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.
Глюкагон – полипептидный гормон, состоящий из 29 остатков 16 аминокислот, молекулярная масса 5,8 тыс. Синтезируется в α-клетках островковой ткани поджелудочной железы. Высвобождение гормона в кровяное русло происходит при снижении концентрации глюкозы в крови. Метаболический эффект гормона проявляется в активации распада гликогена печени и высвобождении молекул глюкозы. Кроме того, глюкагон усиливает липолиз, стимулирует глюконеогенез. Гормон играет очень важную роль в регуляции углеводного обмена у крупного рогатого скота, который имеет существенные отличия от такового у животных с однокамерным желудком.
Несмотря на то что глюкагон является антагонистом инсулина, в то же время он оказывает инсулинотропный эффект. Таким образом, опосредуется логически обоснованное чередование секреции этих двух гормонов в перерыве между кормлением животных. Биологический смысл заключается в том, что высвободившаяся под влиянием глюкагона глюкоза должна утилизироваться клетками. Трансмембранный ее перенос в большинстве тканей требует обязательного участия инсулина.
Панкреатический полипептид секретируется F-клетками поджелудочной железы. Состоит из 36 аминокислот, имеет молекулярную массу 4200. Гормон активирует пищеварительные ферменты, вырабатываемые в поджелудочной железе. Проявляет гормональную активность в отношении клеток пищеварительного тракта. На сегодняшний день метаболические процессы, контролируемые панкреатическим полипептидом, изучены недостаточно.
Надпочечники
Надпочечники состоят из двух самостоятельных в морфологическом и функциональном отношении структур – коркового слоя и мозгового вещества.
Кора надпочечника является местом синтеза более 50 стероидных структур (кортикостероидов), из которых только несколько имеют важное биологическое значение. Все они являются производными холестерола, который может синтезироваться в самих надпочечниках из ацетата, но бóльшая его часть поступает в железу в виде ЛПНП или ЛПВП, синтезируемых в печени.
Около 25% всего количества холестерина, синтезируемого в организме ежесуточно, поступает для синтеза стероидных гормонов в коре надпочечников и половых желез.
Первый этап стероидогенеза – превращение холестерина в прегненолон, являющийся прямым источником всех стероидных гормонов, у позвоночных активируется АКТГ. Стероидные гормоны практически нерастворимы в воде, они быстро используются после
