Glükagoon ja insuliin on kõhunäärmehormoonid. Kõikide hormoonide ülesanne on ainevahetuse reguleerimine organismis. Insuliini ja glükagooni põhiülesanne on varustada keha energiasubstraatidega pärast sööki ja paastu ajal. Pärast söömist on vaja tagada, et glükoos siseneks rakkudesse ja säilitaks selle ülejäägi. Paastuperioodil eraldage glükoos varudest (glükogeen) või sünteesige seda või muid energiasubstraate.
On levinud arvamus, et insuliin ja glükagoon lagundavad süsivesikuid. See ei ole tõsi. Ensüümid tagavad ainete lagunemise. Hormoonid reguleerivad neid protsesse.
Glükagooni ja insuliini süntees
Hormoone toodetakse sisesekretsiooninäärmetes. Insuliin ja glükagoon - kõhunäärmes: insuliin β-rakkudes, glükagoon - Langerhansi saarekeste α-rakkudes. Mõlemad hormoonid on oma olemuselt valgulised ja sünteesitakse lähteainetest. Insuliin ja glükagoon vabanevad vastupidises olekus: insuliin hüperglükeemia korral, glükagoon hüpoglükeemia korral. Insuliini poolväärtusaeg on 3-4 minutit, selle pidev varieeruv sekretsioon hoiab veres glükoositaseme kitsas.jooksul.
Insuliini toimed
Insuliin reguleerib ainevahetust, eelkõige glükoosi kontsentratsiooni. See mõjutab membraani ja rakusiseseid protsesse.
Insuliini toime membraanile:
- stimuleerib glükoosi ja paljude teiste monosahhariidide transporti,
- stimuleerib aminohapete (peamiselt arginiini) transporti,
- stimuleerib rasvhapete transporti,
- stimuleerib kaaliumi- ja magneesiumiioonide imendumist rakus.
Insuliinil on rakusisene toime:
- stimuleerib DNA ja RNA sünteesi,
- stimuleerib valgusünteesi,
- suurendab ensüümi glükogeeni süntaasi stimuleerimist (tagab glükogeeni sünteesi glükoosist – glükogeneesi),
- stimuleerib glükokinaasi (ensüüm, mis soodustab glükoosi muundamist glükogeeniks selle liigse koguse tingimustes),
- inhibeerib glükoos-6-fosfataasi (ensüüm, mis katalüüsib glükoos-6-fosfaadi muundamist vabaks glükoosiks ja tõstab seega veresuhkrut),
- stimuleerib lipogeneesi,
- inhibeerib lipolüüsi (cAMP sünteesi pärssimise tõttu),
- stimuleerib rasvhapete sünteesi,
- aktiveerib Na+/K+-ATP-ase.
Insuliini roll glükoosi transportimisel rakkudesse
Glükoos siseneb rakkudesse spetsiaalsete transportervalkude (GLUT) abil. Paljud GLUT-id on lokaliseeritud erinevates rakkudes. Skeleti- ja südamelihaste rakumembraanides, rasvkoes, leukotsüütides ja neerude kortikaalses kihistöötavad insuliinist sõltuvad transporterid - GLUT4. Insuliini transporterid kesknärvisüsteemi ja maksarakkude membraanides on nsuliinist sõltumatud, seetõttu sõltub nende kudede rakkude varustamine glükoosiga ainult selle kontsentratsioonist veres. Neerude, soolte, erütrotsüütide rakkudesse siseneb glükoos üldse ilma kandjateta, passiivse difusiooni teel. Seega on insuliin vajalik glükoosi sisenemiseks rasvkoe, skeletilihase ja südamelihase rakkudesse. Insuliinipuuduse korral siseneb nende kudede rakkudesse vaid väike kogus glükoosi, millest ei piisa nende metaboolsete vajaduste rahuldamiseks isegi kõrge veresuhkru kontsentratsiooni (hüperglükeemia) korral.
Insuliini roll glükoosi metabolismis
Insuliin stimuleerib glükoosi kasutamist mitme mehhanismi kaudu.
- Tõendab glükogeeni süntaasi aktiivsust maksarakkudes, stimuleerides glükogeeni sünteesi glükoosijääkidest.
- Tõendab glükokinaasi aktiivsust maksas, stimuleerides glükoosi fosforüülimist glükoos-6-fosfaadi moodustumisega, mis "lukustab" glükoosi rakus, kuna see ei pääse rakus olevast membraanist läbi. rakk rakuvälisesse ruumi.
