Hormoni gušterače

Hormoni gušterače

Gušterača, njezini hormoni i simptomi bolesti

Gušterača je drugi po veličini željezo probavnog sustava, težina mu je 60-100 g, duljina je 15-22 cm.

Endokrinu aktivnost gušterače provode Langerhansovi otočići, koji se sastoje od različitih tipova stanica. Približno 60% otočnog aparata gušterače je β-stanice. Oni proizvode hormon inzulin koji utječe na sve vrste metabolizma, ali prvenstveno smanjuje razinu glukoze u krvnoj plazmi.

Tablica. Hormoni gušterače

Inzulin (polipeptid) je prvi protein dobiven sintetički izvan tijela 1921. godine od strane Beilisa i Bantia.

Inzulin dramatično povećava propusnost membrane mišićnih i masnih stanica za glukozu. Kao rezultat, brzina prijelaza glukoze u te stanice se povećava za oko 20 puta u usporedbi s prijelazom glukoze u stanice u odsutnosti inzulina. U mišićnim stanicama inzulin potiče sintezu glikogena iz glukoze, au masnim stanicama - mast. Pod utjecajem inzulina, povećava se i propusnost stanične membrane za aminokiseline, od kojih se proteini sintetiziraju u stanicama.

Sl. Glavni hormoni utječu na razinu glukoze u krvi

Drugi hormon pankreasa, glukagon, luče a-stanice otočića (otprilike 20%). Glukagon je polipeptid u kemijskoj prirodi i antagonist inzulina u fiziološkom učinku. Glukagon povećava razgradnju glikogena u jetri i povećava razinu glukoze u krvnoj plazmi. Glukagon pomaže u mobiliziranju masti iz depoa masti. Brojni hormoni djeluju kao glukagon: hormon rasta, glukokortukada, adrenalin, tiroksin.

Tablica. Glavni učinci inzulina i glukagona

Vrsta razmjene

insulin

glukagon

Povećava propusnost stanične membrane za glukozu i njeno korištenje (glikoliza)

Stimulira sintezu glikogena

Snižava razinu glukoze u krvi

Stimulira glikogenolizu i glukoneogenezu

Pruža kontraindularno djelovanje

Povećava razinu glukoze u krvi

Količina ketonskih tijela u krvi se smanjuje

Povećava se količina ketonskih tijela u krvi

Treći hormon pankreasa, somatostatin, izlučuje 5 stanica (približno 1-2%). Somatostatin inhibira otpuštanje glukagona i apsorpciju glukoze u crijevu.

Hiper- i hipofunkcija gušterače

Kada se pojavi hipofunkcija gušterače, dijabetes melitus. Karakterizira ga niz simptoma, čija je pojava povezana s povećanjem šećera u krvi - hiperglikemijom. Povećana razina glukoze u krvi, a time i glomerularni filtrat dovodi do činjenice da epitel bubrežnih tubula ne apsorbira glukozu u potpunosti, pa se izlučuje u mokraći (glukozurija). Postoji gubitak šećera u mokraći - mokrenje šećera.

Povećava se količina urina (poliurija) s 3 na 12, au rijetkim slučajevima i do 25 litara. To je zbog činjenice da neapsorbirana glukoza povećava osmotski tlak urina, koji u njemu zadržava vodu. Voda se ne apsorbira u dovoljnoj mjeri od strane tubula, a količina urina koju izlučuju bubrezi se povećava. Dehidracija tijela uzrokuje žeđ u bolesnika s dijabetesom, što dovodi do obilnog unosa vode (oko 10 litara). U vezi s uklanjanjem glukoze u mokraći dramatično se povećava potrošnja proteina i masti kao tvari koje osiguravaju energetski metabolizam tijela.

Slabljenje oksidacije glukoze dovodi do poremećaja metabolizma masti. Nastaju produkti nepotpune oksidacije masnoća - ketonskih tijela, što dovodi do pomicanja krvi u kiselinsku stranu - acidozu. Akumulacija ketonskih tijela i acidoza mogu uzrokovati ozbiljno, ugrožavajuće stanje - dijabetičku komu koja nastavlja s gubitkom svijesti, narušenim disanjem i cirkulacijom krvi.

Pankreasna hiperfunkcija je vrlo rijetka bolest. Prekomjerni inzulin u krvi uzrokuje oštar pad šećera u njemu - hipoglikemiju, što može dovesti do gubitka svijesti - hipoglikemijske kome. To je zato što je središnji živčani sustav vrlo osjetljiv na nedostatak glukoze. Uvođenje glukoze uklanja sve te pojave.

Regulacija funkcije pankreasa. Proizvodnja inzulina regulirana je mehanizmom negativne povratne veze ovisno o koncentraciji glukoze u krvnoj plazmi. Povišena razina glukoze u krvi doprinosi povećanoj proizvodnji inzulina; u uvjetima hipoglikemije, inzulinska tvorba, naprotiv, je inhibirana. Proizvodnja inzulina može se povećati s stimulacijom vagusnog živca.

Endokrina funkcija gušterače

Gušterača (težina odrasle osobe 70-80 g) ima mješovitu funkciju. Acinarno tkivo žlijezde proizvodi probavni sok, koji se izlučuje u lumen duodenuma. Endokrinu funkciju u gušterači obavljaju nakupine (od 0,5 do 2 milijuna) stanica epitelnog podrijetla, poznate kao Langerhansovi otočići (Pirogov - Langerhans) i čine 1-2% njezine mase.

Parakrina regulacija stanica Langerhansovih otočića

Otočići imaju nekoliko vrsta endokrinih stanica:

  • a-stanice (oko 20%) koje formiraju glukagon;
  • β-stanice (65-80%), sintetizirajući inzulin;
  • 5-stanica (2-8%) koje sintetiziraju somatostatin;
  • PP stanice (manje od 1%) koje proizvode polipeptid pankreasa.

Mlađa djeca imaju G-stanice koje proizvode gastrin. Glavni hormoni gušterače koji reguliraju metaboličke procese su inzulin i glukagon.

Inzulin je polipeptid koji se sastoji od 2 lanca (A-lanac se sastoji od 21 aminokiselinskih ostataka, a B-lanac se sastoji od 30 aminokiselinskih ostataka) povezanih disulfidnim mostovima. Inzulin se transportira krvlju uglavnom u slobodnom stanju, a njegov sadržaj je 16-160 µU / ml (0,25-2,5 ng / ml). Tijekom dana (3-stanice odrasle zdrave osobe proizvode 35-50 U inzulina (približno 0,6-1,2 U / kg tjelesne težine).

Tablica. Mehanizmi prijenosa glukoze u stanicu

Vrsta tkanine

mehanizam

GLUT-4 proteinski nosač je potreban za transport glukoze u staničnoj membrani.

Pod utjecajem inzulina, ovaj protein se kreće od citoplazme do plazmatske membrane i glukoza ulazi u stanicu olakšanom difuzijom.

Stimulacija inzulina dovodi do povećanja unošenja glukoze u stanicu 20 do 40 puta najveće mjere od inzulina ovisi o prijenosu glukoze u mišićnom i masnom tkivu

Stanična membrana sadrži različite proteine ​​transportera glukoze (GLUT-1, 2, 3, 5, 7), koji su umetnuti u membranu neovisno o inzulinu.

Uz pomoć ovih proteina, olakšavajući difuziju, glukoza se transportira u stanicu duž koncentracijskog gradijenta.

Tkiva neovisna o inzulinu uključuju: mozak, gastrointestinalni epitel, endotel, eritrocite, leće, p-stanice Langerhansovih otočića, medulu bubrega, sjemene mjehuriće

Izlučivanje inzulina

Izlučivanje inzulina podijeljeno je na bazalnu, s izraženim dnevnim ritmom i stimulirano hranom.

Bazalna sekrecija osigurava optimalnu razinu glukoze u krvi i anaboličke procese u tijelu tijekom spavanja iu intervalima između obroka. To je oko 1 U / h i čini 30-50% dnevnog izlučivanja inzulina. Bazalno izlučivanje značajno se smanjuje tijekom dugotrajnog fizičkog napora ili posta.

