Текст книги "Вся правда о гормонах и не только"

Глава пятая
Гормоны-инженеры

«Гормоны-инженеры» – это гормоны, которые регулируют метаболизм, обмен веществ и энергии в нашем организме (для простоты чаще говорят «обмен веществ», не упоминая об энергии).

Для начала – немного биологии и химии.

Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных процессов: пластического обмена (или ассимиляции), суть которого заключается в синтезе органических веществ в организме с использованием внешних источников энергии (солнечного света у растений или пищи у животных), и энергетического обмена (или диссимиляции), представляющего собой процесс распада органических веществ с выделением нужной организму энергии.

Слишком сложно? Можно сказать и проще – из пищи наш организм получает энергию, которую использует для выработки нужных ему веществ.

В организме постоянно идут процессы синтеза и распада.

В регуляции этих процессов принимают участие гормоны.

Продукты, которые мы употребляем в пищу, состоят из белков, жиров и углеводов.

Что представляют собой белки, жиры и углеводы с химической точки зрения?

Белки – это высокомолекулярные вещества, состоящие из аминокислот. «Высокомолекулярные» означает, что молекула белка огромная, что она содержит большое количество атомов. Четкой границы, то есть – точного количества атомов, начиная с которого вещество считается высокомолекулярным, не существует. Но в любом случае счет атомам в молекулах высокомолекулярных веществ идет на сотни или на тысячи.

Что такое аминокислота? Это соединения, в молекулах которых одновременно содержатся карбоксильные (-СООН) и аминные (-NH₂) группы.

Аминокислот, входящих в состав белков, «всего» 20, но это количество обеспечивает великое множество комбинаций, так что двух абсолютно одинаковых белков в природе не существует. Одни аминокислоты наш организм может вырабатывать, а другие – нет. Не вырабатываемые организмом аминокислоты носят название «незаменимых». Их мы получаем только с пищей.

Белки в организме распадаются на аминокислоты, которые используются для выработки других, нужных организму белков. «Лишние» аминокислоты, то есть те, которые не были использованы в процессах синтеза, распадаются до воды, углекислого газа и прочих конечных продуктов обмена веществ или же превращаются во всегда нужную организму глюкозу. Если в данный конкретный момент глюкоза (то есть – энергия) организму не нужна, то ее можно отложить впрок в печени или в скелетных мышцах в виде гликогена.

Важно понимать следующее – молекулы веществ представляют собой нечто вроде аккумулятора. Химические связи, то есть связи между атомами в молекулах, образуются с поглощением энергии, а разрываются – с выделением. Почему реакции образования сложных веществ из более простых в пробирке зачастую проходят только при нагревании до определенных температур или (реже) – на свету? Потому что тепловая или световая энергия нужна для образования новых химических связей.

Как уже было сказано выше, при расщеплении 1 грамма белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но белки используются нашим организмом в первую очередь как источник «строительных материалов», то есть как источник аминокислот, необходимых для синтеза наших собственных белков. В качестве «топлива», то есть – для получения энергии, используются только те аминокислоты, которые организму в данный момент не нужны. Откладывать аминокислоты впрок наш организм не в состоянии.

В случае выраженного истощения, когда запасы жира полностью исчерпаны, организм начинает «бросать в топку» белки, извлекая из них нужную для жизнедеятельности энергию. Но надо понимать, что такое происходит только в патологическом (болезненном) состоянии. В нормальном состоянии собственные белки для извлечения энергии организмом не используются. Образно говоря, «топить печку» белками – это все равно что топить ее ассигнациями. Опять же – все белки в организме находятся «при делах», входят в состав той или иной структуры, участвуют в том или ином процессе. Если белки изымаются для получения энергии, то страдают те структуры или процессы, в которых они участвуют. Примером может служить дистрофия скелетных мышц при истощении, вызванном длительным хроническим недоеданием.

Рис. 18. Схематическое изображение химической формулы аминокислоты

С белками мы закончили.

