Инсулин органы мишени

Метаболизм инсулина

• анаболик,

•противостоит группе контринсулярных гормонов,

https://www.youtube.com/watch?v=channelUC7i8oc0vBdMAsZPWGQPE9Tg

•регулирует уровень глюкозы в

• поражении поджелудочной железы,

•нарушении перехода проинсулина в инсулин,

•нарушении молекулярной структуры инсулина,

Инсулин органы мишени

•дефекте рецепторов в органах-мишенях,

•усиленном действии инсулиназы,

•избытке контринсулярного гормона.

•простой белок,

•молекулярная масса 60 000,

•содержит 51 АМК,

Инсулин органы мишени

•состоит из двух полипептидных цепей: α и ß.

α-цепь содержит 21 АМК, а ß -цепь – 30 АМК.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Синтезируется инсулин ß–клетками островков

Лангерганса в виде проинсулина (84 АМК), который путём ограниченного протеолиза превращается в инсулин. При этом от проинсулина отщепляется С-пептид из 33АМК.

•секреторная реакция ß-клеток на глюкозу является Са-зависимой,

•СТГ, глюкагон и другие гормоны влияют на секрецию инсулина,

•секреция возрастает при приёме богатой белками пищи (арг, лей).

• обеспечивают реализацию эффектов инсулина на мишени,

• вызывают активацию аденилатциклазы с образование цАМФ, который при участии ионов кальция и магния регулирует утилизацию глюкозы и синтез белка.

• Свободный инсулин

-форма, которая хорошо реагирует с антителами к кристаллическому инсулину,

-стимулирует поглощение глюкозы жировой и мышечной тканями.

•Связанный инсулин

Инсулин органы мишени

-комплекс инсулина с белками сыворотки – трансферрином и α- глобулинами,

-резерв инсулина в русле крови

https://www.youtube.com/watch?v=upload

• 40-60 % инсулина метаболизируется в печени

при участии

инсулиназы,

•40% инсулина расщепляется

впочках.

•гликогена,

•белков,

•нуклеиновых кислот,

•липидов

итормозит их распад.

• повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и усиливает потребление её тканями

глюкозы),

(активация белка-транспортера

• активирует гексокиназную реакцию, индуцирует синтез глюкокиназы,

• активирует гликолиз,

Инсулин органы мишени

• активирует синтез гликогена, тормозит его распад,

• активирует пентозный цикл,

• активирует дихотомичексий распад глюкозы,

• тормозит глюконеогенез,

• при действии инсулина снижается концентрация цАМФ, повышается концентрация цГМФ,

• в тканях стимулирует биосинтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот,

• стимулирует биосинтез жирных кислот, нейтрального жира (из углеводов),

• усиливает биосинтез ДНК, РНК, АТФ,

•оказывает белоксберегающее действие.

Способствуют развитию сахарного

Инсулин органы мишени

Клетки-мишени
йодтиронинов имеют 2 типа рецепторов к
этим гормонам. Основные эффекты
йодтиронинов – результат их взаимодействия
с высокоспецифичными рецепторами,
которые в комплексе с гормонами постоянно
находятся в ядре и взаимодействуют с
определёнными последовательностями
ДНК, участвуя в регуляции экспрессии
генов.

Другие
рецепторы расположены в плазматической
мембране клеток, но это не те же самые
белки, что в ядре. Они обладают более
низким сродством к йодтиронинам и,
вероятно, обеспечивают связывание
гормонов для удержания их в непосредственной
близости к клетке.

При
физиологической концентрации йодтиронинов
их действие проявляется в ускорении
белкового синтеза, стимуляции процессов
роста и клеточной дифференцировки. В
этом отношении йодтиронины – синергисты
гормона роста. Кроме того, Т3 ускоряет
транскрипцию гена гормона роста. У
животных при дефиците Т3 клетки
гипофиза теряют способность к синтезу
гормона роста.

Очень
высокие концентрации Т3 тормозят
синтез белков и стимулируют катаболические
процессы, показателем чего служит
отрицательный азотистый баланс.

Метаболические
эффекты йодтиронинов относят в основном
к энергетическому метаболизму, что
проявляется в повышении поглощения
клетками кислорода. Этот эффект
проявляется во всех органах, кроме
мозга, РЭС и гонад.

В
разных клетках Т3 стимулирует
работу Nа ,К -АТФ-азы,
на что затрачивается значительная часть
энергии, утилизируемой клеткой.

