1.4 Роль инсулина в инсулиннезависимых органах.
Существует неясность в вопросе возможности утилизации глюкозы клетками без участия инсулина? По этому поводу имеется ряд противоречивых заключений. Например, в теоретических рассуждениях о механизмах секреции инсулина встречаются постулаты прямого взаимодействия нутриентов с клеточными мембранами железистых клеток. Полагают, что глюкозопроницаемость сильно нуждающихся мышечных клеток не является инсулинозависимой.
Прежде нервная ткань считалась “инсулиннезависимой”, также как стенки капилляров, хрусталик, В - инсулярный аппарат, мозговой слой почек, форменные элементы крови. Вместе с тем, обнаружение рецепторов к инсулину в этих клетках не находила удовлетворительного объяснения [Сандуляк Л.И.,1987]. Кроме того, эти ткани характеризуются наибольшей активностью гликолитических процессов, высоко требовательны к поступлению глюкозы и высоко чувствительны к гипогликемии [Третьяк Т.М. и др., 1990]. Установлено, что около 70 % глюкозы утилизируется клетками инсулиннезависимых тканей [Кендыш И.Н., 1985] Наиболее часто вышеперечисленные ткани поражаются и в условиях недостатка инсулина при сахарном диабете.
Обнаружение очередного потенцированного инсулином эффекта приводило к росту исследовательской активности научных поисков в новом направлении. Открытие факта проникновения инсулина через гематоэнцефалический барьер и наличие рецепторов к нему в мозговой ткани [Маньковский Б.Н., 1989, Швыркова Н.А. и др., 1991] вызвало бурный интерес у исследователей. Выяснению роли инсулина в мозге посвящены многочисленные экспериментальные исследования и обзоры литературы, в которых выяснено многогранное участие гормона в функциях ЦНС [Швыркова Н.А.,1991,1993,1995].
Огромный мозг человека потребляет необычайно много энергии - в 16 раз больше, чем мышечная ткань (в пересчете на единицу массы). У взрослого человека в состоянии покоя доля мозгового метаболизма составляет 20-25% всех энергетических потребностей организма. Инсулин найден в ликворе в более высоких концентрациях, они более стабильны, чем в плазме, не зависят от колебаний его концентрации в крови [Бондарева В.М. и др., 1988]. Этот парадокс может быть объяснен высокой скоростью обменных процессов в мозге, его высокой потребностью в энергии. Полагаем, что метаболизм в мозге не может не регулироваться инсулином, но возможно не зависит от его секреции, которая связана с приемом пищи. Независимость от секреции позволяет поддерживать жизнедеятельность организма и в период голода. Поступление инсулина возможно обеспечивают эритроциты, которые способны аккумулировать и транспортировать инсулин [Сандуляк Л.И., 1987]. Связывая избыток инсулина и отдавая его при повышенной потребности, эритроциты стабилизируют активную концентрацию гормона, сглаживают резкие изменения ее при физиологических сдвигах секреции и метаболизма.
Проинсулин, инсулин и инсулиноподобный фактор роста, по крайней мере, в культуре, стимулируют развитие нервной системы, включая клеточную пролиферацию, дифференцировку, созревание и выживание. Им отводится роль важных автокринных и паракринных сигналов в ходе развития ЦНС. Присутствие инсулина обеспечивает поддержание жизнеспособности шванновских клеток и увеличение уровня пролиферации клеток при регенерации периферических нервов.
Многочисленные факты обнаружения инсулина в головном мозге [Бондарева В.М. и др., 1988, Швыркова Н.А., 1991], пытались связать с его продукцией. Однако такое мнение подвергают критике. Обнаружение инсулина свидетельствует не о синтезировании инсулина, а о его использовании, так как до сих пор в мозговой ткани не найден проинсулин, без которого продукция инсулина невозможна [Швыркова Н.А., 1991]. Подтверждено, что действие инсулина и инсулинорецепторного комплекса в клетках головного мозга протекает по тем же механизмам, что и в периферических тканях [Baskin D.T. et al.,1993]. Обнаружены структурные, биохимические и функциональные различия инсулиновых рецепторов в глиальных и нервных клетках. В нервных клетках инсулинрецепторный комплекс регулирует поступление норадреналина в нейрон, играя роль нейротрансмиттера, и не влияет на поступление глюкозы. В глиальных клетках присоединение инсулина к рецептору запускает процессы, регулирующие поступление и утилизацию глюкозы, также как и в периферических тканях [Швыркова Н.А., 1991]. Сообщалось, что мозговая фаза ответа инсулина обусловлена холинергической стимуляцией в ответ на повышение уровня глюкозы крови [Schneider M.S.et al.,1993].
Функционирование инсулина в ЦНС аргументируется основными принципами ее организации. Одним из важнейших свойств приспособительной активности нервной системы является способность менять интенсивность расходования и новообразования веществ в тканях в зависимости от частоты и силы действия различных факторов внешней среды для поддержания гомеостаза. Все другие проявления пластичности нервной системы - расширение ассоциативных связей. выработка новых, пуск в действие резервных структур и другие, - в конечном счете, являются производными от уровня активности и ритма внутринейронных регенераторных и гиперпластических процессов [Судаков К.В., 1993].
Все выше сказанное позволяет заключить, что деление тканей на инсулинозависимые и инсулинонезависимые не имеет основания.