24691 0
Jeśli integralnym wskaźnikiem poziomu metabolizmu węglowodanów w organizmie zwierzęcia jest stężenie glukozy we krwi, to stężenie NEFA służy jako podobny wskaźnik intensywności metabolizmu tłuszczów. W spoczynku wynosi średnio 500-600 µmol/100 ml osocza. Parametr ten zależy z jednej strony od stosunku szybkości lipolizy i liposyntezy w tkance tłuszczowej i wątrobie, a z drugiej strony zużycia wolnych kwasów tłuszczowych jako źródła energii w mięśniach i innych tkankach.
Węglowodany są wykorzystywane i mobilizowane w organizmie łatwiej i bardziej równomiernie niż trójglicerydy. Dlatego poziom glukozy we krwi jest bardziej stabilny niż stężenie NEFA. Jeśli stężenie glukozy we krwi waha się ± 30%, to stężenie wolnych kwasów tłuszczowych w niektórych sytuacjach (głód, intensywne obciążenie mięśni, silny stres) może wzrosnąć nawet o 500% (Newsholm, Start, 1973).
Tak znaczny wzrost poziomu NEFA we krwi tłumaczy się tym, że tempo reakcji lipolizy znacznie przewyższa tempo reakcji utylizacji NEFA. I chociaż NEFA są zużywane w niektórych tkankach wolniej niż glukoza czy inne monosacharydy, są one dość łatwo dostępne do utleniania w funkcjonujących tkankach i dlatego w wielu sytuacjach fizjologicznych są najważniejszymi, a nawet podstawowymi źródłami energii dla wielu typów komórek, w szczególności mięśni szkieletowych, z niedoborem glukozy.
W mięśniu sercowym natomiast NEFA są głównymi produktami paliwowymi w każdych warunkach. W przeciwieństwie do monosacharydów, szybkość wchłaniania kwasów tłuszczowych we wszystkich tkankach zależy od ich stężenia we krwi i nie zależy od przepuszczalności dla nich błon komórkowych (Eaton i Steinberg, 1961).
Regulatory lipolizy i liposyntezy to w zasadzie te same hormony, które biorą udział w regulacji metabolizmu węglowodanów. Jednocześnie hormony stymulujące hiperglikemię są również hiperlipacydemiczne, natomiast insulina, która ma działanie hipoglikemizujące, zapobiega rozwojowi hiperlipacydemii. Ponadto ACTH, lipotropina i MSH, które mają działanie hiperlipacydemiczne, biorą pewien udział w regulacji metabolizmu lipidów u kręgowców (ryc. 99).
Ryż. 99. Wielohormonalna regulacja lipolizy i liposyntezy:
Insulina jest jedynym hormonalnym stymulatorem lipogenezy i inhibitorem lipolizy. Stymulacja liposyntezy przez hormon w tkance tłuszczowej, a także w wątrobie, następuje w wyniku zwiększonego wchłaniania i wykorzystania glukozy (patrz wyżej). Zahamowanie lipolizy następuje najwyraźniej w wyniku aktywacji fosfodiesterazy cAMP przez insulinę, spadku stężenia cyklicznego nukleotydu, zmniejszenia szybkości fosforylacji nieaktywnej lipazy oraz zmniejszenia stężenia aktywnego forma enzymu, lipaza a (Korbin i wsp., 1970). Ponadto hamowanie lipolizy w tkance tłuszczowej pod wpływem insuliny wynika z hamowania hydrolizy trójglicerydów przez produkty glikolizy wspomaganej hormonami.
Glukagon, adrenalina, hormon wzrostu (u płodów także CSM), glikokortykosteroidy, ACTH i hormony pokrewne są stymulatorami lipolizy w tkance tłuszczowej i wątrobie. Glukagon i adrenalina realizują swoje działanie hiperlipacydemiczne poprzez aktywację cyklazy adenylanowej i zwiększenie tworzenia cAMP, co zwiększa, za pomocą zależnej od cAMP PK, konwersję lipazy do aktywowanej lipazy a (Royuison i wsp., 1971). Najwyraźniej ACTH, lipotropina i MSH, hormon wzrostu (lub jego lipolityczny fragment) i glikokortykosteroidy, a także CSM zwiększają lipolizę w podobny sposób jak lipoliza, prawdopodobnie poprzez stymulację syntezy białek enzymatycznych na poziomie transkrypcji i translacji (Fane, Sinerstein , 1970).
Utajony okres wzrostu poziomu NEFA we krwi pod wpływem glukagonu i adrenaliny wynosi 10-20 minut, pod wpływem hormonu wzrostu i kortykosteroidów - 1 godzinę lub dłużej. Należy przypomnieć, że ACTH ma złożony wpływ na metabolizm lipidów. Działa na tkankę tłuszczową bezpośrednio oraz poprzez stymulację produkcji glikokortykoidów przez korę nadnerczy, będąc dodatkowo prohormonem a-MSH oraz sraktorem stymulującym wydzielanie insuliny (Beloff-Chain i in., 1976). Tz i T4 mają również działanie lipolityczne.
Hormonalna stymulacja lipolizy w tkance tłuszczowej i wątrobie w warunkach głodu lub stresu, a następnie hiperlipacydemia, prowadzi nie tylko do zwiększenia utleniania NEFA, ale także do zahamowania wykorzystania węglowodanów w mięśniach i prawdopodobnie innych tkankach. Oszczędza to glukozę dla mózgu, który preferencyjnie wykorzystuje węglowodany zamiast kwasów tłuszczowych. Ponadto znaczna stymulacja lipolizy w tkance tłuszczowej przez hormony zwiększa powstawanie ciał ketonowych z kwasów tłuszczowych w wątrobie. Te ostatnie, a przede wszystkim kwasy acetylooctowy i hydroksymasłowy, mogą służyć jako substraty do oddychania w mózgu (Hawkins i in., 1971).
Innym integralnym wskaźnikiem metabolizmu lipidów są lipoproteiny (LP) o różnej gęstości, transportujące cholesterol i inne lipidy z wątroby do innych tkanek i odwrotnie (Brown, Goldstein, 1977-1985). LP o małej gęstości są aterogenne (powodują miażdżycę tętnic), LP o dużej gęstości są przeciwmiażdżycowe. Biosynteza cholesterolu w wątrobie i metabolizm różnych leków są regulowane przez Tz, glukokortykoidy i hormony płciowe. Jednocześnie T3 i estrogeny zapobiegają rozwojowi miażdżycy naczyń.
Adaptacyjna rola hormonów regulujących metabolizm śródmiąższowy i krótkie informacje na temat jego patologii endokrynologicznej.
Poziom wydzielania kompleksu hormonów regulujących gospodarkę węglowodanową i tłuszczową zależy od zapotrzebowania organizmu na zasoby energetyczne. Podczas głodu, stresu mięśniowego, nerwowego, a także innych form stresu, gdy wzrasta zapotrzebowanie na węglowodany i tłuszcze, w zdrowym organizmie następuje wzrost tempa wydzielania hormonów zwiększających mobilizację i redystrybucję rezerwowych form składników odżywczych i powodują hiperglikemię i hiperlipapidemię (ryc. 100).
Jednocześnie następuje zahamowanie wydzielania insuliny (Hussey, 1963; Foa, 1964, 1972). Odwrotnie, przyjmowanie pokarmu stymuluje głównie wydzielanie insuliny, co sprzyja syntezie glikogenu w wątrobie i mięśniach, trójglicerydów w tkance tłuszczowej i wątrobie oraz białka w różnych tkankach.
Rycina 100. Udział hormonów w regulacji i samoregulacji śródmiąższowego metabolizmu węglowodanów i lipidów:
pełne strzałki wskazują stymulację, przerywane strzałki wskazują na hamowanie
Sygnałami stymulującymi wydzielanie insuliny jest wzrost stężenia glukozy, kwasów tłuszczowych i aminokwasów wchłanianych do krwi, a także wzrost wydzielania hormonów żołądkowo-jelitowych – sekretyny i pankreozyminy. Jednocześnie dochodzi do zahamowania wydzielania hormonów „mobilizacyjnych”. Jednak GH nawet w niewielkich stężeniach we krwi na etapach przyjmowania pokarmu sprzyja wnikaniu glukozy i aminokwasów do tkanki mięśniowej i tłuszczowej oraz adrenaliny do tkanki mięśniowej. Jednocześnie niskie stężenia insuliny w okresie głodu i stresu, stymulując wnikanie glukozy do mięśni, ułatwiają tym samym działanie hormonów hiperglikemicznych na tkankę mięśniową.
Jednym z głównych sygnałów modulujących wydzielanie insuliny, glukagonu, adrenaliny i innych hormonów zaangażowanych w adaptacyjną samoregulację śródmiąższowego metabolizmu węglowodanów jest, jak już wspomniano, poziom glukozy we krwi.
Zwiększenie stężenia glukozy we krwi stymuluje mechanizm sprzężenia zwrotnego wydzielania insuliny oraz hamuje wydzielanie glukagonu i innych hormonów hiperglikemicznych (Foa, 1964, 1972; Randle, Hales, 1972). Wykazano, że wpływ glukozy na aktywność wydzielniczą komórek α i β trzustki oraz komórek chromochłonnych jest w dużej mierze wynikiem bezpośredniego oddziaływania heksozy ze specyficznymi receptorami błon komórek gruczołowych.
Jednocześnie wpływ glukozy na wydzielanie innych hormonów jest realizowany na poziomie podwzgórza i/lub leżących nad nim części mózgu. Podobnie jak glukoza, kwasy tłuszczowe mogą również oddziaływać na trzustkę i rdzeń nadnerczy, ale nie na mózg, zapewniając samoregulację metabolizmu tłuszczów. Wraz z czynnikami samoregulacji wydzielania powyższych hormonów, na te ostatnie może wpływać wiele wewnętrznych i zewnętrznych czynników stresogennych.
