Hormoni trebušne slinavke

Hormoni trebušne slinavke

Pankreas, njegovi hormoni in simptomi bolezni

Trebušna slinavka je drugo največje železo v prebavnem sistemu, njegova teža je 60-100 g, dolžina je 15-22 cm.

Endokrino aktivnost trebušne slinavke izvajajo Langerhansovi otočki, ki so sestavljeni iz različnih tipov celic. Približno 60% otočkov aparature trebušne slinavke je β-celice. Proizvajajo hormon insulin, ki vpliva na vse vrste presnove, vendar predvsem zmanjšuje raven glukoze v krvni plazmi.

Tabela Hormoni trebušne slinavke

Insulin (polipeptid) je prvi protein, pridobljen sintetično zunaj telesa leta 1921 s strani Beilisa in Bantija.

Insulin dramatično poveča prepustnost membrane mišičnih in maščobnih celic za glukozo. Posledično se hitrost prehoda glukoze v te celice poveča za približno 20-krat v primerjavi s prehodom glukoze v celice v odsotnosti insulina. V mišičnih celicah insulin spodbuja sintezo glikogena iz glukoze, v maščobnih celicah pa maščobo. Pod vplivom insulina se poveča tudi prepustnost celične membrane za aminokisline, od katerih se proteini sintetizirajo v celicah.

Sl. Glavni hormoni, ki vplivajo na raven glukoze v krvi

Drugi hormon trebušne slinavke, glukagon, izločajo a-celice otočkov (približno 20%). Glukagon je polipeptid v kemijski naravi in ​​insulinski antagonist v fiziološkem učinku. Glukagon poveča razgradnjo glikogena v jetrih in poveča raven glukoze v krvni plazmi. Glukagon pomaga mobilizirati maščobe iz skladišč maščob. Številni hormoni delujejo kot glukagon: rastni hormon, glukokortukada, adrenalin, tiroksin.

Tabela Glavni učinki insulina in glukagona

Vrsta izmenjave

Insulin

Glukagon

Poveča prepustnost celične membrane na glukozo in njeno uporabo (glikoliza)

Stimulira sintezo glikogena

Znižuje glukozo v krvi

Spodbuja glikogenolizo in glukoneogenezo

Omogoča kontraindularno delovanje

Poveča glukozo v krvi

Količina ketonskih teles v krvi se zmanjša

Količina ketonskih teles v krvi se dvigne

Tretji hormon pankreasa, somatostatin, izločajo 5 celic (približno 1-2%). Somatostatin zavira sproščanje glukagona in absorpcijo glukoze v črevesju.

Hiper- in hipofunkcija trebušne slinavke

Ko se pojavi hipofunkcija trebušne slinavke, je sladkorna bolezen. Zanj je značilno več simptomov, katerih pojav je povezan s povečanjem krvnega sladkorja - hiperglikemijo. Povečana glukoza v krvi in ​​posledično v glomerularnem filtratu vodi do dejstva, da epitelij ledvičnih tubulov ne absorbira glukoze popolnoma, zato se izloča z urinom (glukozurijo). Obstaja izguba sladkorja v urinu - uriniranje sladkorja.

Količina urina se poveča (poliurija) s 3 na 12, v redkih primerih pa do 25 litrov. Razlog za to je dejstvo, da neabsorbirana glukoza poveča osmotski tlak urina, ki zadržuje vodo v njej. Voda ni dovolj absorbirana v tubulih in količina urina, ki jo izločajo ledvice, se poveča. Dehidracija telesa povzroča žejo pri bolnikih s sladkorno boleznijo, kar vodi do obilnega vnosa vode (približno 10 litrov). V povezavi z izločanjem glukoze v urinu dramatično poveča porabo beljakovin in maščob kot snovi, ki zagotavljajo energetsko presnovo telesa.

Slabljenje oksidacije glukoze vodi do motenj v presnovi maščob. Nastajajo produkti nepopolne oksidacije maščob - ketonskih teles, kar vodi v premik krvi v kislinsko stransko-acidozo. Kopičenje ketonskih teles in acidoza lahko povzročita hudo, smrtno nevarno stanje - diabetično komo, ki prihaja do izgube zavesti, motenega dihanja in krvnega obtoka.

Hiprofunkcija trebušne slinavke je zelo redka bolezen. Prekomerni insulin v krvi povzroči močno zmanjšanje sladkorja v njem - hipoglikemijo, ki lahko povzroči izgubo zavesti - hipoglikemično komo. To je zato, ker je osrednji živčni sistem zelo občutljiv na pomanjkanje glukoze. Vnos glukoze odstrani vse te pojave.

Regulacija delovanja pankreasa. Proizvodnja insulina je regulirana z mehanizmom negativne povratne informacije, odvisno od koncentracije glukoze v krvni plazmi. Povišana glukoza v krvi prispeva k povečani proizvodnji insulina; v pogojih hipoglikemije, nasprotno, tvorba insulina zavira. Proizvodnja insulina se lahko poveča s stimulacijo vagusnega živca.

Endokrina funkcija trebušne slinavke

Pankreas (teža pri odraslih 70-80 g) ima mešano funkcijo. Acinarno tkivo žleze proizvaja prebavni sok, ki se izloča v lumen duodenuma. Endokrino funkcijo v trebušni slinavki opravljajo grozdi (od 0,5 do 2 milijona) celic epitelnega izvora, znani kot Langerhansovi otočki (Pirogov - Langerhans), ki predstavljajo 1-2% njene mase.

Parakrna regulacija celic Langerhansovih otočkov

Otočki imajo več vrst endokrinih celic:

  • a-celice (okoli 20%), ki tvorijo glukagon;
  • β-celice (65-80%), ki sintetizirajo insulin;
  • δ-celice (2-8%), ki sintetizirajo somatostatin;
  • PP celice (manj kot 1%), ki proizvajajo polipeptid pankreasa.

Mlajši otroci imajo G-celice, ki proizvajajo gastrin. Glavni hormoni trebušne slinavke, ki uravnavajo presnovne procese, so insulin in glukagon.

Insulin je polipeptid, ki sestoji iz 2 verig (A-veriga je sestavljena iz 21 aminokislinskih ostankov in je B-veriga sestavljena iz 30 aminokislinskih ostankov), povezanih z disulfidnimi mostovi. Inzulin se prenaša po krvi predvsem v prostem stanju in njegova vsebnost je 16-160 µU / ml (0,25-2,5 ng / ml). Čez dan (3 celice odrasle zdrave osebe proizvedejo 35-50 U insulina (približno 0,6-1,2 U / kg telesne mase).

Tabela Mehanizmi transporta glukoze v celico

Vrsta tkanine

Mehanizem

Za prenos glukoze v celično membrano je potreben GLUT-4 proteinski nosilec.

Pod vplivom insulina se ta beljakovina premakne iz citoplazme v plazemsko membrano in glukoza vstopi v celico z olajšano difuzijo.

Stimulacija insulina povzroči povečanje vnosa glukoze v celico, ki je 20 do 40-krat večji od insulina, odvisno od prevoza glukoze v mišičnem in maščobnem tkivu.

Celična membrana vsebuje različne transportne proteine ​​glukoze (GLUT-1, 2, 3, 5, 7), ki se vstavijo v membrano neodvisno od insulina.

S pomočjo teh beljakovin se z olajšanjem difuzije glukoza prenaša v celico vzdolž koncentracijskega gradienta.

Tkiva, neodvisna od inzulina, vključujejo: možgane, gastrointestinalni epitelij, endotel, eritrocite, lečo, p-celice Langerhansovih otočkov, možgansko ledvico, semenske mehurčke

Izločanje insulina

Izločanje insulina je razdeljeno na bazalno, z izrazitim dnevnim ritmom in stimulirano s hrano.

Bazalna sekrecija zagotavlja optimalno raven glukoze v krvi in ​​anabolnih procesov v telesu med spanjem in v presledkih med obroki. Je približno 1 U / h in predstavlja 30-50% dnevnega izločanja insulina. Bazalno izločanje se pri dolgotrajnem fizičnem naporu ali postu bistveno zmanjša.

