Гормоны поджелудочной железы и коры надпочечников

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Инсулин– гормон белковой природы, синтезируется в альфа-клетках островков Лангерганса, запасается в секреторных гранулах в связи с цинком и выделяется в кровь в ответ на повышение концентрации глюкозы в крови.

По чувствительности к инсулину все ткани можно разделить на 3 группы:

• 1) Главные ткани-мишени или абсолютно зависимые от
  инсулина ткани. Они обладают максимальной чувствительностью к
  инсулину. К этой группе относятся жировая ткань и мышцы. Глюкоза не проникает в эти ткани и не утилизируется в них в отсутствие инсулина.
• 2) Абсолютно независимые от инсулина ткани. К ним
  относятся головной мозг, эритроциты, слизистая оболочка(эпителий) тонкого кишечника, мозговое вещество почек, семенники. В клетки этих тканей глюкоза проникает легко даже в отсутствие инсулина и является для них единственным энергетическим субстратом. Эти ткани(клетки) выполняют важнейшие функции организма: мозг– центральную регуляцию, эритроциты– транспорт кислорода, почки–экскрецию, тонкий кишечник- питание, семенники–воспроизводство(размножение). Причем мозг потребляет50 % всей глюкозы организма, почки и эритроциты– ещё20 %. Таким образом, для организма оказывается чрезвычайно важным то, что основной
  метаболический фонд глюкозы и жизненно важные функции
  оказываются независимыми от инсулина.
• 3) Относительно зависимые от инсулина ткани. Это все
  остальные ткани. По чувствительности к инсулину они занимают промежуточное положение между тканями1-ой и2-ой группы.

Действие инсулина на внутриклеточный метаболизм

• 1) Инсулин– единственный гормон, снижающий
  концентрацию глюкозы в крови. Такой эффект гормона
  обусловлен следующими механизмами:
  а) инсулин увеличивает проницаемость мембран для транспорта глюкозы из крови в клетки;
  б) инсулин активирует использование глюкозы по пути
  гликолиза(окислительный распад глюкозы) и на синтез гликогена;
  в) инсулин тормозит распад гликогена(гликогенолиз) и
  глюконеогенез(процесс образования глюкозы из аминокислот).
• 2) Инсулин является универсальным анаболическим
  гормоном. Он усиливает процессы синтеза нуклеиновых кислот, белка, жиров, гликогена и тормозит их распад. Кроме того, анаболическое действие инсулина проявляется в том, что он активирует процессы, дающие энергию для синтезов(гликолиз, цикл трикарбоновых кислот).

Патология

Сахарный диабет– заболевание, обусловленное недостатком
инсулина в организме. Наблюдается повышенное содержание
глюкозы в крови(гипергликемия), может появляться глюкоза в моче
(глюкозурия), усиливается распад(катаболизм) белков, жира,
гликогена, тормозится их синтез, активируется глюконеогенез и резко снижается активность гликолиза. В крови и моче повышается
концентрация кетоновых тел(кетонемия и кетонурия).
Гиперинсулинизм– наблюдается при инсулиноме(опухоли,
развивающейся из β-клеток островков Лангерганса) и при
передозировке инсулина в ходе лечения сахарного диабета.
Основными симптомами являются гипогликемия(снижение
концентрации глюкозы в крови), судороги, потеря сознания; при
тяжелой гипогликемии может наступить смерть.
Глюкагон- гормон полипептидной природы, образуется в -клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Особенно
много глюкагона синтезируется при голодании, то есть глюкагон
является главным гормоном, поддерживающим уровень глюкозы в
крови при этом состоянии.
Главные ткани-мишени для глюкагона: печень, жировая ткань,
корковое вещество почек, сердечная(но не скелетная) мышца.
В печени гормон стимулирует распад гликогена до глюкозы в
течение первых суток голодания. Но, так как запасы гликогена в
печени полностью исчезают через сутки, то, начиная со вторых суток
голодания, глюкагон активирует в печени глюконеогенез, то есть
синтез глюкозы из аминокислот, образующихся при распаде белка.
Таким образом, благодаря двум указанным механизмам(увеличению
распада гликогена и активации глюконеогенеза в печени), глюкагон
поддерживает концентрацию глюкозы в крови во время голодания.
В отличие от адреналина, глюкагон не действует на гликоген
мышц.
Также в печени глюкагон ингибирует гликолиз, снижает синтез
гликогена и жирных кислот, но активирует синтез кетоновых тел.
В жировой ткани глюкагон увеличивает распад жира и
тормозит его синтез.
В корковом веществе почек глюкагон активирует
глюконеогенез.
Во всех тканях-мишенях глюкагон увеличивает распад белка,
уменьшает его синтез.
Патология. Глюкагонома- опухоль островков Лангерганса,
состоящая преимущественно из альфа-клеток.