В
печени йодтиронины ускоряют гликолиз,
синтез холестерола и синтез жёлчных
кислот. В печени и жировой ткани
Т3 повышает
чувствительность клеток к действию
адреналина и косвенно стимулирует
липолиз в жировой ткани и мобилизацию
гликогена в печени. В физиологических
концентрациях Т3 увеличивает
в мышцах потребление глюкозы, стимулирует
синтез белков и увеличение мышечной
массы, повышает чувствительность
мышечных клеток к действию адреналина.

Йодтиронины
также участвуют в формировании ответной
реакции на охлаждение увеличением
теплопродукции, повышая чувствительность
симпатической нервной системы к
норадренали-ну и стимулируя секрецию
норадреналина .

Синтез
катехоламинов происходит в цитоплазме
и гранулах клеток мозгового слоя
надпочечников . В гранулах происходит
также запасание катехоламинов.

Инсулин органы мишени

Катехоламины
поступают в гранулы путём АТФ-зависимого
транспорта и хранятся в них в комплексе
с АТФ в соотношении 4:1 (гормон-АТФ). Разные
гранулы содержат разные катехоламины:
некоторые только адреналин, другие –
норадреналин, третьи – оба гормона.

Секреция
гормонов из
гранул происходит путём экзоцитоза.
Катехоламины и АТФ освобождаются из
гранул в том же соотношении, в каком они
сохраняются в гранулах. В отличие от
симпатических нервов, клетки мозгового
слоя надпочечников лишены механизма
обратного захвата выделившихся
катехоламинов.

В
плазме крови катехоламины образуют
непрочный комплекс с альбумином.
Адреналин транспортируется в основном
к печени и скелетным мышцам. Норадреналин
образуется в основном в органах,
иннервируемых симпатическими нервами
(80% от общего количества). Норадреналин
лишь в незначительных количествах
достигает периферических тканей.

Катехоламины
действуют на клетки-мишени через
рецепторы, локализованные в плазматической
мембране. Выделяют 2 главных класса
таких рецепторов: α-адренергические и
β-адренергические. Все рецепторы
катехоламинов – гликопротеины, которые
являются продуктами разных генов,
различаются сродством к агонистам и
антагонистам и передают сигналы в клетки
с помощью разных вторичных посредников.
Это определяет характер их влияния на
метаболизм клеток-мишеней.

Адреналин
взаимодействует как с α-, так и с
β-рецепторами; норадреналин в
физиологических концентрациях главным
образом взаимодействует с α-рецепторами.

Взаимодействие
гормона с β-рецепторами активирует
аденилатциклазу, тогда как связывание
с α2-рецептором
её ингибирует. При взаимодействии
гормона с α1-рецептором
происходит активация фосфолипазы С и
стимулируется инозитолфосфатный путь
передачи сигнала (см. раздел 5).

Биологические
эффекты адреналина и норадреналина
затрагивают практически все функции
организма и рассматриваются в
соответствующих разделах. Общее во всех
этих эффектах заключается в стимуляции
процессов, необходимых для противостояния
организма чрезвычайным ситуациям.

• стрессы,

•избыток углеводов и жиров в питании,

•гиподинамия,

•ожирение,

•экологическое неблагополучие,

•артериальная гипертензия.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

кетоацидоза

• Дефицит инсулина и резкое повышение концентрации всех контринсулярных гормонов – причина активации липолиза и мобилизации СЖК, что способствует активной продукции кетоновых тел.

•Жиры используются в качестве источника энергии, ацетил-КоА идёт на синтез кетоновых тел.

глюкозы),

Гипергликемия

Физиологическая

Патологическая

Возникает при:

Алиментарная

Эмоциональная

1) сахарном диабете,

2) избытке

Возникает после

Наблюдается

приёма пищи

при стрессе

контринсулярных

гормонов,

3) расстройствах мозгового кровообращения.

4. Заболевания щитовидной железы

Гормоны
щитовидной железы необходимы для
нормального развития человека.

Гипотиреоз
у новорождённых приводит
к развитию кретинизма, который проявляется
множественными врождёнными нарушениями
и тяжёлой необратимой задержкой
умственного развития.

Гипотиреоз развивается
вследствие недостаточности йодтиронинов.
Обычно гипотиреоз связан с недостаточностью
функции щитовидной железы, но может
возникать и при заболеваниях гипофиза
и гипоталамуса.

Наиболее
тяжёлые формы гипотиреоза, сопровождающиеся
слизистым отёком кожи и подкожной
клетчатки, обозначают термином “микседема” (от
греч. туха –
слизь, oedema
– отёк).
Отёчность обусловлена избыточным
накоплением гликозаминогликанов и
воды. В подкожной клетчатке накапливается
глюкуроновая и в меньшей степени
хондроитинсерная кислоты.

