Циркадные часы и регуляция углеводного обмена

Участковый терапевт №03 2018 - Циркадные часы и регуляция углеводного обмена

Номера страниц в выпуске:4-5
Для цитированияСкрыть список
Циркадные часы и регуляция углеводного обмена. Участковый терапевт. 2018; 03: 4-5
Вращение Земли с периодической сменой дня и ночи на протяжении сотен миллионов лет сформировало в живом организме новый структурный компонент, определяющий суточную цикличность в работе органов и систем. Данный феномен реализован в сложносопряженной системе чередования периодов активности и покоя в организме, получившей название циркадных (суточных) биологических часов, которая оптимизирует адаптацию человека к циклически меняющимся условиям окружающей среды.
Считается, что в норме уровень глюкозы в крови является достаточно устойчивой константой на протяжении суток. У здорового человека, по мнению многих авторов, колебания глюкозы в крови характеризуются «низкой вариабельностью, высокой стабильностью и низкой экспозицией гипергликемии». Колебания происходят вокруг определенного базального уровня гликемии, а каждое отклонение от данного уровня наблюдается преимущественно в ответ на прием пищи. Стабильность глюкозы в крови, как и других биохимических параметров, отражает высокий уровень адаптивных возможностей регуляторных механизмов.
Однако в ряде исследований показано, что базальный уровень глюкозы в течение суток не представляет собой стационарную горизонтальную линию. Например, в ночные часы его средний уровень оказался несколько ниже, чем днем.

Период «биологической ночи»

В соответствии с современными представлениями триггерными механизмами формирования «биологической ночи» являются два взаимодействующих между собой процесса: метаболический, или гомеостатический (истощение энергетических запасов к концу светового времени суток на фоне физической и умственной активности), и автономно функционирующий циркадный ритм нейрогуморальной регуляции.
В ночное время потребность в глюкозе направлена не только на поддержание жизнедеятельности органов и тканей, но и обеспечение химических процессов обновления. Во время сна, при отсутствии пищи, мышечной релаксации, гипотермии влияние многих факторов, действующих на инсулин-глюкагоновое регуляторное звено, минимизировано. Общеизвестны тесные паракринные взаимодействия между инсулином, амилином и глюкагоном, обеспечивающие периферический «автономный» уровень регуляции гомеостаза глюкозы, являющийся, по всей видимости, основным в этот период. 
«Биологическая ночь» с физиологической точки зрения может быть разделена на определенные фазы. В первые несколько часов сна полностью завершается абсорбтивный процесс. Затем начинается постабсорбтивная фаза, в которую запускается каскад биохимических процессов, направленных на поддержание устойчивого уровня гликемии. Это и распад гликогена печени (гликогенолиз), и синтез глюкозы из предшественников (глюконеогенез), который осуществляется в печени и почках. При этом чем дольше ночное голодание, тем большее значение начинает иметь глюконеогенез в обоих органах, поскольку через 48 ч – после исчерпания запасов гликогена – гликогенолиз прекращается. Также установлено, что при увеличении продолжительности ночного голодания все больший вклад в эндогенную продукцию глюкозы определяет глюконеогенез в почках.
В ранние утренние часы выделяют фазу подготовки к периоду активной утренней жизнедеятельности. Отличительной особенностью этих временных отрезков является участие разных регуляторных механизмов в поддержании оптимального уровня глюкозы.

Период «биологического дня»

7.jpgПрименительно к углеводному обмену «биологическим днем» можно считать период суток, когда гомеостаз глюкозы осуществляется в условиях сложных форм поведенческих процессов (эмоционально-мотивационных, мыслительных), а также локомоторной активности и приемов пищи. «Биологический день» условно может быть разделен на отрезок, считающийся завершением «биологической ночи», непосредственно следующим за пробуждением, и время активной психоэмоциональной и физической деятельности на протяжении светлого времени суток с восполнением энергозатрат за счет калорий, поступающих с пищей.
В утренние часы до еды под контролем супрахиазматического ядра гипоталамуса активируется ряд лимбико-ретикулярных центров (орексин-нейроны, клетки дугообразного ядра), приводящих к появлению чувства голода. Немаловажная роль в метаболизме углеводов в дневные часы отводится деятельности вегетативной нервной системы. Накопленные научные данные указывают на существование сложных взаимодействий в это время между ее отделами. Степень функциональной активности определяется как процессами пищеварения, так и состоянием психоэмоциональной и физической сфер жизнедеятельности. В период психоэмоционального и физического напряжения важная роль отводится катехоламинам, являющимся стрессорными гормонами с основной задачей мобилизации ресурсов (глюкозы и жирных кислот) для обеспечения энергией организма. Они повышают уровень глюкозы в крови за счет подавления секреции инсулина поджелудочной железой, непосредственно стимулируют глюконеогенез в почках, секрецию глюкагона и гликогенолиз в печени и мышцах, активируют гликолиз в тканях и липолиз в жировых клетках.
Поступление пищи запускает каскад макрорегуляторных механизмов мобилизации экзогенной глюкозы. Этот временной промежуток называется абсорбтивным, или постпрандиальным периодом. Наступая непосредственно после приема пищи, он характеризуется транзиторным повышением глюкозы в крови. Временной интервал данного периода в норме занимает до 6 ч, из которых первые 3 ч – период относительной гипергликемии и времени потребления преимущественно экзогенной глюкозы для обеспечения метаболических процессов, остальное время – продолжение гидролиза углеводов в кишечнике, всасывания их в кровь и гликолиза в органах уже при нормальном уровне глюкозы.
Вслед за постпрандиальным наступает постабсорбтивный период, обусловленный утилизацией запасов гликогена в печени и направленный на поддержание стабильного уровня глюкозы. При режиме 3-разового питания в день 24-часовой период можно разделить на 3 временных отрезка: абсорбтивный (преобладают процессы мобилизации экзогенной глюкозы), постабсорбтивный (преобладают процессы эндогенной мобилизации глюкозы) и истинно голодный (время глюконеогенеза). У здоровых людей при таком режиме суммарно абсорбтивный период занимает до 18 ч с учетом времени наложения переходных процессов.
В дневное время динамика секреции инсулина, глюкагона, инкретинов, лептина в крови носит выраженный дискретный характер, обусловленный приемом пищи, физической и психоэмоциональной деятельностью. При регулярной кратности питания у человека формируется ритм с периодом в 4–8 ч (ультрадианный, т.е. короткий «досуточный» ритм).
Таким образом, сформировавшаяся в процессе фило- и онтогенеза циркадная модель нейрогуморальной регуляции углеводного обмена обладает высокой надежностью, поскольку представляет собой многоуровневую и саморегулирующуюся систему. Вместе с тем прогрессирующее увеличение распространенности сахарного диабета в мире указывает на то, что современный уклад жизни, состояние окружающей среды, генетические мутации являются серьезным вызовом для этой системы, приводящим к ее повреждению и развитию заболевания. Именно поэтому раннее выявление отклонений в регуляторных звеньях способствует индивидуализации подходов к профилактике и лечению сахарного диабета.

По материалам журнала «Consilium Medicum».
Список исп. литературыСкрыть список
Количество просмотров: 41
Предыдущая статьяВысоковирулентная норовирусная инфекция поражает редкий тип клеток
Следующая статьяДифференциальная диагностика инфекций мочевыводящих путей

Поделиться ссылкой на выделенное