ГОРМОНЫ МОЗГОВОГО ВЕЩЕСТВА НАДПОЧЕЧНИКОВ

В мозговом веществе надпочечников вырабатываются адреналин и норадреналин. Они образуются из аминокислоты тирозина(рис. 8).

Биохимические особенности адреналина и норадреналина
1) Наибольшая секреция адреналина наблюдается при стрессе и физической нагрузке
2) На адреналин и норадреналин организм реагирует очень быстро.
3) Адреналин и норадреналин готовят организм к выполнению быстрой и интенсивной работы.
4) Адреналин может действовать через β- и через α-рецепторы. Норадреналин действует в основном на α-рецепторы.
5) Мозговое вещество надпочечников секретирует в кровь как
адреналин, так и норадреналин. Вне мозгового вещества
надпочечников адреналин нигде не образуется. Норадреналин
образуется еще в окончаниях симпатических нервов(является
медиатором симпатической нервной системы).
В норме только очень небольшая часть адреналина выделяется с
мочой(1-5 %). Это количество столь мало, что не обнаруживается
обычными лабораторными методами, поэтому считается, что в норме
адреналин в моче отсутствует.
Распад адреналина и норадреналина происходит в печени(рис.
9). При этом образуются метоксинорадреналин глюкуронид и
метоксиадреналин глюкуронид, составляющие30 % от всех
продуктов распада адреналина и норадреналина, а остальное
количество приходится на ванилилминдальную кислоту(ВМК),
которая используется для диагностики.
Главные ткани-мишени для адреналина– печень, мышцы,
жировая ткань и сердечно-сосудистая система.
В печени гормон увеличивает распад гликогена до глюкозы и
повышает её концентрацию в крови.
В мышцах адреналин является стимулятором распада гликогена
до глюкозо-6-фосфата, который не может выйти из клетки в кровь, а
утилизируется по пути гликолиза с образованием молочной
кислоты. Таким образом, в отличие от печени, при распаде
гликогена в мышцах никогда не образуется свободная глюкоза.
В жировой ткани гормон увеличивает распад жира до жирных
кислот, что сопровождается повышением их концентрации в крови.
Действие адреналина на сердечно-сосудистую систему
проявляется в том, что он увеличивает силу и частоту сердечных
сокращений, повышает артериальное давление, сужает артериолы
кожи, слизистых оболочек и приносящие артериолы клубочков почек
(поэтому при стрессе наблюдаются бледность и анурия–
прекращение образования мочи), но расширяет сосуды сердца, мышц
и внутренних органов. Действуя через систему кровообращения, адреналин затрагивает практически все функции всех органов, в
результате чего мобилизуются силы организма для противодействия
стрессовым ситуациям.

Кроме указанных эффектов, адреналин расслабляет гладкую
мускулатуру бронхов, кишечника, тела мочевого пузыря, но
сокращает сфинктеры желудочно-кишечного тракта, мочевого
пузыря, мышцы, поднимающие волосы на коже, расширяет зрачок.

Патология

Состояния, связанные с гипофункцией мозгового вещества
надпочечников, не описаны. Гиперфункция этой структуры возникает
при опухоли феохромоцитоме. Содержание адреналина в крови
увеличивается в500 и более раз. Наблюдается повышение
артериального давления, в крови резко увеличивается концентрация
жирных кислот и глюкозы. В моче появляется адреналин и глюкоза(в
норме в моче они не определяются обычными методами),
значительно увеличивается содержание ВМК.

