Metabolismul carbohidraților este reglat de hormoni. Întrebări și sarcini. Hormoni pancreatici

Definiți conceptul de stres, enumerați fazele de stres.

Explicați de ce stresul este numit „sindrom de adaptare generală”

Numiți sistemele hormonale care eliberează stresul.

Enumerați cei mai importanți hormoni implicați în dezvoltarea sindromului general de adaptare.

Enumerați principalele efecte ale hormonilor care asigură adaptarea pe termen scurt, explicați mecanismul.

Explicați conceptul de „urmă structurală sistemică de adaptare”, care este rolul său fiziologic?

Efectele căror hormon asigură adaptarea pe termen lung; care sunt mecanismele de acțiune ale acestui hormon?

Enumerați hormonii cortexului suprarenal.

Indicați efectul glucocorticoizilor

pentru metabolismul proteinelor

pentru metabolismul grăsimilor

pentru metabolismul carbohidraților

Hormonii în reglarea parametrilor principali ai homeostaziei Reglarea hormonală a metabolismului

Când vorbim despre reglarea tuturor tipurilor de metabolism, suntem puțin necinstiți. Cert este că un exces de grăsimi va duce la perturbarea metabolismului lor și la formarea, de exemplu, a plăcilor aterosclerotice, iar o deficiență va duce la întreruperea sintezei hormonale doar după o lungă perioadă de timp. Același lucru este valabil și pentru tulburările metabolismului proteinelor. Doar nivelul de glucoză din sânge este parametrul homeostatic, o scădere a nivelului căruia va duce la o comă hipoglicemică în câteva minute. Acest lucru se va întâmpla în primul rând pentru că neuronii nu vor primi glucoză. Prin urmare, vorbind despre metabolism, vom acorda în primul rând atenție reglării hormonale a nivelului de glucoză din sânge și, în același timp, ne vom opri asupra rolului acestor hormoni în reglarea metabolismului grăsimilor și proteinelor.

Reglarea metabolismului carbohidraților

Glucoza, împreună cu grăsimile și proteinele, este o sursă de energie în organism. Rezervele de energie ale organismului sub formă de glicogen (carbohidrați) sunt mici în comparație cu rezervele de energie sub formă de grăsimi. Astfel, cantitatea de glicogen din corpul unei persoane care cântărește 70 kg este de 480 g (400 g - glicogen muscular și 80 g - glicogen hepatic), ceea ce este echivalent cu 1920 kcal (320 kcal - glicogen hepatic și 1600 - glicogen muscular) . Cantitatea de glucoză circulantă în sânge este de numai 20 g (80 kcal). Glucoza conținută în aceste două depozite este principala și aproape singura sursă de nutriție pentru țesuturile independente de insulină. Astfel, un creier care cântărește 1400 g cu o intensitate de alimentare cu sânge de 60 ml/100 g pe minut consumă 80 mg/min de glucoză, adică. aproximativ 115 g în 24 de ore. Ficatul este capabil să genereze glucoză cu o viteză de 130 mg/min. Astfel, mai mult de 60% din glucoza produsă în ficat merge pentru a asigura activitatea normală a sistemului nervos central, iar această cantitate rămâne neschimbată nu doar în timpul hiperglicemiei, ci chiar și în timpul comei diabetice. Consumul de glucoză din SNC scade numai după ce nivelul său sanguin scade sub 1,65 mmol/L (30 mg%). Între 2.000 și 20.000 de molecule de glucoză sunt implicate în sinteza unei molecule de glicogen. Formarea glicogenului din glucoză începe cu procesul de fosforilare cu ajutorul enzimelor glucokinaza (în ficat) și hexokinaza (în alte țesuturi) cu formarea de glucoză-6-fosfat (G-6-P). Cantitatea de glucoză din sânge care curge din ficat depinde în principal de două procese interdependente: glicoliza și gluconeogeneza, care la rândul lor sunt reglate de enzimele cheie fosfofructokinaza și respectiv fructoza-1, 6-bisfosfatază. Activitatea acestor enzime este reglată de hormoni.

