Инсулин и глюкагон поджелудочной железы
Гормонами поджелудочной железы являются инсулин и глюкагон.
Глюкагон
Строение
Представляет собой полипептид, включающий 29 аминокислот с молекулярной массой 3,5 кДа и периодом полураспада 3-6 мин.
Синтез
Осуществляется в клетках поджелудочной железы и в клетках тонкого кишечника.
Регуляция синтеза и секреции
Активируют: гипогликемия, адреналин.
Уменьшают: глюкоза, жирные кислоты.
Механизм действия
Аденилатциклазный активирующий.
Мишени и эффекты
Конечным эффектом является повышение концентрации глюкозы и жирных кислот в крови.
Жировая ткань
- повышает активность внутриклеточной гормон-чувствительной ТАГ-липазы и, соответственно, стимулирует липолиз.
Печень
- активация глюконеогенеза и гликогенолиза,
- за счет повышенного поступления жирных кислот из жировой ткани усиливает кетогенез.
Патология
Гиперфункция
Глюкагонома – редко встречающееся новообразование из группы нейроэндокринных опухолей. У больных отмечается гипергликемия и поражение кожи и слизистых оболочек.
Инсулин
Дополнительная, более подробная информация, об инсулине находится на следующей странице.
Строение
Представляет собой полипептид из 51 аминокислоты, массой 5,7 кД, состоящий из двух цепей А и В, связанных между собой дисульфидными мостиками.
Синтез
Синтезируется в клетках поджелудочной железы в виде проинсулина, в этом виде он упаковывается в секреторные гранулы и уже здесь образуется инсулин и С-пептид.
Регуляция синтеза и секреции
Активируют синтез и секрецию:
- глюкоза крови – главный регулятор, пороговая концентрация для секреции инсулина – 5,5 ммоль/л,
- жирные кислоты и аминокислоты,
- влияния n.vagus – находится под контролем гипоталамуса, активность которого определяется концентрацией глюкозы крови,
- гормоны ЖКТ: холецистокинин, секретин, гастрин, энтероглюкагон, желудочный ингибирующий полипептид,
- хроническое воздействие гормона роста, глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов.
Уменьшают: влияние симпато-адреналовой системы.
Механизм действия
Осуществляется через рецепторы с тирозинкиназной активностью (подробно).
Мишени и эффекты
Основным эффектом является снижение концентрации глюкозы в крови благодаря усилению транспорта глюкозы внутрь миоцитов и адипоцитов и активации внутриклеточных реакций утилизации глюкозы:
- активируя фосфодиэстеразу, которая разрушает вторичный мессенджер цАМФ, инсулин прерывает эффекты адреналина и глюкагона на печень и жировую ткань.
- в мышцах и жировой ткани стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация Глют-4),
- в печени и мышцах ускоряет синтез гликогена (активация гликогенсинтазы).
- в печени, мышцах и адипоцитах инсулин стимулирует гликолиз, активируя фосфофруктокиназу и пируваткиназу.
- полученный в гликолизе пируват превращается в ацетил-SКоА под влиянием активированного инсулином пируватдегидрогеназного комплекса, и далее используется для синтеза жирных кислот. Превращение ацетил-SКоА в малонил-SКоА, первый субстрат синтеза жирных кислот, также стимулируется инсулином (ацетил-SКоА-карбоксилаза).
- в мышцах усиливает транспорт нейтральных аминокислот в миоциты и стимулирует трансляцию (рибосомальный синтез белков).
Ряд эффектов инсулина заключается в изменении транскрипции генов и скорости трансляции ферментов, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток.
Благодаря этому индуцируется синтез ферментов метаболизма
- углеводов в печени (глюкокиназа, пируваткиназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа),
- липидов в печени (АТФ-цитрат-лиаза, ацетил-SКоА-карбоксилаза, синтаза жирных кислот, цитозольная малатдегидрогеназа) и адипоцитах (ГАФ-дегидрогеназа, пальмитатсинтаза, липопротеинлипаза).
и происходит репрессия фосфоенолпируват-карбоксикиназы (подавление глюконеогенеза).
