Η γλυκαγόνη και η ινσουλίνη είναι παγκρεατικές ορμόνες. Η λειτουργία όλων των ορμονών είναι η ρύθμιση του μεταβολισμού στο σώμα. Η κύρια λειτουργία της ινσουλίνης και της γλυκαγόνης είναι να παρέχουν στον οργανισμό ενεργειακά υποστρώματα μετά τα γεύματα και κατά τη διάρκεια της νηστείας. Μετά το φαγητό, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η γλυκόζη εισέρχεται στα κύτταρα και αποθηκεύει την περίσσεια της. Κατά την περίοδο της νηστείας, εξάγετε γλυκόζη από τα αποθέματα (γλυκογόνο) ή συνθέστε τη ή άλλα ενεργειακά υποστρώματα.
Πιστεύεται ευρέως ότι η ινσουλίνη και η γλυκαγόνη διασπούν τους υδατάνθρακες. Αυτό δεν είναι αληθινό. Τα ένζυμα παρέχουν τη διάσπαση των ουσιών. Οι ορμόνες ρυθμίζουν αυτές τις διαδικασίες.
Σύνθεση γλυκαγόνης και ινσουλίνης
Οι ορμόνες παράγονται στους ενδοκρινείς αδένες. Ινσουλίνη και γλυκαγόνη - στο πάγκρεας: ινσουλίνη στα β-κύτταρα, γλυκαγόνη - σε α-κύτταρα των νησίδων Langerhans. Και οι δύο ορμόνες είναι πρωτεϊνικής φύσης και συντίθενται από πρόδρομες ουσίες. Η ινσουλίνη και η γλυκαγόνη απελευθερώνονται σε αντίθετες καταστάσεις: ινσουλίνη στην υπεργλυκαιμία, γλυκαγόνη στην υπογλυκαιμία. Ο χρόνος ημιζωής της ινσουλίνης είναι 3-4 λεπτά, η σταθερή μεταβαλλόμενη έκκρισή της διατηρεί το επίπεδο της γλυκόζης στο αίμα σε στενόεντός.
Επιδράσεις της ινσουλίνης
Η ινσουλίνη ρυθμίζει το μεταβολισμό, κυρίως τη συγκέντρωση της γλυκόζης. Επηρεάζει τις μεμβρανικές και ενδοκυτταρικές διεργασίες.
Επιδράσεις της ινσουλίνης στη μεμβράνη:
- διεγείρει τη μεταφορά της γλυκόζης και ορισμένων άλλων μονοσακχαριτών,
- διεγείρει τη μεταφορά αμινοξέων (κυρίως αργινίνης),
- διεγείρει τη μεταφορά λιπαρών οξέων,
- διεγείρει την απορρόφηση των ιόντων καλίου και μαγνησίου από το κύτταρο.
Η ινσουλίνη έχει ενδοκυτταρικές επιδράσεις:
- διεγείρει τη σύνθεση DNA και RNA,
- διεγείρει τη σύνθεση πρωτεϊνών,
- αυξάνει τη διέγερση του ενζύμου συνθάση γλυκογόνου (εξασφαλίζει τη σύνθεση γλυκογόνου από τη γλυκόζη - γλυκογένεση),
- διεγείρει τη γλυκοκινάση (ένζυμο που προωθεί τη μετατροπή της γλυκόζης σε γλυκογόνο σε συνθήκες περίσσευσής της),
- αναστέλλει τη γλυκόζη-6-φωσφατάση (ένα ένζυμο που καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής γλυκόζης σε ελεύθερη γλυκόζη και έτσι αυξάνει το σάκχαρο στο αίμα),
- διεγείρει τη λιπογένεση,
- αναστέλλει τη λιπόλυση (λόγω αναστολής της σύνθεσης cAMP),
- διεγείρει τη σύνθεση λιπαρών οξέων,
- ενεργοποιεί Na+/K+-ATP-άση.
