גלוקגון ואינסולין הם הורמוני לבלב. תפקידם של כל ההורמונים הוא ויסות חילוף החומרים בגוף. תפקידם העיקרי של אינסולין וגלוקגון הוא לספק לגוף מצעי אנרגיה לאחר ארוחות ובמהלך צום. לאחר האכילה יש לוודא כי הגלוקוז נכנס לתאים ומאחסן את העודפים שלו. במהלך תקופת הצום, מיצו את הגלוקוז מהרזרבות (גליקוגן) או סנתז אותו או מצעי אנרגיה אחרים.
הדעה הרווחת היא שאינסולין וגלוקגון מפרקים פחמימות. זה לא נכון. אנזימים מספקים פירוק של חומרים. הורמונים מווסתים תהליכים אלה.
סינתזה של גלוקגון ואינסולין
הורמונים מיוצרים בבלוטות האנדוקריניות. אינסולין וגלוקגון - בלבלב: אינסולין בתאי β, גלוקגון - בתאי α של האיים של לנגרהנס. שני ההורמונים הם חלבוניים בטבעם והם מסונתזים ממבשרים. אינסולין וגלוקגון משתחררים במצבים הפוכים: אינסולין בהיפרגליקמיה, גלוקגון בהיפוגליקמיה. זמן מחצית החיים של האינסולין הוא 3-4 דקות, הפרשתו המשתנה הקבועה שומרת על רמת הגלוקוז בדם צרה.בתוך.
השפעות אינסולין
אינסולין מווסת את חילוף החומרים, בעיקר את ריכוז הגלוקוז. זה משפיע על תהליכים תוך-תאיים של הממברנה.
השפעות הממברנה של אינסולין:
- ממריץ את ההובלה של גלוקוז ומספר חד-סוכרים אחרים,
- ממריץ את ההובלה של חומצות אמינו (בעיקר ארגינין),
- ממריץ את ההובלה של חומצות שומן,
- ממריץ את הספיגה של יוני אשלגן ומגנזיום על ידי התא.
לאינסולין יש השפעות תוך-תאיות:
- ממריץ סינתזה של DNA ו-RNA,
- ממריץ סינתזת חלבון,
- מגביר את הגירוי של האנזים גליקוגן סינתאז (מבטיח סינתזה של גליקוגן מגלוקוז - גליקוגנזה),
- ממריץ גלוקוקינאז (אנזים שמקדם הפיכת גלוקוז לגליקוגן בתנאים של עודף שלו),
- מעכב גלוקוז-6-פוספטאז (אנזים המזרז את ההמרה של גלוקוז-6-פוספט לגלוקוז חופשי ובכך מעלה את רמת הסוכר בדם),
- ממריץ ליפוגנזה,
- מעכב ליפוליזה (עקב עיכוב סינתזת cAMP),
- ממריץ את הסינתזה של חומצות שומן,
- מפעיל את Na+/K+-ATP-ase.
תפקיד האינסולין בהובלת גלוקוז לתאים
גלוקוז נכנס לתאים בעזרת חלבוני טרנספורטר מיוחדים (GLUT). GLUTs רבים ממוקמים בתאים שונים. בקרום התא של שרירי השלד והלב, רקמת השומן, לויקוציטים ובשכבת הקורטיקלית של הכליותטרנספורטרים תלויי אינסולין עובדים - GLUT4. מעבירי אינסולין בממברנות של מערכת העצבים המרכזית ותאי הכבד אינם תלויים בנסולין; לכן, אספקת התאים של הרקמות הללו עם גלוקוז תלויה רק בריכוזו בדם. בתאי הכליות, המעיים, אריתרוציטים, הגלוקוז נכנס ללא נשאים כלל, על ידי דיפוזיה פסיבית. לפיכך, אינסולין נחוץ לכניסת גלוקוז לתאי רקמת השומן, שריר השלד ושריר הלב. עם חוסר באינסולין, רק כמות קטנה של גלוקוז תיכנס לתאי הרקמות הללו, שאינה מספיקה כדי לענות על הצרכים המטבוליים שלהן, אפילו במצבים של ריכוז גלוקוז גבוה בדם (היפרגליקמיה).
תפקיד האינסולין במטבוליזם של גלוקוז
אינסולין ממריץ את ניצול הגלוקוז באמצעות מספר מנגנונים.
- מגביר את פעילות הגליקוגן סינתאז בתאי הכבד, מגרה את הסינתזה של גליקוגן משאריות גלוקוז.
- מגביר את הפעילות של גלוקוקינאז בכבד, מעורר זרחון של גלוקוז עם יצירת גלוקוז-6-פוספט, ה"נועל" את הגלוקוז בתא, מכיוון שהוא אינו מסוגל לעבור דרך הממברנה תא למרחב החוץ-תאי.
- מעכב פוספטאז בכבד, המזרז את ההמרה ההפוכה של גלוקוז-6-פוספט לגלוקוז חופשי.
