Glucagon en insuline zijn pancreashormonen. De functie van alle hormonen is de regulering van de stofwisseling in het lichaam. De belangrijkste functie van insuline en glucagon is om het lichaam na de ma altijd en tijdens het vasten te voorzien van energiesubstraten. Na het eten is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat glucose de cellen binnenkomt en het overschot opslaat. Haal tijdens de vastenperiode glucose uit reserves (glycogeen) of synthetiseer het of andere energiesubstraten.
Er wordt algemeen aangenomen dat insuline en glucagon koolhydraten afbreken. Dit is niet waar. Enzymen zorgen voor de afbraak van stoffen. Hormonen reguleren deze processen.
Synthese van glucagon en insuline
Hormonen worden geproduceerd in de endocriene klieren. Insuline en glucagon - in de pancreas: insuline in β-cellen, glucagon - in α-cellen van de eilandjes van Langerhans. Beide hormonen zijn van nature eiwit en worden gesynthetiseerd uit voorlopers. Insuline en glucagon komen in tegengestelde toestanden vrij: insuline bij hyperglykemie, glucagon bij hypoglykemie. De halfwaardetijd van insuline is 3-4 minuten, de constant variërende secretie houdt het glucosegeh alte in het bloed nauwbinnen.
Effecten van insuline
Insuline reguleert het metabolisme, voornamelijk de glucoseconcentratie. Het beïnvloedt membraan- en intracellulaire processen.
Membraaneffecten van insuline:
- stimuleert het transport van glucose en een aantal andere monosachariden,
- stimuleert het transport van aminozuren (voornamelijk arginine),
- stimuleert het transport van vetzuren,
- stimuleert de opname van kalium- en magnesiumionen door de cel.
Insuline heeft intracellulaire effecten:
- stimuleert de DNA- en RNA-synthese,
- stimuleert de eiwitsynthese,
- verhoogt de stimulatie van het enzym glycogeensynthase (zorgt voor de synthese van glycogeen uit glucose - glycogenese),
- stimuleert glucokinase (enzym dat de omzetting van glucose in glycogeen bevordert bij een overmaat),
- remt glucose-6-fosfatase (een enzym dat de omzetting van glucose-6-fosfaat in vrije glucose katalyseert en zo de bloedsuikerspiegel verhoogt),
- stimuleert de lipogenese,
- remt lipolyse (door remming van cAMP-synthese),
- stimuleert de synthese van vetzuren,
- activeert Na+/K+-ATP-ase.
De rol van insuline bij het transport van glucose naar cellen
Glucose komt de cellen binnen met behulp van speciale transporteiwitten (GLUT). Talrijke GLUT's zijn gelokaliseerd in verschillende cellen. In de celmembranen van skelet- en hartspieren, vetweefsel, leukocyten en de corticale laag van de nierenwerk insuline-afhankelijke transporters - GLUT4. Insulinetransporters in de membranen van het CZS en levercellen zijn onafhankelijk van nsuline; daarom hangt de levering van glucose aan cellen van deze weefsels alleen af van de concentratie in het bloed. In de cellen van de nieren, darmen, erytrocyten komt glucose door passieve diffusie helemaal zonder dragers binnen. Insuline is dus noodzakelijk voor het binnendringen van glucose in de cellen van vetweefsel, skeletspier en hartspier. Bij een gebrek aan insuline zal slechts een kleine hoeveelheid glucose de cellen van deze weefsels binnendringen, onvoldoende om aan hun metabolische behoeften te voldoen, zelfs in omstandigheden met een hoge bloedglucoseconcentratie (hyperglykemie).
De rol van insuline in het glucosemetabolisme
Insuline stimuleert het gebruik van glucose via verschillende mechanismen.
- Verhoogt de activiteit van glycogeensynthase in levercellen en stimuleert de synthese van glycogeen uit glucoseresiduen.
- Verhoogt de activiteit van glucokinase in de lever, stimuleert de fosforylering van glucose met de vorming van glucose-6-fosfaat, dat glucose in de cel "opsluit", omdat het niet door het membraan van de cel naar de extracellulaire ruimte.
- Remt leverfosfatase, dat de omgekeerde omzetting van glucose-6-fosfaat in vrije glucose katalyseert.