Hrana stimulirana sekrecija je povećanje bazalnog izlučivanja inzulina uzrokovano unosom hrane. Njegov volumen je 50-70% dnevnog. Ovo izlučivanje održava razinu glukoze u krvi u uvjetima unakrsne suplementacije iz crijeva, omogućuje učinkovito uzimanje i korištenje stanica. Izražaj sekrecije ovisi o vremenu dana, ima dvofazni karakter. Količina izlučenog inzulina u krv odgovara otprilike količini ugljikohidrata koji se uzima i na svakih 10-12 g ugljikohidrata je 1-2,5 U inzulina (2-2,5 U ujutro, 1-1,5 U navečer, oko 1 U uveče ). Jedan od razloga ove ovisnosti izlučivanja inzulina u doba dana je visoka razina kontra-inzulinskih hormona (prvenstveno kortizola) u krvi ujutro i njegov pad u večernjim satima.

Sl. Mehanizam izlučivanja inzulina

Prva (akutna) faza stimuliranog izlučivanja inzulina ne traje dugo i povezana je s egzocitozom β-stanica hormona, koja je već nagomilana između obroka. To je uzrokovano stimulirajućim učinkom na β-stanice ne toliko glukoze, koliko hormona gastrointestinalnog trakta - gastrina, enteroglukagona, glitintina, glukagon-sličnog peptida 1, izlučenog u krv tijekom unosa hrane i probave. Druga faza izlučivanja inzulina posljedica je stimuliranja lučenja inzulina na p-stanicama samim glukozom, čija se razina u krvi povećava kao rezultat njegove apsorpcije. Ovo djelovanje i povećano izlučivanje inzulina nastavljaju se dok razina glukoze ne dostigne normalnu vrijednost za osobu, tj. 3.33-5.55 mmol / l u venskoj krvi i 4.44-6.67 mmol / l u kapilarnoj krvi.

Inzulin djeluje na ciljne stanice stimuliranjem 1-TMS-membranskih receptora s aktivnošću tirozin kinaze. Glavne ciljne stanice inzulina su hepatociti jetre, miociti skeletnih mišića, adipociti masnog tkiva. Jedan od njegovih najvažnijih učinaka je smanjenje glukoze u krvi, inzulin se ostvaruje povećanom apsorpcijom glukoze iz krvi ciljnih stanica. To se postiže aktiviranjem transmebaničnih transportera glukoze (GLUT4), ugrađenih u plazmatsku membranu ciljnih stanica, i povećanjem brzine prijenosa glukoze iz krvi u stanice.

Inzulin se metabolizira do 80% u jetri, ostatak u bubrezima iu malim količinama u mišićnim i masnim stanicama. Poluvrijeme iz krvi je oko 4 minute.

Glavni učinci inzulina

Inzulin je anabolički hormon i ima brojne učinke na ciljne stanice različitih tkiva. Već je spomenuto da je jedan od njegovih glavnih učinaka smanjenje razine glukoze u krvi povećanjem njegovog unosa u ciljne stanice, ubrzavanjem procesa glikolize i oksidacijom ugljikohidrata. Smanjenje razine glukoze olakšana je stimulacijom sinteze inzulinskog glikogena u jetri i mišićima, suzbijanju glukoneogeneze i glikogenolize u jetri. Inzulin potiče unos aminokiselina u ciljne stanice, smanjuje katabolizam i stimulira sintezu proteina u stanicama. Također stimulira pretvaranje glukoze u masti, akumulaciju triacilglicerola u masnom tkivu u adipocitima i potiskuje lipolizu u njima. Dakle, inzulin ima opći anabolički učinak, pojačavajući sintezu ugljikohidrata, masti, proteina i nukleinskih kiselina u ciljnim stanicama.

Inzulin ima na stanicama i niz drugih učinaka koji su, ovisno o brzini manifestacije, podijeljeni u tri skupine. Brzi učinci ostvareni su nekoliko sekundi nakon vezanja hormona na receptor, na primjer, uzimanje glukoze, aminokiselina, kalija od strane stanica. Spori efekti se razvijaju u minutama od početka djelovanja hormona - inhibicija aktivnosti enzima katabolizma proteina, aktivacija sinteze proteina. Odgođeni učinci inzulina počinju za nekoliko sati nakon vezivanja za receptore - transkripciju DNA, translaciju mRNA i ubrzanje staničnog rasta i reprodukcije.

Sl. Mehanizam djelovanja inzulina

Glavni regulator bazalnog izlučivanja inzulina je glukoza. Povećanje njegovog sadržaja u krvi na razinu iznad 4,5 mmol / l popraćeno je povećanjem izlučivanja inzulina pomoću sljedećeg mehanizma.

Glukoza → olakšana difuzija koja uključuje prijenosnik proteina GLUT2 u β-stanici → glikoliza i akumulacija ATP-a → zatvaranje ATP-osjetljivih kalijevih kanala → kašnjenje u oslobađanju, nakupljanje K + iona u stanici i depolarizacija njegove membrane → otvaranje kalcijevih kanala ovisnih o naponu i ulaz Ca 2 iona + u stanicu → nakupljanje iona Ca2 + u citoplazmi → povećana egzocitoza inzulina. Izlučivanje inzulina se stimulira na isti način kao što su povećane razine galaktoze, manoze, β-keto kiseline, arginina, leucina, alanina i lizina u krvi.

Sl. Reguliranje izlučivanja inzulina

Hiperkalemija, derivati ​​sulfoniluree (lijekovi za liječenje dijabetesa melitusa tipa 2), blokirajući kalijeve kanale plazma membrane β-stanica, povećavaju njihovu sekretornu aktivnost. Povećajte izlučivanje inzulina: gastrin, sekretin, enteroglukagon, glicinin, glukagon-sličan peptid 1, kortizol, hormon rasta, ACTH. Povećanje izlučivanja inzulina acetilkolinom je uočeno kada se aktivira parasimpatička podjela ANS-a.

Inhibicija sekrecije inzulina opažena je s hipoglikemijom, pod djelovanjem somatostatina, glukagona. Katekolamini imaju inhibitorni učinak koji se oslobađa s povećanjem aktivnosti SNA.

Glukagon je peptid (29 aminokiselinskih ostataka) formiran a-stanicama otočnog aparata gušterače. Prenosi se krvlju u slobodnom stanju, gdje je sadržaj 40-150 pg / ml. Djeluje na ciljne stanice, stimulirajući 7-TMS receptore i povećavajući razinu cAMP-a u njima. Poluživot hormona je 5-10 minuta.

Kontekstualno djelovanje glukogona:

  • Stimulira β-stanice Langerhansovih otočića, povećavajući izlučivanje inzulina
  • Aktivira inzulinazu jetre
  • Ima antagonistički učinak na metabolizam.

Dijagram funkcionalnog sustava koji podržava optimalnu razinu glukoze u krvi za metabolizam

Glavni učinci glukagona u tijelu

Glukagon je katabolički hormon i antagonist inzulina. Za razliku od inzulina, povećava razinu glukoze u krvi povećavajući glikogenolizu, potiskujući glikolizu i stimulirajući glukoneogenezu u hepatocitima jetre. Glukagon aktivira lipolizu, uzrokuje pojačanu opskrbu masnih kiselina iz citoplazme mitohondrijama za njihovu β-oksidaciju i stvaranje ketonskih tijela. Glukagon stimulira katabolizam proteina u tkivima i povećava sintezu uree.

Izlučivanje glukagona povećava se s hipoglikemijom, smanjenjem razine aminokiselina, gastrina, kolecistokinina, kortizola, hormona rasta. Povećana sekrecija je opažena s povećanjem aktivnosti CNS-a i stimulacijom β-AR s kateholaminima. To se događa tijekom fizičkog napora, posta.

Izlučivanje glukagona inhibirano je hiperglikemijom, viškom masnih kiselina i ketonskih tijela u krvi, kao i djelovanjem inzulina, somatostatina i sekretina.

Povreda endokrine funkcije gušterače može se manifestirati kao nedovoljna ili prekomjerna sekrecija hormona i dovesti do dramatičnih poremećaja homeostaze glukoze - razvoja hiper- ili hipoglikemije.

Hiperglikemija je povećanje glukoze u krvi. Može biti akutna i kronična.

Akutna hiperglikemija je često fiziološka, ​​jer je obično uzrokovana protokom glukoze u krv nakon jela. Njegovo trajanje obično ne prelazi 1-2 sata zbog činjenice da hiperglikemija potiskuje oslobađanje glukagona i stimulira izlučivanje inzulina. S povećanjem glukoze u krvi iznad 10 mmol / l, počinje se izlučivati ​​urinom. Glukoza je osmotski aktivna tvar, a višak prati povećanje osmotskog tlaka krvi, što može dovesti do dehidracije stanica, razvoja osmotske diureze i gubitka elektrolita.