Hrano stimulirano izločanje je povečanje bazalnega izločanja insulina, ki ga povzroči vnos hrane. Njegov obseg je 50-70% dnevnega. Ta sekrecija ohranja raven glukoze v krvi v pogojih navzkrižne dopolnitve iz črevesja, omogoča učinkovito prevzemanje in izkoriščanje celic. Izraz sekrecije je odvisen od časa dneva, ima dvofazni značaj. Količina insulina, izločenega v kri, približno ustreza količini ogljikovih hidratov, ki se vzame, in na vsakih 10-12 g ogljikovih hidratov je 1-2,5 U insulina (2-2,5 U zjutraj, 1-1,5 U zvečer, 1 U zvečer ). Eden od razlogov za to odvisnost od izločanja insulina v času dneva je visoka raven kontraindulinskih hormonov (predvsem kortizola) v krvi zjutraj in njegov padec zvečer.

Sl. Mehanizem izločanja insulina

Prva (akutna) faza stimuliranega izločanja insulina ne traja dolgo in je povezana z eksocitozo β-celic hormona, ki se je že kopičila med obroki. Povzroča ga spodbujevalni učinek na β-celice, ne toliko glukoze, kot hormoni prebavil - gastrin, enteroglukagon, glitintin, glukagon-podoben peptid 1, izločen v kri med vnosom hrane in prebavo. Druga faza izločanja insulina je posledica spodbujanja izločanja insulina na p-celicah s pomočjo glukoze, katere raven se v krvi zviša zaradi njene absorpcije. To delovanje in povečano izločanje insulina se nadaljuje, dokler raven glukoze ne doseže normalne vrednosti za osebo, tj. 3,33-5,55 mmol / l v venski krvi in ​​4,44-6,67 mmol / l v kapilarni krvi.

Insulin deluje na ciljne celice s spodbujanjem 1-TMS-membranskih receptorjev z aktivnostjo tirozin-kinaze. Glavne ciljne celice insulina so hepatociti v jetrih, miociti skeletnih mišic, adipociti maščobnega tkiva. Eden njegovih najpomembnejših učinkov je zmanjšanje glukoze v krvi, inzulin se doseže s povečano absorpcijo glukoze iz krvi s strani ciljnih celic. To dosežemo z aktiviranjem transmebranskih transporterjev glukoze (GLUT4), vgrajenih v plazemsko membrano ciljnih celic, in povečanjem hitrosti prenosa glukoze iz krvi v celice.

Insulin se v jetrih presnavlja na 80%, preostanek v ledvicah in v majhnih količinah v mišičnih in maščobnih celicah. Njegov razpolovni čas iz krvi je približno 4 minute.

Glavni učinki insulina

Insulin je anabolični hormon in ima številne učinke na ciljne celice različnih tkiv. Omenili smo že, da je eden od njegovih glavnih učinkov zmanjšanje ravni glukoze v krvi s povečanjem njegovega prevzema s ciljnimi celicami, pospešitvijo procesov glikolize in oksidacijo ogljikovih hidratov. Zmanjšanje ravni glukoze olajšuje stimulacija sinteze inzulinskega glikogena v jetrih in mišicah, zatiranje glukoneogeneze in glikogenolize v jetrih. Insulin stimulira prevzem aminokislin s strani ciljnih celic, zmanjša katabolizem in stimulira sintezo beljakovin v celicah. Spodbuja tudi pretvorbo glukoze v maščobe, kopičenje triacilglicerolov v maščobnem tkivu v adipocitih in zavira lipolizo v njih. Tako ima insulin splošen anabolični učinek, ki krepi sintezo ogljikovih hidratov, maščob, beljakovin in nukleinskih kislin v ciljnih celicah.

Insulin ima na celicah in številne druge učinke, ki so glede na hitrost manifestacije razdeljeni v tri skupine. Hitri učinki so realizirani nekaj sekund po vezavi hormona na receptor, npr. Prevzem glukoze, aminokislin, kalija s celicami. Počasni učinki se razvijejo v nekaj minutah od začetka delovanja hormona - zaviranje aktivnosti encimov katabolizma beljakovin, aktiviranje sinteze beljakovin. Zapozneli učinki insulina se začnejo v nekaj urah po vezavi na receptorje - transkripcija DNA, prevod mRNA in pospeševanje rasti in razmnoževanja celic.

Sl. Mehanizem delovanja insulina

Glavni regulator bazalnega izločanja insulina je glukoza. Povečanje vsebnosti v krvi do vrednosti nad 4,5 mmol / l spremlja povečanje izločanja insulina z naslednjim mehanizmom.

Glukoza → olajšana difuzija, ki vključuje prenosnik beljakovin GLUT2 v β-celični → glikolizi in akumulaciji ATP → zaprtje ATP-občutljivih kalijevih kanalov → zakasnitev sproščanja, kopičenje K + ionov v celici in depolarizacija njene membrane → odpiranje kalcijevih kanalov in vnos Ca 2 + v celico → akumulacija ionov Ca2 + v citoplazmi → povečana eksocitoza insulina. Izločanje insulina se stimulira na enak način, kot se poveča koncentracija galaktoze, manoze, β-keto kisline, arginina, levcina, alanina in lizina v krvi.

Sl. Regulacija izločanja insulina

Hiperkalemija, derivati ​​sulfonilsečnine (zdravila za zdravljenje sladkorne bolezni tipa 2) z blokiranjem kalijevih kanalčkov plazemske membrane β-celic povečajo njihovo sekrecijsko aktivnost. Povečajte izločanje insulina: gastrin, sekretin, enteroglukagon, glicinin, glukagon-podoben peptid 1, kortizol, rastni hormon, ACTH. Ko se aktivira parasimpatična delitev ANS, opazimo povečanje izločanja insulina z acetilholinom.

Pri hipoglikemiji, pod vplivom somatostatina, glukagona, opazimo zavrtje izločanja insulina. Kateholamini imajo zaviralni učinek, sproščen s povečanjem aktivnosti SNA.

Glukagon je peptid (29 aminokislinskih ostankov), ki ga tvorijo a-celice otočnega aparata pankreasa. Prenesen s krvjo v prostem stanju, kjer je vsebnost 40-150 pg / ml. Ima učinke na ciljne celice, spodbuja 7-TMS receptorje in povečuje raven cAMP v njih. Razpolovna doba hormona je 5-10 minut.

Kontekstno delovanje glukogona:

  • Stimulira β-celice Langerhansovih otočkov, kar povečuje izločanje insulina
  • Aktivira insulinaz v jetrih
  • Ima antagonistične učinke na presnovo.

Diagram funkcionalnega sistema, ki podpira optimalno raven glukoze v krvi za presnovo

Glavni učinki glukagona v telesu

Glukagon je katabolni hormon in antagonist insulina. V nasprotju z insulinom zvišuje raven glukoze v krvi s povečanjem glikogenolize, zatiranju glikolize in spodbujanjem glukoneogeneze v jetrnih hepatocitih. Glukagon aktivira lipolizo, povzroča povečano dobavo maščobnih kislin iz citoplazme v mitohondrije za njihovo β-oksidacijo in nastanek ketonskih teles. Glukagon stimulira katabolizem beljakovin v tkivih in poveča sintezo sečnine.

Izločanje glukagona se poveča s hipoglikemijo, zmanjšanjem ravni aminokislin, gastrina, holecistokinina, kortizola, rastnega hormona. Z naraščajočo aktivnostjo CNS in stimulacijo β-AR s kateholamini opazimo povečano izločanje. To se dogaja med fizičnim naporom, postom.

Izločanje glukagona zavira hiperglikemija, presežek maščobnih kislin in ketonskih teles v krvi, kot tudi delovanje insulina, somatostatina in sekretina.

Kršitve endokrinih funkcij trebušne slinavke se lahko kažejo kot nezadostno ali prekomerno izločanje hormonov in povzročajo dramatične motnje homeostaze glukoze - razvoj hiper- ali hipoglikemije.

Hiperglikemija je zvišanje glukoze v krvi. Lahko je akutna in kronična.

Akutna hiperglikemija je pogosto fiziološka, ​​saj jo običajno povzroči pretok glukoze v kri po jedi. Njegovo trajanje običajno ne presega 1-2 ur, ker hiperglikemija zavira sproščanje glukagona in stimulira izločanje insulina. Z zvišanjem glukoze v krvi nad 10 mmol / l se začne izločati z urinom. Glukoza je osmotsko aktivna snov, ki jo spremlja povečanje osmotskega tlaka v krvi, kar lahko vodi do dehidracije celic, razvoja osmotske diureze in izgube elektrolitov.