כל התהליכים הנ ל מבטיחים את ספיגת הגלוקוז על ידי תאי הרקמות ההיקפיות ומפחיתים את הסינתזה שלו, מה שמוביל לירידה בריכוז הגלוקוז בדם. בנוסף, ניצול מוגבר של גלוקוז על ידי תאים משמר את הרזרבות של מצעי אנרגיה תוך תאיים אחרים - שומנים וחלבונים.
תפקיד האינסולין במטבוליזם של חלבון
אינסולין ממריץ הן את ההובלה של חומצות אמינו חופשיות לתאים והן את סינתזת החלבון בהן. סינתזת חלבון מעוררת בשתי דרכים:
- עקב הפעלת mRNA,
- על ידי הגדלת אספקת חומצות אמינו לתא.
בנוסף, כאמור, שימוש מוגבר בגלוקוז כמצע אנרגיה על ידי התא מאט את פירוק החלבון בו, מה שמוביל לעלייה במאגר החלבון. בשל השפעה זו, אינסולין מעורב בוויסות ההתפתחות והצמיחה של הגוף.
תפקיד האינסולין במטבוליזם של שומן
השפעות הממברנה והתוך-תאיות של אינסולין מובילות לעלייה במאגרי השומן ברקמת השומן ובכבד.
- אינסולין מבטיח את חדירת הגלוקוז לתאי רקמת השומן וממריץ את חמצונו בהם.
- ממריץ את היווצרות ליפופרוטאין ליפאז בתאי האנדותל. סוג זה של ליפאז מתסיס את ההידרוליזה של טריאצילגליצרולים הקשורים לליפופרוטאין בדם ומבטיח את זרימת חומצות השומן המתקבלות לתוך תאי רקמת השומן.
- מעכב ליפופרוטאין תוך תאי, ובכך מעכב ליפוליזה בתאים.
פונקציות גלוקגון
גלוקגון משפיע על חילוף החומרים של פחמימות, חלבונים ושומן. ניתן לומר שגלוקגון הוא אנטגוניסט לאינסולין מבחינת השפעותיו. התוצאה העיקרית של עבודת הגלוקגון היא עלייה בריכוז הגלוקוז בדם. זה הגלוקגון ששומרהרמה הנדרשת של מצעי אנרגיה - גלוקוז, חלבונים ושומנים בדם בתקופת הצום.
1. תפקידו של גלוקגון במטבוליזם של פחמימות.
מספק סינתזה של גלוקוז על ידי:
- הגברת הגליקוגנוליזה (פירוק גליקוגן לגלוקוז) בכבד,
- גלוקוניאוגנזה מוגברת (סינתזה של גלוקוז ממבשרים שאינם פחמימות) בכבד.
2. תפקידו של גלוקגון במטבוליזם של חלבון.
ההורמון ממריץ את ההובלה של חומצות אמינו גלוקגון לכבד, התורמות לתאי הכבד:
- סינתזת חלבון,
- סינתזה של גלוקוז מחומצות אמינו – גלוקונאוגנזה.
3. תפקידו של גלוקגון במטבוליזם של שומן.
ההורמון מפעיל ליפאז ברקמת השומן, כתוצאה מכך רמת חומצות השומן והגליצרול בדם עולה. זה מוביל בסופו של דבר שוב לעלייה בריכוז הגלוקוז בדם:
- גליצרול כמבשר שאינו פחמימתי כלול בתהליך של גלוקונאוגנזה - סינתזת גלוקוז;
- חומצות שומן מומרות לגופי קטון, המשמשים כמצעי אנרגיה, ומשמרים מאגרי גלוקוז.
יחסי ההורמונים
אינסולין וגלוקגון קשורים קשר בל יינתק. המשימה שלהם היא לווסת את ריכוז הגלוקוז בדם. גלוקגון מספק את עלייתו, אינסולין - ירידה. הם עושים את העבודה ההפוכה. הגירוי לייצור אינסולין הוא עלייה בריכוז הגלוקוז בדם, גלוקגון - ירידה. בנוסף, ייצור אינסולין מעכב את הפרשת הגלוקגון.
אם הסינתזה של אחד מההורמונים הללו מופרעת, השני מתחיל לפעול בצורה לא נכונה. לדוגמה, בסוכרת רמת האינסולין בדם נמוכה, ההשפעה המעכבת של האינסולין על הגלוקגון נחלשת, כתוצאה מכך רמת הגלוקגון בדם גבוהה מדי, מה שמוביל לעלייה מתמדת בדם. גלוקוז, המאפיין את הפתולוגיה הזו.
ייצור לא נכון של הורמונים, היחס השגוי שלהם מוביל לטעויות בתזונה. שימוש לרעה במזון חלבוני מעורר הפרשת עודף של גלוקגון, פחמימות פשוטות - אינסולין. הופעת חוסר איזון ברמת האינסולין והגלוקגון מביאה להתפתחות פתולוגיות.
