Причины кетоза и ацидоза. Влияние инсулина на обмен белка

Обновлено: 20.05.2024

Бывает так, что на вид здоровая корова теряет аппетит, худеет и буквально тает на глазах. Причиной могут быть распространенные заболевания - кетоз и ацидоз.

Михаил Варенников, независимый консультант в области молочного животноводства, г. Москва, кандидат биологических наук

Кетоз - это болезнь нарушения обмена веществ, сопровождающаяся накоплением в организме высокоудойной коровы кетоновых тел (бета-оксимасляная кислота, ацетоуксусная кислота, ацетон) при одновременном поражении органов эндокринной системы, печени, сердца, почек, аутоинтоксикацией организма и сопровождающаяся нарушениями воспроизводительной функции коров. Часто это заболевание приводит к преждевременной выбраковке животных, что снижает рентабельность отрасли, так как в первую очередь выбывают коровы-первотелки.

В среднем клиническая форма кетоза регистрируется у 5% новотельных коров, а субклиническая - у 40%. Нередко встречаются случаи, когда болезнь начинается у коровы в сухостойный период.

Приезжаешь на ферму, а там в сухостое коровы-красотки: блестящие, ребер не видать, кровь с молоком, по упитанности на 4 балла и выше. Директор хвастается, что хорошо кормит животных, но не понимает, что создает большую проблему. Такие коровы не выйдут на потенциальный пик лактации, среди них будет значительный процент трудных отёлов и выбраковки. У жирных животных есть тенденция к снижению поедаемости объемных кормов. Можно провести аналогию с человеком. Мы едим жирную пищу, например, сало. Съели два кусочка с хлебом и сыты. Желудок пустой, но сил на игры и веселье хватает. А если съедим тарелку капусты, через полчаса вновь наступит чувство голода. Так происходит, потому что жирные кислоты, поступающие из желудочно-кишечного тракта, выключают в мозгу центр голода.

Так и с жирной коровой. У нее лежит вкусный ароматный сенаж с энергетиками. Но она его есть не хочет, так как продукты расщепления собственной жировой клетчатки снижают аппетит. В итоге корова получает энергию из собственной подкожной клетчатки, компенсируя недостаточное поступление глюкозы из желудочно-кишечного тракта. Нарушается обмен веществ, в итоге возникает кетоз. Начинает работать принцип змеи, поедающей свой хвост - недостаточное поступление глюкозы заставляет снова обращаться к собственным жировым запасам. Вместо блестящего упитанного животного - пианино из ребер. При этом специалисты на ферме не понимают, что происходит с коровой.

Откуда берется ацидоз

Уйти в кетоз животное может через ацидоз. Самый ранний признак болезни - снижение аппетита у коровы. Рубец умеренно или сильно наполнен кормовыми массами. В его верхней части скапливается умеренное количество газов. Животное угнетено, передвигается неохотно. Кал жидкий, может быть понос, отмечается сокращение частоты жевательных движений. В тяжелых случаях животное не может стоять, лежит, положив голову на грудь. Учащенное дыхание и пульс.

Самая распространенная причина появления ацидоза - неправильный рацион. Погода в России не всегда позволяет заготовить энергетически насыщенные объемные корма. Из-за этого мы вынуждены придерживаться концентратного типа кормления. Но работа с концентратами - это искусство. Уровень концентратов по сухому веществу рациона не должен превышать 50%. Даже в супер продуктивных стадах 55-60% - это плохо.

Недавно я приехал в крупное хозяйство, а там коровы в ацидозе. Узнал у специалистов рацион. Говорят, что все хорошо: 40% концентратов по сухому веществу. Я стал детально рассматривать рацион и понял, что на одну корову в сутки приходится 33 кг концентратов. Ни одна новотельная корова столько не съест. В норме корова потребляет 3-4 кг сухого вещества в сутки на 100 кг живой массы. То есть животное весом 700 кг может съесть максимум 28 кг сухого вещества в сутки. Следовательно, в хозяйстве ориентируются на фактическую поедаемость объемных кормов, а доля концентратов остается неизменной.

Высокая доля комбикормов в рационах крупного рогатого скота сводит на нет основное преимущество отрасли - способность животных получать питательные вещества путем ферментации большого количества дешевой клетчатки. Хозяйство при этом несет огромные затраты на комбикорма и лечение, снижается продолжительность продуктивного использования животных, а следовательно, повышается себестоимость молока.

