Glukagoni ja insuliini ovat haimahormoneja. Kaikkien hormonien tehtävänä on säädellä aineenvaihduntaa kehossa. Insuliinin ja glukagonin päätehtävänä on tarjota elimistölle energiasubstraatteja aterioiden jälkeen ja paaston aikana. Syömisen jälkeen on varmistettava, että glukoosi pääsee soluihin ja varastoi ylimääränsä. Paaston aikana uutta glukoosia varannoista (glykogeeni) tai syntetisoi sitä tai muita energiasubstraateja.
Laaj alti uskotaan, että insuliini ja glukagoni hajottavat hiilihydraatteja. Tämä ei ole totta. Entsyymit hajottavat aineita. Hormonit säätelevät näitä prosesseja.
Glukagonin ja insuliinin synteesi
Hormoneja tuotetaan umpieritysrauhasissa. Insuliini ja glukagoni - haimassa: insuliini β-soluissa, glukagoni - Langerhansin saarekkeiden α-soluissa. Molemmat hormonit ovat luonteeltaan proteiineja ja syntetisoidaan esiasteista. Insuliini ja glukagoni vapautuvat vastakkaisissa tiloissa: insuliinia hyperglykemiassa, glukagonia hypoglykemiassa. Insuliinin puoliintumisaika on 3-4 minuuttia, sen jatkuvasti vaihteleva eritys pitää veren glukoositason ahtaassasisällä.
Insuliinin vaikutukset
Insuliini säätelee aineenvaihduntaa, ensisijaisesti glukoosipitoisuutta. Se vaikuttaa kalvoon ja solunsisäisiin prosesseihin.
Insuliinin kalvovaikutukset:
- stimuloi glukoosin ja useiden muiden monosakkaridien kuljetusta,
- stimuloi aminohappojen (pääasiassa arginiinin) kuljetusta,
- stimuloi rasvahappojen kulkeutumista,
- stimuloi kalium- ja magnesium-ionien imeytymistä soluun.
Insuliinilla on solunsisäisiä vaikutuksia:
- stimuloi DNA- ja RNA-synteesiä,
- stimuloi proteiinisynteesiä,
- lisää glykogeenisyntaasientsyymin stimulaatiota (varmistaa glykogeenin synteesin glukoosista - glykogeneesi),
- stimuloi glukokinaasia (entsyymi, joka edistää glukoosin muuttumista glykogeeniksi sen ylimäärässä),
- estää glukoosi-6-fosfataasia (entsyymi, joka katalysoi glukoosi-6-fosfaatin muuttumista vapaaksi glukoosiksi ja nostaa siten verensokeria),
- stimuloi lipogeneesiä,
- estää lipolyysiä (cAMP-synteesin eston vuoksi),
- stimuloi rasvahappojen synteesiä,
- aktivoi Na+/K+-ATP-ase.
Insuliinin rooli glukoosin kuljettamisessa soluihin
Glukoosi pääsee soluihin erityisten kuljettajaproteiinien (GLUT) avulla. Lukuisat GLUT:t sijaitsevat eri soluissa. Luusto- ja sydänlihasten solukalvoissa, rasvakudoksessa, leukosyyteissä ja munuaisten aivokuoressatoimivat insuliinista riippuvaiset kuljettajat - GLUT4. Keskushermoston ja maksasolujen kalvoissa olevat insuliinin kuljettajat ovat nsuliinista riippumattomia, joten näiden kudosten solujen saanti glukoosilla riippuu vain sen pitoisuudesta veressä. Munuaisten, suoliston, erytrosyyttien soluihin glukoosi tulee passiivisen diffuusion kautta ilman kantajia. Siten insuliinia tarvitaan glukoosin pääsemiseksi rasvakudoksen, luustolihaksen ja sydänlihaksen soluihin. Insuliinin puutteen vuoksi näiden kudosten soluihin pääsee vain pieni määrä glukoosia, mikä ei riitä täyttämään niiden aineenvaihdunnan tarpeita, vaikka verensokeripitoisuus olisi korkea (hyperglykemia).
Insuliinin rooli glukoosiaineenvaihdunnassa
Insuliini stimuloi glukoosin käyttöä useiden mekanismien kautta.
- Lisää glykogeenisyntaasin aktiivisuutta maksasoluissa ja stimuloi glykogeenin synteesiä glukoosijäämistä.
- Lisää glukokinaasin aktiivisuutta maksassa stimuloimalla glukoosin fosforylaatiota muodostamalla glukoosi-6-fosfaattia, joka "lukitsee" glukoosin soluun, koska se ei pysty kulkemaan kalvon läpi solu solunulkoiseen tilaan.
- Estää maksan fosfataasia, joka katalysoi glukoosi-6-fosfaatin käänteistä muuttumista vapaaksi glukoosiksi.
