Александр Анваер - Полный курс здоровья для всей семьи

Однако, для того, чтобы глюкоза могла вступить в обмен, она должна, сначала попасть внутрь клетки, и здесь все обстоит не так просто, как может показаться на первый взгляд. Глюкоза хорошо растворяется в воде, а клеточная мембрана, в основном состоит из жира. Вещества, хорошо растворяющиеся в воде, обычно, плохо растворяются в жирах, а, значит, с трудом проникают (самостоятельно) внутрь клеток через их мембраны, или не проникают вовсе. Исключение составляет сама вода, которая, как ни странно, свободно проникает сквозь клеточные мембраны в обоих направлениях.

В клетках разных тканей глюкоза подвергается самым разнообразным изменениям. Например, в клетках печени глюкоза полимеризуется в гликоген, полисахарид, в котором запасается энергия, которая, при необходимости высвобождается в результате расщепления гликогена на молекулы глюкозы, которая, выделяясь в кровь, используется затем в других органах и тканях, преимущественно в мышцах и головном мозге (мозг, вообще, в качестве топлива может использовать только глюкозу; правда, для этого мозгу не нужен инсулин!). В клетках жировой ткани (в адипоцитах) глюкоза превращается в жир. В других клетках глюкоза используется для получения энергии, то есть способствует образованию аденозинтрифосфата (АТФ), при расщеплении которого и получается энергия, необходимая для всех процессов жизнедеятельности.

Для того, чтобы глюкоза попала в клетку, в крови необходимо присутствие белкового гормона – инсулина. Следовательно, можно считать, что причиной накопления глюкозы в крови является недостаток инсулина. Но так ли это?

В полости живота, позади желудка, укутанный в жировую сумку, располагается очень важный орган – поджелудочная железа. По-латыни эта железа называется pancreas, и, поэтому, воспаление ее называют панкреатитом. Поджелудочная железа вырабатывает пищеварительный фермент трипсин, отвечающий за расщепление (а, следовательно, и за всасывание) белка в кишечнике. Но, помимо клеток, синтезирующих трипсин, в ткани железы находятся мелкие структуры, открытые в 1869 году Паулем Лангергансом. Эти структуры представляют скопления клеточные скопления диаметром менее 0,01 мм. Открытые структуры, отличающиеся по строению от окружающей ткани железы, были названы островками. В 1889 году Меринг и Минковский доказали, что в этих островках синтезируется гормон, регулирующий уровень глюкозы в крови. Островок по-латыни называется insula, и, естественно, вновь открытый гормон был, по предложению руководителя первооткрывателей Бантинга и Беста, профессора Маклеода, назван инсулином.

В 1922 году инсулин был впервые применен в клинической практике для лечения 14-летнего Леонарда Томпсона. Мальчик умирал от тяжелого диабета, но введение первых образцов несовершенного в те дни препарата, несмотря на множество побочных явлений, спасло ему жизнь. Томпсон прожил еще тринадцать лет, и умер в 1936 году от воспаления легких (в то время не было антибиотиков, и второй раз спасти больного не удалось).

Вернемся, однако, к нашим баранам. Островки состоят из клеток нескольких типов. Для удобства их называют A-, B-, и C-клетками, или, по другой классификации альфа-, бета– и дельта-клетками. Инсулин синтезируется и секретируется в кровь бета-клетками островков Лангерганса.

Инсулин – белок. Белки – это последовательности соединенных друг с другом строительных блоков, аминокислот. Каждая аминокислота кодируется в геноме человека триплетом (последовательность из трех букв генетического алфавита) азотистых оснований. Всего этих оснований четыре. Известна хромосома и ее участок, где кодируется инсулин, точнее, не сам инсулин, а его предшественник – препроинсулин. Это соединение в бета-клетках подвергается так называемому процессингу и сплайсингу, после чего, через промежуточное образование проинсулина, в кровь поступает готовый инсулин.

Интенсивность выработки и секреции инсулина тоже подвержена тонкой регуляции. Главным стимулятором секреции инсулина в норме, как вы, наверное, уже догадались, является глюкоза. Она регулирует выброс инсулина в кровь по принципу положительной обратной связи – чем выше концентрация глюкозы, тем больше инсулина выделяется в кровь. Но это еще не все.

Для начала надо заметить, что различные соединения действуют на клетки и их функции не сами по себе, а посредством рецепторов, специализированных структур, внедренных в клеточные мембраны. Именно эти рецепторы вступают в связь с гормонами, медиаторами и другими регуляторами, а затем выделяют в клетку так называемые вторичные мессенджеры, которые уже и меняют соответствующим образом обмен в своих клетках. То есть в мембране бета-клеток есть рецепторы к глюкозе, свободным жирным кислотам, глюкагону, соматостатину, норадреналину, адреналину, норадреналину и ацетилхолину. Это далеко не полный список, но я привожу все эти данные не для усвоения и заучивания, а лишь для того, чтобы показать неимоверную сложность регуляции функций в человеческом (да, и вообще, в живом) организме. Глюкагон (продукт секреции альфа-клеток), соматостатин (продукт секреции дельта-клеток), норадреналин (выделяется в окончаниях симпатических нервов, подходящих к клеткам островков), адреналин (поступает к островкам с кровью) тормозят секрецию инсулина, а свободные жирные кислоты, наоборот, ее стимулируют. Стимулирует секрецию инсулина и ацетилхолин, поступающий к бета-клеткам из окончаний парасимпатических нервов (в данном случае, из блуждающего нерва).

Уже из этого упрощенного и неполного описания становится ясно, что нарушение секреции инсулина, а, следовательно, и нарушение углеводного обмена может – теоретически – произойти от поломок в любом из этих звеньев. О нарушениях, однако, мы поговорим позже, а пока продолжим описание связанных с инсулином событий.

На всех клетках организма есть рецепторы инсулина. Выделен и охарактеризован ген, отвечающий за синтез рецептора, и выяснены механизмы, доставляющие рецептор к клеточной мембране и встраивающие его туда.

Мы не будем вдаваться в подробности биохимических особенностей взаимодействия клеточных инсулиновых рецепторов с инсулином, а обратимся к эффектам этого взаимодействия. Оно делает возможным проникновение глюкозы в клетки, где с глюкозой, в зависимости от конкретной ткани, могут происходить самые разные превращения. Отметим только, что главным результатом действия инсулина является отложение гликогена в печени и триглицеридов (нейтральных жиров) в жировой ткани. Таким образом, инсулин является практически единственным анаболическим гормоном в том, что касается жира и углеводов (касательно белков можно сказать, что их синтез стимулируют соединения другого химического класса, которые в спорте называют анаболиками; анаболики являются, по химическому строению, стероидами).