Regulacija homeostaze glukoze
-
Upload
klara-kakucka -
Category
Education
-
view
114 -
download
6
Transcript of Regulacija homeostaze glukoze
REGULACIJA HOMEOSTAZE
GLUKOZEHIPER I HIPOKLIKEMIJA
KLARA KAKUČKA prof. hemijeMAČVANSKA SREDNJA ŠKOLA
Homeostaza • Homeostaza je održavanje nivoa/
koncentracija supstanci u organizmu• Održavanje homeostaze glukoze je od
vitalnog značaja za čitav organizam• Ovo je važno za rad nekih organa kao što
su mozak, bubrezi ili eritrociti, koji uglavnom koriste glukozu za svoj metabolizam i energetske potrebe
Pre i posle jela• Čovek unosi u organizam hranljive materije koje
sadrže ugljene hidrate, čime se obezbeđuje potrebna količina glukoze za vreme od 4-8 sati. • Za to vreme glukoza se razgrađuje, čime se ćeliji
obezbeđuje dovoljna količina energije, ili se koristi za sinteze.• Ako postoji višak glukoze deponuje se sintezom
glikogena- GLIKOGENEZA ili lipida-LIPOGENEZA• Posle 8 časova koncentracija glukoze se smanjuje
na vrednost pre obroka• Ako količine ugljenih hidrata unetih hranom nisu
dovoljne koriste se endogeni izvori, tkz. „rezerva“ glukoze, ili se sintetizuje iz drugih biomolekula
Rezerve • Hidrolizom rezervnog polisaharida
glikogena- GLIKOGENOLIZA oslobađa se glukoza i obezbeđuje potrebe organizma za narednih 12-24 sati• Posle tog vremena glukoza se sintetizuje
iz drugih sastojaka –GLUKONEOGENEZA• Glukozurija je izlučivanje glukoze
mokraćom.
HIPERGLIKEMIJABUBREŽNI PRAGGLUKOZURIJA
NORMALNI NIVO GLUKOZE
GLIKOGENEZA( JETRA I MIŠIĆI)GLIKOLIZAAPSORPCIJA IZ HRANEGLIKOGENOLIZAGLUKONEOGENEZA
HIPOGLIKEMIJAGLADOVANJEHIPERINSULINHIZA
M
Koncentracija glukoze u krvi je stalna i iznosi 3,31-6,06 mmol/l
Procesi koji učestvuju u održavanju homeostaze glukoze
Hormoni • Za dobro odvijanje svih pomenutih
procesa značajno je optimalno delovanje mnogih enzima i koordinisano delovanje više hormona koji regulišu odvijanje pojedinih procesa u metabolizmu glukoze.• Najvažniji su hormoni INSULIN I
GLUKAGON• Za održavanje homeostaze glukoze
važnu ulogu imaju pankreas, u kojiem se sintetišu hormoni, jetra i mišići i adipozno tkivo, u kojima se odigravaju metabolički procesi
Insulin• Insulin je glavni hormon koji stimuliše ulaz
glukoze u ćeliju i u njoj reguliše metabolizam ugljenih hidrata• Po hemijskoj strukturi to je polipeptid koji se
sintetizuje u β- ćelijama Langerhansovih ostrvaca pankreasa• Pankreas je i endokrina i egzokrina žlezda• Egzokrini pankreas stvara pankreasni sok u kome
se nalaze enzimi za varenje hrane• Endokrini pankreas sintetiše više hormona :
insulin u β-ćelijama, glukagon u α- ćelijama, somatostatin u δ- ćelijama i gastrin u α1- ćelijama
Pankreas
Homeostaza
Insulin• U pankreasu se sintetiše preproinsulin koji se
pretvara u proinsulin odvajanjem 23 AK (signalni peptid) sa 78-86 AK• Iz proinsulina odvajanjem C- peptida (27-35
AK) nastaje biološki aktivni insulin• Insulin se sastoji od dva polipeptidna lanca:A-
lanca sa 21 AK i B-lanca sa 30 AK, međusobno povezanih disulfidnim mostovima• Dva molekula se vezuju vodoničnim vezama
u dimer, a tri dimera u heksamer vezujući i po 2 atoma cinka
Insulin• Insulinski heksamer se deponuje u obliku sekretornih
granula u Goldžijevom aparatuβ-ćelija pankreasa. • Sekrecija insulina iz β-ćelija pankreasa odvija se pod
