Karbonhidrat metabolizması hormonlar tarafından düzenlenir. Sorular ve ödevler. Pankreas hormonları

Stres kavramını tanımlayın, stresin evrelerini sıralayın.

Strese neden "genel uyum sendromu" dendiğini açıklayın

Stresi azaltan hormonal sistemleri adlandırın.

Genel adaptasyon sendromunun gelişiminde rol oynayan en önemli hormonları sıralayın.

Kısa süreli adaptasyonu sağlayan hormonların temel etkilerini sıralar, mekanizmasını açıklar.

“Uyumun sistemik yapısal izi” kavramını açıklayın, fizyolojik rolü nedir?

Hangi hormonun etkileri uzun süreli adaptasyonu sağlar; bu hormonun etki mekanizmaları nelerdir?

Adrenal korteksin hormonlarını listeleyiniz.

Glukokortikoidlerin etkisini belirtin

protein metabolizması için

yağ metabolizması için

karbonhidrat metabolizması için

Homeostazisin ana parametrelerinin düzenlenmesinde hormonlar Metabolizmanın hormonal düzenlenmesi

Her türlü metabolizmanın düzenlenmesinden bahsederken biraz samimiyetsiz oluyoruz. Gerçek şu ki, fazla yağ, metabolizmalarının bozulmasına ve örneğin aterosklerotik plakların oluşumuna yol açacak ve eksiklik, ancak uzun bir süre sonra hormon sentezinin bozulmasına yol açacaktır. Aynı şey protein metabolizması bozuklukları için de geçerlidir. Yalnızca kandaki glikoz seviyesi homeostatik parametredir ve seviyesindeki bir azalma birkaç dakika içinde hipoglisemik komaya yol açacaktır. Bunun temel nedeni nöronların glikoz alamamasıdır. Bu nedenle metabolizmadan bahsederken öncelikle kandaki glikoz seviyesinin hormonal düzenlenmesine dikkat edeceğiz, aynı zamanda aynı hormonların yağ ve protein metabolizmasının düzenlenmesindeki rolü üzerinde de duracağız.

Karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesi

Glikoz, yağlar ve proteinlerle birlikte vücutta bir enerji kaynağıdır. Vücudun glikojen (karbonhidrat) formundaki enerji rezervleri, yağ formundaki enerji rezervlerine kıyasla küçüktür. Böylece, 70 kg ağırlığındaki bir kişinin vücudundaki glikojen miktarı 480 g'dır (400 g - kas glikojeni ve 80 g - karaciğer glikojeni), bu da 1920 kcal'e (320 kcal - karaciğer glikojeni ve 1600 - kas glikojeni) eşdeğerdir. . Kanda dolaşan glikoz miktarı sadece 20 gramdır (80 kcal). Bu iki depoda bulunan glikoz, insülinden bağımsız dokuların ana ve neredeyse tek besin kaynağıdır. Böylece, dakikada 60 ml/100 g kan yoğunluğuna sahip 1400 g ağırlığındaki bir beyin, dakikada 80 mg glikoz tüketir; 24 saatte yaklaşık 115 gr. Karaciğer 130 mg/dk hızında glikoz üretme kapasitesine sahiptir. Böylece karaciğerde üretilen glikozun %60'tan fazlası merkezi sinir sisteminin normal aktivitesini sağlamaya gider ve bu miktar sadece hiperglisemi sırasında değil, diyabet komasında bile değişmeden kalır. CNS glikoz tüketimi ancak kan seviyesi 1,65 mmol/L'nin (%30 mg) altına düştüğünde azalır. Bir glikojen molekülünün sentezinde 2.000 ila 20.000 glikoz molekülü yer alır. Glikozdan glikojenin oluşumu, glukokinaz (karaciğerde) ve hekzokinaz (diğer dokularda) enzimlerinin yardımıyla glikoz-6-fosfatın (G-6-P) oluşumuyla fosforilasyon işlemiyle başlar. Karaciğerden akan kandaki glukoz miktarı temel olarak birbiriyle ilişkili iki sürece bağlıdır: glikoliz ve glukoneogenez, bunlar da sırasıyla fosfofruktokinaz ve fruktoz-1, 6-bifosfataz anahtar enzimleri tarafından düzenlenir. Bu enzimlerin aktivitesi hormonlar tarafından düzenlenir.