Переходим к жирам, нашим Главным Хранителям Энергии, при распаде 1 грамма которых этой самой энергии выделяется аж 38,9 кДж!

Все знают, что жиры – это высококалорийный продукт, но мало кто понимает, насколько высока планка калорийности жиров. Так, например, калорийность 100 грамм сала составляет почти 800 килокалорий, а калорийность 100 грамм сливочного масла – около 720 килокалорий!

Кстати говоря, при спокойной прогулке организм тратит от 150 до 200 килокалорий. Худеющие люди часто позволяют себе съесть что-нибудь запретное, высококалорийное, утешаясь тем, что «покроют грех» повышенной физической активностью. Так вот, имейте в виду, что для нейтрализации одного (одного!) бутерброда с салом «среднего» размера (это примерно 40 грамм сала) придется гулять полтора-два часа.

Это было вступление, дающее представление о том, как много энергии хранят жиры. А теперь давайте познакомимся с жирами поближе.

Жиры или триглицериды – это вещества, состоящие из молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина (отсюда и «три – глицериды»). Вообще-то жиры состоят не из молекул, а из остатков молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина, точно так же, как белки состоят из остатков аминокислот, потому что при «объединении», то есть при образовании более сложного вещества, исходные молекулы теряют какие-то атомы и при помощи высвободившихся связей связываются между собой. Но нам в такие сложности вдаваться нет необходимости, поэтому мы говорим – «состоящие из молекул».

Вот пример образования жира из глицерина и пальмитиновой кислоты:

Одна молекула жира образована одной молекулой глицерина и тремя молекулами карбоновой кислоты. Карбоновыми кислотами называются вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп (-COOH). Это так, для общего сведения.

Жирные кислоты могут использоваться нашим организмом в качестве «строительного материала» (среди жирных кислот так же, как и среди аминокислот, есть незаменимые). А еще жиры являются «топливом», источником энергии для организма. Кроме того, при недостатке воды жиры могут служить ее источником – при разложении 1 грамма жира образуется 1,1 мл воды. Наш организм способен запасать энергию в виде жира и гликогена, но гликоген играет в этом деле незначительную роль. Интересный факт – жировые запасы откладывает не только организм в целом, но и отдельные клетки, не относящиеся к жировым, у которых в цитоплазме (полужидкой внутренней среде клетки) находятся капельки жира – их «собственный», «личный» энергетический запас.

Обратите внимание на то, что жиры, полученные с пищей, не могут непосредственно откладываться в виде запасов. Пищевые жиры в организме расщепляются, а про запас откладываются те жиры, которые синтезированы организмом.

Может возникнуть вопрос – зачем организму нужно тратить время и ресурсы сначала на расщепление пищевых жиров, а затем на синтез своих собственных жиров? Не проще было бы сразу откладывать то, что получено с пищей?

Нет, не проще!

Во-первых, жир жиру рознь. Жиры – это общее название для большой группы веществ, отдельные представители которой весьма сильно отличаются друг от друга по строению и свойствам. Клетки жировой ткани генетически «настроены на определенную волну», то есть способны накапливать конкретные виды жиров. Только так и никак иначе.

Во-вторых, жиры не могут циркулировать в крови, это опасно для жизни. Жир нерастворим в воде и соответственно в состоящей из воды плазме крови тоже. Молекулы однородных жиров могут группироваться вместе, образуя жировые шарики (капельки). Вспомните про «пятна» жира на поверхности супа, чтобы представить, какие крупные конгломераты могут образовывать жиры. Иногда весь жир, находящийся в тарелке с супом, сливается в одно большое пятно. Так вот, эти шарики жира могут закупоривать кровеносные сосуды (по-научному это называется «жировая эмболия») и лишать питаемые ими участки кровоснабжения. Нарушение кровоснабжения приводит к повреждению тканей. Если страдают такие жизненно важные органы, как головной мозг, сердце или легкие, то дело может закончиться не просто болезнью, а смертельным исходом. К счастью, жиры расщепляются в желудочно-кишечном тракте на молекулы глицерина и жирных кислот, которые всасываются в кровь и вреда организму нанести не могут.