Kronična hiperglikemija, u kojoj se povišena razina glukoze u krvi održava satima, danima, tjednima ili više, može uzrokovati oštećenje mnogih tkiva (posebno krvnih žila) i stoga se smatra pred-patološkim i / ili patološkim stanjem. Karakteristično je obilježje skupine metaboličkih bolesti i poremećaja funkcije endokrinih žlijezda.

Jedan od najčešćih i najtežih je dijabetes melitus (DM) koji pogađa 5-6% populacije. U ekonomski razvijenim zemljama broj pacijenata s dijabetesom udvostručuje se svakih 10-15 godina. Ako se dijabetes razvija zbog narušavanja sekrecije inzulina pomoću β-stanica, onda se to naziva dijabetes melitus tipa 1 - dijabetes melitus-1. Bolest se može razviti i smanjenjem učinkovitosti djelovanja inzulina na ciljne stanice kod starijih osoba, a to se zove šećerna bolest tipa 2 šećerne bolesti tipa 2. Time se smanjuje osjetljivost ciljnih stanica na djelovanje inzulina, što se može kombinirati s povredom sekretorne funkcije p-stanica (gubitak prve faze izlučivanja hrane).

Čest simptom DM-1 i DM-2 je hiperglikemija (povećanje razine glukoze u venskoj krvi na prazan želudac iznad 5,55 mmol / l). Kada se razina glukoze u krvi poveća na 10 mmol / l i više, pojavljuje se glukoza u urinu. Povećava osmotski tlak i volumen konačnog urina, a to je popraćeno poliurijom (povećanje učestalosti i volumena urina koji se oslobađa na 4-6 l / dan). Pacijent razvija žeđ i povećani unos tekućine (polidipsija) zbog povećanog osmotskog tlaka krvi i urina. Hiperglikemija (osobito s DM-1) često je popraćena akumulacijom proizvoda nepotpune oksidacije masnih kiselina - hidroksibutirnih i acetoacetičnih kiselina (ketonskih tijela), što se očituje pojavom karakterističnog mirisa izdisaja i (ili) urina, razvoja acidoze. U teškim slučajevima može uzrokovati disfunkciju središnjeg živčanog sustava - razvoj dijabetičke kome, praćen gubitkom svijesti i smrću tijela.

Prekomjerni sadržaj inzulina (na primjer, kada se zamjenjuje terapija inzulinom ili stimulira njegova sekrecija lijekovima za sulfonilureu) dovodi do hipoglikemije. Njegova opasnost leži u činjenici da glukoza služi kao glavni energetski supstrat za moždane stanice i kada je njegova koncentracija smanjena ili odsutna, moždana aktivnost je poremećena zbog disfunkcije, oštećenja i (ili) smrti neurona. Ako niska razina glukoze traje dovoljno dugo, može doći do smrti. Zbog toga se hipoglikemija sa smanjenjem glukoze u krvi manja od 2,2-2,8 mmol / l smatra stanjem u kojem bi liječnik bilo koje specijalnosti trebao pružiti pacijentu prvu pomoć.

Hipoglikemija se može podijeliti u reaktivne, nastale nakon jela i na prazan želudac. Uzrok reaktivne hipoglikemije je povećano izlučivanje inzulina nakon obroka u slučaju nasljedne narušene tolerancije na šećere (fruktozu ili galaktozu) ili promjenu osjetljivosti na aminokiselinu leucin, kao i na bolesnike s inzulinom (tumor na β-stanice). Uzroci hipoglikemije u postu mogu biti neuspjeh glikogenolize i (ili) glukoneogeneze u jetri i bubrezima (na primjer, ako postoji manjak kontraindularnih hormona: glukagona, kateholamina, kortizola), prekomjerne uporabe tkiva u glukozi, predoziranja inzulinom itd.

Hipoglikemija se očituje u dvije skupine znakova. Stanje hipoglikemije je stresno za organizam, kao odgovor na razvoj čije se djelovanje povećava aktivnost simpatoadrenalnog sustava, povećava se razina kateholamina u krvi, uzrokujući tahikardiju, midriazu, tremor, hladan znoj, mučninu i osjećaj jake gladi. Fiziološki značaj aktivacije hipoglikemije simpatoadrenalnog sustava je aktiviranje neuroendokrinih mehanizama kateholamina za brzu mobilizaciju glukoze u krv i normalizaciju razine. Druga skupina znakova hipoglikemije povezana je s disfunkcijom središnjeg živčanog sustava. One se manifestiraju kod ljudi smanjenjem pozornosti, razvojem glavobolje, osjećajem straha, dezorijentacijom, oštećenjem svijesti, napadajima, prolaznom paralizom, komom. Njihov razvoj je posljedica oštrog nedostatka energetskih supstrata u neuronima koji ne mogu primiti dovoljno ATP-a uz nedostatak glukoze. Neuroni nemaju mehanizme za taloženje glukoze u obliku glikogena, kao što su hepatociti ili miociti.

Liječnik (uključujući i stomatologa) mora biti spreman za takve situacije i biti sposoban pružiti prvu pomoć dijabetičarima u slučaju hipoglikemije. Prije nastavka zubarskog liječenja potrebno je otkriti koje bolesti boluje. Ako ima dijabetes, bolesnika treba pitati o njegovoj prehrani, korištenim dozama inzulina i normalnoj tjelesnoj aktivnosti. Treba imati na umu da je stres koji se javlja tijekom liječenja dodatni rizik od hipoglikemije u bolesnika. Dakle, stomatolog bi trebao imati šećer spreman u bilo kojem obliku - vrećice šećera, slatkiša, slatkog soka ili čaja. Kada pacijent ima znakove hipoglikemije, odmah prekinite postupak liječenja i, ako je pacijent svjestan, dajte mu šećer u bilo kojem obliku kroz usta. Ako se stanje bolesnika pogorša, treba odmah poduzeti mjere za pružanje učinkovite medicinske skrbi.

Endokrina funkcija fiziologije gušterače

Biocapacity. Endokrina funkcija gušterače

1. Teorija biopotencijala. Metode registracije biopotencijala

2. Endokrina funkcija gušterače. Inzulin i njegova uloga u metabolizmu ugljikohidrata, proteina i masti. dijabetes mellitus

Biopotencijal (bioelektrični potencijal, zastario. Bio-struja) je generalizirana karakteristika interakcije naboja koji se nalaze u živom tkivu koji se proučava, na primjer, u različitim područjima mozga, u stanicama i drugim strukturama.

Ne mjeri se apsolutni potencijal, nego razlika potencijala između dvije točke tkiva, koja odražava njegovu bioelektričnu aktivnost, prirodu metaboličkih procesa. Biopotencijal se koristi za dobivanje informacija o stanju i funkcioniranju različitih organa.

Inzulin je najprije izoliran iz gušterače u Kanadi 1921. od strane F. Bantinga i C. Besta, te suradnika J. McLeoda. Priznanje za njihov rad bila je Nobelova nagrada za fiziologiju i medicinu koja je dodijeljena Bantingu i MacLeodu 1923. godine.

Inzulin, proteinski hormon koji proizvodi gušterača i regulira razinu šećera u krvi (glukoze); Pripravci inzulina koriste se za liječenje dijabetesa. Hormon se sintetizira u beta-stanicama koje su uključene u pojedine skupine stanica gušterače koje izlučuju hormone, a nazivaju se Langerhansovi otočići. Riječ "inzulin" (od lat. Insula - otok) odnosi se na "isletersko" porijeklo hormona.

Šećerna bolest je bolest uzrokovana apsolutnom ili relativnom nedostatnošću inzulina i karakterizirana je velikim poremećajem metabolizma ugljikohidrata s hiperglikemijom i glukozurijom, kao i drugim metaboličkim poremećajima.

1. Teorija biopotencijala. Metode registracije biopotencijala

Bioelektrični fenomeni u tkivima je potencijalna razlika koja se javlja u tkivima tijekom normalne vitalne aktivnosti. Ove pojave mogu se zabilježiti metodom transmembranske registracije. U tom slučaju, jedna elektroda se nalazi na vanjskoj površini ćelije, a druga - s unutarnje strane.