Najcięższa choroba endokrynologiczna, cukrzyca, wiąże się z głębokimi zaburzeniami metabolizmu węglowodanów i tłuszczów u ludzi. Jednym z naturalnych powikłań cukrzycy jest uszkodzenie małych i dużych naczyń, co stwarza warunki dla pacjentów do rozwoju miażdżycy i innych zaburzeń naczyniowych. W ten sposób cukrzyca przyczynia się do uzupełnienia liczby osób cierpiących na choroby układu krążenia.
Przyjęto, że rozwój cukrzycy związany jest przede wszystkim z bezwzględnym niedoborem insuliny. Obecnie uważa się, że patogeneza cukrzycy opiera się na łącznym naruszeniu regulacyjnego działania insuliny i prawdopodobnie szeregu innych hormonów na tkanki, co skutkuje bezwzględnym lub względnym niedoborem insuliny w organizmie, połączonym z bezwzględny lub względny nadmiar glukagonu lub innych hormonów „cukrzycowych” (Unter, 1975).
Zaburzenie równowagi w działaniu hormonów prowadzi odpowiednio do rozwoju stabilnej hiperglikemii (stężenie cukru we krwi powyżej 130 mg%), cukromoczu i wielomoczu. Dwa ostatnie objawy nadały nazwę chorobie - cukrzyca lub cukrzyca. W warunkach obciążenia węglowodanowego (test tolerancji glukozy) krzywa glikemii u pacjentów ulega zmianie: po doustnym przyjęciu 50 g glukozy hiperglikemia u pacjentów w porównaniu z normą jest wydłużona w czasie i osiąga duże wartości.
Wraz z upośledzonym wykorzystaniem i odkładaniem węglowodanów w cukrzycy towarzyszą odpowiednie zaburzenia metabolizmu tłuszczów: zwiększona lipoliza, zahamowanie lipogenezy, wzrost zawartości NEFA we krwi, wzrost ich utleniania w wątrobie oraz gromadzenie się ciała ketonowe. Wzmożone tworzenie ciał ketonowych (ketoza) prowadzi do obniżenia pH krwi – kwasicy, która odgrywa istotną rolę w rozwoju choroby (Renold i wsp., 1961).
Kwasica ketonowa zajmuje prawdopodobnie czołowe miejsce w rozwoju zmian naczyniowych (mikro- i makroangiopatii). Ponadto kwasica ketonowa leży u podłoża jednego z najpoważniejszych powikłań cukrzycy – śpiączki cukrzycowej. Przy bardzo wysokim stężeniu cukru we krwi (800-1200 mg%) może rozwinąć się inny rodzaj śpiączki. Występuje w wyniku znacznej utraty wody z moczem oraz wzrostu ciśnienia osmotycznego krwi przy zachowaniu jej prawidłowego pH (śpiączka hiperosmolarna).
W wyniku długotrwałych i różnych zaburzeń metabolizmu węglowodanów, tłuszczów i białek, którym towarzyszą zaburzenia równowagi wodno-solnej, u pacjentów rozwijają się różne mikro- i makroangiopatie, które powodują choroby siatkówki (retinopatia), nerek (nefropatia ), układ nerwowy (neuropatia), owrzodzenia troficzne na skórze, miażdżyca uogólniona, zaburzenia psychiczne.
Ustalono, że cukrzyca jest chorobą polipatogenetyczną. Początkowo może to być spowodowane: pierwotną niewydolnością wydzielania insuliny i nadmiernym wydzielaniem hormonów diabetogennych (cukrzyca insulinowrażliwa lub młodzieńcza); gwałtownie zmniejszona wrażliwość tkanek docelowych na insulinę (formy insulinooporne lub „cukrzyca osób starszych, otyłych”). W patogenezie pierwszej postaci choroby, która stanowi 15-20% pacjentów z cukrzycą, pewną rolę może odgrywać czynnik dziedziczny i tworzenie autoprzeciwciał przeciwko białkom aparatu wysp trzustkowych. W rozwoju drugiej postaci choroby (ponad 80% chorych na cukrzycę) istotne znaczenie ma nadmierne spożycie węglowodanów, otyłość oraz siedzący tryb życia.
Aby zrekompensować cukrzycę, jako terapię zastępczą stosuje się różne preparaty insuliny; dieta niskowęglowodanowa (czasami niskotłuszczowa) i syntetyczne leki hipoglikemizujące - sulfonylomocznik i biguanid. W związku z tym insulina jest skuteczna tylko w insulinowrażliwych postaciach choroby. Ponadto trwają próby stworzenia „sztucznej trzustki” – kompaktowego elektroniczno-mechanicznego aparatu naładowanego insuliną i glukagonem, który po podłączeniu do krwioobiegu może wstrzykiwać hormony w zależności od stężenia glukozy we krwi.
Objawy cukrzycy mogą również wystąpić w wielu innych chorobach, które nie są związane głównie z endokrynologicznymi funkcjami trzustki lub działaniem insuliny i glukagonu (różne postacie hiperkortyzolizmu, akromegalia).
VB Rosen
Charakter białkowo-peptydowy. Składa się z 2 PPC połączonych wiązaniami dwusiarczkowymi.
Jest syntetyzowany w komórkach β wysepek Langerhansa (trzustka). Syntetyzowany jako nieaktywny prekursor. Aktywowany przez częściową proteolizę.
Działa poprzez specyficzne receptory insuliny: może zmieniać aktywność enzymów poprzez fosforylację lub defosforylację i/lub indukować transkrypcję i syntezę nowych białek enzymatycznych.
Wpływ na metabolizm
Węglowodan:
ü Główny wpływ- razem z glukagonem utrzymuje prawidłowy poziom glukozy we krwi (krew tętnicza - 3,5-5,5 mmol/l, krew żylna - 6,5).
ü Aktywuje enzymy regulatorowe syntezy glikogenu (syntaza glikogenu), glikolizy (glukokinaza, FFK, kinaza pirogronianowa), PFP (dehydrogenaza glukozowo-6F).
lipidy:
ü Stymuluje odkładanie się tłuszczu (zwiększa syntezę Lp-lipazy)
Stymuluje syntezę tłuszczów w wątrobie i tkance tłuszczowej
ü Wspomaga syntezę tłuszczów z węglowodanów w tkance tłuszczowej (aktywuje GLUT-4)
ü Aktywuje syntezę kwasów tłuszczowych (acetylo-CoA-karboksylaza)
ü Aktywuje syntezę cholesterolu (reduktaza HMG).
Białko:
ü Stymuluje syntezę białek (efekt anaboliczny)
ü Zwiększa transport aminokwasów do komórek
ü Wzmacnia syntezę DNA i RNA.
Stymuluje syntezę glukozy.
Wraz z wiekiem stężenie Ca 2+ spada i dochodzi do upośledzenia wydzielania insuliny.
We krwi okres półtrwania wynosi 3-5 minut.
Po zadziałaniu jest niszczona w wątrobie przez działanie insulinazy (rozszczepia łańcuchy insuliny).
Przy braku insuliny pojawia się cukrzyca.
Cukrzyca - choroba związana z częściowym lub całkowitym brakiem insuliny.
| Cukrzyca typu 1 | Cukrzyca typu 2 |
| IDDM (cukrzyca insulinozależna) Całkowity brak syntezy i wydzielania insuliny w komórkach trzustki. Przyczyny: Autoimmunologiczne uszkodzenie komórek (wytwarzanie przeciwciał przeciwko komórkom gruczołów) Śmierć komórek w wyniku infekcji wirusowych (ospa, różyczka, odra). Stanowi 10-30% wszystkich pacjentów z cukrzycą. Najczęściej obserwowane u dzieci i młodzieży. Szybko się rozwija. | NIDDM (cukrzyca insulinoniezależna) Częściowe zaburzenie syntezy i wydzielanie insuliny(czasem hormon jest produkowany w normalnej ilości) Przyczyny: Naruszenie aktywacji Zakłócenie transmisji sygnału z insuliny do komórek (uszkodzone receptory) Brak syntezy GLUT-4 Predyspozycje genetyczne Otyłość Niewłaściwa dieta (dużo węglowodanów) Siedzący tryb życia Przedłużający się stres sytuacjach (adrenalina hamuje syntezę insuliny). Rozwija się powoli. |
Objawy biochemiczne cukrzycy
1) Hiperglikemia - upośledzony wychwyt glukozy przez tkanki insulinozależne (tłuszczowa, mięśniowa). Nawet przy wysokim stężeniu glukozy tkanki te znajdują się w stanie głodu energetycznego.
2) Glukozuria – przy stężeniu we krwi >8,9 mM/l glukoza pojawia się w moczu jako składnik patologiczny.
3) Ketonemia - glukoza nie dostaje się do tkanek insulinozależnych, wtedy aktywuje się w nich β-oksydacja (kwasy tłuszczowe stają się głównym źródłem energii). W konsekwencji powstaje dużo acetylo-CoA, który nie ma czasu na wykorzystanie w TCA i trafia do syntezy ciał ketonowych (aceton, acetooctan, β-hydroksymaślan).
4) Ketonuria - pojawienie się ciał ketonowych w moczu.
5) Azotemia - przy braku insuliny wzrasta katabolizm białek i aminokwasów (deaminacja), powstaje dużo NH 3.
6) Azoturia - mocznik powstaje z amoniaku, który jest wydalany w większym stopniu z moczem.
7) Poliuria - wydalanie glukozy z moczem prowadzi do wzrostu wydalania wody (w cukrzycy - 5-6 l / dzień).
8) Polidepsja - zwiększone pragnienie.
Powikłania cukrzycy:
Późno
A: Ostre powikłania objawiają się śpiączką (zaburzenia metaboliczne, utrata przytomności).
