|
|
Основы биохимии. Том 2сфат гексокинада О пируват глюкоза крови ВНЕПЕЧЕНОЧНЫЕ ТКАНИ гексопиназа ГЛЮКОЗО-6-фосфат лактат,. гликогенные аминокислоты \ ацетил-СоА и т.Э. глюкоза мочи т ---пируват / \ ацетил-СоА-»- СО, . жирные кислоты, стероиВы и т.Э. мирные кислоты, стероиЭы ит.3. Рис. 15.10. Источники и пути превращения глюкозы в крови. 15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II 643 венников. Разнообразные пути использования глюкозы крови показаны на рис. 15.10. В норме не более чем следы глюкозы выделяются с мочой независимо от диеты. При различных аномальных условиях, однако, потеря глюкозы с мочой может быть настолько существенной, что приближается к суммарному количеству принятой с пищей глюкозы и дополнительной глюкозы, которая образовалась из глюкогенных компонентов пищи. Механизмы, обусловливающие глюкозурию, обсуждаются в гл. 35. 15.6.2. Факторы, влияющие на концентрацию глюкозы в крови Концентрация глюкозы в крови определяется относительными скоростями образования глюкозы из гликогена, аминокислот и других источников, всасывания глюкозы из кишечного тракта, утилизации глюкозы и потери глюкозы с мочой. Скорость удаления глюкозы из крови в известной степени зависит от содержания глюкозы во внеклеточных компартментах; чем выше концентрация глюкозы, тем быстрее совершается ее ассимиляция такими тканями, как печень и мышца. Сокращение мышцы сопровождается усиленным передвижением глюкозы в мышечные клетки даже при постоянстве внеклеточной концентрации глюкозы. Вероятно, это объясняется активизацией механизма, который ответственен в норме за облегченный транспорт глюкозы (разд. 11.3.2). При гипергликемии стимулируется образование продуктов превращения глюкозы, особенно гликогена и жирных кислот в печени и жировой ткани. Введение инсулина сопровождается быстрым снижением концентрации глюкозы в крови и усилением образования продуктов превращения глюкозы. Инсулин увеличивает скорость переноса глюкозы из внеклеточного компартмента во внутриклеточный (гл. 46). В результате снижается Km для транспорта глюкозы и одновременно возрастает Vmax. Синтез гликогена в мышцах и жирных кислот в печени и жировой ткани усиливается; приближение значения дыхательного коэффициента при голодании (разд. 11.1.3) к единице показывает, что более значительная часть выдыхаемой С02 происходит из глюкозы. Напротив, при сахарном диабете у животного, подвергнутого панкреатоэктомии, или у животного, отравленного аллоксаном (разд. 7.1.1), который преимущественно повреждает В-клетки поджелудочной железы, отчетливо выражена пониженная утилизация глюкозы. Концентрация глюкозы в крови имеет тенденцию к повышению до уровней, характерных для глюкозурии, и продукция гликогена снижается. Жирные кислоты синтезируются в печени и жировой ткани с субнормальными скоростями. Введением глюкозы не удается вызвать ни увеличения концентрации лактата в крови, ни приближения 644 III. МЕТАБОЛИЗМ к значению, свойственному не страдающему диабетом животному. Однако даже у животного с выраженным диабетом все же продолжается утилизация глюкозы, особенно в тканях мозга и миокарда, и, более того, скорость ее утилизации зависит от содержания глюкозы в крови. В этом смысле гипергликемию при диабете следует рассматривать как полезное приспособление, благоприятствующее ассимиляции глюкозы в организме, в котором из-за отсутствия инсулина в противном случае был бы чрезвычайно ограничен вход глюкозы в клетки. Тем не менее мышцы и печень диабетиков неспособны получать нормальное питание от их гипергликемической среды; эта ситуация получила меткое название «гибель среди изобилия». Многие последствия диабета напоминают эффект голодания, или более точно, лишения углеводов. Наиболее разительное отличие состоит в том, что страдающему диабетом субъекту свойственна гипергликемия, в то время как у голодающего концентрация глюкозы в крови может быть слегка ниже нормы. Гиперинсулинизм может возникать в связи с гиперплазией или неоплазией В-клеток островков Лангерганса. Ответ различных органов на инсулин чрезвычайно неодинаков. В то время как ассимиляция глюкозы крови мышечными клетками стимулируется при гиперинсулинизме, ничего подобного не происходит в мозге. Центральная нервная система, таким образом, оказывается в неблагоприятном положении в ее конкуренции с другими тканями за доступную глюкозу, и, когда содержание глюкозы в крови уменьшается, могут наступить нарушения деятельности центральной нервной системы и судороги. В то время как инсулин понижает концентрацию глюкозы в крови, действие по меньшей мере четырех групп гормонов направлено на повышение содержания глюкозы в крови. Аденогипофиз секретнрует вещества, которые, хотя бы внешне, ведут себя как антагонисты действия инсулина. Удаление гипофиза у животного, подвергнутого панкреатоэктомии, в значительной степени выправляет его нарушенный метаболизм (гл. 48). Животное, у которого был удален гипофиз, исключительно чувствительно к введенному инсулину, и эта чувствительность может быть изменена повторной инъекцией некоторых аденогипофизарных гормонов. Продолжительное введение этих гормонов, особенно соматотропина (гормон роста) и адренокортикотропина (гл. 49), вызывает устойчивую гипергликемию и в конце концов приводит к повреждению панкреатических В-клеток. Повреждение, которое может привести к хроническому диабету, связано, очевидно, с гипергликемией как таковой, поскольку подобное нарушение может быть обусловлено длительным и избыточным введением глюкозы. Глюкагон из поджелудочной железы и адреналин из мозгового слоя надпочечников способствуют увеличению уровня сахара в 15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II 645 крови путем освобождения глюкозы из печени. Адреналин быстро вызывает гипергликемию, иногда достаточную для превышения почечного порога, при котором сахар начинает выделяться с мочой. Некоторые адренокортикоидные стероиды (гл. 45) могут также вызывать гипергликемию, но их эффекты замедлены и не столь сильно выражены. Напротив, гипогликемия наблюдается у животных, подвергнутых удалению надпочечников, или у людей, страдающих болезнью Аддисона (гл. 45), если они вовремя не получают пищу. У гипертиреоидных животных проявляется слабый диабет при почти полном отсутствии гликогена в печени. Подъем концентрации глюкозы в крови может вызываться либо ее чрезмерной продукцией, либо пониженной утилизацией. Недостаточное использование глюкозы характерно для животного, либо испытывающего дефицит инсулина, либо в избытке выделяющего гипофизарные гормоны. Основной дефект заключается в неспособности глюкозы проходить через барьер мышечной и других клеточных мембран. Такая ситуация вызывает ряд вторичных явлений, которые приводят к усилению глюконеогенеза; это становится возможным благодаря увеличению активностей пируваткар-боксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы и фруктозодифос-фатазы — специальной группы ферментов, необходимых для синтеза глюкозы из пирувата (разд. 14.4). Причина возрастания активности — абсолютное увеличение количеств этих ферментов, синтез которых нуждается в присутствии адренокортикоидных гормонов и не происходит у животных с удаленными надпочечниками. Действительно, стероиды коры надпочечников, введенные здоровым животным, вызывают подобный синтез этих ферментов. В то же время адренокортикоидные гормоны вызывают изменения в микросомах печени, сопровождающиеся увеличением активности их глюкозо-6-фосфатазы, в результате чего образующийся из пирувата глюкозо-6-фосфат быстро гидролнзуется до глюкозы. Более того, путем ингибирования синтеза белка и усиления активности аминотрансфераз в печени гормоны надпочечников способствуют усилению притока аминокислот, попадающих в русло метаболизма через те пути, которые приводят к образованию пирувата; таким образом обеспечивается исходный материал для глюконеогенеза. Наконец, в печени, которая обычно подает глюкозу в кровяное русло, прекращается синтез жирных кислот из ацетил-СоА (разд. 17.6) частично из-за того, что пониженная концентрация фруктозодифосфата больше не стимулирует синтез малонил-СоА (разд. 17.6) и вместо этого жирные кислоты утилизируются в качестве главных субстратов окисления. Эти жирные кислоты происходят как из липидов печени, так и из липидов жировой ткани, в которой липолиз усиливается в отсутствие инсулина и при наличии как стероидов коры надпочечников, так и адренокор- 646 III. МЕТАБОЛИЗМ тикотропного гормона (гл. 48). В свою очередь это служит причиной увеличения продукции ацетил-СоА, необходимого для действия пируваткарбоксилазы, в результате которого обеспечивается генерация NADH и АТР; NADH требуется для восстановления 1,3-дифосфоглицерата в глицеральдегид-3-фосфат, а АТР расходуется на различных стадиях глюконеогенеза из пирувата (разд14.4). Заметим, что какой-либо источник NADH необходим, поскольку исходным материалом глюконеогенеза является пируват, а не лактат. Инсулин не только облегчает проникновение глюкозы в клетки, но также определенным образом оказывает подавляющее воздействие на синтез пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируваткар-боксикиназы и фруктозодифосфатазы (см. выше). В печени и жировой ткани, подвергнутых воздействию инсулина, обнаруживаются также повышенные количества глюкокиназы, отмечается увеличенная активность гликоген-синтазы, более интенсивное функционирование фосфоглюконатного пути, предлагающего NADPH для синтеза жирных кислот (разд. 14.8), и возросший синтез жирных кислот из глюкозы либо из пирувата. Инсулин также способствует синтезу белков из аминокислот (гл. 46), снижая таким образом приток глюконеогенных предшественников. Адреналин и глюкагон влияют на содержание глюкозы в крови, что в основном связано с их гликогенолитнческим действием (см. выше). Способ действия тиреоидных гормонов при увеличении концентрации глюкозы в крови неизвестен. 15.6.3. Толерантность к глюкозе Способность животного использовать вводимую глюкозу обозначают как толерантность к глюкозе. Когда глюкоза вводится (либо через рот, либо в вену), ее концентрация в крови быстро возрастает. В оральном тесте на толерантнос |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 |
Скачать книгу "Основы биохимии. Том 2" (8.40Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |