Как поддерживается постоянный уровень глюкозы в организме?
В организме животных и человека все параметры состава внутренней среды и его характеристики находятся под контролем нейрогуморальной регуляции и в норме находятся в состоянии динамического постоянства. Все процессы, обеспечивающие такое положение принято называть, по предложению Уолтера Кеннона, гомеостазом. Относительно глюкозы это состояние обеспечивается, в основном за счет деятельности эндокринной части поджелудочной железы. Поддержание уровня (от 0,8 до 1,0 г / л. (4,44 — 6,66 ммоль / л)) глюкозы в крови является примером деятельности регуляторов-ограничителей, когда в процессе участвуют два гормона, которые определяют верхнюю и нижний пределы некоего физиологического показателя.
После потребления обогащенной углеводами пищи, содержание глюкозы в крови возрастает. Часть ее попадает в печень и там превращается в гликоген. Но повышение концентрации глюкозы в крови является сигналом для секреции инсулина бета-клетками островков поджелудочной железы.
Инсулин вызывает: а) увеличение проницаемости для глюкозы клеток миокарда, скелетных мышц и жировой ткани (но не клеток головного мозга), это ведет к увеличению содержания глюкозы в клетках и стимулирует их внутриклеточный обмен, б) стимулирование синтеза гликогена в печени; в ) снижение глюконеогенеза (образования глюкозы из аминокислот), вследствие чего уровень глюкозы в крови снижается.
Пониженный уровень глюкозы в крови вызывает секрецию глюкагона альфа-клетками островков поджелудочной железы, который усиливает гликогенолиз в печени и способствует глюконеогенеза. В этом отношении (поддержание уровня глюкозы в крови) он является антагонистом инсулина, хотя механизмы этой деятельности у них разные. Поджелудочная железа непрерывно «следит» за содержанием глюкозы в крови, протекающей по ней и выделяет при необходимости или инсулин, или глюкагон. Повышенная концентрация глюкозы в крови является стимулом для одной из двух систем-антагонистов — бета-клеток островков поджелудочной железы, которые секретируют инсулин и таким образом происходит снижение уровня глюкозы до нормы; пониженная концентрация глюкозы стимулирует другую систему — альфа-клетки, выделяющие глюкагон и так повышают уровень сахара в норму.
Уровень секреции гормонов поджелудочной железой контролируется глюкокортикоидами — гормонами коры надпочечников. В контроле и стабилизации уровня глюкозы в крови участвуют и другие структуры. Так, уровень глюкозы в крови воспринимается не только глюкорецепторами поджелудочной железы, но и глюкорецепторами паравентрикулярного ядер гипоталамуса и каротидного синуса. Рецепторы каротидного синуса возбуждаются как при повышении, так и при снижении уровня глюкозы в крови. От них сигнал к поджелудочной железы идет через ядра блуждающего нерва, которые блокируют или усиливают деятельность островков. Пониженный уровень глюкозы в крови вызывает торможение активности гипоталамуса и как следствие-снижение секреции инсулина.