Rodzaje śpiączki, na których się opiera kwasica oraz odwodnienie tekstylia:
I - śpiączka ketonowo-kwaśna - wzmożona synteza ciał ketonowych i kwasica;
II - śpiączka kwasicy mleczanowej - zaburzenia krążenia, obniżona czynność hemoglobiny, co powoduje niedotlenienie. W konsekwencji katabolizm glukozy przesuwa się w kierunku „beztlenowej” glikolizy do mleczanu. Powstaje dużo kwasu mlekowego, pojawia się kwasica;
III - śpiączka hiperosmolarna - z powodu hiperglikemii wzrasta ciśnienie osmotyczne krwi, a woda jest przenoszona z komórek do łożyska naczyniowego, następuje odwodnienie. W efekcie dochodzi do zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej. W konsekwencji dochodzi do zmniejszenia obwodowego przepływu krwi (mózg i nerki) oraz niedotlenienia.
B: Późne powikłania:
Głównym powodem jest hiperglikemia.
W efekcie dochodzi do nieenzymatycznej (spontanicznej) glikozylacji białek i upośledzenia ich funkcji. Istnieją więc różne „-patie” (angio-, neuro-, neuro-, retino-).
Na przykład w wyniku glikozylacji hemoglobiny powstaje glikozylowana („glikowana”) hemoglobina - HbA 1c.
Zwykle stężenie HbA 1c wynosi 5%. Z cukrzycą - do 50%.
Ma zmniejszone powinowactwo do tlenu → niedotlenienie.
W soczewce glukoza przyłącza się do krystaliny, co zwiększa agregację cząsteczek. W konsekwencji dochodzi do zmętnienia soczewki, co prowadzi do zaćmy.
W cukrzycy synteza kolagenu jest zaburzona: z powodu glikozylacji funkcja błon podstawnych (na przykład naczyń krwionośnych) jest zaburzona, dlatego przepuszczalność naczyń krwionośnych i przepływ krwi (w kończynach dolnych) są zaburzone. Prowadzi to do zespołu stopy cukrzycowej i gangreny.
Przyłączenie glukozy do apo-białek B100 LDL zmienia ich strukturę, są one wychwytywane przez makrofagi jako ciała obce, przenikają do uszkodzonego śródbłonka naczyń, zwiększając ryzyko miażdżycy.
Leczenie cukrzycy:
terapia dietetyczna,
Insulinoterapia (wstrzyknięcia insuliny świńskiej różniącej się od ludzkiej jednym aminokwasem),
Przyjmowanie leków hipoglikemizujących:
o pochodne sulfonylomocznika – stymulują syntezę insuliny w trzustce (manninil),
o biguanidy - spowalniają wchłanianie glukozy w jelicie, poprawiają zużycie glukozy przez tkanki (aktywują GLUT-4).
glukagon
Składa się z 39 reszt aminokwasowych.
Jest syntetyzowany w komórkach α wysepek Langerhansa (trzustki). Działa poprzez cAMP, receptory na powierzchni błony.
Czynnik hiperglikemiczny (zwiększa poziom glukozy we krwi).
Wpływ na metabolizm:
Węglowodan:
stymuluje rozkład glikogenu (fosforylaza glikogenu),
stymuluje glukoneogenezę (fruktozo-1,6-bisfosfataza);
Lipidy: wzmagają mobilizację tłuszczów z tkanki tłuszczowej (aktywują TAG-lipazę poprzez fosforylację),
nasila β-oksydację kwasów tłuszczowych (CAT-I),
Indukuje syntezę ciał ketonowych w mitochondriach.
Adrenalina
Pochodna tyrozyny. katecholamina.
Syntetyzowany w rdzeniu nadnerczy, synteza i sekrecja pod wpływem ośrodkowego układu nerwowego.
Działa poprzez cAMP, receptory zlokalizowane są na powierzchni błony (α- i β-adrenergiczne).
hormon stresu.
Zwiększa stężenie glukozy we krwi, tk. aktywuje fosforylazę glikogenu w wątrobie.
W sytuacjach awaryjnych aktywuje mobilizację glikogenu w tkance mięśniowej z tworzeniem glukozy dla mięśni.
Hamuje wydzielanie insuliny.
kortyzol
Jest syntetyzowany z cholesterolu przez hydroksylację przez pregnenolon i progesteron. Syntetyzowany w korze nadnerczy.
receptory w cytoplazmie.
Wpływ na metabolizm:
Stymuluje glukoneogenezę (karboksylaza PVK, karboksykinaza FEP). W wysokich stężeniach nasila rozkład glikogenu, co prowadzi do wzrostu poziomu glukozy we krwi.
· Hamuje syntezę tłuszczu w kończynach, stymuluje lipolizę, syntezę tłuszczu w innych częściach ciała.
W tkankach obwodowych (mięśniach) hamuje biosyntezę białek, stymuluje ich katabolizm do aminokwasów (do glukoneogenezy). W wątrobie stymuluje syntezę białek-enzymów glukoneogenezy.
Powoduje inwolucję tkanki limfatycznej, śmierć limfocytów.
Pochodne kortyzolu działają przeciwzapalnie (hamują fosfolipazę A2, co prowadzi do obniżenia poziomu prostaglandyn - mediatorów stanu zapalnego).
Hiperkortyzolizm.
Zwiększone wydzielanie ACTH (z powodu guza) - choroba Itsenko-Cushinga;
Nowotwór nadnerczy - zespół Itsenko-Cushinga.
W wyniku aktywacji glukoneogenezy rozkład glikogenu zwiększa stężenie glukozy we krwi. Występuje cukrzyca sterydowa (cienkie kończyny, duży brzuch, twarz w kształcie księżyca).
Hormony tarczycy
T3 i T4 są wytwarzane w pęcherzykach tarczycy z aminokwasu tyrozyny.
Receptory dla nich znajdują się w jądrze, być może w cytoplazmie.
Synteza zależy od spożycia jodu z pożywieniem i wodą. Do utrzymania prawidłowej syntezy potrzebne jest około 150 mikrogramów jodu dziennie (kobiety w ciąży – 200 mikrogramów).
Mechanizm syntezy
1. Tyreoglobulina jest syntetyzowana w komórkach mieszków włosowych (zawiera 115 reszt tyrozynowych).
2. Następnie wchodzi do jamy pęcherzyka.
3. Istnieje włączenie zjonizowanego jodu (I - → I +) pod działaniem tyroperoksydazy w trzeciej lub trzeciej i piątej pozycji pierścienia tyrozynowego. Powstaje monojodotyrozyna (MIT) i dijodotyrozyna (DIT).
4. Następnie skraplają się:
MIT + DIT \u003d T 3 (trijodotyrozyna)
DIT + DIT \u003d T 4 (tetrajodtyrozyna)
T3 i T4 w składzie tyreoglobuliny nie mają aktywności i mogą znajdować się w pęcherzykach do momentu pojawienia się bodźca. bodziec - TSH.
5. Pod działaniem TSH aktywowane są enzymy (proteazy), które odszczepiają T3 i T4 od tyreoglobuliny.
6. T3 i T4 dostają się do krwi. Tam wiążą się z białkami nośnikowymi:
globulina wiążąca tyroksynę (podstawowa)
Prealbumina wiążąca tyroksynę.
T3 ma najwyższą aktywność, tk. jego powinowactwo do receptorów jest 10 razy większe niż T4.
Akcja T 3, T 4
1) Działa na komórki:
§ zwiększa metabolizm energetyczny (z wyjątkiem gonad i komórek mózgowych)
§ zwiększa zużycie tlenu przez komórki
§ stymuluje syntezę składników CPE
§ zwiększa liczbę mitochondriów
§ w wysokich stężeniach rozprzęga fosforylację oksydacyjną.
2) Zwiększa podstawową przemianę materii.
Przy braku hormonów tarczycy u noworodków występuje kretynizm, u dorosłych - niedoczynność tarczycy, obrzęk śluzowaty (obrzęk śluzowy), ponieważ. zwiększa syntezę GAG i kwasu hialuronowego, które zatrzymują wodę.
Można również zaobserwować: Autoimmunologiczne zapalenie tarczycy. wole endemiczne. Choroba Gravesa-Basedowa.
TEMAT 10
WĄTROBA
Największy gruczoł. Pełni wiele funkcji:
Utrzymanie prawidłowego poziomu glukozy we krwi poprzez syntezę i rozkład glikogenu oraz glukoneogenezę
ü ochronny – synteza czynników krzepnięcia krwi (I, II, V, VII, IX, X)
ü wpływa na metabolizm lipidów: syntezę kwasów żółciowych, ciał ketonowych, HDL, fosfolipidów, 85% cholesterolu
ü wpływa na metabolizm białek: cykl ornitynowy, detoksykację amin biogennych
ü uczestniczy w metabolizmie hormonów
ü pełni funkcję detoksykacyjną (neutralizacji).
Zneutralizowane to:
ksenobiotyki
endogenne substancje toksyczne.
Ksenobiotyki - substancje, które nie pełnią funkcji energetycznej i plastycznej w organizmie:
obiekty żywotnej działalności (transport, przemysł, rolnictwo)
Substancje toksyczne w perfumach, farbach i lakierach
substancje lecznicze.
Neutralizacja może przebiegać w 2 etapach:
1 - jeśli substancja jest hydrofobowa, to w pierwszym etapie staje się hydrofilowa (rozpuszczalna w wodzie)
2 - koniugacja - połączenie hydrofilowych substancji toksycznych z innymi → neutralizacjami.
Neutralizacja może być ograniczona do pierwszego etapu, jeżeli podczas pierwszego etapu substancja toksyczna uległa hydrofilizacji i zobojętnieniu (drugi etap nie przebiega).
Neutralizacja dopiero w drugim etapie następuje, gdy substancja toksyczna jest hydrofilowa (zachodzi tylko koniugacja).
I etap neutralizacji: hydrofobowy → hydrofilowy
Może przejść przez:
utlenianie
powrót do zdrowia
hydroliza (rozszczepienie)
hydroksylacja - najczęściej (powstawanie grup OH w substancji toksycznej).
Zaangażowany jest mikrosomalny CPE. (CPE mitochondrialne – funkcja energetyczna, mikrosomalne – plastyczne).
