Ang pancreas ay isa sa mga pangunahing organo ng digestive system ng katawan. Binubuo ito ng mga bahagi ng endocrine at exocrine, na nabuo mula sa endoderm ng pangunahing bituka, na nakikilahok sa parehong panlabas at panloob na pagtatago.
Ang malfunction ng pancreas ay humahantong sa mga sakit tulad ng talamak o talamak na pancreatitis, fat necrosis, atrophy, mga tumor ng iba't ibang etiologies, at sclerosis.
Ang mga pangunahing pag-andar ng exocrine at endocrine pancreas
Ang anumang glandula, kabilang ang pancreas, ay gumagawa ng mga hormone, na mga biologically active compound na may mahigpit na pumipili at tiyak na direksyon, na nakakaapekto sa pagtaas o pagbaba sa antas ng paggana ng katawan.
Ang regulasyon ng pagpapalabas ng hormone sa dugo ay nangyayari ayon sa prinsipyo ng isang negatibong reaksyon ng feedback, i.e. Ang isang pagtaas ng antas ng mga hormone sa dugo ay humahantong sa isang suspensyon ng kanilang pagpaparami.
Halos 98% ng buong katawan ng glandula ay nasa exocrine na bahagi, kung saan ang pancreatic juice ay tinatago, na naglalaman ng mga enzyme na kasangkot sa paglusaw ng mga taba, carbohydrates at protina. Sa sandaling nasa duodenum, ang naturang digestive juice ay nakakatulong sa tamang paggana ng panunaw.
Ang mga hormone ay nabuo sa endocrine na bahagi ng glandula, na, bilang karagdagan sa pag-regulate ng metabolic process, ay aktibong kasangkot sa metabolismo ng carbohydrates.
Ang mga hormone na ito ay may maraming mga karaniwang katangian, dahil, sa pamamagitan ng kanilang likas na katangian, sila ay parehong mga protina, parehong nabubuo sa pancreas, at parehong nakakaapekto sa metabolic na proseso ng glucose, protina at taba.
Pancreatic hormones
Ang pagsasagawa ng magkakaibang mga gawain, ang pancreas ay gumagawa ng dalawang hormone - ang hormone na insulin at ang hormone na glucagon, na, na may mga karaniwang katangian, ay kabaligtaran sa kanilang pagtuon sa metabolismo ng karbohidrat.
Ang insulin, na na-synthesize ng mga beta cell, ay binabawasan ang saturation ng mga antas ng glucose sa dugo, na tumutulong sa pag-convert ng glucose sa glycogen para sa atay at kalamnan tissue. Pinabagal ang agnas ng mga protina, ginagawang glucose, insulin. Kaya, kinokontrol nito ang metabolismo ng taba sa pamamagitan ng pag-convert ng mga fatty acid mula sa mga produkto ng metabolismo ng carbohydrate.
Ang glucagon, na na-synthesize ng mga alpha cell, bilang isang insulin antagonist sa pag-regulate ng metabolismo ng carbohydrate, sa kabaligtaran, ay may epekto ng pagtaas ng dami ng glucose sa dugo, at sa gayon ay pinahuhusay ang produksyon ng insulin.
Ang proseso ng pagkasira ng mga compound ng taba at protina, kung saan ang glucose ay nabuo sa mga selula ng dugo, ay tinatawag na glyconeogenesis.
Ang aktibidad ng insulin ay naglalayong pigilan ang glyconeogenesis, habang tumutulong sa pagtaas ng dami ng taba at protina sa katawan.
Bakit mahalaga ang metabolismo ng carbohydrate?
Ang mga karbohidrat ay pumapasok sa katawan, bilang panuntunan, kasama ang mga pagkaing halaman, at sa mas maliit na dami na may pagkain na pinagmulan ng hayop.
Bilang karagdagan, ang mga karbohidrat ay nabuo sa katawan bilang isang resulta ng pagkasira ng mga taba at amino acid. Sa kabila ng kanilang kahalagahan para sa katawan, ang kanilang halaga ay halos 2%, na mas mababa kaysa sa halaga ng mga protina at taba.
Kung ang enerhiya na natanggap mula sa pagkain ay higit pa sa kinakailangan ng katawan para sa pagkonsumo ng enerhiya, ang bahagi ng enerhiya na ito ay idineposito sa taba na reserba ng tissue, kaya naman ang tao ay tumataba. Sa kabaligtaran, kung mas kaunting enerhiya ang ibinibigay kaysa sa kinakailangan, kinukuha ng katawan ang nawalang enerhiya mula sa mga reserba, paggastos ng mga carbohydrates dito, at kapag ang kanilang dami ay umabot sa isang posibleng minimum, ang hindi naka-iskedyul na pagkasira ng mga taba ay magsisimula, i.e. Kapag kakaunti ang kinakain ng isang tao, mas mababa ang enerhiya na kanyang ginugugol at siya ay pumapayat.
Ang metabolismo ng karbohidrat ay isang proseso kung saan ang iba't ibang uri ng saccharides at ang kanilang mga derivatives ay nabuo sa enerhiya, na nagbibigay ng katawan ng tao at kinokontrol ang mahahalagang function nito.
Ang pangunahing bahagi ng enerhiya na ito na kinakailangan para sa intelektwal at pisikal na aktibidad ay nabuo nang tumpak mula sa mga papasok na asukal. Bilang karagdagan, nang walang carbohydrates imposibleng bumuo ng mga istruktura ng cellular, magbigay ng sustansiya sa mga selula at mapanatili ang kanilang tono.
Ang mga kaguluhan sa metabolismo ng carbohydrate, dahil sa labis o kakulangan ng asukal sa dugo, ay humahantong sa mga problema sa kalusugan.
Kapag ang metabolismo ng karbohidrat ay nabalisa, ang mga sakit tulad ng:
- diabetes mellitus, i.e. kakulangan ng insulin. Kasabay nito, ang mga organo at sistema ng katawan ay hindi tumatanggap ng sapat na enerhiya para sa kanilang mga aktibidad, at, samakatuwid, ay hindi ganap na maisagawa ang kanilang mga pag-andar. Ang sakit na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng biglaang pagbaba ng timbang, patuloy na pagkapagod, gutom, palaging pakiramdam ng pagkauhaw, at madalas na pagpunta sa banyo. Bilang karagdagan, ang paningin ng isang tao ay lumalala nang husto, ang mga sugat ay dahan-dahang gumaling, at ang mga paa ay patuloy na nakaramdam ng manhid.
- hypoglycemia, i.e. isang matalim na pagbaba sa mga antas ng glucose sa dugo. Ang kasong ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng patuloy na pagkahilo, malabong paningin, isang pagtaas ng pakiramdam ng gutom, pagtaas ng pagpapawis, pamumutla ng balat, isang kaguluhan ng sistema ng nerbiyos, na kung saan ay ipinahayag ng pagkalito, pagtaas ng nerbiyos, madalas na migraines at panginginig. , kawalan ng pag-iisip, may kapansanan sa konsentrasyon. Sa isang makabuluhang pagbaba sa mga antas ng glucose sa dugo, maaaring mangyari ang coma.
- hyperglycemia, ibig sabihin. isang matalim na pagtaas sa mga antas ng glucose sa dugo.
Insulin bilang isang hormone na kumokontrol sa metabolismo ng carbohydrate
Ang pancreatic hormone na insulin ay ginawa sa katawan ng tao hanggang sa maximum na 25 taong gulang, at pagkatapos nito makapasok sa katawan, nangyayari ang hyperglycemia.
Ang supply ng glucose sa mga tisyu ng kalamnan at taba ay higit na nakasalalay sa insulin, kaya sila ay itinuturing na nakasalalay sa insulin. Ang mga tisyu na ito ay ipinagkatiwala sa pinakamahalagang pag-andar sa katawan, tulad ng pagbibigay ng sirkulasyon ng dugo sa sistema ng motor, mga organo ng paghinga at marami pang iba, at ito ay nakakamit salamat sa supply ng enerhiya na nakuha mula sa pagkain. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang kumpleto at tamang regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat ay mahalaga.
Mahirap maliitin ang kahalagahan ng insulin para sa metabolismo ng carbohydrate. Ang hormon na ito ay gumaganap ng isa sa mga pangunahing tungkulin at kasangkot sa higit sa dalawampung reaksyon ng katawan, dahil walang metabolismo ng karbohidrat, ang glucose, bilang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya ng katawan, ay hindi makakapasok sa cell, bilang isang resulta ng kung saan ang cell ay nakakaranas ng pagkagutom sa enerhiya. Kasabay nito, ang labis na glucose, na naipon sa dugo, ay negatibong nakakaapekto sa lahat ng mga organo at tisyu ng katawan.
Ang kakulangan ng sapat na insulin ay humahantong sa pagbawas sa kakayahan ng mga selula na sumipsip ng carbohydrates, na nagiging sanhi ng diabetes mellitus.
Sa mga taong nagdurusa sa diyabetis, dahil sa isang malfunction sa katawan, ang lahat ng uri ng metabolismo ay nasisira. Samakatuwid, ang kanilang pangunahing gawain ay upang mapanatili ang kinakailangang antas ng asukal sa dugo.
Ang isang natural na komplikasyon ng diabetes ay pinsala sa parehong maliit at malalaking sisidlan, na siya namang nagsisilbing isang kinakailangan para sa pagbuo ng atherosclerosis at iba pang mga sakit sa vascular, sa gayon ang diabetes ay nagdaragdag sa bilang ng mga pasyente na may mga sakit sa cardiovascular.
Ngayon, ganap na pinag-aralan ng mga siyentipiko ang istruktura ng hormone na insulin, na nakatulong sa pag-synthesize nito sa artipisyal na paraan, na ginagawa itong isang epektibong paggamot para sa diabetes at nagpapahintulot sa mga pasyente na manguna sa isang medyo komportableng pamumuhay.
Ang hormone na insulin ay ang unang protina na hormone na na-synthesize nang artipisyal.
10852 0
Ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya ng isang buhay na organismo - carbohydrates at taba - ay may mataas na supply ng potensyal na enerhiya, na madaling makuha mula sa kanila sa mga cell gamit ang enzymatic catabolic transformations. Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng biological na oksihenasyon ng mga produkto ng carbohydrate at fat metabolism, pati na rin ang glycolysis, ay na-convert sa isang malaking lawak sa enerhiya ng kemikal ng mga phosphate bond ng synthesized ATP.
Ang kemikal na enerhiya ng mga macroergic bond na naipon sa ATP, sa turn, ay ginugol sa iba't ibang uri ng cellular work - ang paglikha at pagpapanatili ng mga electrochemical gradient, pag-urong ng kalamnan, pagtatago at ilang mga proseso ng transportasyon, biosynthesis ng protina, fatty acid, atbp. Bilang karagdagan sa pag-andar ng "gasolina", ang mga karbohidrat at taba, kasama ang mga protina, ay gumaganap ng papel ng mga mahahalagang supplier ng mga materyales sa gusali at plastik na kasama sa mga pangunahing istruktura ng cell - mga nucleic acid, simpleng protina, glycoproteins, isang bilang ng mga lipid, atbp.