Основным источником энергии в нашем организме являются углеводы – вещества, содержащие карбонильную группу (-С=О) и несколько гидроксильных групп (-ОН). Низкомолекулярные углеводы называются «сахарами».

Не путайте основной источник энергии с основной формой ее запаса! Под «источником» имеется в виду пища. Углеводы же являются основным источником потому, что их доля в суточном рационе вдвое превышает вместе взятые доли белков и углеводов. Соотношение белков, жиров и углеводов в рационе здорового взрослого человека составляет 1:1:4.

Необходимое уточнение – то, что мы привыкли называть «сахаром» в быту, на самом деле является сахарозой, дисахаридом (двойным сахаром) из группы олигосахаридов (низкомолекулярных сахаров), состоящим из остатков двух моносахаридов (одинарных сахаров): глюкозы и фруктозы.

Глюкоза или виноградный сахар – самый распространенный источник энергии в живых организмах. Глюкоза может существовать в двух формах: открытой и циклической. В растворе глюкозы эти формы находятся в равновесии друг с другом. В твердом состоянии глюкоза имеет циклическое строение.

В крови у нас находится глюкоза, а не какое-то другое вещество из группы сахаров. Поэтому неправильно, то есть – неграмотно говорить об «уровне содержания сахара в крови». Нужно говорить об уровне содержания глюкозы! Кровь доставляет глюкозу клеткам нашего организма, а в клетках происходит процесс разложения глюкозы для получения энергии.

Глюкоза образует три высокомолекулярных вещества – крахмал и целлюлозу, характерные для растений, а также гликоген, служащий основным запасным углеводом (то есть основной формой хранения глюкозы) у животных. Больше всего гликогена содержится в печени и мышцах.

Крахмал у растений служит для запаса глюкозы, а целлюлоза образует жесткий каркас, заменяющий растениям скелет. Несмотря на то, что крахмал и целлюлоза сделаны из одного и того же мономера – глюкозы, эти вещества сильно различаются по своим свойствам и главное различие заключается в том, что крахмалом мы с вами можем питаться, а целлюлозой – нет, поскольку наш организм не в состоянии расщеплять молекулы целлюлозы[12]12
  Казалось бы – парадокс! Ну как могут два вещества, образованные остатками одних и тех же молекул глюкозы, настолько сильно различаться по своим химическим и физическим свойствам, как мягкий крахмал и жесткая целлюлоза? На самом деле могут и суть различий обусловлена пространственным расположением остатков молекул глюкозы в обоих веществах. Если в крахмале все повторяющиеся остатки молекулы глюкозы ориентированы одним и тем же образом (-Р-Р-Р-Р-Р-Р-), то в целлюлозе каждый последующий остаток повернут на 180 градусов относительно предыдущего звена вокруг оси, образованной цепью остатков (-Р-Ь-Р-Ь-Р-Ь-). Различное расположение глюкозных остатков обуславливает разные типы связей между ними. Связь между глюкозными остатками в молекуле целлюлозы является более крепкой, нежели в молекуле крахмала.


[Закрыть]. Только у некоторых видов животных, которые способны питаться древесиной (например – у термитов) или травой (все жвачные животные), в организме есть ферменты, способные разлагать целлюлозу на молекулы глюкозы.

Углеводы, которые мы употребляем в пищу, – это гликоген, крахмал и сахара – сахароза, глюкоза, фруктоза, галактоза и др. В конечном итоге в процессе обмена веществ все сложные углеводы расщепляются до моносахаридов, главным образом – до глюкозы. Фруктоза, галактоза и другие моносахариды (в компании с глюкозой) могут использоваться организмом для синтеза других веществ. Те моносахариды, которые не служат «строительным материалом», превращаются в печени либо в глюкозу, либо в промежуточные продукты ее обмена, которые затем разлагаются до углекислого газа и воды с выделением энергии.

