Glucagon și insulină: natura chimică, mecanismul de acțiune, efectul asupra metabolismului în țesuturile țintă

Insulina este un hormon de proteine. Este sintetizat de celulele b ale pancreasului. Insulina este unul dintre cei mai importanți hormoni anabolizanți. Legarea insulinei la celulele țintă duce la procese care măresc rata de sinteză a proteinelor, precum și acumularea de glicogen și lipide în celule, care sunt o rezervă de material plastic și energetic. Insulina, posibil datorită efectului său anabolic, stimulează creșterea și reproducerea celulară.

Molecula de insulină constă din două lanțuri polipeptidice ale lanțului A și lanțului B. Lanțul A conține 21 de resturi de aminoacizi, lanțul B este 30. Aceste lanțuri sunt interconectate prin două punți disulfidice: una dintre A7 și B7 (numărul de aminoacizi, numărând de la capătul N-terminal al lanțurilor polipeptidice), al doilea între A20 și B19. A treia punte disulfidică este localizată în lanțul A, care leagă A6 și A11.

Principalul stimulent fiziologic pentru eliberarea de insulină din celulele b în sânge este o creștere a glicemiei.

Efectul insulinei asupra metabolismului carbohidraților poate fi caracterizat prin următoarele efecte:

1. Insulina mărește permeabilitatea membranelor celulare pentru glucoză în așa-numitele țesuturi dependente de insulină.

2. Insulina activează distrugerea oxidativă a glucozei în celule.

3. Insulina inhibă descompunerea glicogenului și activează sinteza acestuia în hepatocite.

4. Insulina stimulează conversia glucozei în rezerva trigliceridelor.

5. Insulina inhibă gluconeogeneza, reducând activitatea anumitor enzime de gluconeogeneză.

Efectul insulinei asupra metabolismului lipidic constă în inhibarea lipolizei în lipocite prin defosforilarea triacilglicerol lipazei și stimularea lipogenezei.

Insulina are un efect anabolic asupra metabolismului proteic: stimulează intrarea aminoacizilor în celule, stimulează transcripția multor gene și stimulează, respectiv, sinteza multor proteine, atât intracelulare cât și extracelulare.

Glucagonul este un hormon de polipeptidă secretat de către celulele a pancreasului. Principala funcție a acestui hormon este menținerea homeostaziei energetice a corpului datorită mobilizării resurselor energetice endogene, ceea ce explică efectul său catabolic total.

Lanțul polipeptidic al glucagonului conține 29 de resturi de aminoacizi, greutatea moleculară este de 4200 și în compoziție nu există nicio cisteină. Glucagonul a fost sintetizat chimic, care a confirmat în final structura sa chimică.

Situl principal al sintezei glucagonului este celulele a pancreasului, cu toate acestea, cantități mari de acest hormon se formează în alte organe ale tractului gastro-intestinal. Glucagonul este sintetizat pe ribozomii celulelor a sub forma unui precursor mai lung cu o greutate moleculară de aproximativ 9.000. În timpul procesării, lanțul polipeptidic este scurtat semnificativ, după care glucagonul este secretat în sânge. În sânge este în formă liberă. Partea principală a glucagonului este inactivată în ficat prin scindarea hidrolitică a 2 resturi de aminoacizi de la capătul N-terminal al moleculei.

Secreția glucagonului de către celulele a pancreasului este inhibată de un nivel ridicat de glucoză în sânge, precum și de somatostatina secretă de celulele D ale pancreasului. Secreția este stimulată prin scăderea concentrației de glucoză în sânge, însă mecanismul acestui efect este neclar. În plus, secreția de glucagon este stimulată de hormonul somatotropic hipofizar, arginină și Ca2 +.

Mecanismul de acțiune al glucagonului În mecanismul de acțiune al glucagonului, legarea la receptorii specifici membranei celulare este primară, complexul glucagonicceptor rezultat care activează adenilat ciclaza și, în consecință, formarea cAMP. Acesta din urmă, fiind un efector universal al enzimelor intracelulare, activează proteina kinaza, care la rândul său fosforilează fosforilaza kinaza și glicogen sintaza.

Fosforilarea primei enzime contribuie la formarea glicogenului fosforilazei active și, în consecință, la defalcarea glicogenului cu formarea gluco-1-fosfatului, în timp ce fosforilarea glicogen sintazei este însoțită de trecerea sa la o formă inactivă și, prin urmare, prin blocarea sintezei glicogenului. Rezultatul general al acțiunii glucagonului este accelerarea defalcării glicogenului și inhibarea sintezei sale în ficat, ceea ce duce la o creștere a concentrației de glucoză în sânge.

Sub acțiunea glucagonului în hepatocite, mobilizarea glicogenului accelerează prin eliberarea de glucoză în sânge. Acest efect hormonal se datorează activării glicogenului fosforilazei și inhibării glicogen sintetazei ca urmare a fosforilării lor. Trebuie menționat că glucagonul, spre deosebire de adrenalină, nu afectează rata de glicogenoliză a mușchilor.

Glucagonul: în primul rând, accelerează defalcarea proteinelor în ficat; în al doilea rând, crește numărul activității unui număr de enzime, cum ar fi 1,6-bisfosfatază de fructoză, carboxinază fosfoenolpiruvat, glucoz-6-fosfatază. o creștere a glucozei în sânge are loc, de asemenea.

Glucagonul stimulează lipoliza în lipocite, mărind astfel fluxul de glicerină și acizii grași mai mari în sânge. În ficat, hormonul inhibă sinteza acizilor grași și a colesterolului de la acetil CoA, iar acetil CoA acumulator se utilizează pentru a sintetiza corpurile de acetonă. Astfel, glucagonul stimulează ketogeneza.

În rinichi, glucagonul mărește filtrarea glomerulară, ceea ce explică aparent creșterea excreției ionilor de sodiu, clor, potasiu, fosfor și acid uric observate după administrarea de glucagon.

Reglarea metabolismului apă-sare a hormonilor. Vasopresina și aldosteronul: structura și mecanismele de acțiune.

