Glukagon i inzulin su hormoni gušterače. Funkcija svih hormona je regulacija metabolizma u tijelu. Glavna funkcija inzulina i glukagona je opskrbiti tijelo energetskim supstratima nakon jela i tijekom posta. Nakon jela, potrebno je osigurati da glukoza uđe u stanice i pohrani svoj višak. Tijekom razdoblja posta izvucite glukozu iz rezervi (glikogen) ili sintetizirajte nju ili druge energetske supstrate.
Uvriježeno je mišljenje da inzulin i glukagon razgrađuju ugljikohidrate. Ovo nije istina. Enzimi osiguravaju razgradnju tvari. Hormoni reguliraju ove procese.
Sinteza glukagona i inzulina
Hormoni se proizvode u endokrinim žlijezdama. Inzulin i glukagon - u gušterači: inzulin u β-stanicama, glukagon - u α-stanicama Langerhansovih otočića. Oba hormona su proteinske prirode i sintetiziraju se iz prekursora. Inzulin i glukagon se oslobađaju u suprotnim stanjima: inzulin u hiperglikemiji, glukagon u hipoglikemiji. Poluživot inzulina je 3-4 minute, njegovo stalno promjenjivo izlučivanje održava razinu glukoze u krvi u uskimunutar.
Učinci inzulina
Inzulin regulira metabolizam, prvenstveno koncentraciju glukoze. Utječe na membrane i unutarstanične procese.
Membranski učinci inzulina:
- stimulira transport glukoze i niza drugih monosaharida,
- stimulira transport aminokiselina (uglavnom arginina),
- stimulira transport masnih kiselina,
- stimulira apsorpciju iona kalija i magnezija od strane stanice.
Inzulin ima unutarstanične učinke:
- stimulira sintezu DNK i RNA,
- stimulira sintezu proteina,
- povećava stimulaciju enzima glikogen sintaze (osigurava sintezu glikogena iz glukoze - glikogeneza),
- stimulira glukokinazu (enzim koji potiče pretvorbu glukoze u glikogen u uvjetima njenog viška),
- inhibira glukoza-6-fosfatazu (enzim koji katalizira pretvorbu glukoza-6-fosfata u slobodnu glukozu i tako povisuje šećer u krvi),
- stimulira lipogenezu,
- inhibira lipolizu (zbog inhibicije sinteze cAMP),
- stimulira sintezu masnih kiselina,
- aktivira Na+/K+-ATP-ase.
Uloga inzulina u transportu glukoze u stanice
Glukoza ulazi u stanice uz pomoć posebnih transportnih proteina (GLUT). Brojni GLUT-ovi su lokalizirani u različitim stanicama. U staničnim membranama skeletnih i srčanih mišića, masnom tkivu, leukocitima i kortikalnom sloju bubregarad transportera ovisni o inzulinu - GLUT4. Prijenosnici inzulina u membranama središnjeg živčanog sustava i jetrenih stanica su neovisni o nuzulinu, stoga opskrba stanica tih tkiva glukozom ovisi samo o njezinoj koncentraciji u krvi. U stanice bubrega, crijeva, eritrocita glukoza ulazi uopće bez nositelja, pasivnom difuzijom. Dakle, inzulin je neophodan za ulazak glukoze u stanice masnog tkiva, skeletnih mišića i srčanog mišića. Uz nedostatak inzulina, samo mala količina glukoze će ući u stanice tih tkiva, nedostatna da zadovolji njihove metaboličke potrebe, čak i u uvjetima visoke koncentracije glukoze u krvi (hiperglikemija).
Uloga inzulina u metabolizmu glukoze
Inzulin stimulira korištenje glukoze kroz nekoliko mehanizama.
- Povećava aktivnost glikogen sintaze u stanicama jetre, stimulirajući sintezu glikogena iz ostataka glukoze.
- Pojačava aktivnost glukokinaze u jetri, stimulirajući fosforilaciju glukoze s stvaranjem glukoza-6-fosfata, koji "zaključava" glukozu u stanici, jer ne može proći kroz membranu iz stanica u ekstracelularni prostor.
- Inhibira jetrenu fosfatazu, koja katalizira obrnutu konverziju glukoza-6-fosfata u slobodnu glukozu.