Характерные
проявления заболевания: снижение частоты
сердечных сокращений, вялость, сонливость,
непереносимость холода, сухость кожи.
Эти симптомы развиваются вследствие
снижения основного обмена, скорости
гликолиза, мобилизации гликогена и
жиров, потребления глюкозы мышцами,
уменьшения мышечной массы и снижения
теплопродукции. При возникновении
гипотиреоза у детей старшего возраста
наблюдают отставание в росте без задержки
умственного развития.

В
настоящее время у взрослых людей частой
причиной гипотиреоза является хронический
аутоиммунный тиреоидит, приводящий к
нарушению синтеза йодтиронинов (зоб
Хашимото).

Гипотиреоз
может быть также результатом недостаточного
поступления йода в организм -эндемический
зоб. Эндемический
зоб (нетоксический зоб) часто встречается
у людей, живущих в районах, где содержание
йода в воде и почве недостаточно. Если
поступление йода в организм снижается
(ниже 100 мкг/сут), то уменьшается продукция
йодтиронинов, что приводит к усилению
секреции ТТГ (из-за ослабления действия
йодтиронинов на гипофиз по механизму
отрицательной обратной связи), под
влиянием которого происходит компенсаторное
увеличение размеров щитовидной железы
(гиперплазия), но продукция йодтиронинов
при этом не увеличивается.

Гипертиреоз возникает
вследствие повышенной продукции
йодтиронинов. Диффузный
токсический зоб (базедова
болезнь, болезнь Грейвса) – наиболее
распространённое заболевание щитовидной
железы. При этом заболевании отмечают
увеличение размеров щитовидной железы
(зоб), повышение концентрации йодтиронинов
в 2-5 раз и развитие тиреотоксикоза.

Характерные
признаки тиреотоксикоза: увеличение
основного обмена, учащение сердцебиений,
мышечная слабость, снижение массы тела
(несмотря на повышенный аппетит) ,
потливость, повышение температуры тела,
тремор и экзофтальм (пучеглазие). Эти
симптомы отражают одновременную
стимуляцию йодтиронинами как анаболических
(рост и дифференцировка тканей), так и
катаболических (катаболизм углеводов,
липидов и белков) процессов. В большей
мере усиливаются процессы катаболизма,
о чём свидетельствует отрицательный
азотистый баланс.

Гипертиреоз
может возникать в результате различных
причин: развитие опухоли, тиреоидит,
избыточное поступление йода и йодсодержащих
препаратов, аутоиммунные реакции.

Болезнь
Грейвса возникает в результате образования
антител к тиреоидным антигенам. Один
из них, иммуноглобулин (IgG), имитирует
действие тиреотропина, взаимодействуя
с рецепторами тиреотропина на мембране
клеток щитовидной железы. Это приводит
к диффузному разрастанию щитовидной
железы и избыточной неконтролируемой
продукции Т3 и
Т4,
поскольку образование IgG не регулируется
по механизму обратной связи. Уровень
ТТГ при этом заболевании снижен вследствие
подавления функции гипофиза высокими
концентрациями йодтиронинов.

Глюкозурия – появление глюкозы в моче.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

• Наблюдается, если гипергликемия более 9,3 ммоль/л, то есть

•нарушении углеводного обмена,

•повреждениях почек,

•острых инфекциях,

•сотрясении головного мозга.

Гипогликемия-

снижение содержания глюкозы крови.

•головокружение,

•обморок,

•ступор,

•кома.

1. Основные ферменты микросомальных электронтранспортных цепей

Микросомальная
сисгема не содержит растворимых в
цитозоле белковых компонентов, все
ферменты – мембранные белки, активные
центры которых локализованы на
цитоплазматической поверхности ЭР.
Сисгема включает несколько белков,
составляющих электронтранспортные
цепи (ЦПЭ). В ЭР существуют две такие
цепи, первая состоит из двух ферментов
– NADPH-P450 редуктазы
и цитохрома Р450,
вторая включает фермент
NADH-цитохром-b5 редуктазу,
цитохром b5 и
ещё один фермент – стеароил-КоА-десатуразу.

2. Функционирование цитохрома р450

Известно,
что молекулярный кислород в триплетном
состоянии инертен и не способен
взаимодействовать с органическими
соединениями. Чтобы сделать кислород
реакционно-способным, необходимо его
превратить в синглетный, используя
ферментные системы его восстановления.
К числу таковых принадлежит моноксигеназная
сисгема, содержащая цитохром Р450.
Связывание в активном центре цитохрома
Р450 липофильного
вещества RH и молекулы кислорода повышает
окислительную активность фермента.