Kronična hiperglikemija, pri kateri se v krvi vzdržuje povišana raven glukoze ur, dni, tednov ali več, lahko povzroči poškodbe mnogih tkiv (zlasti krvnih žil) in se zato šteje za pred-patološko in / ali patološko stanje. To je značilnost skupine presnovnih bolezni in motenj delovanja endokrinih žlez.

Med najpogostejšimi in najhujšimi med njimi je sladkorna bolezen (DM), ki prizadene 5-6% prebivalstva. V gospodarsko razvitih državah se število bolnikov s sladkorno boleznijo podvoji vsakih 10–15 let. Če se sladkorna bolezen razvije zaradi kršitve izločanja insulina s strani β-celic, se ta imenuje diabetes mellitus tipa 1 - diabetes mellitus-1. Bolezen se lahko razvije tudi z zmanjšanjem učinkovitosti delovanja insulina na ciljne celice pri starejših osebah in se imenuje sladkorna bolezen tipa 2 diabetes mellitus 2. To zmanjša občutljivost ciljnih celic na delovanje insulina, ki se lahko kombinira s kršitvijo sekrecijske funkcije p-celic (izguba 1. faze izločanja hrane).

Najpogostejši simptom DM-1 in DM-2 sta hiperglikemija (povečanje ravni glukoze v venski krvi na prazen želodec nad 5,55 mmol / l). Ko se raven glukoze v krvi dvigne na 10 mmol / l in več, se v urinu pojavi glukoza. Poveča osmotski tlak in volumen končnega urina, to pa spremlja poliurija (povečanje pogostnosti in volumna izpuščenega urina na 4-6 l / dan). Bolnik razvije žejo in poveča vnos tekočine (polidipsijo) zaradi povečanega osmotskega tlaka krvi in ​​urina. Hiperglikemija (zlasti z DM-1) pogosto spremlja kopičenje produktov nepopolne oksidacije maščobnih kislin - hidroksibutrične in acetocetne kisline (ketonska telesa), kar se kaže v značilnem vonju izdihanega zraka in (ali) urina, razvoju acidoze. V hudih primerih lahko povzroči disfunkcijo centralnega živčnega sistema - razvoj diabetične kome, ki jo spremlja izguba zavesti in smrt telesa.

Prekomerna vsebnost insulina (npr. Pri zamenjavi insulinskega zdravljenja ali spodbujanju izločanja z zdravili s sulfonilsečnino) vodi do hipoglikemije. Njegova nevarnost je v tem, da glukoza služi kot glavni energetski substrat za možganske celice in ko je njegova koncentracija znižana ali odsotna, je možganska aktivnost motena zaradi disfunkcije, poškodbe in (ali) nevronske smrti. Če nizka raven glukoze traja dovolj dolgo, se lahko zgodi smrt. Zato je hipoglikemija z zmanjšanjem glukoze v krvi manjša od 2,2-2,8 mmol / l kot stanje, v katerem mora zdravnik katere koli specialnosti pacientu zagotoviti prvo pomoč.

Hipoglikemijo lahko razdelimo na reaktivne, ki se pojavijo po jedi in na prazen želodec. Vzrok reaktivne hipoglikemije je povečano izločanje insulina po obroku v primeru podedovanega poslabšanja tolerance na sladkorje (fruktozo ali galaktozo) ali spremembo občutljivosti na levcin, kot tudi pri bolnikih z insulinom (tumorjem β-celic). Vzroki hipoglikemije na tešče so lahko neuspeh glikogenolize in (ali) glukoneogeneze v jetrih in ledvicah (na primer, če primanjkuje kontraindikalnih hormonov: glukagon, kateholamini, kortizol), prekomerna uporaba glukoze v tkivih, preveliko odmerjanje insulina itd.

Hipoglikemija se kaže v dveh skupinah znakov. Stanje hipoglikemije je za organizem stresno, v odgovor na razvoj katerega se poveča aktivnost simpatoadrenalnega sistema, se poveča raven kateholaminov v krvi, kar povzroča tahikardijo, midriazo, tremorje, hladen znoj, slabost in občutek močne lakote. Fiziološki pomen aktivacije hipoglikemije simpatoadrenalnega sistema je aktiviranje nevroendokrinih mehanizmov kateholaminov za hitro mobilizacijo glukoze v krvi in ​​normalizacijo njene ravni. Druga skupina znakov hipoglikemije je povezana z disfunkcijo centralnega živčnega sistema. Pri ljudeh se kažejo z zmanjšanjem pozornosti, razvojem glavobola, občutkom strahu, zmedenostjo, poslabšanjem zavesti, napadi, prehodno paralizo, komo. Njihov razvoj je posledica velikega pomanjkanja energijskih substratov v nevronih, ki ne morejo prejeti dovolj ATP s pomanjkanjem glukoze. Nevroni nimajo mehanizmov za odlaganje glukoze v obliki glikogena, kot so hepatociti ali miociti.

Zdravnik (vključno z zobozdravnikom) mora biti pripravljen na takšne situacije in biti sposoben zagotoviti prvo pomoč diabetičnim bolnikom v primeru hipoglikemije. Preden nadaljujete z zobozdravstvenim zdravljenjem, je treba ugotoviti, katere bolezni bolnik trpi. Če ima sladkorno bolezen, je treba bolnika vprašati o njegovi prehrani, uporabljenih odmerkih insulina in normalni telesni aktivnosti. Ne smemo pozabiti, da je stres, ki se pojavlja med zdravljenjem, dodatno tveganje za hipoglikemijo pri bolniku. Tako mora imeti zobozdravnik pripravljen sladkor v kakršni koli obliki - vrečke sladkorja, sladkarije, sladki sok ali čaj. Kadar ima bolnik znake hipoglikemije, morate takoj prekiniti zdravljenje in, če je bolnik pri zavesti, mu dajte sladkor v kakršni koli obliki skozi usta. Če se stanje bolnika poslabša, je treba takoj sprejeti ukrepe za zagotovitev učinkovite zdravstvene oskrbe.

Endokrina funkcija fiziologije trebušne slinavke

Biopotencial. Endokrina funkcija trebušne slinavke

1. Teorija biopotencialov. Metode registracije biopotencialov

2. Endokrina funkcija trebušne slinavke. Insulin in njegova vloga pri presnovi ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Diabetes

Biopotencial (bioelektrični potencial, zastarel. Biocurrent) je splošna značilnost interakcije nabojev, ki so v živem tkivu, ki se preučuje, na primer na različnih področjih možganov, v celicah in drugih strukturah.

Ne meri se absolutni potencial, ampak potencialna razlika med dvema točkama tkiva, ki odraža njeno bioelektrično aktivnost, naravo presnovnih procesov. Biopotencial se uporablja za pridobivanje informacij o stanju in delovanju različnih organov.

Insulin je bil najprej izoliran iz pankreasa v Kanadi leta 1921 s strani F. Bantinga in C. Besta ter sodelavcev J. McLeoda. Priznanje za njihovo delo je bila Nobelova nagrada za fiziologijo in medicino, ki jo je leta 1923 podelil Banting in MacLeod.

Insulin, beljakovinski hormon, ki ga proizvaja trebušna slinavka in uravnava raven glukoze v krvi; Pripravki insulina se uporabljajo za zdravljenje diabetesa. Hormon se sintetizira v beta celicah, ki so vključene v posamezne skupine, ki izločajo hormone, in se imenujejo Langerhansovi otočki. Beseda "insulin" (iz latinščine Insula - otok) se nanaša na izvor "otočka" hormona.

Diabetes mellitus je bolezen, ki jo povzroča absolutna ali relativna pomanjkljivost insulina, za katero je značilna huda motnja presnove ogljikovih hidratov s hiperglikemijo in glukozurijo ter drugimi presnovnimi motnjami.

1. Teorija biopotencialov. Metode registracije biopotencialov

Bioelektrični pojavi v tkivih je potencialna razlika, ki se pojavi v tkivih med normalno življenjsko aktivnostjo. Te pojave je mogoče zabeležiti z uporabo metode za registracijo transmembrane. V tem primeru se ena elektroda nahaja na zunanji površini celice, druga pa na notranji strani.

S to metodo se zabeležijo:

- potencial mirovanja ali membranski potencial;

Splošno sprejeta teorija o nastanku biopotencialov je teorija membranskih ionov. Po njenem mnenju je vzrok za potencialno razliko neenakomerna porazdelitev ionov na obeh straneh celične membrane (v sistemu citoplazme - okolje). Avtorji te teorije: V.Yu. Chagovets - 1896, Bernstein 1902-1903, Hodzhkin, Huxley, Katz.

