Системная реабилитология - [195]

Рис. 3. Схема механизма действия инсулина на клетку-мишень

Инсулин-рецепторный комплекс вызывает активирование фосфолипазы С, образование вторичных посредников инозитолтрифосфата и диацилглицерола, активацию протеинкиназы С, ингибирование цАМФ. Участие нескольких систем вторичных посредников объясняет многообразие и различия эффектов инсулина в разных тканях (рис.3).

Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, способствует анаболическим процессам, увеличивая синтез гликогена, жиров и белков, тормозя эффекты многочисленных контринсулярных гормонов (глюкагона, катехоламинов, глюкокортикоидов и соматотропина). Все эффекты инсулина по скорости их реализации подразделяют на 4 группы:

— очень быстрые (через несколько секунд) — гиперполяризация мембран клеток (за исключением гепатоцитов), повышение проницаемости для глюкозы, активация Na-K-АТФазы, входа К+ и откачивания Na, подавление Са-насоса и задержка Са2+;

— быстрые эффекты (в течение нес кольких минут) — активация и торможение различных ферментов, подавляющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы;

— медленные процессы (в течение нескольких часов) — повышенное поглощение амиминокислот, изменение синтеза РНК и белков-ферментов; очень медленные эффекты (от часов до суток) — активация митогенеза и размножения клеток.

Важнейшим эффектом инсулина является увеличение в 20—50 раз транспорта глюкозы через мембраны мышечных и жировых клеток путем облегченной диффузии по градиенту концентрации с помощью чувствительных к гормон) мембранных белковых переносчиков, называемых ГЛЮТ. В мембранах разных видов клеток выявлены 6 типов ГЛЮТ (рис. 6.23), но только один из них — ГЛЮТ-4 — является инсулинозависимым и находится в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани.

Инсулин влияет на углеводный обмен, что проявляется: 1) активацией утилизации глюкозы клетками, 2) усилением процессов фосфорилирования; 3) подавлением распад; и стимуляцией синтеза гликогена; 4) угнетением глюконеогенеза; 5) активацией процессов гликолиза; 6) гипогликемией.

Действие инсулина на белковый обмен состоит в: 1) повышении проницаемости мембран для аминоокислот; 2) усилении синтеза иРНК; 3) активации в печени синтеза aминокислот; 4) повышении синтеза и подавлении распада белка.

Основные эффекты инсулина на липидный обмен:

— стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы;

— стимуляция синтеза липопротеиновой липазы в клетках эндотелия сосудов и благодаря этому активация гидролиза связанных с липопротеинами крови триглицеридов и поступления жирных кислот в клетки жировой ткани;

— стимуляция синтеза триглицеридов;

— подавление распада жира;

— активация окисления кетоновых тел в печени.

Широкий спектр метаболических эффектов инсулина в организме свидетельствует о том, что гормон необходим для осуществления функционирования клеток всех тканей, органов и физиологических систем поддержания гомеостазиса и осуществления механизмов приспособления КПР. Недостаток инсулина (относительный дефицит по сравнению с уровнем контринсулярных гормонов, прежде всего глюкагона) приводит к сахарному диабету. Избыток инсулина в крови, например при передозировке, вызывает гипогликемию с резкими нарушениями функций центральной нервной системы, использующей глюкозу как основной источник энергии независимо от инсулина.

Второй гормон имеющий большое значение для реализации КПР в системе эндогенного внутриклеточного питания является глюкагон. Глюкагон является мощным контринсулярным гормоном и его эффекты реализуются в тканях через систему вторичного клеточного посредника аденилатциклаза — цАМФ. В отличие от инсулина, глюкагон повышает уровень сахара крови, в связи с чем его называют гипергликемическим гормоном (рис.4).

Основные эффекты глюкагона проявляются в следующих сдвигах метаболизма в клетке:

— активация гликогенолиза в клетках печени и мышцах;

— активация глюконеогенеза;

— активация липолиза и подавление синтеза жира в адипоцитах;

— повышение синтеза кетоновых тел в печени и угнетение их окисления;

— стимуляция катаболизма белков в клетках тканей, прежде всего печени, и увеличение синтеза в ней мочевины.

Кроме этих двух гормонов на интенсивность внутриклеточных КПР влияют следующие гормоны:

1. Адипонектин:усиление захвата глюкозы периферическими тканями; усиление окисления жирных кислот в клетке.

2. Адреналин: стимуляция внутриклеточного гликогенолиза и липолиза.

3. Гюкокортикоиды: стимуляция глюконеогенеза; снижение в клетке синтеза белка и жира, усиление их распада; снижение утилизации глюкозы и аминокислот клетками; увеличение мобилизации жирных кислот и глицерина из жировой ткани.

4. Гормон роста:повышение синтеза белка в клетке (индукция белкового анаболического действия); торможение утилизации углеводов и снижения чувствительности к действию инсулина; повышение внутриклеточного окисления жира, липолиза и кетогенеза.

5. Секретин:глюкагоноподобное действие.

6. Тиреоидные гормоны:стимуляция синтеза и деградации белков; усиление действия адреналина в отношении гликогенолиза и глюконеогенеза; потенциация действия инсулина на синтез гликогена и утилизацию глюкозы; увеличение скорости всасывания глюкозы в кишечнике скорости ее захвата жировой тканью и мышцей; усиление липолиза в жировой ткани; усиление метаболизма холестерина.