Глюкагон является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. В противоположность инсулину он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза, подавления гликолиза и стимуляции глюконеогенеза в гепатоцитах печени. Глюкагон активирует липолиз, вызывает усиленное поступление жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии для их β-окисления и образования кетоновых тел. Глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.
Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, снижении уровня аминокислот, гастрином, холецистокинином, кортизолом, гормоном роста. Усиление секреции наблюдается при повышении активности СНС и стимуляции катехоламинами β-АР. Это имеет место при физической нагрузке, голодании.
Секреция глюкагона угнетается при гипергликемии, избытке жирных кислот и кетоновых тел в крови, а также под действием инсулина, соматостатина и секретина.
Нарушения эндокринной функции поджелудочной железы могут проявляться в виде недостаточной или избыточной секреции гормонов и приводить к резким нарушениям гомеостаза глюкозы — развитию гипер- или гипогликемии.
Гипергликемия - это повышение содержания глюкозы в крови. Она может быть острой и хронической.
Острая гипергликемия чаще всего является физиологической, так как обусловлена обычно поступлением глюкозы в кровь после еды. Ее продолжительность обычно не превышает 1-2 ч вследствие того, что гипергликемия подавляет выделение глюкагона и стимулирует секрецию инсулина. При увеличении содержания глюкозы в крови выше 10 ммоль/л, она начинает выводиться с мочой. Глюкоза является осмотически активным веществом, и ее избыток сопровождается повышением осмотического давления крови, что может привести к обезвоживанию клеток, развитию осмотического диуреза и потере электролитов.
Хроническая гипергликемия, при которой повышенный уровень глюкозы в крови сохраняется часы, сутки, недели и более, может вызывать повреждение многих тканей (в особенности кровеносных сосудов) и поэтому рассматривается как предпатологическое и (или) патологическое состояние. Она является характерным признаком целой группы заболеваний обмена веществ и нарушения функций эндокринных желез.
Одним из наиболее распространенных и тяжелых среди них является сахарный диабет (СД), которым страдают 5-6% населения. В экономически развитых странах число больных СД каждые 10-15 лет удваивается. Если СД развивается вследствие нарушения секреции инсулина β-клетками, то его называют сахарным диабетом 1-го типа — СД-1. Заболевание может развиться также и при понижении эффективности действия инсулина на клетки-мишени у людей старшего возраста, и его называют сахарный диабет 2-го типа- СД-2. При этом снижается чувствительность клеток-мишеней к действию инсулина, которая может сочетаться с нарушением секреторной функции р-клеток (выпадение 1-й фазы пищевой секреции).
Общим признаком СД-1 и СД-2 являются гипергликемия (повышение уровня глюкозы в венозной крови натощак выше 5,55 ммоль/л). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л и более, глюкоза появляется в моче. Она повышает осмотическое давление и объем конечной мочи и это сопровождается полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4-6 л/сут). У больного развивается жажда и повышенное потребление жидкостей (полидипсия) вследствие повышения осмотического давления крови и мочи. Гипергликемия (особенно при СД-1) часто сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот — оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел), что проявляется появлением характерного запаха выдыхаемого воздуха и (или) мочи, развитием ацидоза. В тяжелых случаях это может стать причиной нарушения функции ЦНС — развития диабетической комы, сопровождаемой потерей сознания и гибелью организма.
Избыточное содержание инсулина (например, при заместительной инсулинотерапии или стимуляции его секреции препаратами сульфанилмочевины) ведет к гипогликемии. Ее опасность состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для клеток мозга и при понижении ее концентрации или отсутствии нарушается работа мозга из-за нарушения функции, повреждения и (или) гибели нейронов. Если пониженный уровень глюкозы сохраняется достаточно долго, то может наступить смерть. Поэтому гипогликемия при снижении содержания глюкозы в крови менее 2,2-2,8 ммоль/л) рассматривается как состояние, при котором врач любой специальности должен оказать больному первую медицинскую помощь.
Гипогликемию принято делить на реактивную, возникающую после еды и натощак. Причиной реактивной гипогликемии является повышенная секреция инсулина после приема пищи при наследственном нарушении толерантности к сахарам (фруктозе или галактозе) или изменении чувствительности к аминокислоте лейцин, а также у больных с инсулиномой (опухолью β-клеток). Причинами гипогликемии натощак могут быть — недостаточность процессов гликогенолиза и (или) глюконеогенеза в печени и почках (например, при дефиците контринсулярных гормонов: глюкагона, катехоламинов, кортизола), избыточная утилизация глюкозы тканями, передозировка инсулина и др.