Reglarea concentrației de glucoză din sânge are loc în două moduri: 1) reglare bazată pe principiul abaterii parametrilor de la valorile normale. Concentrația normală de glucoză din sânge este de 3,6 – 6,9 mmol/l. Reglarea concentrației de glucoză în sânge, în funcție de concentrația sa, este efectuată de doi hormoni cu efecte opuse - insulina și glucagonul; 2) reglare conform principiului perturbării - această reglare nu depinde de concentrația de glucoză din sânge, ci se realizează în conformitate cu necesitatea creșterii nivelului de glucoză din sânge în diverse situații, de obicei stresante. De aceea, hormonii care cresc nivelul de glucoză din sânge sunt numiți contrainsulari. Acestea includ: glucagonul, adrenalina, norepinefrina, cortizolul, hormonii tiroidieni, somatotropina, deoarece singurul hormon care reduce nivelul de glucoză din sânge este insulina (Figura 18).

Locul principal în reglarea hormonală a homeostaziei glucozei în organism este acordat insulinei. Sub influența insulinei, enzimele de fosforilare a glucozei sunt activate, catalizând formarea G-6-P. Insulina crește, de asemenea, permeabilitatea membranei celulare la glucoză, ceea ce sporește utilizarea acesteia. Odată cu creșterea concentrației de G-6-P în celule, crește activitatea proceselor pentru care este produsul de pornire (ciclul hexozei monofosfat și glicoliza anaerobă). Insulina crește ponderea glucozei în procesele de formare a energiei, menținând în același timp un nivel global constant al producției de energie. Activarea glicogen-sintetazei și a enzimei de ramificare a glicogenului de către insulină promovează creșterea sintezei glicogenului. Împreună cu aceasta, insulina are un efect inhibitor asupra glucozei-6-fosfatazei hepatice și astfel inhibă eliberarea de glucoză liberă în sânge. În plus, insulina inhibă activitatea enzimelor care asigură gluconeogeneza, inhibând astfel formarea glucozei din aminoacizi.Rezultatul final al acțiunii insulinei (dacă este în exces) este hipoglicemia, care stimulează secreția de hormoni contrainsulari care sunt antagonişti ai insulinei.

INSULINĂ- hormonul este sintetizat de  celulele insulelor Langerhans ale pancreasului. Principalul stimul pentru secreție este creșterea nivelului de glucoză din sânge. Hiperglicemia crește producția de insulină, hipoglicemia reduce formarea și fluxul de hormon în sânge.În plus, secreția de insulină crește sub influență. acetilcolina (stimulare parasimpatică), norepinefrina prin receptorii -adrenergici și prin receptorii -adrenergici norepinefrina inhibă secreția de insulină. Unii hormoni gastrointestinali, cum ar fi peptida inhibitoare gastrică, colecistochinina, secretina, cresc producția de insulină. Principalul efect al hormonului este reducerea nivelului de glucoză din sânge.

Sub influența insulinei, are loc o scădere a concentrației de glucoză în plasma sanguină (hipoglicemie). Acest lucru se datorează faptului că insulina promovează conversia glucozei în glicogen în ficat și mușchi (glicogeneză). Activează enzimele implicate în conversia glucozei în glicogen hepatic și inhibă enzimele care descompun glicogenul.

Principalele resurse energetice ale unui organism viu - carbohidrații și grăsimile - au o cantitate mare de energie potențială, care este ușor extrasă din ele în celule prin transformări enzimatice catabolice. Energia eliberată în timpul oxidării biologice a produselor metabolismului carbohidraților și grăsimilor, precum și a glicolizei, este convertită în mare măsură în energia chimică a legăturilor fosfatice ale ATP-ului sintetizat. Energia chimică a legăturilor macroergice acumulată în ATP, la rândul său, este cheltuită pe diferite tipuri de muncă celulară - crearea și menținerea gradienților electrochimici, contracția musculară, procesele secretoare și unele de transport, biosinteza proteinelor, acizilor grași etc. Pe lângă funcția „combustibil”, carbohidrații și grăsimile, împreună cu proteinele, joacă rolul unor furnizori importanți de materiale de construcție și plastice incluse în principalele structuri ale celulei - acizi nucleici, proteine ​​simple, glicoproteine, o serie de lipide, etc. ATP sintetizat din cauza descompunerii carbohidraților și grăsimilor nu numai că oferă celulelor energia necesară pentru lucru, dar este și o sursă de formare a cAMP și este, de asemenea, implicat în reglarea activității multor enzime și a stării proteinelor structurale, asigurând fosforilarea acestora.