dejstvom povećanih koncentracija glukoze u krvi.• Glukoza je glavni metabolit koji regulišekoji reguliše
nivo insulina u krvi delujući na njegovu sintezu i izlučivanje• Na membrabnama ćelija ciljnih tkiva( gde deluju
hormoni) nalaze se specifični glikoproteinski insulinski receptori• Insulin se za ove receptore brzo i reverzibilno vezuje i
ostvaruje svoj metabolitički efekat
Insulin• Metabolitičke efekte u ćelijama ciljnog
tkiva insulin ostvaruje aktiviranjem jednih i inhibicijom drugih enzima, suprotnog metabolitičkog odgovora.• Tako se pri povećanoj koncentraciji
glukoze i insulina odvijaju jedni a u slučaju hipoglikemije suprotni procesi.• Svi ovi procesi se odvijaju prema potrebi,
a radi održavanja homeostaze glukoze u krvi
Glukagon • Najvažniji antagonisti insulinu su
glukagon, hormon rasta, glukokortikoidi i kateholamini• Ovi hormoni deluju, suprotno insulinu, na
povećanje nivoa glukoze u krvi• Stimulišu procese razgradnje glikogena i
procese glukoneogeneze, a inhibiraju glikolizu, posebno u jetri i mišićima• U mišićima stimulišu proteolizu,
razgradnju proteina a u adipoznom tkivu lipolizu, razgradnju lipida i sintezu ketonskih tela- ketogenezu
Glukagon • Glukagon je takođe polipeptid od 29 AK • Sintetizuje se u α- ćelijama pankreasa• Sekrecija je pri smanjenoj količini glukoze u
krvi• Glukagon utiče i na sekreciju insulina u
pankreasu nezavisno od glukoze.• Ovo je jedinstven primer kontrole rada jedne
vrste (β-ćelija) drugim ćelijama (α- ćelija) jedne iste endokrine žlezde• Za održavanje homeostaze glukoze
najznačajniji je u stvari odnos između insulina i glukagona
Šećerna bolest- diabetes• Najčešći poremećaj u metabolizmu ugljenih
hidrata je šećerna bolest ili diabetes mellitus sa karakterističnim povećanjem koncentracije glukoze u krvi.• Odlučujući faktor za pojavu šećerne bolesti je
apsolutni ili relativni nedostatak hormona insulina , potrebnog za kontrolu homeostaze glukoze• Kod obolelih od diabetesa mogu se razlikovati
dve grupe bolesnika: • Tip I: INSULIN- ZAVISNI • Tip –II INSULIN- NEZAVISNI •
Tip I• Tip I : INSULIN- ZAVISNI kojima je
neophodna svakodnevna insulinska terapija jer su nesposobni za sintezu insulina- osobe mlađeg životnog doba
Tip II• Tip –II INSULIN- NEZAVISNI – kojima nije
neophodna insulinska terapija, već održavaju nivo šećera u krvi lekovima, ishranom i fizičkom aktivnošću • U novaj tip spadaju osobe starijeg
životnog doba, a sintetišu nedovoljno ili slabo aktivnog insulina
Šećerna bolest- diabetes• Prvi znaci koji ukazuju na početak šećerne
bolesti su gubitak u težini, mišićna slabost, žeđ, povećena ekskrecija mokraće• Povećana koncentracija glukoze u telesnim
tečnostima dovode do povećanja osmolarnosti, žeđi i većeg unosa tečnosti• Ovaj unos ima za posledicu ekskreciju
mokraće (2-3 l), dehidrataciju i gubitak elektrolita.
Ketonska tela• U nedostatku insulina nastaju i
poremećaji u metabolizmu lipida- do oslobađanja velikih količina masnih kiselina a ovo dovodi do stvaranja tkz. Ketonskih tela: acetsirćetna, β-hidroksibuterna kiselina i aceton• Nakupljanje ketonskih tela kod
dijabetičara može izazvati veoma teške poremećaje kao što su : do pada pH vrednosti krvi- acidoza.