Hormonii sunt substanțe chimice de semnalizare biologic active, secretate de glandele endocrine direct în organism și care oferă efecte complexe și multilaterale de la distanță asupra corpului în ansamblu sau asupra anumitor organe și țesuturi țintă. Hormonii servesc drept regulatori umorali (transmisi în sânge) ai anumitor procese din diferite organe și sisteme.

Există și alte definiții, conform cărora interpretarea conceptului de hormon este mai largă: "semnalarea substanțelor chimice produse de celulele corpului și afectarea celulelor din alte părți ale corpului". Această definiție pare a fi preferată deoarece acoperă multe substanțe enumerate în mod tradițional ca hormoni: hormoni ai animalelor care sunt private de sistemul circulator (de exemplu, ecdizone de viermi rotunzi etc.), hormoni vertebrate care nu sunt produși în glandele endocrine (prostaglandine, eritropoietină etc.), precum și hormoni de plante.

Un număr de hormoni participă la reglarea metabolismului apei în sare, care poate fi împărțit în două grupe principale: hormoni care reglează concentrația de ioni de sodiu, potasiu și hidrogen (aldosteron, angiotensină și renină) și hormoni care afectează echilibrul calciului și fosfatului (hormonul paratiroidian și calcitonină).

Reglarea metabolismului apei-sare are loc pe cale neuro-hormonală. Atunci când concentrația osmotică a sângelui se schimbă, formațiunile sensibile speciale (osmoreceptorii) sunt excitate, din care se transmite informația către centru, sistemul nervos și de la lobul posterior al glandei pituitare. Cu o creștere a concentrației osmotice a sângelui, eliberarea hormonului antidiuretic crește, ceea ce reduce excreția apei în urină; cu un exces de apă în organism, secreția acestui hormon scade și excreția sa de către rinichi crește.

Constanța volumului de fluide corporale este asigurată de un sistem special de reglementare, receptorii cărora reacționează la modificările surselor de sânge ale vaselor mari, ale cavităților inimii etc.; ca rezultat, secreția hormonală este stimulată reflexiv, sub influența căreia rinichii schimbă excreția apei și sărurilor de sodiu din organism. Hormonii vasopresina și glucocorticoizii, aldosteronul sodic și angiotensina, hormonul paratiroidian calciu și calcitonina sunt cele mai importante în reglarea metabolismului apei.

Vasopresina sau hormonul antidiuretic (ADH), un hormon hipotalamic care se acumulează în lobul posterior al glandei hipofizare (în neurohidrofiză) și este secretat de acolo în sânge. Secreția crește odată cu creșterea osmolarității plasmei sanguine și cu scăderea volumului de lichid extracelular. Vasopresina crește reabsorbția apei prin rinichi, crescând astfel concentrația de urină și scăzând volumul acesteia. De asemenea, are o serie de efecte asupra vaselor de sânge și a creierului. Se compune din 9 aminoacizi: Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro- (Arg sau Lys) -Gly.

Aldosteronul este principalul hormon mineralocorticosteroid al cortexului suprarenale la om. Mecanismul de acțiune al aldosteronului, precum și toți hormonii steroizi, constă într-o influență directă asupra aparatului genetic al nucleului celular, cu stimularea sintezei ARN-ului corespunzător, activarea sintezei proteinelor și enzimelor care transportă cationii, precum și o creștere a permeabilității membranelor pentru aminoacizi. Principalele efecte fiziologice ale aldosteronului sunt menținerea metabolismului apă-sare între mediul extern și cel intern al organismului.

Unul dintre principalele organe ale hormonului sunt rinichii, în care aldosteronul determină o reabsorbție sporită a sodiului în tubulii distali, cu întârzierea în organism și creșterea excreției de potasiu în urină. Sub influența aldosteronului, există o întârziere în corpul de cloruri și apă, o eliberare îmbunătățită a ionilor H și amoniu, o creștere a sângelui circulant, o schimbare în starea acido-bazică față de alcaloză. Acționând asupra celulelor vaselor de sânge și a țesuturilor, hormonul promovează transportul de Na + și apă în spațiul intracelular.

Rezultatul final al acțiunii este o creștere a volumului circulant al sângelui și o creștere a presiunii arteriale sistemice.

Ce este glucagonul?

Principalii hormoni ai pancreasului sunt insulina și glucagonul. Mecanismul de acțiune al acestor substanțe biologic active vizează menținerea echilibrului zahărului în sânge.

Pentru funcționarea normală a corpului, este important să se mențină concentrația de glucoză (zahăr) la un nivel constant. Cu fiecare masă, atunci când factorii externi influențează corpul, indicatorii de zahăr se schimbă.

Insulina reduce concentrația de glucoză prin transportul în celule și, de asemenea, transformându-l parțial în glicogen. Această substanță este depozitată în ficat și în mușchi ca rezervă. Volumul depozitului de glicogen este limitat, iar excesul de zahăr (glucoza) este parțial transformat în grăsime.

Sarcina glucagonului este de a transforma glicogenul în glucoză, dacă performanța acestuia este sub normal. Un alt nume pentru această substanță este "hormonul foamei".

Rolul glucagonului în organism, mecanismul de acțiune

Creierul, intestinul, rinichii și ficatul sunt principalii consumatori de glucoză. De exemplu, sistemul nervos central consumă 4 grame de glucoză în 1 oră. Prin urmare, este foarte important să se mențină în mod constant nivelul său normal.

Glicogenul - o substanță care este stocată în principal în ficat, este un stoc de aproximativ 200 de grame. Atunci când glucoza este deficitară sau când este necesară o energie suplimentară (exercițiu, alergare), glicogenul se dezintegrează, saturând sângele cu glucoză.

Acest depozit durează aproximativ 40 de minute. Prin urmare, în sport se spune adesea că grăsimile ard numai după un antrenament de jumătate de oră, când toată energia sub formă de glucoză și glicogen este consumată.

Pancreasul aparține glandelor secreției mixte - produce suc de intestin, care este secretat în duoden și secretă mai mulți hormoni, astfel încât țesutul său este diferențiat anatomic și funcțional. În insulele din Langerhans, glucagonul este sintetizat de celulele alfa. Substanța poate fi sintetizată de alte celule ale tractului gastrointestinal.