Substraturile de carbohidrați și lipide utilizate direct de celule sunt monozaharidele (în primul rând glucoza) și acizii grași neesterificați (NEFA), precum și corpii cetonici din unele țesuturi. Sursele lor sunt produsele alimentare absorbite din intestin, depuse în organe sub formă de glicogen glucidic și lipide sub formă de grăsimi neutre, precum și precursori necarbohidrați, în principal aminoacizi și glicerol, care formează carbohidrați (gluconeogeneză). Organele de depozitare la vertebrate includ ficatul și țesutul adipos (adipotic), iar organele de gluconeogeneză includ ficatul și rinichii. La insecte, organul de depozitare este corpul gras. În plus, unele produse de rezervă sau alte produse stocate sau produse într-o celulă de lucru pot fi surse de glucoză și NEFA. Diferite căi și etape ale metabolismului carbohidraților și grăsimilor sunt interconectate prin numeroase influențe reciproce. Direcția și intensitatea acestor procese metabolice depind de o serie de factori externi și interni. Acestea includ, în special, cantitatea și calitatea alimentelor consumate și ritmurile de intrare a acestuia în organism, nivelul activității musculare și nervoase etc.

Organismul animal se adaptează la natura regimului alimentar, la încărcarea nervoasă sau musculară cu ajutorul unui set complex de mecanisme de coordonare. Astfel, controlul cursului diferitelor reacții ale metabolismului carbohidraților și lipidelor este efectuat la nivel celular prin concentrațiile substraturilor și enzimelor corespunzătoare, precum și prin gradul de acumulare a produselor unei anumite reacții. Aceste mecanisme de control aparțin mecanismelor de autoreglare și sunt implementate atât în ​​organismele unicelulare, cât și în cele multicelulare. În aceasta din urmă, reglarea utilizării carbohidraților și grăsimilor poate avea loc la nivelul interacțiunilor intercelulare. În special, ambele tipuri de metabolism sunt controlate reciproc: NEFA în mușchi inhibă descompunerea glucozei, în timp ce produsele de descompunere a glucozei din țesutul adipos inhibă formarea NEFA. La animalele cele mai bine organizate apare un mecanism intercelular special de reglare a metabolismului interstițial, determinat de apariția în procesul de evoluție a sistemului endocrin, care are o importanță capitală în controlul proceselor metabolice ale întregului organism.

Dintre hormonii implicați în reglarea metabolismului grăsimilor și carbohidraților la vertebrate, locul central este ocupat de următorii: hormoni ai tractului gastrointestinal, care controlează digestia alimentelor și absorbția produselor digestive în sânge; insulina si glucagonul sunt regulatori specifici ai metabolismului interstitial al carbohidratilor si lipidelor; STH și „somatomedinele” și SIF înrudite funcțional, glucorticoizii, ACTH și adrenalina sunt factori de adaptare nespecifică. Trebuie remarcat faptul că mulți dintre acești hormoni sunt, de asemenea, direct implicați în reglarea metabolismului proteinelor (vezi capitolul 9). Rata de secreție a acestor hormoni și punerea în aplicare a efectelor lor asupra țesutului sunt interdependente.

Nu ne putem opri în mod specific asupra funcționării factorilor hormonali ai tractului gastrointestinal secretați în faza neuroumorală a secreției sucului. Efectele lor principale sunt bine cunoscute din cursul fiziologiei generale a oamenilor și animalelor și, în plus, ele au fost deja menționate destul de pe deplin în capitolul. 3. Să ne oprim mai în detaliu asupra reglării endocrine a metabolismului interstițial al carbohidraților și grăsimilor.

