Внутрисекреторная функция поджелудочной железы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

Факультет Аграрный

Кафедра клинической ветеринарии

Реферат

По дисциплине физиология и этология животных

На тему: Внутрисекреторная функция поджелудочной железы

Автор работы:

Селиванова Екатерина Юрьевна

Преподаватель:

Сотникова Елена Дмитриевна

Москва 2013

Содержание:

1. Железы внутренней секреции и их гормоны

2. Механизм действия гормонов

3. Гормоны поджелудочной железы

4. Изменения в организме при нарушении внутрисекреторной функции поджелудочной железы

5. Регуляция внутренней секреции поджелудочной железы

Список литературы

1. Железы внутренней секреции и их гормоны

2. Механизм действия гормонов

Взаимодействие гормона с рецептором -- это обязательный начальный этап, который запускает целый каскад реакций, в результате которого гормон осуществляет свой физиологический эффект: например, повышение синтеза специфических белков-рецепторов, повышение синтеза гормона, сокращение гладкомышечных клеток и т.п. Рассмотрим более конкретно эти каскады.

1. Механизм действия стероидных гормонов.

Стероидные гормоны легко проникают внутрь клетки через поверхностную плазматическую мембрану в силу своей липофильности и взаимодействуют в цитозоле со специфическими рецепторами. В цитозоле образуется комплекс «гормон-рецептор», движущейся в ядро. В ядре комплекс распадается и гормон взаимодействует с ядерным хроматином. В результате этого происходит взаимодействие с ДНК, а затем -- индукция матричной РНК. В ряде случаев стероиды, например, стимулируют в одной клетке образования 100-150 тыс. молекул м РНК, в которых закодирована структура лишь 1-3 белков. Итак, первый этап действия стероидных гормонов -- активация транскрипции. Одновременно происходит активация РНК-полимеразы, осуществляющего синтез рибосомальной РНК (р-РНК). За счет этого образуется дополнительное количество рибосом, которые связываются с мембранами эндоплазматического ретикулума и образуют полисомы. Вследствие всего комплекса событий (транскрипции и трансляции) через 2-3 часа после воздействия стероида наблюдается усиленный синтез индуцированных белков. В одной клетке стероид влияет на синтез не более 5-7 белков. Известно также, что в одной и той же клетке стероид может вызвать индукцию синтеза одного белка и репрессию синтеза иного белка. Это происходит вследствие того, что рецепторы данного стероида неоднородны.

2. Механизм действия тиреоидных гормонов.

Рецепторы находятся в цитоплазме и в ядре. Тиреоидные гормоны (а точнее -- трийодтиронин, потому что тироксин должен отдать один атом йода и превратиться в трийодтиронин, прежде чем совершить свой эффект) связываются с ядерным хроматином и индуцируют синтез 10-12 белков -- это происходит за счет активации механизма транскрипции. Тиреоидные гормоны активируют синтез многих белков-ферментов, регуляторных белков-рецепторов. Тиреоидные гормоны индуцируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме, и активируют процессы энергообразования. Одновременно тиреоидные гормоны повышают транспорт аминокислот и глюкозы через мембраны клеток, усиливают доставку аминокислот в рибосомы для нужд синтеза белка.

3. Механизм действия белковых гормонов, катехоламинов, серотонина, гистамина.

Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, расположенными на поверхности клетки, а конечный эффект действия этих гормонов может быть -- сокращение, усиление ферментных процессов, например, гликогенолиз, повышение синтеза белка, повышение секреции и т.д. Во всех этих случаях лежит процесс фосфорилювания белков-регуляторов, перенос фосфатных групп от АТФ до гидроксильных групп серина, треонина, тирозина, белка. Этот процесс внутри клетки осуществляется при участии ферментов-протеинкиназы. Протеинкиназы -- это АТФ-фосфотрансферазы. Их много разновидностей, для каждого белка -- своя протеинкиназа. Например, для фосфорилазы, участвующей в расщеплении гликогена, протеинкиназа называется «киназа фосфорилазы».