ГОРМОНЫ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ
В коре надпочечников образуются из холестерина стероидные
гормоны кортикостероиды(глюкокортикоиды и
минералокортикоиды) и половые гомоны(женские и мужские).
Биохимические особенности коры надпочечников
В расчете на1 грамм ткани кора надпочечников занимает второе
место в организме после головного мозга по содержанию
холестерина и первое место- по содержанию аскорбиновой кислоты
(витамина С), необходимой для превращения холестерина в
стероидные гормоны.
Распад стероидных гормонов
Обезвреживание стероидных гормонов происходит в печени
двумя путями.
1) Около90 % стероидных гормонов сначала восстанавливается,
затем конъюгирует с глюкуроновой кислотой и легко экскретируется
с мочой.
2) У10 % глюкокортикоидов, минералокортикоидов и мужских
(но не женских) половых гормонов происходит отщепление боковой
цепи у17-го углеродного атома и его окисление с образованием
кетогруппы, в результате чего образуются17-кетостероиды(17-КС),
которые также выделяются с мочой в связанном с глюкуроновой
кислотой виде. Таким образом, 17-КС– это не гормоны, а продукты
распада гормонов глюкокортикоидов, минералокортикоидов и
мужских(но не женских) половых гормонов.

ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
Представителями глюкокортикоидов являются гидрокортизон
(кортизол, рис. 10), кортизон и кортикостерон.

Ткани-мишени для этой группы гормонов: печень, мышцы,
жировая, лимфоидная и соединительная ткани. Причем в печени
глюкокортикоиды повышают проницаемость мембран для транспорта
веществ в клетку и активируют анаболические процессы(то есть
синтез веществ), а в остальных тканях– понижают проницаемость
мембран и стимулируют катаболизм(то есть распад веществ).
Действие глюкокортикоидов на метаболизм
Углеводный обмен. Во всех тканях-мишенях глюкокортикоиды
тормозят гликолиз. В печени гормоны усиливают глюконеогенез и
синтез гликогена, в остальных тканях– уменьшают транспорт
глюкозы в клетку, в мышцах– снижают синтез гликогена.
При избытке глюкокортикоидов(применение их для лечения в
больших дозах или длительно, а также повышенное образование
глюкокортикоидов в организме) развивается гипергликемия
вследствие активации глюконеогенеза в печени и понижения
утилизации глюкозы в периферических тканях. Длительная
гипергликемия может привести к срыву инсулярного аппарата
поджелудочной железы и развитию стероидного диабета.

Липидный обмен. В печени глюкокортикоиды повышают
синтез триглицеридов, липопротеинов очень низкой плотности
(ЛПОНП) и кетоновых тел. В жировой ткани гормоны увеличивают
распад жира на конечностях, но усиливают отложение жира на
туловище и лице. Поэтому при избытке глюкокортикоидов
наблюдается так называемое паукообразное ожирение и повышение
уровня кетоновых тел в крови.

Белковый обмен. В печени глюкокортикоиды увеличивают
синтез белка, в остальных тканях– снижают синтез и стимулируют
распад тканевых белков. В связи с этим при избытке
глюкокортикоидов наблюдаются замедление заживления ран,
атрофия и слабость мышц, в костях– остеопороз(разрежение кости,
что сопровождается легко возникающими переломами, например,
компрессионными переломами позвонков и длинных костей уже при
минимальной травме).
В лимфоидной ткани избыток глюкокортикоидов приводит к
угнетению синтеза антител и уменьшению образования лимфоцитов,
поэтому при стрессе(когда вырабатывается много
глюкокортикоидов) снижается иммунная защита организма и
повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям.
Указанный механизм действия глюкокортикоидов на лимфоидную
ткань лежит в основе их применения при лечении аллергии и при
трансплантации для подавления реакции отторжения пересаженного
органа.