S ovom metodom se bilježe:

- potencijal mirovanja ili membranski potencijal;

Opće prihvaćena teorija pojave biopotencijala je teorija membranskih iona. Prema tome, uzrok potencijalne razlike je nejednaka raspodjela iona na obje strane stanične membrane (u sustavu citoplazme - okolina). Autori te teorije: V.Yu. Chagovets - 1896, Bernstein 1902-1903, Hodzhkin, Huxley, Katz.

Postoji teorija membrana-ion biopotencijala. Obilježja strukture i svojstava membrane objašnjavaju neravnomjernu raspodjelu iona. Stanična membrana je vanjska površina uzbudljive ćelije, koja je nositelj dvostrukog električnog naboja. Strukturu stanične membrane opisali su 1935. Danielle i Dawson. Debljina membrane je 7-10 nm. Stanična se membrana sastoji od 3 sloja: dvostrukog sloja fosfolipida i sloja proteina (unutra).

Fosfolipidni sloj je isprekidan, proteini stanične membrane su pokretljivi i slobodno plutaju u lipidnom gelu. Ove molekule proteina uronjene su u membranu na različite načine. Ali oni uvijek održavaju kontakt s okolinom uz pomoć polarne skupine. Na unutarnjoj površini membrane ima više proteina nego s vanjske strane.

Funkcije proteina stanične membrane:

- receptor: proteini vanjske površine stanice imaju aktivni centar koji ima afinitet za različite tvari (hormoni, biološki aktivne tvari, itd.);

- enzim se aktivira pod utjecajem različitih faktora;

- transport - proteini potpuno uronjeni u kanale lipidnog gela kroz koje prolaze različite tvari.

Pronađeni su kanali za sav potencijal formiranja iona: K +, Na +, Ca2 +, Cl-. Kanali se mogu otvoriti ili zatvoriti zbog vrata.

Postoje 2 vrste vrata:

- aktiviranje (u dubini kanala);

- inaktivacija (na površini kanala).

Vrata mogu biti u jednom od 3 stanja:

- otvoreno stanje (obje vrste vrata su otvorene);

- zatvoreno stanje (aktivacijska vrata su zatvorena);

- stanje inaktivacije (zatvorena inaktivacijska vrata).

Postoje dva tipa staničnih kanala ovisno o razlogu njihovog otkrivanja:

- ovisno o naponu - otvoreno kada se mijenja razlika potencijala;

- potencijalno neovisna (regulirana hormonima, regulirana receptorom) - otvara se interakcijom receptora s tvarima.

Metode registracije biopotencijala

Elektroencefalografija (EEG) je metoda za bilježenje električne aktivnosti (biopotencijali) mozga. Potencijalna razlika koja se javlja u moždanom tkivu vrlo je mala (ne više od 100 µV) i stoga se može zabilježiti i mjeriti samo uz pomoć posebne elektroničke opreme za pojačavanje - elektroencefalografa.

Elektroencefalografske studije provedene na suvremenim višekanalnim elektroencefalografima omogućuju istodobno bilježenje bioloških struja dobivenih iz mnogih dijelova mozga. Identificirani poremećaji električne aktivnosti mozga različiti su u ovim ili drugim patološkim stanjima i često pomažu u dijagnosticiranju epilepsije, tumora, vaskularnih, infektivnih i drugih patoloških procesa u mozgu. Primjena elektroencefalografije pomaže u određivanju lokalizacije patološkog fokusa, a često i prirode bolesti.

U "spontanom" EEG-u zdrave odrasle osobe u stanju budnosti postoje dvije vrste ritmičkih potencijalnih fluktuacija - alfa i beta aktivnost. Osim toga, tu su i theta i delta aktivnost, oštri valovi i vrhovi, paroksizmalna pražnjenja oštrih i sporih valova.

Znakovi patologije na EEG ostatak su sljedeće promjene:

- desinkronizacija aktivnosti u svim područjima mozga, nestanak ili značajno smanjenje alfa ritma i prevlast beta aktivnosti visoke frekvencije i niske amplitude;

- hipersinkronizacija aktivnosti koja se očituje u dominaciji regularnih alfa, beta, theta ritmova pretjerano visoke amplitude;

- kršenje pravilnosti oscilacija biopotencijala, koje se manifestiraju prisutnošću alfa, beta i theta ritmova, nejednakim u trajanju i amplitudi, ne stvarajući pravilan ritam;

- pojavu posebnih oblika oscilacija visokih amplitudnih potencijala - theta i delta valova, vrhova i oštrih valova, paroksizmalnih pražnjenja, obično u sredini ili između gornje i srednje trećine katakrotične faze REG.

Reovazografija je metoda za proučavanje vaskularnog sustava pomoću visokofrekventne izmjenične struje za određivanje otpora dijelova tijela. U vrijeme protoka krvi, otpor se povećava i zabilježi se krivulja koja se podudara sa sfigmogramom (snimanje pulsa), ali se razlikuje od posljednjeg u obliku. U neurološkoj praksi često se stvara reovasografija ekstremiteta (radiculitis, neuritis, neuralgija, polineuritis, itd.).

Ehoencefalografija je važna metoda za dijagnosticiranje volumetrijskih procesa mozga (tumori, ciste, epi- i subduralne hematome, apscesi) i temelji se na principu ultrazvučne lokacije - kratki ultrazvučni impulsi usmjereni prema mozgu reflektiraju se iz njegovih unutarnjih struktura i bilježe se.

Echoencephalogram (EchoEG) dobiva se pomoću ehoencefalografa, opremljenog posebnim piezoelektričnim senzorom koji radi u dvostrukom načinu rada - emiter i prijemnik ultrazvučnih impulsa zabilježen nakon povratka na zaslon osciloskopa.

Ultrazvučni valovi, kako se šire, mogu se reflektirati, apsorbirati i prolaziti kroz različite medije.

U dijagnostici se koriste sljedeća svojstva ultrazvučnih vibracija:

- ultrazvučne vibracije se šire različitim brzinama ovisno o fizičkim svojstvima medija;

- ultrazvuk, koji prolazi kroz predmet koji se istražuje, djelomično se reflektira na sučelju medija;

- Signal se može registrirati ako reflektirajuća površina formira kut blizu ravne crte s pravcima ultrazvučnog snopa.

Signal (M-echo) koji se reflektira iz mediološki lociranih struktura (III ventrikul, epifiza, transparentna particija, veliki srp) ima praktično značenje u dijagnostici volumetrijskih masa kranijalne šupljine (tumor, apsces, hematom, cista). Normalno, M-eho se nalazi u središnjoj liniji, njegovo odstupanje od više od 2 ml ukazuje na patologiju.

Elektromiografija je metoda snimanja oscilacija mišićnih biopotencijala za procjenu stanja mišića i neuro-motornog aparata u mirovanju, uz aktivno opuštanje, kao i refleksne i dobrovoljne pokrete. Uz pomoć elektromiografije moguće je odrediti je li promjena u električnoj aktivnosti povezana s oštećenjem motornog neurona ili sinaptičkih i suprasegmentalnih struktura.

Elektromiografski podaci široko se koriste za pojašnjenje tematske dijagnoze i objektivizaciju patoloških ili restorativnih procesa. Posebno je vrijedna visoka osjetljivost ove metode, koja omogućuje otkrivanje subkliničkih lezija živčanog sustava.

U razdoblju funkcionalne aktivnosti živaca i mišića, izrazito slabi (od milijunti do tisućinki volta), nastaju brzi (tisućinki sekunde) i česte fluktuacije električnog potencijala.

Elektromiografija se široko koristi ne samo u neurološkoj praksi, nego iu proučavanju oštećenja drugih sustava kada se javljaju sekundarni poremećaji motoričke funkcije (kardiovaskularne, metaboličke, endokrine bolesti).

2. Endokrina funkcija gušterače. Inzulin i njegova uloga u metabolizmu ugljikohidrata, proteina i masti. dijabetes mellitus

Endokrina funkcija gušterače

Ljudski gušterač (lat. Páncreas) - organ probavnog sustava; velika žlijezda s egzokrinim i funkcijama unutarnje sekrecije.

Izlučujuća funkcija organa ostvaruje se izlučivanjem soka pankreasa koji sadrži probavne enzime. Tijekom proizvodnje hormona, gušterača ima važnu ulogu u regulaciji metabolizma ugljikohidrata, masti i proteina.