Šećerna bolest- diabetes• Šećerna bolest je hronična bolest koja, ako je
nelečena, ima tendenciju pogoršavanja zbog metaboličkih i anatomskih promena u organizmu• Postoje dva oblika ovih promena: akutni metabilički
i u dužem vremenu, hronični poremećaji• Promene u strukturi i aktivnosti proteina su osnove
za hronične poremećaje dijabetičara• Glikozilovanjem proteina- vezivanje glukoze za
proteine, dolazi do promene u bazalnoj membrani endotela, naročito krvnih sudova, taloženjem lipida, Ca 2+ jona, trombocita .• Ove promene su uzrok smrtnosti kod dijabetičara• Nefropatija, neuropatija i retinopatija
Hipoglikemija • Uzroci nastajanja hipoglikemije su još brojniji od
uzroka dijabetesa.• Ogleda se u padu koncentracije glukoze u krvi, a
simptomi su mišićna slabost- drhtavica, glad , znojenje....
Leptin Leptin (grč. leptos - tanak) je proteinski hormon .On učestvuje u regulaciji unosa i potrošnje energije, putem uvećavanja apetita i metabolizma. On je jedan od najvažnijih hormona adipoznog porekla. Gen Ob(Lep) (Ob za engl. obese - gojazan) je lociran na hromozomu 7 kod čoveka.
Leptin • Leptin deluje kao aferentni signal u jezgru
hipotalamusa u dva smera: smanjuje aktivnost puteva koji pokreću glad, a pokreće aktivnost puteva koji izazivaju sitost. • Osim na smanjenje unosa hrane leptin
deluje i na pojačanu potrošnju energije kroz uticaj na simpatički sistem i termogenezu.• Prosleđujući informaciju hipotalamusu o
količini energije spremljene u masnom tkivu, leptin predstavlja deo povratne sprege koja kontroliše stabilnost ukupnih zaliha energije.
Leptin • U gladovanju leptin pada i neposredno se
pokreće sveukupni hormonski, metabolički i kognitivni mehanizmi prilagođavanja na nedostatak hrane te dolazi do pojačanja apetita i smanjenja energetske potrošnje. • U obrnutom slučaju, kod obilne ponude hrane, leptin smanjuje apetit i pojačava energetsku potrošnju. • Promene nivoa leptina deluju u smislu protivljenja promeni težine u bilo kojem smeru poput termostata.
Leptin • Telesna težina kao rezultat unosa i potrošnje
energije u većine je odraslih ljudi godinama vrlo stabilna. • Kod osoba s normalnom telesnom težinom ta
homeostaza energije održava se na nivou oko 20% masti u telesnoj težini.• Kod debelih osoba ta ravnoteža je pomeren na
više od 30 %. Razlog tog pomeranja krije se u razvitku leptinske rezistencije: dolazi do smanjene osetljivosti leptinske povratne sprege i neuspeha povrata na prethodnu težinu uz porast leptina. • Debeli ljudi imaju dovoljno, zapravo čak povećane
količine leptina, ali njihov hipotalamus ne uspeva dobiti taj podatak o dovoljnoj količini energetskih zaliha.
Leptin • Složene olfaktorne, vizualne, emocionalne, više kognitivne funkcije, a i nekoliko drugih signalnih puteva utiču na hranjenje, međutim već u ovome osnovnom leptinskom mehanizmu povratne sprege (adipostatu) krije se patogeneza debljine. • U suprotnosti sa svesnom željom za
mršavljenjem, snažni biološki podsvesni mehanizmi održavaju telesnu težinu stalnom i razlog su neuspeha većine ljudi u nastojanjima za smanjenjem težine.
Dva bela miša, oba slične veličine ušiju, crnih očiju, i ružičastim nosevima: telo miša s leve strane je oko tri puta šire od tela miša normalne veličine na desnoj. Levi miš je genetski nesposoban za proizvodnju leptina, što dovodi do gojaznosti.