Помимо количества концентратов на возникновение ацидоза влияет множество других факторов: качество их помола, режим ввода в рацион, качество кормовой смеси, степень измельчения основных кормов.

Правильные траншеи

Очень часто даже хорошо законсервированные ямы с хорошим качественным силосом бывают опасны. Потому что корм из траншеи забирают неправильно, он закисляется. Важно соблюдать технологические нюансы.

Чаще всего корм из траншеи берут ковшом. Ни в коем случае нельзя поддевать массу снизу, поскольку пласт разрыхляется. Отбирать корм надо сверху вниз, чтобы наоборот прижимать массу. Зимой надо снимать с траншеи минимум 80 см в день, а летом - до метра в глубину.

Как бороться с ацидозами

Как правило, стратегия одна - нужно раскислять организм коровы. Для этого сейчас продаются разные буферы. Кто-то использует обычный мел, кто-то соду, которая должна быть в свободном доступе. Если у коров есть потребность, они подходят к емкости с содой и едят. Если нужды нет, коровы к нему вообще не подойдут.

На привязи работать сложнее.Если есть признаки ацидоза, можно давать по 150 гр соды в сутки. Но если ацидоза нет, такое количество соды может привести к другому нарушению обмена веществ - алкалозу. Поэтому в сомнительных случаях соду лучше заменить мелом.

Обязательно нужно восстановить микрофлору рубца. Сейчас в продаже есть различные пробиотики. Из них лучше брать сухие, потому что, как правило, это споровые формы, которые дольше сохраняются, к тому же их легче смешивать.

Ветеринарные мероприятия простые: даем общеукрепляющие стимулирующие препараты глюкозы, кальция, сульфат магния, можно выпаивать буферные смеси или просто содовый раствор (до 10% соды).

Профилактика и лечение кетоза

В первую неделю после отела необходимо измерить уровень кетоновых тел в крови. Сделать это можно с помощью обычного человеческого глюкометра. Если количество кетоновых тел увеличилось, превысило 0,6 милимоль на литр, то это должно вызвать подозрение.

Увидев такую картину, зоотехник должен добавить в рацион энергетики. А врач - работать с препаратами, которые содержат витамин В12, бутафосфан. За счет бутофосфана мы «включаем печку» и сжигаем кетоновые тела, активируем энергетический обмен. Витамин В12 поддерживает печень.

А у нас, как правило, кетоз лечат глюкозой, еще и 40-процентной. Наверное, у всех были такие случаи, когда вкалываешь 300-350 мл 40% глюкозы, корова начинает шататься, а через два-три часа погибает. Поэтому надо работать разбавленной 5-10-процентной глюкозой. Ее можно вводить 1,5-1,8 л.

Очень неплохо себя показывают препараты с кортикостероидами, они регулируют уровень глюкозы в крови. Курс лечения 3-5 дней.

Надо помнить, что ветеринарный врач - это крайнее звено. Он не решает проблему, а работает только с ее следствием. Если мы не выявили причин кетоза и не устранили его на ранней стадии, то помогут только святые молитвы и живая вода.

Причины кетоза и ацидоза. Влияние инсулина на обмен белка

Избыток массы тела и ожирение представляют одну из самых актуальных медико-социальных проблем современности. Это наиболее значимые факторы риска, вернее причина сердечно-сосудистой патологии, сахарного диабета и ряда других болезней и синдромов. Острота этой проблемы повсеместно нарастает в связи с общей тенденцией к старению населения, а во многих странах еще из-за низкого уровня жизни, что, как известно, негативно влияет на структуру питания и способствует ожирению. С точки зрения главных медицинских требований - безопасности и эффективности - наиболее приемлемым методом борьбы с ожирением является ограничение приема пищи . В этом плане лучшие результаты дает низкокалорийная белковосберегающая диета с энергетической ценностью порядка 800 ккал за сутки и содержанием белка не меньше 50 г [2,8]. Однако некоторые исследователи просматривают связь подобных диет с определенными нежелательными и даже опасными последствиями, такими как гипогликемия, гиперурикемия, гиперлипидемия, кардиоаритм.