Gušterača je glavni izvor enzima za probavu masti, proteina i ugljikohidrata - uglavnom tripsina i kimotripsina, pankreasne lipaze i amilaze. Glavno lučenje duktalnih stanica gušterače sadrži bikarbonatne ione koji sudjeluju u neutraliziranju kiselog želučanog chyma. Tajna gušterače se nakuplja u interlobularnim kanalima, koji se spajaju s glavnim izlučnim kanalom, koji se otvara u duodenum.

Brojne skupine stanica koje nemaju izlučujuće kanale ispresijecane su između lobula. Langerhansovi otočići. Stanice otočića djeluju kao endokrine žlijezde (endokrine žlijezde), oslobađajući glukagon i inzulin, hormone koji reguliraju metabolizam ugljikohidrata, izravno u krvotok. Ovi hormoni imaju suprotan učinak: glukagon se povećava, a inzulin snižava razinu glukoze u krvi.

Proteolitički enzimi izlučuju se u lumen acina u obliku zimogena (pro enzima, neaktivnih oblika enzima) - tripsinogena i kimotripsinogena. Kada se puste u crijevo, izloženi su enterokinazi koja je prisutna u parijetalnoj sluzi, koja aktivira tripsinogen, pretvarajući ga u tripsin. Slobodni tripsin dalje cijepa ostatak tripsinogena i kimotripsinogena do njihovih aktivnih oblika. Stvaranje enzima u neaktivnom obliku važan je čimbenik koji sprječava enzimatsko oštećenje gušterače, često opaženo kod pankreatitisa.

Hormonska regulacija egzokrine funkcije gušterače osiguravaju gastrin, holcistokinin i sekretin - hormoni koje proizvode stanice želuca i dvanaesnika u odgovoru na istezanje i lučenje soka pankreasa.

Oštećenje gušterače je ozbiljna opasnost. Punkcija gušterače zahtijeva posebnu njegu prilikom izvođenja.

Ljudska gušterača je izdužena lobularna formacija sivkasto-ružičaste boje i nalazi se u trbušnoj šupljini iza želuca, u neposrednoj blizini duodenuma. Orgulje se nalaze u gornjem dijelu na stražnjem zidu trbušne šupljine u retroperitonealnom prostoru, smještenom poprečno na razini tijela I-II lumbalnog kralješka.

Gušterača uključuje egzokrine i endokrine dijelove.

Endokrini dio gušterače formira se između akiničkih pankreasnih otočića ili Langerhansovih otočića.

Otoci se sastoje od stanica - insulocita, među kojima, na temelju prisutnosti granula različitih fizičkih, kemijskih i morfoloških svojstava, postoji 5 glavnih tipova:

- beta-stanice koje sintetiziraju inzulin;

- alfa stanice koje proizvode glukagon;

- delta stanice koje formiraju somatostatin;

- Dl stanice koje izlučuju VIP;

- PP stanice koje proizvode polipeptid pankreasa.

Osim toga, prisutnost neznatnog broja stanica koje sadrže gastrin, tiroliberin i somatoliberin u otočićima pokazana je imunocitokemijom i elektronskom mikroskopijom.

Otoci su kompaktni grozdovi probijeni gustom mrežom fenestriranih kapilara raspoređenih u grozdove ili uzice intrasekretornih stanica. Stanice su okružene slojevima kapilara otočića, u bliskom kontaktu s posudama; većina endokrinocita je u kontaktu sa krvnim žilama bilo kroz citoplazmatske procese ili neposredno uz njih.

Inzulin i njegova uloga u metabolizmu ugljikohidrata, proteina i masti

Insulin (od latinskog. Insula - otok) je peptidni hormon koji nastaje u beta stanicama Langerhansovih otočića gušterače.

Inzulin ima višestruki učinak na metabolizam u gotovo svim tkivima. Glavni učinak inzulina je smanjenje koncentracije glukoze u krvi.

Inzulin povećava propusnost plazme za glukozu, aktivira ključne glikolizne enzime, potiče stvaranje glikogena u jetri i mišićima od glukoze i poboljšava sintezu masti i proteina. Osim toga, inzulin inhibira djelovanje enzima i masti za cijepanje glikogena. To jest, osim anaboličkog učinka, inzulin ima i antikatabolički učinak.

Kršenje izlučivanja inzulina zbog uništenja beta stanica - apsolutni nedostatak inzulina - ključni je element u patogenezi dijabetesa tipa 1. Povreda učinka inzulina na tkivo - relativni nedostatak inzulina - ima važno mjesto u razvoju dijabetesa tipa 2.

Glavni poticaj za sintezu i oslobađanje inzulina je povećanje koncentracije glukoze u krvi.

Sinteza i oslobađanje inzulina je složen proces koji uključuje nekoliko koraka. U početku se stvara neaktivni prekursor hormona koji se, nakon niza kemijskih transformacija u procesu sazrijevanja, pretvara u aktivni oblik.

U svakom slučaju, inzulin utječe na sve vrste metabolizma u cijelom tijelu. Međutim, na prvom mjestu, djelovanje inzulina odnosi se na razmjenu ugljikohidrata. Glavni učinak inzulina na metabolizam ugljikohidrata povezan je s povećanim prijenosom glukoze kroz stanične membrane. Aktivacija receptora inzulina aktivira unutarstanični mehanizam, koji izravno utječe na protok glukoze u stanicu reguliranjem količine i funkcioniranja membranskih proteina koji prenose glukozu u stanicu.

Prijenos glukoze u dva tipa tkiva u najvećoj mjeri ovisi o inzulinu: mišićno tkivo (miociti) i masno tkivo (adipociti) - to je tzv. tkiva ovisna o inzulinu. Zajedno s gotovo 2/3 cjelokupne stanične mase ljudskog tijela, one obavljaju tako važne funkcije u tijelu kao kretanje, disanje, cirkulaciju krvi itd. I pohranjuju energiju oslobođenu iz hrane.

S medicinskog stajališta, dijabetes melitus je karakteriziran hiperglikemijskom glukozurijom, tj. Prisutnošću glukoze u urinu na pozadini njezine povišene razine u krvi. Bolest je dobila ime po grčkom dijabetesu, što znači "sifon" (što znači pretjerano mokrenje); Definicija "šećera" naglašava razliku ove bolesti od dijabetesa insipidus - rijetka bolest koja nije povezana s poremećajem metabolizma glukoze.

Nedijabetes melitus posljedica je djelomične ili potpune nesposobnosti hipofize da luči antidiuretični (reducirajući mokrenje) hormon, što dovodi do oslobađanja velike količine vrlo razrijeđenog urina.

Kod dijabetes melitusa, uz povišene razine šećera u krvi i pojavu u mokraći, uočeni su i drugi metabolički poremećaji. Upotreba masti i bjelančevina u tijelu također se pogoršava. Sve je to zbog nedostatka hormona inzulina ili nedovoljne osjetljivosti tkiva na njega. Inzulin se proizvodi u gušterači posebnim stanicama koje se nazivaju beta stanice. Nalaze se u posebnim staničnim klasterima - Langerhansovim otočićima. Inzulin djeluje na specifične molekularne strukture, receptore lokalizirane na površini svih stanica u tijelu, i aktivirajući ih, aktiviraju procese koji osiguravaju ulazak glukoze (šećera) u stanice; ona također stimulira unutarstanične mehanizme iskorištavanja glukoze.

Ako stanice ne konzumiraju glukozu, ona se nakuplja u krvi i, dosežući određenu razinu (obično oko 180 mg u 100 ml pune krvi), počinje prolaziti kroz bubrežne membrane i ulazi u urin.

Simptomi. Povišena razina glukoze u krvi i izlučivanje mokraće dovodi do gubitka težine, prekomjernog mokrenja, stalnog osjećaja jake žeđi i gladi.

Smanjenje tjelesne težine u početku je uzrokovano dehidracijom, ali tada tijelo počinje kompenzirati manjak kalorija (izgubljenih s urinom u obliku glukoze) korištenjem masnih rezervi i proteina tkiva (uglavnom mišića). Zbog ubrzane razgradnje masti, nakupljaju se ketonska tijela, krajnji proizvodi metabolizma masti. Budući da ketonska tijela sadrže keto kiseline, to dovodi do zakiseljavanja unutarnjeg okoliša tijela i razvoja dijabetičke ketoacidoze. U nedostatku liječenja, ketoacidoza uzrokuje umor, pospanost, mučninu, povraćanje, stanje zapanjujuće i kuma, i na kraju smrt.

Budući da dijabetes ne čini niti jednu bolest, potrebno je razviti međunarodnu klasifikaciju.

