Информационный портал о сахарном диабете. - Информационный портал о диабете

Инсулин и глюкагон, одновременно и противоположно действуя на обмен энергосубстратов (углеводов, белков и жиров), обеспечивают, с одной стороны, быстрое депонирование в организме энергосубстратов, поступающих в кровь после приема пищи; с другой стороны, после завершения процессов пищеварения (так называемое постабсорбционное состояние, начинающееся через 5—6 часов после еды) эта пара гормонов регулирует доставку энергосубстратов из депо к клеткам организма (табл.) и поддерживает гликемию на стабильном уровне, достаточном для снабжения клеток мозга глюкозой. Мозг потребляет до 60% глюкозы, продуцируемой в базальном состоянии.

Депо для энергосубстратов служат самые массивные в организме ткани — печеночная (запасы углеводов в виде гликогена), жировая (депонирование жира; наиболее пластичное и специализированное депо) и мышечная (запасы белка), которые являются органами-мишенями инсулина и потому называются инсулинозависимыми тканями. При этом мышцы и жировую ткань обычно объединяют в группу периферических инсулинозависимых тканей-депо, а печеночную, соответственно, считают центральной.

В так называемом абсорбтивном состоянии (в течение 5—6 часов с момента приема пищи) инсулин обеспечивает депонирование поступающих с пищей энергетических субстратов в инсулинозависимых тканях. Под действием инсулина стимулируется депонирование глюкозы в печени в виде гликогена, а в мышечной и жировой тканях активируется транспорт глюкозы через клеточную мембрану. Кроме того, инсулин подавляет катаболизм гликогена в печени, жира в адипоцитах и белка в мышечных тканях. Все это снижает постпрандиальную гликемию и способствует накоплению белков, жиров и гликогена в организме, которые затем расходуются в качестве энергосубстратов между приемами пищи и в процессе голодания.

Таблица

Физиологические согласованные эффекты пары гормонов инсулин/глюкагон на постпрандиальный и базальный метаболизм

Ткани

Секреция инсулина
стимулирована, а глюкагона подавлена

(постпрандиальное состояние)

Секреция инсулина
подавлена, а глюкагона стимулирована

(состояние натощак)

Печень

Глюкоза поглощается из крови

Гликоген синтезируется

Липогенез

Кетогенеза нет

Глюконеогенеза нет

Глюкоза продуцируется в кровь

Гликогенолиз

Липогенеза нет

Кетогенез

Глюконеогенез

Мышцы

Глюкоза поглощается из крови

Глюкоза окисляется в мышцах

Гликоген синтезируется

Синтез белка наблюдается

Поглощения глюкозы нет

Жирные кислоты, кетоны окисляются

Гликогенолиз

Протеолиз и выход в кровь аминокислот

Жировая ткань

Поглощение глюкозы из крови

Синтез липидов

Поглощение триглицеридов

Поглощения глюкозы нет

Липолиз и выход в кровь жирных кислот

Поглощения триглицеридов нет

В постабсорбтивном состоянии (через 5—6 часов после еды) и во время голодания концентрации инсулина и глюкозы крови снижаются до такого уровня, что, с одной стороны, инсулинозависимые ткани (депо энергосубстратов) прекращают поглощать глюкозу, а с другой стороны, снимается в них блокирующее действие инсулина на катаболизм гликогена (печень), жиров (адипоциты) и белков (мышцы). В результате распада в печени гликогена в кровь из печени поступает глюкоза, которая непосредственно используется тканями как готовый к утилизации энергосубстрат. Катаболизм жира в жировой ткани активизирует поступление в кровь жирных кислот и глицерина, которые не могут непосредственно использоваться в энергообмене, и потому печень преобразует жирные кислоты в более мелкие и утилизируемые клетками молекулы — кетоновые тела (печеночный кетогенез), а из глицерина печень синтезирует молекулы глюкозы (глюконеогенез). Кетоновые тела и глюкоза используются клетками организма как энергосубстраты при голодании. Аналогично и аминокислоты, образующиеся в процессе катаболизма белков, поступают из мышечных клеток в кровь и не могут использоваться клетками как энергосубстраты, и потому печень их трансформирует в глюкозу (глюконеогенез).