Ang ATP na na-synthesize dahil sa pagkasira ng mga karbohidrat at taba ay hindi lamang nagbibigay ng mga cell ng enerhiya na kinakailangan para sa trabaho, ngunit ito rin ay isang mapagkukunan ng pagbuo ng cAMP, at kasangkot din sa regulasyon ng aktibidad ng maraming mga enzyme at ang estado ng mga istrukturang protina, tinitiyak ang kanilang phosphorylation.
Ang mga carbohydrate at lipid substrate na direktang ginagamit ng mga cell ay monosaccharides (pangunahin ang glucose) at non-esterified fatty acids (NEFA), gayundin ang mga ketone body sa ilang tissue. Ang kanilang mga mapagkukunan ay mga produktong pagkain na hinihigop mula sa bituka, na idineposito sa mga organo sa anyo ng carbohydrate glycogen at lipid sa anyo ng mga neutral na taba, pati na rin ang mga non-carbohydrate precursors, pangunahin ang mga amino acid at glycerol, na bumubuo ng carbohydrates (gluconeogenesis).
Ang mga organo ng imbakan sa mga vertebrates ay kinabibilangan ng atay at adipose (adipotic) tissue, at ang mga organo ng gluconeogenesis ay kinabibilangan ng atay at bato. Sa mga insekto, ang storage organ ay ang taba ng katawan. Bilang karagdagan, ang ilang reserba o iba pang mga produkto na nakaimbak o ginawa sa isang gumaganang cell ay maaaring pagmulan ng glucose at NEFA. Ang iba't ibang mga landas at yugto ng metabolismo ng carbohydrate at taba ay magkakaugnay ng maraming impluwensya sa isa't isa. Ang direksyon at intensity ng mga metabolic na proseso ay nakasalalay sa isang bilang ng mga panlabas at panloob na mga kadahilanan. Kabilang dito, sa partikular, ang dami at kalidad ng pagkain na natupok at ang mga ritmo ng pagpasok nito sa katawan, ang antas ng aktibidad ng kalamnan at nerbiyos, atbp.
Ang organismo ng hayop ay umaangkop sa likas na katangian ng nutrisyonal na rehimen, sa nerbiyos o muscular load sa tulong ng isang kumplikadong hanay ng mga mekanismo ng coordinating. Kaya, ang kontrol sa kurso ng iba't ibang mga reaksyon ng metabolismo ng karbohidrat at lipid ay isinasagawa sa antas ng cellular sa pamamagitan ng mga konsentrasyon ng kaukulang mga substrate at enzyme, pati na rin ang antas ng akumulasyon ng mga produkto ng isang partikular na reaksyon. Ang mga mekanismo ng kontrol na ito ay nabibilang sa mga mekanismo ng self-regulation at ipinatupad sa parehong unicellular at multicellular na mga organismo.
Sa huli, ang regulasyon ng paggamit ng carbohydrates at taba ay maaaring mangyari sa antas ng intercellular interaction. Sa partikular, ang parehong uri ng metabolismo ay magkaparehong kinokontrol: Ang NEFA sa mga kalamnan ay pumipigil sa pagkasira ng glucose, habang ang mga produkto ng pagkasira ng glucose sa adipose tissue ay pumipigil sa pagbuo ng NEFA. Sa pinaka-mataas na organisadong mga hayop, lumilitaw ang isang espesyal na mekanismo ng intercellular para sa pag-regulate ng interstitial metabolism, na tinutukoy ng paglitaw sa proseso ng ebolusyon ng endocrine system, na pinakamahalaga sa kontrol ng mga metabolic na proseso ng buong organismo.
Kabilang sa mga hormone na kasangkot sa regulasyon ng metabolismo ng taba at karbohidrat sa mga vertebrates, ang sentral na lugar ay inookupahan ng mga sumusunod: mga hormone ng gastrointestinal tract, na kumokontrol sa panunaw ng pagkain at ang pagsipsip ng mga produktong digestive sa dugo; Ang insulin at glucagon ay mga tiyak na regulator ng interstitial metabolism ng carbohydrates at lipids; STH at functionally related na "somatomedins" at SIF, glucocorticoids, ACTH at adrenaline ay mga salik ng nonspecific adaptation. Dapat pansinin na marami sa mga hormone na ito ay direktang kasangkot din sa regulasyon ng metabolismo ng protina (tingnan ang Kabanata 9). Ang rate ng pagtatago ng mga hormone na ito at ang pagpapatupad ng kanilang mga epekto sa tissue ay magkakaugnay.
Hindi namin maaaring tumira nang partikular sa paggana ng mga hormonal na kadahilanan ng gastrointestinal tract na itinago sa panahon ng neurohumoral na yugto ng pagtatago ng juice. Ang kanilang mga pangunahing epekto ay kilala mula sa kurso ng pangkalahatang pisyolohiya ng mga tao at hayop at, bilang karagdagan, ang mga ito ay lubos na nabanggit sa Kabanata. 3. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang endocrine regulation ng interstitial metabolism ng carbohydrates at fats.
Mga hormone at regulasyon ng interstitial carbohydrate metabolism. Ang isang mahalagang tagapagpahiwatig ng balanse ng metabolismo ng karbohidrat sa katawan ng mga vertebrates ay ang konsentrasyon ng glucose sa dugo. Ang indicator na ito ay stable at humigit-kumulang 100 mg% (5 mmol/l) sa mga mammal. Ang mga normal na paglihis nito ay karaniwang hindi lalampas sa ±30%. Ang antas ng glucose sa dugo ay nakasalalay, sa isang banda, sa pag-agos ng monosaccharide sa dugo pangunahin mula sa mga bituka, atay at bato at, sa kabilang banda, sa pag-agos nito sa gumagana at imbakan na mga tisyu (Fig. 95) .
kanin. 95. Mga paraan upang mapanatili ang isang dinamikong balanse ng glucose sa dugo
Ang mga lamad ng mga selula ng kalamnan at adylose ay may "harang" sa transportasyon ng glucose; Gl-6-ph - glucose-6-phosphate
Ang pag-agos ng glucose mula sa atay at bato ay tinutukoy ng ratio ng mga aktibidad ng glycogen phosphorylase at glycogen synthetase reaksyon sa atay, ang ratio ng intensity ng pagkasira ng glucose at ang intensity ng gluconeogenesis sa atay at bahagyang sa bato. Ang pagpasok ng glucose sa dugo ay direktang nauugnay sa mga antas ng reaksyon ng phosphorylase at mga proseso ng gluconeogenesis.
Ang pag-agos ng glucose mula sa dugo patungo sa mga tisyu ay direktang nakasalalay sa bilis ng transportasyon nito sa kalamnan, adipose at lymphoid cells, ang mga lamad na kung saan ay lumilikha ng isang hadlang sa pagtagos ng glucose sa kanila (tandaan na ang mga lamad ng atay, utak at ang mga selula ng bato ay madaling natatagusan ng monosaccharide); metabolic utilization ng glucose, sa turn ay nakasalalay sa pagkamatagusin ng mga lamad dito at sa aktibidad ng mga pangunahing enzyme ng pagkasira nito; conversion ng glucose sa glycogen sa mga selula ng atay (Levin et al., 1955; Newsholme at Randle, 1964; Foa, 1972).
Ang lahat ng mga prosesong ito na nauugnay sa transportasyon at metabolismo ng glucose ay direktang kinokontrol ng isang kumplikadong mga hormonal na kadahilanan.
Ang mga hormonal regulator ng metabolismo ng karbohidrat ay maaaring nahahati sa dalawang uri batay sa kanilang epekto sa pangkalahatang direksyon ng metabolismo at ang antas ng glycemia. Ang unang uri ng mga hormone ay pinasisigla ang paggamit ng glucose ng mga tisyu at ang imbakan nito sa anyo ng glycogen, ngunit pinipigilan ang gluconeogenesis, at, samakatuwid, ay nagiging sanhi ng pagbawas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo.
Ang hormone ng ganitong uri ng pagkilos ay insulin. Ang pangalawang uri ng mga hormone ay pinasisigla ang pagkasira ng glycogen at gluconeogenesis, at samakatuwid ay nagiging sanhi ng pagtaas ng glucose sa dugo. Kasama sa mga hormone ng ganitong uri ang glucagon (pati na rin ang secretin at VIP) at adrenaline. Ang mga hormone ng ikatlong uri ay nagpapasigla sa gluconeogenesis sa atay, pinipigilan ang paggamit ng glucose ng iba't ibang mga selula at, kahit na pinahusay nila ang pagbuo ng glycogen ng mga hepatocytes, bilang isang resulta ng pamamayani ng unang dalawang epekto, bilang isang panuntunan, tumataas din sila. ang antas ng glucose sa dugo. Ang mga hormone ng ganitong uri ay kinabibilangan ng glucocorticoids at growth hormone - "somatomedins". Kasabay nito, ang pagkakaroon ng unidirectional na epekto sa mga proseso ng gluconeogenesis, glycogen synthesis at glycolysis, glucocorticoids at growth hormone - "somatomedins" ay may iba't ibang epekto sa pagkamatagusin ng mga lamad ng kalamnan at adipose tissue cells sa glucose.
Sa mga tuntunin ng direksyon ng pagkilos sa konsentrasyon ng glucose sa dugo, ang insulin ay isang hypoglycemic hormone (hormone ng "pahinga at saturation"), habang ang mga hormone ng pangalawa at pangatlong uri ay hyperglycemic (mga hormone ng "stress at gutom") (Larawan 96).
Figure 96. Hormonal regulation ng carbohydrate homeostasis:
Ang mga solid na arrow ay nagpapahiwatig ng pagpapasigla ng epekto, ang mga tuldok na arrow ay nagpapahiwatig ng pagsugpo
Ang insulin ay maaaring tawaging isang hormone para sa pagsipsip at pag-iimbak ng mga carbohydrates. Ang isa sa mga dahilan para sa pagtaas ng paggamit ng glucose sa mga tisyu ay ang pagpapasigla ng glycolysis. Isinasagawa ito, posibleng, sa antas ng pag-activate ng mga pangunahing enzyme ng glycolysis, hexokinase, lalo na ang isa sa apat na kilalang isoform nito - hexokinase II, at glucokinase (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Tila, ang acceleration ng pentose phosphate pathway sa yugto ng glucose-6-phosphate dehydrogenase reaction ay gumaganap din ng isang tiyak na papel sa pagpapasigla ng glucose catabolism ng insulin (Leites at Lapteva, 1967). Ito ay pinaniniwalaan na sa pagpapasigla ng pagtaas ng glucose ng atay sa panahon ng dietary hyperglycemia sa ilalim ng impluwensya ng insulin, ang pinakamahalagang papel ay nilalaro ng hormonal induction ng tiyak na enzyme ng atay na glucokinase, na pumipili ng phosphorylates ng glucose sa mataas na konsentrasyon.