Гипогликемия проявляется двумя группами признаков. Состояние гипогликемии является для организма стрессом, в ответ на развитие которого повышается активность симпатоадреналовой системы, в крови возрастает уровень катехоламинов, которые вызывают тахикардию, мидриаз, дрожь, холодный пот, тошноту, ощущение сильного голода. Физиологическая значимость активации гипогликемией симпатоадреналовой системы заключается во включении в действие нейроэндокринных механизмов катехоламинов для быстрой мобилизации глюкозы в кровь и нормализации ее уровня. Вторая группа признаков гипогликемии связана с нарушением функции ЦНС. Они проявляются у человека снижением внимания, развитием головной боли, чувства страха, дезориентацией, нарушением сознания, судорогами, преходящими параличами, комой. Их развитие обусловлено резким недостатком энергетических субстратов в нейронах, которые не могут получать в достаточном количестве АТФ при недостатке глюкозы. Нейроны не располагают механизмами депонирования глюкозы в виде гликогена, подобно гепатоцитам или миоцитам.
Врач (в том числе стоматолог) должен быть готов к таким ситуациям и уметь оказать первую медицинскую помощь больным СД в случае гипогликемии. Прежде чем приступить к лечению зубов, необходимо выяснить, какими заболеваниями страдает пациент. При наличии у него СД надо расспросить пациента об его диете, используемых дозах инсулина и обычной физической нагрузке. Следует помнить, что стресс, испытываемый во время лечебной процедуры, является дополнительным риском развития гипогликемии у больного. Таким образом, врач-стоматолог должен иметь наготове сахар в любом виде — пакетики сахара, конфеты, сладкий сок или чай. При появлении у больного признаков гипогликемии, нужно немедленно прекратить лечебную процедуру и если больной в сознании, то дать ему сахар в любой форме через рот. Если состояние пациента ухудшается, следует незамедлительно принять меры для оказания эффективной врачебной помощи., Кортикостероиды (corticosteroids) [лат. cortex — кора, греч. stereos — твердый и eidos — вид] — гормоны позвоночных, вырабатываемые корой надпочечников и обладающие выраженным действием на водно-солевой, углеводный и белковый обмены. По химической природе — стероиды. Продуцируются только корой надпочечников и состоят из двух типов стероидных гормонов: глюкокортикоидов и минералокортикоидов.
Основные кортикостероиды — гидрокортизон, кортикостерон, альдостерон. Их продукция регулируется кортикотропин-рилизинг-гормоном (кортиколиберином), который секретируется клетками гипоталамуса и с кровью переносится через портальные сосуды к гипофизу, где вызывает секрецию адренокортикотропного гормона, а последний стимулирует секрецию кортикостероидов корой надпочечников.
Глюкокортикоиды обладают широким и разнообразным влиянием на обмен веществ и поскольку наиболее важный глюкокортикоид, кортизол, имеет гидроксильную группу в 17-положении, они иногда рассматриваются как 17-оксикортикостероиды. Глюкокортикоиды обладают выраженным противовоспалительным действием, вызывают инволюцию лимфоузлов итимуса и лимфопению. Высокая концентрация глюкокортикоидов в крови наблюдается пристрессе.
Минералокортикоиды регулируют электролитный баланс, стимулируя экскрецию калия и задержку натрия. Минералокортикоиды, такие как альдостерон, участвующие врегуляции электролитного обмена, не содержат кислородной функции при 17-углеродмом атоме и поэтому являются 17-дезоксикортикостероидами.
Прогестерон, наиболее важный прогестин, является промежуточным продуктом в биосинтезе многих стероидных гормонов. Кроме того, это главный стероидный продукт яичников и плаценты, который выполняет важную функцию в репродуктивных процессахотносительно незначительные различия в структуре стероидных гормонов могут оказывать существенное влияние на природу их биологической активности.
В настоящее время считают, что физиологические свойства кортикостероидной (и любой другой стероидной) молекулы определяются не столько наличием той или иной функциональной группы, сколько ее общей пространственной конфигурацией, зависящей от взаимодействия различных функциональных групп, и, следовательно, степенью стерического соответствия ее структуре связывающего места того или иного гормонального рецептора клетки.