Неиспользованную глюкозу организм в норме не выводит наружу, а откладывает про запас в виде гликогена или жира. Запасы гликогена ограниченны, то есть его невозможно накопить чрезмерно много, а вот жировые запасы могут расти до бесконечности. Условно – до бесконечности. На деле в определенный момент жировые запасы становятся несовместимыми с нормальной жизнедеятельностью организма и убивают его.

Гликоген вырабатывается в печени и скелетных мышцах, а жировые запасы образуются – по месту своего отложения. Кровь жировые запасы к месту хранения не транспортирует. Где запасы образовались, там они и хранятся.

Вводная часть почти закончена. Для того, чтобы картина была полной, осталось сказать о том, сколько глюкозы в норме содержится в крови взрослого человека, и объяснить, что такое гликемический индекс.

У взрослого человека уровень сахара в крови в норме натощак колеблется от 3,2 ммоль/л до 5,5 ммоль/л.

Гликемический индекс отражает скорость, с которой углеводы, содержащиеся в продукте питания, усваиваются организмом и повышают уровень глюкозы в крови. Пример – если мы съедим 50 грамм глюкозы и 50 грамм мякиша белого хлеба или, скажем, картофеля (то есть – крахмала), то в первом случае уровень содержания глюкозы в крови начнет возрастать буквально сразу же, а во втором – далеко не сразу, поскольку крахмал сначала надо переработать. Поэтому гликемический индекс белого хлеба из муки высшего сорта в среднем равен 80 единицам, а гликемический индекс глюкозы – 100 единицам.

Знакомство с гормонами-инженерами мы начнем с инсулина, белкового гормона поджелудочной железы (вспомните про островки Лангерганса), регулирующего обмен веществ в организме.

Рис. 19. Схематическое изображение работы белкового канала клеточной мембраны

Обратите внимание – инсулин регулирует обмен веществ, а не только обмен глюкозы! Глюкоза – основной, но не единственный «объект» инсулина.

Про инсулин, наверное, слышали все. Это наиболее изученный и самый популярный из гормонов. Даже совершенно далекие от медицины люди скажут: «а, знаем-знаем, при недостатке инсулина развивается сахарный диабет». Да, все так – если в организме недостаточно инсулина, то развивается заболевание, называемое сахарным диабетом первого типа.

Из-за недостатка инсулина, помогающего клеткам усваивать глюкозу, содержащуюся в крови, клетки совсем перестают усваивать глюкозу или делают это гораздо с меньшим энтузиазмом. В результате повышается уровень содержания глюкозы в крови. Организм пытается бороться с этим повышением, выводя глюкозу с мочой. В норме в моче глюкозы нет. Нарушение обмена глюкозы запускает цепь метаболических (обменных) нарушений в организме. Вспомните про принцип домино, когда одна падающая костяшка валит следующую в цепи и так продолжается до тех пор, пока все костяшки не упадут. При нарушении обмена глюкозы одно нарушение обмена веществ следует за другим до тех пор, пока не разладится весь обмен веществ в организме. Заодно с углеводным обменом нарушается также обмен белков и обмен жиров, в котором тоже участвует инсулин.

С сахарным диабетом первого типа все ясно сразу, то есть – все предельно логично. Недостаток инсулина приводит к развитию болезни.

А поверите ли вы, если вам скажут, что диабет может развиваться и при нормальном содержании инсулина в крови, при выработке его островками Лангерганса в достаточном количестве?

Скорее всего, не поверите, потому что в массовом сознании сахарный диабет тесно связан (можно даже сказать – скован одной цепью) с недостаточной выработкой инсулина. Мало инсулина – диабет, инсулин в норме – диабета нет, как-то так.