Rulați secreția hormonului mai mulți factori:

  1. Scăderea concentrației de glucoză la niveluri critice scăzute.
  2. Nivelul insulinei
  3. Creșterea nivelului sanguin de aminoacizi (în special, alanină și arginină).
  4. Exerciții fizice excesive (de exemplu, în timpul antrenamentului activ sau dur).

Funcțiile glucagonului sunt asociate cu alte procese biochimice și fiziologice importante:

  • creșterea circulației sanguine în rinichi;
  • menținerea unui echilibru electrolitic optim prin creșterea ratei de excreție a sodiului, care îmbunătățește activitatea sistemului cardiovascular;
  • repararea țesutului hepatic;
  • activarea eliberării insulinei celulare;
  • creșterea calciului în celule.

Într-o situație stresantă, cu o amenințare la adresa vieții și sănătății, împreună cu adrenalina, apar efectele fiziologice ale glucagonului. Distribuția activă a glicogenului, crescând astfel nivelul de glucoză, activează furnizarea de oxigen pentru a oferi mușchilor o energie suplimentară. Pentru a menține echilibrul zahărului, glucagonul interacționează activ cu cortizolul și somatotropina.

Nivel ridicat

Creșterea secreției de glucagon este asociată cu hiperfuncția pancreasului, care este cauzată de următoarele patologii:

  • tumorile din zona celulelor alfa (glucagon);
  • procesul inflamator acut în țesuturile pancreatice (pancreatită);
  • distrugerea celulelor hepatice (ciroza);
  • insuficiență renală cronică;
  • diabet de tip 1;
  • Sindromul lui Cushing.

Orice situație stresantă (inclusiv operații, leziuni, arsuri), hipoglicemia acută (concentrație scăzută a glucozei), prevalența alimentelor proteice din dietă determină o creștere a glucagonului și funcțiile celor mai multe sisteme fiziologice sunt afectate.

Nivel redus

Se observă o deficiență de glucagon după intervenția chirurgicală pentru a elimina pancreasul (pancreatectomia). Hormonul este un fel de stimulator al intrării în sânge a substanțelor esențiale și menținerea homeostaziei. Un nivel redus al hormonului este observat în fibroza chistică (o patologie genetică asociată cu o leziune a glandelor de secreție externă), pancreatită într-o formă cronică.

Glucagonul și rolul acestuia

Glucagonul este o polipeptidă secretizată de celulele alfa ale insulelor Langerhans și celulele tractului digestiv proximal.

Principalul factor care afectează secreția de hormon este concentrația de glucoză din sânge. Scăderea concentrației de glucoză din sânge stimulează secreția de glucagon, creșterea deprimă.

FIG. 6.33. Reglarea conturului secreției de glucagon. C - concentrație

Activați secreția de glucagon, cu excepția scăderii glucozei, a aminoacizilor (arginină, alanină) în nivelul acizilor grași din sânge și a hormonilor din tractul digestiv: gastrin, colecistokinină (CCK), secretină, exercițiu peptidic inhibitor gastric (SHIP).

Reglarea secreției de glucagon

Parametrul reglementat în circuitul de reglare a secreției de glucagon este concentrația de glucoză. Scăderea sa în sânge stimulează celulele alfa, care cresc secreția hormonului, ceea ce duce la o creștere a concentrației de glucoză, care prin feedback negativ reduce secreția de glucagon (Fig.6.33).

O creștere a secreției de glucagon cauzează o creștere a concentrației de aminoacizi din sânge (în special arginină) de colecistocinină, catecolamine, acetilcolină.

Scăderea secreției de glucagon are loc cu o creștere a concentrației de glucoză în sânge, insulină, somatostatină, acizi grași și cetone.

Mecanismul acțiunii glucagonului asupra celulelor țintă

Glucagonul afectează în principal celulele țintă ale ficatului, în membranele a căror receptori serpentini sunt localizați. Complexul hormonal-receptor prin intermediul unei proteine ​​G5 stimulative activează adenilat ciclaza, care conduce la formarea unui mediator intracelular cAMP, care activează proteina kinaza A. Aceasta din urmă potențează fosforilaza, ceea ce duce la o creștere a defalcării glicogenului în ficat și la o creștere a concentrației glucozei din sânge.

Glucagonul acționează și prin alte receptori în hepatocite, legarea cărora duce la activarea fosfolipazei C, rezultând o creștere a concentrației de ioni de Ca2 + în citoplasmă, stimulând glicogenoliza.

Efecte fiziologice ale glucagonului

Reglarea metabolismului carbohidraților Glucagonul crește concentrația de glucoză în sânge prin stimularea glicogenolizei în ficat și previne formarea glicogenului. Cu toate acestea, acțiunea hiperglicemică a glucagonului nu reduce utilizarea glucozei de către celulele periferice.

Glucagonul crește gluconeogeneza în ficat. Reduce formarea de 2,6-difosfat de fructoză, inhibă activitatea fosfofructokinazei, ceea ce duce la eliberarea glucozei din ficat.

Reglarea metabolismului grăsimilor Glucagonul crește concentrația de acizi grași și cetone în sânge datorită următoarelor mecanisme:

1 crește lipoliza, inhibă sinteza acizilor grași, direcționând substraturile în direcția gluconeogenezei;

2 formează cetone (beta-hidroxibutirat și acetoacetat) cu coenzima malonil. Și odată cu degradarea acizilor grași, în absența insulinei, glucagonul poate accelera ketogeneza, conducând la acidoză metabolică.

Reglarea metabolismului proteic Glucagonul stimulează enzimele de gluconeogeneză (piruvat carboxilază și 1,6-difosfatază), care transformă proteinele în glucoză. În plus față de acțiunea catabolică, hormonul are un efect antianabolic - inhibă sinteza proteinelor.

Ce este glucagonul hormonal și rolul acestuia în organism

Glucagonul "hormon al foamei" este puțin cunoscut în comparație cu insulina, deși aceste două substanțe funcționează în cel mai apropiat posibil și îndeplinesc un rol la fel de important în organismul nostru. Glucagonul este unul dintre hormonii principali ai pancreasului, care, împreună cu insulina, este responsabil pentru reglarea nivelului de glucoză din sânge. Preparatele hormonale bazate pe acesta sunt utilizate pe scară largă în medicină pentru recuperarea diabetului zaharat și pregătirea pentru diagnosticul tractului gastro-intestinal.