Dijabetes tipa I je dijabetes ovisan o inzulinu, u kojem postoji pravi nedostatak inzulina. Ovaj tip dijabetesa naziva se i "juvenilna", jer se najčešće razvija u djece i adolescenata, iako se može pojaviti u bilo kojoj dobi. Ima tendenciju razvoja ketoacidoze.

Dijabetes tipa II, najčešći oblik dijabetesa, je dijabetes koji ne ovisi o inzulinu. U ovom tipu postoji samo relativni nedostatak inzulina, tj. hormon se i dalje izlučuje, ali u nedovoljnim količinama ili je osjetljivost stanica na njega nedovoljna. Još jedan naziv za dijabetes tipa II je „dijabetes za odrasle“ (jer se pojavljuje uglavnom u odrasloj dobi). U ovom obliku bolesti ketoacidoza se rijetko razvija.

Poznate su i druge vrste dijabetesa, kao što je trudni dijabetes, koji se može pojaviti kao posljedica fiziološkog stresa tijekom trudnoće.

Kod pojave dijabetesa, nasljedni čimbenici nesumnjivo igraju ulogu, jer je ova bolest obično koncentrirana u određenim obiteljima. Međutim, ne nasljeđuje se sama bolest, već samo predispozicija za nju. Dijabetes tipa I kod genetski predisponiranih osoba može se razviti nakon virusne infekcije, a dijabetes tipa II kod osoba s odgovarajućom genetskom predispozicijom može se razviti na pozadini takvih fizioloških stresova kao što su pretilost, zarazne bolesti ili operacije. Sredinom 1990-ih otkrivena je lokalizacija gena za osjetljivost na oba tipa dijabetesa, ali ostaje nejasno kako su ti geni uključeni u razvoj bolesti.

Dijagnoza i liječenje. Dijabetes melitus detektira se ili uobičajenom analizom mokraće ili krvi, ili pojavom karakterističnih simptoma kako bolest napreduje. Medicinska dijagnoza se utvrđuje kada se patološki povisuje šećer u krvi na prazan želudac i nakon uzimanja otopine glukoze (test tolerancije glukoze).

Liječenje uključuje dijetu i tjelovježbu, kao i uvođenje inzulina ili tvari koje povećavaju učinkovitost vlastitog inzulina u tijelu. Prije otkrića inzulina, napravljenog 1921. godine, prehrana je bila jedina metoda liječenja. Ali kada se koristi inzulin, prehrana je neophodna, jer je potrebno ograničiti konzumaciju ugljikohidrata i visokokalorične hrane od strane pacijenata.

Dakle, stanična membrana ima kanale kroz koje prolaze ioni i ima selektivnu permeabilnost; ioni koji stvaraju potencijal nejednako su raspoređeni na obje strane stanične membrane.

Razliku potencijala između pobuđenih i neizraženih dijelova pojedinačnih stanica uvijek karakterizira činjenica da je potencijal pobuđenog dijela ćelije manji od potencijala neizraženog dijela. Za tkivo se razlika potencijala određuje zbrojem potencijala pojedinačnih stanica.

Razlika električnih potencijala u nekim slučajevima igra vrlo važnu ulogu za vitalnu aktivnost organizma (električna rampa), au drugima - nuspojava, koja je rezultat biokemijskih transformacija.

Langerhansovi otočići gušterače funkcioniraju kao endokrine žlijezde (endokrine žlijezde), oslobađajući glukagon i inzulin izravno u krvotok - hormone koji reguliraju metabolizam ugljikohidrata. Ovi hormoni imaju suprotan učinak: glukagon se povećava, a inzulin snižava razinu šećera u krvi.

Inzulin ima kompleksan i višestruki učinak na metabolizam i energiju. Mnogi učinci inzulina ostvaruju se kroz njegovu sposobnost djelovanja na aktivnost brojnih enzima.

Inzulin je jedini hormon koji snižava glukozu u krvi, a ostvaruje se putem:

- povećan unos glukoze i drugih tvari u stanice;

- aktiviranje ključnih enzima glikolize;

- povećanje intenziteta sinteze glikogena - inzulin prisiljava glukozu na pohranu jetre i mišićnih stanica polimeriziranjem u glikogen;

- smanjenje intenziteta glukoneogeneze - smanjenje glukoze iz različitih tvari u jetri.

1. Anzimirov V.L., Bazhenova A.P., Buharin V.A. Klinička kirurgija: Referentni vodič / Ed. YM Pantsireva. - M.: Medicina, 2000.

2. Danilov M.V., Fedorov V.D. Operacija gušterače. - M.: Medicina, 1995.

3. Klinička patofiziologija: Proc. priručnik za studente / Dijamanti V.A. - Ed. Treći, revidirani i prošireni. - SPb: Državno medicinsko sveučilište. Pavlov; Peter, 1999.

4. Klinička endokrinologija. Vodič / N.T. Starkov. - 3. izdanje, pererab. i dodajte. - SPb.: Peter, 2002.

5. Maev I.V., Curly Yu.A. Bolesti gušterače. - M: GEOTARMmedia, 2009.

6. Mihailov V.V. Osnove patološke fiziologije: vodič za liječnike. / Bm Sagalovich. - M.: Medicina, 2001.

7. Frenkel I.D., Pershin S.B. Dijabetes i pretilost. - M.: Kron-press, 2004.

8. Privatna kirurgija: Udžbenik. / Ed. prof. MI Lytkina. - Lenjingrad: VMA. Kirov, 1990.

Regulacija lučenja gušterače.

Stvaranje inzulina (kao i glukagona) regulirano je razinom glukoze u krvi. Povećanje glukoze u krvi nakon uzimanja velikih količina, kao i hiperglikemija povezana s intenzivnim fizičkim radom i emocijama, povećava izlučivanje inzulina. Nasuprot tome, smanjenje razine glukoze u krvi inhibira izlučivanje inzulina, ali povećava izlučivanje glukagona. Glukoza izravno utječe na A i B stanice gušterače.

Formiranje inzulina se povećava tijekom probave i smanjuje se na prazan želudac. Povećana sekrecija inzulina tijekom probave osigurava pojačanu formaciju u jetri i mišićima glikogena iz glukoze koja ulazi u krv iz crijeva u ovom trenutku.

Koncentracija inzulina u krvi ne ovisi samo o intenzitetu nastanka ovog hormona, već io brzini njegovog uništenja. Inzulin uništava enzim inzulinaza koji se nalazi u jetri i skeletnim mišićima. Inzulinaza jetre je najaktivnija. Jednim protokom kroz jetru, krv može slomiti do 50% inzulina koji se nalazi u njemu. Inzulin može biti uništen ne samo inzulinom, već i inaktiviran antagonistima prisutnim u krvi. Jedan od njih - sinalbumin - sprječava djelovanje inzulina na propusnost staničnih membrana.

Razina glukoze u krvi, pored inzulina i glukagona, regulirana je somatotropnim hormonom hipofize i hormonima nadbubrežnih žlijezda.

Fiziologija nadbubrežnih žlijezda.

Nadbubrežne žlijezde se sastoje od cerebralnih i kortikalnih tvari koje se razlikuju po strukturi i funkciji endokrinih žlijezda, oslobađajući hormone koji se naglo razlikuju u djelovanju.

Supstanca mozga nadbubrežnih žlijezda.

Nadbubrežna medula se sastoji od kromafinskih stanica. Oni su obojeni s kalij dvukhromovokisly u žuto-smeđe boje, što je bio razlog da ih nazvati chromaffin.

Kromafinske stanice nalaze se ne samo u nadbubrežnoj meduli, već iu drugim dijelovima tijela: na aorti, na mjestu karotidne podjele, među stanicama simpatičkih ganglija zdjelice, ponekad u debljini pojedinačnih simpatičkih ganglija. Sve te stanice pripadaju tzv. Adrenalnom sustavu, jer u blizini stvaraju adrenalinske i fiziološki aktivne tvari.

Adrenalin i norepinefrin.

Hormon adrenalnog hormona - adrenalin - derivat je aminokiseline tirozina. Medrela nadbubrežne žlijezde izlučuje norepinefrin, koji je izravan prekursor adrenalina tijekom njegove sinteze u stanicama chromaffin tkiva. Norepinefrin je medijator oslobođen završetkom simpatičkih vlakana. Kemijska struktura je demetilirani adrenalin; on ima fiziološki učinak blizak potonjem.