Kan şekeri konsantrasyonunun düzenlenmesi iki şekilde gerçekleşir: 1) parametrenin normal değerlerden sapması ilkesine dayalı düzenleme. Normal kan şekeri konsantrasyonu 3,6 – 6,9 mmol/l'dir. Kandaki glikoz konsantrasyonunun konsantrasyonuna bağlı olarak düzenlenmesi, zıt etkilere sahip iki hormon tarafından gerçekleştirilir - insülin ve glukagon; 2) pertürbasyon ilkesine göre düzenleme - bu düzenleme, kandaki glikoz konsantrasyonuna bağlı değildir, ancak çeşitli, genellikle stresli durumlarda kandaki glikoz seviyesini artırma ihtiyacına uygun olarak gerçekleştirilir. Bu nedenle kan şekeri düzeylerini artıran hormonlara kontrasüler denir. Bunlar şunları içerir: glukagon, adrenalin, norepinefrin, kortizol, tiroid hormonları, somatotropin, çünkü kan şekeri seviyesini düşüren tek hormon insülindir (Şekil 18).

Vücutta glikoz homeostazisinin hormonal düzenlenmesinde asıl yer insüline verilmektedir.İnsülinin etkisi altında, G-6-P oluşumunu katalize eden glikoz fosforilasyon enzimleri aktive edilir. İnsülin ayrıca hücre zarının glikoza geçirgenliğini de arttırır, bu da kullanımını artırır. Hücrelerdeki G-6-P konsantrasyonunun artmasıyla birlikte, başlangıç ​​ürünü olduğu işlemlerin (heksoz monofosfat döngüsü ve anaerobik glikoliz) aktivitesi artar. İnsülin, sabit bir genel enerji üretimi seviyesini korurken, enerji oluşumu süreçlerinde glikozun payını arttırır. Glikojen sentetaz ve glikojen dallanma enziminin insülin tarafından aktivasyonu, artan glikojen sentezini teşvik eder. Bununla birlikte insülin, karaciğer glikoz-6-fosfatazı üzerinde inhibitör etkiye sahiptir ve dolayısıyla serbest glikozun kana salınmasını engeller. Ek olarak insülin, glukoneojenez sağlayan enzimlerin aktivitesini inhibe eder, böylece amino asitlerden glikoz oluşumunu engeller. İnsülinin etkisinin nihai sonucu (eğer fazlaysa), kontrasüler hormonların salgılanmasını uyaran hipoglisemidir. insülin antagonistleri.

İNSÜLİN- Hormon, pankreasın Langerhans adacıklarının  hücreleri tarafından sentezlenir. Salgı için ana uyarı kan şekeri seviyelerindeki artıştır. Hiperglisemi insülin üretimini artırır, hipoglisemi ise hormonun oluşumunu ve kana akışını azaltır. Ayrıca etki altında insülin sekresyonu artar. asetilkolin (parasempatik uyarı), norepinefrin -adrenerjik reseptörler yoluyla ve -adrenerjik reseptörler yoluyla norepinefrin insülin sekresyonunu inhibe eder. Gastrik inhibitör peptid, kolesistokinin, sekretin gibi bazı gastrointestinal hormonlar insülin çıkışını artırır. Hormonun ana etkisi kan şekeri seviyesini azaltmaktır.

İnsülinin etkisi altında kan plazmasındaki glikoz konsantrasyonunda bir azalma meydana gelir (hipoglisemi). Bunun nedeni, insülinin karaciğerde ve kaslarda glikozun glikojene dönüşümünü (glikojenez) teşvik etmesidir. Glikozun karaciğer glikojenine dönüşümünde rol oynayan enzimleri aktive eder ve glikojeni parçalayan enzimleri inhibe eder.

Canlı bir organizmanın ana enerji kaynakları - karbonhidratlar ve yağlar - yüksek miktarda potansiyel enerjiye sahiptir ve bu, enzimatik katabolik dönüşümler kullanılarak hücrelerde kolayca elde edilebilir. Karbonhidrat ve yağ metabolizması ürünlerinin yanı sıra glikolizin biyolojik oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji, büyük ölçüde sentezlenen ATP'nin fosfat bağlarının kimyasal enerjisine dönüştürülür. ATP'de biriken makroerjik bağların kimyasal enerjisi, çeşitli hücresel çalışmalara harcanır - elektrokimyasal gradyanların oluşturulması ve sürdürülmesi, kas kasılması, salgılama ve bazı taşıma işlemleri, protein biyosentezi, yağ asitleri vb. “Yakıt” işlevine ek olarak, karbonhidratlar ve yağlar, proteinlerle birlikte, hücrenin ana yapılarında yer alan önemli yapı ve plastik malzeme tedarikçilerinin rolünü oynar - nükleik asitler, basit proteinler, glikoproteinler, bir dizi lipit, vesaire. Karbonhidratların ve yağların parçalanması nedeniyle sentezlenen ATP, hücrelere sadece iş için gerekli enerjiyi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bir cAMP oluşumu kaynağıdır ve aynı zamanda birçok enzimin aktivitesinin ve yapısal proteinlerin durumunun düzenlenmesinde rol oynar. fosforilasyonunun sağlanması.