Kaikki edellä mainitut prosessit varmistavat glukoosin imeytymisen perifeeristen kudosten soluihin ja vähentävät sen synteesiä, mikä johtaa veren glukoosipitoisuuden laskuun. Lisäksi solujen lisääntynyt glukoosin hyödyntäminen säilyttää muiden solunsisäisten energiasubstraattien - rasvojen ja proteiinien -varat.
Insuliinin rooli proteiiniaineenvaihdunnassa
Insuliini stimuloi sekä vapaiden aminohappojen kulkeutumista soluihin että proteiinisynteesiä niissä. Proteiinisynteesiä stimuloidaan kahdella tavalla:
- mRNA-aktivaation takia,
- lisäämällä solun aminohappojen saantia.
Lisäksi, kuten edellä mainittiin, glukoosin lisääntynyt käyttö energiasubstraattina hidastaa solussa olevan proteiinin hajoamista, mikä johtaa proteiinivarantojen lisääntymiseen. Tämän vaikutuksen ansiosta insuliini osallistuu kehon kehityksen ja kasvun säätelyyn.
Insuliinin rooli rasva-aineenvaihdunnassa
Insuliinin kalvo ja solunsisäiset vaikutukset johtavat rasvavarastojen lisääntymiseen rasvakudoksessa ja maksassa.
- Insuliini varmistaa glukoosin tunkeutumisen rasvakudoksen soluihin ja stimuloi sen hapettumista niissä.
- Stimuloi lipoproteiinilipaasin muodostumista endoteelisoluissa. Tämäntyyppinen lipaasi fermentoi veren lipoproteiineihin liittyvien triasyyliglyserolien hydrolyysiä ja varmistaa tuloksena olevien rasvahappojen virtauksen rasvakudossoluihin.
- Estää solunsisäistä lipoproteiinilipaasia ja estää siten lipolyysiä soluissa.
Glukagonin toiminnot
Glukagoni vaikuttaa hiilihydraatti-, proteiini- ja rasva-aineenvaihduntaan. Voidaan sanoa, että glukagoni on vaikutukseltaan insuliiniantagonisti. Glukagonin työn tärkein tulos on veren glukoosipitoisuuden nousu. Se on glukagoni, joka ylläpitäätarvittava energiasubstraattien taso - glukoosi, proteiinit ja rasvat veressä paaston aikana.
1. Glukagonin rooli hiilihydraattiaineenvaihdunnassa.
Tarjoaa glukoosisynteesin:
- glykogenolyysin (glykogeenin hajoaminen glukoosiksi) tehostaminen maksassa,
- lisääntynyt glukoneogeneesi (glukoosin synteesi muista kuin hiilihydraattien esiasteista) maksassa.
2. Glukagonin rooli proteiiniaineenvaihdunnassa.
Hormoni stimuloi glukagoniaminohappojen kuljetusta maksaan, mikä edistää maksasolujen toimintaa:
- proteiinisynteesi,
- glukoosin synteesi aminohapoista – glukoneogeneesi.
3. Glukagonin rooli rasva-aineenvaihdunnassa.
Hormoni aktivoi lipaasin rasvakudoksessa, minkä seurauksena rasvahappojen ja glyserolin määrä veressä nousee. Tämä johtaa lopulta jälleen veren glukoosipitoisuuden nousuun:
- glyseroli ei-hiilihydraattisena esiasteena on mukana glukoneogeneesin - glukoosisynteesin prosessissa;
- rasvahapot muuttuvat ketoaineiksi, joita käytetään energiasubstraatteina ja säästävät glukoosivarastoja.
Hormonien suhde
Insuliini ja glukagoni liittyvät erottamattomasti toisiinsa. Heidän tehtävänsä on säädellä veren glukoosipitoisuutta. Glukagoni lisää sen, insuliini - laskua. He tekevät päinvastaista työtä. Insuliinin tuotannon ärsyke on veren glukoosipitoisuuden nousu, glukagonin - lasku. Lisäksi insuliinin tuotanto estää glukagonin eritystä.
Jos yhden näistä hormoneista synteesi häiriintyy, toinen alkaa toimia väärin. Esimerkiksi diabetes mellituksessa veren insuliinitaso on alhainen, insuliinin glukagonin estovaikutus heikkenee, minkä seurauksena glukagonin taso veressä on liian korkea, mikä johtaa jatkuvaan veren nousuun. glukoosi, joka on ominaista tälle patologialle.
Väärä hormonien tuotanto, niiden väärä suhde johtaa ravitsemusvirheisiin. Proteiiniruokien väärinkäyttö stimuloi glukagonin, yksinkertaisten hiilihydraattien - insuliinin liiallista eritystä. Insuliinin ja glukagonin tason epätasapainon ilmaantuminen johtaa patologioiden kehittymiseen.
