Glucagon và insulin là nội tiết tố của tuyến tụy. Chức năng của tất cả các hormone là điều hòa sự trao đổi chất trong cơ thể. Chức năng chính của insulin và glucagon là cung cấp chất nền năng lượng cho cơ thể sau bữa ăn và trong lúc đói. Sau khi ăn, cần đảm bảo rằng glucose đi vào tế bào và dự trữ lượng dư thừa của nó. Trong thời gian nhịn ăn, chiết xuất glucose từ nguồn dự trữ (glycogen) hoặc tổng hợp nó hoặc các chất nền năng lượng khác.
Người ta tin rằng insulin và glucagon phân hủy carbohydrate. Đây không phải là sự thật. Enzyme cung cấp sự phân hủy các chất. Nội tiết tố điều chỉnh các quá trình này.
Tổng hợp glucagon và insulin
Hormone được sản xuất trong các tuyến nội tiết. Insulin và glucagon - trong tuyến tụy: insulin trong tế bào β, glucagon - trong tế bào α của đảo Langerhans. Cả hai loại hormone này đều có bản chất là protein và được tổng hợp từ các tiền chất. Insulin và glucagon được giải phóng ở các trạng thái trái ngược nhau: insulin khi tăng đường huyết, glucagon khi hạ đường huyết. Thời gian bán hủy của insulin là 3-4 phút, sự bài tiết thay đổi liên tục của nó duy trì mức độ glucose trong máu ở mức hẹptrong vòng.
Tác dụng của insulin
Insulin điều chỉnh sự trao đổi chất, chủ yếu là nồng độ glucose. Nó ảnh hưởng đến các quá trình màng và nội bào.
Tác động lên màng của insulin:
- kích thích vận chuyển glucose và một số monosaccharid khác,
- kích thích vận chuyển các axit amin (chủ yếu là arginine),
- kích thích vận chuyển axit béo,
- kích thích tế bào hấp thụ các ion kali và magiê.
Insulin có tác dụng nội bào:
- kích thích tổng hợp DNA và RNA,
- kích thích tổng hợp protein,
- tăng kích thích enzym glycogen synthase (đảm bảo quá trình tổng hợp glycogen từ glucose - glycogenesis),
- kích thích glucokinase (enzym thúc đẩy quá trình chuyển đổi glucose thành glycogen trong điều kiện dư thừa),
- ức chế glucose-6-phosphatase (một loại enzyme xúc tác quá trình chuyển đổi glucose-6-phosphate thành glucose tự do và do đó làm tăng lượng đường trong máu),
- kích thích sinh lipogenesis,
- ức chế phân giải lipid (do ức chế tổng hợp cAMP),
- kích thích tổng hợp axit béo,
- kích hoạt Na+/ K+-ATP-ase.
Vai trò của insulin trong việc vận chuyển glucose vào tế bào
Glucose đi vào tế bào với sự hỗ trợ của các protein vận chuyển đặc biệt (GLUT). Nhiều GLUT được bản địa hóa trong các ô khác nhau. Trong màng tế bào của cơ xương và cơ tim, mô mỡ, bạch cầu và lớp vỏ của thậnlàm việc vận chuyển phụ thuộc insulin - GLUT4. Các chất vận chuyển insulin trong màng của thần kinh trung ương và tế bào gan không phụ thuộc vào nsulin, do đó, việc cung cấp glucose cho tế bào của những mô này chỉ phụ thuộc vào nồng độ của nó trong máu. Trong các tế bào của thận, ruột, hồng cầu, glucose đi vào mà không có chất mang nào cả, bằng cách khuếch tán thụ động. Do đó, insulin cần thiết cho sự xâm nhập của glucose vào tế bào mô mỡ, cơ xương và cơ tim. Khi thiếu insulin, chỉ một lượng nhỏ glucose sẽ đi vào tế bào của các mô này, không đủ để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của chúng, ngay cả trong điều kiện nồng độ glucose trong máu cao (tăng đường huyết).
Vai trò của insulin trong chuyển hóa glucose
Insulin kích thích sử dụng glucose thông qua một số cơ chế.
- Tăng hoạt động của glycogen synthase trong tế bào gan, kích thích quá trình tổng hợp glycogen từ bã glucose.
- Tăng hoạt động của glucokinase trong gan, kích thích quá trình phosphoryl hóa glucose với sự hình thành glucose-6-phosphate, "khóa" glucose trong tế bào, vì nó không thể đi qua màng từ tế bào đến không gian ngoại bào.
- Ức chế men phosphatase ở gan, xúc tác chuyển đổi ngược lại glucose-6-phosphate thành glucose tự do.
