Il glucagone e l'insulina sono ormoni pancreatici. La funzione di tutti gli ormoni è la regolazione del metabolismo nel corpo. La funzione principale dell'insulina e del glucagone è quella di fornire all'organismo substrati energetici dopo i pasti e durante il digiuno. Dopo aver mangiato, è necessario assicurarsi che il glucosio entri nelle cellule e ne immagazzini l'eccesso. Durante il periodo di digiuno, estrai il glucosio dalle riserve (glicogeno) o sintetizzalo o altri substrati energetici.
È opinione diffusa che l'insulina e il glucagone scompongano i carboidrati. Questo non è vero. Gli enzimi forniscono la scomposizione delle sostanze. Gli ormoni regolano questi processi.
Sintesi di glucagone e insulina
Gli ormoni sono prodotti nelle ghiandole endocrine. Insulina e glucagone - nel pancreas: insulina nelle cellule β, glucagone - nelle cellule α delle isole di Langerhans. Entrambi gli ormoni sono di natura proteica e sono sintetizzati da precursori. L'insulina e il glucagone vengono rilasciati in stati opposti: insulina nell'iperglicemia, glucagone nell'ipoglicemia. L'emivita dell'insulina è di 3-4 minuti, la sua secrezione variabile costante mantiene il livello di glucosio nel sangue in strettoentro.
Effetti dell'insulina
L'insulina regola il metabolismo, principalmente la concentrazione di glucosio. Colpisce la membrana e i processi intracellulari.
Effetti della membrana dell'insulina:
- stimola il trasporto del glucosio e di una serie di altri monosaccaridi,
- stimola il trasporto di aminoacidi (principalmente arginina),
- stimola il trasporto degli acidi grassi,
- stimola l'assorbimento di ioni potassio e magnesio da parte della cellula.
L'insulina ha effetti intracellulari:
- stimola la sintesi di DNA e RNA,
- stimola la sintesi proteica,
- aumenta la stimolazione dell'enzima glicogeno sintasi (assicura la sintesi del glicogeno dal glucosio - glicogenesi),
- stimola la glucochinasi (enzima che favorisce la conversione del glucosio in glicogeno nelle condizioni del suo eccesso),
- inibisce la glucosio-6-fosfatasi (un enzima che catalizza la conversione del glucosio-6-fosfato in glucosio libero e quindi aumenta la glicemia),
- stimola la lipogenesi,
- inibisce la lipolisi (a causa dell'inibizione della sintesi di cAMP),
- stimola la sintesi degli acidi grassi,
- attiva Na+/K+-ATP-ase.
Il ruolo dell'insulina nel trasporto del glucosio nelle cellule
Il glucosio entra nelle cellule con l'aiuto di speciali proteine di trasporto (GLUT). Numerosi GLUT sono localizzati in cellule diverse. Nelle membrane cellulari dei muscoli scheletrici e cardiaci, del tessuto adiposo, dei leucociti e dello strato corticale dei renitrasportatori insulino-dipendenti da lavoro - GLUT4. I trasportatori dell'insulina nelle membrane del SNC e nelle cellule epatiche sono indipendenti dall'insulina; pertanto, la fornitura di glucosio alle cellule di questi tessuti dipende solo dalla sua concentrazione nel sangue. Nelle cellule dei reni, dell'intestino, degli eritrociti, il glucosio entra senza portatori, per diffusione passiva. Pertanto, l'insulina è necessaria per l'ingresso del glucosio nelle cellule del tessuto adiposo, del muscolo scheletrico e del muscolo cardiaco. In mancanza di insulina, solo una piccola quantità di glucosio entrerà nelle cellule di questi tessuti, insufficiente a soddisfare i loro bisogni metabolici, anche in condizioni di alta concentrazione di glucosio nel sangue (iperglicemia).
Il ruolo dell'insulina nel metabolismo del glucosio
L'insulina stimola l'utilizzo del glucosio attraverso diversi meccanismi.
- Aumenta l'attività della glicogeno sintasi nelle cellule del fegato, stimolando la sintesi del glicogeno dai residui di glucosio.
- Aumenta l'attività della glucochinasi nel fegato, stimolando la fosforilazione del glucosio con la formazione di glucosio-6-fosfato, che "blocca" il glucosio nella cellula, perché non è in grado di passare attraverso la membrana dal cellula nello spazio extracellulare.
- Inibisce la fosfatasi epatica, che catalizza la conversione inversa del glucosio-6-fosfato in glucosio libero.
