Гормони підшлункової залози

Підшлункова залоза виконує секреторні і інкреторні функції. Її гормонами є: інсулін, глюкагон, ліпокаїн і ваготонін. Гормони виробляються в основному в клітинах острівців Лангерганса, які складають близько 1% всієї маси залози. Їх число у людини досягає 200 000 – 1 500 000.

Інсулін. Відкриття інсуліну пов'язано із з'ясуванням причин цукрового діабету. Гормон відкрив Л.В. Соболєв у 1902 р. Ф. Бантінг і Ч. Бест у 1921 р. виділили його в чистому вигляді. Пізніше була встановлена структура інсуліну і був здійснений його синтез.

Хімічна природа. Молекула інсуліну складається з мономерів, які можуть між собою асоціювати, утворюючи частинки з молекулярною масою 12000 – 48000. Кожний мономер складається з двох ланцюгів, сполучених між собою дисульфідними зв'язками. Ланцюг А з N-кінця закінчується амінокислотою гліцином і містить 21 амінокислоту. Ланцюг В з N-кінцевою амінокислотою фенілаланіном складається з 30 амінокислот.

Інсуліни різних тварин відрізняються між собою залишками амінокислот в положеннях 8, 9 і 10 А-ланцюга.

Мономери інсуліну з'єднуються між собою в ди-, тетра-, гекса- і октомери атомом цинку через імідазольні залишки гістидина. В молекулі інсуліну в середньому міститься 0,3 – 0,6% Zn. Препарат інсуліну (його одержують із залози великої рогатої худоби) – це безбарвна речовина з температурою плавлення 233°С, добре розчиняється у воді.

Біосинтез. Інсулін синтезується в b-клітинах острівців Лангерганса з амінокислот. Спочатку утворюється проінсулін, що складається з 73 або 84 залишків амінокислот. Потім під впливом нейрогуморальних факторів у двох ділянках ланцюга молекули проінсуліна відбувається розрив і відокремлюється сполучаючий пептид. У результаті цього утворюється молекула інсуліну. Пептид містить 22 або 33 залишки амінокислот. Утворенню інсуліну з проінсуліна сприяє підвищення концентрації глюкози в крові.

Метаболізм. Гормон з b-клітин через синусоїдальні капіляри поступає в кровоносне русло. Тут він взаємодіє з a- і b-глобулінами і у вигляді комплексів з ними прямує до органів і тканин. Гормон діє нетривалий час, до 3 – 4 год. Потім інсулін інактивується ферментами, особливо, інсуліназою, яка міститься в багатьох органах. При однократному проходженні крові через печінку інактивується близько половини інсуліну, що міститься в ній.

Біологічна дія. Гормон впливає на вуглеводний, ліпідний, білковий і нуклеїновий обмін через ферментні системи. Основна функція інсуліну полягає в регуляції обміну вуглеводів. При недостатній кількості гормону виникає гіперглікемія і глюкозурія, що пов'язано зі зменшенням проникності клітинних мембран до глюкози, гальмуванням глюкокінази і глікогенсинтетази. Порушується діяльність пентозного циклу, а це негативно відображається на біосинтезі жирних кислот, оскільки немає належної кількості НАД∙Н₂. Наявність потрібної концентрації інсуліну забезпечує переважання синтезу білків і ліпідів над їх розпадом, відкладення в тканинах глікогену. Інсулін бере участь у біосинтезі клітинних мембран і стимулює з’єднання іРНК з рибосомами. Підвищення проникності мембран пов'язано із здатністю дисульфідних груп гормону взаємодіяти з сульфгідрильними групами мембран. Інсулін стимулює процеси клітинного дихання і його поєднання з фосфорилуванням.

Патологія. При недостатній кількості або відсутності в організмі інсуліну виникає цукровий діабет. Причиною хвороби можуть бути інфекція, токсикоз, панкреатит, пухлини гіпофіза та ін. Наступає загальна слабкість, схуднення, гіперглікемія, глюкозурія, поліурія (добова кількість сечі зростає в 3 – 5 разів), виникає діабетична катаракта, помутніння і виразка рогівки, кома і загибель.