Таким образом, в отличие от других тканей-депо энергосубстратов печень в энергообмене выступает не только как орган, депонирующий глюкозу в виде гликогена, и как поставщик глюкозы из запасов гликогена, но и как своеобразный преобразователь продуктов катаболизма жиров (СЖК и глицерин) и белков (аминокислоты) в молекулы, пригодные для непосредственной утилизации клетками (кетоновые тела и глюкозу).

Следует заметить, что пул свободной глюкозы в организме (а именно в крови, межклеточном пространстве и внутри клеток) очень ограничен и составляет всего 15—20 г. Но и запасы гликогена в печени не превышают 130 г. В результате запасов глюкозы на метаболические нужды организма хватает не более чем на 8 часов. Отсюда очевидна важная роль печеночного глюконеогенеза в поддержании стабильного уровня глюкозы крови, особенно в период ночного голодания, натощак.

Органом-мишенью для глюкагона в процессе регуляции энергообмена является печень. Снижение гликемии до препрандиального и/или тощакового уровня стимулирует секрецию глюкагона, который, в свою очередь, стимулирует распад гликогена печени, что увеличивает продукцию глюкозы печенью. Кроме того, он стимулирует глюконеогенез и кетогенез, активируя продукцию глюкозы и кетоновых тел печенью, когда исчерпываются запасы в ней гликогена.

Содружественную и взаимопротивоположную секрецию инсулина и глюкагона регулирует гликемия — ее рост выше тощаковых значений стимулирует секрецию инсулина и подавляет секрецию глюкагона. И наоборот, понижение гликемии до тощаковых значений или ниже стимулирует секрецию глюкагона и подавляет секрецию инсулина. В результате повышение уровня инсулина после приема пищи стимулирует поглощение глюкозы из крови инсулинозависимыми тканями-депо, а содружественное снижение глюкагона подавляет распад гликогена в печени, и, соответственно, поступление глюкозы из печени в кровь снижается. Совместное действие инсулина и глюкагона, направленное на снижение постпрандиальной гликемии, приводит к тому, что при обычном смешанном питании гликемия после еды повышается очень незначительно и быстро, в течение часа, достигает тощаковых значений.

И наоборот, при перерыве в приеме пищи более 4—6 часов, например в ночное время, организму необходимо предотвращать снижение гликемии ниже критического уровня, нарушающего адекватное снабжение мозга (инсулиннезависимой ткани) глюкозой. Иначе нарушится его функционирование и разовьется гипогликемический синдром. Единственный поставщик в организме глюкозы во время голодания — печень. В первые часы голодания глюкоза образуется из запасов гликогена в печени (гликогенолиз), распад которого стимулирует глюкагон. После исчерпания запасов гликогена глюкоза синтезируется печенью из аминокислот и свободных жирных кислот крови (глюконеогенез), которые в повышенных количествах поступают в кровь из мышц и жировой ткани. Распад белка в мышцах и жира в жировой ткани стимулируется снижением концентрации в крови инсулина до тощаковых значений.

Метаболические нарушения при сахарном диабете (инсулиновой недостаточности) представляют собой выраженную степень голодания, когда секреция инсулина крайне снижена, а секреция глюкагона повышена. Но в отличие от физиологического голодания при сахарном диабете уровень дефицита инсулина настолько выражен, что это приводит к такому массивному поступлению в кровь энергосубстратов из депо (печень, мышцы и жировая ткань), что их не в состоянии полностью утилизировать ткани-потребители этих энергосубстратов. В итоге кровь наводняется энергосубстратами (глюкоза и кетоновые тела в первую очередь) до такой степени, что включаются механизмы их выведения из организма (глюкозурия, кетонурия, кетоны в выдыхаемом воздухе). И когда эти механизмы не компенсируют массивное поступление энергосубстратов в кровь, то развиваются патологические метаболические состояния, приводящие к смерти, — диабетический кетоацидоз, гиперосмолярность и т.п.


Возврат к списку

Консультация эндокринолога
Выберите эту услугу, если вы хотите получить мнение нескольких специалистов по вашему вопросу

Электронный консилиум
Выберите эту услугу, если Вы хотите обсудить с А.B.Древалем и другими специалистами сложный клинический случай или получить консультацию по ведению вашего пациента
ЗАДАТЬ ВОПРОС
Консультация специалистов
смежных специальностей
Выберите эту услугу, если вы хотите получить мнение у смежных специалистов по вашему вопросу
ЗАДАТЬ ВОПРОС
Наши партнеры