Анатолий Маловичко - Диабет-STOP! Битва против диабета

Клетки этих островков вырабатывают различные гормоны, в том числе инсулин и глюкагон, регулирующие содержание сахара в крови.

Островки Лангерганса составляют всего 3 % всей массы поджелудочной железы, что едва тянет на 2 грамма. И тем не менее, их значение трудно переоценить. Эти крохотные островки – сосредоточение неоднородных клеток А, В, D и РР. На долю клеток приходится: В – 70 %, А – 20 %, D – 5–8 %, РР – 1/2–2 % клеточной массы островков. Клетки секретируют гормоны, регулирующие углеводный, жировой и белковый обмены в организме. Гормоны поступают непосредственно в кровь. Самое пристальное внимание со стороны медиков, биологов, биохимиков, а теперь и генных инженеров всегда обращалось на B-клетки. Это и понятно: они вырабатывают инсулин – гормон, не только снижающий содержание сахара в крови, но и оказывающий заметное влияние на жировой обмен. Нарушение секреции инсулина по качеству и количеству является одной из главнейших причин развития столь распространенного и тяжелого заболевания как сахарный диабет. Постичь все тонкости биосинтеза инсулина – значит в будущем постичь возможность направленно влиять на этот процесс. Исследования показали, что биохимический процессы в B-клетках происходят по типу двух производственных конвейеров: первый, эволюционно более древний, предназначен для продукции проинсулина, а второй, поздний, усовершенствованный образец – непосредственно для выработки инсулина. Сошедший с первого конвейера проинсулин не накапливается в клетке, а сразу выделяется в кровь.

До сих пор не совсем ясно, для чего B-клетка сохранила это, казалось бы, «устаревшее оборудование», поскольку продукт, который с него сходит, то есть проинсулин, почти неактивен и не может выполнять функции гормона. Правда, и продуцируют его B-клетки в очень небольших количествах: в крови здорового человека проинсулин составляет всего 5 %, а инсулин – 95 %. Секреция инсулина на первых порах идет так же, как и проинсулина. Однако, синтезировав проинсулин, B-клетки на сей раз (тут-то и начинаются различия) не выделяют его за свои пределы, а направляют для дальнейшей обработки в комплекс Гольджи – внутриклеточную структуру, где синтезируются и накапливаются различные вещества, продуцируемые клеткой. Здесь с помощью ферментов (удивительные составляющие пищи и клетки, их более 3000 в организме. В течение 1 минуты один и тот же фермент способен принять участие в 36 миллионах биохимических реакций. Только в печени их более пятидесяти, и срабатывают они миллион раз в секунду!) от проинсулина отщепляется так называемый С-пептид, в результате чего образуется физиологически активный инсулин. После этого инсулин «пакуется» в секреторные гранулы. Готовую продукцию В-клетка накапливает и по мере необходимости выделяет в кровь. А необходимость в инсулине возникает тогда, когда в крови повышается содержание глюкозы. В-клетки в этом случае усиливают выброс инсулина, и он, попав в кровь, начинает активно действовать.

Во-первых, он делает мембраны клеток организма более проницаемыми для глюкозы, и клетки начинают поглощать ее; во‑вторых, способствует превращению глюкозы в гликоген, который откладывается в печени и в мышцах. Благодаря этим мерам содержание сахара в крови снижается. Если уровень глюкозы в крови продолжает оставаться повышенным, а возможности печени в хранении гликогена исчерпаны, то глюкоза в печени из гликогена превращается в жир, который накапливается в местах его отложения. В процессе переработки печенью части глюкозы могут образовываться любые фракции жира. Это может быть и подкожный жир, и жировая инфильтрация печени, и жир в составе липопротеинов крови. Есть у инсулина и антагонист. В роли противника инсулина выступает гормон глюкагон, продуцируемый А-клетками островков Лангерганса.

Глюкагон все делает «наоборот». Если инсулин способствует отложению глюкозы (превращая ее в запасную форму – гликоген) в печени и в мышцах, снижая тем самым содержание сахара в крови, то глюкагон, напротив, включает механизмы, извлекающие гликоген из хранилищ и повышающие содержание сахара в крови. Эти два гормона являются не только главными регуляторами уровня глюкозы в крови – они еще и принимают участие в управлении деятельностью самой поджелудочной железы. При этом инсулин, в частности, стимулирует синтез пищеварительных ферментов железистыми клетками, а глюкагон тормозит их продукцию и блокирует выделение ферментов из клеток.

Помимо глюкагона, А-клетки вырабатывают гастроингибирующий полипептид; он подавляет секрецию соляной кислоты и ферментов железами желудка, но стимулирует выделение кишечного сока.

А-клетки продуцируют еще и холецистокининпанкреозимин, который действует заодно с инсулином, усиливая выработку пищеварительных ферментов клетками поджелудочной железы. Эти клетки вырабатывают и эндорфины – вещества белковой природы, способные подавлять болевые ощущения в организме. До недавнего времени считалось, что эндорфины продуцируются только клетками структур головного мозга. И вот сюрприз – к их продукции оказались причастными А-клетки поджелудочной железы.

D-клетки островков Лангерганса вырабатывают гормон соматостатин, который можно назвать гормоном местного значения, ибо регион его действия – сама поджелудочная железа. Он подавляет синтез белка в клетках поджелудочной железы и блокирует выделение ими пищеварительных ферментов.

РР-клетками продуцируется панкреатический полипептид, стимулирующий выделение пищеварительных ферментов. Помимо этого, он оказывает влияние на деятельность желудка – вернее, его желез, заставляя их вырабатывать пищеварительные ферменты.

Всего в поджелудочной железе насчитывается от 200 000 до 1 800 000 панкреатических островков. За сутки они вырабатывают в среднем 2 г инсулина.

В энергетическом балансе организма основную роль играют инсулин и глюкагон, которые поддерживают его на определенном уровне при различных состояниях организма.

Во время голодания уровень инсулина в крови понижается, а глюкагона – повышается, особенно на 3–5-й дни голодания (примерно в 3–5 раз). Увеличение секреции глюкагона вызывает повышенный распад белка в мышцах и увеличивает процесс глюконеогенеза, что способствует пополнению запасов гликогена в печени. Таким образом, постоянный уровень глюкозы в крови, необходимый для функционирования мозга, эритроцитов, мозгового слоя почек, поддерживается за счет усиления глюконеогенеза, гликогенолиза, подавления утилизации глюкозы другими тканями под влиянием увеличения секреции глюкагона и уменьшения потребления глюкозы инсулинозависимыми тканями в результате снижения продукции инсулина.