Structura și sinteza glucagonului

Glucagonul se numește diferit, dar este adesea denumit hormon - un antagonist al insulinei. Oamenii de știință H. Kimball și J. Murlin au descoperit o nouă substanță pancreatică în 1923, la 2 ani după descoperirea istorică a insulinei. Dar, apoi, puțini oameni au ghicit despre rolul de neînlocuit al glucagonului în organism.

Astăzi, medicina folosește două funcții principale ale "hormonului de foame" - hiperglicemic și diagnostic, deși substanța îndeplinește, de fapt, mai multe sarcini importante în organism.

Glucagonul este o proteină, mai precis un hormon peptidic în structura sa chimică. Prin structură, este o polipeptidă cu un singur lanț formată din 29 de aminoacizi. Se formează din preproglucagon - o polipeptidă și mai puternică, care cuprinde 180 de aminoacizi.

Pentru toată importanța glucagonului în organism, structura sa de aminoacizi este destul de simplă și, dacă vorbim în limbaj științific, este "foarte conservată". Deci, la oameni, vaci, porci și șobolani, structura acestui hormon este absolut aceeași. De aceea, preparatele de glucagon se obțin de obicei din pancreasul unui taur sau porc.

Funcțiile și acțiunea glucagonului în organism

Secreția de glucagon are loc în pancreasul endocrin sub numele intrigant "insulele Langerhans". Cea de-a cincea parte din aceste insule sunt celule alfa speciale care produc hormonul.

Producția de glucagon este influențată de 3 factori:

  1. Concentrația de glucoză în sânge (o scădere a nivelului zahărului la un nivel critic poate declanșa o creștere a volumului de "hormon al foamei" în plasmă de câteva ori).
  2. Creșterea cantității de aminoacizi din sânge, în special alanină și arginină.
  3. Activitatea fizică activă (exersarea formării la limita abilităților umane crește concentrația hormonului cu 4-5 ori).

Intrând în sânge, "hormonul foametei" se îndreaptă către receptorii celulelor hepatice, le leagă și stimulează eliberarea de glucoză în sânge, menținându-l la un nivel stabil și constant. De asemenea, hormonul glucagon al pancreasului efectuează următoarele sarcini în organism:

  • activează defalcarea lipidelor și reduce colesterolul din sânge
  • crește fluxul de sânge în rinichi
  • contribuie la eliminarea rapidă a sodiului din organism (și aceasta îmbunătățește funcționarea inimii)
  • implicate în regenerarea celulelor hepatice
  • stimulează eliberarea de insulină din celule

De asemenea, glucagonul este un aliat de neînlocuit al adrenalinei în furnizarea reacției "lovitură sau alergare" a organismului. Atunci când adrenalina este eliberată în sânge, glucagonul stimulează glucoza aproape instantaneu pentru a alimenta mușchii scheletici și crește cantitatea de oxigen furnizată muschilor.

Norma de glucagon în sânge și tulburările sale

Rata glucagonului din sânge variază între copii și adulți. La copiii cu vârsta cuprinsă între 4 și 14 ani, nivelul de "hormon al foamei" poate varia în intervalul de la 0-148 pg / ml; pentru adulți, este permisă o creștere de 20-100 pg / ml. Dar dacă indicele glucagon scade sau scade sub valorile standard, acest lucru poate semnala o varietate de probleme în organism.

Reducerea nivelului de glucagon în sânge indică adesea fibroza chistică, pancreatita cronică, este diagnosticată după pancreaticectomie (îndepărtarea pancreasului).

Nivelurile crescute ale hormonilor sunt un semn posibil al următoarelor patologii:

  • diabetul de tip 1
  • glucagonom (tumoare alfa-celule în pancreas)
  • pancreatită acută
  • ciroză
  • Sindromul lui Cushing
  • insuficiență renală cronică
  • hipoglicemie acută
  • orice stres sever (traumă, arsuri, intervenții chirurgicale etc.)

Indicatii pentru utilizarea medicamentului glucagon

Sintetice glucagon este utilizat în medicină în două cazuri. Primul scop este corectarea formelor severe de hipoglicemie, când, din anumite motive, perfuzia (picurare) de glucoză este imposibilă. A doua valoare a glucagonului este pregătirea studiilor secțiunilor superioare și inferioare ale tractului gastrointestinal, în special în timpul diagnosticului cu radiații.

Glucagon-like peptide poate fi, de asemenea, utilizat pentru a trata diabetul de tip 2. Această substanță are o structură similară cu cea a glucagonului, dar este incretin - sintetizată în intestin după mese. Medicamentul este destinat să ajusteze nivelul de glucoză, în unele cazuri - chiar și fără administrarea suplimentară de insulină.

Lista indicațiilor pentru administrarea preparatelor hormonale de glucagon include:

  • terapia de șoc pentru pacienții cu tulburări psihice
  • diabet zaharat cu hipoglicemie simultană
  • pregătirea auxiliară pentru diagnosticul de laborator
  • îndepărtarea spasmelor în diverticuloza intestinală acută
  • relaxarea mușchilor netede ai stomacului și intestinelor

Doze de glucagon și contraindicații

Există 3 opțiuni principale pentru injectarea de glucagon - intravenos, intramuscular și subcutanat. Dacă este necesară asistență de urgență (de exemplu, în coma hipoglicemică), se utilizează numai primele două opțiuni.

Doza standard a unui medicament hormonal în scopuri terapeutice este de 1 mg. Îmbunătățirea are loc de obicei în decurs de 10 minute. Pentru a se pregăti pentru diagnostic este necesar să se administreze 0,25-2 mg, doza fiind determinată de medicul curant.

Există recomandări specifice pentru utilizarea medicamentului pentru copii și femei însărcinate. Deoarece glucagonul nu penetrează bariera placentară, este posibil să se folosească la transportarea unui copil. Dar - numai în cazuri de urgență și prin decizia medicului. Nu se recomandă utilizarea preparatelor glucagonice pentru copii cu greutate mai mică de 20-25 kg. În caz de urgență, se administrează o doză de 500 μg și starea pacientului tânăr este monitorizată cu atenție timp de 15 minute. Dacă este necesar, puteți crește doza cu 20-30 mg.