Ang pangunahing dahilan para sa pagpapasigla ng paggamit ng glucose sa pamamagitan ng kalamnan at taba ng mga selula ay pangunahin ang isang pumipili na pagtaas sa pagkamatagusin ng mga lamad ng cell sa monosaccharide (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Sa ganitong paraan, ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga substrate para sa reaksyon ng hexokinase at ang landas ng pentose phosphate ay nakamit.
Ang pagtaas ng glycolysis sa ilalim ng impluwensya ng insulin sa mga kalamnan ng kalansay at myocardium ay may mahalagang papel sa akumulasyon ng ATP at tinitiyak ang pagganap ng mga selula ng kalamnan. Sa atay, ang pagtaas ng glycolysis ay tila mahalaga hindi para sa pagtaas ng pagsasama ng pyruvate sa sistema ng paghinga ng tisyu, ngunit para sa akumulasyon ng acetyl-CoA at malonyl-CoA bilang mga precursor para sa pagbuo ng polyhydric fatty acid, at samakatuwid ay triglycerides ( Newsholme, Simula, 1973).
Ang glycerophosphate na nabuo sa panahon ng glycolysis ay kasama rin sa synthesis ng neutral na taba. Bilang karagdagan, sa atay, at lalo na sa adipose tissue, upang mapataas ang antas ng lipogenesis mula sa glucose, ang hormone stimulation ng glucose-6-phosphate dehydrogenase reaction ay gumaganap ng isang makabuluhang papel, na humahantong sa pagbuo ng NADPH, isang pagbabawas ng cofactor na kinakailangan para sa ang biosynthesis ng mga fatty acid at glycerophosphate. Bukod dito, sa mga mammal, 3-5% lamang ng hinihigop na glucose ang na-convert sa hepatic glycogen, at higit sa 30% ay naipon bilang taba, na idineposito sa mga organo ng imbakan.
Kaya, ang pangunahing direksyon ng pagkilos ng insulin sa glycolysis at ang pentose phosphate pathway sa atay at lalo na sa fatty tissue ay upang matiyak ang pagbuo ng triglyceride. Sa mga mammal at ibon sa adipocytes, at sa lower vertebrates sa hepatocytes, ang glucose ay isa sa mga pangunahing pinagmumulan ng mga nakaimbak na triglyceride. Sa mga kasong ito, ang physiological na kahulugan ng hormonal stimulation ng paggamit ng carbohydrate ay higit na nabawasan sa stimulation ng lipid deposition. Kasabay nito, direktang nakakaapekto ang insulin sa synthesis ng glycogen - ang nakaimbak na anyo ng carbohydrates - hindi lamang sa atay, kundi pati na rin sa mga kalamnan, bato, at, posibleng, adipose tissue.
Ang hormone ay may nakapagpapasiglang epekto sa pagbuo ng glycogen, pinatataas ang aktibidad ng glycogen synthetase (transisyon ng hindi aktibong D-form sa aktibong I-form) at inhibiting ang glycogen phosphorylase (transition ng low-active 6-form sa L-form ) at sa gayon ay pinipigilan ang glycogenolysis sa mga selula (Larawan 97). Ang parehong mga epekto ng insulin sa mga enzyme na ito sa atay ay pinagsama, tila, sa pamamagitan ng pag-activate ng membrane proteinase, akumulasyon ng glycopeptides, at pag-activate ng cAMP phosphodiesterase.
Figure 97. Ang mga pangunahing yugto ng glycolysis, gluconeogenesis at glycogen synthesis (ayon kay Ilyin, 1965 na may mga pagbabago)
Ang isa pang mahalagang direksyon ng pagkilos ng insulin sa metabolismo ng karbohidrat ay ang pagsugpo sa mga proseso ng gluconeogenesis sa atay (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). Ang pagsugpo sa gluconeogenesis ng hormone ay nangyayari sa antas ng pagbabawas ng synthesis ng mga pangunahing enzyme na phosphoenolpyruvate carboxykinase at fructose-16-biphosphatase. Ang mga epektong ito ay pinamagitan din ng pagtaas sa rate ng pagbuo ng glycopeptides - mga tagapamagitan ng hormone (Larawan 98).
Ang glucose sa ilalim ng anumang mga kondisyong pisyolohikal ay ang pangunahing pinagmumulan ng nutrisyon para sa mga selula ng nerbiyos. Sa isang pagtaas sa pagtatago ng insulin, mayroong isang bahagyang pagtaas sa pagkonsumo ng glucose ng nervous tissue, tila dahil sa pagpapasigla ng glycolysis sa loob nito. Gayunpaman, sa mataas na konsentrasyon ng hormone sa dugo, na nagiging sanhi ng hypoglycemia, nangyayari ang pagkagutom ng karbohidrat sa utak at ang pagsugpo sa mga pag-andar nito ay nangyayari.
Matapos ang pangangasiwa ng napakalaking dosis ng insulin, ang malalim na pagsugpo sa mga sentro ng utak ay maaaring humantong sa pag-unlad ng mga seizure, pagkatapos ay sa pagkawala ng malay at pagbaba ng presyon ng dugo. Ang kundisyong ito, na nangyayari kapag ang konsentrasyon ng glucose sa dugo ay mas mababa sa 45-50 mg%, ay tinatawag na insulin (hypoglycemic) shock. Ang convulsive at shock response sa insulin ay ginagamit para sa biological standardization ng insulin preparations (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Kalikasan ng protina-peptide. Binubuo ng 2 PPC na konektado ng disulfide bond.
Na-synthesize sa mga β-cell ng mga islet ng Langerhans (pancreas). Na-synthesize bilang isang hindi aktibong precursor. Na-activate ng bahagyang proteolysis.
Gumaganap sa pamamagitan ng mga partikular na receptor ng insulin: maaaring magbago ng aktibidad ng enzyme sa pamamagitan ng phosphorylation o dephosphorylation at/o magdulot ng transkripsyon at synthesis ng mga bagong enzyme protein.
Epekto sa metabolismo
Carbohydrate:
ü Pangunahing impluwensya- kasama ng glucagon, nagpapanatili ng normal na antas ng glucose sa dugo (arterial blood - 3.5-5.5 mmol/l, venous blood - 6.5).
ü Ina-activate ang regulatory enzymes ng glycogen synthesis (glycogen synthase), glycolysis (glucokinase, FFK, pyruvate kinase), PPP (glucose-6P dehydrogenase).
Lipid:
ü Pinasisigla ang pagtitiwalag ng mga taba (pinapataas ang synthesis ng LP-lipase)
ü Pinasisigla ang synthesis ng mga taba sa atay at adipose tissue
ü Itinataguyod ang synthesis ng mga taba mula sa mga carbohydrate sa adipose tissue (nag-activate ng GLUT-4)
ü Ina-activate ang synthesis ng mga fatty acid (acetyl-CoA carboxylase)
ü Ina-activate ang cholesterol synthesis (HMG reductase).
protina:
ü Pinasisigla ang synthesis ng protina (anabolic effect)
ü Pinapataas ang pagdadala ng mga amino acid sa mga selula
ü Pinapalakas ang synthesis ng DNA at RNA.
Pinasisigla ang synthesis ng glucose.
Sa edad, ang konsentrasyon ng Ca 2+ ay bumababa at ang pagtatago ng insulin ay may kapansanan.
Sa dugo, ang kalahating buhay ay 3-5 minuto.
Pagkatapos ng pagkilos, ito ay nawasak sa atay sa ilalim ng pagkilos ng insulinase (sinisira ang mga kadena ng insulin).
Sa kakulangan ng insulin, nangyayari ang diabetes mellitus.
Diabetes - isang sakit na nauugnay sa isang bahagyang o kumpletong kakulangan ng insulin.
| Uri ng diabetes mellitus 1 | Uri ng diabetes mellitus 2 |
| IDDM (insulin-dependent diabetes mellitus) Kumpletong kawalan ng synthesis at pagtatago ng insulin sa mga pancreatic cells. Mga sanhi: · Autoimmune cell damage (production ng antibodies sa gland cells) · Cell death bilang resulta ng viral infections (smallpox, rubella, measles). Mga account para sa 10-30% ng lahat ng mga pasyente na may diabetes. Pangunahing nagpapakita ng sarili sa mga bata at kabataan. Mabilis na umuunlad. | NIDDM (non-insulin dependent diabetes mellitus) Bahagyang pagkagambala ng synthesis at pagtatago ng insulin(minsan ang hormone ay ginawa sa normal na dami) Mga sanhi: · May kapansanan sa pag-activate · May kapansanan sa paghahatid ng signal mula sa insulin patungo sa mga selula (pagkasira ng receptor) · Kakulangan ng GLUT-4 synthesis · Genetic predisposition · Obesity · Hindi magandang diyeta (maraming carbohydrates) · Sedentary lifestyle · Pangmatagalang sitwasyon ng stress (pinipigilan ng adrenaline ang synthesis ng insulin). Mabagal na umuunlad. |
Biochemical manifestations ng diabetes mellitus
1) Hyperglycemia - ang pagkonsumo ng glucose ng mga tisyu na umaasa sa insulin (taba, mga kalamnan) ay nagambala. Kahit na may mataas na konsentrasyon ng glucose, ang mga tisyu na ito ay nasa isang estado ng gutom sa enerhiya.
2) Glucosuria - na may konsentrasyon sa dugo na> 8.9 mmol/l, lumilitaw ang glucose sa ihi bilang isang bahagi ng pathological.
3) Ketonemia - ang glucose ay hindi pumapasok sa mga tisyu na umaasa sa insulin, pagkatapos ay ang β-oxidation ay isinaaktibo sa kanila (ang mga fatty acid ay naging pangunahing mapagkukunan ng enerhiya). Dahil dito, maraming acetyl-CoA ang nabuo, na walang oras upang magamit sa siklo ng TCA at napupunta sa synthesis ng mga katawan ng ketone (acetone, acetoacetate, β-hydroxybutyrate).
4) Ketonuria - ang hitsura ng mga katawan ng ketone sa ihi.
5) Azotemia - na may kakulangan ng insulin, ang catabolism ng mga protina at amino acid ay tumataas (deamination), maraming NH 3 ang nabuo.
6) Azoturia - ang urea ay nabuo mula sa ammonia, higit sa kung saan ay excreted sa ihi.
7) Polyuria - ang paglabas ng glucose sa ihi ay humahantong sa pagtaas ng paglabas ng tubig (para sa diabetes mellitus - 5-6 l/araw).
8) Polydepsia - nadagdagan ang pagkauhaw.
Mga komplikasyon ng diabetes:
· Mamaya
A: Ang mga talamak na komplikasyon ay nagpapakita ng kanilang sarili sa anyo ng pagkawala ng malay (metabolic disorder, pagkawala ng malay).
