит активность инсулиназы и поэтому сохраняет активность инсулина. Таким образом, действие инсулина регулируется балансированием между наличием в печени инсулиназы и ее ингибитором. Состояние больного диабетом может ухудшиться при повышении активности инсулиназы, поскольку будут разрушаться возрастающие количества инсулина. Торможение активности инсулиназы будет экономить наличие инсулина и поэтому благотворно отразится на состоянии больного.

Кроме натурального ингибитора инсулиназы, вырабатываемого печенью, имеются еще другие натуральные и синтетические ингибиторы этого фермента. Некоторые из них являются производными индола — триптофан, индолпропионовая и индолуксусная кислоты. Индолуксусная кислота вызывает гипогликемию у нормальных людей и больных диабетом. Интересны и некоторые сульфонамидные препараты. Из них следует отметить производные сульфонил-мочевины. Они используются в клинике при диабете как эффективные гипогликемические факторы, которые могут быть введены per os. Активность таких соединений объясняется их способностью повышать выделение инсулина поджелудочной железой.

Инсулин, являясь антигеном, вызывает образование антител. Вследствие того, что при диабете нарушено использование глюкозы, относительно усиливается обмен липидов и белков. За счет этого покрывается потребность человека в энергетическом материале. В результате повышается глюконеогенез из белка и выделение с мочой азота и шлаковых продуктов в организме. Глюкоза в этих случаях тоже становится шлаковым продуктом. Происходит также мобилизация липидов из жировых депо. Это ведет к липемии и жировой инфильтрации печени. Такие процессы облегчают развитие атеросклероза. Кроме того, нарушение в жировом обмене приводит к явлениям кетоза. Введение необходимых доз инсулина нормализует углеводный обмен, а также липидный и белковый обмен и приводит к улучшению состояния больного диабетом.

Оглавление темы "Гормоны и их функции":
  1. Пролактин. Гормоны щитовидной железы
  2. Значение йода для функции щитовидной железы
  3. Печень в обмене гормонов щитовидной железы. Функция тиреоидных гормонов
  4. Влияние тироксина на углеводный и азотистый обмен
  5. Влияние тиреоидных гормонов на обмен витаминов, минеральных веществ
  6. Паратгормон. Функции гормона околощитовидных желез
  7. Инсулин и его функции
  8. Глюкагон и его эффекты
  9. Стероидные гормоны - виды и функции. Синтез гормонов плацентой
  10. Альдостерон и его функции. Влияние кортикостероидов на обмен веществ и холестерин