Mikrosomy to fragmenty gładkiej ER.
Enzymy mogą działać w mikrosomalnym CPE:
monooksygenazy - wykorzystują tylko jeden atom tlenu
Dioksygenazy - wykorzystują dwa atomy tlenu = cząsteczkę tlenu.
Mikrosomalna monooksygenaza CPE
Głównym składnikiem jest cytochrom P450. Ma dwa centra wiążące: jedno dla atomu tlenu, drugie dla substancji hydrofobowej.
Cytochrom P450 ma następujące właściwości:
· 
szeroka specyficzność substratowa (neutralizuje wiele substancji toksycznych - barbiturany, środki lecznicze, alkohol itp.);
Indukowalność = zwiększona synteza podczas używania substancji toksycznych („efekt króla Mitrydatesa”, który przez całe życie przyjmował małe dawki trucizny, aby się nie zatruć).
Aby P450 przyłączył jeden atom tlenu i wprowadził go do substancji hydrofobowej, musi zostać aktywowany.
P450 jest aktywowany przez elektrony, więc CPE jest krótkie.
Składniki:
NADPH + H + - koenzym z PFP
enzym NADPH-zależna reduktaza P450 - nośnik pośredni; ma 2 koenzymy FAD i FMN - dzielą przepływ H + i e - .
Mechanizm neutralizacji
(na przykładzie indolu, który powstaje podczas rozpadu tryptofanu w jelicie).
 |
1. Dwa atomy wodoru (w postaci 2e - i 2H +) przechodzą do zależnej od NADPH rduktazy P450: najpierw do FAD, a następnie do FMN.
2. Z tego 2H+ dochodzimy do redukcji jednego atomu tlenu.
3. 2e - podłącz do P450, aktywuj go (P450 *) i razem z protonami przejdź do redukcji H 2 O.
4. Aktywowany P450 przyłącza drugi atom tlenu do jednego centrum aktywnego, a substancję hydrofobową do drugiego.
5. P450* wprowadza tlen do substancji hydrofobowej z utworzeniem grupy OH.
Powstaje hydrofilowa, ale nadal toksyczna substancja.
Niektóre substancje po etapie 1 mogą stać się jeszcze bardziej toksyczne (paracetamol może przekształcić się w substancję toksyczną, która atakuje komórki wątroby).
Etap 2: koniugacja
Substancja hydrofilowa toksyczna + Inna substancja = Parująca, nietoksyczna, wydalana z żółcią
Zaangażowane są enzymy transferazy (klasa II).
| Substancja, która przyczepia się do substancji toksycznej | Dawca substancji, która łączy | Enzym |
 Kwas glukuronowy (pochodna glukozy) |  UDP-glukuronian | UDP-glukuronylotransferaza |
| Kwas siarkowy | FAFS  3"-fosfoadenozyno-5"-fosforan | sulfotransferaza |
| glutation | Glu-Cis-Gly (neutralizacja toksycznych form tlenu) | Transferaza glutationowa |
| Grupy acetylowe | Acetylo-CoA | Transferaza acetylowa |
| grupy metylowe | SAM (amina biogenna) | Transferaza metylowa |
| glicyna | glicyna | Transferaza glicynowa |
W wyniku dodatku tych substancji neutralizowane są substancje toksyczne.
Na przykład etap 2 neutralizacji indolu.
 |
Neutralizacja bilirubiny
Normalne stężenie bilirubiny we krwi wynosi 8-20 µmol/l.
Jest to czerwono-brązowy pigment, który powstaje podczas rozpadu hemoglobiny.
Istnieje bilirubina bezpośrednia i pośrednia.
Hiperbilirubinemia – wzrost stężenia bilirubiny może powodować:
zwiększona hemoliza erytrocytów
Dysfunkcja wątroby
naruszenie odpływu żółci.
Hem jest grupą prostetyczną hemoglobiny. Erytrocyty obumierają i ulegają zniszczeniu po 20 dniach. Uwolniona hemoglobina ulega zniszczeniu (w śledzionie, wątrobie, czerwonym szpiku kostnym).
1. Pod działaniem oksygenazy hemowej wiązanie między 1. a 2. pierścieniem hemu zostaje zniszczone. Powstaje zielony barwnik verdoglobina.
2. Żelazo jest z niego samoistnie odszczepiane (wchodzi wraz z transferyną do wątroby, gdzie jest odkładane i ponownie wykorzystywane) oraz część białkowa (jest rozkładana na aminokwasy, które są ponownie wykorzystywane). Powstaje żółty barwnik biliwerdyna.
3. Biliwerdyna jest redukowana przez reduktazę biliwerdyny (koenzym NADPH + H + z PFP).
4. Powstaje czerwono-brązowa bilirubina. Jest toksyczny, nierozpuszczalny, pośredni (NPBil). Dostaje się do krwi, łączy się z albuminą (białkiem nośnikowym) i przedostaje się do wątroby.
5. Wątroba wychwytuje go za pomocą białek ligandyny (L) i białka Z (Z). Ich wada powoduje dziedziczną żółtaczkę - zespół Gilberta (Ϯ).
6. W wątrobie pośrednie koniugaty bilirubiny z 2 cząsteczkami kwasu glukuronowego pod działaniem UDP-glukuronylotransferazy. Powstaje bezpośrednia, zobojętniona, rozpuszczalna bilirubina (PrBil).
Wada UDP-glukuronylotransferazy powoduje zespół Criglera-Najjara (dziedziczna żółtaczka Ϯ).
7. Zobojętniona bilirubina dostaje się do jelita.
8. Pod działaniem enzymów mikroflory zamienia się tam w bezbarwny sterkobilinogen.
9. 95% jest wydalane z kałem, gdzie utlenia się w powietrzu, brązowieje i nazywa się sterkobiliną.
10,5% przez żyłę hemoroidalną dostaje się do nerek i jest wydalane z moczem. Utlenia się w powietrzu, nabiera żółtego koloru i nazywa się urobilinogenem.
Neutralizacja bilirubiny
Żółtaczka
Gdy stężenie bilirubiny we krwi przekracza 30 mmol/l, może odkładać się w błonach śluzowych i nadawać im żółty kolor.
Żółtaczkę rozpoznaje się na podstawie krwi, moczu i kału.
W zależności od przyczyn żółtaczka występuje:
1. Nadwątrobowe = hemolityczne.
Powodem jest zwiększona hemoliza erytrocytów (podczas transfuzji niezgodnej grupy krwi lub defektu enzymu PFP dehydrogenazy glukozo-6F).
W związku z tym wątroba funkcjonuje normalnie, ale nie ma czasu na zneutralizowanie dużej ilości bilirubiny pośredniej. Dlatego obraz diagnostyczny jest następujący:
2. Wątroby
Przyczyną jest uszkodzenie wątroby, dysfunkcja, zniszczenie komórek (marskość wątroby, zapalenie wątroby, przewlekły alkoholizm).
W konsekwencji zaburzona jest funkcja wątroby, która w mniejszym stopniu neutralizuje bilirubinę pośrednią. I od komórki wątroby ulegają zniszczeniu, a następnie zobojętniona (bezpośrednia) bilirubina dostaje się do krwioobiegu.
3. Podwątrobowe
Powodem jest naruszenie odpływu żółci (kamica żółciowa).
Dlatego wszystko jest we krwi.
4. Żółtaczka fizjologiczna noworodków
Może wystąpić w ciągu pierwszych 2 tygodni.
· zwiększony rozkład hemoglobiny (ponieważ HbF jest zastępowany przez HbA);
brak aktywności enzymu UDP-glukuronylotransferazy.
Co robić:
podawać fenobarbital - induktor syntezy enzymu UDP-glukuronylotransferazy;
Napromieniować niebiesko-zielonym światłem (długość fali 620 nm). W takich warunkach bilirubina jest przekształcana w nietoksyczny fotoizomer i wydalana.
TEMAT 11
HEMOSTAZA
Hemostaza - system obejmujący procesy:
zatrzymać krwawienie po urazowym uszkodzeniu naczyń krwionośnych;
utrzymywanie krwi w stanie płynnym;
Zawiera składniki, które przyczyniają się do rozpuszczania skrzepów krwi.
Hemostaza przebiega w 3 etapach:
1) płytka krwi = pierwotna hemostaza (3-5 min) - zwężenie naczyń krwionośnych, kończy się utworzeniem białego skrzepu krwi;
2) hemocoagulacja = hemostaza wtórna (10-30 min). Obejmuje 3 etapy:
a) prokoagulant - aktywacja protrombokinazy i konwersja protrombiny do trombiny;
b) koagulacja - tworzenie luźnego skrzepu fibrynowego;
c) retrakcja - tworzenie gęstej czerwonej skrzepliny fibrynowej.
3) fibrynoliza - rozpuszczenie czerwonej skrzepliny fibrynowej w celu przywrócenia mikrokrążenia w naczyniu.
Istnieje system antykoagulacyjny krwi, który ma na celu ograniczenie rozprzestrzeniania się zakrzepu krwi w miejscu uszkodzenia naczynia.
1. Pierwotna hemostaza
Tylko płytki krwi są zdolne do adhezji i agregacji.
Przyczepność- przyleganie do brzegów rany. Zbiór- stłoczenie wokół rany.
Płytki krwi muszą być aktywowane.
Aktywacja płytek krwi polega na:
zmiana ich kształtu z blaszkowatego na gwiaździsty;
Pojawienie się na błonach miejsc trombogennych (ujemnie naładowanych fosfolipidów błonowych), na których nastąpi krzepnięcie krwi.
Zwykle krew nie krzepnie, ponieważ. Płytki krwi są bardziej blaszkowate niż gwiaździste i nie są zdolne do agregacji.
Naczynia krwionośne wytwarzają prostacykliny (pochodne kwasu arachidonowego), które hamują agregację płytek krwi i zwężenie naczyń krwionośnych.