Hormoni și reglarea metabolismului interstițial al carbohidraților. Un indicator integral al echilibrului metabolismului carbohidraților în corpul vertebratelor este concentrația de glucoză în sânge. Acest indicator este stabil și este de aproximativ 100 mg% (5 mmol/l) la mamifere. Abaterile sale normale nu depășesc de obicei ±30%. Nivelul de glucoză din sânge depinde, pe de o parte, de afluxul de monozaharide în sânge, în principal din intestine, ficat și rinichi și, pe de altă parte, de fluxul acestuia în țesuturile de lucru și de depozitare (Fig. 2) .

Afluxul de glucoză din ficat și rinichi este determinat de raportul dintre activitățile reacțiilor glicogen fosforilazei și glicogen sintetazei din ficat, raportul dintre intensitatea descompunerii glucozei și intensitatea gluconeogenezei în ficat și parțial în rinichi. Intrarea glucozei în sânge se corelează direct cu nivelurile reacției fosforilazei și proceselor de gluconeogeneză. Fluxul de glucoză din sânge în țesuturi depinde direct de viteza de transport a acesteia în celulele musculare, adipoase și limfoide, ale căror membrane creează o barieră în calea pătrunderii glucozei în ele (rețineți că membranele ficatului, creierului și celulele renale sunt ușor permeabile la monozaharide); utilizarea metabolică a glucozei, la rândul său, dependentă de permeabilitatea membranelor la aceasta și de activitatea enzimelor cheie ale descompunerii acesteia; conversia glucozei în glicogen în celulele hepatice (Levin și colab., 1955; Newsholme și Randle, 1964; Foa, 1972). Toate aceste procese asociate cu transportul și metabolismul glucozei sunt controlate direct de un complex de factori hormonali.

Fig.2. Modalități de menținere a unui echilibru dinamic al glucozei în sânge Membranele celulelor musculare și adipoase au o „barieră” în transportul glucozei; Gl-b-f - glucoză-b-fosfat.

Regulatorii hormonali ai metabolismului carbohidraților pot fi împărțiți condiționat în două tipuri, în funcție de efectul lor asupra direcției generale a metabolismului și a nivelului glicemiei. Primul tip de hormoni stimulează utilizarea glucozei de către țesuturi și stocarea acesteia sub formă de glicogen, dar inhibă gluconeogeneza și, prin urmare, provoacă o scădere a concentrației de glucoză în sânge. Hormonul acestui tip de acțiune este insulina. Al doilea tip de hormoni stimulează descompunerea glicogenului și gluconeogeneza și, prin urmare, provoacă o creștere a glicemiei. Hormonii de acest tip includ glucagonul (precum și secretina și VIP) și adrenalina. Hormonii de al treilea tip stimulează gluconeogeneza în ficat, inhibă utilizarea glucozei de către diferite celule și, deși sporesc formarea glicogenului de către hepatocite, ca urmare a predominării primelor două efecte, de regulă, cresc și ele. nivelul de glucoză din sânge. Hormonii de acest tip includ glucocorticoizii și hormonul de creștere - „somatomedine”. În același timp, având un efect unidirecțional asupra proceselor de gluconeogeneză, sinteza și glicoliză glicogenului, glucocorticoizii și hormonul de creștere - „somatomedinele” au efecte diferite asupra permeabilității membranelor celulelor musculare și adipoase la glucoză.

În ceea ce privește direcția de acțiune asupra concentrației de glucoză în sânge, insulina este un hormon hipoglicemiant (hormonul „odihnirii și saturației”), în timp ce hormonii de tipul al doilea și al treilea sunt hiperglicemici (hormonii „stresului și înfometării”). (Fig. 3).

Figura 3. Reglarea hormonală a homeostaziei carbohidraților: săgețile solide indică stimularea efectului, săgețile punctate indică inhibiția.

