Схема 30.Участие инсулина и глюкагона в гомеостазе глюкозы

Таким образом, уровень глюкозы в крови в основном поддерживается секрецией инсулина и глюкагона. В период голодания или ограничения приема углеводов уже через 40-48 ч содержание глюкагона в крови возрастает на 50-100% по сравнению с его концентрацией натощак. Эти изменения в секреции глюкагона сопровождаются уменьшением концентрации в крови инсулина, в связи с чем соотношение уровней инсулина и глюкагона снижается до 0,4 (при нормальных условиях 3,0). Увеличение образования глюкагона приводит к повышению гликогенолиза и глюконеогенеза и уменьшению запасов гликогена. Снижение секреции инсулина стимулирует липолиз, а повышенная секреция глюкагона необходима для конверсии свободных жирных клеток в кетоновые тела. В нормальном состоянии при адекватной функции a- и b-клеток гипогликемия не развивается даже при длительном голодании.

Гипергликемия уменьшает секрецию глюкагона, однако механизм этого действия еще не установлен. Имеются предположения, что a-клетки содержат специфические глюкорецепторы, которые чувствительны к изменению уровня глюкозы в крови и при повышении его снижают образование и секрецию глюкагона. Не исключено, что это снижение секреции глюкагона при повышении уровня глюкозы опосредуется увеличенным образованием и высвобождением инсулина в ответ на повышенный уровень глюкозы в крови.

Прием или инфузия аминокислот также стимулирует высвобождение глюкагона, тогда как повышение концентрации свободных жирных кислот в крови снижает уровень глюкагона в плазме.

Большое влияние на секрецию глюкагона оказывают желудочно-кишечные гормоны. Так, гастрин, нейротензин и вещество Р, бомбензин, панкреозимин-холецистокинин, желудочный ингибиторный полипептид, вазоактивный кишечный полипептид усиливают продукцию глюкагона, а секретин угнетает его высвобождение.

В период стресса и длительной физической нагрузки отмечается повышение секреции глюкагона и снижение высвобождения инсулина.

Введение L-дофа повышает уровень глюкозы, инсулина и глюкагона у практически здоровых лиц, вероятно, посредством стимуляции дофаминергических рецепторов в гипоталамусе или a- и b-клеток в панкреатических островках, тогда как серотонин угнетает секреторную активность a-клеток.

Соматостатин. Впервые соматостатин был изолирован из гопоталамуса овец R. Guillemin с сотр. в 1973 г. Этот гипофизотропный гормон угнетает спонтанное высвобождение гормона роста из соматотрофов передней доли гипофиза. Выше была представлена характеристика гипоталамического гормона соматостатина и описан механизм его действия. Соматостатин, помимо гипоталамуса, вырабатывается также и в d-клетках островков Лангерганса. Эти клетки занимают промежуточное положение между a-клетками, расположенными по периферии островка, и b-клетками, которые сосредоточены в центральной части островка. d-Клетки выполняют уникальную (так называемую паракринную) функцию: осуществляют местное действие путем перехода (транспорта) гормонов непосредственно от клетки к клетке. Электронномикроскопические исследования выявили эти соединительные мостики между клетками, позволяющие гормонам с мол.м менее 800 D перемещаться из одной клетки в другую, возможно, без выхода гормона в межклеточное пространство.

Сомастотин угнетает секрецию инсулина и глюкагона у человека и животных. Высвобождение соматостатина стимулируется введением лейцина, аргинина, глюкозы, панкреозимин-холецистокинина, гастрина, желудочного ингибирующего полипептида, секретина и цАМФ. Норадреналин и диазоксид угнетают высвобождение соматостатина. Выше указывалось, что соматостатин при действии на желудочно-кишечный тракт угнетает высвобождение гастрина и гастринстимулированную секрецию соляной кислоты, высвобождение панкреозимин-холецистокинина, сокращения желчного пузыря, кишечную абсорбцию и скорость кровотока в сосудах желудочно-кишечного тракта.

Стимуляция соматостатина желудочно-кишечными гормонами и, наоборот, угнетение соматостатином их высвобождения по типу “обратной” связи позволяет осуществлять регулирование скорости всасывания питательных веществ из желудочно-кишечного тракта с учетом их качественного состава.

Поступление пищи в желудочно-кишечный тракт вызывает секрецию желудочно-кишечных гормонов (в частности, соматостатина), влияющих на деятельность a- и b-клеток островкового аппарата поджелудочной железы, функцинальная активность которых направлена на поддержание уровня глюкозы в крови в пределах нормы.

Изменение секреции соматостатина отмечается при некоторой патологии. Так, у мышей с ожирением и гипергликемией выявляется как снижение содержания соматоcтатина, так и уменьшение количества b-клеток в островках Лангерганса, и, наоборот, у больных, страдающих инсулинзависимым типом сахарного диабета, и у крыс при разрушении b-клеток стрептозотоцином d-клетки увеличены в объеме, что указывает на их повышенную функциональную активность.

Описаны опухоли островкового аппарата поджелудочной железы, состоящие из d-клеток (сомастотатиномы). Уровень инсулина и глюкагона в сыворотке крови больных с такими опухолями резко снижен: выявляется умеренный сахарный диабет без значительной гипергликемии и кетоза.

Панкреатический полипептид. Секретируется в РР-клетках островков Лангерганса, расположенных преимущественно по периферии островка, и представляет собой полипептид, состоящий из 36 аминокислотных остатков и имеющих мол.м. 4200 D. Гиперплазия клеток, секретирующих панкреатический полипептид, выявлена в поджелудочной железе лиц, страдающих инсулинзависимым сахарным диабетом. Реже такая гиперплазия обнаруживается в поджелудочной железе при инсулиннезависимом сахарном диабете.

Панкреатический полипептид стимулирует секрецию желудочного сока, однако угнетает его секрецию, стимулированную пентагастрином, является антагонистом холецистокинина и подавляет секрецию поджелудочной железы, стимулированную холецистокинином. Содержание панкреатического полипептида в сыворотке крови практически здоровых лиц натощак составляют около 80 пг/мл. В ответ на прием смешанной пищи отмечается характерная двухфазная кривая секреции панкреатического полипептида и уровень его в сыворотке крови увеличивается в 8-10 раз по сравнению с исходным. Прием глюкозы, жиров также сопровождается повышением концентрации панкреатического полипептида в крови, тогда как при внутривенном введении этих веществ секреция гормона не изменяется. Введение атропина или ваготомия блокируют секрецию панкреатического полипептида в ответ на прием пищи, и наоборот, стимуляция блуждающего нерва, а также введение гастрина, секретина или холецистокинина сопровождаются повышением уровня этого гормона в сыворотке крови. Эти данные позволяют считать, что в регуляции секреции панкреатического полипептида наряду с парасимпатической нервной системой принимают участие и желудочно-кишечные гормоны. Метаболические и функциональные аспекты действия панкреатического полипептида полностью еще не ясны. Повышение его секреции наблюдается при гормональноактивных опухолях поджелудочной железы (инсулинома, глюкагонома) при синдроме Вернера – Моррисона и гастриноме.