Do aktywacji służą pierwotne i wtórne cewki aktywacyjne:
1) Podstawowy -
czynnik von Willebranda
kolagen
trombina;
2) Wtórne - są wytwarzane pod działaniem trombiny (pierwotny induktor aktywacji).
Mechanizm aktywacji płytek krwi
1. Gdy naczynia krwionośne są uszkodzone przez płytki krwi i śródbłonek, czynnik von Willebranda(vB), który oddziałuje z receptorami płytkowymi i kolagenem uszkodzonych naczyń, tworzy między nimi mostki i sprzyja adhezji (przyklejaniu się do brzegów rany).
Pod wpływem czynnika von Willebranda w płytkach krwi aktywowana jest fosfolipaza C (FLC), która stymuluje tworzenie IP 3, co stymuluje wydalanie Ca 2+ z magazynów wewnątrzkomórkowych. Ca 2+ wiąże się z kalmoduliną, a kompleks ten aktywuje miokinazę, która poprzez fosforylację aktywuje kurczliwe białko trombosteninę. Obkurcza się i zmienia kształt płytek krwi z blaszkowatego na gwiaździsty, co ułatwia ich przyleganie do siebie, tj. zbiór.
kolagen(pojawia się, gdy naczynia krwionośne są uszkodzone) oddziałuje z receptorami płytkowymi, aktywuje fosfolipazę A2, która rozszczepia kwas arachidonowy z fosfolipidów błonowych (20:4). Pod wpływem cyklooksygenazy (COX) zamienia się w tromboksany, które powodują zwężenie naczyń i agregację płytek krwi (agregacja jest jeszcze odwracalna, ponieważ krwawienie zostaje przywrócone po ucisku brzegów rany).
2. Nieodwracalna agregacja zachodzi pod wpływem trombiny, która uwalnia wapń z depotu poprzez IP3. Wapń aktywuje kinazę białkową C (PKC), która poprzez fosforylację aktywuje kurczliwą białkową plekstrynę. Jest w stanie obkurczać ziarnistości wydzielnicze i uwalniać z nich wtórne induktory aktywacji płytek krwi. Pod ich działaniem dochodzi do zwężenia naczyń i nieodwracalnej agregacji z utworzeniem zakrzepu białych płytek krwi. Krwawienie ustaje.
Wtórne induktory aktywacji płytek krwi:
ADP, Ca2+ - poprawiają agregację,
tromboglobulina – zmniejsza syntezę heparyny i prostacyklin,
serotonina – obkurcza naczynia krwionośne,
fibronektyna - wiąże płytki krwi z kolagenem naczyniowym,
trombospondyna - agregacja,
Czynnik von Willebranda - agregacja i adhezja.
Ponadto, gdy płytki krwi są aktywowane, na ich powierzchni pojawiają się ujemnie naładowane fosfolipidy błonowe - czynnik nr 3. Obszary te są zakrzepowe, ponieważ będą krzepnąć.
Jeśli średnica naczynia krwionośnego jest mniejsza niż 100 mikronów, wówczas krzepnięcie krwi kończy się hemostazą płytek krwi.
Na hamowaniu pierwotnej hemostazy opiera się działanie środków "rozrzedzających" krew (zakrzepica, aspiryna - hamuje COX → hamuje agregację → zmniejsza tworzenie się skrzeplin).
Przeciwnym efektem są kolagenowe opatrunki hemostatyczne, które zwiększają agregację, zwężenie naczyń krwionośnych, a co za tym idzie, szybsze tamowanie krwawienia.
Jeśli uszkodzone zostanie większe naczynie, następuje etap 2 - hemocoagulacja.
Trombokinaza jest aktywowana, przekształcając protrombinę w trombinę. Jest to mechanizm kaskadowy, który powoduje wzmocnienie sygnału.
Bierze udział 13 czynników krzepnięcia. Są nieaktywne, ale gdy naczynia są uszkodzone, są aktywowane przez częściową proteolizę, a do ich liczby dodaje się „a” - aktywowane.
|
Enzymy to czynniki II, VII, IX, X, XI, XII.
Zachodzą wszystkie dalsze reakcje z udziałem czynników krzepnięcia krwi na błonach płytek krwi lub komórkach śródbłonka uszkodzonych naczyń.
Kompleksy błonowe zawierają 4 składniki (zachodzi na nich krzepnięcie krwi):
1. same ujemnie naładowane fosfolipidy błonowe;
2. Ca 2+ - przez to enzymy będą wiązać się z fosfolipidami błonowymi;
3. enzym (czynniki VII, IX, X, XI, XII) - aktywowany przez częściową proteolizę, wiąże się z błonami poprzez jony wapnia z jego ujemnie naładowanymi grupami karboksylowymi;
Wszystkie enzymy mają dodatkowy ładunek ujemny (grupę karboksylową) w składzie kwasu glutaminowego. Kwasy γ-karboksyglutaminowe (HCGC) powstają w wątrobie przy udziale witaminy K. Antywitaminy K (dikumarol i warfaryna) zapobiegają karboksylacji kwasu glutaminowego, a co za tym idzie krzepnięciu krwi.
Karboksylacja kwasu glutaminowego
W rezultacie aktywowane są kompleksy błonowe.
4. aktywator białek - wzmacnia działanie enzymu 500-1000 razy.
2a - Etap prokoagulacyjny
W pierwszym etapie konieczna jest aktywacja trombokinazy. Ta reakcja zachodzi na błonach płytek krwi.
Aktywacja trombokinazy
Trombokinaza - kompleks czynników:
3. enzym (czynnik Xa);
4. białko aktywatorowe (czynnik Va).
Aktywacja przebiega na dwa sposoby:
1 - prokoagulant (zewnętrzny) - 5-10 sek; inicjator - czynnik III (tkanka);
2 - styk (wewnętrzny) - 10-12 min; aktywuje się po kontakcie czynnika XII z kolagenem uszkodzonego naczynia. Mniej popularne. Występuje w pobliżu stanu zapalnego na nieprawidłowych ścianach (z miażdżycą).
1- Ścieżka zewnętrzna - kaskadowa (następuje wzrost produkcji trombiny).
Pierwszy kompleks inicjujący błonę pojawia się na błonach uszkodzonych komórek śródbłonka naczyń:
1. 
ujemnie naładowane fosfolipidy błonowe;
3. enzym (czynnik VII);
4. białko aktywatorowe (czynnik III).
Czynnik III bardzo szybko aktywuje VII.
VIIa inicjuje tworzenie kompleksu błonowego tenazy.
Tenazowy kompleks błonowy:
1. ujemnie naładowane fosfolipidy błonowe;
3. enzym (czynnik IX);
4. białko aktywujące (czynnik VIII).
W tym kompleksie czynnik IXa aktywuje małopłytkowość (czynnik X).
Czynnik X katalizuje transformację mały stosunek protrombiny do trombiny.
Trombina na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego powoduje aktywację czynników V, VII, VIII w powyższych kompleksach, co przyczynia się do kaskadowego wzrostu aktywacji trombokinazy.
W rezultacie pod działaniem czynnika X powstaje dużo trombiny.
2 - Ścieżka wewnętrzna.
Czynnik XII w kontakcie z kolagenem zostaje aktywowany i tworzy się kompleks błonowy, który wraz z HMK jest w stanie przekształcić prekalikreinę w kalikreinę. Kallikrein na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego aktywuje czynnik XII.
Ogólny schemat fazy prokoagulacyjnej:
W rezultacie protrombina jest aktywowana przez częściową proteolizę i zamienia się w trombinę:
2b - Koagulacja
Konwersja fibrynogenu do fibryny pod wpływem trombiny.
Fibrynogen składa się z 6 PPC (2A, 2B i 2γ).
 |
Rozszczepienie ujemnie naładowanych końców A i B przyczynia się do powstania monomeru fibryny, zmiany jego konformacji oraz otwarcia miejsc interakcji z innymi monomerami.
W wyniku ich agregacji powstaje polimer fibrynowy.
Skrzep fibrynowy jest luźny, jego struktura zawiera surowicę i płytki krwi.
Pod wpływem czynnika XIII między poszczególnymi monomerami tworzą się wiązania kowalencyjne.
2c - Retrakcja
Pod działaniem kurczliwej trombosteniny białkowej polimer fibryny jest ściskany, wyciskana jest z niego surowica. Powstaje czerwona skrzeplina fibrynowa. który napina brzegi rany, ułatwiając jej zarastanie tkanką łączną.
3. Fibrynoliza
Zniszczenie czerwonej skrzepliny fibrynowej.
Kiedy tworzy się skrzep, w wątrobie syntetyzowany jest plazminogen, który przyłącza się do skrzepu wraz z jego aktywatorami.
Aktywatory plazminogenu:
TPA (zasadowy) – tkankowy aktywator plazminogenu – syntetyzowany przez śródbłonek;
urokinaza - syntetyzowana w moczu, a także w tkankach przez fibroblasty i makrofagi;
streptokinaza - enzym paciorkowców.
Pod wpływem plazminy (aktywowanego plazminogenu) włókna fibryny są rozszczepiane na małe kawałki (pps), które dostają się do krwioobiegu. W rezultacie skrzeplina rozpuszcza się.
Podobne informacje.
Homeostaza energetyczna zaspokaja potrzeby energetyczne tkanek przy wykorzystaniu różnych substratów. Dlatego Węglowodany są głównym źródłem energii dla wielu tkanek i jedynym dla beztlenowych, a regulacja gospodarki węglowodanowej jest ważnym elementem homeostazy energetycznej organizmu.
Regulacja metabolizmu węglowodanów odbywa się na 3 poziomach:
centralny.
międzyorganowy.
komórkowy (metaboliczny).