Insulina poate fi numită un hormon pentru absorbția și stocarea carbohidraților. Unul dintre motivele pentru utilizarea crescută a glucozei în țesuturi este stimularea glicolizei. Se efectuează, eventual, la nivelul activării enzimelor cheie ale glicolizei, hexokinaza, în special una dintre cele patru izoforme ale sale cunoscute - hexokinaza P și glucokinaza (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Aparent, accelerarea căii pentozo-fosfatului în stadiul reacției glucozo-6-fosfat dehidrogenazei joacă, de asemenea, un anumit rol în stimularea catabolismului glucozei de către insulină (Leites și Lapteva, 1967). Se crede că în stimularea captării glucozei de către ficat în timpul hiperglicemiei alimentare sub influența insulinei, rolul cel mai important îl joacă inducerea hormonală a enzimei hepatice specifice glucokinazei, care fosforilează selectiv glucoza în concentrații mari.

Motivul principal pentru stimularea utilizării glucozei de către celulele musculare și adipoase este în primul rând o creștere selectivă a permeabilității membranelor celulare la monozaharidă (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). În acest fel, se realizează o creștere a concentrației de substraturi pentru reacția hexokinazei și calea pentozei fosfat.

Creșterea glicolizei sub influența insulinei în mușchii scheletici și miocard joacă un rol semnificativ în acumularea de ATP și asigurarea performanței celulelor musculare. În ficat, glicoliza crescută este aparent importantă nu atât pentru creșterea încorporării piruvatului în sistemul respirator al țesuturilor, cât pentru acumularea de acetil-CoA și malonil-CoA ca precursori pentru formarea acizilor grași polihidroxici și, prin urmare, a trigliceridelor ( Newsholme, Start, 1973). În sinteza grăsimii neutre este inclus și glicerofosfatul format în timpul glicolizei. În plus, în ficat, și în special în țesutul adipos, pentru creșterea nivelului de lipogeneză din glucoză, stimularea hormonală a reacției glucozo-β-fosfat dehidrogenază joacă un rol semnificativ, ducând la formarea NADPH, un cofactor reducător necesar pentru biosinteza acizilor grași și a glicerofosfatului. Mai mult, la mamifere, doar 3-5% din glucoza absorbită este transformată în glicogen hepatic, iar peste 30% se acumulează sub formă de grăsime, depusă în organele de depozitare.

Astfel, principala direcție de acțiune a insulinei asupra glicolizei și a căii pentozo-fosfatului în ficat și în special în țesutul adipos este asigurarea formării trigliceridelor. La mamifere și păsări din adipocite, iar la vertebratele inferioare din hepatocite, glucoza este una dintre principalele surse de trigliceride stocate. În aceste cazuri, semnificația fiziologică a stimulării hormonale a utilizării carbohidraților este în mare măsură redusă la stimularea depunerilor de lipide. În același timp, insulina afectează direct sinteza glicogenului - forma stocată de carbohidrați - nu numai în ficat, ci și în mușchi, rinichi și, eventual, în țesutul adipos.

Adrenalina este apropiată de glucagon în ceea ce privește efectul său asupra metabolismului carbohidraților, deoarece mecanismul de mediere a efectelor acestora este complexul de adenil-ciclază (Robison și colab., 1971). Adrenalina, ca și glucagonul, îmbunătățește descompunerea glicogenului și procesele de gluconeogeneză. În concentrații fiziologice, glucagonul este primit predominant de ficat și țesutul adipos, iar adrenalina de mușchi (în primul rând miocard) și țesutul adipos. Prin urmare, glucagonul, într-o măsură mai mare, și adrenalina, într-o măsură mai mică, se caracterizează prin stimularea întârziată a proceselor gluconeogenetice. Cu toate acestea, pentru adrenalină, într-o măsură mult mai mare decât pentru glucagon, este tipică o creștere a glicogenolizei și, aparent, ca urmare a acesteia, glicoliza și respirația în mușchi. În ceea ce privește nu mecanismele, ci un efect general asupra proceselor glicolitice din celulele musculare, adrenalina este parțial un sinergic al insulinei, nu al glucagonului. Aparent, insulina și glucagonul sunt în mare parte hormoni nutriționali, iar adrenalina este un hormon de stres.