Hücreler tarafından doğrudan kullanılan karbonhidrat ve lipit substratları, monosakkaritler (temel olarak glikoz) ve esterleşmemiş yağ asitleri (NEFA) ile bazı dokulardaki keton cisimleridir. Kaynakları, bağırsaktan emilen, karbonhidrat glikojen ve nötr yağlar formundaki lipitler formunda organlarda biriken gıda ürünleri ve ayrıca karbonhidratları (glukoneogenez) oluşturan karbonhidrat olmayan öncüller, esas olarak amino asitler ve gliseroldür. Omurgalılardaki depolama organları arasında karaciğer ve yağ (adipotik) doku bulunur ve glukoneogenez organları karaciğer ve böbrekleri içerir. Böceklerde depolama organı yağ gövdesidir. Ek olarak, çalışan bir hücrede depolanan veya üretilen bazı rezervler veya diğer ürünler, glikoz ve NEFA kaynağı olabilir. Karbonhidrat ve yağ metabolizmasının farklı yolları ve aşamaları, çok sayıda karşılıklı etkiyle birbirine bağlıdır. Bu metabolik süreçlerin yönü ve yoğunluğu bir dizi dış ve iç faktöre bağlıdır. Bunlar arasında özellikle tüketilen gıdanın miktarı ve kalitesi, vücuda giriş ritmi, kas ve sinir aktivitesi düzeyi vb. yer alır.

Hayvan organizması, karmaşık bir dizi koordinasyon mekanizmasının yardımıyla beslenme rejiminin doğasına, sinir veya kas yüküne uyum sağlar. Böylece, çeşitli karbonhidrat ve lipit metabolizması reaksiyonlarının seyrinin kontrolü, hücresel düzeyde karşılık gelen substratların ve enzimlerin konsantrasyonlarının yanı sıra belirli bir reaksiyonun ürünlerinin birikim derecesi ile gerçekleştirilir. Bu kontrol mekanizmaları kendi kendini düzenleme mekanizmalarına aittir ve hem tek hücreli hem de çok hücreli organizmalarda uygulanır. İkincisinde, karbonhidratların ve yağların kullanımının düzenlenmesi, hücreler arası etkileşimler düzeyinde gerçekleşebilir. Özellikle, her iki metabolizma türü de karşılıklı olarak karşılıklı olarak kontrol edilir: Kaslardaki NEFA, glikozun parçalanmasını engellerken, yağ dokusundaki glikoz parçalanma ürünleri, NEFA oluşumunu engeller. En yüksek düzeyde organize olmuş hayvanlarda, tüm organizmanın metabolik süreçlerinin kontrolünde büyük önem taşıyan endokrin sistemin evrim sürecinde ortaya çıkmasıyla belirlenen, interstisyel metabolizmayı düzenleyen özel bir hücreler arası mekanizma ortaya çıkar.

Omurgalılarda yağ ve karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynayan hormonlar arasında merkezi yer aşağıdakiler tarafından işgal edilir: yiyeceklerin sindirimini ve sindirim ürünlerinin kana emilmesini kontrol eden gastrointestinal sistem hormonları; insülin ve glukagon, karbonhidratların ve lipitlerin interstisyel metabolizmasının spesifik düzenleyicileridir; STH ve işlevsel olarak ilişkili "somatomedinler" ve SIF, glukortikoidler, ACTH ve adrenalin, spesifik olmayan adaptasyonun faktörleridir. Bu hormonların birçoğunun aynı zamanda protein metabolizmasının düzenlenmesinde de doğrudan rol oynadığı unutulmamalıdır (bkz. Bölüm 9). Bu hormonların salgılanma hızı ve etkilerinin dokuya uygulanması birbiriyle ilişkilidir.