3. Гормоны поджелудочной железы

Инсулин

Химическая структура инсулина была расшифрована группой Сэнгера (Sanger) в 1945-1955 гг., а в 1963 г. инсулин был получен синтетическим путем. Структура инсулина у разных видов животных сходна, но не идентична. Лангерганс обнаружил у низших позвоночных фолликулы, состоящие из клеток, которые, как позже выяснилось, синтезируют инсулин. Инсулин образуется также у некоторых морских звезд. Таким образом, очевидно, что он широко распространен в природе.

Рис.1. Схема биосинтеза инсулина в в-клетках островков Лангерганса. ЭР- эндоплазматический ретикулум. 1 - образование сигнального пептида; 2 - синтез препроинсулина; 3 - отщепление сигнального пептида; 4 - транспорт проинсулина в аппарат Гольджи; 5 - превращение проинсулина в инсулин и С-пептид и включение инсулина и С-пептида в секреторные гранулы; 6 - секреция инсулина и С-пептида

Синтезируется инсулин в виде одноцепочечной молекулы проинсулина, состоящей из 84 аминокислотных остатков. Под действием ферментов молекула проинсулина расщепляется с образованием A-цепи, состоящей примерно из 21 аминокислоты, и B-цепи, в которой около 30 аминокислот (точное число их может быть у разных животных различным). Цепи связаны между собой дисульфидными мостиками. Выяснение видовых различий в аминокислотных последовательностях полипептидных гормонов позволяет в известной мере понять, какие участки молекулы необходимы для биологической активности.

В плазме крови большая часть инсулина связана с белками -носителями. Период полураспада инсулина составляет 10-15 мин. Через воротную вену печени инсулин попадает в печень, где половина его разрушается. В тканях-мишенях инсулин попадает в печень, где половина его разрушается. В тканях мишенях инсулин прочно связывается с клетками, и это является необходимым условием его действия.

Инсулин непосредственно стимулирует систему, транспортирующую глюкозу через клеточную мембрану при участии переносчика, главным образом в мышечных клетках. Кроме того, инсулин тормозит избыточное расщепление гликогена (гликогенолиз) в печени и мышцах. Таким образом, он вызывает гипогликемический эффект, т.е. снижает уровень глюкозы в крови. Не следует, однако думать, что инсулин влияет только на углеводный обмен. Он стимулирует также липогенез, ускоряя поглощение и утилизацию глюкозы жировой тканью, подавляет липолиз. На поглощение жирных кислот инсулин не влияет, так как эти молекулы свободно проходят через мембраны. В то же время инсулин способствует проникновению в клетки аминокислот и стимулирует синтез белка. Таким образом, конечный эффект инсулина сводится к запасанию питательных веществ. Главным стимулом для секреции инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови, хотя такое же влияние оказывают и аминокислоты.

Глюкагон

Глюкагон-одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. По химическому строению он отличается от инсулина. Секретируется глюкагон бета-клетками островков Лангерганса; период полураспада в крови составляет около 10 минут.

Глюкагон главным образом повышает концентрацию глюкозы в крови. Этот эффект достигается путем усиления распада гликогена в печени, в результате которого уровень глюкозы в крови возрастает уже через 1-2 минуты. Кроме того, глюкагон стимулирует в печени глюконеогенез. Это процесс состоит в образовании новых молекул глюкозы из белков, аминокислот и пировиноградной кислоты; он протекает относительно медленно и приводит к увеличению концентрации глюкозы не раньше, чем через 30 мин после активации глюкагоном.

Помимо действия на углеводный обмен глюкагон стимулирует также липолиз в жировой ткани, ведущий к освобождению жирных кислот. Жирные кислоты поступают в печень и мышцы, где используются в качестве энергетического материала. Таким образом, глюкагон обеспечивает снабжение глюкозой тех органов, которым она абсолютно необходима, в первую очередь мозга, а также снабжение другим энергетическим материалом -- жирными кислотами -- тканей, которые могут обходиться без глюкозы. Наконец, в высоких концентрациях глюкагон стимулирует расщепление белков, вероятно высвобождая таким образом аминокислоты для глюконеогенеза в тех случаях, когда это абсолютно необходимо.

В целом эффект глюкагона противоположен эффекту инсулина, хотя есть процессы, на которые воздействует лишь какой-то один из этих гормонов. Так, например, глюкагон не оказывает никакого влияния на поглощение клетками глюкозы. Содержание двух гормонов в норме хорошо сбалансировано, благодаря чему возможна быстрая и очень тонкая регуляция метаболизма. Кажется вероятным, что глюкагон мягко стимулирует секрецию инсулина, обеспечивая постоянный основной уровень его в крови и предотвращая таким образом развитие сахарного диабета.

