» » Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

Глюкагон і інсулін – гормон підшлункової залози. Функція всіх гормонів – регуляція обміну речовин в організмі. Основна функція інсуліну і глюкагону – забезпечення організму енергетичними субстратами після їжі і в період голодування. Після їжі необхідно забезпечити надходження глюкози в клітини і запасання її надлишків. У період голодування – витягти глюкозу з резервів (глікогену) або синтезувати її або інші енергетичні субстрати. Поширена думка, що інсулін і глюкагон розщеплюють вуглеводи. Це невірно. Забезпечують розщеплення речовин ферменти. Гормони ж регулюють ці процеси.

Синтез глюкагону та інсуліну

Гормони виробляються в залозах внутрішньої секреції. Інсулін і глюкагон - в підшлунковій залозі: інсуліну в ?-клітинах, глюкагон – в ?-клітинах острівців Лангерганса. Обидва гормону мають білкову природу і синтезуються з попередників. Інсулін і глюкагон виділяються в протилежних станах: при гіперглікемії інсулін, глюкагон – при гіпоглікемії. Напівперіод життя інсуліну - 3-4 хвилини, його постійна варіюються секреція забезпечує підтримання рівня глюкози в крові у вузьких межах.


Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

Ефекти інсуліну

Інсулін регулює обмін речовин, перш за все – концентрацію глюкози. Він впливає на мембранні та внутрішньоклітинні процеси. Мембранні ефекти інсуліну:
  • стимулює транспорт глюкози і ряду інших моносахаридів,
  • стимулює транспорт амінокислот (головним чином аргініну),
  • стимулює транспорт жирних кислот,
  • стимулює поглинання клітиною іонів калію і магнію.
  • Інсулін надає внутрішньоклітинні ефекти:
  • стимулює синтез ДНК і РНК,
  • стимулює синтез білків,
  • посилює стимуляцію ферменту глікогенсинтази (забезпечує синтез глікогену з глюкози – гликогенез),
  • стимулює глюкокиназу (фермент, що сприяє перетворенню глюкози в глікоген в умовах її надлишку),
  • інгібує глюкозо-6-фосфатазу (фермент, що каталізує перетворення глюкозо-6-фосфату у вільну глюкозу і, відповідно, підвищує рівень цукру в крові),
  • стимулює ліпогенез,
  • пригнічує ліполіз (за рахунок гальмування синтезу цАМФ),
  • стимулює синтез жирних кислот,
  • активує Na + /K + -АТФ-азу.
  • Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

    Роль інсуліну в транспорті глюкози в клітини

    Глюкоза потрапляє в клітини за допомогою спеціальних білків-транспортерів (GLUT). В різних клітинах локалізуються численні GLUT. У мембранах клітин скелетних і серцевих м'язів, жирової тканини, лейкоцитів, коркового шару нирок працюють инсулинзависимые транспортери – GLUT4. Транспортери інсуліну в мембранах клітин ЦНС, печінки нсулиннезависимы, тому забезпечення клітин цих тканин глюкозою залежить тільки від її концентрації в крові. В клітини нирок, кишечника, еритроцитів глюкоза потрапляє взагалі без переносників, шляхом пасивної дифузії. Таким чином, інсулін необхідний для потрапляння глюкози в клітини жирової тканини, скелетних м'язів та серцевих м'язів. При нестачі інсуліну в клітини цих тканин потрапить лише невелика кількість глюкози, недостатня для забезпечення метаболічних потреб, навіть в умовах високої концентрації глюкози в крові (гіперглікемії).


    Роль інсуліну в обміні глюкози

    Інсулін стимулює утилізацію глюкози, включаючи кілька механізмів.
  • Підвищує активність глікогенсинтази в клітинах печінки, що стимулює синтез глікогену з залишків глюкози.
  • Підвищує активність глюкокінази у печінці, стимулюючи фосфорилювання глюкози з утворенням глюкозо-6-фосфату, який «замикає» глюкозу в клітці, т. к. не здатний проходити через мембрану з клітин у міжклітинний простір.
  • Інгібує фосфатазу печінки, каталізатору зворотне перетворення глюкозо-6-фосфату у вільну глюкозу.
  • Всі перераховані процеси забезпечують поглинання глюкози клітинами периферичних тканин і зниження її синтезу, що призводить до зниження концентрації глюкози в крові. Крім того, посилення утилізації глюкози клітинами зберігає запаси інших внутрішньоклітинних енергетичних субстратів – жирів і білків.
    Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