Meyve suyu salgısının nörohumoral aşamasında salgılanan gastrointestinal sistemin hormonal faktörlerinin işleyişi üzerinde spesifik olarak duramayız. Bunların ana etkileri insanların ve hayvanların genel fizyolojisinden iyi bilinmektedir ve ayrıca Bölüm'de bunlardan oldukça ayrıntılı olarak bahsedilmiştir. 3. Karbonhidratların ve yağların interstisyel metabolizmasının endokrin düzenlenmesi üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım.

Hormonlar ve interstisyel karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesi. Omurgalıların vücudundaki karbonhidrat metabolizması dengesinin ayrılmaz bir göstergesi, kandaki glikoz konsantrasyonudur. Bu gösterge stabildir ve memelilerde yaklaşık %100 mg'dir (5 mmol/l). Normal sapmaları genellikle ±%30'u aşmaz. Kandaki glikoz seviyesi, bir yandan monosakkaritlerin esas olarak bağırsaklardan, karaciğerden ve böbreklerden kana akışına, diğer yandan da çalışma ve depolama dokularına çıkışına bağlıdır (Şekil 2). .

Karaciğer ve böbreklerden glikoz akışı, karaciğerdeki glikojen fosforilaz ve glikojen sentetaz reaksiyonlarının aktivitelerinin oranı, karaciğerde ve kısmen böbrekte glikoz parçalanmasının yoğunluğunun ve glukoneogenezin yoğunluğunun oranı ile belirlenir. Glikozun kana girişi doğrudan fosforilaz reaksiyonu ve glukoneogenez süreçlerinin seviyeleri ile ilişkilidir. Glikozun kandan dokulara çıkışı doğrudan kas, yağ ve lenfoid hücrelere taşınma hızına bağlıdır; zarları glikozun bunlara nüfuz etmesine karşı bir bariyer oluşturur (karaciğer, beyin ve böbrek hücreleri monosakkaritlere karşı kolaylıkla geçirgendir); glikozun metabolik kullanımı, membranların glikoza karşı geçirgenliğine ve glikozun parçalanmasıyla ilgili anahtar enzimlerin aktivitesine bağlıdır; karaciğer hücrelerinde glikozun glikojene dönüşümü (Levin ve diğerleri, 1955; Newsholme ve Randle, 1964; Foa, 1972). Glikozun taşınması ve metabolizmasıyla ilgili tüm bu süreçler, doğrudan bir dizi hormonal faktör tarafından kontrol edilir.

İncir. 2. Kandaki glikozun dinamik dengesini korumanın yolları Kas ve yağ hücrelerinin zarları, glikoz taşınmasına karşı bir “bariyer”e sahiptir; Gl-b-f - glikoz-b-fosfat.

Karbonhidrat metabolizmasının hormonal düzenleyicileri, metabolizmanın genel yönü ve glisemi seviyesi üzerindeki etkilerine göre şartlı olarak iki türe ayrılabilir. Birinci tip hormonlar, glikozun dokular tarafından kullanımını ve glikojen formunda depolanmasını uyarır, ancak glukoneogenezi inhibe eder ve bu nedenle kandaki glikoz konsantrasyonunda bir azalmaya neden olur. Bu tür etkinin hormonu insülindir. İkinci tip hormonlar glikojen ve glukoneojenezin parçalanmasını uyarır ve dolayısıyla kan şekeri seviyelerinde artışa neden olur. Bu tip hormonlar arasında glukagon (ayrıca sekretin ve VIP) ve adrenalin bulunur. Üçüncü tip hormonlar karaciğerde glukoneogenezi uyarır, çeşitli hücreler tarafından glikoz kullanımını engeller ve hepatositler tarafından glikojen oluşumunu arttırmalarına rağmen, ilk iki etkinin baskın olması nedeniyle kural olarak aynı zamanda artarlar. kandaki glikoz seviyesi. Bu tip hormonlar arasında glukokortikoidler ve büyüme hormonu - “somatomedinler” bulunur. Aynı zamanda, glukoneogenez, glikojen sentezi ve glikoliz süreçleri üzerinde tek yönlü bir etkiye sahip olan glikokortikoidler ve büyüme hormonu - "somatomedinler", kas ve yağ dokusu hücrelerinin zarlarının glikoza geçirgenliği üzerinde farklı etkilere sahiptir.

Kandaki glikoz konsantrasyonu üzerindeki etki yönü açısından, insülin hipoglisemik bir hormondur ("dinlenme ve doyma" hormonu), ikinci ve üçüncü tip hormonlar ise hiperglisemiktir ("stres ve açlık hormonları") (Şek. 3).