В двенадцатиперстной и тонкой кишке образуется гастроинтестинальный глюкагон, совершенно отличный от панкреатического глюкагона. Есть предположение, что присутствие глюкозы. в пищеварительном тракте вызывает выброс гастроинтестинального глюкагона. Последний поступает с кровью в бета-клетки поджелудочной железы и стимулирует секрецию инсулина. Таким образом, в тот момент, когда глюкоза поступает в кровь, в ней уже имеется инсулин, обеспечивающий ее депонирование.

Секреция панкреатического глюкагона регулируется уровнем глюкозы и, возможно, жирных кислот в крови. Гастроинтестинальный глюкагон может подавлять секрецию панкреатического глюкагона. В то же время другой гормон желудочно-кишечного тракта -- холецистокинин-панкреозимин, выделение которого стимулируется присутствием в пищеварительном тракте аминокислот, напротив, может усиливать секрецию панкреатического глюкагона.

4. Изменения в организме при нарушении внутрисекреторной функции поджелудочной железы

железа гормон секреция поджелудочный

В конечном счете роль инсулина и глюкагона сводится к поддержанию баланса между запасанием питательных веществ и их освобождением по мере надобности. Недостаточная секреция инсулина бета-клетками поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета -- заболевания, для которого характерно присутствие глюкозы в моче. Дефект может быть наследственным и проявляться в возрасте до 30 лет, но может развиваться и в более позднем возрасте в связи с прогрессирующей недостаточностью бета-клеток. Хотя первопричиной сахарного диабета является дефект бета-клеток или в некоторых случаях резистентность тканей к действию инсулина, заболевание сопровождается обширным поражением сосудов, и пока еще не доказано, что лечение диабета инсулином может снимать эти вторичные явления. От вторичных проявлений диабета страдает и умирает значительно больше людей, чем от прямых последствий инсулиновой недостаточности.

В норме концентрация глюкозы в крови человека относительно постоянна и составляет около 80 мг на 100 мл (4,5 ммоль/л), т. е. у каждого из нас в крови содержится примерно чайная ложка сахара, доступного для немедленного использования. При диабете инсулин либо совсем отсутствует, либо его очень мало; иногда бета-клетки слишком медленно отвечают на стимулирующее воздействие глюкозы. В результате, когда мы получаем сахар с пищей, концентрация глюкозы в крови повышается, так как нет достаточного количества инсулина, чтобы обеспечить ее депонирование. При концентрации глюкозы в крови более 180 мг на 100 мл (10 ммоль/л) ее уровень превышает так называемый почечный порог и глюкоза начинает выводиться с мочой; так возникает известный симптом -- появление сахара в моче. Сахарный диабет называют «голодом среди изобилия», поскольку ценная для организма глюкоза выбрасывается зря. Избыточная концентрация сахара в моче приводит к повышению диуреза, поэтому больные диабетом испытывают постоянное чувство жажды. Кроме того, при диабете бывает сильно повышен аппетит. Эти симптомы характерны для тяжелой формы диабета; но бывают разные формы заболевания, от легкой до очень тяжелой, и в зависимости от этого у больного могут быть все или только некоторые из упомянутых симптомов. Мы здесь рассмотрим те изменения, которые наблюдаются при полном отсутствии инсулина; в более слабой степени эти симптомы могут проявляться и при наличии некоторой его секреции.

В отсутствие инсулина глюкоза очень медленно проникает в клетки мышц и печени. Ho, поскольку этот гормон необходим для превращения глюкозы в гликоген, запасы гликогена быстро истощаются. Это было бы не слишком большой бедой, так как в пище обычно содержится достаточное количество жиров -- богатых источников энергии.

Однако для нормальной работы мозга абсолютно необходима глюкоза. Мозг расходует в день более 400 ккал (1680 кДж), т. е. 20% всей суточной нормы энергии, и в качестве источника этой энергии он использует только глюкозу. К счастью, для поглощения глюкозы нервными клетками инсулин не нужен.Однако для нормальной работы мозга абсолютно необходима глюкоза. Мозг расходует в день более 400 ккал (1680 кДж), т. е. 20% всей суточной нормы энергии, и в качестве источника этой энергии он использует только глюкозу. К счастью, для поглощения глюкозы нервными клетками инсулин не нужен.

