Топик к лекции ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

Топик к лекции
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА
Гормоны – химические посредники, секретируемые в кровь определёнными
органными тканями и выполняющие роль регуляторов активности других тканей.
Центральным путём метаболизма в организме является углеводный обмен, поэтому
его регуляция играет очень важную роль в поддержании гомеостаза. В норме
концентрация глюкозы в крови соответствует 3,3 - 5,5 ммоль/л. Процесс
накопления глюкозы в виде гликогена и его распада должны быть согласованы с
потребностями организма в глюкозе как в источнике энергии. Изменения
направления этих процессов обеспечивают регуляторные механизмы, в которых
участвуют гормоны, такие как инсулин, глюкагон и адреналин. При их участии
активность гликогенсинтетазы и гликогенфосфорилазы изменяется.
Андреналин – один из трёх основных катехоламинов, синтезирующихся из
тиронина в мозговом слое надпочечников, помогает организму подготовиться к
борьбе или бегству путём повышения уровня глюкозы в крови. Андреналин
связывается со своим рецептором на наружной поверхности клеток печени и мышц
и тем самым активирует аденилатциклазу, расположенную на внутренной
мембране клеток и превращающую АТФ в циклический аденозин монофосфат.
Далее цАМФ связывается с регуляторной субъединицей протеинкиназы, что
вызывает высвобождение каталитической субъединицы и тем самым её активацию.
Протеинкиназа фосфолирует неактивную киназу фосфорилазы, которая на
следующем этапе стимулирует гликогенфосфорилазу. В итоге происходит
расщепление глюкозы в виде глюкозы – 1 фосфат. Адреналин также тормозит
синтез гликоген путём инактивирования гликогенсинтазы, что способствует
максимальному поступлению глюкозы в кровь.
Глюкагон, секретируемый α клетками поджелудочной железы, увеличивает
уровень глюкозы в крови. Механизмы действия глюкагона и адреналина похожи.
Но в отличии от адреналина, глюкагон ингибирует распад глюкозы до лактата и
глюкогон обладает намного более продолжительным действием.
Инсулин вырабатывается β клетками островков Лангерганса поджелудочной
железы и снижает уровень глюкозы путём уменьшения цАМФ и активации
фосфопротеинфосфотазы, которая в свою очередь активирует гликогенсинтазу и
инактивирует гликогенфосфорилазу.
Существует ещё другие гормоны, которые участвуют в регуляции углеводного
обмена. Соматостатин синтезируется D клетками поджелудочной железы. Он
тормозит секрецию глюкагона. Соматропин – гормон роста – способен тормозить
секрецию инсулина.
На белковый обмен гормоны влияют двумя способами: прямо и непрямо.
Эндокринная система может непрямо регулировать белковый обмен через
углеводный, липидный обмен.
Прямое влияние гормонов на белковый обмен осуществляется через регуляции
транскриции и трансляции. Многие гормоны стероидного типа вызывают
экспрессию генов, кодирующих протеины. Некоторые гормоны, такие как инсулин,
гормон роста, усиливают поглощение клетками аминокислот, особенно лейцина и
валина. Эти же гормоны подавляют гидролиз белков, угнетая активность
ферментов деградации протеинов. Они также повышают активность РНКполимеразы и сборку рибосомальной РНК.
Гормоны также участвуют в регуляции жирового обмена. Жировая ткань состоит
из адипоцитов. Мембрана этих клеток содержит рецепторы, взаимодействующие с
гормонами, обладающими липотическими свойствами. Это катехоламины, АКТГ,
СТГ. В качестве примера можно привести андреналин. Скорость высвобождения
жирных кислот из адипоцитов резко возрастает под действием адреналина,
который взаимодействует с рецептором и способствует превращению неактивной
липазы в активную.
Надо отмечить, что основным гормоном, регулирующим липогенез, является
инсулин. На генетическом уровне инсулин стимулирует биосинтез ферментов,
катализирующих обмен ацетил КоА и триацилглицеринов.
Некотрые гормоны ЖКТ - грелин, лептин, холецистокин - также участвуют в
регуляции жирового обмена через энергический обмен.
На минеральный обмен влияют гормоны, такие как паратирин, кальцитонин,
минералокортикоиды, вазопрессин.
Паратиреоиды вызывают выход минеральных веществ из кости и стимулируют
реабсорбцию кальция в почках и кишечнике.
Кальцитонин напротив стимулирует поступление кальция и фосфата в костную
ткань, в результате чего концентрация этих веществ в крови снижается.
Минералокортикоиды, выделяемые надпочечниками, задерживают натрий в крови.
А вазопрессин, секретируемый гипоталамусом, увеличивает реабсорбцию воды
почками.
Таким образом, гормоны регулируют все виды обмена веществ, поддерживая
гомеостаз, который является необходимым условием жизнедеятельности
организма.