În prezent, au fost stabilite o serie de mecanisme biochimice care stau la baza acțiunii hormonilor asupra metabolismului lipidic.

Se știe că stresul emoțional negativ prelungit, însoțit de o creștere a eliberării de catecolamine în sânge, poate provoca o pierdere în greutate vizibilă. Este oportun să ne amintim că țesutul adipos este abundent inervat de fibre ale sistemului nervos simpatic; excitația acestor fibre este însoțită de eliberarea norepinefrinei direct în țesutul adipos. Adrenalina și norepinefrina cresc rata de lipoliză în țesutul adipos; ca urmare, mobilizarea acizilor grași din depozitele de grăsime crește și crește conținutul de acizi grași neesterificați în plasma sanguină. După cum sa menționat, lipazele tisulare (trigliceride lipaze) există în două forme interconvertibile, dintre care una este fosforilată și activă catalitic, iar cealaltă este nefosforilată și inactivă. Adrenalina stimulează sinteza cAMP prin adenilat ciclază. La rândul său, cAMP activează protein kinaza corespunzătoare, care promovează fosforilarea lipazei, adică. formarea formei sale active. Trebuie remarcat faptul că efectul glucagonului asupra sistemului lipolitic este similar cu efectul catecolaminelor.

Nu există nicio îndoială că secreția glandei pituitare anterioare, în special hormonul somatotrop, afectează metabolismul lipidic. Hipofuncția glandei duce la depunerea de grăsime în organism și apare obezitatea hipofizară. Dimpotrivă, producția crescută de GH stimulează lipoliza, iar conținutul de acizi grași din plasma sanguină crește. S-a dovedit că stimularea lipolizei GH este blocată de inhibitorii sintezei ARNm. În plus, se știe că efectul GH asupra lipolizei se caracterizează prin prezența unei faze de întârziere care durează aproximativ 1 oră, în timp ce adrenalina stimulează lipoliza aproape instantaneu. Cu alte cuvinte, putem presupune că efectul primar al acestor două tipuri de hormoni asupra lipolizei se manifestă în moduri diferite. Adrenalina stimulează activitatea adenilat-ciclazei, iar hormonul de creștere induce sinteza acestei enzime. Mecanismul specific prin care GH crește selectiv sinteza adenilat-ciclazei este încă necunoscut.

Insulina are efectul opus al adrenalinei și glucagonului asupra lipolizei și mobilizării acizilor grași. S-a demonstrat recent că insulina stimulează activitatea fosfodiesterazei în țesutul adipos. Fosfodiesteraza joacă un rol important în menținerea unui nivel constant de AMPc în țesuturi, astfel încât o creștere a nivelului de insulină ar trebui să crească activitatea fosfodiesterazei, care, la rândul său, duce la o scădere a concentrației de cAMP în celulă și, în consecință, la formarea a unei forme active de lipază.

Fără îndoială, alți hormoni, în special tiroxina și hormonii sexuali, afectează și metabolismul lipidic. De exemplu, se știe că îndepărtarea gonadelor (castrarea) provoacă depunerea în exces de grăsime la animale. Cu toate acestea, informațiile pe care le avem nu oferă încă motive pentru a vorbi cu încredere despre mecanismul specific al acțiunii lor asupra metabolismului lipidelor.

Hormonii tiroidieni tiroxina (T3) îmbunătățește sinteza proteinelor; Concentrațiile mari de T3, dimpotrivă, suprimă sinteza proteinelor; hormonul de creștere, insulina, testosteronul, estrogenul cresc descompunerea proteinelor, în special în țesuturile musculare și limfoide, dar stimulează sinteza proteinelor în ficat.