În timpul tratamentului cu medicamente cu glucagon, perioada de recuperare este, de asemenea, foarte importantă. După îmbunătățire, pacientul are nevoie de alimente de proteine, ceai dulce și odihnă completă timp de 2-3 ore. Dacă medicamentul hormonal nu ajută, este necesară administrarea de glucoză intravenoasă.

Glucagon: principalele funcții și mecanisme de acțiune ale hormonului

Glucagonul este un hormon proteic-peptidic care se formează în aparatul insular al pancreasului. Celulele alfa speciale ale organului, care sintetizează exclusiv acești compuși, sunt responsabili pentru sinteza sa. Glucagonul (cum ar fi cortizolul și somatotropina) se referă la hormoni contra-insulari, adică are efect asupra metabolismului carbohidraților, opusul insulinei. Producția de glucagon este necesară pentru a menține un nivel adecvat al glicemiei, totuși producția excesivă a acestui hormon este unul dintre mecanismele de dezvoltare a diabetului de tip 2.

Funcțiile de glucagon din organism sunt limitate, dar foarte importante. Aceasta crește nivelul de glucoză din sânge prin activarea glicogenolizei. Glicogenul este o polizaharidă formată dintr-un monomer de glucoză, care se găsește în principal în ficat și mușchi.

Când carbohidrații sunt consumați în tractul gastro-intestinal, ele sunt împărțite. Glicemia obținută în procesul de digestie sub acțiunea insulinei este transformată în glicogen, care este "depozitul de rezerve" necesar pentru a menține un nivel adecvat de glicemie în absența carbohidraților în dietă sau o creștere a nevoii acestora (în timpul exercițiului).

Cu o scădere a nivelului glicemic, hormonii contraindicatori sunt produși și eliberați în sânge, care în diferite moduri cresc nivelul de glucoză. Unul dintre ele este glucagonul, mecanismul de acțiune al acestuia este de a activa enzimele necesare pentru glicogenoliză, ducând la formarea de glucoză din glicogen, care este consumată de celule ca substrat de energie.

Hormonii responsabili de metabolismul carbohidratilor sunt capabili sa regleze secretia celuilalt. Creșterea nivelului de glucagon duce la o creștere a concentrației de insulină din sânge.

În prezent, este cunoscută numai o singură boală, în patogeneza căreia este determinat în mod fiabil rolul glucagonului, diabetul zaharat de tip 2. Cu această patologie, sinteza hormonului este crescută, ceea ce duce la o activare excesivă a glicogenolizei și la o creștere a nivelului de glicemie. Este de remarcat faptul că creșterea glucagonului este doar una dintre multele legături în patogeneza diabetului zaharat și este departe de cele mai semnificative.

Nu este determinată concentrația de glucagon în sânge pentru diagnosticarea diabetului zaharat. Până în prezent, criteriile de laborator și intervalele de referință nu au fost elaborate pentru a distinge în mod clar norma indicatorilor de diabet. În plus, nivelul hormonului crește cu insuficiența renală și hepatică, ceea ce face ca acest studiu să fie nesigur.

Există medicamente hipoglicemice, mecanismul de acțiune al căruia este asociat cu suprimarea secreției de glucagon (agoniști ai peptidei tip 1 a glucagonului, inhibitori ai dipeptidil peptidazei-4).

Diabetul zaharat secundar poate fi rezultatul secreției excesive a hormonului - o tumoare a pancreasului (glucogonom). Cu această boală, nivelul glicogenului este de câteva ori mai mare decât valorile medii ale populației. În plus față de tulburările metabolismului carbohidraților, pancitopeniei, eritemului migrator necrolitic, se înregistrează simptome de afectare metastatică a ficatului și a altor organe interne (durerea agresivă). Tumora este detectată, de regulă, destul de târziu, într-o etapă care nu face obiectul tratamentului operativ.

Pe piața farmaceutică există un medicament glucagon. Medicamentul este destinat pentru ameliorarea hipoglicemiei. Aceste afecțiuni se întâlnesc predominant la pacienții cu diabet zaharat care se află pe tratamentul cu insulină sau luând medicamente pentru sulfoniluree.

Medicamentul este disponibil în formă finită într-un recipient conectat la o seringă și poate fi utilizat pentru injecție subcutanată, intramusculară sau intravenoasă. Posibilitatea administrării subcutanate și intramusculare face ca acest medicament să fie adecvat pentru asigurarea auto-ajutorului (sau pentru administrarea de către rudele pacientului).

Cu o greutate corporală de 20 kg, se injectează 1 mg de medicament, cu o greutate mai mică de 500 μg.

Glucagonul este contraindicat în:

  • feocromocitom;
  • insulinom;
  • glucagonoame;
  • intoleranță individuală.

Dintre efectele secundare sunt posibile:

  • vărsături, greață;
  • erupții cutanate și mâncărime;
  • hipertensiune arterială, tahicardie sinusală.

Este de remarcat faptul că introducerea medicamentului pentru ameliorarea hipoglicemiei este eficientă numai în prezența glicogenului în ficat. Tratamentul unei afecțiuni hipoglicemice la pacienții care suferă de foame sau la pacienții care mănâncă numai proteine ​​și care consumă semnificativ acest aport de carbohidrați nu este eficient.

Mecanismul de acțiune al glucagonului

Glucagonul afectează în principal ficatul, unde stimulează imediat glicogenoliza și după un timp mai lung - gluconeogeneza și ketogeneza. Receptorul glucagon purificat din ficat de șobolan și uman este o glicoproteină cu un mol. masa 60 000. Glucagonul interacționează cu receptorul și activează adenilat ciclaza, crescând producția de cAMP.

Glucagonul promovează defalcarea glicogenului, a proteinelor și a triacilglicerolilor. Inhibă sinteza proteinelor și stimulează activitatea lizozomilor. Glucagonul stimulează lipoliza; determinând fosforilarea și astfel activarea lipazei de triacilglicerol și, de asemenea, inhibă puternic lipogeneza. În condiții de oxidare redusă a glucozei, care adesea însoțește acțiunea glucagonului, aceasta duce la ketogeneză.