Застосування. Препарати інсуліну (природні і синтетичні) застосовуються при лікуванні цукрового діабету, гепатитів, панкреатиту, отруєнь (наприклад, свинцем) та ін.

Глюкагон (гіперглікемічний чинник, ГГФ). Глюкагон був виділений з підшлункової залози як домішка до інсуліну.

Хімічна природа. Глюкагон – це поліпептид, що складається з 29 залишків 16 амінокислот, молекулярна маса – 3470, погано розчиняється у воді, ізоелектрична точка знаходиться в області рН = 7,5 – 8,5. Глюкагон має таку первинну структуру:

Гіс-Сер-Глу(NH₂)-Глі-Тре-Фен-Тре-Сер-Асп-Тир-Сер-Ліз-Тир-Ілей-Асп-Сер-Арг-

-Арг-Ала-Глу(NH₂)-Асп-Фен-Вал-Глу(NH₂)-Тир-Лей-Мет-Асп(NH₂)-Тре

Біосинтез. Гормон синтезується з амінокислот в a-клітинах острівців Лангерганса.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в кровоносну систему і розноситься по всьому організму, впливаючи на обмін речовин.

Біологічна дія. Гормон активує фосфорилазу печінки, ліпази тканин, разом з інсуліном утворює єдину систему регуляції вмісту глюкози в організмі. В цьому процесі бере участь функціональний аналог гормону – адреналін.

Патологія. Зустрічаються гіпо- і гіперпродукція глюкагона. Гіпопродукція викликається інфекційними і токсичними пошкодженнями a-клітин.

Застосування. Глюкагон застосовується при лікуванні хвороб, що викликають дегенерацію a-клітин. Препарат глюкагона володіє високою активністю – доза 0,7 мкг/кг живої маси збільшує вміст цукру крові на 50%. При підвищеній продукції глюкагона для його інактивації застосовують препарати бутаміда і надизана.

Ліпокаїн. Гормон був відкритий як речовина, яка запобігає ожирінню печінки. Одержують після екстракції з тканини підшлункової залози інсуліну.

Хімічна природа. За хімічною структурою ліпокаїн є поліпептидом. За фізичними властивостями гормон є аморфним порошком, жовтого кольору, розчинний у воді, з характерним запахом.

Біосинтез. Гормон синтезується з амінокислот у клітинах епітелію дрібних вивідних проток підшлункової залози.

Метаболізм. Гормон поступає в кровоносне русло, потім до органів і тканин. Виявляє біологічну дію, після чого інактивується ферментами. Продукти розпаду гормону використовуються тканинами, деякі (сечовина, вуглекислий газ, вода) видаляються з організму.

Біологічна дія. Ліпокаїн стимулює окислення жирів, жирних кислот і вихід їх з печінки в тканини, запобігає і усуває жирову інфільтрацію печінки, сприяє біосинтезу фосфатидів за наявності в раціоні ліпотропних факторів (холіна, метіоніна, казеїна).

Патологія. Секреція гормону порушується при панкреатиті, різних інфекційних хворобах, інтоксикаціях, пухлинах.

Застосування. Препарати гормону застосовуються при лікуванні цукрового діабету, гепатитів, жирової дистрофії печінки і цирозу, атеросклерозу, ліпоїдозів, гіперхолестеринемій та ін.

Ваготонін. Цей гормон підшлункової залози, отриманий з її екстракту, вивчений ще недостатньо. Передбачається, що гормон має білкову природу. Стимулює діяльність парасимпатичної нервової системи і, перш за все, блукаючого нерва – вагуса. Впливаючи на цей нерв, ваготонін затримує розпад глікогену до глюкози, чим і викликає зменшення вмісту цукру в крові. Стимулює процеси кровотворення. В молекулі ваготоніна міститься до 8% карнітина.