Инсулин органы мишени

Рис.
12-2. Электронтранспортные цепи ЭР. RH
– субстрат цитохрома Р450;
стрелками показаны реакции переноса
электронов. В одной системе NADPH окисляется
NADPH цитохром Р450-редуктазой,
которая затем передаёт электроны на
целое семейство цитохромов Р450.
Вторая сисгема включает в себя окисление
NADH цитохром b5-редуктазой,
электроны переходят на цитохром b5;

восстановленную форму цитохрома
b5 окисляет
стеароил-КоА-десатураза, которая
переносит электроны на О2.
Один атом кислорода принимает 2 е и
переходит в форму О2-.
Донором электронов служит NADPH, который
окисляется NADPH-цитохром Р450 редуктазой.
О2- взаимодействует
с протонами: О2- 
2Н →
Н2О,
и образуется вода. Второй атом молекулы
кислорода включается в субстрат RH,
образуя гидроксильную группу вещества
R-OH .

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

RH
О2 
NADPH Н  →
ROH Н2О
NADP  .

Субстратами
Р450 могут
быть многие гидрофобные вещества как
экзогенного (лекарственные препараты,
ксенобиотики), так и эндогенного
(стероиды, жирные кислоты и др.)
происхождения.

Таким
образом, в результате первой фазы
обезвреживания с участием цитохрома
Р450 происходит
модификация веществ с образованием
функциональных групп, повышающих
растворимость гидрофобного соединения.
В результате модификации возможна
потеря молекулой её биологической
активности или даже формирование более
активного соединения, чем вещество, из
которого оно образовалось.

Характерные симптомы сахарногодиабета

Инсулин органы мишени

-нарушением проницаемости глюкозы в ткани,

-усилением гликогенолиза,

-усилением глюконеогенеза,

-действием контринсулярных гормонов.

2.Глюкозурия.

3.Полиурия и полидипсия (жажда).

4.Кетонемия и кетонурия.

5.Азотемия и азотурия.

6.Снижение антиоксидантной защиты.

Диагностика сахарного диабета

•анализ крови, слезы,

•тест толерантности к глюкозе (ТТГ),

•определение глюкозы и ацетона в моче.

• ношение браслета для получения пота с последующим определением в нём содержания глюкозы (в кожу вводится стимулятор потоотделения),

•определение активности ферментов в слезе,

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

•тест-полоски для определения глюкозы в поте, моче,

•в слюне больных сахарным диабетом увеличены ГАГ, сиаловая кислота (из-за усиления катаболизма в соединительной ткани),

•определение инсулина в слюне детей для оценки обеспеченности инсулином,

•определение концентрации С-пептида в моче и слюне (показатель функции инсулярного аппарата).

• Тест толерантности к глюкозе.

•Исследование сахара крови.

Инсулин органы мишени

•Биопсия печени.

•Определение активности ферментов.

Тест толерантности к глюкозе –

исследование способности использовать глюкозу при нагрузках.

1.Натощак измеряют уровень сахара крови.

2.Испытуемый выпивает стакан сладког чая (нагрузка). 1г глюкозы на 1 кг массы тела.

3.Через 2 часа вновь определяют уровен сахара крови.

•уровень глюкозы натощак может быть в норме (менее 6,7 ммоль/л),

•через 2 часа после приёма пищи уровень глюкозы в крови не более 7,8 – 11,1 ммоль/л,

Биохимия осложнений сахарного диабета

•макроангиопатия (атеросклероз сосудов),

•микроангиопатия (капилляры почек, сетчатки),

•нейропатия (нарушение проводимости периферических и вегетативных нервов),

•дегидратация, ацидоз.

Патогенез микроангиопатии (диабетической нефропатии)

• В основе патогенеза лежит сорбитоловый путь метаболизма глюкозы: НАДФН Н НАДФ

альдозоредуктаза

Инсулин органы мишени

Глюкоза НАДН Н сорбитол

СорбитолсорбитолДГ фруктоза

•Сорбитол плохо проникает через клеточную мембрану, клетки набухают, нарушается их функция.

В патогенезе большую роль играет неферментативное гликозилирование (НГ) – химическая конденсация белка и редуцирующего моносахарида.

•Глюкоза конденсируется с гемоглобином, альбумином.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

•Помимо белков крови НГ подвергаются структурные белки организма (коллаген, протеины базальной мембраны). При этом утолщается базальная мембрана, сужается просвет капилляров, нарушается кровоток клубочков, ухудшается фильтрующая функция почек.