Svi navedeni procesi osiguravaju apsorpciju glukoze od strane stanica perifernih tkiva i smanjuju njezinu sintezu, što dovodi do smanjenja koncentracije glukoze u krvi. Osim toga, povećano korištenje glukoze u stanicama čuva rezerve drugih unutarstaničnih energetskih supstrata - masti i proteina.
Uloga inzulina u metabolizmu proteina
Inzulin stimulira i transport slobodnih aminokiselina u stanice i sintezu proteina u njima. Sinteza proteina se stimulira na dva načina:
- zbog aktivacije mRNA,
- povećavanjem opskrbe aminokiselinama u stanici.
Osim toga, kao što je gore spomenuto, povećana upotreba glukoze kao energetskog supstrata od strane stanice usporava razgradnju proteina u njoj, što dovodi do povećanja proteinskih rezervi. Zbog tog učinka inzulin je uključen u regulaciju razvoja i rasta tijela.
Uloga inzulina u metabolizmu masti
Membranski i intracelularni učinci inzulina dovode do povećanja zaliha masti u masnom tkivu i jetri.
- Inzulin osigurava prodiranje glukoze u stanice masnog tkiva i potiče njezinu oksidaciju u njima.
- Potiče stvaranje lipoprotein lipaze u endotelnim stanicama. Ova vrsta lipaze fermentira hidrolizu triacilglicerola povezanih s lipoproteinima u krvi i osigurava protok rezultirajućih masnih kiselina u stanice masnog tkiva.
- Inhibira unutarstaničnu lipoproteinsku lipazu, čime inhibira lipolizu u stanicama.
Funkcije glukagona
Glukagon utječe na metabolizam ugljikohidrata, proteina i masti. Može se reći da je glukagon po svojim učincima antagonist inzulina. Glavni rezultat rada glukagona je povećanje koncentracije glukoze u krvi. Glukagon je taj koji održavapotrebna razina energetskih supstrata - glukoze, bjelančevina i masti u krvi tijekom razdoblja posta.
1. Uloga glukagona u metabolizmu ugljikohidrata.
Omogućuje sintezu glukoze putem:
- poboljšanje glikogenolize (razgradnje glikogena u glukozu) u jetri,
- pojačana glukoneogeneza (sinteza glukoze iz prekursora bez ugljikohidrata) u jetri.
2. Uloga glukagona u metabolizmu proteina.
Hormon stimulira transport aminokiselina glukagona u jetru, što doprinosi stanicama jetre:
- sinteza proteina,
- sinteza glukoze iz aminokiselina – glukoneogeneza.
3. Uloga glukagona u metabolizmu masti.
Hormon aktivira lipazu u masnom tkivu, zbog čega se povećava razina masnih kiselina i glicerola u krvi. To na kraju opet dovodi do povećanja koncentracije glukoze u krvi:
- glicerol kao prekursor bez ugljikohidrata uključen je u proces glukoneogeneze - sinteze glukoze;
- masne kiseline se pretvaraju u ketonska tijela, koja se koriste kao energetski supstrati, čuvajući zalihe glukoze.
Odnos hormona
Inzulin i glukagon su neraskidivo povezani. Njihova je zadaća regulirati koncentraciju glukoze u krvi. Glukagon osigurava njegovo povećanje, inzulin - smanjenje. Oni rade suprotan posao. Poticaj za proizvodnju inzulina je povećanje koncentracije glukoze u krvi, glukagona - smanjenje. Osim toga, proizvodnja inzulina inhibira lučenje glukagona.
Ako je poremećena sinteza jednog od ovih hormona, drugi počinje raditi nepravilno. Na primjer, kod dijabetes melitusa, razina inzulina u krvi je niska, inhibicijski učinak inzulina na glukagon je oslabljen, kao rezultat toga, razina glukagona u krvi je previsoka, što dovodi do stalnog povećanja krvi. glukoze, koja karakterizira ovu patologiju.
Nepravilna proizvodnja hormona, njihov nepravilan omjer dovodi do grešaka u ishrani. Zlouporaba proteinske hrane potiče prekomjerno lučenje glukagona, jednostavnih ugljikohidrata - inzulina. Pojava neravnoteže u razini inzulina i glukagona dovodi do razvoja patologija.
