кислую сторону активирует фосфатазы, разрушающие фосфат кальция. Освободившийся Са2+ образует водорастворимые цитраты, которые вымываются с кровью из костной ткани, способствуя резорбции остеокластов. Кроме того, ПТГ усиливает транспорт ионов кальция в плаценту и молоко, а также увеличивает абсорбцию кальция в тонком кишечнике совместно с 1,25-дигидроксихолекальциферолом.
Прямым эффектом паратгормона является и остеолиз. При снижении уровня кальция в крови усиливается секреция паратгормона, что приводит к выходу кальция и фосфора из костной ткани в кровь. Напротив, увеличение концентрации кальция в крови блокирует выделение паратгормона.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа у крупного рогатого скота находится в брыжейке вдоль двенадцатиперстной кишки, ее масса порядка 350–500 г. Железа осуществляет внешнюю и внутреннюю секрецию. Большая ее часть (около 95%) выполняет экзокринную функцию, которая заключается в образовании и выделении в просвет кишечника различных пищеварительных ферментов. Внутрисекреторная часть железы представлена островками Лангерганса, в которых существует несколько типов клеток. α-клетки продуцируют глюкагон, β-клетки – инсулин, δ-клетки – соматостатин, G-клетки – гастрин, F-клетки – панкреатический полипептид. Имеются данные, что эндокринное действие в поджелудочной железе осуществляют около 2,5 тыс. клеток (О. V. Sjaastad et al., 2003). По данным этих авторов, наибольшим числом из них представлены β-клетки (порядка 60–70%), на втором месте по численности α-клетки (20–25%). На долю δ-клеток приходится около 10% клеточной массы островков Лангерганса.
Инсулин является одним из важнейших регуляторов обмена веществ. Гормон в первую очередь отождествляют с углеводным обменом ввиду его гипогликемического действия. На самом деле его влияние распространяется также на белковый и жировой обмен, проявляющееся в усилении анаболических процессов.
В молекулу инсулина входит 51 аминокислотый остаток. Для сохранения биологической активности аминокислоты в молекуле инсулина соединяются между собой в виде пептидов, составляющих две полипептидные цепи – короткую цепь А (21 аминокислотный остаток) и длинную цепь В (30 аминокислотных остатков). Полипептидные цепи А и В соединины между собой двумя дисульфидными мостиками.
Инсулин синтезируется в β-клетках островков Лангерганса. Гормон вырабатывается в виде проинсулина (84 аминокислотных остатка), из которого в аппарате Гольджи образуется инсулин и С-пеп-
тид. Из аппарата Гольджи инсулин, С-пептид и частично проинсулин поступают в везикулы, где инсулин связывается с цинком и депонируется в кристаллическом состоянии в секреторных гранулах β-клеток. Под влиянием различных стимулов инсулин освобождается от цинка и поступает в прекапиллярное пространство. С кровью воротной вены инсулин поступает в печень, где некоторое его количество инактивируется под воздействием инсулиназы. Часть инсулина, не разрушенного в печени, связывается с белками, а часть остается в свободном состоянии. Из печени гормон поступает в кровь и переносится к органам и клеткаммишеням.
Установлено, что свободный инсулин оказывает биологическое действие на все инсулин-чувствительные клетки, а связанный – только на жировую ткань, так как в ней имеются пептидазы, высвобождающие гормон из связанного состояния (В. В. Потемкин, 1999). Гормон имеет довольно короткий период полужизни – около 5–8 минут.
Главным биологическим стимулятором продукции инсулина является глюкоза, вступающая во взаимодействие с рецепторами плазматической мембраны β-клеток. Под влиянием притока к поджелудочной железе большого количества глюкозы синтез инсулина повышается, а с уменьшением ее количества понижается. Стимуляторами освобождения секреции инсулина являются также АКТГ, СТГ, глюкокортикоиды, глюкагон, аминокислоты и другие биологически активные вещества. Соматостатин, вырабатываемый в гипоталамусе и в δ-клетках поджелудочной железы, является ингибитором выделения инсулина. Кроме того, в регуляции секреции инсулина принимают участие парасимпатическая (стимулирует) и симпатическая (подавляет) нервная система. Важную роль в регуляции высвобождения гормона играет блуждающий нерв.
Влияние инсулина на концентрацию глюкозы в крови осуществляется по-разному:
-
путем повышения проницаемости клеток тканей для глюкозы;
-
за счет стимуляции синтеза гликогена (усиление синтеза гликогенсинтазы) и угнетения его катаболизма;
-
повышением потребления глюкозы на продукцию АТФ;
-
в результате угнетения глюконеогенеза (подавление синтеза основных ферментов этого процесса).
Инсулин оказывает влияние на обмен липидов. Запасы липидов в организме увеличиваются за счет стимуляции транспорта глюкозы в клетки жировых депо, где глюкоза используется для синтеза триглицерофосфатов и глицеридов. Инсулин ингибирует гормончувствительную липазу, которая обеспечивает гидролиз триглицеридов, депонированных в жировых клетках. В результате выход свободных жирных кислот в кровь будет замедлен.
После приема животным корма инсулин усиливает синтез жирных кислот:
-
путем активации аэробного гликолиза и образования ацетил-КоА митохондрий, что повышает концентрацию в цитозоле цитрата и ацетил-КоА;
-
за счет прямой активации ацетил-КоА карбоксилазы, начального фермента синтеза жирных кислот;
-
за счет усиления образования НАДФН2 в пентозофосфатном пути и синтеза АТФ в аэробном гликолизе.
Инсулин также стимулирует транспорт аминокислот внутрь клеток, а следовательно, усиливает синтез белков. Поэтому повышение концентрации инсулина в крови после приема кормов животным противостоит большому увеличению в крови концентрации аминокислот, как и глюкозы. Таким образом, инсулин повышает анаболические процессы в организме, в частности, депонирование жиров и углеводов и синтез белков. Недостаточное выделение инсулина поджелудочной железой приводит к развитию сахарного диабета. Болезнь довольно широко распространена среди людей, встречается у собак и кошек. Однако у полигастричных животных сахарный диабет практически не регистрируется. Тем не менее встречаются сведения о признаках сахарного диабета у коров и бычков при воспалительной инфильтрации клеток Лангерганса (И. П. Кондрахин, 2007).
Препараты инсулина получают из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней. По продолжительности действия инсулины подразделяются на инсулин короткого (6–8 ч), промежуточного (10–12 ч) и длительного (18–22 ч) действия. Наиболее частые осложнения, вызываемые введением инсулина, – гипогликемия, аллергические реакции.
Соматостатин секретируется в δ-клетках, которые локализованы по периферии островков между α- и β-клетками. Впервые гормон был выделен из гипоталамуса. Молекула гормона представляет циклический пептид из 14 аминокислот.
Механизм действия гормона сегодня не достаточно ясен. Вероятно, его эффекты связаны с блокированием поступления в клетки ионов кальция, необходимого для секреции других гормонов поджелудочной железы. Известно, что соматостатин осуществляет паракринное действие, ингибируя выделение инсулина, глюкагона и гормонов пищеварительной системы (мотилина, гастрина). Результатом действия гормона является снижение секреции пепсина в желудке, подавление экзокринной панкреатической секреции и подавление желчеотделения. Считается, что эффекты соматостатина проявляются не в подавлении синтеза гормонов, а в торможении их выделения в кровь.