Так как из-за отсутствия инсулина глюкоза теряется с мочой, в качестве источника энергии используется жировая ткань, и в кровь поступают жирные кислоты. Именно усиленный метаболизм жирных кислот приводит в конечном счете к развитию диабетической комы. При диабете обмен жирных кислот нарушен, вследствие чего образуются кетоновые тела; это они придают дыханию больных, страдающих кетозом, характерный запах «гнилых груш». Использование мозгом этого чуждого ему энергетического субстрата может привести к повреждению нервных клеток. К тому же кетоновые тела имеют кислый характер и снижают pH крови, что ведет к угнетению дыхания и повреждению нервной ткани. Помимо этого снижение pH крови при диабете в известной мере тормозит использование глюкозы мышцами. В конечном результате развивается диабетическая кома, которая при отсутствии лечения заканчивается смертью. На ранних стадиях заболевания введение глюкозы может маскировать симптомы болезни до тех пор, пока не разовьются слишком большие нарушения в мозгу.

К счастью, в настоящее время доступен очищенный инсулин. Поскольку это белок, его приходится вводить путем инъекций, а не через рот, так как в пищеварительном тракте он будет расщепляться протеолитическими ферментами. Обычно вводят смесь быстродействующего и пролонгированного препаратов инсулина, что позволяет контролировать обмен глюкозы в течение 8--12 ч. Это означает, что инсулин нужно вводить не менее двух раз в день. Однако не все больные диабетом нуждаются в инъекциях инсулина. Если в какой-то степени секреция инсулина сохранена, то нередко достаточно бывает соблюдать строгую диету или принимать лекарства, стимулирующие бета-клетки.

5. Регуляция внутренней секреции поджелудочной железы

Секреция ПЖ находится под контролем нервных и гуморальных механизмов. Начальную секрецию ПЖ вызывают вид, запах пищи и другие раздражители (условнорефлекторные сигналы), а также жевание и глотание (безусловнорефлекторные сигналы). При этом нервные сигналы, формирующиеся в рецепторах полости рта и глотки, достигают продолговатого мозга, и затем эфферентные влияния по волокнам блуждающего нерва поступают к железе и вызывают её секрецию.

У человека с фистулой ГПП выделение панкреатического сока начинается через 2--3 мин после того, как он увидел пищу или услышат о ней. Это пример условнорефлекторного пути возбуждения панкреатической секреции. Симпатические волокна, иннервирующие ПЖ, тормозят её секреторную активность и в то же время изменяют реактивность железы по отношению к другим воздействиям, усиливая синтез органических веществ.

Торможение панкреатической секреции происходит при раздражении многих чувствительных нервов, при болевых реакциях, во время сна, при напряжённой физической и умственной работе.

Для стимуляции панкреатической секреции прямые нервные влияния имеют меньшее значение, нежели гуморальные. Ведущее значение в гуморальной регуляции секреции ПЖ принадлежит желудочно-кишечным гормонам.

Большинство регуляторов секреции ферментов ПЖ действуют на рецепторы мембраны ацинарных клеток, расположенные на их базолатеральной поверхности. Выделяют рецепторы ХК, бомбезина, ацетилхолина, субстанции Р, ВИП, секретина.

Стимуляторы панкреатической секреции. ВИП и секретин стимулируют панкреатическую секрецию, активируя аденилатциклазу. Как и в других типах клеток, аденилатциклаза способствует образованию циклического аденозинмонофосфата, в результате чего протеинкиназа А, усиливающая секрецию панкреатического сока, богатого бикарбонатами, переходит в активную форму. Другие стимуляторы поджелудочной секреции (ХК, ацетилхолин, гастрин-рилизинг пептид, субстанция Р) действуют на специфические рецепторы, во внутриклеточной передаче сигнала от которых задействованы альтернативные вторичные мессенджеры.