Инактивация инсулина
Инактивация инсулина начинается после интернализации инсулин-рецепторного комплекса и образования эндосомы, в которой и происходит деградация инсулина. Участвуют две ферментные системы:
- Глутатион-инсулин-трансгидрогеназа, которая восстанавливает дисульфидные связи между цепями А и В, в результате чего гормон распадается.
- Инсулиназа (инсулин-протеиназа), гидролизующая инсулин до аминокислот.
Период полужизни инсулина не превышает 5-6 минут. Происходит деградация в основном в печени и почках, но и другие ткани принимают в этом участие. Также в почках инсулин может фильтроваться, захватываться эпителиоцитами проксимальных канальцев и разрушаться до аминокислот.
Патология
Гипофункция
Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.
Источник
Инсулин – это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, который необходим для метаболизма углеводов и, в меньшей степени, жиров. Благодаря инсулину энергия (глюкоза) из пищи переносится из крови в клетки. Таким образом снижается уровень сахара в крови и обеспечивается питание клеток.
Когда уровень инсулина в норме, уровень сахара в крови в норме. Когда инсулин слишком низкий (или не работает должным образом), диагностируется диабет. Когда уровень инсулина высокий, а уровень сахара в норме, мы говорим об инсулинорезистентности.
Диабет 1 типа, диабет 2 типа и инсулинорезистентность – это проблемы со здоровьем, которые связаны с инсулином – гормоном, необходимым для жизни. Он нужен организму в строго определенном количестве. Опасны как дефицит инсулина, так и его чрезмерный избыток.
Какую роль инсулин играет в организме? Когда следует проверять его уровень? Что происходит, когда инсулина слишком мало или слишком много?
Как действует инсулин
Инсулин – это гормон, понижающий уровень сахара в крови. Его образно называют ключом, открывающим клетки энергии из пищи. Источником энергии для организма являются углеводы. Энергия из простых углеводов проникает в кровь практически сразу после еды, сложные углеводы сначала нужно расщепить на простые сахара – глюкозу в процессе пищеварения. Она циркулирует в крови и попадает в клетки только в присутствии инсулина. Без инсулина клетки не могут получать энергию из пищи, даже если в крови много глюкозы.
Механизм действия инсулина
Отсюда взаимосвязь между уровнем сахара и инсулином. Когда этот гормон отсутствует, глюкоза не попадает в клетки, она остается в крови, что приводит к гипергликемии. Состояние диагностируют в лабораторных исследованиях или с помощью глюкометра.
Важно отметить, что инсулин не снижает уровень сахара в крови до нуля, то есть не вся энергия из пищи поступает в клетки. Строго определенное количество сахара остается в крови и является топливом, необходимым для работы мозга. Мозгу постоянно нужна глюкоза, это орган, не зависящий от действия инсулина, он забирает сахар из крови без этого гормона.
Вот почему в крови здорового человека содержится определенное количество сахара, которое в лабораторных условиях дает результат в диапазоне 70-99 мг/дл глюкозы натощак.
Инсулин – это белок. Поэтому его следует принимать в виде подкожной инъекции. Таблеток инсулина не существует, потому что они перевариваются в пищеварительном тракте.
Подкожная инъекция инсулина
Инсулин и глюкагон
Инсулин вырабатывается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. После обильной еды с большим количеством углеводов уровень этого гормона в кровотоке значительно увеличивается. Между приемами пищи и ночью уровень инсулина ниже.
Гормон, противоположный инсулину, – это глюкагон, повышающий уровень сахара в крови. В здоровом организме эти два гормона остаются в равновесии. Глюкагон высвобождается, когда сахар в крови начинает слишком низко падать (например, ночью), а инсулин – когда сахар в крови начинает слишком сильно повышаться.
Благодаря сбалансированной секреции этих двух гормонов, у здорового человека уровень сахара остается нормальным как после обильной еды, так и в результате многочасового голодания.
Инсулин – анаболический или строительный гормон, благодаря которому можно выращивать клетки (неиспользованная глюкоза превращается в жир). Высокий уровень инсулина в организме, типичный для инсулинорезистентности, способствует увеличению избыточного веса.