Obstaja membranska ionska teorija biopotenciala. Značilnosti strukture in lastnosti membrane pojasnjujejo neenakomerno porazdelitev ionov. Celična membrana je zunanja površina naraščajoče celice, ki je nosilec dvojnega električnega naboja. Strukturo celične membrane so leta 1935 opisali Danielle in Dawson. Debelina membrane je 7-10 nm. Celična membrana je sestavljena iz 3 plasti: dvojne plasti fosfolipidov in plasti beljakovin (znotraj).

Fosfolipidni sloj je presihajoč, proteini celične membrane so gibljivi in ​​prosto plavajo v lipidnem gelu. Te proteinske molekule so potopljene v membrano na različne načine. Toda vedno vzdržujejo stik z okoljem s pomočjo polarne skupine. Na notranji površini membrane je več beljakovin kot na zunanji strani.

Funkcije celičnih membranskih proteinov:

- receptor: beljakovine zunanje površine celice imajo aktivno središče, ki ima afiniteto za različne snovi (hormoni, biološko aktivne snovi itd.);

- encim aktivira pod vplivom različnih dejavnikov;

- transport - beljakovine, popolnoma potopljene v kanale lipidnega gela, skozi katere prehajajo različne snovi.

Našli smo kanale za ves potencial nastajanja ionov: K +, Na +, Ca2 +, Cl-. Kanale je mogoče odpreti ali zapreti zaradi vrat.

Obstajata dve vrsti vrat:

- aktiviranje (v globini kanala);

- inaktivacija (na površini kanala).

Vrata so lahko v enem od treh stanj:

- odprto stanje (obe vrsti vrat sta odprti);

- zaprto stanje (aktivacijska vrata so zaprta);

- inaktivacijsko stanje (zaprta inaktivacijska vrata).

Obstajata dve vrsti celičnih kanalov, odvisno od razloga za njihovo odkritje:

- odvisen od napetosti - odprt, ko se spremeni potencialna razlika;

- potencialno neodvisna (regulirana s hormoni, regulirana s receptorji) - odprta z interakcijo receptorjev s snovmi.

Metode registracije biopotencialov

Elektroencefalografija (EEG) je metoda za beleženje električne aktivnosti (biopotencialov) možganov. Potencialna razlika, ki se pojavi v možganskem tkivu, je zelo majhna (ne več kot 100 µV), zato jo je mogoče zabeležiti in izmeriti le s pomočjo posebne elektronske ojačevalne opreme - elektroencefalografov.

Elektroencefalografske študije, izvedene na sodobnih večkanalnih elektroencefalografih, omogočajo hkratno beleženje bioloških tokov, pridobljenih iz mnogih delov možganov. Prepoznane motnje električne aktivnosti možganov so v teh ali drugih patoloških stanjih drugačne in pogosto pomagajo pri diagnosticiranju epilepsije, tumorjev, žil, infekcij in drugih patoloških procesov v možganih. Uporaba elektroencefalografije pomaga določiti lokalizacijo patološkega žarišča in pogosto naravo bolezni.

Pri "spontanem" EEG zdrave odrasle osebe v stanju budnosti obstajata dve vrsti ritmičnih potencialnih nihanj - alfa in beta aktivnost. Poleg tega obstajajo theta in delta aktivnost, ostri valovi in ​​vrhovi, paroksizmalni izpusti ostrih in počasnih valov.

Znaki patologije na EEG počitek so naslednje spremembe:

- desinhronizacija aktivnosti na vseh področjih možganov, izginotje ali pomembno zmanjšanje alfa ritma in prevladovanje beta aktivnosti visoke frekvence in nizke amplitude;

- hipersinhronizacija aktivnosti, ki se kaže v prevladi regularnih alfa, beta, theta ritmov previsoke amplitude;

- kršitev pravilnosti nihanja biopotencialov, ki se kaže v prisotnosti alfa, beta in theta ritmov, neenakomernih v trajanju in amplitudi, ki ne tvorijo pravilnega ritma;

- pojav posebnih oblik nihanja visokih amplitudnih potencialov - theta in delta valovi, vrhovi in ​​ostri valovi, paroksizmalni izpusti, običajno v sredini ali med zgornjo in srednjo tretjino katakrotične faze REG.

Reovazografija je metoda za preučevanje žilnega sistema z uporabo visokofrekvenčnega izmeničnega toka za določanje odpornosti delov telesa. V času pretoka krvi se upor poveča in zabeleži se krivulja, ki sovpada s sfigmogramom (snemanje impulzov), vendar se od slednjega razlikuje po obliki. V nevrološki praksi se pogosto pojavlja reovasografija okončin (z radikulitisom, nevritisom, nevralgijo, polinevitisom itd.).

Echoencephalography je pomembna metoda za diagnosticiranje volumetričnih procesov možganov (tumorji, ciste, epi- in subduralne hematome, abscesi) in temelji na principu ultrazvočne lokacije - kratki ultrazvočni impulzi, usmerjeni v možgane, se odbijejo od njegovih notranjih struktur in se zabeležijo.

Echoencephalogram (EchoEG) je pridobljen z echoencephalograph, opremljen s posebnim piezoelektrični senzor deluje v dvojnem načinu - oddajnik in sprejemnik ultrazvočnih impulzov zabeležena po vrnitvi na osciloskop zaslonu.

Ultrazvočni valovi, ki se širijo, se lahko odbijejo, absorbirajo in preidejo skozi različne medije.

V diagnostiki se uporabljajo naslednje lastnosti ultrazvočnih vibracij:

- ultrazvočne vibracije se širijo z različnimi hitrostmi, odvisno od fizikalnih lastnosti medijev;

- ultrazvok, ki prehaja skozi predmet, ki se preučuje, se delno odraža na vmesniku med mediji;

- Signal se lahko registrira, če odbojna površina tvori kot blizu ravne črte z usmeritvami ultrazvočnega snopa.

Signal (M-echo), ki se odbija od medialno lociranih struktur (III prekat, epifiza, transparentna particija, velik srp), ima praktični pomen pri diagnozi volumetričnih mas lobanjske votline (tumor, absces, hematom, cista). Običajno se M-odmev nahaja v srednji črti, njegovo odstopanje za več kot 2 ml pa pomeni patologijo.

Elektromiografija je metoda beleženja nihanj mišičnih biopotencialov za ocenjevanje stanja mišic in nevromotornega aparata v mirovanju, z aktivno sprostitvijo ter z refleksnimi in prostovoljnimi gibanji. S pomočjo elektromiografije je mogoče ugotoviti, ali je sprememba električne aktivnosti povezana z lezijo motornega nevrona ali sinaptičnih in suprasegmentalnih struktur.

Elektromiografski podatki se pogosto uporabljajo za pojasnitev aktualne diagnoze in objektivizacije patoloških ali restavratorskih procesov. Visoka občutljivost te metode, ki omogoča odkrivanje subkliničnih poškodb živčnega sistema, je še posebej dragocena.

V času funkcionalne aktivnosti živcev in mišic, izjemno šibka (od milijonte do tisočine volta), se pojavijo hitri (tisočink sekunde) in pogoste fluktuacije električnega potenciala.

Elektromiografija se pogosto uporablja ne le v nevrološki praksi, temveč tudi pri preučevanju poškodb drugih sistemov, kadar se pojavijo sekundarne motnje motoričnih funkcij (srčno-žilne, presnovne, endokrine bolezni).

2. Endokrina funkcija trebušne slinavke. Insulin in njegova vloga pri presnovi ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Diabetes

Endokrina funkcija trebušne slinavke

Človeška trebušna slinavka (lat. Páncreas) - organ prebavnega sistema; velika žleza s funkcijami eksokrine in notranje sekrecije.

Organska izločilna funkcija se doseže z izločanjem pankreasnega soka, ki vsebuje prebavne encime. Medtem ko proizvaja hormone, ima trebušna slinavka pomembno vlogo pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin.