Литература
1. Лукьянчиков В.С., Зефирова Г.С., Королевская Л.И. Неотложные со-
стояния эндокринно -метаболической природы. -Москва. СИП РИА : -
2003. - 340 стр.
2. Bistrian B.R., Sherman M., Young V. // The mechanism of nitrogen
sparing in fasting supplemented by protein and carbohydrate.
J.Clin.Endocr. Metab. -1981.-Vol. 53.- № 3. - P.874-878.
3. Davie M.W., Abraham R.R., Hewins B., Wynn V. // Changes in bone
and mus-cle constituents during dieting for obesity. Clin. Sci. -
1986.

Загрузка полнотекстовых версий журналов (PDF)

Список избранных статей по вашей специальности

Видеоконференции и многое другое

Загрузка полнотекстовых
версий журналов (PDF)

Список избранных статей
по вашей специальности

Видеоконференции
и многое другое

Данный информационный сайт предназначен исключительно для медицинских, фармацевтических и иных работников системы здравоохранения.

Информация не должна быть использована для замены непосредственной консультации с врачом и для принятия решения о применении продукции самостоятельно.

На основании вышесказанного, пожалуйста, подтвердите, что Вы являетесь действующим медицинским или фармацевтическим работником, либо иным работником системы здравоохранения.

Извините, но этот веб-сайт предназначен исключительно для специалистов здравоохранения.

Ацидоз

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.

Ацидоз: причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения.

Определение

Ацидоз - это смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону повышения кислотности.

Кислотами называют вещества, способные отдавать ион водорода (Н+), а основаниями - вещества, способные его принимать. Кислоты постоянно образуются в результате жизнедеятельности клеток организма и расщепляются с освобождением очень активных ионов водорода.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организма концентрация этих ионов должна поддерживаться в физиологических значениях, этой цели служат буферные и выделительные системы организма (легкие, почки, кишечник).

Так поддерживается кислотно-щелочное равновесие (баланс) - относительное постоянство концентрации водородных ионов во внутренних средах организма.

Соотношение положительно заряженных ионов водорода (Н+) и отрицательно заряженных гидроксильных ионов (ОН-) во внутренней среде организма определяет интенсивность окислительно-восстановительных процессов, синтез и расщепление белков, жиров и углеводов, активность ферментов, проницаемость мембран, чувствительность к гормональным стимулам и др. Это соотношение определяется показателем рН (водородным показателем). Кислотность или щёлочность раствора зависят от содержания в нем свободных ионов водорода и концентрации гидроксильных групп. Если концентрация Н+ больше концентрации ОН-, то мы говорим о том, что среда кислая. Если концентрация Н+ равна концентрации ОН-, то среда нейтральная, когда концентрация Н+ меньше концентрации ОН-, то это щелочная среда. Таким образом, при рН < 7,0 среда кислая, при рН = 7,0 - нейтральная, рН ˃ 7,0 свидетельствует о щелочной среде.

В физиологических условиях показатель рН крови колеблется в пределах 7,35-7,45. Даже незначительные нарушения этих границ могут иметь неприятные последствия, а рН менее 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.

Ведущую роль в поддержании кислотно-щелочного баланса крови играют буферные системы организма - растворы химических композиций, которые способны сглаживать изменения рН. Буфер состоит из основания и какой-нибудь слабой кислоты (слабыми считаются те кислоты, которые отдают не все ионы Н+ в раствор). Буферные системы крови - это первая «линия охраны», которая поддерживает рН при поступлении в кровь кислых или щелочных продуктов, пока те не будут выведены или использованы в метаболических процессах. Основные буферные системы организма - бикарбонатная, фосфатная, белковая и гемоглобиновая.

Буферные системы начинают действовать сразу же при изменении концентрации ионов водорода и способны устранить умеренные сдвиги кислотно-щелочного равновесия за 10-40 секунд.

Наряду с химическими буферными системами действуют органные механизмы компенсации - легкие, почки, желудочно-кишечный тракт. Для достижения эффекта им необходимо больше времени - от нескольких минут до нескольких часов. Так, например, легкие обеспечивают устранение или уменьшение сдвигов кислотно-щелочного равновесия путем изменения объема альвеолярной вентиляции в течение нескольких минут (увеличение вентиляции легких в 2 раза повышает рН крови примерно на 0,2, снижение вентиляции на 25% может уменьшить рН на 0,3-0,4). Почки могут увеличивать выведение (экскрецию) ионов Н+ и восстанавливать резерв гидрокарбонатной буферной системы крови. В печени осуществляется синтез белков крови, входящих в белковую буферную систему, образуется аммиак, способный нейтрализовать кислоты, а молочная кислота, которую многие органы и ткани не способны метаболизировать, превращается в нейтральные продукты и т.д.