Adrenalin i norepinefrin kombiniraju se pod nazivom "kateholamini". Zovu se i simpatomimetički amini, budući da je djelovanje adrenalina i noradrenalina na organe i tkiva slično djelovanju simpatičkih živaca. Simpatomimetički amini uništavaju enzimi monoamin oksidaza i katehol-0-metiltransferaza.

Epinefrin utječe na mnoge funkcije organizama, uključujući unutarstanične metaboličke procese. Povećava razgradnju glikogena i smanjuje njegovu opskrbu u mišićima i jetri, budući da je u tom smislu antagonist inzulina koji pojačava sintezu glikogena.

Pod utjecajem adrenalina u mišićima pojačava se glikogenoliza, praćena glikolizom i oksidacijom piruvične i mliječne kiseline. U jetri glikogen formira glukozu, koja zatim prelazi u krv; zbog toga se povećava količina glukoze u krvi (adrenalinska hiperglikemija). Dakle, djelovanje adrenalina podrazumijeva, prvo, korištenje glikogenske rezerve mišića kao izvora energije za njihov rad, i drugo, povećanu opskrbu glukoze iz jetre u krv, koju također mogu koristiti mišići tijekom njihove snažne aktivnosti.

Adrenalin uzrokuje povećanje i povećanje otkucaja srca, poboljšava performanse uzbuđenja u srcu. Adrenalin ima posebno oštar pozitivan krono- i inotropni učinak na srce u slučajevima oslabljenog srčanog mišića. Adrenalin sužava arteriole kože, trbušnih organa i onih skeletnih mišića koji su u mirovanju. Adrenalin ne sužava krvne žile radnih mišića.

Epinefrin slabi kontrakcije želuca i tankog crijeva. Peristaltičke i klatne kontrakcije su smanjene ili potpuno zaustavljene. Smanjuje ton glatkih mišića želuca i crijeva. Opuštaju se bronhijalni mišići pod djelovanjem adrenalina, zbog čega se lumen bronhija i bronhiola širi. Adrenalin uzrokuje smanjenje radijalnog mišića šarenice, što uzrokuje širenje zjenica. Uvođenje adrenalina povećava performanse skeletnih mišića (pogotovo ako su već bili umorni). Pod utjecajem adrenalina povećava se podražljivost receptora, posebice mrežnice, slušnog i vestibularnog aparata. To poboljšava percepciju vanjskog podražaja u tijelu.

Dakle, adrenalin uzrokuje hitno restrukturiranje funkcija, s ciljem poboljšanja interakcije organizma s okolinom, poboljšavajući performanse u izvanrednim uvjetima.

Djelovanje norepinefrina na funkcije tijela slično je djelovanju adrenalina, ali ne sasvim isto. Kod ljudi norepinefrin povećava perifernu vaskularnu rezistenciju, kao i sistolički i dijastolički tlak u većoj mjeri nego adrenalin, što dovodi do povećanja samo sistoličkog tlaka. Adrenalin stimulira izlučivanje hormona prednje hipofize, ali norepinefrin ne uzrokuje sličan učinak.

7.3. Endokrina funkcija gušterače

Gušterača ima dvije funkcije u tijelu. S jedne strane, izlučuje u lumen duodenuma enzime i ione potrebne za probavu hrane (egzokrina funkcija); s druge strane, to je endokrina formacija - hormoni koji su uključeni u regulaciju mnogih procesa u tijelu sintetizirani su u njegovim otočnim aparatima.

Udio Langerhansovih otočića čini samo 1-2% mase gušterače. Sastoje se od četiri tipa stanica: stanice A (ili α) proizvode glukagon, stanice B (ili β) - inzulin, stanice D (ili δ) - somatostatin i F stanice, koje su u tragovima u žlijezdama, - polipeptid pankreasa.

Svi hormoni imaju peptidnu prirodu i formiraju se u obliku molekula prekursora visoke molekularne težine. Daljnja obrada se provodi enzimatski upotrebom specifičnih peptidaza mehanizmom djelomične proteolize.

insulin

To je polipeptid s dva lanca. Lanac A sadrži 21, a lanac B - 30 aminokiselinskih ostataka. Molekula inzulina ima tri disulfidna mosta: između cisteinskih radikala A7 i B7, A20 i B19, te između A6 i A11, koji su bliski u prostoru. Lokalizacija disulfidnih veza je konstantna. Molekula ima aktivni centar, u čijem nastanku sudjeluju oba kraja lanca A i ostaci fenilalanina B24 i B25.

Inzulini nekih životinja i ljudi vrlo su slični u svojoj primarnoj strukturi: govedo se razlikuje od čovjeka za tri aminokiseline, a svinjetina za samo jednu. Ove supstitucije praktično ne utječu na njegovu biološku aktivnost i imaju vrlo mali učinak na antigenska svojstva. Sve dok se ljudski inzulin nije naučio dobiti metodama genetskog inženjeringa, njegovi goveđi i svinjski pandani su korišteni u terapijske svrhe.

Glavni regulator sekrecije inzulina je glukoza, koja stimulira ekspresiju njenog gena. Sintetizira se na ribosomima povezanim s endoplazmatskim retikulumom (EPR), u obliku preprohormona - proteina molekulske mase 11.500 Da. Proces započinje konstrukcijom predfragmenta - signalnog peptida od 24 aminokiselinskih ostataka, koji usmjerava novu molekulu u EPR spremnik i odvaja se tamo nakon završetka emitiranja. Rezultat je proinzulin molekulske težine 9.000 Da i sadrži 86 aminokiselinskih ostataka. Shematski, njegova struktura može biti predstavljena kao filament počevši od N-terminusa: B-lanac-C-peptid (vezni peptid) -A-lanac.

Protein usvaja konformaciju potrebnu za formiranje disulfidnih mostova i ulazi u Golgijev aparat, gdje se, pod djelovanjem specifičnih proteaza, cijepa na nekoliko mjesta u zreli inzulin i C-peptid, koji nema biološku aktivnost. Obje supstance su uključene u sekretorne granule, koje sazrijevaju dok se kreću duž citosola u smjeru plazma membrane. Tijekom tog vremena, molekule inzulina su kompleksirane s cinkovim ionima u dimerima i heksamerima.

Uz odgovarajuću stimulaciju, zrele se granule stapaju s citolemom, bacajući svoj sadržaj u izvanstaničnu tekućinu. Ovaj proces je nepostojan. Pojavljuje se uz sudjelovanje metabolita inozitol trifosfata (I3F) i cAMP, koji stimuliraju otpuštanje kalcijevih iona iz unutarstaničnih organela i aktiviraju mikrotubule kinaze i B-mikrofilamente. To povećava njihovu osjetljivost na Ca2 + i sposobnost smanjenja. Dakle, sinteza i oslobađanje inzulina nisu strogo konjugirani procesi: prvi se aktivira glukozom, a drugi - kalcijevim ionima i kada su manjkavi, usporava se čak iu uvjetima hiperglikemije.

Izlučivanje hormona, uzrokovano povećanjem koncentracije glukoze u krvi, pojačano je argininom, lizinom, ketonskim tijelima i masnim kiselinama, a inhibirano je hipoglikemijom i somatostatinom. Inzulin nema proteinski nosač u plazmi, pa je razdoblje njegovog poluživota od 3 do 10 minuta. Katabolizam se javlja u jetri, bubrezima i posteljici. Sadrži dva enzimska sustava koji ga uništavaju. Jedan od njih je protein kinaza specifična za inzulin, fosforilira hormon, drugi, glutation-inzulin transfedehidrogenaza, obnavlja disulfidne veze. Lanci A i B su odvojeni jedan od drugoga i brzo se raspadaju. U jednom prolazu krvi kroz jetru, oko 50% inzulina nestaje iz plazme.

Ciljni organi - masno tkivo, skeletni mišići, jetra.

Vrsta prijema - transmembrana. Inzulinski receptori s protein kinaznom aktivnošću nalaze se u gotovo svim tipovima stanica, ali većina ih se nalazi na membranama hepatocita i adipocita.

Oni su dimeri koji se sastoje od dva protomera glikoproteina (a i β), međusobno povezanih u konfiguraciji α2p2 pomoću disulfidnih mostova. α - Podjedinice, koje se nalaze izvan plazmoleme, provode prepoznavanje inzulina. Citoplazmatski dio P-podjedinice ima aktivnost tirozin kinaze. Pridržavanje inzulina na mjestu vezanja a-podjedinice uključuje proces autofosforilacije tirozinskih ostataka P-podjedinica. To je praćeno promjenom njihove supstratne specifičnosti i oni stječu sposobnost aktiviranja nekih unutarstaničnih enzima pomoću tirozinskih hidroksi skupina. Potonji pokreću kaskadu reakcija aktivacije drugih proteinskih kinaza, uključujući proteine ​​uključene u proces transkripcije.