Trebušna slinavka je glavni vir encimov za prebavo maščob, beljakovin in ogljikovih hidratov - predvsem tripsina in kimotripsina, pankreatične lipaze in amilaze. Glavna sekrecija duktalnih celic pankreasa vsebuje bikarbonatne ione, ki sodelujejo pri nevtralizaciji kislega želodčnega himra. Skrivnost trebušne slinavke se nabira v interlobularnih kanalih, ki se združijo z glavnim izločevalnim kanalom, ki se odpre v dvanajstnik.

Številne skupine celic, ki nimajo izločilnih kanalov, so razporejene med lobulami. Langerhansovi otočki. Celice otočkov delujejo kot endokrine žleze (endokrine žleze), ki sproščajo glukagon in insulin, hormone, ki uravnavajo presnovo ogljikovih hidratov, neposredno v krvni obtok. Ti hormoni imajo nasproten učinek: glukagon se poveča in insulin znižuje raven glukoze v krvi.

Proteolitični encimi se izločajo v lumen acinijev v obliki zimogenov (pro-encimov, neaktivnih oblik encimov) - tripsina in kimotripsinogena. Ko se sproščajo v črevo, so izpostavljeni enterokinazi, ki je prisotna v parietalni sluzi, ki aktivira tripsinogen in ga spremeni v tripsin. Prosti tripsin še naprej cepi preostanek tripsina in kimotripsinogena v njihove aktivne oblike. Oblikovanje encimov v neaktivni obliki je pomemben dejavnik, ki preprečuje encimsko poškodbo trebušne slinavke, ki jo pogosto opazimo pri pankreatitisu.

Hormonsko uravnavanje eksokrinih funkcij trebušne slinavke zagotavljajo gastrin, holcistokinin in sekretin - hormoni, ki jih proizvajajo želodčne in duodenumske celice kot odziv na raztezanje in izločanje pankreasnega soka.

Poškodba trebušne slinavke je resna nevarnost. Punkcija trebušne slinavke zahteva posebno nego pri izvajanju.

Človeška trebušna slinavka je podolgovata lobularna tvorba sivkasto-rožnate barve in se nahaja v trebušni votlini za želodcem, tesno ob dvanajstniku. Organ leži v zgornjem delu zadnje stene trebušne votline v retroperitonealnem prostoru, ki se nahaja prečno na ravni teles I-II ledvenih vretenc.

Trebušna slinavka vključuje eksokrini in endokrini del.

Endokrini del trebušne slinavke se oblikuje med akinimi pankreatičnimi otočki ali Langerhansovimi otočki.

Otoki so sestavljeni iz celic - insulocitov, med katerimi je na podlagi prisotnosti granul različnih fizikalnih, kemijskih in morfoloških lastnosti 5 glavnih tipov:

- beta celice, ki tvorijo insulin;

- alfa celice, ki proizvajajo glukagon;

- delta celice, ki tvorijo somatostatin;

- D1 celice, ki izločajo VIP;

- PP celice, ki proizvajajo pankreasni polipeptid.

Poleg tega je imunocitokemija in elektronska mikroskopija pokazala prisotnost neznatnega števila celic, ki vsebujejo gastrin, tiroliberin in somatoliberin v otočkih.

Otoki so kompaktni grozdi, ki jih je prodrla gosta mreža kapilarjev, razporejenih v grozde ali vrvice celic intrasekretorij. Celice so obdane s plasti kapilar iz otočkov, ki so v tesnem stiku s posodami; večina endokrinocitov je v stiku s žilami bodisi s citoplazmatskimi procesi bodisi neposredno ob njih.

Insulin in njegova vloga pri presnovi ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob

Insulin (iz latinščine Insula - otok) je peptidni hormon, ki nastane v beta celicah Langerhansovih otočkov trebušne slinavke.

Insulin ima večplasten učinek na presnovo v skoraj vseh tkivih. Glavni učinek insulina je zmanjšanje koncentracije glukoze v krvi.

Insulin poveča plazemsko prepustnost za glukozo, aktivira ključne glikolizne encime, spodbuja tvorbo glikogena v jetrih in mišicah iz glukoze in izboljša sintezo maščob in beljakovin. Poleg tega insulin zavira delovanje encimov in maščob, ki delijo glikogen. To pomeni, da ima insulin poleg anaboličnega učinka tudi antikatabolični učinek.

Kršitev izločanja insulina zaradi uničenja beta celic - absolutno pomanjkanje insulina - je ključni element pri patogenezi diabetesa tipa 1. Kršitev učinka insulina na tkivo - relativno pomanjkanje insulina - ima pomembno mesto pri razvoju sladkorne bolezni tipa 2. t

Glavna spodbuda za sintezo in sproščanje insulina je povečanje koncentracije glukoze v krvi.

Sinteza in sproščanje insulina je kompleksen proces, ki vključuje več korakov. Na začetku nastane neaktivni predhodnik hormona, ki se po nizu kemijskih transformacij v procesu zorenja spremeni v aktivno obliko.

Kakorkoli že, insulin vpliva na vse vrste presnove v telesu. Prvič, delovanje insulina zadeva izmenjavo ogljikovih hidratov. Glavni učinek insulina na presnovo ogljikovih hidratov je povezan s povečanim prenosom glukoze skozi celične membrane. Aktivacija insulinskega receptorja sproži intracelularni mehanizem, ki neposredno vpliva na pretok glukoze v celico z uravnavanjem količine in delovanja membranskih proteinov, ki prenašajo glukozo v celico.

V največji meri je transport glukoze v dveh vrstah tkiv odvisen od insulina: mišično tkivo (miociti) in maščobno tkivo (adipociti) - to je tako imenovano. insulin-odvisna tkiva. Skupaj s skoraj 2/3 celotne celične mase človeškega telesa opravljajo tako pomembne funkcije v telesu, kot so gibanje, dihanje, prekrvavitev itd., In shranjujejo energijo, ki se sprosti iz hrane.

Z medicinskega vidika je za diabetes mellitus značilna hiperglikemična glukozurija, to je prisotnost glukoze v urinu v ozadju njene povišane ravni v krvi. Bolezen je dobila ime po grški sladkorni bolezni, kar pomeni "sifon" (kar pomeni pretirano uriniranje); Opredelitev "sladkorja" poudarja razliko te bolezni od diabetes insipidus - redka bolezen, ki ni povezana z okvarjenim presnovo glukoze.

Nediabetična mellitus je posledica delne ali popolne nezmožnosti hipofize, da izloča antidiuretični hormon, ki vodi do sproščanja velike količine zelo razredčenega urina.

Pri diabetes mellitusu so poleg povišanih vrednosti sladkorja v krvi in ​​njegovega videza v urinu opažene tudi druge presnovne motnje. Tudi uporaba maščob in beljakovin v telesu se slabša. Vse to je posledica pomanjkanja hormona insulina ali nezadostne občutljivosti tkiva na to. Insulin se proizvaja v trebušni slinavki s posebnimi celicami, imenovanimi beta celice. Nahajajo se v posebnih celičnih grozdih - Langerhansovih otočkih. Insulin deluje na specifične molekularne strukture, receptorje lokalizirane na površini vseh celic v telesu, in jih aktivira, sproži procese, ki zagotavljajo vstop glukoze (sladkorja) v celice; stimulira tudi znotrajcelične mehanizme uporabe glukoze.

Če celice ne zaužijejo glukoze, se kopiči v krvi in, ko doseže določeno raven (običajno približno 180 mg v 100 ml polne krvi), začne prehajati skozi ledvične membrane in vstopa v urin.

Simptomi Povišana koncentracija glukoze v krvi in ​​njeno izločanje v urinu povzročata izgubo telesne teže, prekomerno uriniranje, konstanten občutek močne žeje in lakote.

Zmanjšanje telesne teže je sprva posledica dehidracije, potem pa telo začne kompenzirati pomanjkanje kalorij (izgubljeno z urinom v obliki glukoze) z uporabo maščobnih rezerv in tkivnih beljakovin (predvsem mišic). Zaradi pospešene razgradnje maščob se kopičijo ketonski telesi, končni produkti presnove maščob. Ker ketonski telesi vsebujejo keto kisline, to vodi do zakisljevanja notranjega telesa in razvoja diabetične ketoacidoze. V odsotnosti zdravljenja ketoacidoza povzroča utrujenost, zaspanost, slabost, bruhanje, stanje omamljanja in botre ter na koncu smrt.

Ker sladkorna bolezen ni ena sama bolezen, je bilo treba razviti njeno mednarodno klasifikacijo.