Если буферные системы не справляются, происходит нарушение баланса. В зависимости от направленности сдвига рН крови выделяют ацидоз и алкалоз.

К симптомам ацидоза относят тошноту и рвоту, диарею, частое дыхание, головную боль, головокружение, нарушение сознания вплоть до комы, падение артериального давления, нарушения ритма сердца (от экстрасистолии до фибрилляции желудочков). Характерным признаком тяжелого метаболического ацидоза является медленное глубокое шумное дыхание или дыхание Куссмауля. Это симптом обычно наблюдается у пациентов в предтерминальном состоянии.

Разновидности ацидоза

По механизму развития нарушения кислотно-щелочного равновесия выделяют респираторный, метаболический и смешанный ацидоз, а по степени компенсации - компенсированный, субкомпенсированный и декомпенсированный.

Компенсированными считаются такие сдвиги, при которых рН капиллярной крови не отклоняется за пределы диапазона нормы - 7,35-7,45, но присутствуют изменения других показателей. При рН 7,3-7,26 ставится диагноз «субкомпенсированный ацидоз», а при рН от 7,18 до 6,8 - «декомпенсированный ацидоз».

Возможные причины ацидоза

Причиной развития ацидоза могут быть как эндогенные факторы (заболевания, нарушения работы физиологических систем поддержания равновесия), так и экзогенные (связанные с избыточным поступлением в организм веществ кислого характера - лекарств, токсичных средств, некоторых продуктов питания).

В основе респираторного ацидоза лежит гиповентиляция, в результате которой в организме накапливается избыток CO2, а в последующем - углекислоты. Респираторный ацидоз может стать следствием обструкции (закупорки) дыхательных путей, нарушения растяжимости легких, нарушения регуляции дыхания, повышенного образования углекислого газа или его избыточного поступления в организм с вдыхаемым воздухом (при работе в скафандре, на подводных лодках) или при нахождении большого количества людей в замкнутом пространстве (например, в шахте).

Метаболический ацидоз развивается в результате повышенной продукции кислот, сниженной экскреции (выведения) кислот и/или повышенной экскреции оснований. Причинами метаболического ацидоза являются гипоксия, нарушение кровообращения, голодание, сахарный диабет, тяжелые поражения печени и почек, длительная интенсивная физическая нагрузка, ожоги, воспаление, травма, кровопотеря, гипопротеинемия. Бикарбонат (буфер) выделяется в полость тонкого кишечника для осуществления пищеварения и обратно всасывается в нижних отделах желудочно-кишечного тракта или выводится с фекалиями. Любые патологии пищеварительного тракта (например, тяжелая диарея) могут привести выведению бикарбоната из организма в количествах, достаточных для развития метаболического ацидоза. Также потеря бикарбонатов может быть связана с почечной недостаточностью. Тяжелый метаболический ацидоз способен стать следствием всасывания случайно попавших в пищеварительный тракт кислых соединений (например, метанола).

Заболевания, при которых может развиться ацидоз

Наиболее частые причины респираторного ацидоза — бронхиальная астма, бронхит, эмфизема легких, аспирация инородного тела, пневмония, гемоторакс, ателектаз легкого, инфаркт легкого, парез диафрагмы. Энцефалиты, полиомиелит, расстройства мозгового кровообращения могут стать причиной нарушения регуляции дыхания. Повышенное образование эндогенного CO2 является следствием лихорадки, сепсиса, длительных судорог, может сопровождать тепловой удар.

Распространенной причиной метаболического ацидоза является тяжелая диарея, при которой большое количество ионов бикарбонатов выводится с фекалиями. Эта форма метаболического ацидоза особенно опасна, поскольку способна приводить к летальному исходу, особенно у детей в раннем возрасте.

Канальцевый ацидоз возникает при хронической почечной недостаточности, недостаточной секреции альдостерона (болезни Аддисона), других наследственных и приобретенных заболеваниях, которые нарушают функцию почечных канальцев.

При значительном нарушении функции почек снижается выделение кислот с мочой и снижается образование ионов бикарбонатов, что тоже может привести к метаболическому ацидозу.

Усиленная продукция кетокислот является одной из особенностей неконтролируемого или плохо контролируемого инсулинозависимого сахарного диабета (диабетический кетоацидоз).