Ο ρόλος της ινσουλίνης στη μεταφορά της γλυκόζης στα κύτταρα
Η γλυκόζη εισέρχεται στα κύτταρα με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών μεταφοράς (GLUT). Πολυάριθμες GLUT εντοπίζονται σε διαφορετικά κύτταρα. Στις κυτταρικές μεμβράνες των σκελετικών και καρδιακών μυών, στον λιπώδη ιστό, στα λευκοκύτταρα και στο φλοιώδες στρώμα των νεφρώνεργάζονται ινσουλινοεξαρτώμενοι μεταφορείς - GLUT4. Οι μεταφορείς ινσουλίνης στις μεμβράνες του ΚΝΣ και των ηπατικών κυττάρων είναι ανεξάρτητοι από τη νσουλίνη· επομένως, η παροχή γλυκόζης στα κύτταρα αυτών των ιστών εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωσή της στο αίμα. Στα κύτταρα των νεφρών, των εντέρων, των ερυθροκυττάρων, η γλυκόζη εισέρχεται χωρίς καθόλου φορείς, με παθητική διάχυση. Έτσι, η ινσουλίνη είναι απαραίτητη για την είσοδο της γλυκόζης στα κύτταρα του λιπώδους ιστού, των σκελετικών μυών και του καρδιακού μυός. Με έλλειψη ινσουλίνης, μόνο μια μικρή ποσότητα γλυκόζης θα εισέλθει στα κύτταρα αυτών των ιστών, ανεπαρκής για να καλύψει τις μεταβολικές τους ανάγκες, ακόμη και σε συνθήκες υψηλής συγκέντρωσης γλυκόζης στο αίμα (υπεργλυκαιμία).
Ο ρόλος της ινσουλίνης στο μεταβολισμό της γλυκόζης
Η ινσουλίνη διεγείρει τη χρήση της γλυκόζης μέσω πολλών μηχανισμών.
- Αυξάνει τη δραστηριότητα της συνθάσης του γλυκογόνου στα ηπατικά κύτταρα, διεγείροντας τη σύνθεση γλυκογόνου από τα υπολείμματα γλυκόζης.
- Αυξάνει τη δραστηριότητα της γλυκοκινάσης στο ήπαρ, διεγείροντας τη φωσφορυλίωση της γλυκόζης με το σχηματισμό 6-φωσφορικής γλυκόζης, η οποία «κλειδώνει» τη γλυκόζη στο κύτταρο, επειδή δεν μπορεί να περάσει από τη μεμβράνη από το κύτταρο στον εξωκυττάριο χώρο.
- Αναστέλλει τη φωσφατάση του ήπατος, η οποία καταλύει την αντίστροφη μετατροπή της 6-φωσφορικής γλυκόζης σε ελεύθερη γλυκόζη.
Όλες οι παραπάνω διαδικασίες εξασφαλίζουν την απορρόφηση της γλυκόζης από τα κύτταρα των περιφερειακών ιστών και μειώνουν τη σύνθεσή της, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο αίμα. Επιπλέον, η αυξημένη χρήση της γλυκόζης από τα κύτταρα διατηρεί τα αποθέματα άλλων ενδοκυτταρικών ενεργειακών υποστρωμάτων - λιπών και πρωτεϊνών.
Ο ρόλος της ινσουλίνης στο μεταβολισμό των πρωτεϊνών
Η ινσουλίνη διεγείρει τόσο τη μεταφορά των ελεύθερων αμινοξέων στα κύτταρα όσο και την πρωτεϊνοσύνθεση σε αυτά. Η πρωτεϊνοσύνθεση διεγείρεται με δύο τρόπους:
- λόγω ενεργοποίησης mRNA,
- με την αύξηση της παροχής αμινοξέων στο κύτταρο.
Επιπλέον, όπως προαναφέρθηκε, η αυξημένη χρήση γλυκόζης ως ενεργειακού υποστρώματος από το κύτταρο επιβραδύνει τη διάσπαση της πρωτεΐνης σε αυτό, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση των αποθεμάτων πρωτεΐνης. Λόγω αυτού του αποτελέσματος, η ινσουλίνη εμπλέκεται στη ρύθμιση της ανάπτυξης και της ανάπτυξης του σώματος.
Ο ρόλος της ινσουλίνης στο μεταβολισμό του λίπους
Η μεμβράνη και η ενδοκυτταρική δράση της ινσουλίνης οδηγούν σε αύξηση των αποθεμάτων λίπους στον λιπώδη ιστό και στο ήπαρ.
- Η ινσουλίνη διασφαλίζει τη διείσδυση της γλυκόζης στα κύτταρα του λιπώδους ιστού και διεγείρει την οξείδωσή της σε αυτά.
- Διεγείρει το σχηματισμό λιποπρωτεϊνικής λιπάσης στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Αυτός ο τύπος λιπάσης ζυμώνει την υδρόλυση των τριακυλογλυκερολών που σχετίζονται με τις λιποπρωτεΐνες του αίματος και διασφαλίζει τη ροή των λιπαρών οξέων που προκύπτουν στα κύτταρα του λιπώδους ιστού.