Тогда давайте на минуточку отвлечемся от гормонов и болезней и рассмотрим такую ситуацию – может ли автомобиль не заводиться при наличии в баке топлива? Конечно же может! Топливо для работы автомобиля необходимо, но его наличие всего лишь одно из условий этого процесса. Для того, чтобы автомобиль завелся, нужна слаженная работа нескольких узлов.

Примерно так же обстоит дело и с обменом глюкозы, да и вообще со всеми процессами, которые регулируются гормонами. Мало иметь в организме требуемое количество гормона, нужно еще чтобы этот гормон воспринимался рецепторами клеток, чтобы клетки были бы чувствительны к нему. Иначе будет гормон «бездельничать», будет циркулировать по организму невостребованным.

Давайте разберемся, почему возникает нечувствительность (по-научному это называется «резистентность») к тому или иному гормону?

Обратите внимание на то, что мы сейчас говорим не о недостаточной выработке гормона, а о нечувствительности к нему, о ситуации, когда гормон вырабатывается в достаточном количестве, но не оказывает нужного действия на организм.

Причин может быть четыре.

Во-первых, к возникновению резистентности может приводить врожденный дефект строения молекулы гормона, возникший в результате мутации – изменения наследственной информации, которая хранится в генах. Наследственная информация закодирована в виде определенной последовательности фрагментов в молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Поменялись два фрагмента местами – вот вам и мутация, в результате которой вместо «нормального» инсулина будет вырабатываться «ненормальный», очень похожий, но не такой.

Во-вторых, в крови может присутствовать какой-либо фактор, мешающий взаимодействию молекул гормона с рецепторами, фактор, который связывается с молекулами гормона и тем самым делает их неспособными выполнять свое предназначение, то есть – нейтрализует их. Например – токсические продукты, накапливающиеся в крови при хронической почечной недостаточности, когда почки не успевают выводить все ненужное из организма с мочой, могут связываться с молекулами инсулина или соматотропина.

Часто в роли нейтрализующего фактора выступают антитела – белки, вырабатываемые органами иммунной системы в ответ на проникновение в организм чужеродных агентов (антигенов). В результате какого-то сбоя иммунная система принимает «свой», вырабатываемый в организме гормон за чужеродный агент и начинает вырабатывать против него нейтрализующие антитела. В результате гормон выделяется в кровь, но до рецепторов не доходит или же доходит в недостаточном количестве, поскольку по дороге его «перехватывают» антитела. Если эндокринная система увеличит выработку гормона, то иммунная в ответ увеличит выработку антител – возникает своеобразный замкнутый круг, который без постороннего вмешательства (то есть – без медицинской помощи) разорвать невозможно. С таким же успехом и по такой же схеме антитела могут блокировать рецепторы, связываясь с ними вместо молекул гормона, но эта причина уже относится к следующей, третьей группе причин.

В-третьих, может нарушаться взаимодействие молекул гормона с рецепторами. Например, если рецепторы изменились в результате мутации или утратили свою чувствительность, то есть – способность создавать определенный сигнал для клетки после взаимодействия с молекулой гормона. Или же если (как только что было сказано) вместо гормона с рецептором связалось другое вещество.

В-четвертых, и с молекулами гормона и с рецепторами все может быть в порядке, они будут взаимодействовать должным образом и в результате будет возникать правильный сигнал, но вот сигнал этот не дойдет до места назначения, до той клеточной структуры, которой он предназначался, из-за нарушения передачи сигнала внутри клетки. Телеграфист сидит у исправного аппарата и старательно передает сообщение, но вот беда – где-то провод оборван и сообщение по назначению не доходит.

Что станет делать организм при инсулинорезистентности (так по-научному называют снижение реакции рецепторов на инсулин)? Если вы вспомните о том, что любой организм представляет собой саморегулирующуюся систему, стремящуюся к устранению всех неполадок, то ответите, что в этом случае выработка инсулина в организме увеличится. Но тем не менее, разовьется сахарный диабет – сахарный диабет второго типа, диабет, при котором инсулина вырабатывается даже больше, чем нужно.