1. Centralny poziom regulacji gospodarki węglowodanowej
Centralny poziom regulacji odbywa się przy udziale układu neuroendokrynnego i reguluje homeostazę glukozy we krwi oraz intensywność metabolizmu węglowodanów w tkankach. Do głównych hormonów utrzymujących prawidłowy poziom glukozy we krwi na poziomie 3,3-5,5 mmol/l należą insulina i glukagon. Na poziom glukozy wpływają również hormony adaptacyjne – adrenalina, glikokortykosteroidy i inne hormony: tarczycy, SDH, ACTH itp.
2. Międzynarządowy poziom regulacji gospodarki węglowodanowej
Cykl glukozowo-mleczanowy (cykl Coriego) Cykl glukozowo-alaninowy
Cykl glukozowo-mleczanowy nie wymaga obecności tlenu, zawsze funkcjonuje, zapewnia: 1) wykorzystanie powstającego w warunkach beztlenowych mleczanu (mięśnie szkieletowe, erytrocyty), co zapobiega kwasicy mleczanowej; 2) synteza glukozy (wątroba).
Cykl glukozowo-alaninowy funkcje mięśni podczas postu. Przy niedoborze glukozy syntetyzowany jest ATP w wyniku rozpadu białek i katabolizmu aminokwasów w warunkach tlenowych, natomiast cykl glukozowo-alaninowy zapewnia: 1) usuwanie azotu z mięśni w postaci nietoksycznej; 2) synteza glukozy (wątroba).
3. Komórkowy (metaboliczny) poziom regulacji gospodarki węglowodanowej
Poziom metaboliczny regulacji metabolizmu węglowodanów odbywa się przy udziale metabolitów i utrzymuje homeostazę węglowodanów wewnątrz komórki. Nadmiar substratów stymuluje ich zużycie, a produkty hamują ich powstawanie. Na przykład nadmiar glukozy stymuluje glikogenezę, lipogenezę i syntezę aminokwasów, podczas gdy niedobór glukozy stymuluje glukoneogenezę. Niedobór ATP stymuluje katabolizm glukozy, nadmiar go hamuje.
IV. Pedfak. Cechy wieku PFSH i GNG, znaczenie.
Wykład nr 10 Temat: Budowa i metabolizm insuliny, jej receptory, transport glukozy. Mechanizm działania i efekty metaboliczne insuliny.
Hormony trzustkowe
Trzustka pełni w organizmie dwie ważne funkcje: zewnątrzwydzielniczą i wewnątrzwydzielniczą. Funkcję zewnątrzwydzielniczą pełni groniasta część trzustki, syntetyzuje i wydziela sok trzustkowy. Funkcję endokrynną pełnią komórki aparatu wysepkowego trzustki, które wydzielają hormony peptydowe biorące udział w regulacji wielu procesów zachodzących w organizmie.1-2 mln wysepek Langerhansa stanowi 1-2% masy trzustki .
W wysepce trzustki izolowane są 4 rodzaje komórek wydzielających różne hormony: komórki A- (lub α-) (25%) wydzielają glukagon, komórki B- (lub β-) (70%) - insulinę, D- ( lub δ-) komórki (<5%) - соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид. Глюкагон и инсулин в основном влияют на углеводный обмен, соматостатин локально регулирует секрецию инсулина и глюкагона, панкреатический полипептид влияет на секрецию пищеварительных соков. Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печень является главной мишенью глюкагона и инсулина.
Struktura insuliny
Insulina jest polipeptydem składającym się z dwóch łańcuchów. Łańcuch A zawiera 21 reszt aminokwasowych, łańcuch B - 30 reszt aminokwasowych. W insulinie są 3 mostki dwusiarczkowe, 2 łączą łańcuchy A i B, 1 łączy reszty 6 i 11 w łańcuchu A.
Insulina może występować w postaci: monomeru, dimeru i heksameru. Heksameryczna struktura insuliny jest stabilizowana przez jony cynku, które są związane przez reszty Hisa w pozycji 10 łańcucha B wszystkich 6 podjednostek.
Insuliny niektórych zwierząt wykazują znaczne podobieństwo w strukturze pierwszorzędowej do insuliny ludzkiej. Insulina bydlęca różni się od insuliny ludzkiej o 3 aminokwasy, podczas gdy insulina świńska różni się tylko o 1 aminokwas ( dobrze zamiast tre na końcu C łańcucha B).
W wielu pozycjach A i B łańcucha występują substytucje, które nie wpływają na aktywność biologiczną hormonu. W pozycjach wiązań dwusiarczkowych, hydrofobowych reszt aminokwasowych w C-końcowych regionach łańcucha B oraz C- i N-końcowych reszt łańcucha A substytucje są bardzo rzadkie, ponieważ miejsca te zapewniają tworzenie aktywnego centrum insuliny.
biosynteza insuliny obejmuje tworzenie dwóch nieaktywnych prekursorów, preproinsuliny i proinsuliny, które w wyniku sekwencyjnej proteolizy przekształcane są w aktywny hormon.
1. Preproinsulina (L-B-C-A, 110 aminokwasów) jest syntetyzowana na rybosomach ER, jej biosynteza rozpoczyna się od powstania hydrofobowego peptydu sygnałowego L (24 aminokwasy), który kieruje rosnący łańcuch do światła ER.
2. W świetle ER preproinsulina jest przekształcana w proinsulinę po rozszczepieniu peptydu sygnałowego przez endopeptydazę I. Cysteiny w proinsulinie są utleniane z utworzeniem 3 mostków dwusiarczkowych, proinsulina staje się „złożona”, ma 5% aktywności insuliny.
3. „Złożona” proinsulina (B-C-A, 86 aminokwasów) wchodzi do aparatu Golgiego, gdzie jest rozszczepiana pod działaniem endopeptydazy II, tworząc insulinę (B-A, 51 aminokwasów) i C-peptyd (31 aminokwasów).
4. Insulina i peptyd C są włączane do ziarnistości wydzielniczych, w których insulina łączy się z cynkiem, tworząc dimery i heksamery. W granulce wydzielniczej zawartość insuliny i peptydu C wynosi 94%, proinsuliny, półproduktów i cynku - 6%.
5. Dojrzałe granulki łączą się z błoną plazmatyczną, a insulina i peptyd C dostają się do płynu pozakomórkowego, a następnie do krwi. We krwi oligomery insuliny rozkładają się. W ciągu dnia do krwi wydziela się 40-50 jednostek. insuliny, co stanowi 20% jej całkowitego zapasu w trzustce. Wydzielanie insuliny jest procesem energozależnym, zachodzącym przy udziale układu mikrotubularno-kosmkowego.
Schemat biosyntezy insuliny w komórkach β wysepek Langerhansa
EPR - retikulum endoplazmatyczne. 1 - tworzenie peptydu sygnałowego; 2 - synteza preproinsuliny; 3 - cięcie peptydu sygnałowego; 4 - transport proinsuliny do aparatu Golgiego; 5 - konwersja proinsuliny do insuliny i peptydu C oraz włączenie insuliny i peptydu C do ziarnistości wydzielniczych; 6 - wydzielanie insuliny i C-peptydu.
Gen insuliny znajduje się na chromosomie 11. Zidentyfikowano trzy mutacje tego genu, nosiciele mają niską aktywność insuliny, stwierdza się hiperinsulinemię i nie ma insulinooporności.
Regulacja syntezy i wydzielania insuliny
Synteza insuliny jest indukowana wydzielaniem glukozy i insuliny. Hamuje wydzielanie kwasów tłuszczowych.
Wydzielanie insuliny jest stymulowane przez: 1. glukoza (główny regulator), aminokwasy (zwłaszcza leu i arg); 2. Hormony żołądkowo-jelitowe (agoniści β-adrenergiczni, poprzez cAMP): GUI , sekretyna, cholecystokinina, gastryna, enteroglukagon; 3. długotrwałe wysokie stężenia hormonu wzrostu, kortyzolu, estrogenów, progestagenów, laktogenu łożyskowego, TSH, ACTH; 4. glukagon; 5. wzrost K + lub Ca 2+ we krwi; 6. leki, pochodne sulfonylomocznika (glibenklamid).
Pod wpływem somatostatyny zmniejsza się wydzielanie insuliny. Komórki β są również pod wpływem autonomicznego układu nerwowego. Część przywspółczulna (zakończenia cholinergiczne nerwu błędnego) stymuluje wydzielanie insuliny. Część współczulna (adrenalina poprzez receptory α2-adrenergiczne) hamuje uwalnianie insuliny.
Wydzielanie insuliny odbywa się przy udziale kilku układów, w których główną rolę odgrywają Ca 2+ i cAMP.
Wstęp Sa 2+ do cytoplazmy jest kontrolowany przez kilka mechanizmów:
jeden). Przy wzroście stężenia glukozy we krwi powyżej 6-9 mmol/l wchodzi ona z udziałem GLUT-1 i GLUT-2 do komórek β i jest fosforylowana przez glukokinazę. Stężenie glukozy-6ph w komórce jest wprost proporcjonalne do stężenia glukozy we krwi. Glukoza-6f jest utleniana, tworząc ATP. ATP powstaje również podczas utleniania aminokwasów i kwasów tłuszczowych. Im więcej glukozy, aminokwasów, kwasów tłuszczowych w komórce β, tym więcej powstaje z nich ATP. ATP hamuje zależne od ATP kanały potasowe na błonie, potas gromadzi się w cytoplazmie i powoduje depolaryzację błony komórkowej, co stymuluje otwieranie zależnych od napięcia kanałów Ca 2+ i wnikanie Ca 2+ do cytoplazmy.
2). Hormony, które aktywują układ trójfosforanu inozytolu (TSH) uwalniają Ca 2+ z mitochondriów i ER.
obóz powstaje z ATP przy udziale AC, który jest aktywowany przez hormony przewodu pokarmowego, TSH, ACTH, glukagon i kompleks Ca 2+ -kalmodulina.
cAMP i Ca 2+ stymulują polimeryzację podjednostek w mikrotubule (mikrotubule). Wpływ cAMP na układ mikrotubul odbywa się za pośrednictwem fosforylacji białek mikrotubul PC A. Mikrotubule są w stanie kurczyć się i relaksować, przesuwając granulki w kierunku błony plazmatycznej, zapewniając egzocytozę.