Şekil 3. Karbonhidrat homeostazisinin hormonal düzenlenmesi: Düz oklar etkinin uyarıldığını, noktalı oklar inhibisyonu gösterir.

İnsülin, karbonhidratların emilimi ve depolanması için kullanılan bir hormon olarak adlandırılabilir. Dokularda glikoz kullanımının artmasının nedenlerinden biri glikolizin uyarılmasıdır. Muhtemelen glikolizin anahtar enzimleri olan heksokinazın, özellikle de bilinen dört izoformundan biri olan heksokinaz P ve glukokinazın aktivasyonu seviyesinde gerçekleştirilir (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Görünüşe göre, glikoz-6-fosfat dehidrojenaz reaksiyonu aşamasında pentoz fosfat yolunun hızlanması, glikoz katabolizmasının insülin tarafından uyarılmasında da belirli bir rol oynamaktadır (Leites ve Lapteva, 1967). İnsülinin etkisi altında diyetle hiperglisemi sırasında karaciğer tarafından glikoz alımının uyarılmasında, en önemli rolün, glikozu yüksek konsantrasyonlarda seçici olarak fosforile eden spesifik karaciğer enzimi glukokinazın hormonal indüksiyonu tarafından oynandığına inanılmaktadır.

Kas ve yağ hücreleri tarafından glikoz kullanımının uyarılmasının ana nedeni, öncelikle hücre zarlarının monosakkaritlere karşı geçirgenliğinde seçici bir artıştır (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Bu şekilde heksokinaz reaksiyonu ve pentoz fosfat yolu için substrat konsantrasyonunda bir artış elde edilir.

İskelet kaslarında ve miyokardda insülinin etkisi altında artan glikoliz, ATP birikiminde ve kas hücrelerinin performansının sağlanmasında önemli rol oynar. Karaciğerde artan glikoliz, piruvatın doku solunum sistemine katılımını arttırmaktan çok, polihidrik yağ asitlerinin ve dolayısıyla trigliseritlerin oluşumunun öncüleri olarak asetil-CoA ve malonil-CoA'nın birikmesi açısından önemlidir. Newsholme, Start, 1973). Glikoliz sırasında oluşan gliserofosfat da nötr yağ sentezine dahil edilir. Ek olarak, karaciğerde ve özellikle yağ dokusunda, glikozdan lipogenez düzeyini arttırmak için, glikoz-β-fosfat dehidrojenaz reaksiyonunun hormon uyarımı önemli bir rol oynar ve bu da metabolizma için gerekli bir indirgeyici kofaktör olan NADPH'nin oluşumuna yol açar. yağ asitleri ve gliserofosfatın biyosentezi. Ayrıca memelilerde emilen glikozun yalnızca %3-5'i hepatik glikojene dönüştürülür ve %30'dan fazlası yağ olarak depo organlarında birikir.

Dolayısıyla insülinin karaciğerde ve özellikle yağ dokusunda glikoliz ve pentoz fosfat yolu üzerindeki temel etki yönü trigliserit oluşumunu sağlamaktır. Memelilerde ve kuşlarda adipositlerde ve alt omurgalılarda hepatositlerde glikoz, depolanan trigliseritlerin ana kaynaklarından biridir. Bu durumlarda, karbonhidrat kullanımının hormonal uyarılmasının fizyolojik anlamı, büyük ölçüde lipit birikiminin uyarılmasına indirgenir. Aynı zamanda insülin, yalnızca karaciğerde değil, aynı zamanda kaslarda, böbreklerde ve muhtemelen yağ dokusunda da glikojenin (karbonhidratların depolanmış formu) sentezini doğrudan etkiler.

Adrenalin, karbonhidrat metabolizması üzerindeki etkisi bakımından glukagona yakındır, çünkü etkilerinin aracılık mekanizması adenilat siklaz kompleksidir (Robison ve diğerleri, 1971). Adrenalin, glukagon gibi glikojenin parçalanmasını ve glukoneogenez süreçlerini artırır. Fizyolojik konsantrasyonlarda, glukagon ağırlıklı olarak karaciğer ve yağ dokusu tarafından, adrenalin ise kaslar (öncelikle miyokard) ve yağ dokusu tarafından alınır. Bu nedenle, büyük ölçüde glukagon ve daha az ölçüde adrenalin, glukoneogenetik süreçlerin gecikmiş uyarılmasıyla karakterize edilir. Bununla birlikte, adrenalin için, glikojenolizde glukagondan çok daha büyük bir artış tipiktir ve görünüşe göre bunun sonucunda kaslarda glikoliz ve solunum meydana gelir. Mekanizmalar açısından değil, kas hücrelerindeki glikolitik süreçler üzerindeki genel etki açısından adrenalin, glukagonun değil, kısmen insülinin sinerjistidir. Görünüşe göre insülin ve glukagon büyük ölçüde beslenme hormonları, adrenalin ise bir stres hormonudur.