Когда не хватает инсулина
Отсутствие или тяжелая недостаточность инсулина означает диабет типа 1. Это заболевание диагностируется по заметно повышенному уровню сахара в крови (гипергликемия). Его лечение заключается в восполнении дефицита инсулина. Причина нехватки инсулина у пациентов с диабетом 1 типа – это разрушение иммунной системой бета-клеток поджелудочной железы (аутоиммунное заболевание).
Сегодня на рынке представлено множество препаратов инсулина. Инсулин животного происхождения ушел в прошлое, сегодня применяются так называемый человеческий инсулин и аналог инсулина.
Инсулины различаются не только способом их получения, но и временем действия. В инсулиновой терапии используются инсулины короткого действия, 3-5 часов, которые следует принимать во время еды, и базальные инсулины, действующие в течение 18-24 часов, которые сохраняют нормальный уровень сахара в крови между приемами пищи.
Симптомы нехватки инсулина:
- Очень сильная жажда;
- Отхождение большого количества мочи;
- Похудение – клетки голодают, не могут получать энергию из крови, организм начинает сжигать жир, что приводит к потере веса.
Очень сильная жажда
Похудение
До того как был «изобретен» инсулин, диабет 1 типа считался смертельным заболеванием. Пострадавшие пациенты гибли от крайнего недоедания. Поскольку теперь инсулин производят в лабораториях, и он доступен всем, диабет 1 типа перешел в разряд хронических заболеваний.
Когда слишком много инсулина
Избыток инсулина тоже вреден для организма. Мы имеем дело с высоким уровнем инсулина в крови при:
- сахарном диабете 2 типа;
- резистентности к инсулину.
Инсулинорезистентность – это нарушение обмена веществ, диабет 2 типа – это заболевание, которое возникает в результате инсулинорезистентности, поэтому эти проблемы можно обсуждать вместе. Они отличаются тем, что гликемия нормальна при инсулинорезистентности и повышена при диабете 2 типа.
Инсулинорезистентность
Высокая концентрация инсулина возникает, когда поджелудочная железа вынуждена производить избыточный инсулин. Когда это происходит? Когда клетки организма нечувствительны к инсулину (другими словами – устойчивы к нему). Чтобы преодолеть это сопротивление, поджелудочная железа вырабатывает повышенное количество гормона, что дает побочные эффекты:
- Инсулин стимулирует аппетит;
- Как анаболический гормон, он способствует увеличению веса.
Выработка большого количества инсулина ложится нагрузкой на поджелудочную железу, она перестает быть эффективной в этом процессе. Поэтому на основе инсулинорезистентности развивается диабет 2 типа.
Когда проверяют уровень инсулина?
Уровни инсулина проверяются в трех случаях:
- У пациентов с диабетом 1 типа, как правило, сразу после постановки диагноза, чтобы узнать, секретирует ли поджелудочная железа больше инсулина. Это делается путем выравнивания пептида C.
- У людей с подозрением на инсулинорезистентность с целью подтверждения / исключения низкой чувствительности к инсулину.
- Для подтверждения реактивной гипогликемии (чрезмерное падение уровня глюкозы в крови у людей без диабета).
Поделиться ссылкой:
Источник
Мы знаем, что поддержание нормального уровня сахара в крови чрезвычайно важно и иногда может быть проблематичным. Но знаете ли вы, как организм работает, чтобы реализовывать эту важную функцию? Гормон глюкагон регулирует углеводный обмен и играет здесь главную роль.
Функция глюкагона начинает действовать, когда уровень глюкозы в крови становится слишком низким. Глюкагон работает в паре с инсулином, чтобы гарантировать, что в организме поддерживается достаточное количество глюкозы в крови, чтобы обеспечивать необходимый уровень энергии.
К сожалению, эти два важных гормона не всегда работают должным образом, а иногда их выработка и вовсе останавливается. Это может привести к серьезным проблемам со здоровьем, если это не исправить.
Что такое глюкагон и его роль в организме
Глюкагон — это пептидный гормон, который вырабатывается для поддержания соответствующего уровня глюкозы в крови. Исследования показывают, что он предотвращает слишком низкий уровень глюкозы в крови.
Это осуществляется с помощью процесса, называемого гликогенолизом, который происходит, когда глюкагон в печени стимулирует превращение накопленного гликогена в глюкозу. Именно этот процесс позволяет организму поддерживать адекватные концентрации глюкозы в плазме.