Reglarea metabolismului apă-sare are loc printr-o cale neurohormonală. Atunci când concentrația osmotică a sângelui se modifică, sunt excitate formațiuni sensibile speciale (osmoreceptori), informații din care sunt transmise către centru, sistemul nervos și din acesta către lobul posterior al glandei pituitare. Odată cu creșterea concentrației osmotice a sângelui, eliberarea hormonului antidiuretic crește, ceea ce reduce excreția de apă în urină; cu excesul de apa in organism, secretia acestui hormon scade si secretia lui de catre rinichi creste. Constanța volumului fluidelor corporale este asigurată de un sistem special de reglare, ai cărui receptori răspund la modificările alimentării cu sânge a vaselor mari, a cavităților cardiace etc.; ca urmare, secreția de hormoni este stimulată în mod reflex, sub influența cărora rinichii modifică excreția de apă și săruri de sodiu din organism. Cei mai importanti hormoni in reglarea metabolismului apei sunt vasopresina si glucocorticoizii, sodiu - aldosteron si angiotensina, calciu - hormon paratiroidian si calcitonina.

Reglarea metabolismului carbohidraților este realizată în toate etapele de către sistemul nervos și hormoni. În plus, activitate enzime Unele căi ale metabolismului carbohidraților sunt reglate după principiul „feedback”, care se bazează pe mecanismul alosteric de interacțiune dintre enzimă și efector. Reglarea metabolismului carbohidraților este realizată în toate etapele de către sistemul nervos și hormoni. În plus, activitate enzime Unele căi ale metabolismului carbohidraților sunt reglate după principiul „feedback”, care se bazează pe mecanismul alosteric de interacțiune dintre enzimă și efector. Efectorii alosterici includ produșii finali de reacție, substraturile, unii metaboliți și mononucleotidele adenil. Cel mai important rol în se concentreze metabolismul carbohidraților (sinteza sau descompunerea glucidelor) este jucat de raportul dintre coenzimele NAD + / NADH∙H + și potențialul energetic al celulei.

Consistența nivelului de glucoză din sânge este cea mai importantă condiție pentru menținerea funcționării normale a organismului. Normoglicemia este rezultatul muncii coordonate a sistemului nervos, hormonilor și ficatului.

Ficat- singurul organ care stocheaza glucoza (sub forma de glicogen) pentru nevoile intregului organism. Datorită glucozo-6-fosfat-fosfatazei active, hepatocitele se pot forma gratuit glucoză, care, spre deosebire de ea fosforilat forme, pot pătrunde prin membrana celulară în circulația generală.

Dintre hormoni, rolul cel mai proeminent îl joacă insulină. Insulina își are efectul numai asupra țesuturilor dependente de insulină, în primul rând mușchilor și grăsimilor. Creierul, țesutul limfatic și celulele roșii din sânge sunt independente de insulină. Spre deosebire de alte organe, acțiunea insulinei nu este asociată cu mecanismele receptorilor influenței sale asupra metabolismului hepatocitelor. Deși glucoza pătrunde liber în celulele hepatice, acest lucru este posibil numai dacă concentrația sa în sânge este crescută. În hipoglicemie, pe de altă parte, ficatul eliberează glucoză în sânge (chiar în ciuda nivelurilor ridicate de insulină seric).

Cel mai semnificativ efect al insulinei asupra organismului este scăderea nivelului normal sau crescut al glicemiei - până la dezvoltarea șocului hipoglicemic atunci când se administrează doze mari de insulină. Nivelurile de glucoză din sânge scad ca urmare a: 1. Accelerarea pătrunderii glucozei în celule. 2. Creșterea utilizării glucozei de către celule.

1. Insulina accelerează intrarea monozaharidelor în țesuturile dependente de insulină, în special glucoza (precum și zaharurile de o configurație similară în poziția C 1 -C 3), dar nu și fructoza. Legarea insulinei de receptorul său de pe membrana plasmatică duce la mișcarea proteinelor de transport de glucoză de depozitare ( gluten 4) din depozitele intracelulare şi includerea lor în membrană.