- Αναστέλλει την ενδοκυτταρική λιποπρωτεϊνική λιπάση, αναστέλλοντας έτσι τη λιπόλυση στα κύτταρα.
Συναρτήσεις γλυκαγόνης
Η γλυκαγόνη επηρεάζει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων, των πρωτεϊνών και των λιπών. Μπορεί να ειπωθεί ότι η γλυκαγόνη είναι ανταγωνιστής της ινσουλίνης όσον αφορά τις επιδράσεις της. Το κύριο αποτέλεσμα της εργασίας της γλυκαγόνης είναι η αύξηση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο αίμα. Είναι η γλυκαγόνη που διατηρείτο απαιτούμενο επίπεδο ενεργειακών υποστρωμάτων - γλυκόζη, πρωτεΐνες και λίπη στο αίμα κατά την περίοδο της νηστείας.
1. Ο ρόλος της γλυκαγόνης στο μεταβολισμό των υδατανθράκων.
Παρέχει σύνθεση γλυκόζης με:
- ενίσχυση της γλυκογονόλυσης (διάσπαση του γλυκογόνου σε γλυκόζη) στο ήπαρ,
- αυξημένη γλυκονεογένεση (σύνθεση γλυκόζης από πρόδρομες ουσίες χωρίς υδατάνθρακες) στο ήπαρ.
2. Ο ρόλος της γλυκαγόνης στο μεταβολισμό των πρωτεϊνών.
Η ορμόνη διεγείρει τη μεταφορά των αμινοξέων γλυκαγόνης στο ήπαρ, η οποία συμβάλλει στα ηπατικά κύτταρα:
- σύνθεση πρωτεΐνης,
- σύνθεση γλυκόζης από αμινοξέα – γλυκονεογένεση.
3. Ο ρόλος της γλυκαγόνης στο μεταβολισμό του λίπους.
Η ορμόνη ενεργοποιεί τη λιπάση στον λιπώδη ιστό, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το επίπεδο των λιπαρών οξέων και της γλυκερίνης στο αίμα. Αυτό τελικά οδηγεί και πάλι σε αύξηση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο αίμα:
- Η γλυκερόλη ως πρόδρομος χωρίς υδατάνθρακες περιλαμβάνεται στη διαδικασία της γλυκονεογένεσης - σύνθεσης γλυκόζης.
- Τα λιπαρά οξέα μετατρέπονται σε κετονοσώματα, τα οποία χρησιμοποιούνται ως ενεργειακά υποστρώματα, διατηρώντας τα αποθέματα γλυκόζης.
Η σχέση των ορμονών
Η ινσουλίνη και η γλυκαγόνη είναι άρρηκτα συνδεδεμένα. Το καθήκον τους είναι να ρυθμίζουν τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα. Η γλυκαγόνη παρέχει την αύξησή της, η ινσουλίνη - μια μείωση. Κάνουν την αντίθετη δουλειά. Το ερέθισμα για την παραγωγή ινσουλίνης είναι η αύξηση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο αίμα, η γλυκαγόνη - μια μείωση. Επιπλέον, η παραγωγή ινσουλίνης αναστέλλει την έκκριση γλυκαγόνης.
Αν η σύνθεση μιας από αυτές τις ορμόνες διαταραχθεί, η άλλη αρχίζει να λειτουργεί εσφαλμένα. Για παράδειγμα, στον σακχαρώδη διαβήτη, το επίπεδο ινσουλίνης στο αίμα είναι χαμηλό, η ανασταλτική δράση της ινσουλίνης στη γλυκαγόνη εξασθενεί, ως αποτέλεσμα, το επίπεδο γλυκαγόνης στο αίμα είναι πολύ υψηλό, γεγονός που οδηγεί σε συνεχή αύξηση του αίματος γλυκόζη, που χαρακτηρίζει αυτή την παθολογία.
Λανθασμένη παραγωγή ορμονών, η λανθασμένη αναλογία τους οδηγεί σε λάθη στη διατροφή. Η κατάχρηση πρωτεϊνούχων τροφών διεγείρει την υπερβολική έκκριση γλυκαγόνης, απλούς υδατάνθρακες - ινσουλίνη. Η εμφάνιση ανισορροπίας στο επίπεδο της ινσουλίνης και της γλυκαγόνης οδηγεί στην ανάπτυξη παθολογιών.