Исследования показывают, что глюкагон секретируется из альфа-клеток поджелудочной железы в ответ на:
- гипогликемию
- долгосрочное голодание
- физические упражнения
- употребление высокобелковой пищи
Когда вы поститесь в течение длительного периода времени, этот важный белок способствует использованию накопленного жира для энергии, которая сохраняет потребление глюкозы организмом.
Что регулирует глюкагон, его взаимодействие с инсулином
Как глюкагон работает с инсулином
Глюкагон и инсулин — два гормона, которые работают вместе, чтобы контролировать уровень сахара в крови, но они имеют противоположные эффекты.
Глюкагон выделяется, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, а инсулин — когда уровень сахара в крови становится слишком высоким.
В случае гипогликемии, высвобождение глюкагона стимулируется для того, чтобы исправить дисбаланс. Это может произойти, когда человек постился в течение длительного периода времени или когда употреблял много белковых продуктов.
Инсулин, с другой стороны, стимулируется во время гипергликемии, когда уровень сахара в крови слишком высок. Инсулин сигнализирует клеткам о поступлении глюкозы из крови, чтобы использовать ее в качестве энергии. Когда клетки поглощают глюкозу, уровень глюкозы в крови снижается.
Любая избыточная глюкоза хранится в печени и мышцах как вещество, называемое гликоген. Организм использует гликоген для энергии между приемами пищи.
Глюкагон регулирует превращение гликогена в глюкозу, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, чтобы сохранить этот важный баланс.
Организм определяет, какой гормон необходим для поддержания баланса сахара в крови. Исследования доказывают, что выброс глюкагона предотвращается при повышении уровня глюкозы в крови и после приема пищи с высоким содержанием углеводов. С другой стороны, гормон высвобождается после еды с высоким содержанием белка.
Инсулин также играет роль в этом балансе — его высвобождение происходит после еды с высоким содержанием углеводов и предотвращается после еды с высоким содержанием белка. Действие глюкагона и инсулина происходит в течение всего дня, регулируя уровень глюкозы в крови и запасы энергии.
Расстройства обмена глюкозы
Нарушение метаболизма глюкозы происходит, когда организм не может перерабатывать сахар в энергию. Люди должны поддерживать нормальный уровень сахара в крови, чтобы питать центральную нервную систему.
Наиболее распространенным состоянием, которое препятствует способности организма поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови, является диабет.
Инсулин и глюкагон не производятся и не выделяются должным образом у диабетиков. Это может привести к опасно высокому уровню глюкозы в крови.
Существует несколько типов диабета, которые влияют на уровень инсулина и глюкагона, в том числе:
- Диабет 1 типа: менее распространенная форма диабета, при которой иммунная система разрушает клетки, вырабатывающие инсулин, поэтому гормон не вырабатывается самостоятельно организмом и должен приниматься извне. Диабет 1 типа обычно вызывает более тяжелые симптомы диабета, и симптомы обычно развиваются раньше и в более молодом возрасте, чем диабет 2 типа.
- Диабет 2 типа: это когда ваш организм вырабатывает инсулин, но ваши клетки не реагируют на него должным образом. Диабет 2 типа приводит к повышению уровня глюкозы в крови, потому что инсулин не может взять его из крови для получения энергии.
- Преддиабет: симптомы преддиабета возникают, когда уровень глюкозы в крови превышает норму, но ниже определенного порога диабета. Это считается «состоянием риска», и его обычно можно предотвратить с помощью изменения образа жизни и диеты. Состоянию преддиабета также предшествуют метаболический синдром и инсулинорезистентность.
- Гестационный диабет: диагностируется между 24 и 28 неделями беременности и возникает, когда уровень сахара в крови беременной женщины слишком высок.