Mga uri ng coma batay sa acidosis At dehydration tela:
I - keto-acidotic coma - nadagdagan ang synthesis ng mga katawan ng ketone at acidosis;
II - lactic acidotic coma - mga karamdaman sa sirkulasyon, nabawasan ang pag-andar ng hemoglobin, na nagiging sanhi ng hypoxia. Dahil dito, ang glucose catabolism ay lumilipat patungo sa "anaerobic" glycolysis sa lactate. Maraming lactic acid ang nabuo, nangyayari ang acidosis;
III - hyperosmolar coma - dahil sa hyperglycemia, ang osmotic pressure ng dugo ay tumaas, at ang tubig ay inililipat mula sa mga selula patungo sa vascular bed, nangyayari ang pag-aalis ng tubig. Bilang resulta, ang metabolismo ng tubig-electrolyte ay nasisira. Dahil dito, mayroong pagbaba sa peripheral na daloy ng dugo (utak at bato) at hypoxia.
B: Mga huling komplikasyon:
ang pangunahing dahilan ay hyperglycemia.
Bilang isang resulta, ang non-enzymatic (kusang) glycosylation ng mga protina ay nangyayari, at ang kanilang pag-andar ay may kapansanan. Ito ay kung paano lumitaw ang iba't ibang "pathies" (angio-, neuro-, neuro-, retino-).
Halimbawa, bilang isang resulta ng glycosylation ng hemoglobin, ang glycosylated ("glycated") hemoglobin ay nabuo - HbA 1 c.
Ang normal na konsentrasyon ng HbA 1 c ay 5%. Para sa diabetes mellitus - hanggang sa 50%.
Ang pagkakaugnay nito sa oxygen ay bumababa → hypoxia.
Sa lens, ang glucose ay nagbubuklod sa crystallin, na nagpapataas ng pagsasama-sama ng mga molekula. Dahil dito, nangyayari ang pag-ulap ng lens, na humahantong sa mga katarata.
Sa diabetes mellitus, ang collagen synthesis ay nagambala: dahil sa glycosylation, ang pag-andar ng basement membranes (halimbawa, mga daluyan ng dugo) ay nagambala, samakatuwid, ang vascular permeability at daloy ng dugo ay nagambala (sa mas mababang mga paa't kamay). Ito ay humahantong sa diabetic foot syndrome at gangrene.
Ang pagdaragdag ng glucose sa apo-proteins B100 ng LDL ay nagbabago sa kanilang istraktura; sila ay nakuha ng mga macrophage bilang dayuhan at tumagos sa nasirang vascular endothelium, na nagdaragdag ng panganib ng atherosclerosis.
Paggamot ng diabetes:
· diet therapy,
therapy ng insulin (mga iniksyon ng insulin ng baboy, na naiiba sa insulin ng tao sa isang amino acid),
· pag-inom ng mga gamot na nagpapababa ng glucose:
o sulfonylurea derivatives - pasiglahin ang synthesis ng insulin sa pancreas (manninil),
o biguanides - pabagalin ang pagsipsip ng glucose sa bituka, pagbutihin ang tissue uptake ng glucose (i-activate ang GLUT-4).
Glucagon
Binubuo ng 39 na residue ng amino acid.
Na-synthesize sa α-cells ng mga islet ng Langerhans (pancreas). Gumagana sa pamamagitan ng mga receptor ng cAMP sa ibabaw ng lamad.
Hyperglycemic factor (nagtataas ng antas ng glucose sa dugo).
Epekto sa metabolismo:
Carbohydrate:
pinasisigla ang pagkasira ng glycogen (glycogen phosphorylase),
· pinasisigla ang gluconeogenesis (fructose-1,6-bisphosphatase);
Lipid: pinahuhusay ang pagpapakilos ng mga taba mula sa adipose tissue (ina-activate ang TAG lipase sa pamamagitan ng phosphorylation),
· Pinahuhusay ang β-oxidation ng mga fatty acid (CAT-I),
· hinihimok ang synthesis ng mga katawan ng ketone sa mitochondria.
Adrenalin
Tyrosine derivative. Catecholamine.
Ito ay synthesized sa adrenal medulla, synthesis at pagtatago sa ilalim ng impluwensya ng central nervous system.
Ito ay kumikilos sa pamamagitan ng cAMP, ang mga receptor ay matatagpuan sa ibabaw ng lamad (α- at β-adrenergic).
Stress hormone.
Pinapataas ang konsentrasyon ng glucose sa dugo, dahil pinapagana ang glycogen phosphorylase sa atay.
Sa mga emerhensiyang sitwasyon, pinapagana nito ang pagpapakilos ng glycogen sa tissue ng kalamnan na may pagbuo ng glucose para sa mga kalamnan.
Pinipigilan ang pagtatago ng insulin.
Cortisol
Na-synthesize mula sa kolesterol sa pamamagitan ng hydroxylation sa pamamagitan ng pregnenolone at progesterone. Na-synthesize sa adrenal cortex.
Mga receptor sa cytoplasm.
Epekto sa metabolismo:
· Pinasisigla ang gluconeogenesis (PVK-carboxylase, PEP-carboxykinase). Sa mataas na konsentrasyon, pinapataas nito ang pagkasira ng glycogen, na humahantong sa pagtaas ng mga antas ng glucose sa dugo.
· Pinipigilan ang synthesis ng mga taba sa mga paa't kamay, pinasisigla ang lipolysis, ang synthesis ng mga taba sa ibang bahagi ng katawan.
· Sa peripheral tissues (muscles) ay pinipigilan nito ang biosynthesis ng mga protina, pinasisigla ang kanilang catabolism sa amino acids (para sa gluconeogenesis). Sa atay, pinasisigla nito ang synthesis ng gluconeogenesis enzyme proteins.
Nagdudulot ng involution ng lymphoid tissue, pagkamatay ng mga lymphocytes.
Ang mga derivatives ng Cortisol ay may isang anti-inflammatory function (pagbawalan ang phospholipase A2, na humahantong sa isang pagbawas sa antas ng prostaglandin - mga tagapamagitan ng pamamaga).
Hypercorticism.
· tumaas na pagtatago ng ACTH (dahil sa isang tumor) - Itsenko-Cushing's disease;
· tumor ng adrenal glands - Itsenko-Cushing syndrome.
Bilang resulta ng pag-activate ng gluconeogenesis, ang pagkasira ng glycogen, ang konsentrasyon ng glucose sa dugo ay tumataas. Ang steroid na diyabetis ay nangyayari (manipis na paa, malaking tiyan, hugis-buwan na mukha).
Mga hormone sa thyroid
Ang T 3 at T 4 ay ginawa sa mga follicle ng thyroid gland mula sa amino acid tyrosine.
Ang mga receptor para sa kanila ay matatagpuan sa nucleus, marahil sa cytoplasm.
Ang synthesis ay nakasalalay sa supply ng yodo sa pagkain at tubig. Upang mapanatili ang normal na synthesis, humigit-kumulang 150 mcg ng yodo bawat araw ay kinakailangan (mga buntis na kababaihan - 200 mcg).
Mekanismo ng synthesis
1. Ang thyroglobulin ay synthesize sa follicle cells (naglalaman ng 115 tyrosine residues).
2. Pagkatapos ay pumapasok ito sa follicle cavity.
3. Doon, ang ionized iodine ay isinasama (I - → I +) sa ilalim ng pagkilos ng thyroid peroxidase sa ikatlo o ikatlo at ikalimang posisyon ng tyrosine ring. Ang Moniodotyrosine (MIT) at diiodotyrosine (DIT) ay nabuo.
4. Pagkatapos ay nag-condense sila:
MIT + DIT = T 3 (triiodotyrosine)
DIT + DIT = T 4 (tetraiodotyrosine)
Ang T 3 at T 4 sa komposisyon ng thyroglobulin ay walang aktibidad at maaaring naroroon sa mga follicle hanggang lumitaw ang stimulus. Pampasigla - TSH.
5. Sa ilalim ng impluwensya ng TSH, ang mga enzyme (proteases) ay isinaaktibo, na humihiwalay sa T 3 at T 4 mula sa thyroglobulin.
6. Ang T 3 at T 4 ay pumapasok sa dugo. Doon sila nagbubuklod sa mga protina ng carrier:
Thyroxine-binding globulin (pangunahing)
· thyroxine-binding prealbumin.
Ang T 3 ay may pinakamalaking aktibidad, dahil ang affinity nito para sa mga receptor ay 10 beses na mas mataas kaysa sa T4.
Aksyon T 3, T 4
1) Gumagana sa mga cell:
§ pinapataas ang metabolismo ng enerhiya (maliban sa mga gonad at mga selula ng utak)
§ pinapataas ang pagkonsumo ng oxygen ng mga selula
§ pinasisigla ang synthesis ng mga bahagi ng CPE
§ pinapataas ang bilang ng mitochondria
§ sa mataas na konsentrasyon - isang uncoupler ng oxidative phosphorylation.
2) Pinapataas ang basal metabolism.
Sa kakulangan ng mga thyroid hormone, ang cretinism ay nangyayari sa mga bagong silang, at ang hypothyroidism at myxedema (mucoedema) ay nangyayari sa mga matatanda, dahil Ang synthesis ng GAG at hyaluronic acid, na nagpapanatili ng tubig, ay tumataas.
Maaari ka ring makaranas ng: Autoimmune thyroiditis. Endemic goiter. Sakit ng Graves.
PAKSA 10
ATAY
Ang pinakamalaking glandula. Gumaganap ng maraming function:
ü pagpapanatili ng normal na konsentrasyon ng glucose sa dugo dahil sa synthesis at pagkasira ng glycogen at gluconeogenesis
ü proteksiyon - synthesis ng mga kadahilanan ng coagulation ng dugo (I, II, V, VII, IX, X)
ü nakakaapekto sa metabolismo ng lipid: synthesis ng Bile acids, ketone bodies, HDL, phospholipids, 85% cholesterol
ü nakakaapekto sa metabolismo ng protina: ornithine cycle, neutralisasyon ng biogenic amines
ü nakikilahok sa metabolismo ng hormone
ü nagsasagawa ng detoxification function (neutralization).
Ang mga sumusunod ay napapailalim sa neutralisasyon:
xenobiotics
endogenous na nakakalason na sangkap.
Xenobiotics - mga sangkap na hindi gumaganap ng isang masigla at plastik na function sa katawan:
· mahahalagang bagay (transportasyon, industriya, agrikultura)
· nakakalason na sangkap ng mga pabango, pintura at barnis
· mga sangkap na panggamot.
Neutralisasyon maaaring maganap sa 2 yugto:
1 - kung ang isang sangkap ay hydrophobic, pagkatapos ay sa unang yugto ito ay nagiging hydrophilic (nalulusaw sa tubig)
2 - conjugation - ang kumbinasyon ng mga hydrophilic na nakakalason na sangkap sa ilang iba pang → neutralisasyon.
Ang neutralisasyon ay maaaring limitado sa unang yugto, kung sa unang yugto ang nakakalason na sangkap ay naging hydrophilic at neutralized (ang pangalawang yugto ay hindi nangyayari).
Ang neutralisasyon ay nangyayari lamang sa ikalawang yugto kung ang nakakalason na sangkap ay hydrophilic (konjugasyon lamang ang nangyayari).
Unang yugto ng neutralisasyon: hydrophobic → hydrophilic
Maaaring magpatuloy sa pamamagitan ng:
· oksihenasyon
· pagbawi
hydrolysis (cleavage)
· hydroxylation - kadalasan (pagbuo ng mga pangkat ng OH sa isang nakakalason na sangkap).
