Glucagon dan insulin ialah hormon pankreas. Fungsi semua hormon adalah pengawalan metabolisme dalam badan. Fungsi utama insulin dan glukagon adalah untuk menyediakan badan dengan substrat tenaga selepas makan dan semasa berpuasa. Selepas makan, adalah perlu untuk memastikan bahawa glukosa memasuki sel dan menyimpan lebihannya. Semasa tempoh berpuasa, ekstrak glukosa daripada rizab (glikogen) atau sintesiskannya atau substrat tenaga lain.
Adalah dipercayai secara meluas bahawa insulin dan glukagon memecahkan karbohidrat. Ini tidak benar. Enzim menyediakan pecahan bahan. Hormon mengawal proses ini.
Sintesis glukagon dan insulin
Hormon dihasilkan dalam kelenjar endokrin. Insulin dan glukagon - dalam pankreas: insulin dalam sel β, glukagon - dalam sel α pulau Langerhans. Kedua-dua hormon adalah bersifat protein dan disintesis daripada prekursor. Insulin dan glukagon dibebaskan dalam keadaan yang bertentangan: insulin dalam hiperglikemia, glukagon dalam hipoglikemia. Separuh hayat insulin adalah 3-4 minit, rembesan yang berbeza-beza berterusan mengekalkan tahap glukosa dalam darah dalam sempit.dalam.
Kesan insulin
Insulin mengawal metabolisme, terutamanya kepekatan glukosa. Ia menjejaskan proses membran dan intrasel.
Kesan membran insulin:
- merangsang pengangkutan glukosa dan beberapa monosakarida lain,
- merangsang pengangkutan asid amino (terutamanya arginin),
- merangsang pengangkutan asid lemak,
- merangsang penyerapan ion kalium dan magnesium oleh sel.
Insulin mempunyai kesan intraselular:
- merangsang sintesis DNA dan RNA,
- merangsang sintesis protein,
- meningkatkan rangsangan enzim glikogen sintase (memastikan sintesis glikogen daripada glukosa - glikogenesis),
- merangsang glukokinase (enzim yang menggalakkan penukaran glukosa kepada glikogen dalam keadaan lebihan),
- menghalang glukosa-6-fosfatase (enzim yang memangkinkan penukaran glukosa-6-fosfat kepada glukosa bebas dan dengan itu meningkatkan gula dalam darah),
- merangsang lipogenesis,
- menghalang lipolisis (disebabkan perencatan sintesis cAMP),
- merangsang sintesis asid lemak,
- mengaktifkan Na+/K+-ATP-ase.
Peranan insulin dalam pengangkutan glukosa ke dalam sel
Glukosa memasuki sel dengan bantuan protein pengangkut khas (GLUT). Banyak GLUT disetempat dalam sel yang berbeza. Dalam membran sel otot rangka dan jantung, tisu adiposa, leukosit, dan lapisan kortikal buah pinggangkerja pengangkut bergantung kepada insulin - GLUT4. Pengangkut insulin dalam membran CNS dan sel hati adalah bebas nsulin; oleh itu, penyediaan sel-sel tisu ini dengan glukosa hanya bergantung pada kepekatannya dalam darah. Dalam sel-sel buah pinggang, usus, eritrosit, glukosa masuk tanpa pembawa sama sekali, melalui resapan pasif. Oleh itu, insulin diperlukan untuk kemasukan glukosa ke dalam sel tisu adiposa, otot rangka dan otot jantung. Dengan kekurangan insulin, hanya sejumlah kecil glukosa akan memasuki sel-sel tisu ini, tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan metabolik mereka, walaupun dalam keadaan kepekatan glukosa darah tinggi (hiperglisemia).
Peranan insulin dalam metabolisme glukosa
Insulin merangsang penggunaan glukosa melalui beberapa mekanisme.
- Meningkatkan aktiviti glikogen sintase dalam sel hati, merangsang sintesis glikogen daripada sisa glukosa.
- Meningkatkan aktiviti glukokinase dalam hati, merangsang fosforilasi glukosa dengan pembentukan glukosa-6-fosfat, yang "mengunci" glukosa dalam sel, kerana ia tidak dapat melalui membran dari sel ke ruang ekstraselular.
- Menghalang fosfatase hati, yang memangkinkan penukaran terbalik glukosa-6-fosfat kepada glukosa bebas.