Tutti i suddetti processi assicurano l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule dei tessuti periferici e ne riducono la sintesi, che porta ad una diminuzione della concentrazione di glucosio nel sangue. Inoltre, un maggiore utilizzo del glucosio da parte delle cellule preserva le riserve di altri substrati energetici intracellulari: grassi e proteine.
Il ruolo dell'insulina nel metabolismo delle proteine
L'insulina stimola sia il trasporto di aminoacidi liberi nelle cellule che la sintesi proteica in esse. La sintesi proteica viene stimolata in due modi:
- a causa dell'attivazione dell'mRNA,
- aumentando l'apporto di aminoacidi alla cellula.
Inoltre, come accennato in precedenza, un maggiore utilizzo del glucosio come substrato energetico da parte della cellula rallenta la scomposizione delle proteine in essa contenute, il che porta ad un aumento delle riserve proteiche. A causa di questo effetto, l'insulina è coinvolta nella regolazione dello sviluppo e della crescita del corpo.
Il ruolo dell'insulina nel metabolismo dei grassi
La membrana e gli effetti intracellulari dell'insulina portano ad un aumento delle riserve di grasso nel tessuto adiposo e nel fegato.
- L'insulina assicura la penetrazione del glucosio nelle cellule del tessuto adiposo e ne stimola l'ossidazione.
- Stimola la formazione della lipoproteina lipasi nelle cellule endoteliali. Questo tipo di lipasi fermenta l'idrolisi dei triacilgliceroli associati alle lipoproteine del sangue e assicura il flusso degli acidi grassi risultanti nelle cellule del tessuto adiposo.
- Inibisce la lipoproteina lipasi intracellulare, inibendo così la lipolisi nelle cellule.
Funzioni del glucagone
Il glucagone influenza il metabolismo dei carboidrati, delle proteine e dei grassi. Si può dire che il glucagone è un antagonista dell'insulina in termini di effetti. Il risultato principale del lavoro del glucagone è un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue. È il glucagone che mantieneil livello richiesto di substrati energetici - glucosio, proteine e grassi nel sangue durante il periodo di digiuno.
1. Il ruolo del glucagone nel metabolismo dei carboidrati.
Fornisce la sintesi del glucosio entro:
- miglioramento della glicogenolisi (scomposizione del glicogeno in glucosio) nel fegato,
- aumento della gluconeogenesi (sintesi di glucosio da precursori non carboidrati) nel fegato.
2. Il ruolo del glucagone nel metabolismo delle proteine.
L'ormone stimola il trasporto degli aminoacidi glucagone al fegato, che contribuisce alle cellule del fegato:
- sintesi proteica,
- sintesi del glucosio dagli aminoacidi – gluconeogenesi.
3. Il ruolo del glucagone nel metabolismo dei grassi.
L'ormone attiva la lipasi nel tessuto adiposo, di conseguenza, il livello di acidi grassi e glicerolo nel sangue aumenta. Questo alla fine porta di nuovo ad un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue:
- Il glicerolo come precursore non di carboidrati è incluso nel processo di gluconeogenesi - sintesi del glucosio;
- Gli acidi grassi vengono convertiti in corpi chetonici, che vengono utilizzati come substrati energetici, conservando le riserve di glucosio.
Il rapporto degli ormoni
Insulina e glucagone sono indissolubilmente legati. Il loro compito è regolare la concentrazione di glucosio nel sangue. Il glucagone fornisce il suo aumento, l'insulina - una diminuzione. Fanno il lavoro opposto. Lo stimolo per la produzione di insulina è un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue, glucagone - una diminuzione. Inoltre, la produzione di insulina inibisce la secrezione di glucagone.
Se la sintesi di uno di questi ormoni è disturbata, l' altro inizia a funzionare in modo errato. Ad esempio, nel diabete mellito, il livello di insulina nel sangue è basso, l'effetto inibitorio dell'insulina sul glucagone è indebolito, di conseguenza il livello di glucagone nel sangue è troppo alto, il che porta ad un costante aumento del sangue glucosio, che caratterizza questa patologia.
Produzione scorretta di ormoni, il loro rapporto errato porta a errori nell'alimentazione. L'abuso di alimenti proteici stimola la secrezione eccessiva di glucagone, carboidrati semplici - insulina. La comparsa di uno squilibrio nel livello di insulina e glucagone porta allo sviluppo di patologie.