Günümüzde hormonların lipit metabolizması üzerindeki etkisinin altında yatan bir takım biyokimyasal mekanizmalar kurulmuştur.

Katekolaminlerin kan dolaşımına salınımındaki artışın eşlik ettiği uzun süreli olumsuz duygusal stresin gözle görülür kilo kaybına neden olabileceği bilinmektedir. Yağ dokusunun sempatik sinir sisteminin lifleri tarafından bol miktarda innerve edildiğini hatırlamak yerinde olur; bu liflerin uyarılmasına norepinefrinin doğrudan yağ dokusuna salınması eşlik eder. Adrenalin ve norepinefrin, yağ dokusunda lipoliz hızını arttırır; bunun sonucunda yağ asitlerinin yağ depolarından mobilizasyonu artar ve kan plazmasındaki esterleşmemiş yağ asitlerinin içeriği artar. Belirtildiği gibi, doku lipazları (trigliserit lipaz), biri fosforile edilmiş ve katalitik olarak aktif, diğeri fosforile edilmemiş ve aktif olmayan iki birbirine dönüşebilir formda mevcuttur. Adrenalin, adenilat siklaz yoluyla cAMP sentezini uyarır. Buna karşılık cAMP, lipazın fosforilasyonunu destekleyen ilgili protein kinazı aktive eder; Aktif formunun oluşumu. Glukagonun lipolitik sistem üzerindeki etkisinin katekolaminlerin etkisine benzer olduğu unutulmamalıdır.

Ön hipofiz bezinin, özellikle de somatotropik hormonun salgılanmasının lipid metabolizmasını etkilediğine şüphe yoktur. Bezin hipofonksiyonu vücutta yağ birikmesine yol açar ve hipofiz bezinde obezite meydana gelir. Aksine, artan GH üretimi lipolizi uyarır ve kan plazmasındaki yağ asitlerinin içeriği artar. GH lipolizinin uyarılmasının mRNA sentezi inhibitörleri tarafından bloke edildiği kanıtlanmıştır. Ayrıca GH'nin lipoliz üzerindeki etkisinin, yaklaşık 1 saat süren bir gecikme fazının varlığıyla karakterize olduğu, adrenalinin ise lipolizi neredeyse anında uyardığı bilinmektedir. Yani bu iki tip hormonun lipoliz üzerindeki birincil etkisinin farklı şekillerde ortaya çıktığını varsayabiliriz. Adrenalin, adenilat siklazın aktivitesini uyarır ve büyüme hormonu bu enzimin sentezini indükler. GH'nin adenilat siklaz sentezini seçici olarak arttırdığı spesifik mekanizma hala bilinmemektedir.

İnsülin, lipoliz ve yağ asitlerinin mobilizasyonu üzerinde adrenalin ve glukagonun zıt etkisine sahiptir. Son zamanlarda insülinin yağ dokusunda fosfodiesteraz aktivitesini uyardığı gösterilmiştir. Fosfodiesteraz, dokularda sabit bir cAMP seviyesinin korunmasında önemli bir rol oynar, bu nedenle insülin seviyelerindeki bir artış, fosfodiesteraz aktivitesini arttırmalıdır, bu da hücredeki cAMP konsantrasyonunda bir azalmaya ve dolayısıyla oluşumuna yol açar. Lipazın aktif bir formu.

Kuşkusuz, başta tiroksin ve seks hormonları olmak üzere diğer hormonlar da lipid metabolizmasını etkilemektedir. Örneğin gonadların alınmasının (kastrasyonun) hayvanlarda aşırı yağ birikmesine neden olduğu bilinmektedir. Ancak elimizdeki bilgiler henüz bize bunların lipit metabolizması üzerindeki etkisinin spesifik mekanizması hakkında güvenle konuşmamız için herhangi bir neden vermiyor.

Tiroid hormonları tiroksin (T3) protein sentezini artırır; Aksine, yüksek T3 konsantrasyonları protein sentezini bastırır; büyüme hormonu, insülin, testosteron, östrojen, özellikle kas ve lenfoid dokularda proteinlerin parçalanmasını artırır, ancak karaciğerde protein sentezini uyarır.