2. Insulina activează utilizarea glucozei de către celule prin:

· activarea si inducerea sintezei enzimelor cheie ale glicolizei (glucokinaza, fosfofructokinaza, piruvat kinaza).

· Încorporarea crescută a glucozei în calea pentozo-fosfatului (activarea glucozo-6-fosfatului și 6-fosfogluconat dehidrogenazelor).

· Creșterea sintezei glicogenului prin stimularea formării de glucozo-6-fosfat și activarea glicogen sintetazei (în același timp, insulina inhibă glicogen fosforilaza).

· Inhibarea activității enzimelor cheie ale gluconeogenezei (piruvat carboxilază, fosfoenol PVK carboxikinaza, bifosfatază, glucozo-6-fosfatază) și reprimarea sintezei acestora (a fost stabilit faptul reprimării genei fosfoenol PVK carboxikinazei).

Alți hormoni au tendința de a crește nivelul de glucoză din sânge.

Glucagon si a adrenalina duce la o creștere a glicemiei prin activarea glicogenolizei în ficat (activarea glicogen fosforilazei), cu toate acestea, spre deosebire de adrenalină, glucagonul nu afectează glicogen fosforilaza muşchii. În plus, glucagonul activează gluconeogeneza în ficat, ceea ce are ca rezultat și o creștere a concentrațiilor de glucoză din sânge.

Glucocorticoizi ajută la creșterea nivelului de glucoză din sânge prin stimularea gluconeogenezei (prin accelerarea catabolismului proteinelor în țesuturile musculare și limfoide, acești hormoni cresc conținutul de aminoacizi din sânge, care, la intrarea în ficat, devin substraturi pentru gluconeogeneză). În plus, glucocorticoizii împiedică celulele organismului să utilizeze glucoză.

Un hormon de creștere provoacă o creștere a glicemiei indirect: prin stimularea descompunerea lipidelor, duce la creșterea nivelului de acizi grași din sânge și celule, reducând astfel nevoia acestora din urmă de glucoză ( acizii grași sunt inhibitori ai utilizării glucozei de către celule).

Tiroxina, produsa in special in cantitati in exces in timpul hipertiroidismului, contribuie si la cresterea glicemiei (datorita cresterii glicogenolizei).

Cu niveluri normale de glucozăÎn sânge, rinichii îl reabsorb complet și zahărul în urină nu este detectat. Cu toate acestea, dacă glicemia depășește 9-10 mmol/l ( pragul renal ), apoi apare glucozurie . La unele leziuni renale, glucoza poate fi găsită în urină chiar și în normoglicemie.

Testează capacitatea organismului de a regla nivelul de glucoză din sânge ( toleranta la glucoza ) este utilizat pentru a diagnostica diabetul zaharat atunci când este administrat pe cale orală test de toleranță la glucoză:

Prima probă de sânge se prelevează pe stomacul gol, după un post peste noapte. Apoi pacientul timp de 5 minute. dați de băut o soluție de glucoză (75 g glucoză dizolvată în 300 ml apă). După aceea, la fiecare 30 de minute. nivelurile de glucoză din sânge sunt determinate pe o perioadă de 2 ore

În chimia biologică

pentru studenți_____2_____ anul ___medicală_____facultate

Tema:___Glucide 4. Patologia metabolismului glucidic

Timp __90 min___________________________

Obiectiv de invatare:

1. Formează-te idei despre mecanismele moleculare ale principalelor tulburări ale metabolismului glucidic.

LITERATURĂ

1. Biochimie umană: R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell - M. carte, 2004. - vol. 1. p.

2. Fundamentele biochimiei: A. White, F. Hendler, E. Smith, R. Hill, I. Lehman.-M. carte,

1981, voi. -.2,.s. 639-641,

3. Biochimie vizuală: Kolman., Rem K.-G-M.book 2004.

4.Fundații biochimice...sub. ed. membru corespondent RAS E.S. Severina. M. Medicină, 2000.-p.179-205.

SUPORT MATERIAL

1.Prezentare multimedia

CALCULUL TIMPULUI DE STUDIU