Гормоны поджелудочной железы
Белые отростчатые эпидермоциты (островки Лангерганса) состоят из клеток трех типов:α-, β и γ -клеток. Среди них больше всего β-клеток (у собак около 75 %); они небольших размеров и имеют зернистую протоплазму.
Бета-клетки выделяют инсулин (от латинского слова insula — островок). Альфа-клетки островков вырабатывают гормон глюкагон.
По данным некоторых авторов, эпителии мелких протоков поджелудочной железы выделяет гормон липокаин. В экстрактах этой железы найдены еще два гормона — ваготонин и центропнеин.
Инсулин. Попытки извлечь из поджелудочной железы инсулин долгое время оставались тщетными, так как этот гормон является полипептидом и разрушается трипсином, содержащимся в ткани вырезанной из организма поджелудочной железы.
В 1902 г. Л. В. Соболев предложил два способа, позволяющих предотвратить разрушение инсулина. Один из этих способов состоит в том, что у животного перевязывают протоки поджелудочной железы за несколько дней до ее удаления. Это вызывает дегенерацию и гибель внешнесекреторного эпителия. Вследствие этого в железе не содержится более сока, который мог бы вызвать ферментативное расщепление инсулина. Второй способ состоит в том, что инсулин получают из поджелудочной железы эмбрионов, в которой еще не образуется пищеварительных ферментов. В 1922 г. Бантинг и Бест, применив первый из этих способов, получили активные препараты инсулина. Инсулин является лечебным средством при диабете. Он поддерживает жизнь не менее чем 30 млн. живущих на планете больных диабетом, причем 30—40% из них нуждаются в постоянном ежедневном введении инсулина.
Инсулин (полипептид) удалось синтезировать химическим путем. Это был первый белок, полученный синтетически вне организма. Инсулин, полученный из поджелудочной железы разных видов животных, различается расположением аминокислот в молекуле. Молекула инсулина не содержит цинка, однако способна связывать цинк; при этом эффект действия инсулина удлиняется и усиливается.
Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению со скоростью перехода глюкозы в клетки в среде, не содержащей инсулина.
Ферментативные реакции, приводящие к утилизации глюкозы, — фосфорилирование и окисление ее, а также образование гликогена протекают внутри клетки. Способствуя транспорту глюкозы внутрь клетки, инсулин тем самым обеспечивает ее утилизацию.
Вместе с тем он не оказывает влияния на утилизацию углеводов бесклеточными гомогенатами тканей (гомогенаты получают путем растирания клеток, при котором разрушаются клеточные мембраны), так как механизм влияния инсулина на углеводный обмен связан именно с действием его на проницаемость клеточной мембраны.
Увеличение транспорта глюкозы через мембраны мышечных волокон при действии инсулина способствует синтезу гликогена и накоплению его в мышечных волокнах. В клетках жировой ткани инсулин стимулирует образование жира из глюкозы.
Под влиянием инсулина возрастает проницаемость клеточной мембраны и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки. Инсулин стимулирует синтез информационной РНК и этим также способствует синтезу белков.
Мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина. Предполагают, что этот гормон действует непосредственно на углеводный обмен печеночных клеток, активируя синтез гликогена.
Возникающий после введения больших доз инсулина переход значительного количества глюкозы из плазмы крови внутрь клеток скелетной мускулатуры, сердечной мышцы, гладких мышц, молочной железы и некоторых других органов вызывает падение уровня глюкозы в крови и вследствие этого недостаточное поступление глюкозы в клетки нервной системы (на проницаемость которых инсулин не действует). Поэтому головной и спинной мозг начинает испытывать острый недостаток глюкозы, которая является основным источником энергии для нервных клеток. Когда содержание сахара в крови падает до 2,5 ммоль/л (45—50 мг%) возникает острое нарушение деятельности мозга — гипогликемическая кома. Появляются периодические приступы судорог, затем падение мышечного тонуса, понижение температуры тела, потеря сознания. Гипогликемическая кома может возникать даже под влиянием небольшой дозы инсулина, если он вводится натощак, когда глюкоза из пищеварительного тракта в кровь не поступает. Внутривенное введение раствора глюкозы немедленно купирует гипогликемическую кому.
Глюкагон. Второй гормон поджелудочной железы — глюкагон — выделяется а-клетками белых отростчатых эпидермоцитов. Глюкагон стимулирует внутри клетки переход неактивной фосфорилазы (фермента, принимающего участие в расщеплении гликогена с образованием глюкозы) в активную форму и тем самым усиливает расщепление гликогена (в печени, но не в мышцах), повышая уровень сахара в крови. Одновременно глюкагон стимулирует синтез гликогена в печени из аминокислот. Глюкагон тормозит синтез жирных кислот в печени, но активирует печеночную липазу, способствуя расщеплению жиров. Он стимулирует также расщепление жира в жировой ткани. Глюкагон повышает сократительную функцию миокарда, не влияя на его возбудимость.