Wydzielanie insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą jest reakcją dwufazową składającą się z etapu szybkiego, wczesnego uwalniania insuliny, zwanego pierwszą fazą wydzielania (rozpoczyna się po 1 minucie, trwa 5-10 min) oraz drugą fazą (jej czas trwania do 25-30 min).
transport insuliny. Insulina jest rozpuszczalna w wodzie i nie zawiera białka nośnikowego w osoczu. T 1/2 insuliny w osoczu krwi wynosi 3-10 minut, peptyd C - około 30 minut, proinsulina 20-23 minut.
Zniszczenie insuliny zachodzi pod wpływem insulinozależnej proteinazy i glutationo-insulino-transhydrogenazy w tkankach docelowych: głównie w wątrobie (około 50% insuliny ulega zniszczeniu w 1 przejściu przez wątrobę), w mniejszym stopniu w nerkach i łożysku.
Główne zasoby energetyczne organizmu żywego, węglowodany i tłuszcze, mają duży potencjał rezerw energii, który jest łatwo wydobywany z nich w komórkach za pomocą enzymatycznych przemian katabolicznych. Energia uwalniana podczas biologicznego utleniania produktów metabolizmu węglowodanów i tłuszczów oraz glikolizy jest w dużym stopniu przekształcana w energię chemiczną wiązań fosforanowych syntetyzowanego ATP. Energia chemiczna wiązań makroergicznych zgromadzona w ATP jest z kolei wydatkowana na różnego rodzaju prace komórkowe - tworzenie i utrzymywanie gradientów elektrochemicznych, skurcz mięśni, procesy wydzielnicze i niektóre procesy transportowe, biosyntezę białek, kwasów tłuszczowych itp. Oprócz funkcji „paliwa” węglowodany i tłuszcze wraz z białkami pełnią rolę ważnych dostawców budulcowych, plastycznych materiałów tworzących podstawowe struktury komórki – kwasów nukleinowych, białek prostych, glikoprotein, szeregu lipidów itp. Syntetyzowany w wyniku rozpadu węglowodanów i tłuszczów ATP nie tylko dostarcza komórkom energii niezbędnej do pracy, ale jest także źródłem powstawania cAMP, a także bierze udział w regulacji aktywności wielu enzymów, stanu białek strukturalnych, zapewnienie ich fosforylacji.
Substratami węglowodanowymi i lipidowymi, które są bezpośrednio wykorzystywane przez komórki, są monosacharydy (głównie glukoza) i niezestryfikowane kwasy tłuszczowe (NEFA), a także ciała ketonowe w niektórych tkankach. Ich źródłem są pokarmy wchłaniane z jelit, odkładane w narządach w postaci glikogenu węglowodanowego i lipidów w postaci tłuszczów obojętnych, a także prekursory niewęglowodanowe, głównie aminokwasy i glicerol, tworzące węglowodany (glukoneogeneza). Narządami odkładającymi u kręgowców są wątroba i tkanka tłuszczowa (tłuszczowa), podczas gdy narządami glukoneogenezy są wątroba i nerki. U owadów narządem odkładającym jest ciało tłuszczowe. Ponadto źródłem glukozy i NEFA mogą być również niektóre rezerwy lub inne produkty przechowywane lub powstające w komorze roboczej. Różne sposoby i etapy metabolizmu węglowodanów i tłuszczów są ze sobą powiązane licznymi wzajemnymi oddziaływaniami. Kierunek i intensywność tych procesów metabolicznych zależy od wielu czynników zewnętrznych i wewnętrznych. Należą do nich w szczególności ilość i jakość spożywanego pokarmu oraz rytm jego wprowadzania do organizmu, poziom aktywności mięśniowej, nerwowej itp.
Organizm zwierzęcy dostosowuje się do charakteru diety, do obciążenia nerwowego lub mięśniowego za pomocą złożonego zespołu mechanizmów koordynacyjnych. Tak więc kontrola przebiegu różnych reakcji metabolizmu węglowodanów i lipidów odbywa się na poziomie komórkowym poprzez stężenia odpowiednich substratów i enzymów oraz stopień akumulacji produktów danej reakcji. Te mechanizmy kontrolne są związane z mechanizmami samoregulacji i są realizowane zarówno w organizmach jednokomórkowych, jak i wielokomórkowych. W tych ostatnich regulacja wykorzystania węglowodanów i tłuszczów może zachodzić na poziomie interakcji międzykomórkowych. W szczególności oba rodzaje metabolizmu są wzajemnie sterowane: NEFA w mięśniach hamują rozkład glukozy, podczas gdy produkty rozpadu glukozy w tkance tłuszczowej hamują powstawanie NEFA. U najbardziej zorganizowanych zwierząt pojawia się specjalny międzykomórkowy mechanizm regulujący metabolizm śródmiąższowy, determinowany pojawieniem się w procesie ewolucji układu hormonalnego, który ma ogromne znaczenie w kontrolowaniu procesów metabolicznych całego organizmu.
Wśród hormonów zaangażowanych w regulację gospodarki tłuszczowej i węglowodanowej u kręgowców centralne miejsce zajmują: hormony przewodu pokarmowego, regulujące trawienie pokarmu i wchłanianie produktów trawienia do krwi; insulina i glukagon są swoistymi regulatorami śródmiąższowego metabolizmu węglowodanów i lipidów; Czynnikami niespecyficznej adaptacji są STH i funkcjonalnie spokrewnione „somatomedyny” oraz CIF, glukokortykoidy, ACTH i adrenalina. Należy zauważyć, że wiele z tych hormonów jest również bezpośrednio zaangażowanych w regulację metabolizmu białek (patrz rozdział 9). Szybkość wydzielania tych hormonów i realizacja ich wpływu na tkanki są ze sobą powiązane.
Nie możemy szczegółowo rozwodzić się nad funkcjonowaniem czynników hormonalnych przewodu pokarmowego wydzielanych podczas neurohumoralnej fazy wydzielania soków. Ich główne efekty są dobrze znane z przebiegu ogólnej fizjologii człowieka i zwierząt, a ponadto zostały już dość obszernie wymienione w rozdz. 3. Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo regulacji wewnątrzwydzielniczej śródmiąższowego metabolizmu węglowodanów i tłuszczów.
Hormony i regulacja śródmiąższowego metabolizmu węglowodanów. Integralnym wskaźnikiem równowagi metabolizmu węglowodanów w organizmie kręgowców jest stężenie glukozy we krwi. Wskaźnik ten jest stabilny i u ssaków wynosi około 100 mg% (5 mmol/l). Jej odchylenia od normy zwykle nie przekraczają ± 30%. Poziom glukozy we krwi zależy z jednej strony od napływu monosacharydu do krwi, głównie z jelit, wątroby i nerek, a z drugiej strony od jego odpływu do pracujących i odkładających się tkanek (ryc. 2).
Napływ glukozy z wątroby i nerek determinowany jest stosunkiem aktywności reakcji fosforylazy glikogenu i syntetazy glikogenu w wątrobie, stosunkiem intensywności rozpadu glukozy i intensywności glukoneogenezy w wątrobie i częściowo w nerkach . Wejście glukozy do krwi bezpośrednio koreluje z poziomem reakcji fosforylazy i procesami glukoneogenezy. Odpływ glukozy z krwi do tkanek jest bezpośrednio zależny od szybkości jej transportu do komórek mięśniowych, tłuszczowych i limfatycznych, których błony tworzą barierę dla przenikania glukozy do ich wnętrza (przypomnijmy, że błony wątroby, mózgu i nerek komórki są łatwo przepuszczalne dla monosacharydu); metaboliczne wykorzystanie glukozy, co z kolei zależy od przepuszczalności dla niej błon i aktywności kluczowych enzymów jej rozpadu; konwersja glukozy do glikogenu w komórkach wątroby (Levin i in., 1955; Newsholm i Randle, 1964; Foa, 1972). Wszystkie te procesy związane z transportem i metabolizmem glukozy są bezpośrednio kontrolowane przez zespół czynników hormonalnych.
Ryc.2. Sposoby utrzymania dynamicznej równowagi glukozy we krwi Błony mięśni i komórek tłuszczowych mają „barierę” dla transportu glukozy; Gl-b-f -- glukozo-b-fosforan.
Hormonalne regulatory gospodarki węglowodanowej ze względu na wpływ na ogólny kierunek przemiany materii oraz poziom glikemii można podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy rodzaj hormonów stymuluje wykorzystanie glukozy przez tkanki i jej odkładanie w postaci glikogenu, ale hamuje glukoneogenezę, aw konsekwencji powoduje spadek stężenia glukozy we krwi. Hormonem tego typu działania jest insulina. Drugi rodzaj hormonu stymuluje rozkład glikogenu i glukoneogenezę, a tym samym powoduje wzrost stężenia glukozy we krwi. Hormony te obejmują glukagon (a także sekretynę i VIP) i adrenalinę. Hormony trzeciego typu stymulują glukoneogenezę w wątrobie, hamują wykorzystanie glukozy przez różne komórki i chociaż zwiększają tworzenie glikogenu przez hepatocyty, to w wyniku przewagi dwóch pierwszych efektów z reguły zwiększają również poziom glukozy we krwi. Do hormonów tego typu należą glukokortykoidy i hormon wzrostu – „somatomedyny”. Jednocześnie, działając jednokierunkowo na procesy glukoneogenezy, syntezy i glikolizy glikogenu, glukokortykoidy i hormon wzrostu – „somatomedyny” inaczej wpływają na przepuszczalność błon komórkowych tkanki mięśniowej i tłuszczowej dla glukozy.
Pod względem kierunku działania na stężenie glukozy we krwi insulina jest hormonem hipoglikemizującym (hormon „odpoczynku i sytości”), natomiast hormony drugiego i trzeciego typu hiperglikemizującymi („stres i głód”) (ryc. 3).