- Inhibeerib maksa fosfataasi, mis katalüüsib glükoos-6-fosfaadi vastupidist muundumist vabaks glükoosiks.
Kõik ül altoodud protsessid tagavad glükoosi imendumise perifeersete kudede rakkude poolt ja vähendavad selle sünteesi, mis viib glükoosi kontsentratsiooni vähenemiseni veres. Lisaks säilitab rakkude suurenenud glükoosi kasutamine teiste rakusiseste energiasubstraatide – rasvade ja valkude – varusid.
Insuliini roll valkude metabolismis
Insuliin stimuleerib nii vabade aminohapete transporti rakkudesse kui ka valkude sünteesi neis. Valkude sünteesi stimuleeritakse kahel viisil:
- mRNA aktiveerimise tõttu,
- suurendades rakkude varustamist aminohapetega.
Lisaks, nagu eespool mainitud, aeglustab glükoosi suurem kasutamine energiasubstraadina raku poolt selles sisalduva valgu lagunemist, mis toob kaasa valguvarude suurenemise. Tänu sellele toimele osaleb insuliin organismi arengu ja kasvu reguleerimises.
Insuliini roll rasvade ainevahetuses
Insuliini membraan ja intratsellulaarne toime põhjustavad rasvkoes ja maksas rasvavarude suurenemist.
- Insuliin tagab glükoosi tungimise rasvkoe rakkudesse ja stimuleerib nendes selle oksüdatsiooni.
- Stimuleerib lipoproteiini lipaasi moodustumist endoteelirakkudes. Seda tüüpi lipaas kääritab vere lipoproteiinidega seotud triatsüülglütseroolide hüdrolüüsi ja tagab tekkivate rasvhapete voolu rasvkoe rakkudesse.
- Inhibeerib intratsellulaarset lipoproteiini lipaasi, inhibeerides seega lipolüüsi rakkudes.
Glükagooni funktsioonid
Glükagoon mõjutab süsivesikute, valkude ja rasvade ainevahetust. Võib öelda, et glükagoon on oma toime poolest insuliini antagonist. Glükagooni töö peamine tulemus on glükoosi kontsentratsiooni tõus veres. See on glükagoon, mis säilitabvajalik energiasubstraatide - glükoosi, valkude ja rasvade tase veres paastuperioodil.
1. Glükagooni roll süsivesikute ainevahetuses.
Pakub glükoosi sünteesi:
- glükogenolüüsi (glükogeeni lagunemine glükoosiks) tõhustamine maksas,
- suurenenud glükoneogenees (glükoosi süntees mittesüsivesikutest lähteainetest) maksas.
2. Glükagooni roll valkude metabolismis.
Hormoon stimuleerib glükagooni aminohapete transporti maksa, mis aitab kaasa maksarakkudele:
- valgu süntees,
- glükoosi süntees aminohapetest – glükoneogenees.
3. Glükagooni roll rasvade ainevahetuses.
Hormoon aktiveerib rasvkoes lipaasi, mille tulemusena tõuseb rasvhapete ja glütserooli tase veres. See viib lõpuks uuesti glükoosi kontsentratsiooni suurenemiseni veres:
- glütserool kui süsivesikuteta lähteaine on kaasatud glükoneogeneesi – glükoosi sünteesi – protsessi;
- rasvhapped muudetakse ketoonkehadeks, mida kasutatakse energiasubstraatidena, säästes glükoosivarusid.
Hormoonide seos
Insuliin ja glükagoon on lahutamatult seotud. Nende ülesanne on reguleerida glükoosi kontsentratsiooni veres. Glükagoon tagab selle suurenemise, insuliin - vähenemise. Nad teevad vastupidist tööd. Insuliini tootmise stiimuliks on glükoosi kontsentratsiooni tõus veres, glükagooni kontsentratsiooni langus. Lisaks pärsib insuliini tootmine glükagooni sekretsiooni.
Kui ühe hormooni süntees on häiritud, hakkab teine valesti töötama. Näiteks suhkurtõve korral on insuliini tase veres madal, insuliini inhibeeriv toime glükagoonile nõrgeneb, mille tagajärjel on glükagooni tase veres liiga kõrge, mis põhjustab vere pidevat tõusu. glükoos, mis seda patoloogiat iseloomustab.
Hormoonide ebaõige tootmine, nende vale vahekord põhjustab toitumisvigu. Valgutoidu kuritarvitamine stimuleerib glükagooni, lihtsate süsivesikute - insuliini liigset sekretsiooni. Insuliini ja glükagooni taseme tasakaalustamatuse ilmnemine põhjustab patoloogiate arengut.