    Роль інсуліну в обміні білків

    Інсулін стимулює як транспорт вільних амінокислот у клітини, так і синтез білка в них. Синтез білка стимулюється двома шляхами:
  • за рахунок активації мРНК,
  • за рахунок збільшення надходження амінокислот у клітину.
  • Крім того, як було сказано вище, посилення використання глюкози клітиною як енергетичного субстрату, уповільнює розпад в ній білка, що призводить до збільшення білкових запасів. За рахунок такого ефекту інсулін бере участь у регуляції процесів розвитку і росту організму.
    Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів

    Роль інсуліну в жировому обміні

    Мембранні та внутрішньоклітинні ефекти інсуліну призводять до збільшення запасів жиру в жировій тканині й печінці.
  • Інсулін забезпечує проникнення глюкози в клітини жирової тканини і стимулює її окислення в них.
  • Стимулює утворення ліпопротеїнової ліпази в ендотеліальних клітинах. Цей вид ліпази ферментує гідроліз триацилгліцеролів, пов'язаних з ліпопротеїнами крові, і забезпечує надходження отриманих жирних кислот в клітини жирової тканини.
  • Інгібує внутрішньоклітинну липопротеиновую ліпазу, таким чином, гальмуючи ліполіз в клітинах.
  • Функції глюкагону

    Глюкагон впливає на вуглеводний, білковий і жировий обмін. Можна сказати, що глюкагон – антагоніст інсуліну за надаються ефектів. Головним результатом роботи глюкагону є підвищення концентрації глюкози в крові. Саме глюкагон забезпечує підтримку необхідного рівня енергетичних субстратів - глюкози, білків і жирів у крові в період голодування.
    1. Роль глюкагону в обміні вуглеводів. Забезпечує синтез глюкози шляхом:
  • посилення глікогенолізу (розщеплення глікогену до глюкози) в печінці,
  • посилення глюконеогенезу (синтезу глюкози з неуглеводистых попередників) в печінці.
  • 2. Роль глюкагону в обміні білків. Гормон стимулює транспорт глюкагонных амінокислот у печінці, що сприяє в клітинах печінки:
  • синтезу білків,
  • синтезу глюкози з амінокислот – глюконеогенезу.
  • 3. Роль глюкагону в жировому обміні. Гормон активує в жировій тканині ліпазу, в результаті в крові підвищується рівень жирних кислот і гліцерину. Це в кінцевому підсумку знову ж призводить до підвищення концентрації глюкози в крові:
  • гліцерин як неуглеводистый попередник включається в процес глюконеогенезу – синтез глюкози;
  • жирні кислоти перетворюються в кетонові тіла, які використовуються в якості енергетичних субстратів, що зберігає запаси глюкози.
  • Взаємозв'язок гормонів

    Інсулін і глюкагон нерозривно пов'язані між собою. Їх завдання – регулювати концентрацію глюкози в крові. Глюкагон забезпечує її підвищення, інсулін – пониження. Вони виконують протилежну роботу. Стимулом вироблення інсуліну є підвищення концентрації глюкози в крові, глюкагону – пониження. Крім того, вироблення інсуліну гальмує секрецію глюкагону.
    Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів
    Якщо порушується синтез одного з цих гормонів, інший починає працювати некоректно. Наприклад, при цукровому діабеті рівень інсуліну в крові низький, інгібіторну дію інсуліну на глюкагон ослаблене, в результаті рівень глюкагону в даху занадто високий, що призводить до постійного підвищення рівня глюкози в крові, чим і характеризується дана патологія.
    Глюкагон і інсулін: функції та взаємозв'язок гормонів
    До неправильної виробленню гормонів, некоректного їх співвідношенню призводять погрішності в харчуванні. Зловживання білковою їжею стимулює надмірне виділення глюкагону, простими вуглеводами – інсуліну. Появу дисбалансу в рівні інсуліну та глюкагону призводять до розвитку патологій.
    14