Glukagon in inzulin sta hormona trebušne slinavke. Funkcija vseh hormonov je uravnavanje presnove v telesu. Glavna funkcija inzulina in glukagona je zagotoviti telesu energijske substrate po obrokih in med postom. Po jedi je treba zagotoviti, da glukoza vstopi v celice in shrani svoj presežek. V času posta izločite glukozo iz rezerv (glikogen) ali sintetizirajte jo ali druge energijske substrate.
Razširjeno je prepričanje, da insulin in glukagon razgrajujeta ogljikove hidrate. To ni res. Encimi zagotavljajo razgradnjo snovi. Hormoni uravnavajo te procese.
Sinteza glukagona in inzulina
Hormoni nastajajo v endokrinih žlezah. Inzulin in glukagon - v trebušni slinavki: insulin v β-celicah, glukagon - v α-celicah Langerhansovih otočkov. Oba hormona sta po naravi beljakovinska in se sintetizirata iz predhodnikov. Inzulin in glukagon se sproščata v nasprotnih stanjih: insulin pri hiperglikemiji, glukagon pri hipoglikemiji. Razpolovna doba insulina je 3-4 minute, njegovo nenehno spreminjajoče se izločanje vzdržuje raven glukoze v krvi v ozkemznotraj.
Učinki insulina
Inzulin uravnava presnovo, predvsem koncentracijo glukoze. Vpliva na membranske in znotrajcelične procese.
Membranski učinki insulina:
- stimulira transport glukoze in številnih drugih monosaharidov,
- stimulira transport aminokislin (predvsem arginina),
- stimulira transport maščobnih kislin,
- stimulira absorpcijo kalijevih in magnezijevih ionov v celici.
Inzulin ima znotrajcelične učinke:
- stimulira sintezo DNK in RNA,
- stimulira sintezo beljakovin,
- poveča stimulacijo encima glikogen sintaze (zagotavlja sintezo glikogena iz glukoze - glikogeneza),
- stimulira glukokinazo (encim, ki spodbuja pretvorbo glukoze v glikogen v pogojih njenega presežka),
- zavira glukozo-6-fosfatazo (encim, ki katalizira pretvorbo glukoza-6-fosfata v prosto glukozo in tako zvišuje krvni sladkor),
- stimulira lipogenezo,
- zavira lipolizo (zaradi zaviranja sinteze cAMP),
- stimulira sintezo maščobnih kislin,
- aktivira Na+/K+-ATP-ase.
Vloga inzulina pri transportu glukoze v celice
Glukoza vstopi v celice s pomočjo posebnih transportnih proteinov (GLUT). Številni GLUT so lokalizirani v različnih celicah. V celičnih membranah skeletnih in srčnih mišic, maščobnem tkivu, levkocitih in kortikalni plasti ledvicdelo inzulinsko odvisni transporterji - GLUT4. Inzulinski transporterji v membranah osrednjega živčevja in jetrnih celic so od nsulin neodvisni, zato je oskrba celic teh tkiv z glukozo odvisna le od njene koncentracije v krvi. V celice ledvic, črevesja, eritrocitov vstopi glukoza sploh brez nosilcev, s pasivno difuzijo. Inzulin je torej potreben za vstop glukoze v celice maščobnega tkiva, skeletne mišice in srčne mišice. Ob pomanjkanju inzulina bo v celice teh tkiv vstopila le majhna količina glukoze, ki ne bo zadostovala za njihove presnovne potrebe, tudi v pogojih visoke koncentracije glukoze v krvi (hiperglikemija).
Vloga inzulina pri presnovi glukoze
Inzulin spodbuja izrabo glukoze z več mehanizmi.
- Poveča aktivnost glikogen sintaze v jetrnih celicah, spodbuja sintezo glikogena iz ostankov glukoze.
- Poveča aktivnost glukokinaze v jetrih, spodbuja fosforilacijo glukoze s tvorbo glukoza-6-fosfata, ki glukozo "zaklene" v celici, ker ne more preiti skozi membrano iz celico v zunajcelični prostor.
- Zavira jetrno fosfatazo, ki katalizira povratno pretvorbo glukoza-6-fosfata v prosto glukozo.