Kasangkot ang Microsomal CPE. (Ang Mitochondrial CPE ay isang function ng enerhiya, ang microsomal ay isang plastic function).
Ang mga microsome ay mga fragment ng makinis na ER.
Ang mga sumusunod na enzyme ay maaaring gumana sa microsomal CPE:
Monooxygenases - gumamit lamang ng isang oxygen atom
· dioxygenases - gumamit ng dalawang atomo ng oxygen = molekula ng oxygen.
Microsomal monooxygenase CPE
Ang pangunahing bahagi ay cytochrome P450. Mayroon itong dalawang sentrong nagbubuklod: isa para sa oxygen atom, ang pangalawa para sa hydrophobic substance.
Ang Cytochrome P450 ay may mga sumusunod na katangian:
· 
malawak na pagtitiyak ng substrate (neutralize ang maraming nakakalason na sangkap - barbiturates, droga, alkohol, atbp.);
· inducibility = tumaas na synthesis kapag kumonsumo ng mga nakakalason na sangkap (ang “epekto ni King Mithridates,” na umiinom ng maliliit na dosis ng lason sa buong buhay niya para hindi malason).
Upang mailakip ng P450 ang isang oxygen atom at maipasok ito sa isang hydrophobic substance, dapat itong i-activate.
Ang P450 ay isinaaktibo ng mga electron, kaya ang CPE ay maikli.
Mga Bahagi:
NADPH+H + - coenzyme mula sa PPP
· enzyme NADPH-dependent P450 reductase - intermediate transporter; ay may 2 coenzymes FAD at FMN - nagbabahagi ng daloy ng H + at e -.
Mekanismo ng pagtatapon
(gamit ang halimbawa ng indole, na nabuo sa panahon ng pagkabulok ng tryptophan sa bituka).
 |
1. Dalawang hydrogen atoms (sa anyo ng 2e - at 2H +) ay lumipat sa NADPH-dependent na P450 reductase: una sa FAD, pagkatapos ay sa FMN.
2. Mula dito, ang 2H + ay napupunta sa pagbawas ng isang atom ng oxygen.
3. 2e - sumali sila sa P450, i-activate ito (P450*) at, kasama ang mga proton, pumunta sa pagbawas ng H 2 O.
4. Ang naka-activate na P450 ay nakakabit ng pangalawang oxygen atom sa isang aktibong site, at isang hydrophobic substance sa isa pa.
5. Ang P450* ay nagpapapasok ng oxygen sa isang hydrophobic substance upang bumuo ng isang OH group.
Ang isang hydrophilic ngunit nakakalason pa rin na sangkap ay nabuo.
Ang ilang mga sangkap pagkatapos ng yugto 1 ay maaaring maging mas nakakalason (ang paracetamol ay maaaring maging isang nakakalason na sangkap na nakakaapekto sa mga selula ng atay).
Stage 2: conjugation
Hydrophilic toxic + Iba pang substance = Nakapares, hindi nakakalason, nailabas sa apdo
Ang mga transferase enzyme ay kasangkot (class II).
| Isang sangkap na pinagsama sa isang nakakalason | Donor ng substance na sumasali | Enzyme |
 Glucuronic acid (glucose derivative) |  UDP-glucuronate | UDP-glucuronyl transferase |
| Sulfuric acid | FAFS  3"-phosphoadenosine-5"-phosphosulfate | Sulfo-transferase |
| Glutathione | Glu-Cis-Gly (neutralisasyon ng mga nakakalason na anyo ng oxygen) | Glutathione transferase |
| Mga pangkat ng acetyl | Acetyl-CoA | Acetyl transferase |
| Mga pangkat ng methyl | SAM (biogenic amine) | Methyl transferase |
| Glycine | Glycine | Glycine transferase |
Bilang resulta ng pagdaragdag ng mga sangkap na ito, ang mga nakakalason na sangkap ay neutralisado.
Halimbawa, yugto 2 ng indole neutralization.
 |
Neutralisasyon ng bilirubin
Ang normal na konsentrasyon ng bilirubin sa dugo ay 8-20 µmol/l.
Ito ay isang pulang-kayumanggi na pigment na nabuo sa panahon ng pagkasira ng hemoglobin.
Mayroong direkta at hindi direktang bilirubin.
Hyperbilirubinemia - ang pagtaas ng konsentrasyon ng bilirubin ay maaaring maging sanhi ng:
nadagdagan ang hemolysis ng mga pulang selula ng dugo
dysfunction ng atay
· paglabag sa pag-agos ng apdo.
Ang Heme ay isang prosthetic na grupo ng hemoglobin. Ang mga pulang selula ng dugo ay namamatay at nawasak pagkatapos ng 20 araw. Ang inilabas na hemoglobin ay nawasak (sa pali, atay, pulang buto ng utak).
1. Sa ilalim ng pagkilos ng heme oxygenase, ang bono sa pagitan ng 1st at 2nd ring ng heme ay nawasak. Ang berdeng pigment na verdoglobin ay nabuo.
2. Ang bakal ay kusang natanggal mula dito (ito ay kasama ng transferrin sa atay, kung saan ito idineposito at muling ginagamit) at ang bahagi ng protina (nahati-hati sa mga amino acid, na muling ginagamit). Ang dilaw na pigment biliverdin ay nabuo.
3. Ang biliverdin ay nababawasan ng biliverdin reductase (coenzyme NADPH + H + mula sa PPP).
4. Nabubuo ang red-brown bilirubin. Ito ay nakakalason, hindi matutunaw, hindi direkta (NPBil). Pumapasok ito sa dugo, sumasama sa albumin (isang carrier protein) at napupunta sa atay.
5. Kinukuha ito ng atay sa tulong ng mga protina na ligdin (L) at protina Z (Z). Ang kanilang depekto ay nagdudulot ng hereditary jaundice - Gilbert's syndrome (Ϯ).
6. Sa atay, ang hindi direktang bilirubin ay pinagsama sa 2 molekula ng glucuronic acid sa ilalim ng pagkilos ng UDP-glucuronyltransferase. Ang direktang, neutralisado, natutunaw na bilirubin (PrBil) ay nabuo.
Ang isang depekto sa UDP-glucuronyl transferase ay nagdudulot ng Crigler-Najjar syndrome (hereditary jaundice Ϯ).
7. Pumapasok sa bituka ang neutralized bilirubin.
8. Sa ilalim ng impluwensya ng microflora enzymes, ito ay na-convert doon sa walang kulay na stercobilinogen.
9. 95% nito ay excreted sa feces, kung saan ito oxidizes sa hangin, pagkuha ng isang kayumanggi kulay, at tinatawag na stercobilin.
10. 5% ang pumapasok sa bato sa pamamagitan ng hemorrhoidal vein at ilalabas sa ihi. Nag-oxidize ito sa hangin, nagiging dilaw at tinatawag na urobilinogen.
Neutralisasyon ng bilirubin
Paninilaw ng balat
Kapag ang konsentrasyon ng bilirubin sa dugo ay higit sa 30 mmol/l, maaari itong ideposito sa mga mucous membrane at bigyan sila ng dilaw na kulay.
Nasusuri ang jaundice sa pamamagitan ng dugo, ihi at dumi.
Depende sa mga sanhi, nangyayari ang jaundice:
1. Suprahepatic = hemolytic.
Ang dahilan ay nadagdagan ang hemolysis ng mga pulang selula ng dugo (dahil sa pagsasalin ng isang hindi tugmang pangkat ng dugo o isang depekto sa enzyme PPP glucose-6P dehydrogenase).
Dahil dito, ang atay ay gumagana nang normal, ngunit walang oras upang neutralisahin ang maraming hindi direktang bilirubin. Samakatuwid, ang diagnostic na larawan ay ang mga sumusunod:
2. Hepatic
Ang dahilan ay pinsala sa atay, dysfunction, pagkasira ng cell (cirrhosis, hepatitis, talamak na alkoholismo).
Dahil dito, ang paggana ng atay ay may kapansanan at mas kaunti ang pag-neutralize nito sa hindi direktang bilirubin. At dahil ang mga selula ng atay ay nawasak, pagkatapos ay ang neutralisadong (direktang) bilirubin ay pumapasok sa dugo.
3. Subhepatic
Ang dahilan ay isang paglabag sa pag-agos ng apdo (cholelithiasis).
Samakatuwid, ang lahat ay nasa dugo.
4. Physiological jaundice ng mga bagong silang
Maaaring mangyari sa unang 2 linggo.
· tumaas na pagkasira ng hemoglobin (dahil ang HbF ay pinalitan ng HbA);
· kakulangan ng aktibidad ng enzyme UDP-glucuronyltransferase.
Anong gagawin:
· ipakilala ang phenobarbital - isang inducer ng synthesis ng enzyme UDP-glucuronyltransferase;
· irradiate na may asul-berdeng ilaw (wavelength 620 nm). Sa ganitong mga kondisyon, ang bilirubin ay na-convert sa isang hindi nakakalason na photoisomer at pinalabas.
PAKSA 11
HEMOSTASIS
Hemostasis - isang sistema na kinabibilangan ng mga proseso:
paghinto ng pagdurugo pagkatapos ng traumatic vascular injury;
· pagpapanatili ng dugo sa isang likidong estado;
· may kasamang mga sangkap na tumutulong sa pagtunaw ng mga namuong dugo.
Ang hemostasis ay nangyayari sa 3 yugto:
1) platelet = pangunahing hemostasis (3-5 min) - pagpapaliit ng mga daluyan ng dugo, na nagtatapos sa pagbuo ng isang puting namuong dugo;
2) hemocoagulation = pangalawang hemostasis (10-30 min). May kasamang 3 yugto:
a) procoagulant - pag-activate ng prothrombokinase at conversion ng prothrombin sa thrombin;
b) coagulation - ang pagbuo ng isang maluwag na fibrin clot;
c) pagbawi - pagbuo ng isang siksik na pulang fibrin thrombus.
3) fibrinolysis - paglusaw ng pulang fibrin thrombus upang maibalik ang microcirculation sa sisidlan.
Mayroong isang anticoagulant na sistema ng dugo, na naglalayong limitahan ang pagkalat ng namuong dugo sa lugar ng pinsala sa daluyan.
1. Pangunahing hemostasis
Ang mga platelet lamang ang may kakayahang magdikit at magsama-sama.
Pagdirikit- dumidikit sa gilid ng sugat. Pagsasama-sama- nagsisiksikan sa sugat.
Dapat i-activate ang mga platelet.
Pag-activate ng platelet ay:
· pagbabago ng kanilang hugis mula lamellar hanggang stellate;
· ang hitsura sa mga lamad ng mga thrombogenic na lugar (negatively charged membrane phospholipids), kung saan magaganap ang pamumuo ng dugo.
Karaniwan, ang dugo ay hindi namumuo, dahil... platelets ay plate-shaped sa halip na stellate at hindi kaya ng aggregation.