Инсулинорезистентность может быть не только патологической (то есть – болезненной), но и физиологической, возникающей в здоровом организме в пубертатный период или при беременности.

При беременности в крови матери должна быть высокая (повышенная) концентрация глюкозы для того, чтобы обеспечить транспорт глюкозы к плоду посредством диффузии – процесса самопроизвольного выравнивания концентрации вещества в двух растворах, разделенных полунепроницаемой мембраной. Из крови матери, где глюкозы содержится больше, молекулы переходят в кровь плода, где глюкозы меньше.

В пубертатном же периоде, как вы уже знаете, в организме вырабатывается много соматотропина, который по своему действию на углеводный обмен является антагонистом инсулина, поскольку препятствует усвоению глюкозы жировыми, печеночными и мышечными клетками. В данном случае резистентность клеток к инсулину можно рассматривать в качестве «побочного действия» соматотропина, которое устраняется повышением выработки инсулина в поджелудочной железе.

Итак, при недостаточной выработке инсулина развивается сахарный диабет первого типа, а при нарушении чувствительности клеток к инсулину – сахарный диабет второго типа. Сахарный диабет первого типа называется инсулинозависимым, а сахарный диабет второго типа – инсулиннезависимым.

Повышение усвояемости глюкозы мышечными и жировыми клетками выражается в том, что инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и активирует ферменты, принимающие участие в ее расщеплении. Глюкоза попадает в клетку не путем диффузии через поры (для этого ее молекулы слишком велики), а через специальные белковые каналы, количество которых увеличивает инсулин.

Мышечная и жировая ткани наиболее чувствительны к действию инсулина и потому называются «инсулинозависимыми тканями». На прочие ткани инсулин действует слабо.

Кроме того, инсулин стимулирует ферменты, участвующие в образовании в печени и мышцах гликогена – «животного крахмала», формы запаса глюкозы. Одновременно инсулин подавляет активность ферментов, которые расщепляют гликоген, то есть этот гормон работает только на создание запасов глюкозы по принципу «чем больше, тем лучше». Известно же, что запасы (как и деньги) лишними не бывают.

Инсулин стимулирует выработку жирных кислот в организме, то есть – способствует образованию жира и одновременно угнетает фермент липазу, которая расщепляет жир. Также инсулин способствует превращению глюкозы в жир. Но не стоит думать, что этим самым инсулин наносит вред нашему организму, способствует ожирению. Образование жиров – часть нормального обмена веществ и энергии. Жиры входят в состав ряда клеточных структур, в первую очередь – в состав клеточных мембран. Жиры нужны организму для нормальной жизнедеятельности. А к ожирению приводит не инсулин, а переедание с гиподинамией.

Аналогичным способом (то есть – путем создания дополнительных белковых каналов) инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для аминокислот, ионов калия, ионов магния и фосфат-ионов (PO₄^3-).

Инсулин стимулирует образование белков.

Есть у инсулина еще одна функция, о которой кроме врачей и биологов никто не знает, несмотря на то, что эта функция настолько же важна для организма, как и регуляция обмена глюкозы. А пожалуй, даже и важнее – инсулин стимулирует репликацию ДНК – процесс синтеза новой молекулы ДНК на базе материнской молекулы. Это делается для того, чтобы дочерней клетке, образовавшейся при клеточном делении, достался бы по наследству от материнской полный набор ДНК. Не будет репликации – не будет клеточного деления, а без этого деления организм существовать не может.

Вероятно, некоторые из читателей сейчас удивятся и скажут: «Это растущий организм не может существовать без деления клеток, а взрослый – вполне, разве что волосы и ногти расти перестанут».

