39. Гормональный контроль уровня глюкозы в крови.

Норма уровня глюкозы в крови 3,3-5,5 ммоль/л.

Нервная регуляция концентрации глюкозы в крови выражается в положительном влиянии n.vagus на секрецию инсулина и тормозящем влиянии на этот процесс симпатической иннервации. Кроме этого, выделение адреналина в кровь подвержено симпатическим влияниям.

Основными факторами гормональной регуляции являются глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропный гормон с одной стороны, и инсулин с другой.

Инсулин является единственным гормоном организма, действие которого нацелено на снижение уровня глюкозы крови. При его влиянии глюкозу поглощают мышцы и жировая ткань. Все остальные гормоны увеличивают гликемию, влияя на печень.

Снижение глюкозы крови	Повышение глюкозы крови
Инсулин Повышение ГлюТ4-зависимого транспорта глюкозы в клетки Усиление синтеза гликогена Активация гликолиза и ЦТК Активация ПФП	Адреналин Активация гликогенолиза в печени Глюкагон Активация гликогенолиза в печени Стимуляция глюконеогенеза Глюкокортикоиды Усиление глюконеогенеза Уменьшение проницаемости мембран для глюкозы

Снижение концентрации глюкозы крови инсулином достигается следующими путями:

• переход глюкозы в клетки – активация белков-транспортеров ГлюТ4 на цитоплазматической мембране,

• вовлечение глюкозы в гликолиз – повышение синтеза глюкокиназы – фермента, получившего название "ловушка для глюкозы", стимуляция синтеза других ключевых ферментов гликолиза – фосфофруктокиназы, пируваткиназы,

• увеличение синтеза гликогена – активация гликогенсинтазы и стимуляция ее синтеза, что облегчает превращение излишков глюкозы в гликоген,

• активация пентозофосфатного пути – индукция синтеза глюкозо-6-фосфат- дегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы,

• усиление липогенеза – вовлечение глюкозы в синтез ТАГ.

Многие ткани совершенно нечувствительны к действию инсулина, их называют инсулиннезависимыми. К ним относятся нервная ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек, эндотелиоциты, семенники и эритроциты.

Глюкагон повышает содержание глюкозы крови:

• увеличивая мобилизацию гликогена через активацию гликогенфосфорилазы,

• стимулируя глюконеогенез – повышение работы ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.

Адреналин вызывает гипергликемию:

• активируя мобилизацию гликогена – стимуляция гликогенфосфорилазы,

Глюкокортикоиды повышают глюкозу крови

• за счет подавления перехода глюкозы в клетку,

• стимулируя глюконеогенез – увеличивают синтез ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.

40. Гормональный контроль уровня натрия в крови.

Во-первых, концентрация натрия определяет количество воды в организме, потому, что это основное осмотически активное вещество нашего тела, на долю хлорида натрия приходится 90% осмотической концентрации внутренней среды организма.

Во-вторых, количество жидкости в организме отражается на объеме циркулирующей крови (ОЦК), который в свою очередь определяет величину артериального давления.

От ОЦК зависит систолический объем (СО) сердца – в соответствии с основным законом сердца СО тем больше, чем больше крови возвращается к сердцу. Кроме того, увеличение ОЦК увеличивает сосудистый тонус, что связано со свойствами гладких мышц: сокращаться в ответ на растяжение. Поэтому, регуляция содержания натрия в организме определяет не только его концентрацию в крови, но и ОЦК и АД.

Нормальная концентрация натрия в крови составляет 140-150 ммоль/л, это одна из наиболее жестких констант в организме.

Уровень натрия в организме регулируется двумя системами с противоположными эффектами:

– натриуретическая – натриуретические пептиды

– антинатриуретическая – ренин-ангиотензин-альдостероновая.

Основная гуморальная система, регулирующая концентрацию натрия – антинатриуретическая ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Эта система функционально более мощная по сравнению с системой антагонистом, потому что эволюция позвоночных протекала в постоянной борьбе за соль, и только человек, получив неограниченный доступ к соли, расплачивается за это различными вариантами артериальной гипертензии благодаря высокой мощности антинатриуретической системы.

Количество выведенного из организма и задержанного натрия определяется работой почечных канальцев. Оценка уровня артериального давления и концентрации натрия в клубочках тоже происходит в почке – в юкстагломеруллярном аппарате.

Таким образом, в почке находится и рецепторная, и эффекторная части антинатриуретической системы.

Юкстагломерулярный аппарат почки

Результатов деятельности ренина является появление в плазме крови мощного биологически активного вещества – ангиотензина II.

Ренин – фермент, синтезируемый юкстагломерулярными клетками почечных афферентных артериол. Локализация юкстагломерулярных клеток делает их особенно чувствительными к изменениям кровяного давления, а также концентрации ионов Na+ и К+ в жидкости, протекающей через почечные канальцы.

Благодаря указанным свойствам любая комбинация факторов, вызывающая снижение объема жидкости (обезвоживание, падение кровяного давления, кровопотеря и др.) или снижение концентрации NaCl, стимулирует высвобождение ренина.

