Ang Glucagon at insulin ay pancreatic hormones. Ang pag-andar ng lahat ng mga hormone ay ang regulasyon ng metabolismo sa katawan. Ang pangunahing pag-andar ng insulin at glucagon ay upang bigyan ang katawan ng mga substrate ng enerhiya pagkatapos kumain at sa panahon ng pag-aayuno. Pagkatapos kumain, kinakailangan upang matiyak na ang glucose ay pumapasok sa mga selula at nag-iimbak ng labis nito. Sa panahon ng pag-aayuno, kunin ang glucose mula sa mga reserba (glycogen) o i-synthesize ito o iba pang mga substrate ng enerhiya.
Malawakang pinaniniwalaan na ang insulin at glucagon ay sumisira sa mga carbohydrates. Hindi ito totoo. Ang mga enzyme ay nagbibigay ng pagkasira ng mga sangkap. Kinokontrol ng mga hormone ang mga prosesong ito.
Synthesis ng glucagon at insulin
Ang mga hormone ay ginawa sa mga glandula ng endocrine. Insulin at glucagon - sa pancreas: insulin sa β-cells, glucagon - sa α-cells ng mga islet ng Langerhans. Ang parehong mga hormone ay likas na protina at na-synthesize mula sa mga precursor. Ang insulin at glucagon ay inilabas sa magkasalungat na estado: insulin sa hyperglycemia, glucagon sa hypoglycemia. Ang kalahating buhay ng insulin ay 3-4 minuto, ang patuloy na iba't ibang pagtatago nito ay nagpapanatili ng antas ng glucose sa dugo sa makitid.sa loob.
Mga epekto ng insulin
Insulin ang kinokontrol ang metabolismo, pangunahin ang konsentrasyon ng glucose. Nakakaapekto ito sa mga proseso ng lamad at intracellular.
Membrane effect ng insulin:
- pinasigla ang transportasyon ng glucose at ilang iba pang monosaccharides,
- pinasigla ang transportasyon ng mga amino acid (pangunahin ang arginine),
- pinasigla ang transportasyon ng mga fatty acid,
- pinasigla ang pagsipsip ng mga potassium at magnesium ions ng cell.
May intracellular effect ang insulin:
- pinasigla ang DNA at RNA synthesis,
- pinasigla ang synthesis ng protina,
- pinapataas ang pagpapasigla ng enzyme glycogen synthase (tinitiyak ang synthesis ng glycogen mula sa glucose - glycogenesis),
- pinasigla ang glucokinase (enzyme na nagtataguyod ng conversion ng glucose sa glycogen sa mga kondisyon ng labis nito),
- pinipigilan ang glucose-6-phosphatase (isang enzyme na nagpapagana ng conversion ng glucose-6-phosphate sa libreng glucose at sa gayon ay nagpapataas ng asukal sa dugo),
- pinasigla ang lipogenesis,
- inhibits lipolysis (dahil sa pagsugpo ng cAMP synthesis),
- pinasigla ang synthesis ng mga fatty acid,
- ina-activate ang Na+/K+-ATP-ase.
Ang papel ng insulin sa pagdadala ng glucose sa mga selula
Ang glucose ay pumapasok sa mga selula sa tulong ng mga espesyal na transporter protein (GLUT). Maraming mga GLUT ang naisalokal sa iba't ibang mga cell. Sa mga lamad ng cell ng skeletal at cardiac na kalamnan, adipose tissue, leukocytes, at ang cortical layer ng mga bato.gumagana ang mga transporter na umaasa sa insulin - GLUT4. Ang mga transporter ng insulin sa mga lamad ng CNS at mga selula ng atay ay nsulin-independent; samakatuwid, ang pagkakaloob ng mga selula ng mga tisyu na ito na may glucose ay nakasalalay lamang sa konsentrasyon nito sa dugo. Sa mga selula ng bato, bituka, erythrocytes, ang glucose ay pumapasok nang walang mga carrier, sa pamamagitan ng passive diffusion. Kaya, ang insulin ay kinakailangan para sa pagpasok ng glucose sa mga selula ng adipose tissue, skeletal muscle at cardiac muscle. Sa kakulangan ng insulin, kaunting glucose lamang ang papasok sa mga selula ng mga tisyu na ito, hindi sapat upang matugunan ang kanilang mga metabolic na pangangailangan, kahit na sa mga kondisyon ng mataas na konsentrasyon ng glucose sa dugo (hyperglycemia).
Ang papel ng insulin sa metabolismo ng glucose
Pinapasigla ng insulin ang paggamit ng glucose sa pamamagitan ng ilang mekanismo.
- Pinapataas ang aktibidad ng glycogen synthase sa mga selula ng atay, na pinasisigla ang synthesis ng glycogen mula sa mga residu ng glucose.
- Pinapataas ang aktibidad ng glucokinase sa atay, pinasisigla ang phosphorylation ng glucose na may pagbuo ng glucose-6-phosphate, na "nagkukulong" ng glucose sa cell, dahil hindi ito makadaan sa lamad mula sa cell sa extracellular space.
- Pinipigilan ang liver phosphatase, na nag-catalyze sa reverse conversion ng glucose-6-phosphate sa libreng glucose.