К каким врачам обращаться при ацидозе

Острые нарушения кислотно-щелочного равновесия являются жизнеугрожающими состояниями, поэтому пациенты госпитализируются в стационар под наблюдение врача-реаниматолога. В случае хронического ацидоза необходима коррекция основного заболевания (например, заболевания легких или почек), поэтому наблюдение осуществляет врач-терапевт или врач-пульмонолог , кардиолог , нефролог, невролог , гастроэнтеролог .

Диагностика и обследования при ацидозе

Диагноз устанавливается на основании оценки содержания электролитов и газов крови. Для исследования кислотно-щелочного состояния используются специальные автоматические анализаторы.

Измеряются такие показатели как:

pH - концентрация ионов (активность) H+,
рCO2 - парциальное давление CO2 (в мм рт.ст.),
рO2 - парциальное давление O2 (в мм рт.ст.).

HCO3 - концентрация бикарбоната (в ммоль/л),
BE - избыток (или дефицит) оснований (в ммоль/л),
BB - сумма оснований всех буферных систем крови (в ммоль/л),
SBE - стандартный избыток оснований (в ммоль/л),
SBC - стандартный бикарбонат (в ммоль/л).

Необходимо также выполнить определенные исследования крови и мочи:

Синонимы: Общий анализ крови, ОАК. Full blood count, FBC, Complete blood count (CBC) with differential white blood cell count (CBC with diff), Hemogram. Краткое описание исследования Клинический анализ крови: общий.

Сахарный диабет (Diabetes, Diabetes mellitus)

Сахарный диабет: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.

Сахарный диабет (СД) - группа хронических эндокринных патологий, связанных с нарушением усвоения глюкозы, возникающих в результате абсолютной или относительной инсулиновой недостаточности.

Основное его клиническое проявление - длительная гипергликемия вследствие нарушения метаболизма глюкозы в организме.

Причины появления сахарного диабета

Этиологию или патогенез большинства типов СД упрощенно можно описать как нарушение чувствительности к инсулину или как нарушение секреции инсулина.

Инсулин — это гормон, регулирующий уровень содержания сахара в крови и синтезирующийся β-клетками поджелудочной железы - последовательно, в несколько этапов. При диабете поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина или организм не может эффективно использовать вырабатываемый ею инсулин. Физиологическим и наиболее важным стимулятором секреции инсулина является глюкоза. Практически во всех тканях организма инсулин влияет на обмен углеводов, жиров, белков и электролитов, увеличивая транспорт глюкозы, белка и других веществ через мембрану клетки. Эндогенный инсулин сначала поступает в печень и лишь затем, меньшая его часть, - в большой круг кровообращения и почки.

К инсулинозависимым тканям относится печень, мышцы и жировая ткань. В клетки этих тканей глюкоза может попасть только с помощью инсулина. Если в организме мало инсулина или клетки невосприимчивы к нему, то глюкоза остается в крови. К инсулиннезависимым тканям относится эндотелий сосудов, нервная ткань и хрусталик глаза.

Хроническая гипергликемия при сахарном диабете сопровождается повреждением, дисфункцией и недостаточностью различных органов, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов.

Классификация заболевания

По МКБ-10 сахарный диабет имеет кодировки Е10-Е14, однако классификация включает в себя еще 5 уточняющих диагнозов:

E10 - сахарный диабет I типа.
E11 - сахарный диабет II типа.
E12 - сахарный диабет, связанный с недостаточностью питания.
E13 - другие уточненные формы сахарного диабета.
E14 - сахарный диабет неуточненный.

с кетоацидозом (кетоацидотическая) или без него;
гиперосмолярная;
гипогликемическая.

кетоацидоза (ацидоза без упоминания о коме, кетоацидоза без упоминания о коме);
поражения почек (диабетическая нефропатия, интракапиллярный гломерулонефроз, синдром Киммельстила-Уилсона);
поражений глаз (диабетическая: катаракта, ретинопатия);
неврологических осложнений (амиотрофии, автономной невропатии, мононевропатии, полиневропатии);
нарушений периферического кровообращения (гангрена, язва);
других уточненных осложнений (диабетической артропатии и т.д.);
множественными осложнениями;
неуточненными осложнениями.

для определения тактики лечения;
для стимулирования исследования причин и механизмов развития заболевания;
для обеспечения основы для эпидемиологических исследований.