Нет! И во взрослом организме, рост которого уже прекратился, постоянно происходит деление клеток. Клетки постоянно самообновляются. Срок жизни у разных клеток различный. Так, например, клетки слизистой оболочки тонкой кишки (никогда не говорите «тонкий кишечник», это неправильно) живут в среднем всего 36 часов, а эритроциты на их фоне выглядят настоящими «долгожителями», поскольку они живут около четырех месяцев. Некоторые клетки иммунной системы живут годами, а нервные клетки могут жить в течение всего периода жизни организма.

Клетки делятся постоянно, и в этом им помогает инсулин.

Попробуйте решить одну загадку, не имеющую прямого отношения к теме нашего разговора, но имеющую отношение к инсулину. Вопрос на сообразительность – почему не существует инсулина в таблетках или капсулах? Почему многим диабетикам приходится по нескольку раз в день делать себе инъекции инсулина? Наука дошла до невероятных высот, фармацевтическая промышленность творит настоящие чудеса, а вот инсулин приходится вводить только инъекционным путем. Скоро исполнится сто лет употребления инсулина в лечебных целях, а воз и ныне там, то есть – приходится орудовать шприцем. А ведь таблетка – это не только удобство, но и безопасность, ведь при инъекциях всегда существует риск инфицирования.

Подсказка – дело не в том, что инсулин должен вводиться прямо в кровь и никак иначе. Тем более, что инъекции инсулина делаются не внутривенно, а подкожно. Дело в самом инсулине…

Ответ на этот вопрос будет дан в конце главы перед резюме.

Все гормоны важны, недостаток любого гормона приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности организма, но инсулин можно назвать «важнейшим из важных», поскольку он является Главным Управляющим Энергоресурсами в нашем организме.

А кто управляет Главным Управляющим Энергоресурсами? Иначе говоря – какие факторы управляют выработкой инсулина?

Главным стимулятором выработки инсулина является повышение уровня содержания глюкозы в крови. Это самый мощный стимулятор. Кроме глюкозы выработку инсулина стимулирует повышение уровня содержания в крови калия, кальция, свободных жирных кислот и аминокислоты. Из гормонов способствуют образованию инсулина адренокортикотропный гормон, эстрогены и глюкагон, также вырабатываемый в островках Лангерганса поджелудочной железы.

Подобно инсулину, глюкагон является белком.

Подобно инсулину, глюкагон регулирует обмен глюкозы, но глюкагон является антагонистом инсулина. Если инсулин понижает уровень содержания глюкозы в крови, способствуя ее усвоению клетками и стимулируя синтез гликогена в печени, то глюкагон стимулирует распад гликогена в печени, что повышает уровень содержания глюкозы в крови.

Интересная особенность – на гликоген, запасенный в мышцах, глюкагон никакого воздействия не оказывает, поскольку в мышцах нет чувствительных к глюкагону рецепторов.

Также глюкагон стимулирует выработку глюкозы клетками печени. Обратите внимание – речь идет о синтезе глюкозы из более простых веществ, а не о высвобождении ее в результате распада гликогена.

Глюкагон стимулирует выработку инсулина и понижает активность фермента инсулиназы, которая разрушает инсулин. Можно сказать, что глюкагон просто обязан так поступать, обязан содействовать повышению уровня содержания инсулина в крови, поскольку он (глюкагон) повышает уровень содержания глюкозы. Должен же кто-то (то есть – инсулин) способствовать использованию этой глюкозы!

Глюкагон стимулирует сердечную мышцу, в результате чего возрастают частота и сила сердечных сокращений и повышается артериальное давление (если насос начинает работать более интенсивно, то давление в системе понижается). Однако в больших дозах глюкагон артериальное давление понижает, поскольку расслабляет мускулатуру сосудистых стенок, а также мускулатуру внутренних органов, в частности – кишечника.