Lahat ng mga proseso sa itaas ay tinitiyak ang pagsipsip ng glucose ng mga selula ng peripheral tissue at binabawasan ang synthesis nito, na humahantong sa pagbaba ng konsentrasyon ng glucose sa dugo. Bilang karagdagan, ang pagtaas ng paggamit ng glucose ng mga cell ay nagpapanatili ng mga reserba ng iba pang mga substrate ng enerhiya sa intracellular - mga taba at protina.
Ang papel ng insulin sa metabolismo ng protina
Insulin ay pinasisigla ang parehong transportasyon ng mga libreng amino acid sa mga cell at protina synthesis sa kanila. Ang synthesis ng protina ay pinasigla sa dalawang paraan:
- dahil sa mRNA activation,
- sa pamamagitan ng pagtaas ng supply ng mga amino acid sa cell.
Sa karagdagan, tulad ng nabanggit sa itaas, ang pagtaas ng paggamit ng glucose bilang substrate ng enerhiya ng cell ay nagpapabagal sa pagkasira ng protina sa loob nito, na humahantong sa pagtaas ng mga reserbang protina. Dahil sa epektong ito, ang insulin ay kasangkot sa regulasyon ng pag-unlad at paglaki ng katawan.
Ang papel ng insulin sa metabolismo ng taba
Ang lamad at intracellular na epekto ng insulin ay humahantong sa pagtaas ng mga imbak na taba sa adipose tissue at atay.
- Tinitiyak ng insulin ang pagtagos ng glucose sa mga selula ng adipose tissue at pinasisigla ang oksihenasyon nito sa kanila.
- Pinasisigla ang pagbuo ng lipoprotein lipase sa mga endothelial cells. Ang ganitong uri ng lipase ay nagbuburo ng hydrolysis ng triacylglycerols na nauugnay sa mga lipoprotein ng dugo at tinitiyak ang pagdaloy ng mga nagreresultang fatty acid sa mga selula ng adipose tissue.
- Pinipigilan ang intracellular lipoprotein lipase, kaya pinipigilan ang lipolysis sa mga cell.
Glucagon functions
Ang Glucagon ay nakakaapekto sa metabolismo ng carbohydrate, protina at taba. Masasabing ang glucagon ay isang insulin antagonist sa mga tuntunin ng mga epekto nito. Ang pangunahing resulta ng gawain ng glucagon ay isang pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo. Ito ay glucagon na nagpapanatiliang kinakailangang antas ng mga substrate ng enerhiya - glucose, protina at taba sa dugo sa panahon ng pag-aayuno.
1. Ang papel ng glucagon sa metabolismo ng carbohydrate.
Nagbibigay ng glucose synthesis sa pamamagitan ng:
- pagpapahusay ng glycogenolysis (pagkasira ng glycogen sa glucose) sa atay,
- tumaas na gluconeogenesis (synthesis ng glucose mula sa non-carbohydrate precursors) sa atay.
2. Ang papel ng glucagon sa metabolismo ng protina.
Pinapasigla ng hormone ang pagdadala ng mga glucagon amino acid sa atay, na nag-aambag sa mga selula ng atay:
- protein synthesis,
- synthesis ng glucose mula sa amino acids – gluconeogenesis.
3. Ang papel ng glucagon sa fat metabolism.
Ang hormone ay nag-a-activate ng lipase sa adipose tissue, bilang isang resulta, ang antas ng mga fatty acid at glycerol sa dugo ay tumataas. Ito sa kalaunan ay muling humahantong sa pagtaas ng konsentrasyon ng glucose sa dugo:
- Ang glycerol bilang non-carbohydrate precursor ay kasama sa proseso ng gluconeogenesis - glucose synthesis;
- ang mga fatty acid ay na-convert sa mga ketone body, na ginagamit bilang mga substrate ng enerhiya, na nagtitipid ng mga tindahan ng glucose.
Ang relasyon ng mga hormone
Insulin at glucagon ay hindi mapaghihiwalay na magkaugnay. Ang kanilang gawain ay upang ayusin ang konsentrasyon ng glucose sa dugo. Nagbibigay ang glucagon ng pagtaas nito, insulin - isang pagbaba. Kabaligtaran ang ginagawa nila. Ang pampasigla para sa paggawa ng insulin ay isang pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo, glucagon - isang pagbaba. Bilang karagdagan, pinipigilan ng paggawa ng insulin ang pagtatago ng glucagon.
Kung ang synthesis ng isa sa mga hormone na ito ay naabala, ang isa pa ay magsisimulang gumana nang hindi tama. Halimbawa, sa diabetes mellitus, ang antas ng insulin sa dugo ay mababa, ang pagbabawal na epekto ng insulin sa glucagon ay humina, bilang isang resulta, ang antas ng glucagon sa dugo ay masyadong mataas, na humahantong sa isang patuloy na pagtaas sa dugo. glucose, na nagpapakilala sa patolohiya na ito.
Maling produksyon ng mga hormone, ang kanilang maling ratio ay humahantong sa mga pagkakamali sa nutrisyon. Ang pag-abuso sa mga pagkaing protina ay nagpapasigla sa labis na pagtatago ng glucagon, simpleng carbohydrates - insulin. Ang hitsura ng isang kawalan ng timbang sa antas ng insulin at glucagon ay humahantong sa pagbuo ng mga pathologies.