Ренин синтезируется и секретируется юкстагломерулярными клетками приносящей артериолы почечных клубочков в случаях:

1) снижения давления в приносящей артериоле – кровопотеря, снижение ОЦК, снижение системного артериального давления – снижение минутного объема крови, периферического сосудистого сопротивления,

2) активации симпатической нервной системы,

3) снижения концентрации натрия и повышении концентрации калия.

Подавляется секреция ренина предсердным натриуретическим фактором и АДГ (вазопрессином). Ангиотензин I превращается в биологически активный ангиотензин II под действие ангиотензин превращающего фермента (АПФ) преимущественно в сосудистой системе легких.

Основным субстратам, на который воздействует ренин, является ангиотензиноген– белок, входящий во фракцию альфа-2-глобулинов и синтезируемый в печени. Под воздействием глюкокортикоидов и эстрогенов синтез ангиотензиногена значительно возрастает. В результате действия ренина ангиотензиноген превращается в ангиотензин I. Это соединение обладает чрезвычайно слабым действием и существенного влияния на уровень кровяного давления не оказывает.

Ангиотензин I под воздействием так называемого ангиотензин превращающего фермента (АПФ) переходит в мощный сосудосуживающий фактор – ангиотензин II. АПФ является интегральным белком, расположенным преимущественно на мембране эндотелиальных клеток, эпителии, мононуклеарах, нервных окончаниях, клетках репродуктивных органов и др.

Ангиотензин II увеличивает кровяное давление, вызывая сужение артериол, и является самым сильнодействующим из известных вазоактивных агентов. Кроме того, он по механизму обратной связи тормозит образование и высвобождение ренина юкстагломерулярными клетками почки, что в конечном итоге должно восстанавливать нормальный уровень кровяного давления. Под воздействием ангиотензина II резко возрастает продукция основного минералокортикоида – альдостерона.

Основное назначение альдостерона сводится к задержке Na+ (за счет усиления его реабсорбции в почечных канальцах) и выделению К+и Н+(главным образом через почки).

Ангиотензин II способен связываться со специфическими рецепторами клубочковых клеток надпочечника. Содержание этих рецепторов во многом зависит от концентрации ионов К+. Так, если уровень К+ повышается, то возрастает число рецепторов к ангиотензину II в клубочковых клетках. При уменьшении концентрации ионов К+ отмечается прямо противоположный эффект.

У ангиотензин II несколько эффектов:

1. Стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола.

Активация синтеза происходит в два этапа: первый в течение нескольких минут - скачкообразное повышение секреции альдостерона, затем длительное повышение. Главное звено в увеличении синтеза альдостерона заключается в способности ангиотензина вовлекать холестерол в процесс синтеза индуцируя активность гидроксилирующих ферментов Р-450.

2. Стимулирует гладкую мускулатуру, особенно в сосудах, и особенно в артериолах. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола. В настоящее время это самый мощный эндогенный вазоконстриктор.

3. В ЦНС – стимулирует «солевой аппетит», формирует мотивацию жажды.

4. Потенцирует эффекты катехоламинов – механизм потенцирующего действия обусловлен его способностью увеличивать концентрацию внутриклеточного кальция.

Увеличение концентрации альдостерона в крови приводит к задержке натрия и воды в организме и восстановлению АД.

Альдостерон – гормон клубочковой зоны коры надпочечников.

Стимулы для выделения гормона (по значимости) 1 - повышение концентрации ангиотензина II в крови, 2 - повышение концентрации калия в плазме, 3 - снижение концентрации натрия в плазме, 4 - существенное повышение концентрации АКТГ, 5 - простагландин Е.

Основные эффекты альдостерон оказывает в дистальных канальцах нефронов. Основной эффект альдостерона – увеличение реабсорбции натрия. В результате, натрий задерживается и остается в организме, с ним задерживается эквивалентное количество воды, следовательно, сохраняется объем циркулирующей крови при его снижении, или угрозе кровопотери. Кроме того, альдостерон увеличивает секрецию калия и выведение его из организма, и секрецию водородных ионов.

Альдостерон, как стероидный гормон, оказывает свои эффекты, действуя на генетический аппарат клетки (рисунок).

Под действием альдостерона усиливается синтез м-РНК и, следовательно, белков в клетках-мишенях. Белков, синтез которых индуцируется под действием альдостерона, немного, и их грубо можно разделить на три класса.

1. Увеличивается количество пермеаз – переносчиков, облегчающих диффузию натрия. Этот эффект альдостерона очень быстрый и осуществляется в два этапа: сначала активируются уже имеющиеся переносчики и изменяются свойства клеточной мембраны (отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин), а затем активируется синтез новых молекул переносчиков.

2. Повышается активность окислительных ферментов митохондрий, следовательно, концентрации АТФ.

3. Синтезируются и встраиваются в мембрану клетки новые молекулы Na+K+ - АТФазы.

Таким образом, под действием альдостерона усиливается и облегчается транспорт натрия в клетку из просвета канальца и его активное выведение из клетки в интерстиций почки и затем в кровь. При этом активный транспорт натрия увеличивается и за счет количества молекул Na+K+ -АТФазы, и за счет повышения синтеза АТФ для этого активного процесса.

НУГ:

Растяжение предсердий → секреция НУГ → увел. экскреция натрия и воды

Растяжение предсердий → вагус → гипоталамус → уменьшение обр. АДГ → уменьш. реаб. воды