Ang mga daluyan ng dugo ay gumagawa ng mga prostacyclin (arachidonic acid derivatives), na pumipigil sa pagsasama-sama ng platelet at pagsisikip ng mga daluyan ng dugo.
Para sa activation, mayroong pangunahin at pangalawang activation inducers:
1) Pangunahin -
von Willebrand na kadahilanan
collagen
· thrombin;
2) Pangalawa - ginawa sa ilalim ng impluwensya ng thrombin (ang pangunahing inducer ng activation).
Mekanismo ng pag-activate ng platelet
1. Kapag ang mga daluyan ng dugo ay nasira ng mga platelet at endothelium, von Willebrand na kadahilanan(vWF), na nakikipag-ugnayan sa mga platelet receptor at collagen ng mga nasirang sisidlan, ay bumubuo ng mga tulay sa pagitan ng mga ito at nagtataguyod ng pagdirikit (dumikit sa mga gilid ng sugat).
Sa ilalim ng impluwensya ng von Willebrand factor, ang phospholipase C (PLS) ay isinaaktibo sa mga platelet, na pinasisigla ang pagbuo ng IP 3, na pinasisigla ang paglabas ng Ca 2+ mula sa mga intracellular na tindahan. Ang Ca 2+ ay nagbubuklod sa calmodulin, at ang complex na ito ay nagpapagana ng myokinase, na, sa pamamagitan ng phosphorylation, ay nagpapa-aktibo sa contractile protein thrombostenin. Ito ay kinokontrata at binabago ang hugis ng platelet mula sa lamellar hanggang sa stellate, na nagpapadali sa kanilang pagdirikit sa isa't isa, i.e. pagsasama-sama.
Collagen(lumalabas kapag nasira ang mga daluyan ng dugo) nakikipag-ugnayan sa mga receptor ng platelet, pinapagana ang phospholipase A2, na humihiwalay sa arachidonic acid (20:4) mula sa mga phospholipid sa lamad. Sa ilalim ng impluwensya ng cyclooxygenase (COX), ito ay na-convert sa thromboxanes, na nagiging sanhi ng vasoconstriction at platelet aggregation (ang pagsasama-sama ay nababaligtad pa rin, dahil kapag ang pagpindot sa mga gilid ng sugat, ang pagdurugo ay naibalik).
2. Ang hindi maibabalik na pagsasama-sama ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng thrombin, na naglalabas ng calcium mula sa depot sa pamamagitan ng IP3. Ang kaltsyum ay nag-activate ng protina kinase C (PkC), na nagpapa-aktibo sa contractile protein pleckstrin sa pamamagitan ng phosphorylation. Ito ay may kakayahang makontrata ang mga secretory granules at ilabas mula sa kanila ang mga pangalawang inducers ng platelet activation. Sa ilalim ng kanilang impluwensya, ang vasoconstriction at hindi maibabalik na pagsasama-sama ay nangyayari sa pagbuo ng isang puting platelet thrombus. Tumigil ang pagdurugo.
Pangalawang inducers ng platelet activation:
· ADP, Ca2+ - pahusayin ang pagsasama-sama,
thromboglobulin - binabawasan ang synthesis ng heparin at prostacyclins,
Serotonin - pinipigilan ang mga daluyan ng dugo,
Fibronectin - nagbubuklod ng mga platelet sa collagen ng daluyan,
thrombospondin - pagsasama-sama,
· von Willebrand factor - pagsasama-sama at pagdirikit.
Bilang karagdagan, kapag ang mga platelet ay naisaaktibo, ang mga negatibong sisingilin na mga phospholipid ng lamad ay lilitaw sa kanilang ibabaw - kadahilanan No. Ang mga lugar na ito ay thrombogenic, dahil magaganap ang pamumuo ng dugo sa kanila.
Kung ang diameter ng daluyan ng dugo ay mas mababa sa 100 microns, pagkatapos ang pamumuo ng dugo ay nagtatapos sa platelet hemostasis.
Ang pagkilos ng mga gamot na "manipis" ng dugo ay batay sa pagsugpo sa pangunahing hemostasis (thromboasis, aspirin - pinipigilan ang COX → pinipigilan ang pagsasama-sama → nabawasan ang pagbuo ng thrombus).
Ang kabaligtaran na epekto ay collagen hemostatic dressing, na nagpapataas ng pagsasama-sama, pagpapaliit ng mga daluyan ng dugo at, samakatuwid, huminto sa pagdurugo nang mas mabilis.
Kung ang isang mas malaking sisidlan ay nasira, pagkatapos ay ang yugto 2 ay nangyayari - hemocoagulation.
Ang thrombokinase ay isinaaktibo, na nagpapalit ng prothrombin sa thrombin. Ito ay isang mekanismo ng cascade, bilang isang resulta kung saan ang signal ay pinalakas.
Nakikibahagi sila dito 13 mga kadahilanan ng pamumuo ng dugo. Ang mga ito ay nasa isang hindi aktibong anyo, ngunit kapag ang mga daluyan ng dugo ay nasira, sila ay isinaaktibo ng bahagyang proteolysis, at ang "a" ay idinagdag sa kanilang numero - isinaaktibo.
|
Ang mga enzyme ay mga kadahilanan II, VII, IX, X, XI, XII.
Ang lahat ng karagdagang mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga kadahilanan ng pamumuo ng dugo ay nagpapatuloy sa mga platelet membrane o endothelial cells ng mga nasirang vessel.
Mga kumplikadong lamad magsama ng 4 na bahagi (nagkakaroon ng pamumuo ng dugo sa kanila):
1. negatibong sisingilin ang mga phospholipid ng lamad sa kanilang sarili;
2. Ca 2+ - sa pamamagitan nito ang mga enzyme ay magbubuklod sa mga phospholipid sa lamad;
3. enzyme (VII, IX, X, XI, XII na mga kadahilanan) - isinaaktibo ng bahagyang proteolysis, nagbubuklod sa mga lamad sa pamamagitan ng mga ion ng calcium kasama ang mga negatibong sisingilin na carboxyl group nito;
Ang lahat ng mga enzyme ay may karagdagang negatibong singil (carboxyl group) sa glutamic acid. Ang γ-carboxyglutamic acids (GCGAs) ay nabuo sa atay na may partisipasyon ng bitamina K. Ang mga antivitamin K (dicoumarol at warfarin) ay pumipigil sa carboxylation ng glutamic acid at, dahil dito, ang pamumuo ng dugo.
Carboxylation ng glutamic acid
Bilang isang resulta, ang mga complex ng lamad ay isinaaktibo.
4. activator protein - pinahuhusay ang pagkilos ng enzyme 500-1000 beses.
2a - yugto ng procoagulant
Sa unang yugto, kinakailangan upang i-activate ang thrombokinase. Ang reaksyong ito ay nangyayari sa mga lamad ng platelet.
Pag-activate ng thrombokinase
Ang thrombokinase ay isang kumplikadong mga kadahilanan:
3. enzyme (Xa factor);
4. activator protein (Va factor).
Ang pag-activate ay nangyayari sa dalawang paraan:
1 - procoagulant (panlabas) - 5-10 seg; initiator - kadahilanan III (tissue);
2 - contact (panloob) - 10-12 min; na-activate kapag ang factor XII ay nakipag-ugnayan sa collagen ng isang nasirang sisidlan. Hindi pangkaraniwan. Nangyayari malapit sa pamamaga sa abnormal na mga pader (na may atherosclerosis).
1- Panlabas na landas - kaskad (tumataas ang produksyon ng thrombin).
Ang unang lamad na nagsisimula complex ay lumilitaw sa mga lamad ng mga nasirang vascular endothelial cells:
1. 
negatibong sisingilin ang mga phospholipid ng lamad;
3. enzyme (VII factor);
4. activator protein (factor III).
Ang Factor III ay napakabilis na nagpapagana ng factor VII.
Sinimulan ng VIIa ang pagbuo ng tenase membrane complex.
Tenase membrane complex:
1. negatibong sisingilin ang lamad phospholipids;
3. enzyme (IX factor);
4. activator protein (VIII factor).
Sa kumplikadong ito, pinapagana ng factor IXa ang thrombokase (factor X).
Ang X factor ay nagpapagana ng pagbabago maliit ang dami ng prothrombin sa thrombin.
Ang thrombin, ayon sa prinsipyo ng negatibong feedback, ay nagiging sanhi ng pag-activate ng mga kadahilanan V, VII, VIII sa mga complex sa itaas, na nag-aambag sa isang pagtaas ng kaskad sa pag-activate ng thrombokinase.
Bilang resulta, sa ilalim ng impluwensya ng factor X, maraming thrombin ang nabuo.
2 - Panloob na landas.
Ang Factor XII, sa pakikipag-ugnay sa collagen, ay isinaaktibo at isang membrane coplex ay nabuo, na, kasama ang ICH, ay may kakayahang mag-convert ng prekallikrein sa kallikrein. Ina-activate ng Kallikrein ang factor XII ayon sa prinsipyo ng negatibong feedback.
Pangkalahatang pamamaraan ng yugto ng procoagulant:
Bilang resulta, ang prothrombin ay isinaaktibo ng bahagyang proteolysis at na-convert sa thrombin:
2b - Coagulation
Pagbabago ng fibrinogen sa fibrin sa pamamagitan ng thrombin.
Ang Fibrinogen ay binubuo ng 6 ppts (2A, 2B at 2γ).
 |
Ang cleavage ng negatibong sisingilin A at B ay nagtataguyod ng pagbuo ng fibrin monomer, isang pagbabago sa conformation nito, at ang pagbubukas ng mga site ng pakikipag-ugnayan sa ibang mga monomer.
Bilang resulta ng kanilang pagsasama-sama, nabuo ang fibrin polymer.
Ang fibrin clot ay maluwag; ang istraktura nito ay naglalaman ng serum at platelet.
Sa ilalim ng impluwensya ng kadahilanan XIII, ang mga covalent bond ay nabuo sa pagitan ng mga indibidwal na monomer.
2c - Pagbawi
Sa ilalim ng pagkilos ng contractile protein thrombostenin, ang fibrin polymer ay nagkontrata at ang serum ay pinipiga dito. Nabubuo ang pulang fibrin thrombus. na humihigpit sa mga gilid ng sugat, na nagpapadali sa pagpapagaling nito gamit ang connective tissue.
3. Fibrinolysis
Pagkasira ng pulang fibrin thrombus.
Kapag nabuo ang isang namuong dugo, ang plasminogen ay na-synthesize sa atay, na nakakabit sa namuong dugo kasama ng mga activator nito.
Plasminogen activators:
· TPA (pangunahing) - tissue plasminogen activator - na-synthesize ng endothelium;
· urokinase - na-synthesize sa ihi, pati na rin sa mga tisyu ng fibroblast at macrophage;
· Ang streptokinase ay isang enzyme ng streptococci.
Sa ilalim ng impluwensya ng plasmin (activated plasminogen), ang mga fibrin thread ay nahahati sa maliliit na piraso (PPC), na pumapasok sa dugo. Bilang isang resulta, ang clot ay natutunaw.