Sladkorna bolezen tipa I je sladkorna bolezen, odvisna od insulina, pri kateri obstaja resnična pomanjkljivost insulina. Ta tip sladkorne bolezni se imenuje tudi »mladostnik«, ker se najpogosteje pojavlja pri otrocih in mladostnikih, čeprav se lahko pojavi v vsaki starosti. Ima nagnjenost k razvoju ketoacidoze.

Sladkorna bolezen tipa II, najpogostejša oblika sladkorne bolezni, je sladkorna bolezen, ki ni odvisna od insulina. Pri tem tipu obstaja le relativno pomanjkanje insulina, t.j. hormon se še vedno izloča, vendar v nezadostnih količinah ali pa je občutljivost celic nanj nezadostna. Drugo ime za sladkorno bolezen tipa II je »sladkorna bolezen odraslih« (ker se pojavlja predvsem v odrasli dobi). Pri tej obliki bolezni se ketoacidoza redko razvije.

Znane so tudi druge vrste sladkorne bolezni, kot je noseča sladkorna bolezen, ki se lahko pojavi zaradi fiziološkega stresa med nosečnostjo.

Pri pojavu sladkorne bolezni imajo dedni dejavniki nedvomno vlogo, saj je ta bolezen navadno koncentrirana v nekaterih družinah. Vendar se ne podeduje sama bolezen, ampak le predispozicija za to. Sladkorna bolezen tipa I pri genetsko nagnjenih ljudeh se lahko razvije po virusni okužbi, pri sladkorni bolezni tipa II pri osebah z ustrezno genetsko nagnjenostjo pa se lahko razvijejo v ozadju takšnih fizioloških stresov, kot so debelost, nalezljive bolezni ali operacije. Sredi devetdesetih let je bila ugotovljena lokalizacija genov za občutljivost za obe vrsti sladkorne bolezni, vendar ostaja nejasno, kako so ti geni vključeni v razvoj bolezni.

Diagnoza in zdravljenje. Diabetes mellitus se zazna bodisi z običajno analizo urina ali krvi bodisi s pojavom značilnih simptomov, ko bolezen napreduje. Medicinska diagnoza se ugotovi, ko se patološko povišan krvni sladkor odkrije na prazen želodec in po zaužitju raztopine glukoze (test za toleranco glukoze).

Zdravljenje vključuje prehrano in telesno vadbo, pa tudi uvedbo insulina ali snovi, ki povečajo učinkovitost lastnega insulina v telesu. Pred odkritjem insulina, ki je nastal leta 1921, je bila prehrana edina metoda zdravljenja. Toda pri uporabi insulina je prehrana nujna, saj je potrebno paciente omejiti uživanje ogljikovih hidratov in visoko kalorične hrane.

Celična membrana ima tako kanale, skozi katere potekajo ioni in ima selektivno prepustnost; potencialni ioni so neenakomerno porazdeljeni na obeh straneh celične membrane.

Potencialno razliko med vzbujenimi in neizraženimi deli posameznih celic vedno označuje dejstvo, da je potencial vzbujenega dela celice manjši od potenciala neizraženega dela. Za tkivo je razlika v potencialu določena z vsoto potencialov posameznih celic.

Razlika električnih potencialov ima v nekaterih primerih zelo pomembno vlogo za vitalno aktivnost organizma (električna rampe), v drugih - za stranski učinek, ki je posledica biokemičnih transformacij.

Langerhansovi otočki trebušne slinavke delujejo kot endokrine žleze (endokrine žleze), ki sproščajo glukagon in insulin neposredno v krvni obtok - hormone, ki uravnavajo presnovo ogljikovih hidratov. Ti hormoni imajo nasproten učinek: glukagon se poveča in insulin znižuje raven krvnega sladkorja.

Insulin ima kompleksen in večplasten učinek na presnovo in energijo. Številni učinki insulina se uresničujejo z njegovo sposobnostjo, da deluje na delovanje številnih encimov.

Insulin je edini hormon, ki znižuje glukozo v krvi, saj se doseže z:

- povečano privzemanje glukoze in drugih snovi v celice;

- aktiviranje ključnih glikoliznih encimov;

- povečanje intenzivnosti sinteze glikogena - insulin prisili glukozo v shranjevanje v jetrih in mišičnih celicah s polimerizacijo v glikogen;

- zmanjšanje intenzivnosti glukoneogeneze - zmanjšanje nastajanja glukoze iz različnih snovi v jetrih.

1. Anzimirov V.L., Bazhenova A.P., Buharin V.A. Klinična kirurgija: Referenčni priročnik / Ed. Yu.M. Pantsireva. - M.: Medicine, 2000.

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

3. Klinična patofiziologija: Proc. priročnik za študente / diamanti V.A. - Ed. Tretja, revidirana in razširjena. - SPb: Državna medicinska univerza. I.P.Pavlova; Peter, 1999.

4. Klinična endokrinologija. Vodnik / N.T. Starkov. - 3. izdaja, pererab. in dodajte. - SPb.: Peter, 2002.

5. Maev I.V., Curly Yu.A. Bolezni trebušne slinavke. - M.: GEOTARMmedia, 2009.

6. Mihailov V.V. Osnove patološke fiziologije: vodnik za zdravnike. / Bm Sagalovich. - M.: Medicine, 2001.

7. Frenkel I.D., Pershin S.B. Diabetes in debelost. - M.: Kron-press, 2004.

8. Zasebna kirurgija: učbenik. / Ed. prof. M.I. Lytkina. - Leningrad: VMA. Kirov, 1990.

Regulacija izločanja trebušne slinavke.

Nastajanje insulina (kot tudi glukagona) uravnava raven glukoze v krvi. Povečanje glukoze v krvi po zaužitju velikih količin, pa tudi hiperglikemija, povezana z intenzivnim fizičnim delom in čustvi, poveča izločanje insulina. Nasprotno pa znižanje ravni glukoze v krvi zavira izločanje insulina, vendar poveča izločanje glukagona. Glukoza neposredno vpliva na pankreasne A in B celice.

Nastajanje insulina se med prebavo poveča in se na prazen želodec zmanjša. Povečano izločanje insulina med prebavo zagotavlja povečano tvorbo glikogena v jetrih in mišicah iz glukoze, ki v tem trenutku vstopa v kri iz črevesja.

Koncentracija insulina v krvi ni odvisna samo od intenzivnosti nastanka tega hormona, temveč tudi od stopnje njegovega uničenja. Inzulin uniči encim insulinaza, ki ga najdemo v jetrih in skeletnih mišicah. Najbolj aktiven je insulinaza jeter. Z enim pretokom skozi jetra lahko kri zlomi do 50% insulina, ki ga vsebuje. Inzulin ne more uničiti le insulin, ampak ga lahko tudi inaktivirajo njegovi antagonisti, prisotni v krvi. Eden od njih - sinalbumin - preprečuje delovanje insulina na prepustnost celičnih membran.

Raven glukoze v krvi, poleg insulina in glukagona, uravnava somatotropni hormon hipofize in tudi nadledvični hormoni.

Fiziologija nadledvičnih žlez.

Nadledvične žleze so sestavljene iz možganskih in kortikalnih snovi, ki se razlikujejo po strukturi in funkciji endokrinih žlez, ki sproščajo hormone, ki se močno razlikujejo.

Snov možganov nadledvičnih žlez.

Nadledvična medula je sestavljena iz kromafinskih celic. So pobarvane s kalijem dvukhromovokisly v rumeno-rjavo barvo, ki je bil razlog, da jih imenujemo chromaffin.

Kromafinske celice najdemo ne samo v medelu nadledvične žleze, temveč tudi v drugih delih telesa: na aorti, na mestu delitve karotide, med celicami simpatičnih ganglijev v medenici, včasih v debelini posameznih simpatičnih ganglij. Vse te celice sodijo v tako imenovani nadledvični sistem, saj v njegovi bližini nastajajo adrenalinske in fiziološko aktivne snovi.

Adrenalin in noradrenalin.

Adrenalinski hormon - adrenalinski hormon je derivat amino kisline tirozina. Nadledvična medula izloča noradrenalin, ki je neposreden predhodnik adrenalina med sintezo v celicah kromafinskega tkiva. Norepinefrin je mediator, ki ga sproščajo konci simpatičnih vlaken. Kemična struktura je demetilirani adrenalin; ima fiziološki učinek blizu slednjega.

