Возрастные изменения в энергетическом гомеостате
В понятие энергетического гомеостата объединяется система, обеспечивающая регуляцию энергетического обмена. Основные энергетические субстраты — углеводы и жиры — наряду с гормонами действуют как регуляторы энергетических процессов.
Действие их осуществляется не только на уровне межуточного обмена, что в настоящее время относительно подробно изучено, но и в сфере специально регуляторных взаимоотношений, в которых глюкоза и жирные кислоты приобретают в механизме гормональной саморегуляции значение гормонов. В этом смысле и существует своеобразный энергетический гомеостат, в котором осуществляются взаимоотношения между гормоном роста, глюкозой, инсулином и жирными кислотами.
Глюкоза является основным энергетическим субстратом, поступающим с пищей. С другой стороны, энергетические резервы аккумулируются в форме нейтрального жира, состоящего из глицерина и жирных кислот. Когда пища в организм не поступает, жирные кислоты являются основным энергетическим субстратом. Мобилизация жирных кислот из жировых депо происходит под влиянием липолитических гормонов. В эту группу входят адреналин, норадреналин, АКТГ, гормон роста, глюкагон и липотропин. Первые три гормона относятся к группе так называемых стрессорных гормонов и их липолитическое действие в основном реализуется в условиях стресса.
Физиологическое значение липолиза, индуцируемого под влиянием липотропина и в меньшей степени глюкагона, остается невыясненным. Вместе с тем в настоящее время показано, что именно гормон роста является тем гормоном, секреция которого увеличивается в условиях голодания, обеспечивая мобилизацию жирных кислот из жировых депо. Гормон роста стимулирует аденилциклазу в адипоцитах, что приводит к образованию цАМФ из АТФ. Под влиянием цАМФ происходит активация липазы жировой ткани, которая вызывает расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты (или неэстерифицированные жирные кислоты, НЭЖК). Освободившиеся в результате липолиза НЭЖК связываются с альбуминами плазмы крови и в таком комплексе транспортируются в различные ткани, где используются как энергетический субстрат прежде всего в мышечной ткани и в печени. Соответственно в период голодания в крови повышается концентрация гормона роста и НЭЖК.
НЭЖК обладает, кроме того, очень важной физиологической способностью тормозить утилизацию глюкозы в мышечной ткани.
Биологически этот эффект направлен на сохранение ограниченных резервов глюкозы в организме, обеспечивая тем самым необходимый уровень глюкозы в нервной ткани.
Таким образом, в условиях голодания энергетические процессы в организме обеспечиваются за счет НЭЖК, которые мобилизуются из жировых депо под влиянием повышения секреции гормона роста.
Напротив, при поступлении энергетических субстратов и прежде всего углеводов с пищей происходит торможение секреции гормона роста, так как в этих условиях нет необходимости в интенсивном липолизе. Это тормозящее влияние глюкозы на секрецию гормона роста осуществляется путем влияния на соответствующие глюкорецепторы гипоталамуса, которые контролируют секрецию гормона роста.
Таким образом, в данном случае глюкоза выполняет роль гормона, который по механизму отрицательной обратной связи регулирует секрецию гормона роста и тем самым интенсивность липолиза. Одновременно глюкоза стимулирует секрецию инсулина, который является мощным антилиполитическим гормоном. Это еще более тормозит липолиз, снимая конкурирующий эффект НЭЖК в отношении утилизации глюкозы в мышечной ткани.
Таким образом, в организме существуют два отдельных и антагонистических ритма использования энергетических субстратов. Эти ритмы условно можно обозначить как ночной и дневной энергоритм. При ночном ритме, т. е. в условиях голодания, происходит повышение секреции гормона роста и вследствие этого усиленная мобилизация НЭЖК из жировых депо. Утилизация жирных кислот обеспечивает энергетические потребности организма.
При дневном ритме в связи с поступлением энергетических субстратов с пищей, главным образом углеводов, секреция гормона роста и интенсивность липолиза тормозятся повышением уровня в крови глюкозы, которая используется как субстрат в энергетических процессах.
Эта смена ритмов и характеризует нормальную работу энергетического гомеостата, причем как повышение уровня глюкозы в крови, так и значительное увеличение концентрации жирных кислот приводит к снижению секреции гормона роста.
Концентрация в крови глюкозы и жирных кислот играет в энергетическом гомеостате роль сигнала в механизме отрицательной обратной связи. Эффективность действия этих сигналов, естественно, зависит от чувствительности гипоталамуса к тормозящим воздействиям.
У лиц среднего возраста функция этой исключительно важной гомеостатической системы нарушается. Стандартная нагрузка глюкозой вызывает существенное снижение концентрации гормона роста и НЭЖК в крови у лиц молодого возраста. Это отражает нормальное функционирование энергетического гомеостата.
Напротив, у лиц среднего возраста не происходило снижения концентрации гормона роста в крови под влиянием нагрузки глюкозой. Учитывая гипоталамический механизм данного действия глюкозы, отсутствие тормозящего эффекта у лиц среднего возраста может быть оценено как показатель повышения гипоталамического порога к регулирующему влиянию глюкозы.
Так как в группу лиц среднего возраста входили больные с умеренно выраженным атеросклерозом, т. е. с процессом, который можно рассматривать как признак нормального старения, то на основании полученных данных может быть сделан вывод о развитии центрального типа гомеостатической недостаточности в энергетическом гомеостате в процессе старения организма.
Данное нарушение в регуляции гормона роста, несмотря на свою кажущуюся простоту, может привести к серии метаболических нарушений, свойственных старению.
Эти нарушения являются, следствием взаимоотношений, существующих в энергетическом гомеостате, при которых первичное нарушение в соответствии с физиологическими закономерностями последовательно вызывает ряд взаимосвязанных изменений в гормональном балансе и метаболических процессах.
Похожие статьи:
Теги: старение