Наиболее распространенный тип, который определяется различной степенью дисфункции β-клеток и инсулинорезистентностью. СД II типа развивается у людей старшего возраста. Среди основных факторов риска его развития - несбалансированное питание, гиподинамия, избыточный вес, отягощенная наследственность.

Медленно латентно развивающийся иммуноопосредованный СД у взрослых, при котором дольше сохраняется функция β-клеток.
СД II типа со склонностью к кетозу и дефициту инсулина (не иммуноопосредованный). Абсолютная потребность в заместительной инсулинотерапии у этих больных может появляться и исчезать.

Моногенный СД связан с определенными мутациями гена, имеет несколько клинических проявлений, требующих различного лечения. Встречается в детском и молодом возрасте, имеет признаки тяжелой инсулинорезистентности без ожирения.
СД, связанный с заболеваниями и травмами экзокринной части поджелудочной железы.
СД, ассоциированный с эндокринопатиями (акромегалия, синдром Кушинга, глюкагонома, гипертиреоз и другие).
СД, индуцированный лекарственными препаратами или химическими веществами.
СД, развивающийся в исходе вирусных и бактериальных инфекций.
Необычные специфические формы иммуноопосредованного СД связаны с редкими иммунными заболеваниями. СД, диагностированный в первые 6 месяцев жизни, в большинстве случаев не является типичным аутоиммунным СД, а относится к так называемому неонатальному СД.
Другие генетические синдромы, иногда связанные с СД.
Неклассифицированный СД - должен использоваться временно, когда нет четкой диагностической категории в дебюте заболевания.

СД I типа или СД II типа, выявленные при беременности.
Гестационный СД - гипергликемия ниже диагностического порога СД.

Диабет I типа - инсулинозависимый. Заболевание является следствием тотальной инсулиновой недостаточности в организме и чаще всего обнаруживается у лиц молодого возраста. Инсулиновая недостаточность развивается стремительно и имеет классические клинические проявления:

частые обильные мочеиспускания;
постоянное чувство жажды;
потеря веса;
повышенный аппетит;
слабость;
частые головокружения;
помутнение зрения;
плохая заживляемость ран, гнойнички на коже.

Гестационный диабет проявляется гипергликемией с показателями глюкозы крови, которые превышают нормальные, однако не достигают диагностически значимых для постановки диагноза «Диабет».

Диагностика сахарного диабета

Диагностика включает в себя установление формы заболевания, оценку общего состояния организма пациента, выявление сопутствующих патологий.

При наличии оснований подозревать у пациента впервые выявленный сахарный диабет назначаются лабораторные методы обследования.

Синонимы: Анализ крови на гликированный гемоглобин. Glycohemoglobin; HbA1c; Hemoglobin A1c; A1c; HgbA1c; Hb1c. Краткая характеристика определяемого вещества Гликированный гемо�.

Поговорим про инсулин

Инсулин — это гормон поджелудочной железы, который главным образом воздействует на обмен веществ, причем в основном — на концентрацию глюкозы в крови. В своих тканях-мишенях он влияет как на мембранные, так и на внутриклеточные процессы. Некоторые из его эффектов перечислены в ниже.

Эффекты инсулина

Мембранные эффекты

Стимуляция транспорта глюкозы (и некоторых других моносахаридов)
Стимуляция транспорта аминокислот (особенно аргинина)
Стимуляция транспорта жирных кислот
Стимуляция поглощения клеткой К+ и Mg2+

Внутриклеточные эффекты

Стимуляции синтеза РНК и ДНК
Стимуляция синтеза белка
Усиленная стимуляция гликогенсинтазы (гликогенез)
Стимуляция глюкокиназы
Ингибирование глюкозо-6-фосфатазы
Стимуляция липогенеза
Ингибирование липолиза (ингибирование синтеза цАМФ)
Стимуляция синтеза жирных кислот
Активация Mg2+-стимулируемой Na+/K+-АТФазы