Semua proses di atas memastikan penyerapan glukosa oleh sel-sel tisu periferi dan mengurangkan sintesisnya, yang membawa kepada penurunan kepekatan glukosa dalam darah. Di samping itu, peningkatan penggunaan glukosa oleh sel mengekalkan rizab substrat tenaga intrasel yang lain - lemak dan protein.
Peranan insulin dalam metabolisme protein
Insulin merangsang kedua-dua pengangkutan asid amino bebas ke dalam sel dan sintesis protein di dalamnya. Sintesis protein dirangsang dalam dua cara:
- disebabkan pengaktifan mRNA,
- dengan meningkatkan bekalan asid amino ke sel.
Selain itu, seperti yang dinyatakan di atas, peningkatan penggunaan glukosa sebagai substrat tenaga oleh sel melambatkan penguraian protein di dalamnya, yang membawa kepada peningkatan rizab protein. Disebabkan oleh kesan ini, insulin terlibat dalam pengawalan perkembangan dan pertumbuhan badan.
Peranan insulin dalam metabolisme lemak
Kesan membran dan intrasel insulin membawa kepada peningkatan simpanan lemak dalam tisu adiposa dan hati.
- Insulin memastikan penembusan glukosa ke dalam sel tisu adiposa dan merangsang pengoksidaannya di dalamnya.
- Merangsang pembentukan lipoprotein lipase dalam sel endothelial. Lipase jenis ini menapai hidrolisis triasilgliserol yang dikaitkan dengan lipoprotein darah dan memastikan pengaliran asid lemak yang terhasil ke dalam sel tisu adipos.
- Menghalang lipoprotein lipase intraselular, dengan itu menghalang lipolisis dalam sel.
Fungsi glukagon
Glucagon menjejaskan metabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Boleh dikatakan glukagon adalah antagonis insulin dari segi kesannya. Hasil utama kerja glukagon ialah peningkatan kepekatan glukosa dalam darah. Ia adalah glukagon yang mengekalkantahap substrat tenaga yang diperlukan - glukosa, protein dan lemak dalam darah semasa tempoh berpuasa.
1. Peranan glukagon dalam metabolisme karbohidrat.
Membekalkan sintesis glukosa melalui:
- peningkatan glikogenolisis (pemecahan glikogen kepada glukosa) dalam hati,
- peningkatan glukoneogenesis (sintesis glukosa daripada prekursor bukan karbohidrat) dalam hati.
2. Peranan glukagon dalam metabolisme protein.
Hormon merangsang pengangkutan asid amino glukagon ke hati, yang menyumbang kepada sel hati:
- sintesis protein,
- sintesis glukosa daripada asid amino – glukoneogenesis.
3. Peranan glukagon dalam metabolisme lemak.
Hormon mengaktifkan lipase dalam tisu adiposa, akibatnya, paras asid lemak dan gliserol dalam darah meningkat. Ini akhirnya sekali lagi membawa kepada peningkatan kepekatan glukosa dalam darah:
- gliserol sebagai prekursor bukan karbohidrat termasuk dalam proses glukoneogenesis - sintesis glukosa;
- asid lemak ditukar kepada badan keton, yang digunakan sebagai substrat tenaga, menjimatkan simpanan glukosa.
Hubungan hormon
Insulin dan glukagon berkait rapat. Tugas mereka adalah untuk mengawal kepekatan glukosa dalam darah. Glukagon menyediakan peningkatannya, insulin - penurunan. Mereka melakukan kerja yang bertentangan. Rangsangan untuk pengeluaran insulin adalah peningkatan kepekatan glukosa dalam darah, glukagon - penurunan. Selain itu, penghasilan insulin menghalang rembesan glukagon.
Jika sintesis salah satu daripada hormon ini terganggu, yang lain mula berfungsi dengan tidak betul. Sebagai contoh, dalam diabetes mellitus, tahap insulin dalam darah adalah rendah, kesan perencatan insulin pada glukagon menjadi lemah, akibatnya, tahap glukagon dalam darah terlalu tinggi, yang membawa kepada peningkatan berterusan dalam darah. glukosa, yang mencirikan patologi ini.
Penghasilan hormon yang tidak betul, nisbahnya yang tidak betul membawa kepada kesilapan dalam pemakanan. Penyalahgunaan makanan protein merangsang lebihan rembesan glukagon, karbohidrat ringkas - insulin. Kemunculan ketidakseimbangan dalam tahap insulin dan glukagon membawa kepada perkembangan patologi.