Kaugnay na impormasyon.
Tukuyin ang konsepto ng stress, ilista ang mga yugto ng stress.
Ipaliwanag kung bakit tinatawag ang stress na "general adaptation syndrome"
Pangalanan ang mga sistema ng hormonal na nagpapalabas ng stress.
Ilista ang pinakamahalagang hormones na kasangkot sa pagbuo ng general adaptation syndrome.
Ilista ang mga pangunahing epekto ng mga hormone na nagbibigay ng panandaliang pagbagay, ipaliwanag ang mekanismo.
Ipaliwanag ang konsepto ng "systemic structural trace of adaptation", ano ang physiological role nito?
Ang mga epekto ng aling hormone ay nagsisiguro ng pangmatagalang pagbagay; ano ang mga mekanismo ng pagkilos ng hormone na ito?
Ilista ang mga hormone ng adrenal cortex.
Ipahiwatig ang epekto ng glucocorticoids
para sa metabolismo ng protina
para sa taba metabolismo
para sa metabolismo ng karbohidrat
Mga hormone sa regulasyon ng mga pangunahing parameter ng homeostasis Hormonal na regulasyon ng metabolismo
Kapag pinag-uusapan natin ang regulasyon ng lahat ng uri ng metabolismo, medyo hindi tayo matapat. Ang katotohanan ay ang labis na taba ay hahantong sa pagkagambala sa kanilang metabolismo at pagbuo, halimbawa, ng mga atherosclerotic plaques, at ang kakulangan ay hahantong sa pagkagambala sa synthesis ng hormone pagkatapos lamang ng mahabang panahon. Ang parehong naaangkop sa mga karamdaman sa metabolismo ng protina. Tanging ang antas ng glucose sa dugo ay ang homeostatic parameter, isang pagbaba sa antas na kung saan ay hahantong sa isang hypoglycemic coma sa loob ng ilang minuto. Pangunahing mangyayari ito dahil ang mga neuron ay hindi makakatanggap ng glucose. Samakatuwid, ang pagsasalita tungkol sa metabolismo, una sa lahat ay bibigyan natin ng pansin ang hormonal na regulasyon ng mga antas ng glucose sa dugo, at sa parehong oras ay titingnan natin ang papel ng parehong mga hormone sa regulasyon ng metabolismo ng taba at protina.
Regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat
Ang glucose, kasama ng mga taba at protina, ay pinagmumulan ng enerhiya sa katawan. Ang mga reserbang enerhiya ng katawan sa anyo ng glycogen (carbohydrates) ay maliit kumpara sa mga reserbang enerhiya sa anyo ng mga taba. Kaya, ang halaga ng glycogen sa katawan ng isang tao na tumitimbang ng 70 kg ay 480 g (400 g - muscle glycogen at 80 g - liver glycogen), na katumbas ng 1920 kcal (320 kcal - liver glycogen at 1600 - muscle glycogen) . Ang dami ng circulating glucose sa dugo ay 20 g (80 kcal) lamang. Ang glucose na nakapaloob sa dalawang depot na ito ay ang pangunahing at halos ang tanging pinagmumulan ng nutrisyon para sa mga tisyu na walang insulin. Kaya, ang isang utak na tumitimbang ng 1400 g na may intensity ng suplay ng dugo na 60 ml/100 g kada minuto ay kumonsumo ng 80 mg/min ng glucose, i.e. mga 115 g sa loob ng 24 na oras. Ang atay ay may kakayahang bumuo ng glucose sa bilis na 130 mg/min. Kaya, higit sa 60% ng glucose na ginawa sa atay ay napupunta upang matiyak ang normal na aktibidad ng central nervous system, at ang halagang ito ay nananatiling hindi nagbabago hindi lamang sa panahon ng hyperglycemia, ngunit kahit na sa panahon ng diabetic coma. Ang pagkonsumo ng glucose ng CNS ay bumababa lamang pagkatapos bumaba ang antas ng dugo nito sa ibaba 1.65 mmol/L (30 mg%). Mula 2,000 hanggang 20,000 mga molekula ng glucose ay kasangkot sa synthesis ng isang molekula ng glycogen. Ang pagbuo ng glycogen mula sa glucose ay nagsisimula sa proseso ng phosphorylation sa tulong ng mga enzyme na glucokinase (sa atay) at hexokinase (sa iba pang mga tisyu) na may pagbuo ng glucose-6-phosphate (G-6-P). Ang dami ng glucose sa dugo na dumadaloy mula sa atay ay higit sa lahat ay nakasalalay sa dalawang magkakaugnay na proseso: glycolysis at gluconeogenesis, na kung saan ay kinokontrol ng mga pangunahing enzyme na phosphofructokinase at fructose-1, 6-bisphosphatase, ayon sa pagkakabanggit. Ang aktibidad ng mga enzyme na ito ay kinokontrol ng mga hormone.
Ang regulasyon ng konsentrasyon ng glucose sa dugo ay nangyayari sa dalawang paraan: 1) regulasyon batay sa prinsipyo ng paglihis ng parameter mula sa mga normal na halaga. Ang normal na konsentrasyon ng glucose sa dugo ay 3.6 – 6.9 mmol/l. Ang regulasyon ng konsentrasyon ng glucose sa dugo, depende sa konsentrasyon nito, ay isinasagawa ng dalawang hormone na may magkasalungat na epekto - insulin at glucagon; 2) regulasyon ayon sa prinsipyo ng perturbation - ang regulasyong ito ay hindi nakasalalay sa konsentrasyon ng glucose sa dugo, ngunit isinasagawa alinsunod sa pangangailangan na mapataas ang antas ng glucose sa dugo sa iba't ibang, kadalasang nakababahalang mga sitwasyon. Ang mga hormone na nagpapataas ng antas ng glucose sa dugo ay tinatawag na contrainsular. Kabilang dito ang: glucagon, adrenaline, norepinephrine, cortisol, thyroid hormones, somatotropin, dahil ang tanging hormone na nagpapababa ng glucose sa dugo ay insulin (Figure 18).
Ang pangunahing lugar sa hormonal regulation ng glucose homeostasis sa katawan ay ibinibigay sa insulin. Sa ilalim ng impluwensya ng insulin, ang mga enzyme ng glucose phosphorylation ay isinaaktibo, na pinapagana ang pagbuo ng G-6-P. Pinapataas din ng insulin ang pagkamatagusin ng lamad ng cell sa glucose, na nagpapataas ng paggamit nito. Sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng G-6-P sa mga cell, ang aktibidad ng mga proseso kung saan ito ang panimulang produkto (hexose monophosphate cycle at anaerobic glycolysis) ay tumataas. Ang insulin ay nagdaragdag ng bahagi ng glucose sa mga proseso ng pagbuo ng enerhiya habang pinapanatili ang isang pare-pareho ang kabuuang antas ng produksyon ng enerhiya. Ang pag-activate ng glycogen synthetase at glycogen branching enzyme ng insulin ay nagtataguyod ng pagtaas ng glycogen synthesis. Kasabay nito, ang insulin ay may nagbabawal na epekto sa glucose-6-phosphatase ng atay at sa gayon ay pinipigilan ang paglabas ng libreng glucose sa dugo. Bilang karagdagan, pinipigilan ng insulin ang aktibidad ng mga enzyme na nagbibigay ng gluconeogenesis, at sa gayon ay pinipigilan ang pagbuo ng glucose mula sa mga amino acid. mga antagonist ng insulin.
INSULIN- ang hormone ay synthesize ng cells ng islets ng Langerhans ng pancreas. Ang pangunahing stimulus para sa pagtatago ay isang pagtaas sa mga antas ng glucose sa dugo. Ang hyperglycemia ay nagpapataas ng produksyon ng insulin, ang hypoglycemia ay binabawasan ang pagbuo at daloy ng hormone sa dugo. Bilang karagdagan, ang pagtatago ng insulin ay tumataas sa ilalim ng impluwensya. acetylcholine (parasympathetic stimulation), norepinephrine sa pamamagitan ng -adrenergic receptors, at sa pamamagitan ng -adrenergic receptors norepinephrine inhibits insulin secretion. Ang ilang mga gastrointestinal hormones, tulad ng gastric inhibitory peptide, cholecystokinin, secretin, ay nagpapataas ng output ng insulin. Ang pangunahing epekto ng hormone ay upang mabawasan ang mga antas ng glucose sa dugo.
Sa ilalim ng impluwensya ng insulin, ang isang pagbawas sa konsentrasyon ng glucose sa plasma ng dugo ay nangyayari (hypoglycemia). Ito ay dahil ang insulin ay nagtataguyod ng conversion ng glucose sa glycogen sa atay at mga kalamnan (glycogenesis). Ina-activate nito ang mga enzyme na kasangkot sa conversion ng glucose sa liver glycogen at pinipigilan ang mga enzyme na sumisira ng glycogen.
Ang homeostasis ng enerhiya ay nagbibigay ng mga pangangailangan ng enerhiya ng mga tisyu gamit ang iba't ibang mga substrate. kasi Ang mga karbohidrat ay ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya para sa maraming mga tisyu at ang isa lamang para sa mga anaerobic na tisyu; ang regulasyon ng metabolismo ng carbohydrate ay isang mahalagang bahagi ng homeostasis ng enerhiya ng katawan.
Ang regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat ay isinasagawa sa 3 antas:
sentral.
interorgan.
cellular (metaboliko).
1. Sentral na antas ng regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat
Ang sentral na antas ng regulasyon ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng neuroendocrine system at kinokontrol ang homeostasis ng glucose sa dugo at ang intensity ng metabolismo ng carbohydrate sa mga tisyu. Ang mga pangunahing hormone na nagpapanatili ng normal na antas ng glucose sa dugo na 3.3-5.5 mmol/l ay kinabibilangan ng insulin at glucagon. Ang mga antas ng glucose ay naiimpluwensyahan din ng mga adaptation hormone - adrenaline, glucocorticoids at iba pang mga hormone: thyroid, SDH, ACTH, atbp.
2. Interorgan na antas ng regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat
Glucose-lactate cycle (Cori cycle) Glucose-alanine cycle
Ikot ng glucose-lactate hindi nangangailangan ng pagkakaroon ng oxygen, palaging gumagana, tinitiyak: 1) paggamit ng lactate na nabuo sa ilalim ng anaerobic na kondisyon (mga kalamnan ng kalansay, mga pulang selula ng dugo), na pumipigil sa lactic acidosis; 2) glucose synthesis (atay).
Siklo ng glucose-alanine function sa mga kalamnan sa panahon ng pag-aayuno. Sa kakulangan ng glucose, ang ATP ay na-synthesize dahil sa pagkasira ng mga protina at ang catabolism ng mga amino acid sa ilalim ng aerobic na kondisyon, habang tinitiyak ng glucose-alanine cycle ang: 1) pag-alis ng nitrogen mula sa mga kalamnan sa isang hindi nakakalason na anyo; 2) glucose synthesis (atay).