Rycina 3. Hormonalna regulacja homeostazy węglowodanów: pełne strzałki wskazują stymulację efektu, kropkowane strzałki wskazują na hamowanie.
Insulinę można nazwać hormonem wchłaniania i magazynowania węglowodanów. Jedną z przyczyn zwiększonego wykorzystania glukozy w tkankach jest stymulacja glikolizy. Odbywa się to prawdopodobnie na poziomie aktywacji kluczowych enzymów glikolizy heksokinazy, zwłaszcza jednej z jej czterech znanych izoform, heksokinazy II i glukokinazy (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Najwyraźniej przyspieszenie szlaku pentozofosforanowego na etapie reakcji dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej również odgrywa pewną rolę w stymulacji katabolizmu glukozy przez insulinę (Leites i Lapteva, 1967). Uważa się, że hormonalna indukcja specyficznego enzymu wątrobowego glukokinazy, który selektywnie fosforyluje glukozę w wysokich stężeniach glukozy, odgrywa ważną rolę w stymulowaniu wychwytu glukozy przez wątrobę podczas hiperglikemii pokarmowej pod wpływem insuliny.
Głównym powodem stymulacji wykorzystania glukozy przez komórki mięśniowe i tłuszczowe jest przede wszystkim selektywne zwiększenie przepuszczalności błon komórkowych dla monosacharydu (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). W ten sposób uzyskuje się wzrost stężenia substratów dla reakcji heksokinazy i szlaku pentozofosforanowego.
Zwiększona glikoliza pod wpływem insuliny w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym odgrywa istotną rolę w gromadzeniu ATP i zapewnieniu wydajności komórek mięśniowych. W wątrobie wzrost glikolizy wydaje się być ważny nie tyle dla zwiększenia wbudowywania pirogronianu do układu oddychania tkankowego, ale dla akumulacji acetylo-CoA i malonylo-CoA jako prekursorów tworzenia wielowodorotlenowych kwasów tłuszczowych oraz w konsekwencji triglicerydy (Newsholm, Start, 1973). Powstający podczas glikolizy glicerofosforan bierze również udział w syntezie tłuszczu obojętnego. Ponadto w wątrobie, a zwłaszcza w tkance tłuszczowej, dla zwiększenia poziomu lipogenezy z glukozy ważną rolę odgrywa stymulacja hormonalna reakcji dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej, prowadzącej do powstania NADPH, kofaktor redukujący niezbędny do biosyntezy kwasów tłuszczowych i glicerofosforanu. Jednocześnie u ssaków tylko 3-5% wchłoniętej glukozy jest przekształcane w glikogen wątrobowy, a ponad 30% gromadzi się w postaci tłuszczu odkładającego się w narządach odkładających.
Tak więc głównym kierunkiem działania insuliny na glikolizę i szlak pentozofosforanowy w wątrobie, a zwłaszcza w tkance tłuszczowej jest zapewnienie tworzenia trójglicerydów. U ssaków i ptaków w adipocytach oraz u kręgowców niższych w hepatocytach glukoza jest jednym z głównych źródeł odkładania trójglicerydów. W tych przypadkach fizjologiczne znaczenie hormonalnej stymulacji wykorzystania węglowodanów sprowadza się w dużym stopniu do stymulacji odkładania się lipidów. Jednocześnie insulina bezpośrednio wpływa na syntezę glikogenu - zdeponowanej postaci węglowodanów - nie tylko w wątrobie, ale także w mięśniach, nerkach i ewentualnie tkance tłuszczowej.
Pod względem wpływu na metabolizm węglowodanów adrenalina jest zbliżona do glukagonu, gdyż mechanizmem pośrednictwa ich działania jest kompleks cyklazy adenylanowej (Robizon i in., 1971). Adrenalina, podobnie jak glukagon, nasila rozkład glikogenu i procesy glukoneogenezy. W stężeniach fizjologicznych glukagon jest głównie odbierany przez wątrobę i tkankę tłuszczową, a adrenalina przez mięśnie (głównie mięsień sercowy) i tkankę tłuszczową. Dlatego w większym stopniu dla glukagonu, aw mniejszym dla adrenaliny charakterystyczna jest opóźniona stymulacja procesów glukoneogenezy. Jednak dla adrenaliny, w znacznie większym stopniu niż dla glukagonu, typowy jest wzrost glikogenolizy i najwyraźniej w wyniku tego glikoliza i oddychanie w mięśniach. Pod względem nie mechanizmu, ale ogólnego wpływu na procesy glikolityczne w komórkach mięśniowych, adrenalina jest częściowo synergetykiem insuliny, a nie glukagonu. Najwyraźniej insulina i glukagon to głównie hormony odżywcze, a adrenalina to hormon stresu.
Obecnie poznano szereg mechanizmów biochemicznych leżących u podstaw działania hormonów na metabolizm lipidów.
Wiadomo, że przedłużający się negatywny stres emocjonalny, któremu towarzyszy zwiększone uwalnianie katecholamin do krwioobiegu, może powodować zauważalną utratę wagi. Należy przypomnieć, że tkanka tłuszczowa jest obficie unerwiona przez włókna współczulnego układu nerwowego, pobudzeniu tych włókien towarzyszy uwalnianie norepinefryny bezpośrednio do tkanki tłuszczowej. Adrenalina i norepinefryna zwiększają tempo lipolizy w tkance tłuszczowej; w efekcie nasila się mobilizacja kwasów tłuszczowych z magazynów tłuszczu i wzrasta zawartość niezestryfikowanych kwasów tłuszczowych w osoczu krwi. Jak zauważono, lipazy tkankowe (lipaza trójglicerydowa) występują w dwóch postaciach wzajemnie przekształcających się, z których jedna jest fosforylowana i aktywna katalitycznie, a druga jest niefosforylowana i nieaktywna. Adrenalina stymuluje syntezę cAMP poprzez cyklazę adenylanową. Z kolei cAMP aktywuje odpowiednią kinazę białkową, która promuje fosforylację lipazy, tj. powstanie jego aktywnej postaci. Należy zauważyć, że wpływ glukagonu na układ lipolityczny jest podobny do wpływu katecholamin.
Nie ulega wątpliwości, że sekret przedniego płata przysadki mózgowej, aw szczególności hormon somatotropowy, ma wpływ na gospodarkę lipidową. Niedoczynność gruczołu prowadzi do odkładania się tłuszczu w organizmie, pojawia się otyłość przysadki. Wręcz przeciwnie, zwiększona produkcja hormonu wzrostu stymuluje lipolizę, a zawartość kwasów tłuszczowych w osoczu krwi wzrasta. Udowodniono, że stymulacja lipolizy GH jest blokowana przez inhibitory syntezy mRNA. Ponadto wiadomo, że wpływ hormonu wzrostu na lipolizę charakteryzuje się obecnością fazy lag trwającej około 1 godziny, podczas gdy adrenalina stymuluje lipolizę niemal natychmiastowo. Innymi słowy, można uznać, że podstawowy wpływ tych dwóch rodzajów hormonów na lipolizę objawia się na różne sposoby. Adrenalina pobudza aktywność cyklazy adenylanowej, a hormon wzrostu indukuje syntezę tego enzymu. Specyficzny mechanizm, dzięki któremu GH selektywnie zwiększa syntezę cyklazy adenylanowej, jest nadal nieznany.
Insulina ma przeciwny wpływ niż adrenalina i glukagon na lipolizę i mobilizację kwasów tłuszczowych. Niedawno wykazano, że insulina stymuluje aktywność fosfodiesterazy w tkance tłuszczowej. Fosfodiesteraza odgrywa ważną rolę w utrzymaniu stałego poziomu cAMP w tkankach, dlatego wzrost zawartości insuliny powinien zwiększać aktywność fosfodiesterazy, co z kolei prowadzi do obniżenia stężenia cAMP w komórce, a w konsekwencji do tworzenie aktywnej formy lipazy.
Niewątpliwie wpływ na gospodarkę lipidową mają również inne hormony, w szczególności tyroksyna, hormony płciowe. Wiadomo np., że usuwanie gonad (kastracja) powoduje nadmierne odkładanie się tłuszczu u zwierząt. Jednak informacje, którymi dysponujemy, nie dają jeszcze podstaw, by mówić z całą pewnością o specyficznym mechanizmie ich działania na gospodarkę lipidową.
Hormony tarczycy Tyroksyna (T3) bierze udział w hormonalnej regulacji metabolizmu białek, nasila syntezę białek; I odwrotnie, wysokie stężenia T3 hamują syntezę białek; hormon wzrostu, insulina, testosteron, estrogen zwiększają rozpad białek, zwłaszcza w tkance mięśniowej i limfatycznej, ale stymulują syntezę białek w wątrobie.
Regulacja gospodarki wodno-solnej odbywa się na drodze neurohormonalnej. Kiedy zmienia się stężenie osmotyczne krwi, wzbudzane są specjalne wrażliwe formacje (osmoreceptory), z których informacje są przekazywane do centrum, układu nerwowego, a od niego do tylnego płata przysadki mózgowej. Wraz ze wzrostem stężenia osmotycznego krwi zwiększa się uwalnianie hormonu antydiuretycznego, co zmniejsza uwalnianie wody z moczem; przy nadmiarze wody w organizmie zmniejsza się wydzielanie tego hormonu i zwiększa się jego wydalanie przez nerki. Stałą objętość płynów ustrojowych zapewnia specjalny system regulacji, którego receptory reagują na zmiany w napełnieniu krwią dużych naczyń, jam serca itp.; w efekcie dochodzi do odruchowego pobudzenia wydzielania hormonów, pod wpływem których nerki zmieniają wydalanie wody i soli sodowych z organizmu. Najważniejszymi hormonami regulującymi gospodarkę wodną są wazopresyna i glikokortykosteroidy, sód – aldosteron i angiotensyna, wapń – parathormon i kalcytonina.