А еще глюкагон является стрессовым гормоном. В главе, посвященной этим гормонам, о глюкагоне не было упомянуто намеренно, потому что рассказывать об этом гормоне удобнее «в связке» с инсулином. Так вот, в стрессовых ситуациях глюкагон повышает проницаемость мембран клеток скелетных мышц для глюкозы и ряда других «энергоносителей» – свободных жирных кислот и кетокислот.[13]13
  Кетокислотами называются карбоновые кислоты, содержащие помимо карбоксильной группы (-COOH) еще и карбонильную группу (=C=O). Одной из важнейших кетокислот нашего организма является пировиноградная кислота (СН3(СО)СООН), представляющая собой промежуточный продукт метаболизма глюкозы. В зависимости от характера обменного процесса пировиноградная кислота может быть обратно превращена в глюкозу, или в жирную кислоту, или в аминокислоту аланин, или в этиловый спирт (этанол), или разложиться до воды и углекислого газа с выделением энергии.


[Закрыть] Повышение проницаемости, так же как и в случае с инсулином, происходит посредством увеличения количества белковых каналов в мембранах.

Обратите внимание на то, что белковый канал не является каналом в прямом смысле слова, то есть не является узким протяженным полым пространством в толще клеточной мембраны. Нет, канал представляет собой молекулу белка, которая соединяется (осуществляет захват) с молекулой транспортируемого вещества у наружной поверхности мембраны и переносит его ко внутренней поверхности (то есть – внутрь клетки), где соединение «белок – транспортируемое вещество» разрывается.

Стимуляция сердечной деятельности также важна во время стрессовых ситуаций, когда нужно или бить, или убегать.

И третье, последнее, «стрессовое» действие – глюкагон стимулирует выработку адреналина, норадреналина и допамина в надпочечниках, а также повышает чувствительность клеток организма к этим веществам.

А теперь давайте вспомним о хорошо известном нам (правда – с другой стороны) кортизоле, который помимо прочего является регулятором обмена веществ в нашем организме.

Кортизол стимулирует распад жиров, но вместе с тем увеличивает жировой запас опосредованным путем, поскольку повышает уровень содержания глюкозы в крови, стимулируя ее выработку клетками печени. Повышенное содержание глюкозы стимулирует выработку инсулина островками Лангерганса. А инсулин, как было сказано выше, стимулирует выработку жирных кислот, угнетает фермент липазу, которая расщепляет жир и способствует превращению глюкозы в жир. Таким образом, кортизол увеличивает жировой запас при помощи инсулина.

Способность кортизола повышать аппетит также имеет значение для отложения жира. Примечательно, что под действием кортизола происходит характерное перераспределение жира, который преимущественно откладывается в области головы, шеи, лица и туловища, но практически не откладывается на нижних конечностях – наблюдается ожирение верхней части туловища.

Гормоны, влияющие на обмен веществ, в быту неверно называют «гормонами, влияющими на вес». Почему неверно? Да потому что гормоны регулируют не вес как таковой, а обмен веществ и энергии. Изменение веса является результатом нарушения энергетического баланса в организме, но не является «заслугой» того или иного гормона, например – кортизола. Да, кортизол повышает аппетит и способствует отложению жировых запасов, но если человек не будет переедать, то кортизолу нечего будет откладывать про запас, даже при повышенном уровне содержания гормона в организме. Нашим весом управляет один простой «универсальный» принцип. Если организм получает с пищей больше энергии, чем ему необходимо, то он станет откладывать излишек энергии в виде жирового запаса, то есть вес будет расти. Если организм получает с пищей меньше энергии, чем ему необходимо, то он станет получать недостающую энергию путем окисления («сжигания») запасенных жиров и вес при этом будет уменьшаться. Если организм получает с пищей ровно столько энергии, сколько ему необходимо, то вес не изменяется. Фразы вроде: «у меня нарушен обмен веществ, поэтому я прибавляю в весе, несмотря на то, что ем мало» по существу являются ложью. Да, нарушения обмена веществ могут приводить к ожирению, но в любом случае нужен материал для образования жиров, которые откладываются про запас, нужны определенные количества некоторых веществ и энергии. Материала нет – жира не будет. Как-то так и никак иначе.