Как поддерживается уровень глюкозы в крови?

В крови здорового человека содержание глюкозы является показателем довольно стабильным, не зависящим от приема пищи, фазы активно­сти либо покоя и других физиологических состояний организма.

Воз­можные колебания концентрации глюкозы нивелируются центральной нервной системой и эндокринной системой, под контролем кото­рых находятся и органные механизмы стабилизации уровня глюкозы в крови.

Роль центральной нервной системы

В XIX веке Клод Бернар установил наличие сахарного цент­ра на дне четвертого желудочка продолговатого мозга, затем были установлены центробежные пути передачи из него возбуждения.

Схему центральной регуляции углеводного обмена можно представить следую­щим образом: понижение уровня глюкозы в крови сопровождается раз­дражением клеток «сахарного центра», которое передается по симпатической нервной системе к надпочечникам и вызывает повышенную про­дукцию адреналина. Последний активизирует фосфорилазу, фермент, расщепляющий гликоген в печени. Освобождающаяся глюкоза посту­пает в кровь и компенсирует состояние гипогликемии.

При повышении концентрации глюкозы в крови также возбуждается «сахарный центр», но импульсы при этом распространяются по пара­симпатическим нервным волокнам к поджелудочной железе, стимулируя секрецию инсулина. Он способствует внутриклеточной утилизации глюкозы, что приводит к снижению ее концентрации в крови.

Эндокринная регуляция

Наиболее выраженным влиянием на угле­водный обмен обладают гормоны поджелудочной железы и надпочечни­ков.

Поджелудочная железа секретирует инсулин и глюкагон.

Инсулин вырабатывается бета-клетками островков Лангерганса-Соболева поджелудочной железы. Это гормон белковой природы, состоящий из двух полипептидных цепей, структура которых расшифрована.

Инсулин — единственный гормон, снижающий уровень глюкозы в крови. Все дру­гие известные на сегодняшний день гормоны повышают концентрацию глюкозы в крови, то есть являются антагонистами инсулина.

Гипогликемический эффект действия инсулина реализуется, прежде всего, за счет активации им всех процессов утилизации глюкозы клетками:

— инсу­лин обеспечивает фосфорилирование глюкозы;

— способствует транспор­ту глюкозы через клеточную мембрану внутрь клетки;

— активирует про­цессы внутриклеточного расщепления глюкозы.

— инсулин активирует фермент гликоген-синтетазу, способствуя синтезу гликогена в печени;

— тормозит активность фермента липазы, расщепляющего жи­ры, и стимулирует переход глюкозы в жир;

— тормозит глюконеогенез — образование глюкозы из неуглеводов и, прежде всего, белков.

Избыток инсулина в крови нейтрализуется ферментом инсулиназой, который разрушает инсулин.

Глюкагон — вырабатывается альфа-клетками островкового аппарата под­желудочной железы. Также является гормоном белковой природы. По­вышает концентрациию глюкозы в крови, активируя фосфорилазу пече­ни, которая вызывает расщепление гликогена.

Гормоны надпочечников

Продуцируются корковым и мозговым сло­ем надпочечников. Гормоны коркового слоя — глюкокортикоиды (кортизол, кортизон, кортикостерон) повышают концентрацию глюкозы в крови путем активации глюконеогенеза.

Гормоны мозгового слоя — катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин, ДОФА) повышают уровень глюкозы в крови за счет расщепления гликогена в печени под влиянием активированной фосфорилазы.

Катехоламины, в отличие от глюкагона, активируют не только печеночную фосфорилазу, но и фосфорилазу мышц, хотя для эффекта гипергликемии это не имеет существенного значения, так как при рас­щеплении мышечного гликогена глюкоза в кровь не выделяется. Но из мышечного гликогена образуется молочная кислота, которая большей частью ресинтезируется в гликоген печени, восполняя, в известной мере, затраченные его количества при компенсации гипогликемии.