Эти вещества повышают внутриклеточное содержание циклического гуанозинмонофосфата, что приводит к увеличению внутриклеточного содержания инозитолтрифосфата, диацилглицерола, арахидоновой кислоты и кальция. Эти промежуточные вещества-посредники активируют различные протеинкиназы, в результате этого повышается секреция ферментов. Данные, полученные в опытах на животных, свидетельствуют, что действие комбинации агонистов на различные мембранные рецепторы может вызывать синергический, но не суммарный (аддитивный) эффект. Например, ХК увеличивает секрецию бикарбонатов, стимулированную секретином, но секретин не повышает секреторный ответ на действие ХК.

Ингибиторы секреции поджелудочной железы. Различные вещества, ответственные за подавление панкреатической секреции, действуют по принципу отрицательной обратной связи во время и после приёма пищи.

Панкреатический полипептид (ПП) представляет собой пептидный гормон, образующийся в островках Лангерганса и подавляющий панкреатическую секрецию воды, бикарбонатов и ферментов. Концентрация ПП в плазме крови возрастает после мнимого кормления, после приёма пищи, после экспериментального закисления среды ДПК, а также при стимуляции блуждающего нерва, при действии ХК, секретина, ВИП. ПП может выступать как антагонист мускариновых рецепторов и способен ингибировать выделение ацетилхолина из постганглионарных нейронов ПЖ; его конечный эффект проявляется на уровне ацинарных клеток.

Пептид YY высвобождается в дистальной части подвздошной кишки и и толстой кишке в ответ на поступление пищи смешанного характера, по жиры, находящиеся в просвете кишки, в большей степени способны стимулировать его секрецию. Пептид YY уменьшает чувствительность ПЖ к действию секретина и ХК, возможно, за счёт уменьшения секреции ацетилхолина и норадреналина и ингибирования выделения ХК слизистой оболочкой ДПК.

Соматостатин ингибирует секрецию секретина слизистой оболочкой ДПК, а также уменьшает чувствительность к секретину рецепторных полей. Единственный эффект соматостатина -- снижение секреции ферментов и бикарбонатов ПЖ. Соматостатин синтезируют клетки слизистой оболочки желудка и кишечника, а также D-клетки островков Лангерганса. Его активность составляет только около 25% от активности гипоталамического соматостатина. Но только соматостатин, продуцируемый слизистой оболочкой тонкой кишки, оказывает угнетающее действие на секрецию ПЖ.

Выделение соматостатина происходит при участии автономной нервной системы в ответ на поступление жиров и аминокислот с пищей.

Соматостатин блокирует панкреатическую секрецию несколькими способами. Во-первых, он действует путём угнетения продукции стимулирующих пептидов (ХК). Во-вторых, посредством угнетающего воздействия на ЦНС и регулируя работу интрапанкреатических ганглиев, соматостатин ингибирует поступление ацетилхолина в пресинаптическую щель и, возможно, ингибирует выработку инсулина. Хотя рецепторы к соматостатину найдены также в ацинарных клетках, эти рецепторы скорее способствуют увеличению секреции, чем блокируют её.

Другие ингибиторы, представленные среди гормонов эндокринных клеток островков Лангерганса, включают панкреатический глюкагон и панкреастатин, а также нейропептиды: кальцнтонин-генерирующий пептид и энкефалины (табл. 1-3). Панкреатический глюкагон ингибирует секрецию ПЖ, стимулированную ХК, секретином или пищей; угнетает секрецию бикарбонатов, воды и ферментов. Панкреастатин ингибирует панкреатическую секрецию, тормозя высвобождение ацетилхолина эфферентными окончаниями блуждающего нерва. Кальцитонин-генерирующий пептид может проявлять свою активность через стимуляцию выделения соматостатина. Энкефалины и подобные им опиоиды снижают выделение секретина слизистой оболочкой ДПК и могут также ингибировать высвобождение ацетилхолина.

Список литературы:

1) А.И. Акаевский, Ю.Ф. Юдичев, С.Б. Селезнев Анатомия домашних животных, пятое издание, 2005;

2) Држевецкая И.А. Основы физиологии обмена веществ и эндокринной системы: Учеб. Пособие для биол. спец. ун-тов и ин-тов. - 2 изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа,1983;

3) Рябиков А.Я. Физиология желез внутренней секреции: Учеб. пособие для студентов по спец. Зоотехния и Ветеринария / Ом. гос. аграрн. ун-т, Ин-т вет. медицины Омск, 2000.

Размещено на Allbest.ru