Glucagonul, unul dintre principalii antagoniști fiziologici ai insulinei, este deosebit de eficient atunci când acesta din urmă este deficitar. Pe de altă parte, adesea nu este posibil să se detecteze efectele biologice ale insulinei asupra ficatului dacă nu este expus la glucagon.

Glucagonul este un hormon foarte activ; concentrația sa în sânge este măsurată în picograme pe ml. În contrast, concentrația molară a adrenalinei necesară pentru a produce un efect comparabil este de 30-50 de ori mai mare decât cea creată în sânge după hipoglicemia de insulină. Aceasta nu exclude rolul catecolaminelor în creșterea glicogenolizei, deoarece acestea pot stimula simultan secreția de glucagon și pot inhiba secreția de insulină.

În reacțiile celulelor alfa și beta la stimularea cu aminoacizi, există atât similitudini, cât și diferențe. Arginina și leucina stimulează activitatea secretorie a ambelor tipuri de celule, dar alanina, principalul substrat al gluconeogenezei, stimulează selectiv secreția de glucagon, dar nu și insulina. Acest lucru pare potrivit, deoarece alanina se găsește în principal în sânge în timpul postului. (Apropo, glucocorticoizii, a căror secreție crește în timpul postului, sensibilizează celulele alfa la efectul stimulativ al alaninei.)

Data adaugarii: 2015-03-23; Vizualizări: 1,153; ORDINEAZĂ ÎNTREPRINDEREA

36. Glucagon. Mecanismul de influență asupra glucogonului asupra metabolismului carbohidraților, proteinelor, lipidelor.

Glucagonul este o polipeptidă cu un singur lanț formată din 29 reziduuri de aminoacizi (sintetizată ca precursor al proglucagonului cu 37 de resturi de aminoacizi). Sinteza are loc în celulele alfa ale insulelor din Langerhans.

Funcția principală - creșterea glicemiei. Producția și secreția de glucogon sunt controlate de somatostatină.

Efectele glucagonului. Celulele țintă principale sunt țesutul hepatic, muscular, adipos. Prin legarea la receptorii celulari, glucagonul mărește conținutul de cAMP (transmițător de impuls), în ficat acest lucru duce la activarea fosforilazei și mobilizarea glucogenului și la o scădere a activității glicogen sintazei. Activitatea de glicoliză scade datorită fosforilării piruvat kinazei și creșterii gluconeogenezei datorită formării enzimelor glucoză-6-fosfatază, fosfenoenpiruvat carboxinază, fructoză-1,6-difosfatază. În țesutul adipos, datorită enzimelor specifice, acesta acționează asupra lipazei TAG și îmbunătățește lipoliza (economisind glucoză pentru creier (!)).

37. Gluconeogeneza. Mecanismul, controlul hormonal, relația de gluconeogeneză în ficat și glicoliza musculară.

Gluconeogeneza este procesul de sinteză a glucozei din substanțe non-carbohidrați pentru a menține circulația glucozei în sânge. Practic, toată cantitatea de glucoză produsă se duce la creier (!).

Următoarele substanțe sunt necesare pentru gluconeogeneza: lactat, aminoacizi, glicerol.

Lactatul este un produs de defalcare anaerobă a glucozei.

Glicerol - mobilizat din țesutul adipos în timpul postului sau efortului fizic.

Aminoacizii - se formează în timpul defalcării țesutului muscular.

Sinteza glucozelor din piruvat.

Formarea fosfoenolpiruvatului din piruvat (ocolind o reacție ireversibilă).

Pyruvatul format în timpul defalcării anaerobe a glicozei intră în matricea mitocondriilor unde interacționează cu dioxidul de carbon sub influența vitaminei H a enzimei dependente de piruvat carboxilază pentru a forma oxaloacetat.

Oxaloacetatul este transportat la citozol. Acolo unde se formează fosfoenolpiruvat carboxilaza fosfoenolpiruvat. Apoi, există reacții în direcția opusă ca și în catabolismul glucozei.

Mecanismul în notebook.

Principalii hormoni care accelerează gluconeogeneza sunt glucogenul, corticosteroizii.

38. Gluconeogeneza. Substraturi, asociere cu glicoliza (ciclul Corey), localizare, semnificație biologică. Regulamentul.

Gluconeogeneza, vezi mai sus.

Relația cu glicoliza. Atunci când piruvatul este oxidat, lactatul poate forma (de exemplu: un mușchi intens de lucru cu înfometare cu oxigen). Fiind transportat la ficat, lactatul dehidrogenizează în citozolul hepatocitelor și are loc o implicare suplimentară în gluconeogeneză. Acest ciclu se numește ciclul glucozolactat sau Corey.

Ciclul Corey prevede utilizarea lactatului și prevenirea deplasării echilibrului acido-bazic în sânge (lactatul este acid).

39. Creșterea hormonului. Caracterul chimic, locul și reglementarea produselor, organelor țintă. Efecte biochimice.

Hormonul de creștere este sintetizat în celulele somatotrofice ale glandei pituitare anterioare. Este o polipeptidă cu un singur lanț cu o masă de 22.000 Dalton sau 191 de resturi de aminoacizi (predecesor 28.000 Da). Reglementarea sintezei și a secreției se efectuează prin somatoliberină, frânare - somatostatină.

Receptorii specifici se găsesc în ficat, țesutul adipos, testicule, corpul luteal, creierul, plămânii și rinichii.

Acțiune biologică. Scurt și asemănător insulinei. În țesutul adipos, glucoza este absorbită și lipogeneza este mărită, atunci apare efectul opus al insulinei și o creștere mai mare a conținutului de grăsimi din sânge datorată lipolizelor. Energia rezultată din defalcarea grăsimilor contribuie la procesele anabolice. Gluconeogeneza hepatică apare și absorbția crescută a aminoacizilor.

Este un antagonist al insulinei, reduce utilizarea glucozei de către țesuturile periferice și mărește conținutul de glicogen în ficat, datorită gluconeogenezei.