С тех пор как в 1948 г. было показано, что кортизон оказывает выраженное противовоспалительное действие при ревматоидном артрите (Hench и соавт.), кортикостероиды стали применяться при тяжелой бронхиальной астме, хронических воспалительных иаутоиммунных заболеваниях. Несмотря на высокую эффективность кортикостероидов, их применение ограничено большим количеством тяжелых побочных эффектов. Несмотря на совершенствование технологии получения кортикостероидов с селективной - глюкокортикоидной или минералокортикоидной - активностью, современные синтетические глюкокортикоиды все же обладают миниралокортикоидными свойствами, поэтому даже в терапевтических дозах вызывают задержку натрия и экскрецию калия.
- Примерно 95% кортизола плазмы связано с транспортным белком - транскортином, но гормональной активностью обладает только несвязанный кортизол. Секреция кортизолаподчиняется суточному ритму: у детей в отсутствие стресса концентрация кортизола в сыворотке в 8:00 составляет обычно 11 плюс-минус 2,5 мкг%, а в 23:00 - 3,5 плюс-минус 0,15 мкг%. Суточный ритм секреции кортизола устанавливается к концу первого года жизни, поэтому у грудных детей он проявляется не столь четко.
- Для приблизительной оценки секреции глюкокортикоидов и их метаболитов (в том числе -секреции прегнантриола, основного производного 17-гидроксипрогестерона) можно измерять содержание 17-кетогенных стероидов в моче. К 17-кетогенным стероидам относятся 17-ГКС,кортолы, кортолоны и прегнантриол, превращающиеся в 17-кетостероиды после обработки мочи сильными окислителями. Более точный метод оценки секреции кортизола - определение содержания 17-ГКС в моче (так как оно соответствует общему содержанию кортизола и его непосредственного предшественника - 11-дезоксикортизола в сыворотке). Самый лучший способ оценки секреции кортизола - определение содержания свободного кортизола в моче, поскольку оно точно отражает уровень несвязанного гормона в крови. Метаболиты надпочечниковых андрогенов определяют в моче в виде 17-кетостероидов. При этом учитывают, что только 30% тестостерона экскретируется с мочой в виде 17-кетостероидов.
Гиперсекреция кортикостероидов может быть обусловлена:
- Избыточной секрецией АКТГ аденогипофизом.
- Эктопической секрецией АКТГ негипофизарными опухолями.
- Мелкоузелковой или узловой гиперплазией коры надпочечников.
- Аденомой надпочечников или злокачественным новообразованием надпочечников. В этих случаях имеет место либо изолированная гиперсекреция кортизола, альдостерона,надпочечниковых андрогенов или эстрогенов, либо одновременная гиперсекреция нескольких гормонов.
Клиническая картина, гормонально-метаболические сдвиги и тактика лечения зависят от того, какие именно кортикостероиды секретируются в избытке. Самая распространенная причина избытка кортикостероидов у детей - ВГКН. Опухоли коры надпочечников чаще встречаются у девочек и иногда сопровождаются гемигипертрофией, аномалиями мочевых путей и опухолями головного мозга. Избыток кортикостероидов может быть вызван и аутоиммунным заболеванием, например первичной мелкоузелковой дисплазией коры надпочечников (синдром Керни). Этот синдром наследуется аутосомно-доминантно и включает гиперпигментацию, множественные веснушки, миксому предсердий, шванномы.
Кортикостероиды находят применение в медицине в качестве лекарственных средств.
1.Тапбергенов С.О. Медицинская биохимия.- Астана, 2001.
2.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.- М., 2007.
3.Биохимия, под ред. Чл.-корр. РАН, проф. Е.С. Северина.- М., 2011
4. Строев Е.А. Биологическая химия. 1986, Москва,
5. Николаев А.Я. Биологическая химия. Москва, М., 2007
6. Комов В.П. Биохимия: учеб. Для вузов-М., 2008
7. Кухта В.К. Основы биохимии – М., 2007
8. Биохимия. Тесты и задачи: Учебное пособие для студентов медвузов,
под ред. Чл.-корр. РАН, проф. Е.С. Северина.- М.,2005.
9. Биохимия в вопросах и ответах. Под. Ред. чл.-корр. НАН РК, д.х.н.,
проф. С.М.Адекенова.-Алматы, 2011