Системное действие глюкокортикоидов
1) Глюкокортикоиды усиливают секрециюHCl в желудке.
Механизм их действия обусловлен тем, что глюкокортикоиды
тормозят синтез простагландинов, которые снижают секрециюHCl,
поэтому при избытке глюкокортикоидов в организме могут
развиваться стероидные язвы желудка.
2) Глюкокортикоиды обладают противовоспалительным
действием. Они воздействуют на все стадии воспалительного
процесса, но особенно сильно снижают проницаемость мембран и
ингибируют синтез простагландинов, которые являются тканевыми
факторами воспаления, поэтому применение глюкокортикоидов
возможно для лечения воспалений.
3) Глюкокортикоиды снижают повышенную реактивность
организма, т.е. гиперчувствительность, поэтому используются при
лечении аллергии, и, в частности, анафилактического шока.
4) Глюкокортикоиды повышают устойчивость организма к
повреждающим факторам(травмы, инфекции, интоксикации, боль,
холод, физическая нагрузка, тяжелые психические потрясения).
5) Глюкокортикоиды оказывают пермиссивное действие на
организм, т.е. усиливают действие других гормонов.

МИНЕРАЛОКОРТИКОИДЫ

Представителями минералокортикоидов являются альдостерон
(рис. 11) и дезоксикортикостерон. Они регулируют обмен натрия,
калия и воды.

Главной тканью-мишенью для действия гормонов является
эпителий дистальных канальцев почек, где альдостерон
увеличивает реабсорбцию натрия из мочи в кровь. Поэтому
альдостерон называют натрийзадерживающим гормоном. Поскольку
натрий«тянет» за собой воду, то при избытке минералокортикоидов в
организме повышается артериальное давление, усиливаются отеки и
воспалительные процессы.
Одновременно с увеличением реабсорбции натрия под
действием альдостерона возрастает экскреция калия с мочой.
Поэтому при избытке гормона в организме снижается концентрация
калия в крови, что приводит к повышению возбудимости миокарда,
нарушению работы сердца, возникают сильная слабость, характерные
изменения на ЭКГ, и может развиться сердечная недостаточность.

Другой тканью-мишенью для минералокортикоидов являются
потовые железы. В жару альдостерон препятствует чрезмерной
потере натрия с потом.
При недостаточном синтезе альдостерона натрий теряется с
мочой, что приводит к потере воды, т.е. дегидратации организма.
Глюкокортикоиды обладают частичным действием
минералокортикоидов, поэтому при длительном применении с
лечебной целью глюкокортикоидов больным обязательно назначают
препараты калия.

НАРУШЕНИЯ ГОРМОНАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ

Гиперфункция коры надпочечников, или гиперкортицизм,
может проявляться либо повышенной секрецией всех групп
гормонов, либо преимущественно одной из групп гормонов. В
последнем случае выделяют3 вида гиперкортицизма.
1) Синдром Иценко-Кушинга(опухоль пучковой зоны коры
надпочечников, синтезирующая, главным образом, кортизол) и
болезнь Иценко-Кушинга(неопухолевая гиперплазия, то есть
разрастание, коры надпочечников под влиянием избыточной
секреции кортикотропина гипофизом).
2) Первичный альдостеронизм, или болезнь Конна– избыточное
образование минералокортикоидов в организме(в клубочковой зоне
коры надпочечников).
3) Адреналовый вирилизм, или адреногенитальный синдром–
сопровождается гиперсекрецией мужских половых гормонов в
сетчатой зоне коры надпочечников. При этом у женщин наблюдается
появление мужских признаков, у мужчин– усиление мужских
признаков, у детей– преждевременное половое созревание.
Гипокортицизм, называемый Аддисоновой, или бронзовой
болезнью, сопровождается дефицитом глюко- и
минералокортикоидов и смешанными изменениями обмена веществ и
функций организма. Причиной гипокортицизма может явиться
туберкулёз или атрофия коры надпочечников. Недостаточное
образование кортикостероидов приводит к сильной слабости,
утомляемости, снижению артериального давления, наблюдаются
пигментации кожи, тяга к соленой пище, высокая чувствительность к
стрессам и инфекциям, непереносимость голода из-за выраженной
гипогликемии. В крови снижается концентрация натрия и
увеличивается концентрация калия.