Principalul efect al hormonului este de a crește transportul aminoacizilor către mușchi. Sinteza proteinelor în oase, cartilaj, ficat. Cantitatea de ADN și ARN din toate celulele crește.

Impactul asupra organismului este, de asemenea, asociat cu producerea de substanțe specifice somatomedinelor, care au structură similară cu insulina și se numesc factor de creștere I și II asemănător insulinei (IHFI, II). Formarea lor apare atunci când interacționează cu celulele diferitelor țesuturi și inhibă producția de hormon de creștere prin retroinhibiție.

IGF 1. Acțiunea sa constă în sinteza proteinelor, efectul asemănător insulinei (scăderea concentrației de glucoză), creșterea epifizei, funcția anti-lipotică.

Mecanismul de acțiune al glucagonului

Glucagonul afectează în principal ficatul, unde stimulează imediat glicogenoliza și după un timp mai lung - gluconeogeneza și ketogeneza. Receptorul glucagon purificat din ficat de șobolan și uman este o glicoproteină cu un mol. masa 60 000. Glucagonul interacționează cu receptorul și activează adenilat ciclaza, crescând producția de cAMP.

Glucagonul promovează defalcarea glicogenului, a proteinelor și a triacilglicerolilor. Inhibă sinteza proteinelor și stimulează activitatea lizozomilor. Glucagonul stimulează lipoliza; determinând fosforilarea și astfel activarea lipazei de triacilglicerol și, de asemenea, inhibă puternic lipogeneza. În condiții de oxidare redusă a glucozei, care adesea însoțește acțiunea glucagonului, aceasta duce la ketogeneză.

Glucagonul, unul dintre principalii antagoniști fiziologici ai insulinei, este deosebit de eficient atunci când acesta din urmă este deficitar. Pe de altă parte, adesea nu este posibil să se detecteze efectele biologice ale insulinei asupra ficatului dacă nu este expus la glucagon.

Glucagonul este un hormon foarte activ; concentrația sa în sânge este măsurată în picograme pe ml. În contrast, concentrația molară a adrenalinei necesară pentru a produce un efect comparabil este de 30-50 de ori mai mare decât cea creată în sânge după hipoglicemia de insulină. Aceasta nu exclude rolul catecolaminelor în creșterea glicogenolizei, deoarece acestea pot stimula simultan secreția de glucagon și pot inhiba secreția de insulină.

În reacțiile celulelor alfa și beta la stimularea cu aminoacizi, există atât similitudini, cât și diferențe. Arginina și leucina stimulează activitatea secretorie a ambelor tipuri de celule, dar alanina, principalul substrat al gluconeogenezei, stimulează selectiv secreția de glucagon, dar nu și insulina. Acest lucru pare potrivit, deoarece alanina se găsește în principal în sânge în timpul postului. (Apropo, glucocorticoizii, a căror secreție crește în timpul postului, sensibilizează celulele alfa la efectul stimulativ al alaninei.)

Data adaugarii: 2015-03-23; Vizualizări: 1,154; ORDINEAZĂ ÎNTREPRINDEREA

Hormoni pancreatici

Hormonii pancreasului sunt insulina și glucagonul.

glucagon

structură

Este o polipeptidă care cuprinde 29 de aminoacizi cu o greutate moleculară de 3,5 kDa și un timp de înjumătățire de 3-6 minute.

sinteză

Se efectuează în celulele pancreatice și în celulele intestinului subțire.

Reglementarea sintezei și secreției

Activați: hipoglicemia, adrenalina.
Reduceți: glucoză, acizi grași.

Mecanism de acțiune

Obiective și efecte

Efectul final este o creștere a concentrației de glucoză și acizi grași în sânge.

Țesuturi grase

  • crește activitatea TAG-lipazei sensibile la hormonul intracelular și, în consecință, stimulează lipoliza.

ficat

  • activarea gluconeogenezei și glicogenolizei,
  • datorită aportului crescut de acizi grași din țesutul adipos crește ketogenesisul.

patologie

hiperfuncție

Glucagonomul este un neoplasm rar din grupul de tumori neuroendocrine. Pacienții au observat hiperglicemia și deteriorarea pielii și a membranelor mucoase.

insulină

structură

Este o polipeptidă de 51 aminoacizi, masă de 5,7 kDa, formată din două lanțuri A și B, interconectate prin punți disulfidice.

sinteză

Acesta este sintetizat în celulele pancreatice ca proinsulină, în această formă este ambalat în granule secretoare, iar insulina și peptida C sunt deja formate aici.

Reglementarea sintezei și secreției

Activați sinteza și secreția:

  • glucoza din sange - principalul regulator, concentratia pragului pentru secretia de insulina - 5,5 mmol / l,
  • acizi grași și aminoacizi
  • influența n.vagus - este controlată de hipotalamus, a cărui activitate este determinată de concentrația de glucoză din sânge,
  • hormoni gastrointestinali: colecistocinin, secretină, gastrină, enteroglucagon, polipeptidă inhibitoare gastrică,
  • efecte cronice ale hormonului de creștere, glucocorticoizi, estrogeni, progestine.

Reduceți: influența sistemului simpatic-suprarenale.

Mecanism de acțiune

După ce insulina se leagă de receptor, se activează domeniul enzimelor receptorului. Deoarece are activitate tirozin kinazică, aceasta fosforilează proteine ​​intracelulare - substraturi ale receptorilor de insulină. Dezvoltările ulterioare se datorează două direcții: calea kinazei MAP și mecanismele de acțiune ale kinazei fosfoinositol 3.

Când este activat, mecanismul fosfoinozitol-3-kinazei sunt rezultatul efectelor rapide - gluten-4 de activare și absorbția glucozei într-o celulă, schimbare în activitatea „metabolice„enzimă - TAG-lipază, glicogen sintaza, glicogen fosforilază, glicogen fosforilaza kinază, acetil-SKoA carboxilaza și altele.

Când se implementează mecanismul MAP-kinazei (eng. Proteina activată de Mitogen), se reglează efectele lente - proliferarea și diferențierea celulelor, procesele de apoptoză și anti-apoptoză.

