Разбираем вопрос из экзаменационного билета.
Глюкоза — это главное топливо для мозга. Нейроны не умеют запасать энергию, они используют её сразу. Если уровень глюкозы в крови упадет ниже 2,5 ммоль/л, мозг начинает выключаться: возникает головокружение, спутанность сознания, судороги, кома. Если поднимется выше 10 ммоль/л — глюкоза начинает «карамелизовать» белки (это процесс гликирования), разрушая сосуды, нервы, почки, сетчатку глаза.
Поэтому организм создал сложную многоконтурную систему регуляции. В ней есть один главный «понижающий» гормон — инсулин, и целая команда «повышающих» (а это контринсулярные гормоны).
Важно! Гомеостаз глюкозы = баланс между инсулином и контргормонами.
Инсулин — единственный гипогликемический гормон
Кто производит?
- β-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы.
Что запускает секрецию?
- Главный стимул: повышение глюкозы в крови (плазме).
Рассмотрим механизм. Поступление глюкозы в β-клетки через GLUT2 → глюкокиназа → ↑АТФ → закрытие АТФ-чувствительных калиевых каналов (KATP-каналов) → угнетается выход К+ → деполяризация β-клеток → открытие потенциал-зависимых Ca²⁺-каналов → вход Ca²⁺ → стимуляция секреции инсулина в кровь → экзоцитоз инсулина.
Дополнительные стимулы: аминокислоты (лейцин, аргинин), жирные кислоты, инкретины (ГПП-1, ГИП), парасимпатическая стимуляция.
Что делает (механизмы)?
Инсулин действует через тирозинкиназный рецептор (IR).
|
Мишень |
Действие инсулина |
Механизм |
|
Печень |
↓ глюконеогенеза |
|
|
Печень, мышцы |
↑ синтеза гликогена |
|
|
Жировая ткань |
↑ синтеза жиров (липогенез) |
|
|
Жировая ткань |
↓ липолиза |
|
|
Мышцы, жир |
↑ захвата глюкозы |
|
Клинический итог: инсулин снижает глюкозу, потому что:
- Загоняет её в клетки (печень, мышцы, жир)
- Заставляет клетки запасать (гликоген, жир)
- Запрещает печени производить новую глюкозу (глюконеогенез)
Контринсулярные гормоны (те, что повышают концентрацию глюкозы)
Их несколько. У каждого свои условия включения и свои механизмы.
- Глюкагон — главный антагонист инсулина в печени
|
Кто производит?
|
|
|
Когда секретируется?
|
|
|
Что делает?
|
|
Важный нюанс! Глюкагон не действует на мышцы — в них нет рецепторов к глюкагону. Мышцы вообще не отдают глюкозу в кровь (у них нет глюкозо-6-фосфатазы).
Механизм: Gs-белок (стимулирубщий белок) → ↑ цАМФ → активация протеинкиназы А → фосфорилирование гликогенфосфорилазы (активация) и гликогенсинтазы (ингибирование).
- Адреналин (эпинефрин) — экстренный подъём
|
Кто производит?
|
Когда?
|
Что делает?
|
|
Мозговой слой надпочечников.
|
Стресс, страх, гипогликемия, физическая нагрузка.
|
Работает быстро и грубо |
|
Мишень |
Эффект |
|
Печень |
↑ гликогенолиз (через β₂ рецепторы → цАМФ) |
|
Мышцы |
↑ гликогенолиз, но глюкоза остаётся внутри мышц (нет глюкозо-6-фосфатазы) |
|
Жировая ткань |
↑ липолиз (через β₃-адренорецепторы → цАМФ) |
|
Поджелудочная |
↓ инсулина (через α₂-адренорецепторы), ↑ глюкагона (через β₂-адренорецепторы) |
В отличие от глюкагона, адреналин также подавляет секрецию инсулина — это дополнительный механизм для быстрого подъёма сахара.
- Кортизол — медленный, но стойкий
|
Кто производит?
|
|
|
Когда?
|
• Стресс (хронический), гипогликемия (через АКТГ), утренний циркадный пик.
|
|
Что делает?
|
|
Клинический пример: Синдром Кушинга (избыток кортизола) → стероидный диабет (высокий сахар, инсулинорезистентность).
- Гормон роста (соматотропин, ГР)
|
Кто производит?
|
|
|
Когда?
|
|
|
Что делает?
|
|
Хронический избыток: Акромегалия → инсулинорезистентность, нарушение толерантности к глюкозе.
- Соматостатин — не прямой регулятор, а модулятор
|
Кто производит?
|
δ-клетки поджелудочной, гипоталамус.
|
|
Что делает?
|
Подавляет секрецию и инсулина, и глюкагона (паракринно в островках). |
Клиническое применение: Аналоги соматостатина (октреотид) используют при опухолях, которые выделяют инсулин (инсулинома) или глюкагон (глюкагонома) — чтобы подавить секрецию.
Сравнительная таблица
|
Гормон |
Орган |
Гипо/гипер-гликемический |
Стимул |
Скорость |
Механизм |
|
Инсулин |
β-клетки ПЖ |
↓ |
Гипергликемия |
Быстрый (мин) |
↑ захвата, ↓ глюконеогенеза, ↑ запасания |
|
Глюкагон |
α-клетки ПЖ |
↑ |
Гипогликемия, белки |
Быстрый (мин) |
↑ гликогенолиза, ↑ глюконеогенеза (печень) |
|
Адреналин |
Мозг. слой надпочечников |
↑↑ |
Стресс, гипогликемия |
Очень быстрый (сек) |
↑ гликогенолиза, ↓ инсулина, ↑ глюкагона |
|
Кортизол |
Кора надпочечников |
↑ |
Стресс, утро |
Медленный (часы) |
↑ глюконеогенеза, ↓ захвата глюкозы |
|
Гормон роста |
Гипофиз |
↑ |
Голодание, сон |
Медленный (часы) |
↑ липолиза, ↓ захвата глюкозы |
Подробнее о гормональной регуляции метаболизма можно найти в нашем курсе по биохимии
Читайте также про гликозилирование белков