Adrenalin in norepinefrin združujeta pod imenom "kateholamini". Imenujejo se tudi simpatomimetični amini, saj je delovanje adrenalina in noradrenalina na organe in tkiva podobno delovanju simpatičnih živcev. Simpatomimetične amine uničujejo encimi monoamin oksidaza in katehol-0-metiltransferaza.

Epinefrin vpliva na številne funkcije organizmov, vključno z intracelularnimi presnovnimi procesi. Izboljšuje razgradnjo glikogena in zmanjšuje njegovo oskrbo v mišicah in jetrih, saj je v tem smislu antagonist insulina, ki izboljša sintezo glikogena.

Pod vplivom adrenalina v mišicah se poveča glikogenoliza, ki jo spremlja glikoliza in oksidacija piruvičnih in mlečnih kislin. V jetrih glikogen tvori glukozo, ki nato prehaja v kri; Posledično se poveča količina glukoze v krvi (adrenalinska hiperglikemija). Posledica delovanja adrenalina je, prvič, uporaba glikogene rezerve mišic kot vira energije za njihovo delo, drugič, povečana dobava glukoze iz jeter v kri, ki jo lahko uporabljajo tudi mišice med aktivno aktivnostjo.

Adrenalin povzroča povečanje in povečanje srčnega utripa, izboljša učinkovitost vzburjenja v srcu. Adrenalin ima posebej izrazit pozitivni krono- in inotropni učinek na srce, če je srčna mišica oslabljena. Adrenalin zoži arteriole kože, trebušne organe in tiste, ki so v mirovanju. Adrenalin ne zožuje posode delovnih mišic.

Epinefrin oslabi krčenje želodca in tankega črevesa. Peristaltične in nihalne kontrakcije se zmanjšajo ali popolnoma ustavijo. Zmanjšuje tonus gladkih mišic želodca in črevesja. Bronhialne mišice pod delovanjem adrenalina se sprostijo, zaradi česar se lumni bronhijev in bronhioli širijo. Adrenalin povzroča zmanjšanje radialne mišice šarenice, zaradi česar se učenci razširijo. Uvedba adrenalina poveča zmogljivost skeletnih mišic (še posebej, če so bile že utrujene). Pod vplivom adrenalina se poveča razdražljivost receptorjev, zlasti mrežnice, slušnega in vestibularnega aparata. To izboljša zaznavanje zunanjih dražljajev v telesu.

Tako adrenalin povzroči nujno prestrukturiranje funkcij, ki so namenjene izboljšanju interakcije organizma z okoljem, izboljšanju učinkovitosti v izrednih razmerah.

Vpliv noradrenalina na delovanje telesa je podoben učinkom adrenalina, vendar ne povsem enak. Pri ljudeh norepinefrin poveča periferni žilni upor, pa tudi sistolični in diastolični tlak v večji meri kot adrenalin, kar vodi do povečanja samo sistoličnega tlaka. Adrenalin spodbuja izločanje hormonov sprednje hipofize, norepinefrin pa ne povzroča podobnega učinka.

7.3. Endokrina funkcija trebušne slinavke

Trebušna slinavka opravlja dve funkciji v telesu. Po eni strani izloča v lumen duodenuma encime in ione, ki so potrebni za prebavo hrane (eksokrina funkcija); po drugi strani pa je to endokrina tvorba - hormoni, ki sodelujejo pri regulaciji mnogih procesov v telesu, so sintetizirani v njenih otočkih.

Delež Langerhansovih otočkov predstavlja le 1-2% mase pankreasa. Sestavljeni so iz štirih tipov celic: celice A (ali α) proizvajajo glukagon, celice B (ali β) - inzulin, celice D (ali δ) - somatostatin in celice F, ki so v sledovih v žlezi, - pankreasni polipeptid.

Vsi hormoni imajo peptidno naravo in so oblikovani v obliki molekul prekurzorjev z visoko molekulsko maso. Nadaljnjo obdelavo izvedemo encimsko z uporabo specifičnih peptidaz po mehanizmu delne proteolize.

Insulin

To je polipeptid z dvema verigama. Veriga A vsebuje 21, in veriga B - 30 aminokislinskih ostankov. Molekula insulina ima tri disulfidne mostove: med cisteinskimi radikali A7 in B7, A20 in B19 ter med A6 in A11, ki so blizu prostora. Lokalizacija disulfidnih vezi je konstantna. Molekula ima aktivno središče, pri nastajanju katerega sodelujeta oba konca verige A in ostanki fenilalanina B24 in B25.

Insulini nekaterih živali in ljudi so po svoji primarni strukturi zelo podobni: govedo se od človeka razlikuje od treh aminokislin, svinjina pa le za eno. Te substitucije praktično ne vplivajo na njegovo biološko aktivnost in imajo zelo majhen učinek na antigenske lastnosti. Dokler se človeški inzulin ni naučil pridobivati ​​z metodami genskega inženiringa, so bile njegove goveje in prašičje uporabljene za terapevtske namene.

Glavni regulator izločanja insulina je glukoza, ki stimulira izražanje njegovega gena. Sintetizira se na ribosomih, povezanih z endoplazmatskim retikulumom (EPR), v obliki preprohormona - proteina z molekulsko maso 11.500 Da. Postopek se začne s konstrukcijo predfragmenta - signalnega peptida z 24 aminokislinskimi ostanki, ki usmerja novo molekulo v EPR rezervoar in se tam loči po zaključku oddaje. Rezultat je proinzulin z molekulsko maso 9.000 Da in vsebuje 86 aminokislinskih ostankov. Shematsko lahko njeno strukturo predstavimo kot filament, ki se začne z N-koncem: B-veriga - C-peptid (vezni peptid) - A-verigo.

Protein sprejme konformacijo, potrebno za tvorbo disulfidnih mostov, in vstopi v Golgijev aparat, kjer se pod delovanjem specifičnih proteaz razcepi na več mestih v zreli insulin in C-peptid, ki nima biološke aktivnosti. Obe snovi sta vključeni v sekrecijske granule, katerih zorenje se zgodi, ko se premikajo vzdolž citosola v smeri plazemske membrane. V tem času so molekule insulina kompleksirane z cinkovimi ioni v dimerje in heksamerje.

Z ustrezno stimulacijo se zrele zrnce zlijejo s citolemo, kjer se njihova vsebina vrže v zunajcelično tekočino. Ta proces je nestanoviten. Pojavi se s pomočjo presnovkov inozitol trifosfatov (I3F) in cAMP, ki spodbujajo sproščanje kalcijevih ionov iz znotrajceličnih organelov in aktivirajo mikrotubule kinaze in B-mikrofilamente. To povečuje njihovo občutljivost na Ca2 + in sposobnost zmanjševanja. Sinteza in sproščanje insulina torej niso strogo konjugirani procesi: prvi se aktivira z glukozo, drugi pa z kalcijevimi ioni in ko so pomanjkljivi, se upočasni tudi v pogojih hiperglikemije.

Izločanje hormona, ki ga povzroči povečanje koncentracije glukoze v krvi, se poveča z argininom, lizinom, ketonskimi telesi in maščobnimi kislinami, zavira pa jih hipoglikemija in somatostatin. Insulin v plazmi nima proteinskega nosilca, zato je njegovo razpolovno dobo od 3 do 10 minut. Njegov katabolizem se pojavlja v jetrih, ledvicah in posteljici. Vsebuje dva encimska sistema, ki ju uničita. Eden od njih je protein-kinaza, specifična za insulin, ki fosforilira hormon, drugi, glutation-inzulin transfedehidrogenaza, obnavlja disulfidne vezi. Verige A in B sta med seboj ločeni in hitro razpadata. Pri enem prehodu krvi skozi jetra, približno 50% insulina izgine iz plazme.

Ciljni organi - maščobno tkivo, skeletne mišice, jetra.

Vrsta sprejema - transmembrana. Insulinske receptorje z aktivnostjo protein kinaze najdemo v skoraj vseh tipih celic, vendar jih večina najdemo na membranah hepatocitov in adipocitov.