Două mecanisme de acțiune cu insulină

Obiective și efecte

Efecte rapide

Efectul principal este reducerea glicemiei din cauza creșterii transportului de glucoză în interiorul myocitelor și adipocitelor și prin activarea reacțiilor intracelulare de utilizare a glucozei.

ficat

  • activarea enzimelor de glicoliză (hexokinază, fosfofructokinază, piruvat kinaza) și glicogenogeneza (glicogen sintaza),
  • supresia gluconeogenezei,
  • îmbunătățirea sintezei acizilor grași (activarea acetil-Scoa-carboxilazei) și a lipoproteinelor cu densitate foarte scăzută (VLDL),
  • creșterea sintezei colesterolului (activarea reductazei HMG-ScoA),
  • accelerarea căii fosfatului de pentoză (activarea glucozei-6-fosfat dehidrogenazei),
  • inhibarea efectelor glucagonului (activarea fosfodiesterazei, distrugerea cAMP).

mușchi

  • stimularea transportului de glucoză în celule (activarea GluT-4),
  • creșterea sintezei de glicogen (activarea glicogenului sintazei),
  • creșterea transportului de aminoacizi neutri în mușchi
  • stimularea translației (sinteza proteinelor ribozomale).

Țesuturi grase

  • stimularea transportului de glucoză în celule (activarea GluT-4),
  • activarea sintezei lipoproteinelor lipaza și transferul de acizi grași din CM și VLDL în celule,
  • creșterea sintezei acidului gras prin activarea acetil-SCA-carboxilazei și inducerea palmitatului sintazei,
  • îmbunătățirea sintezei triacilglicerolilor prin inhibarea lipazei sensibile la hormoni.
Efecte lente

Efectele lente sunt schimbări în transcripția genetică și rata de translație a enzimelor responsabile pentru metabolism, pentru creșterea și divizarea celulelor. Acest lucru crește sinteza enzimelor metabolismului carbohidraților (glucokinazei și piruvat kinază, glucoză-6-fosfat dehidrogenază), metabolismul lipidic (lyase ATP-citrat, acetil-SKoA carboxilazei, sintaza acid gras, citosolic malat dehidrogenază).

Efectele foarte lent se intind pe o zi si realizeaza mitogeneza si reproducerea celulelor.

patologie

hipofuncție

Diabetul zaharat dependent de insulină și non-insulino-dependent. Pentru a diagnostica aceste patologii în clinică, folosiți în mod activ teste de stres și determinarea concentrației de insulină și peptidă C.

Ce este glucagonul, funcția hormonală și rata

Un organ important al corpului nostru este pancreasul. Ea produce mai mulți hormoni care afectează metabolismul organismului. Acestea includ glucagonul, o substanță care eliberează glucoza din celule. În plus, pancreasul generează insulină, somatostatină și polipeptidă pancreatică. Somatostatina este responsabilă pentru limitarea producției de somatotropină și catecolamine (adrenalină, norepinefrină). Peptida reglează funcționarea tractului gastro-intestinal. Insulina și glucagonul controlează conținutul principalei surse de energie - glucoza, iar acești doi hormoni sunt direct opuși în acțiune. Ce este glucagonul și ce alte funcții are, vom răspunde în acest articol.

Producția și activitatea de glicagon

Glucagonul este o substanță peptidică produsă de insulele Langerhans și de alte celule pancreatice. Părintele acestui hormon este preproglucagonul.

O influență directă asupra sintezei glucagonului are glucoza, obținută de organism cu hrană. De asemenea, sinteza hormonului este influențată de produsele proteice luate de om în timpul mesei. Acestea conțin arginină și alanină, care măresc cantitatea de substanță descrisă în organism.

Sinteza glucagonului este influențată de munca fizică și de sport. Cu cât sarcina este mai mare, cu atât este mai mare sinteza hormonului. El începe, de asemenea, să muncească din greu în timpul postului. Ca agent de protecție, substanța este produsă în timpul stresului. Creșterea sa este afectată de o creștere a nivelului de adrenalină și norepinefrină.

Glucagonul servește la formarea de glucoză din proteinele de aminoacizi. Astfel, ea oferă toate organele corpului uman necesare pentru funcționarea energiei. Funcțiile de glucagon includ:

  • defalcarea glicogenului în ficat și mușchi, datorită cărora glucoza stocată este eliberată în sânge și servește pentru metabolismul energetic;
  • împărțirea lipidelor (grăsimilor), care conduce, de asemenea, la alimentarea cu energie a corpului;
  • formarea de glucoză din alimentele non-carbohidrați;
  • asigurând o creștere a aportului de sânge la rinichi;
  • hipertensiune arterială;
  • creșterea frecvenței cardiace;
  • efect antispasmodic;
  • o creștere a conținutului de catecolamină;
  • stimularea recuperării celulelor hepatice;
  • accelerarea procesului de excreție a sodiului și fosforului;
  • reglementarea schimbului de magneziu;
  • creșterea calciului în celule;
  • retragerea celulelor de insulină.

Trebuie remarcat faptul că în mușchi, glucagonul nu încurajează producerea de glucoză, deoarece nu au receptorii necesari hormonilor. Dar din listă este clar că rolul substanței în corpul nostru este destul de mare.

Glucagon și insulină - 2 hormoni care se luptă. Insulina este utilizată pentru a acumula glucoză în celule. Se produce la creșterea glucozei, păstrându-l în rezervă. Mecanismul de acțiune al glucagonului este faptul că eliberează glucoza din celule și o trimite organelor corpului pentru metabolismul energetic. De asemenea, trebuie să ținem cont de faptul că unele organe umane absorb glucoza, în ciuda funcționării insulinei. Acestea includ creierul capului, intestinele (unele dintre secțiunile sale), ficatul și ambii rinichi. Pentru ca metabolismul organismului să fie echilibrat, sunt necesari și alți hormoni - acesta este cortizolul, hormonul hormon de frică adrenalină, care afectează creșterea somatotropinei osoase și a țesuturilor.

Norm hormon și abateri de la acesta

Norma hormonului glucagon depinde de vârsta persoanei. La adulți, mufa dintre valoarea inferioară și cea superioară este mai mică. Tabelul este după cum urmează:

Ultrasunete de decodare a pancreasului, costul tehnicii

Conținutul de zahăr în fructe și fructe de pădure