Vsi zgoraj navedeni procesi zagotavljajo absorpcijo glukoze v celicah perifernih tkiv in zmanjšujejo njeno sintezo, kar vodi do zmanjšanja koncentracije glukoze v krvi. Poleg tega povečana poraba glukoze v celicah ohranja zaloge drugih znotrajceličnih energijskih substratov – maščob in beljakovin.
Vloga inzulina pri presnovi beljakovin
Inzulin spodbuja tako transport prostih aminokislin v celice kot sintezo beljakovin v njih. Sinteza beljakovin se spodbuja na dva načina:
- zaradi aktivacije mRNA,
- s povečanjem dobave aminokislin v celico.
Poleg tega, kot je navedeno zgoraj, povečana poraba glukoze kot energijskega substrata s strani celice upočasni razgradnjo beljakovin v njej, kar vodi v povečanje beljakovinskih rezerv. Zaradi tega učinka je insulin vključen v uravnavanje razvoja in rasti telesa.
Vloga inzulina pri presnovi maščob
Membranski in znotrajcelični učinki insulina vodijo do povečanja maščobnih zalog v maščobnem tkivu in jetrih.
- Inzulin zagotavlja prodiranje glukoze v celice maščobnega tkiva in spodbuja njeno oksidacijo v njih.
- Spodbuja tvorbo lipoproteinske lipaze v endotelijskih celicah. Ta vrsta lipaze fermentira hidrolizo triacilglicerolov, povezanih z lipoproteini v krvi, in zagotavlja pretok nastalih maščobnih kislin v celice maščobnega tkiva.
- Zavira intracelularno lipoproteinsko lipazo in tako zavira lipolizo v celicah.
funkcije glukagona
Glukagon vpliva na presnovo ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Lahko rečemo, da je glukagon po svojih učinkih antagonist insulina. Glavni rezultat delovanja glukagona je povečanje koncentracije glukoze v krvi. Glukagon je tisti, ki vzdržujezahtevana raven energetskih substratov - glukoze, beljakovin in maščob v krvi v času posta.
1. Vloga glukagona pri presnovi ogljikovih hidratov.
Zagotavlja sintezo glukoze z:
- izboljšanje glikogenolize (razgradnje glikogena v glukozo) v jetrih,
- povečana glukoneogeneza (sinteza glukoze iz prekurzorjev brez ogljikovih hidratov) v jetrih.
2. Vloga glukagona pri presnovi beljakovin.
Hormon spodbuja transport aminokislin glukagona v jetra, kar prispeva k jetrnim celicam:
- sinteza beljakovin,
- sinteza glukoze iz aminokislin – glukoneogeneza.
3. Vloga glukagona pri presnovi maščob.
Hormon aktivira lipazo v maščobnem tkivu, posledično se dvigne raven maščobnih kislin in glicerola v krvi. To sčasoma spet vodi do povečanja koncentracije glukoze v krvi:
- glicerol kot predhodnik brez ogljikovih hidratov je vključen v proces glukoneogeneze - sinteze glukoze;
- maščobne kisline se pretvorijo v ketonska telesa, ki se uporabljajo kot energijski substrati, ki ohranjajo zaloge glukoze.
Odnos hormonov
Inzulin in glukagon sta neločljivo povezana. Njihova naloga je uravnavanje koncentracije glukoze v krvi. Glukagon zagotavlja njegovo povečanje, inzulin - zmanjšanje. Opravljajo nasprotno delo. Spodbuda za proizvodnjo inzulina je povečanje koncentracije glukoze v krvi, glukagona - zmanjšanje. Poleg tega proizvodnja inzulina zavira izločanje glukagona.
Če je sinteza enega od teh hormonov motena, začne drugi delovati napačno. Na primer, pri sladkorni bolezni je raven insulina v krvi nizka, zaviralni učinek insulina na glukagon je oslabljen, posledično je raven glukagona v krvi previsoka, kar vodi v nenehno zvišanje krvi. glukoze, ki je značilna za to patologijo.
Nepravilna proizvodnja hormonov, njihovo napačno razmerje vodi do napak v prehrani. Zloraba beljakovinske hrane spodbuja prekomerno izločanje glukagona, preprostih ogljikovih hidratov - inzulina. Pojav neravnovesja v ravni insulina in glukagona vodi v razvoj patologij.