So dimeri, sestavljeni iz dveh glikoproteinskih protomerov (α in β), ki sta med seboj povezani v konfiguraciji α2 β2 z disulfidnimi mostovi. α - Podenote, ki se nahajajo zunaj plazmoleme, izvajajo prepoznavanje insulina. Citoplazmatski del β-podenote ima aktivnost tirozin-kinaze. Priključitev insulina na vezavno mesto a-podenote vključuje postopek avtofosforilacije tirozinskih ostankov β-podenot. To spremlja sprememba njihove specifičnosti substrata in pridobijo sposobnost aktiviranja nekaterih znotrajceličnih encimov s tirozinskimi hidroksi skupinami. Slednji sprožijo kaskado aktivacijskih reakcij drugih protein kinaz, vključno z beljakovinami, ki so vključene v proces transkripcije.

Inzulin z aktiviranjem ustrezne fosfataze lahko vpliva tudi na hitrost reakcij, ki se pojavijo v citosolu. Tako fosfataza tirozinske fosfoprotein defosforilira receptor in ga vrne v neaktivno stanje.

Fiziološki učinki insulina se lahko manifestirajo v nekaj sekundah ali minutah (transport snovi, fosforilacija in defosforilacija proteinov, aktivacija in inhibicija encimov) in trajajo več ur (sinteza DNA, RNA, rast celic).

Insulin poveča permeabilnost membran za aminokisline, K +, ione Ca2 +, nuzide in organske fosfate. Preboj glukoze skozi plazmolemus mišičnih in maščobnih celic se izvede z olajšano difuzijo ob sodelovanju nosilca GLUT-4. V odsotnosti insulina so glukotransporterji v citosolnih veziklih. Hormon pospešuje njihovo mobilizacijo na aktivno mesto plazemske membrane. Hitrost njegove fosforilacije in nadaljnje presnove je odvisna od hitrosti prenosa glukoze v celico. Ko se koncentracija insulina zmanjša, se glukotransporterji vrnejo v citosol in vnos energijskega substrata v celico upočasni.

Pri hepatocitih insulin ne olajša prenosa glukoze, ampak aktivira glukokinazo. Posledično ostane koncentracija proste glukoze v celicah zelo nizka, kar prispeva k pretoku novih količin s preprosto difuzijo. Hormon spodbuja uporabo monosaharidov v jetrih na različne načine: približno 50% se uporablja v procesih glikolize in pentozofosfatne poti, 30-40% se pretvori v maščobo, približno 10% se kopiči v obliki glikogena.

V jetrih insulin, ki deluje na glukokinazo (v mišicah - heksokinaza) in zavira glukozo-6-fosfatazo, zadrži glukozne estre v celici in se spremeni v glikolizo. Pospeševanje slednjega olajšuje hormonska aktivacija ključnih encimov, fosfruktokinaze in piruvat kinaze. Poleg tega insulin, ki stimulira fosfodiesterazo, hidrolizira cAMP, upočasni fosforilacijo glikogen fosforilaze in hkrati pospeši defosforilacijo glikogen sintaze, ki vrne svojo aktivnost. Hipoglikemični učinek hormona je posledica ne le pospeševanja uporabe glukoze-6-fosfata v glikolizi, PPP, sinteze glikogena, ampak tudi inhibicije GNG, ker insulin zavira transkripte, ki kodirajo sintezo njenih encimov.

Inzulin v jetrih in maščobnem tkivu upočasni razgradnjo triacilglicerolov in pospeši njihovo tvorbo. Zagotavlja celice s substrati za lipogenezo: aktivira procese pretvorbe glukoze v acetil-CoA in njegove oksidacijske reakcije vzdolž poti pentoza-fosfata z sproščanjem NADPH (substrati za proizvodnjo visokih maščobnih kislin), podpira normalno raven acetil-CoA-karboksilaze, ki je potrebna za proizvodnjo malonil-CoA in nadaljnje maščobne kisline. kisline, poveča intenzivnost pridobivanja DHAP v glicerol fosfatu (z uporabo glicerofosfat dehidrogenaze), stimulira glicerol fosfat aciltransferazo, ki dopolnjuje sestavljanje molekul TAG.

Poleg tega insulin v adipocitih inducira transkripcijo lipoproteinskih lipaznih genov in sintaze IVH, vendar zavira mobilizacijo maščob. Inaktivira hormonsko občutljivo TAG-lipazo in tako zmanjša koncentracijo prostih maščobnih kislin, ki krožijo v krvi. Celotni učinek hormona na presnovo maščob je torej aktivacija lipogeneze.

Insulin olajša vstop nevtralnih aminokislin v celice in njihovo kasnejšo vključitev v beljakovine maščobnega tkiva, jeter, skeletnih mišic in miokarda, vendar upočasni proteolizo tkiva, zavira aktivnost proteinaz in povzroči splošni anabolični učinek. Domneva se, da se njegov učinek v miocitih manifestira na ravni prevajanja. V zadnjih letih pa je bilo ugotovljeno, da regulira stopnjo transkripcije mRNA, ki sodeluje pri nastajanju različnih encimov, kot tudi albumin, rastni hormon in druge beljakovine. Učinek insulina na indukcijo gena je verjetno posledica njegove vloge v embriogenezi, diferenciaciji, rasti in delitvi celic.

Hyposecretion. Med endokrinimi boleznimi je sladkorna bolezen ena izmed prvih mest. Po definiciji SZO gre za skupino presnovnih bolezni, ki temeljijo na kronični hiperglikemiji, ki jo povzroča relativno ali absolutno pomanjkanje insulina zaradi delovanja genetskih in / ali eksogenih dejavnikov. Obstajata dve njegovi obliki.

Vzrok za razvoj sladkorne bolezni tipa 1 je uničenje celic B, ki so lahko posledica genetskih poškodb, avtoimunskih reakcij, vplivov na plod virusnih okužb (črne koze, rdečke, ošpic, endemičnih mumpsov, nekaterih adenovirusov) ter strupenih snovi, ki vsebujejo nitrozo, nitro in amino skupine. Praviloma je bolezen sprva neopažena, ko pa zaradi povečanega SRO umre približno 90% B-celic, je absolutna pomanjkljivost insulina, ki jo spremljajo hude presnovne motnje. Bolezen najpogosteje prizadene otroke in mladostnike, vendar se lahko pojavi v vsaki starosti.

Diabetes tipa 2 je posledica relativnega pomanjkanja insulina, ki je posledica počasnejše pretvorbe proinzulina v aktivno obliko, genetske napake v receptorjih ali beljakovinah, ki so znotrajcelični mediatorji insulinskega signala. Izzivalni dejavniki so debelost, slaba prehrana, sedeči način življenja, pogoste stresne motnje, ki spodbujajo povečanje izločanja kontraindularnih hormonov.

Mehanizem pomanjkanja insulina je prikazan na sliki 1.

Glavni simptom diabetesa mellitusa - hiperglikemija - je posledica zmanjšane penetracije glukoze v ciljne celice, počasne uporabe insulina odvisnih tkiv, aktivacije glukoneogeneze v jetrih. Ko vsebnost heksoze v krvni plazmi preseže ledvični prag (8-9 mmol / l), se pojavi glikozurija. Da bi preprečili rast osmotskega tlaka zaradi prisotnosti heksoze v urinu, se izločanje vode s pomočjo ledvic (poliurija) poveča, kar spremlja dehidracija, nato povečana žeja in prekomerna poraba vode (polidipsija). Izločanje glukoze v urinu vodi do znatne izgube kalorij, kar v kombinaciji z zmanjšanjem prepustnosti celic za energetske substrate spodbuja apetit (polifagijo).

Anatomija in fiziologija endokrinih pankreasa

21. januar v 12:15 3565

Trebušna slinavka se nahaja retroperitonealno, na ravni vretenc L1-L3, velikosti 10-20 x 5-10 x 3-5 cm in tehta približno 100 g. Endokrini del trebušne slinavke (PZHZH) predstavljajo Langerhansovi pankreatični otočki, ki so približno 1/100 mase celotne žleze. Otoki (skupno 1-2 milijona) so razpršeni po vseh delih PZHZH, več jih je v repnem delu. Otok ima premer približno 100-200 mikronov in je sestavljen iz 100-200 endokrinih celic. Endokrini del trebušne slinavke deluje v tesni fiziološki povezavi s posameznimi celicami gastrointestinalnega trakta (GIT) in drugimi organi. Glede na skupno maso endokrinih celic so endokrini del trebušne slinavke in črevesnih endokrinocitov največja "endokrina žleza" človeškega telesa. Glavni proizvodi izločanja Langerhansovih otočkov trebušne slinavke so insulin, glukagon, somatostatin in pankreasni polipeptid (tabela 1).