Гормональная регуляция белкового обмена и его нарушения при эндокринопатиях

В данном разделе даётся краткая характеристика эндокринной регуляции белкового обмена, многие аспекты которой будут существенно дополнены ниже, в разделе «Патофизиология эндокринной регуляции».

Основные гормоны, регулирующие белковый обмен, — это СТГ, соматомедины, глюкокортикоиды, половые стероиды, тироидные гормоны и пептидные гормоны островков Лангерганса. При эндокринных нарушениях с участием названных гормонов системный белковый метаболизм закономерно и значительно изменяется. Ниже приводится очерк, обрисовывающий взаимодействие основных гормональных регуляторов белкового метаболизма. Попутно характеризуются важнейшие нарушения обмена белков при эндокринных заболеваниях (см. также разделы, посвященные патологии отдельных эндокринных желёз).

- СТГ — способствует ускорению синтеза белка, как в висцеральном отсеке тела (печень, внутренние органы), так и в соматическом (скелетные мышцы, кости, хрящи). Усиливается включение аминокислот и в белки лимфоидных органов (у экспериментальных животных инъекции СТГ даже способствуют развитию лимфосарком!) Все это приводит при акромегалии и гипофизарном гигантизме к положительному азотистому балансу.

При гипофизэктомии и гипофизарном нанизме азотистый баланс — отрицательный. СТГ прямо увеличивает захват аминокислот клетками, в частности, мышечными волокнами. Продукция мочевины в печени под влиянием СТГ несколько понижается (Н.И. Лаптева, 1970). В то же время, гормон роста повышает продукцию инсулиновых рецепторов, а также освобождение инсулина и глюкагона из островков Лангерганса. По отношению к инсулину действие СТГ, в целом, контринсулярное, однако эти гормоны разделяют анаболический эффект на белковый метаболизм.

Гормон роста обеспечивает свой анаболический эффект на белковый обмен за счёт активации катаболизма липидов, при торможении использования глюкозы, а инсулин — за счёт активации использования экзогенной глюкозы. Во многих случаях нехватка инсулина тормозит эффективность СТГ в отношении анаболизма белка. Тироидные гормоны, инсулин и, особенно, андрогены пермиссивно способствуют эффектам СТГ на метаболизм протеинов.

В отсутствие СТГ анаболический эффект андрогенов минимален. СТГ опосредует своё тканевое действие через семейство тканевых соматомединов. Соматомедины и их рецепторы имеют высокое сходство и перекрёстную активность с инсулином, (см. ниже раздел «Гормон роста и патофизиология ростовых и анаболических процессов»).

- Инсулин — анаболический гормон белкового обмена, снижающий деградацию и стимулирующий синтез белков как во внутренних органах (печень, почки, миокард), так и в соматическом отсеке (скелетные мышцы, костный мозг).

Его секреция стимулируется белковой пищей, особенно аргинином и кетогенной аминокислотой лейцином. Механизмы анаболизирующего действия инсулина на обмен белка включают:
- Прямую стимуляцию сборки рибосом и трансляции (по типу инициирующего фактора).
- Усиление активного транспорта аминокислот в клетки (особенно, валина, лейцина, изолейцина).
- Торможение глюконеогенеза из аминокислот в печени.
- Ингибирование освобождения аминокислот из клеток, особенно мышечных.
- Трофические долговременные эффекты, связанные с усилением синтеза ДНК, РНК и митотической активности инсулинзависимых тканей.

Эффект инсулина на рост и белковый синтез синергичен с соматотропным гормоном. При сахарном диабете, особенно инсулинопеническом, происходит угнетение синтеза белка и усиление его катаболизма, что ведет к таким симптомам, как гипераминоацидемия, отрицательный азотистый баланс, усиление экскреции мочевины. Отчасти это обусловливает иммунодефицит при диабете, который, конечно же, связан и с другими факторами (см. также т. I, стр. 515 и ниже в т. II раздел «Патофизиология сахарного диабета»).

Усиление распада белков в инсулинчувствительных тканях при диабете особенно характерно для скелетной мускулатуры и сопровождается симптомами мышечной слабости. Тироидные гормоны стимулируют выработку инсулина, а глюкокортикоиды - тормозят, но и те и другие являются антагонистами многих его эффектов (У.А. Содеман, Т.М. Содеман, 1985).

- Глюкагон, секреция которого в островках Лангерганса стимулируется аргинином и аланином, является антагонистом инсулина по действию на белковый обмен и вызывает понижение поглощения и увеличение освобождения аминокислот мышцами. В печени он стимулирует глю- конеогенез и кетогенез, в том числе, из аминокислот.

Под влиянием глюкагона в печени увеличивается образование мочевины, синтез белка замедляется на стадиях элонгации и терминации полипептидных цепей, а скорость протеолиза растёт. Глюкагон тормозит анаболические эффекты СТГ и, будучи антагонистом инсулина, увеличивает его освобождение из островков Лангерганса.

В условиях гиперглюкагонемии, свойственной голоданию, многим формам инсулинонезависимого сахарного диабета, а также наблюдающейся при глюкагономах — анаболизм белка тормозится, а аминокислоты используются в энергетических целях и для образования кетонов (Л.К. Старосельцева, 1976). Бывают гипоаминоацидемия и гипопротеинемия. Тироидные, глюкокортикоидные гормоны и СТГ стимулируют продукцию глюкагона у человека.

Соматостатин — вырабатывается под влиянием всех стимулов, увеличивающих продукцию инсулина (в том числе, аминокислот, особенно, лейцина и аргинина). Он ингибирует эффекты и продукцию инсулина, глюкагона и СТГ, пролонгирует усвоение нутриентов, в том числе аминокислот — тканями.

Соматостатин тормозит синтез белка, но не стимулирует его распад. Он считается одним из главных участников метаболической перестройки при такой белок - сберегающей форме эндогенного голодания, как зимняя спячка (см. выше). СТГ, тироидные гормоны и глюкагон стимулируют его выделение, а глюкокортикоиды, предположительно, тормозят.

- Глюкокортикоиды стимулируют превращение аминокислот в предшественники глюконеогенеза, тормозят синтез белка и ускоряют его деградацию в лимфоидной ткани и соматическом отсеке организма, но не в печени, где биосинтез многих глобулинов и трансаминаз, наоборот, усиливается. В этом качестве они принимают участие в переброске аминокислот из соматического отсека — в висцеральный при стрессе, травмах, ответе острой фазы, голодании (см. выше раздел «Голодание» и в т. I — стр. 371-373). Так как возрастание синтеза ряда печеночных белков не уравновешивает усиления их распада в соматическом отсеке, при гиперкортицизме имеется гипераминоацидемия, аминоацидурия, отрицательный азотистый баланс, усиление биосинтеза мочевины.

Болезнь и синдром Иценко-Кушинга характеризуются всеми этими проявлениями, что сопровождается атрофией мышц, истончением кожи, гипоплазией тимико-лимфатического аппарата и остеопорозом. При раннем дебюте заболевания даже рост больных тормозится. При гиперкортицизме замедлено заживление ран (см. ниже «Патофизиология эндокринной регуляции»). Действие глюкокортикоидов антагонистическое по отношению к СТГ и инсулину. В ситуации ответа острой фазы они синергично взаимодействуют при перераспределении энергетических эквивалентов с глюкагоном, секрецию которого увеличивают.