Tất cả các quá trình trên đảm bảo sự hấp thụ glucose của các tế bào mô ngoại vi và làm giảm sự tổng hợp của nó, dẫn đến giảm nồng độ glucose trong máu. Ngoài ra, việc tăng cường sử dụng glucose của các tế bào giúp duy trì nguồn dự trữ của các chất nền năng lượng nội bào khác - chất béo và protein.
Vai trò của insulin trong chuyển hóa protein
Insulin kích thích cả việc vận chuyển các axit amin tự do vào tế bào và tổng hợp protein trong chúng. Sự tổng hợp protein được kích thích theo hai cách:
- do kích hoạt mRNA,
- bằng cách tăng cung cấp các axit amin cho tế bào.
Ngoài ra, như đã đề cập ở trên, việc tế bào tăng cường sử dụng glucose làm chất nền năng lượng sẽ làm chậm quá trình phân hủy protein trong đó, dẫn đến tăng dự trữ protein. Do tác dụng này, insulin tham gia vào quá trình điều chỉnh sự phát triển và tăng trưởng của cơ thể.
Vai trò của insulin trong chuyển hóa chất béo
Tác động của màng và nội bào của insulin dẫn đến sự gia tăng dự trữ chất béo trong mô mỡ và gan.
- Insulin đảm bảo sự thâm nhập của glucose vào các tế bào của mô mỡ và kích thích quá trình oxy hóa của nó trong chúng.
- Kích thích sự hình thành lipoprotein lipase trong tế bào nội mô. Loại lipase này lên men thủy phân triacylglycerol liên quan đến lipoprotein trong máu và đảm bảo dòng chảy của các axit béo tạo thành vào các tế bào mô mỡ.
- Ức chế lipase lipoprotein nội bào, do đó ức chế sự phân giải lipid trong tế bào.
Chức năng của Glucagon
Glucagon ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa carbohydrate, protein và chất béo. Có thể nói glucagon là một chất đối kháng với insulin về tác dụng của nó. Kết quả chính của hoạt động của glucagon là làm tăng nồng độ glucose trong máu. Đó là glucagon duy trìmức năng lượng cần thiết - glucose, protein và chất béo trong máu trong giai đoạn nhịn ăn.
1. Vai trò của glucagon trong chuyển hóa carbohydrate.
Cung cấp sự tổng hợp glucose bằng cách:
- tăng cường glycogenolysis (phân hủy glycogen thành glucose) trong gan,
- tăng gluconeogenesis (tổng hợp glucose từ các tiền chất không phải carbohydrate) trong gan.
2. Vai trò của glucagon trong chuyển hóa protein.
Hormone kích thích vận chuyển axit amin glucagon đến gan, góp phần tạo nên tế bào gan:
- tổng hợp protein,
- tổng hợp glucose từ axit amin - gluconeogenesis.
3. Vai trò của glucagon trong chuyển hóa chất béo.
Hormone kích hoạt lipase trong mô mỡ, kết quả là hàm lượng axit béo và glycerol trong máu tăng cao. Điều này cuối cùng lại dẫn đến sự gia tăng nồng độ glucose trong máu:
- glycerol như một tiền chất không phải carbohydrate được bao gồm trong quá trình tạo gluconeogenesis - tổng hợp glucose;
- axit béo được chuyển đổi thành thể xeton, được sử dụng làm chất nền năng lượng, bảo tồn nguồn dự trữ glucose.
Mối quan hệ của các hormone
Insulin và glucagon có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Nhiệm vụ của chúng là điều hòa nồng độ glucose trong máu. Glucagon cung cấp sự gia tăng của nó, insulin - giảm. Họ làm công việc ngược lại. Kích thích sản xuất insulin là sự gia tăng nồng độ glucose trong máu, glucagon - giảm. Ngoài ra, việc sản xuất insulin ức chế sự bài tiết glucagon.
Nếu sự tổng hợp của một trong những hormone này bị rối loạn, hormone kia sẽ bắt đầu hoạt động không chính xác. Ví dụ, trong bệnh đái tháo đường, nồng độ insulin trong máu thấp, tác dụng ức chế của insulin đối với glucagon bị suy yếu, kết quả là hàm lượng glucagon trong máu quá cao, làm cho máu tăng liên tục. glucose, đặc trưng cho bệnh lý này.
Sản xuất hormone không chính xác, tỷ lệ không chính xác dẫn đến sai sót trong chế độ dinh dưỡng. Việc lạm dụng thức ăn có chất đạm sẽ kích thích bài tiết dư thừa glucagon, carbohydrat đơn - insulin. Sự xuất hiện của sự mất cân bằng về mức độ insulin và glucagon dẫn đến sự phát triển của các bệnh lý.