Механизм действия инсулина и влияние его на обмен

Инсулин и глюкоза

Попав в клетку, глюкоза быстро превращается в глюкозо-6-фосфат, поэтому ее внутриклеточная концентрация остается крайне низкой. Уровень глюкозы в артериальной крови в норме поддерживается в пределах 4-8 ммоль/л (72-144 мг/100 мл), так что по обе стороны клеточной мембраны всегда существует градиент ее концентраций. Несмотря на это, однако, простая диффузия обеспечивает поступление в большинство клеток лишь небольшого количества глюкозы, которого явно недостаточно для удовлетворения их метаболических потребностей (даже при возрастании концентрационного градиента, как это имеет место при высокой гипергликемии). В присутствии же инсулина проникновение декстрозы в клетки резко усиливается. Это действие инсулина проявляется лишь при наличии концентрационного градиента глюкозы, конкурентно ингибируется другими моносахаридами (например, галактозой) и следует кинетике насыщаемого процесса. Таким образом, гормон стимулирует процесс облегченной диффузии декстрозы, который осуществляется при участии чувствительных к гормону белковых транспортеров глюкозы (GLUT), расположенных на клеточной мембране. Эти транспортеры способны переносить глюкозу через клеточную мембрану в обоих направлениях, но ее поток зависит от концентрационного градиента, который направлен из внеклеточного пространства во внутриклеточное. В разных клетках найдены многочисленные GLUT, но инсулинозависимым является только один из этих белков — GLUT4, и именно он присутствует в мембранах клеток скелетных и сердечных мышц, а также жировой ткани.

Димерный рецептор инсулина и последствия инсулиновой активации тирозинкиназы (GLUT — транспортер глюкозы)

Некоторые ткани полностью удовлетворяют свои потребности в глюкозе за счет инсулиннезависимых механизмов. Например, в клетки печени и центральной нервной системы декстроза попадает с помощью инсулиннезависимых GLUT, и поглощение этими тканями зависит только от ее уровня в крови. Кроме того, мембрану эритроцитов, клеток почек и кишечника глюкоза пересекает вместе с ионами натрия, которые поступают в клетки путем пассивной диффузии по градиенту концентрации.

Регуляция продукции инсулина

Инсулин влияет и на внутриклеточные процессы обмена веществ. В печеночных и других клетках он стимулирует синтез гликогена, повышая активность гликогенсинтазы, что ускоряет включение гликозильных остатков в гликоген. Гормон поджелудочной железы повышает также активность печеночной глюкокиназы; этот фермент катализирует фосфорилирование глюкозы (с образованием глюкозо-6-фосфата). Одновременно гормон ингибирует печеночную фосфатазу, которая дефосфорилирует глюкозо-6-фосфат, с образованием свободной глюкозы. Такие изменения активности печеночных ферментов обусловливают снижение продукции декстрозы и наряду со стимуляцией поглощения ее периферическими клетками определяют гипогликемию, возникающее под влиянием инсулина. Возрастающая под действием последнего утилизация глюкозы в тканях обеспечивает сохранение запасов других внутриклеточных энергетических субстратов, таких как жиры и белки.

Белки и инсулин

Инсулин стимулирует не только активный транспорт аминокислот в периферические клетки, но и непосредственно синтез белка. Поскольку эти два эффекта могут не зависеть друг от друга, гормон влияет, очевидно, не только на клеточную мембрану, но и на внутриклеточные процессы. Стимуляции синтеза белка предшествует возрастание активности мРНК. Поскольку гормон с трудом проходит сквозь мембраны клеток, в механизме его ядерного эффекта должен принимать участие второй посредник. Синтез белка под действием инсулина усиливается и вследствие возрастания количества поступающих в клетку аминокислот. С другой стороны, возрастание утилизации глюкозы замедляет распад белка. Ускорение синтеза и замедление распада белка под влиянием гормона приводят к увеличению белковых запасов в интрацеллюлярном секторе.

Все эти эффекты определяют важнейшую роль инсулина в регуляции процессов роста и развития.

Инсулин и жир

Инсулин стимулирует поглощение и окисление глюкозы клетками жировой ткани. Он также стимулирует синтез липопротеиновой липазы в эндотелиальных клетках. Этот фермент катализирует гидролиз триглицеридов, связанных с липопротеинами крови, и способствует поступлению жирных кислот в адипоциты. Наряду с прямой стимуляцией липогенеза в печени и жировой ткани это приводит к увеличению запасов жира. Кроме того, инсулин ингибирует опосредуемый цАМФ липолиз, тормозя гормончувствительную внутриклеточную липопротеиновую липазу.

Инсулин и калий

Присутствие инсулина необходимо для поддержания внутриклеточной концентрации ионов калия; этот эффект, по всей вероятности, является следствием прямого влияния гормона на клеточную мембрану.

Читайте также: