Глюкагон
Глюкагон представляет собой гормон полипептидной природы, выделяемый a-клетками поджелудочной железы. Основной функцией этого гормона является поддержание энергетического гомеостаза организма за счет мобилизации эндогенных энергетических ресурсов.
В состав полипептидной цепи глюкагона входит 29 аминокислотных остатков.
Основная часть глюкагона инактивируется в печени путем гидролитического отщепления 2 аминокислотных остатков с N-конца молекулы.
Секреция глюкагона a-клетками поджелудочной железы тормозится высоким уровнем глюкозы в крови, а также соматостатином, выделяемым D-клетками поджелудочной железы. Стимулируется секреция понижением концентрации глюкозы в крови, секрецию глюкагона стимулируют соматотропный гормон гипофиза, аргинин и Са2+.
Механизм действия гормона:
Рецепторы для гормона локализованы в наружной клеточной мембране. Образование гормонрецепторных комплексов сопровождается активацией аденилатциклазы и увеличением в клетках концентрации цАМФ, сопровождающимся активацией протеинкиназы и фосфорилированием белков с изменением функциональной активности последних.
Под действием глюкагона в гепатоцитах ускоряется мобилизация гликогена с выходом глюкозы в кровь.
Глюкагон активирует процесс глюконеогенеза в гепатоцитах: во-первых, он ускоряет расщепление белков в печени, а образующиеся аминокислоты используются как субстраты глюконеогенеза; во-вторых, увеличивается активность ряда ферментов, За счет активации глюконеогенеза также происходит увеличение поступления глюкозы в кровь. Ускорение использования аминокислот для глюконеогенеза сопровождается увеличением объема синтеза мочевины и увеличением количества мочевины, выводимого с мочой.
Глюкагон стимулирует липолиз в липоцитах, увеличивая тем самым поступление в кровь глицерола и высших жирных кислот. В печени гормон тормозит синтез жирных кислот и холестерола из ацетил-КоА, а накапливающийся ацетил-КоА используется для синтеза ацетоновых тел. Таким образом, глюкагон стимулирует кетогенез.
В почках глюкагон увеличивает клубочковую фильтрацию.
Инсулин
Относится к гормонам белковой природы. Он синтезируется b-клетками поджелудочной железы. Связывание инсулина с клетками-мишенями приводит к процессам, которые увеличивают скорость синтеза белка, а также накопление в клетках гликогена и липидов, являющихся резервом пластического и энергетического материала.
Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей - А-цепи и В-цепи. В состав А-цепи входит 21 аминокислотный остаток, в состав В-цепи - 30. Эти цепи связаны между собой двумя дисульфидными мостиками.
Синтез инсулина начинается на шероховатой ЭПС. На рибосомах образуется молекула препроинсулин, затем в цистернах – проинсулин. В комплексе Гольджи от нее отщипляется С-пептид и 4 дополнительных ак-остатка.
Главным физиологическим стимулом выделения инсулина из b-клеток в кровь является повышение содержания глюкозы в крови.
Секреция инсулина стимулируется рядом гормоном: соматотропин, кортизол, эстрогены, АКТГ и др. В свою очередь, адреналин, действуя через a-рецепторы, угнетает секрецию инсулина. Секреция инсулина угнетается соматостатином, выделяемым D-клетками поджелудочной железы.
Рецепторы для инсулина локализованы в наружной клеточной мембране. При взаимодействии инсулина с рецептором изменяется конформация рецептора; рецепторы, нагруженные инсулином, связываются друг с другом, образуя микроагрегаты, которые подвергаются интернализации - вместе с участком мембраны погружаются внутрь клетки; возникает какой-то сигнал, ответственный за формирование метаболического ответа клетки.
(при образовании гормон-рецепторного комплекса, происходит фосфорилирование одного или нескольких внутриклеточных белков, обуславливающих последующие многочисленные изменения клеточного метаболизма.)
1.Инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы.
2.Инсулин активирует окислительный распад глюкозы в клетках за счет повышения активности ряда ферментов.
3.Инсулин ингибирует распад гликогена и активирует его синтез в гепатоцитах.
4.Инсулин стимулирует превращение глюкозы в резервные триглицериды.
5.Инсулин ингибирует глюконеогенез, снижая активность некоторых ферментов глюконеогенеза за счет снижения концентрации цАМФ в клетках и уменьшая количество фосфоенолпируваткарбоксикиназы.
Влияние инсулина на обмен липидов складывается из ингибирования липолиза в липоцитах за счет дефосфорилирования триацилглицероллипазы и стимуляции липогенеза. В основе стимуляции липогенеза лежит ускорение поступления глюкозы в липоциты и ее расщепления с образование ацетил-КоА и фосфодигидроксиацетона - субстратов для синтеза высших жирных кислот и триглицеридов; кроме того, инсулин стимулирует синтез фермента ацетил-КоА-карбоксилазы, ключевого фермента синтеза высших жирных кислот.
Инсулин оказывает анаболическое действие на обмен белков: он стимулирует поступление аминокислот в клетки, стимулирует транскрипцию многих генов и стимулирует, соответственно, синтез многих белков, как внутриклеточных, так и внеклеточных.
Инсулин стимулирует пролиферацию и рост многих клеток, однако биохимические механизмы, лежащие в основе этих эффектов, не выяснены, возможно, этот эффект связан с анаболическим действием гормона.
При недостаточности инсулина или устойчивости к его действию развивается сахарный диабет.