Su-tuz metabolizmasının düzenlenmesi nörohormonal bir yol aracılığıyla gerçekleşir. Kanın ozmotik konsantrasyonu değiştiğinde, bilgilerin merkeze, sinir sistemine ve ondan hipofiz bezinin arka lobuna iletildiği özel hassas oluşumlar (ozmoreseptörler) uyarılır. Kanın ozmotik konsantrasyonunun artmasıyla birlikte antidiüretik hormonun salınımı artar, bu da idrarla su atılımını azaltır; Vücutta suyun fazla olmasıyla bu hormonun salgısı azalır ve böbreklerden salgısı artar. Vücut sıvılarının hacminin sabitliği, reseptörleri büyük damarların, kalp boşluklarının vb. kan beslemesindeki değişikliklere yanıt veren özel bir düzenleme sistemi ile sağlanır; Sonuç olarak, böbreklerin etkisi altında su ve sodyum tuzlarının vücuttan atılımını değiştiren hormonların salgılanması refleks olarak uyarılır. Su metabolizmasını düzenleyen en önemli hormonlar vazopressin ve glukokortikoidler, sodyum - aldosteron ve anjiyotensin, kalsiyum - paratiroid hormonu ve kalsitonindir.

Karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesi her aşamada sinir sistemi ve hormonlar tarafından gerçekleştirilir. Ayrıca etkinlik enzimler Karbonhidrat metabolizmasının bazı yolları, enzim ve efektör arasındaki allosterik etkileşim mekanizmasına dayanan "geri bildirim" ilkesine göre düzenlenir. Karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesi her aşamada sinir sistemi ve hormonlar tarafından gerçekleştirilir. Ayrıca etkinlik enzimler Karbonhidrat metabolizmasının bazı yolları, enzim ve efektör arasındaki allosterik etkileşim mekanizmasına dayanan "geri bildirim" ilkesine göre düzenlenir. Allosterik efektörler son reaksiyon ürünlerini, substratları, bazı metabolitleri ve adenil mononükleotidleri içerir. En önemli rolü odak karbonhidrat metabolizması (karbonhidratların sentezi veya parçalanması), NAD + / NADH∙H + koenzimlerinin oranı ve hücrenin enerji potansiyeli ile oynanır.

Kan şekeri seviyelerinin tutarlılığı, vücudun normal işleyişini sürdürmenin en önemli koşuludur. Normoglisemi sinir sistemi, hormonlar ve karaciğerin koordineli çalışmasının sonucudur.

Karaciğer- tüm vücudun ihtiyaçları için glikozu (glikojen formunda) depolayan tek organ. Aktif glukoz-6-fosfat fosfataz sayesinde hepatositler oluşabilir özgür glikozun aksine, fosforile edilmiş formları hücre zarından genel dolaşıma nüfuz edebilir.

Hormonlar arasında en önemli rolü oynayanlar insülin. İnsülin, başta kas ve yağ olmak üzere yalnızca insüline bağımlı dokular üzerinde etki gösterir. Beyin, lenfatik doku ve kırmızı kan hücreleri insülinden bağımsızdır. Diğer organların aksine, insülinin etkisi, hepatositlerin metabolizması üzerindeki etkisinin reseptör mekanizmaları ile ilişkili değildir. Her ne kadar glikoz karaciğer hücrelerine serbestçe nüfuz etse de, bu ancak kandaki konsantrasyonunun artmasıyla mümkündür. Hipoglisemide ise karaciğer (yüksek serum insülin düzeylerine rağmen) kana glikoz salar.

İnsülinin vücut üzerindeki en önemli etkisi, yüksek dozda insülin uygulandığında hipoglisemik şokun gelişmesine kadar normal veya yüksek kan şekeri seviyelerinde bir azalmadır. Kan şekeri seviyeleri aşağıdakilerin bir sonucu olarak azalır: 1. Hücrelere glikoz girişinin hızlanması. 2. Hücrelerin glikoz kullanımını arttırmak.

1. İnsülin, monosakkaritlerin insüline bağımlı dokulara, özellikle de glikoza (ve aynı zamanda C1-C3 pozisyonunda benzer konfigürasyondaki şekerlere) girişini hızlandırır, ancak fruktozun girişini hızlandırmaz. İnsülinin plazma zarındaki reseptörüne bağlanması, depo glikoz taşıma proteinlerinin hareketine yol açar. gluten 4) hücre içi depolardan ve bunların membrana dahil edilmesi.