Inzulin, aktiviranjem odgovarajuće fosfataze, također može utjecati na brzinu reakcija koje se pojavljuju u citosolu. Prema tome, tirozinska fosfoproteinska fosfataza defosforilira receptor i vraća ga u neaktivno stanje.

Fiziološki učinci inzulina mogu se manifestirati unutar nekoliko sekundi ili minuta (transport tvari, fosforilacija i defosforilacija proteina, aktivacija i inhibicija enzima) i traju satima (sinteza DNA, RNA, rast stanica).

Inzulin povećava propusnost membrane za aminokiseline, K +, ioni Ca2 +, nuzide i organske fosfate. Prolazak glukoze kroz plazmolem u mišićnim i masnim stanicama provodi se olakšanom difuzijom uz sudjelovanje nosača GLUT-4. U odsutnosti inzulina, glukotransporteri su u citosolnim vezikulama. Hormon ubrzava njihovu mobilizaciju na aktivno mjesto plazma membrane. Brzina fosforilacije i daljnji metabolizam ovisi o brzini prijenosa glukoze u stanicu. Kada se koncentracija inzulina smanji, glukotransporteri se vraćaju u citosol, a ulazak energetskog supstrata u stanicu usporava.

U hepatocitima inzulin ne olakšava prijenos glukoze, već aktivira glukokinazu. Kao rezultat toga, koncentracija slobodne glukoze u stanicama ostaje vrlo niska, što pridonosi protoku njegovih novih količina jednostavnom difuzijom. Hormon stimulira korištenje monosaharida u jetri na različite načine: oko 50% se koristi u procesima glikolize, a put pentoza fosfata, 30-40% pretvara se u masnoću, oko 10% se akumulira u obliku glikogena.

U jetri, inzulin, djelujući na glukokinazu (u mišićima - heksokinaza) i inhibirajući glukozu-6-fosfatazu, zadržava glukozne estere u stanici i pretvara se u glikolizu. Ubrzanje potonjeg olakšano je hormonskom aktivacijom ključnih enzima, fosfruktokinaze i piruvat kinaze. Osim toga, inzulin, koji stimulira fosfodiesterazu, hidrolizira cAMP, usporava fosforilaciju glikogen fosforilaze i istovremeno ubrzava defosforilaciju glikogen sintaze koja vraća svoju aktivnost. Hipoglikemijski učinak hormona je posljedica ne samo ubrzanja uporabe glukoze-6-fosfata u glikolizi, PPP-a, sinteze glikogena, već i inhibicije GNG-a, budući da inzulin potiskuje transkripte koji kodiraju sintezu njegovih enzima.

U jetri i masnom tkivu inzulin usporava razgradnju triacilglicerola i ubrzava njihovo stvaranje. Ona daje stanicama supstrate za lipogenezu: aktivira procese pretvorbe glukoze u acetil-CoA i njegove oksidacijske reakcije duž pentozno-fosfatnog puta s otpuštanjem NADPH (supstrati za proizvodnju visokih masnih kiselina), podupire normalnu razinu acetil-CoA-karboksilaze, koja je neophodna za proizvodnju malonil-CoA i dalje masnih kiselina kiselina, povećava intenzitet oporavka DHAP-a u glicerol fosfatu (koristeći glicerofosfat dehidrogenazu), stimulira glicerol fosfat aciltransferazu, čime se završava slaganje TAG molekula.

Osim toga, u adipocitima, inzulin potiče transkripciju lipoprotein lipaze i IVH sintaze, ali inhibira mobilizaciju masnoća. On deaktivira hormonski osjetljivu TAG-lipazu, čime se smanjuje koncentracija slobodnih masnih kiselina koje cirkuliraju u krvi. Dakle, ukupni učinak hormona na metabolizam masti je aktiviranje lipogeneze.

Inzulin olakšava ulazak neutralnih aminokiselina u stanice i njihovo naknadno uključivanje u proteine ​​masnog tkiva, jetre, skeletnih mišića i miokarda, ali usporava proteolizu tkiva, inhibirajući proteinaznu aktivnost, pokazujući opći anabolički učinak. Vjeruje se da se njegov učinak u miocitima očituje na razini prijevoda. Međutim, u posljednjih nekoliko godina, utvrđeno je da regulira brzinu transkripcije mRNA koja je uključena u stvaranje različitih enzima, kao i albumina, hormona rasta i drugih proteina. Učinak inzulina na indukciju gena vjerojatno je posljedica njegove uloge u embriogenezi, diferencijaciji, rastu i staničnoj diobi.

Hiposekreciju. Među endokrinološkim oboljenjima, jedno od prvih mjesta je dijabetes melitus (DM). Prema definiciji SZO, riječ je o skupini metaboličkih bolesti koja se temelji na kroničnoj hiperglikemiji uzrokovanoj relativnim ili apsolutnim nedostatkom inzulina uzrokovanim djelovanjem genetskih i / ili egzogenih čimbenika. Postoje dva njegova oblika.

Uzrok razvoja dijabetesa tipa 1 je uništavanje B-stanica, što može biti posljedica genetskog oštećenja, autoimunih reakcija, učinaka na fetus virusnih infekcija (boginje, rubeole, ospica, endemskih zaušnjaka, nekih adenovirusa), kao i toksičnih tvari koje sadrže nitrozo, nitro i amino skupine. U pravilu, bolest najprije prolazi neopaženo, ali kad oko 90% B-stanica umre zbog povećanog SRO, postoji apsolutni nedostatak inzulina, praćen teškim metaboličkim poremećajima. Bolest najčešće pogađa djecu i adolescente, ali se može pojaviti u bilo kojoj dobi.

Dijabetes tipa 2 je uzrokovan relativnim nedostatkom inzulina, koji je posljedica sporije konverzije proinzulina u aktivni oblik, genetskog defekta u receptorima ili proteinima koji su unutarstanični medijatori inzulinskog signala. Provocirajući čimbenici uključuju pretilost, lošu prehranu, sjedilački način života, česte stresove koji potiču povećanje izlučivanja kontraindularnih hormona.

Na slici 1 prikazan je mehanizam nedostatka inzulina.

Glavni simptom dijabetesa mellitusa - hiperglikemija - posljedica je smanjene penetracije glukoze u ciljne stanice, sporog korištenja tkiva ovisnih o inzulinu, aktivacije glukoneogeneze u jetri. Kada sadržaj heksoze u krvnoj plazmi prelazi prag bubrega (8-9 mmol / l), dolazi do glikozurije. Da bi se spriječio rast osmotskog tlaka zbog prisutnosti heksoze u mokraći, povećava se izlučivanje vode putem bubrega (poliurija), što je praćeno dehidracijom, zatim povećanom žeđom i prekomjernom potrošnjom vode (polidipsija). Izlučivanje glukoze u urinu dovodi do značajnog gubitka kalorija, što u kombinaciji sa smanjenjem propusnosti stanica za energetske supstrate, potiče apetit (polifagija).

Anatomija i fiziologija endokrinog pankreasa

21. siječnja u 12:15 3565

Gušterača je smještena retroperitonealno, na razini L1-L3 kralješaka, veličine je 10-20 x 5-10 x 3-5 cm i teži oko 100 g. Endokrini dio pankreasa (PZHZH) je predstavljen Langerhansovim otočićima gušterače koji su oko 1/100 mase cijele žlijezde. Otoci (ukupni broj od 1-2 milijuna) raspršeni su u svim odjeljcima PZHZH, od kojih ih je više u repnom dijelu. Otok ima promjer od oko 100-200 mikrona i sastoji se od 100-200 endokrinih stanica. Endokrini dio pankreasa funkcionira u bliskoj fiziološkoj vezi s pojedinim stanicama gastrointestinalnog trakta (GIT) i drugih organa. Prema ukupnoj masi endokrinih stanica, endokrini dio gušterače i crijevni endokrinociti su najveća "endokrina žlijezda" ljudskog tijela. Glavni proizvodi Langerhansovih izlučivanja otočića gušterače su inzulin, glukagon, somatostatin i polipeptid pankreasa (Tablica 1).