Две ситуации, которые могут возникнуть, когда гормоны инсулин и глюкагон не функционируют должным образом:
Гипогликемия. Низкое содержание глюкозы в крови может возникнуть в результате голодания, чрезмерных физических нагрузок и непреднамеренного приема пациентами с диабетом слишком большого количества инсулина или лекарств, снижающих уровень глюкозы. Признаки гипогликемии включают в себя:
- голод
- беспокойство и дрожь
- потливость
- головокружение
- головная боль
- мышечная слабость
- туман мозга
Гипергликемия. Повышенное содержание глюкозы в крови возникает, когда организм не вырабатывает достаточное количество инсулина или не может правильно его использовать. Это происходит у пациентов с диабетом и людей с гормональным дисбалансом. Симптомы обычно включают в себя:
- усиление жажды
- частое мочеиспускание
- проблемы с концентрацией
- затуманенное зрение
- головные боли
- слабость
- онемение конечностей.
Использование глюкагона для инъекций
Наш организм вырабатывает глюкагон естественным путем, но существует также синтетическая версия, которая доступна в качестве рецептурного лекарства.
Инъекции глюкагона иногда необходимы в тяжелых случаях гипогликемии. Инъекционные наборы глюкагона доступны для пациентов с диабетом, если они теряют сознание в результате тяжелой реакции на инсулин, или для людей с необычным случаем дефицита секреции глюкагона.
Набор для экстренной помощи обычно содержит лиофилизированный глюкагон в форме порошка, который можно использовать в качестве инъекции в шприце-разбавителе объемом один миллилитр. Порошок содержит одну единицу глюкагона, что составляет 1 миллиграмм, и 49 миллиграммов лактозы. Перед инъекцией лекарство смешивается с разбавителем.
Эффект от инъекции глюкагона ограничен. Человек, страдающий от тяжелой гипогликемии, должен будет потреблять углеводы, как только он или она сможет это сделать, чтобы поддерживать баланс сахара в крови.
Дозировка
Одна единица глюкагона обычно содержит 1 миллиграмм, что является рекомендуемой дозой для взрослых и детей весом более 20 кг с гипогликемией. Дети весом до 20 кг должны получать 0,5 единицы, что составляет 0,5 мг глюкагона.
Другая распространенная рекомендация по дозировке составляет 20-30 микрограммов на один килограмм массы тела.
Единицы глюкагона можно вводить с помощью набора для неотложной помощи внутривенно, внутримышечно или подкожно.
После гипогликемического эпизода, требующего введения глюкагона, медицинский работник должен быть уведомлен об этом, а уровень глюкозы должен контролироваться до тех пор, пока он не будет восстановлен.
Риски, побочные эффекты и взаимодействия
Побочные эффекты глюкагона могут включать тошноту и рвоту. Однако это также симптомы гипогликемии, для которых можно использовать синтетический глюкагон.
В редких случаях лекарства глюкагона могут вызывать симптомы аллергии, такие как сыпь, зуд, проблемы с дыханием и пониженное кровяное давление.
Для людей с условиями, которые не позволяют их печени правильно вырабатывать глюкозу, прием глюкагона не будет эффективным. Это может включать пациентов с надпочечниковой недостаточностью и хронической гипогликемией.
В этих случаях пероральная глюкоза может быть более эффективной.
В организме может выделяться слишком много глюкагона, что вызвано редкой опухолью в поджелудочной железе, называемой глюкагономой.
Чрезмерный глюкагон может вызвать проблемы со здоровьем, такие как:
- сахарный диабет
- тромбоз
- кожная сыпь
- потеря веса.
Глюкагон взаимодействует с определенными лекарствами, в частности с антикоагулянтами, такими как варфарин. Пациенты, которые должны принимать гормон для снижения артериального давления при использовании антикоагулянтов, должны находиться под наблюдением врача.
Безопасность глюкагона во время беременности и во время кормления неясна, но риск для будущего плода считается низким.
Заключение
- Глюкагон — это пептидный гормон, который работает вместе с инсулином для поддержания нормального уровня сахара в крови.
- Этот гормон выделяется, когда уровень сахара в крови становится слишком низким. Он запускает преобразование накопленного гликогена в глюкозу, которая затем может использоваться организмом в качестве топлива.
- Для людей с гипогликемией, инъекции глюкагона могут быть использованы для немедленного регулирования уровня глюкозы в крови. Это обычно используется для серьезных чрезвычайных ситуаций.
- Лучший способ устранить низкий уровень сахара в крови в нормальных ситуациях — есть пищу с высоким содержанием углеводов.
Источник