Alle bovenstaande processen zorgen voor de opname van glucose door de cellen van perifere weefsels en verminderen de synthese ervan, wat leidt tot een verlaging van de glucoseconcentratie in het bloed. Bovendien behoudt een verhoogd gebruik van glucose door cellen de reserves van andere intracellulaire energiesubstraten - vetten en eiwitten.
De rol van insuline in het eiwitmetabolisme
Insuline stimuleert zowel het transport van vrije aminozuren naar cellen als de eiwitsynthese daarin. Eiwitsynthese wordt op twee manieren gestimuleerd:
- als gevolg van mRNA-activering,
- door de toevoer van aminozuren naar de cel te vergroten.
Bovendien, zoals hierboven vermeld, vertraagt een verhoogd gebruik van glucose als energiesubstraat door de cel de afbraak van eiwitten daarin, wat leidt tot een toename van de eiwitreserves. Door dit effect is insuline betrokken bij de regulering van de ontwikkeling en groei van het lichaam.
De rol van insuline in het vetmetabolisme
De membraan- en intracellulaire effecten van insuline leiden tot een toename van de vetopslag in vetweefsel en de lever.
- Insuline zorgt voor de penetratie van glucose in de cellen van vetweefsel en stimuleert de oxidatie daarin.
- Stimuleert de vorming van lipoproteïnelipase in endotheelcellen. Dit type lipase fermenteert de hydrolyse van triacylglycerolen geassocieerd met lipoproteïnen in het bloed en zorgt voor de stroom van de resulterende vetzuren naar vetweefselcellen.
- Remt intracellulair lipoproteïne lipase, waardoor lipolyse in cellen wordt geremd.
Glucagon-functies
Glucagon beïnvloedt het koolhydraat-, eiwit- en vetmetabolisme. Het kan worden gezegd dat glucagon een insuline-antagonist is in termen van zijn effecten. Het belangrijkste resultaat van het werk van glucagon is een verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed. Het is glucagon dat onderhoudthet vereiste niveau van energiesubstraten - glucose, eiwitten en vetten in het bloed tijdens de vastenperiode.
1. De rol van glucagon in het koolhydraatmetabolisme.
Biedt glucosesynthese door:
- verbetering van glycogenolyse (afbraak van glycogeen tot glucose) in de lever,
- verhoogde gluconeogenese (synthese van glucose uit niet-koolhydraatprecursoren) in de lever.
2. De rol van glucagon in het eiwitmetabolisme.
Het hormoon stimuleert het transport van glucagon-aminozuren naar de lever, wat bijdraagt aan de levercellen:
- eiwitsynthese,
- synthese van glucose uit aminozuren – gluconeogenese.
3. De rol van glucagon in het vetmetabolisme.
Het hormoon activeert lipase in vetweefsel, waardoor het geh alte aan vetzuren en glycerol in het bloed stijgt. Dit leidt uiteindelijk weer tot een verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed:
- glycerol als een niet-koolhydraatvoorloper is opgenomen in het proces van gluconeogenese - glucosesynthese;
- vetzuren worden omgezet in ketonlichamen, die worden gebruikt als energiesubstraten, waardoor glucoseopslag wordt behouden.
De relatie tussen hormonen
Insuline en glucagon zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Hun taak is het reguleren van de glucoseconcentratie in het bloed. Glucagon zorgt voor een toename, insuline - een afname. Ze doen het tegenovergestelde werk. De stimulus voor de productie van insuline is een toename van de glucoseconcentratie in het bloed, glucagon - een afname. Bovendien remt de productie van insuline de afscheiding van glucagon.
Als de synthese van een van deze hormonen wordt verstoord, begint de andere niet goed te werken. Bij diabetes mellitus is bijvoorbeeld het insulinegeh alte in het bloed laag, wordt het remmende effect van insuline op glucagon verzwakt, met als gevolg dat het glucagongeh alte in het bloed te hoog is, wat leidt tot een constante toename van het bloed glucose, die deze pathologie kenmerkt.
Onjuiste productie van hormonen, hun verkeerde verhouding leidt tot fouten in de voeding. Misbruik van eiwitrijk voedsel stimuleert overmatige afscheiding van glucagon, eenvoudige koolhydraten - insuline. Het optreden van een onbalans in het niveau van insuline en glucagon leidt tot de ontwikkeling van pathologieën.