2. İnsülin, glikozun hücreler tarafından kullanımını aşağıdaki yollarla etkinleştirir:

· glikolizin anahtar enzimlerinin (glukokinaz, fosfofruktokinaz, piruvat kinaz) sentezinin aktivasyonu ve indüksiyonu.

· Pentoz fosfat yoluna glikozun artan katılımı (glikoz-6-fosfat ve 6-fosfoglukonat dehidrojenazların aktivasyonu).

· Glikoz-6-fosfat oluşumunu uyararak ve glikojen sentazı aktive ederek glikojen sentezini arttırmak (aynı zamanda insülin glikojen fosforilazı inhibe eder).

· Glukoneojenezin anahtar enzimlerinin (piruvat karboksilaz, fosfoenol PVK karboksikinaz, bifosfataz, glukoz-6-fosfataz) aktivitesinin inhibisyonu ve bunların sentezinin baskılanması (fosfoenol PVK karboksikinaz geninin baskılandığı gerçeği tespit edilmiştir).

Diğer hormonlar kan şekeri düzeylerini artırma eğilimindedir.

Glukagon ve bir adrenalin Karaciğerde glikojenolizi aktive ederek (glikojen fosforilazın aktivasyonu) glisemide artışa yol açar, ancak adrenalinden farklı olarak glukagon glikojen fosforilazı etkilemez. kaslar. Ek olarak glukagon karaciğerde glukoneogenezi aktive eder ve bu da kan şekeri konsantrasyonlarında artışa neden olur.

Glukokortikoidler glukoneojenezi uyararak kan şekeri seviyelerinin artmasına yardımcı olur (kas ve lenfoid dokulardaki proteinlerin katabolizmasını hızlandırarak bu hormonlar, karaciğere girdiğinde glukoneogenez için substrat haline gelen kandaki amino asit içeriğini artırır). Ayrıca glukokortikoidler vücut hücrelerinin glikoz kullanmasını engeller.

Bir büyüme hormonu dolaylı olarak glisemide bir artışa neden olur: lipitlerin parçalanmasını uyararak kan ve hücrelerdeki yağ asitleri seviyesinde bir artışa yol açar, böylece ikincisinin glikoz ihtiyacını azaltır ( yağ asitleri hücreler tarafından glikoz kullanımının inhibitörleridir).

tiroksin,özellikle hipertiroidizm sırasında aşırı miktarda üretilir, aynı zamanda kan şekeri düzeylerinin artmasına da katkıda bulunur (artan glikojenoliz nedeniyle).

Normal glikoz seviyeleri ile Kanda böbrekler onu tamamen yeniden emer ve idrarda şeker tespit edilmez. Ancak glisemi 9-10 mmol/l'yi aşarsa ( Böbrek eşiği ), ardından görünür glikozüri . Bazı böbrek lezyonlarında normoglisemide bile idrarda glukoz bulunabilir.

Vücudun kan şekerini düzenleme yeteneğini test eder ( glikoz toleransı ) ağızdan uygulandığında diyabeti teşhis etmek için kullanılır glükoz dayanımı testi:

İlk kan örneği bir gecelik açlıktan sonra aç karnına alınır. Daha sonra hasta 5 dakika süreyle. İçmek için bir glikoz çözeltisi verin (300 ml suda çözülmüş 75 g glikoz). Bundan sonra her 30 dakikada bir. kan şekeri düzeyleri 2 saat içinde belirlenir

Biyolojik kimyada

öğrenciler için_____2.__ yıl ___tıp_____fakülte

Konu:___Karbonhidratlar 4. Karbonhidrat metabolizmasının patolojisi

Süre__90 dakika___________________________

Öğrenme hedefi:

1. Karbonhidrat metabolizmasındaki temel bozuklukların moleküler mekanizmaları hakkında fikir oluşturabilecektir.

EDEBİYAT

1. İnsan biyokimyası: R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - M. kitabı, 2004. - cilt 1. s.

2. Biyokimyanın temelleri: A. White, F. Hendler, E. Smith, R. Hill, I. Lehman.-M. kitap,

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

3. Görsel biyokimya: Kolman., Rem K.-G-M.book 2004.

4.Biyokimyasal temeller...altında. ed. ilgili üye RAS E.S. Severina. M. Tıp, 2000.-s.179-205.

MATERYAL DESTEĞİ

1.Multimedya sunumu

ÇALIŞMA SÜRESİNİN HESAPLANMASI