3. Cellular (metabolic) na antas ng regulasyon ng metabolismo ng carbohydrate
Ang metabolic na antas ng regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga metabolite at pinapanatili ang homeostasis ng mga karbohidrat sa loob ng cell. Ang labis na mga substrate ay nagpapasigla sa kanilang paggamit, at ang mga produkto ay pumipigil sa kanilang pagbuo. Halimbawa, ang labis na glucose ay nagpapasigla sa glycogenesis, lipogenesis at synthesis ng amino acid, habang ang kakulangan sa glucose ay nagpapasigla sa gluconeogenesis. Ang kakulangan ng ATP ay nagpapasigla sa katabolismo ng glucose, at ang labis, sa kabaligtaran, ay pumipigil dito.
IV. Pedagogical Faculty. Mga katangian ng edad ng PFS at GNG, kahalagahan.
STATE MEDICAL ACADEMY
Kagawaran ng Biochemistry
Sang-ayon ako
Ulo departamento prof., doktor ng medikal na agham
Meshchaninov V.N.
_____‘’___________2005
LECTURE Blg. 10
Paksa: Istraktura at metabolismo ng insulin, mga receptor nito, transportasyon ng glucose.
Mekanismo ng pagkilos at metabolic effect ng insulin.
Faculties: therapeutic at preventive, medikal at preventive, pediatric. 2nd course.
Pancreatic hormones
Ang pancreas ay gumaganap ng dalawang mahalagang function sa katawan: exocrine at endocrine. Ang exocrine function ay ginagampanan ng acinar na bahagi ng pancreas; ito ay synthesize at secretes pancreatic juice. Ang endocrine function ay ginagawa ng mga cell ng islet apparatus ng pancreas, na naglalabas ng peptide hormones na kasangkot sa regulasyon ng maraming proseso sa katawan. 1-2 milyong islet ng Langerhans ang bumubuo sa 1-2% ng masa ng pancreas .
Sa islet na bahagi ng pancreas, mayroong 4 na uri ng mga cell na naglalabas ng iba't ibang mga hormone: A- (o α-) na mga cell (25%) ay naglalabas ng glucagon, B- (o β-) na mga cell (70%) - insulin, D - (o δ- ) mga cell (<5%) - соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид. Глюкагон и инсулин в основном влияют на углеводный обмен, соматостатин локально регулирует секрецию инсулина и глюкагона, панкреатический полипептид влияет на секрецию пищеварительных соков. Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печень является главной мишенью глюкагона и инсулина.
Ang istraktura ng insulin
Ang insulin ay isang polypeptide na binubuo ng dalawang chain. Ang Chain A ay naglalaman ng 21 amino acid residues, chain B ay naglalaman ng 30 amino acid residues. Mayroong 3 disulfide bridge sa insulin, 2 ikinonekta ang A at B chain, 1 nagkokonekta sa residues 6 at 11 sa A chain.
Ang insulin ay maaaring umiral sa anyo ng: monomer, dimer at hexamer. Ang hexameric na istraktura ng insulin ay pinatatag ng mga zinc ions, na nakatali sa Kanyang mga nalalabi sa posisyon 10 ng B chain ng lahat ng 6 na subunits.
Ang mga insulin ng ilang mga hayop ay may makabuluhang pagkakatulad sa pangunahing istraktura sa insulin ng tao. Ang bovine insulin ay naiiba sa insulin ng tao sa pamamagitan ng 3 amino acid, habang ang porcine insulin ay naiiba lamang ng 1 amino acid ( ala sa halip na tre sa C dulo ng B-chain).
Sa maraming mga posisyon ng A at B chain mayroong mga pamalit na hindi nakakaapekto sa biological na aktibidad ng hormone. Sa mga posisyon ng disulfide bond, hydrophobic amino acid residues sa C-terminal regions ng B-chain at C- at N-terminal residues ng A-chain, ang mga substitution ay napakabihirang, dahil Tinitiyak ng mga lugar na ito ang pagbuo ng aktibong sentro ng insulin.
Biosynthesis ng insulin nagsasangkot ng pagbuo ng dalawang hindi aktibong precursor, preproinsulin at proinsulin, na, bilang resulta ng sunud-sunod na proteolysis, ay na-convert sa aktibong hormone.
1. Ang preproinsulin (L-B-C-A, 110 amino acids) ay synthesize sa ER ribosomes; ang biosynthesis nito ay nagsisimula sa pagbuo ng hydrophobic signal peptide L (24 amino acids), na nagdidirekta sa lumalaking chain sa lumen ng ER.
2. Sa ER lumen, ang preproinsulin ay na-convert sa proinsulin sa pag-cleavage ng signal peptide ng endopeptidase I. Ang mga cysteine sa proinsulin ay na-oxidized upang bumuo ng 3 disulfide bridge, ang proinsulin ay nagiging "kumplikado" at may 5% ng aktibidad ng insulin.
3. Ang "Complex" proinsulin (B-C-A, 86 amino acids) ay pumapasok sa Golgi apparatus, kung saan, sa ilalim ng pagkilos ng endopeptidase II, ito ay na-cleaved upang bumuo ng insulin (B-A, 51 amino acids) at C-peptide (31 amino acids).
4. Ang insulin at C-peptide ay isinasama sa secretory granules, kung saan ang insulin ay pinagsama sa zinc upang bumuo ng mga dimer at hexamer. Sa secretory granule ang nilalaman ng insulin at C-peptide ay 94%, proinsulin, intermediates at zinc - 6%.
5. Ang mga mature na butil ay nagsasama sa lamad ng plasma, at ang insulin at C-peptide ay pumapasok sa extracellular fluid at pagkatapos ay sa dugo. Sa dugo, bumagsak ang mga oligomer ng insulin. 40-50 units ang inilalabas sa dugo kada araw. insulin, ito ay bumubuo ng 20% ng kabuuang reserba nito sa pancreas. Ang pagtatago ng insulin ay isang prosesong umaasa sa enerhiya na nangyayari sa partisipasyon ng microtubular-villous system.
Scheme ng insulin biosynthesis sa β-cells ng mga islet ng Langerhans
ER - endoplasmic reticulum. 1 - pagbuo ng isang signal peptide; 2 - synthesis ng preproinsulin; 3 - cleavage ng signal peptide; 4 - transportasyon ng proinsulin sa Golgi apparatus; 5 - conversion ng proinsulin sa insulin at C-peptide at pagsasama ng insulin at C-peptide sa secretory granules; 6 - pagtatago ng insulin at C-peptide.
Ang insulin gene ay matatagpuan sa chromosome 11. Tatlong mutasyon ng gene na ito ang natukoy; ang mga carrier ay may mababang aktibidad ng insulin, hyperinsulinemia, at walang resistensya sa insulin.
Regulasyon ng synthesis at pagtatago ng insulin
Ang synthesis ng insulin ay sapilitan ng glucose at pagtatago ng insulin. Pinipigilan ang pagtatago ng mga fatty acid.
Ang pagtatago ng insulin ay pinasisigla ng: 1. glucose (pangunahing regulator), amino acids (lalo na ang leu at arg); 2. Gastrointestinal hormones (β-adrenergic agonists, sa pamamagitan ng cAMP): GUI , secretin, cholecystokinin, gastrin, enteroglucagon; 3. pangmatagalang mataas na konsentrasyon ng growth hormone, cortisol, estrogens, progestins, placental lactogen, TSH, ACTH; 4. glucagon; 5. pagtaas ng K + o Ca 2+ sa dugo; 6. gamot, sulfonylurea derivatives (glibenclamide).
Sa ilalim ng impluwensya ng somatostatin, bumababa ang pagtatago ng insulin. Ang mga β-cell ay naiimpluwensyahan din ng autonomic nervous system. Ang parasympathetic na bahagi (cholinergic endings ng vagus nerve) ay nagpapasigla sa pagpapalabas ng insulin. Ang sympathetic na bahagi (adrenaline sa pamamagitan ng α 2 -adrenergic receptors) ay pinipigilan ang pagpapalabas ng insulin.
Ang pagtatago ng insulin ay nangyayari sa pakikilahok ng ilang mga sistema, kung saan ang pangunahing papel ay kabilang sa Ca 2+ at cAMP.
Pagpasok Sa 2+ sa cytoplasm ay kinokontrol ng ilang mga mekanismo:
1). Kapag ang konsentrasyon ng glucose sa dugo ay tumaas sa itaas 6-9 mmol/l, ito, kasama ng GLUT-1 at GLUT-2, ay pumapasok sa β-cells at phosphorylated ng glucokinase. Sa kasong ito, ang konsentrasyon ng glucose-6ph sa cell ay direktang proporsyonal sa konsentrasyon ng glucose sa dugo. Ang glucose-6ph ay na-oxidized upang bumuo ng ATP. Ang ATP ay nabuo din sa panahon ng oksihenasyon ng mga amino acid at fatty acid. Kung mas maraming glucose, amino acid, at fatty acid ang nasa isang β-cell, mas maraming ATP ang nabubuo mula sa kanila. Pinipigilan ng ATP ang mga channel ng potassium na umaasa sa ATP sa lamad, naipon ang potasa sa cytoplasm at nagiging sanhi ng depolarization ng lamad ng cell, na pinasisigla ang pagbubukas ng mga channel ng Ca 2+ na umaasa sa boltahe at ang pagpasok ng Ca 2+ sa cytoplasm.
2). Ang mga hormone na nagpapagana sa inositol triphosphate system (TSH) ay naglalabas ng Ca 2+ mula sa mitochondria at sa ER.
kampo ay nabuo mula sa ATP na may partisipasyon ng AC, na kung saan ay isinaaktibo ng gastrointestinal tract hormones, TSH, ACTH, glucagon at Ca 2+ -calmodulin complex.
Pinasisigla ng cAMP at Ca 2+ ang polimerisasyon ng mga subunit sa mga microtubule (microtubules). Ang epekto ng cAMP sa microtubular system ay pinagsama sa pamamagitan ng phosphorylation ng PC A microtubular proteins. Ang mga microtubule ay nakakakontrata at nakakarelaks, na naglilipat ng mga butil patungo sa lamad ng plasma na nagpapahintulot sa exocytosis.
Ang pagtatago ng insulin bilang tugon sa pagpapasigla ng glucose ay isang biphasic na reaksyon na binubuo ng isang yugto ng mabilis, maagang pagpapalabas ng insulin, na tinatawag na unang yugto ng pagtatago (nagsisimula pagkatapos ng 1 minuto, tumatagal ng 5-10 minuto), at ang pangalawang yugto (nagtatagal hanggang 25- 30 minuto).
Transportasyon ng insulin. Ang insulin ay nalulusaw sa tubig at walang carrier protein sa plasma. Ang T1/2 ng insulin sa plasma ng dugo ay 3-10 minuto, C-peptide - mga 30 minuto, proinsulin 20-23 minuto.
Pagkasira ng insulin ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng insulin-dependent proteinase at glutathione-insulin transhydrogenase sa mga target na tisyu: pangunahin sa atay (mga 50% ng insulin ay nawasak sa 1 pass sa pamamagitan ng atay), sa isang mas mababang lawak sa mga bato at inunan.