Что такое инсулин и глюкагон

Глюкагон

Глюкагон впервые был обнаружен в коммерческих препаратах инсулина еще в 1923 г., однако только в 1953 г. венгерский биохимик Ф. Штрауб получил этот гормон в гомогенном состоянии. Глюкагон синтезируется в основном в α-клетках панкреатических островков поджелудочной железы, а также в ряде клеток кишечника (см. далее). Он представлен одной линейно расположенной полипептидной цепью, в состав которой входит 29 аминокислотных остатков в следующей последовательности:

Первичная структура глюкагонов человека и животных оказалась идентичной; исключение составляет только глюкагон индюка, у которого вместо аспарагина в положении 28 содержится серин. Особенностью структуры глюкагона является отсутствие дисульфидных связей и цистеина. Глюкагон образуется из своего предшественника проглюкагона, содержащего на С-конце полипептида дополнительный октапептид (8 остатков), отщепляемый в процессе постсинтетического протеолиза. Имеются данные, что у проглюкагона, так же как и у проинсулина, существует предшественник – препроглюкагон (мол. масса 9000), структура которого пока не расшифрована.

По биологическому действию глюкагон, как и адреналин, относятся к гипергликемическим факторам, вызывает увеличение концентрации глюкозы в крови главным образом за счет распада гликогена в печени. Органами-мишенями для глюкагона являются печень, миокард, жировая ткань, но не скелетные мышцы. Биосинтез и секреция глюкагона контролируются главным образом концентрацией глюкозы по принципу обратной связи. Таким же свойством обладают аминокислоты и свободные жирные кислоты. На секрецию глюкагона оказывают влияние также инсулин и инсулиноподобные факторы роста.

В механизме действия глюкагона первичным является связывание со специфическими рецепторами мембраны клеток , образовавшийся глю-кагонрецепторный комплекс активирует аденилатциклазу и соответственно образование цАМФ. Последний, являясь универсальным эффектором внутриклеточных ферментов, активирует протеинкиназу, которая в свою очередь фосфорилирует киназу фосфорилазы и гликогенсинтазу. Фосфорили-рование первого фермента способствует формированию активной гликоген-фосфорилазы и соответственно распаду гликогена с образованием глюкозо—1-фосфата (см. главу 10), в то время как фосфорилирование гликогенсинта-зы сопровождается переходом ее в неактивную форму и соответственно блокированием синтеза гликогена. Общим итогом действия глюкагона являются ускорение распада гликогена и торможение его синтеза в печени, что приводит к увеличению концентрации глюкозы в крови.

Гипергликемический эффект глюкагона обусловлен, однако, не только распадом гликогена. Имеются бесспорные доказательства существования глюконеогенетического механизма гипергликемии, вызванной глюкагоном. Установлено, что глюкагон способствует образованию глюкозы из промежуточных продуктов обмена белков и жиров. Глюкагон стимулирует образование глюкозы из аминокислот путем индукции синтеза ферментов глюконеогенеза при участии цАМФ, в частности фосфоенолпируваткарбок-сикиназы – ключевого фермента этого процесса. Глюкагон в отличие от адреналина тормозит гликолитический распад глюкозы до молочной кислоты, способствуя тем самым гипергликемии. Он активирует опосредованно через цАМФ липазу тканей, оказывая мощный липолитический эффект. Существуют и различия в физиологическом действии: в отличие от адреналина глюкагон не повышает кровяного давления и не увеличивает частоту сердечных сокращений. Следует отметить, что, помимо панкреатического глюкагона, в последнее время доказано существование кишечного глюкагона, синтезирующегося по всему пищеварительному тракту и поступающего в кровь. Первичная структура кишечного глюкагона пока точно не расшифрована, однако в его молекуле открыты идентичные N-концевому и среднему участкам панкреатического глюкагона аминокислотные последовательности, но разная С-концевая последовательность аминокислот.

Таким образом, панкреатические островки, синтезирующие два противоположного действия гормона – инсулин и глюкагон, выполняют ключевую роль в регуляции обмена веществ на молекулярном уровне.

Глюкагон – роль в организме и взаимодействие с инсулином

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.

Читайте также:  Фуникулярный миелоз что это, симптомы, причины, диагностика и лечение болезни

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.

Статьи по теме:

  • Повышенная резистентность к инсулину — полное руководство
  • Взаимосвязь инсулинорезистентности и СПКЯ (поликистоза)

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.

Читайте также:  Повышенное слюноотделение или гиперсаливация cимптомы гиперсаливации - центр стоматологии «Тихонова

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.

Функции глюкагона в организме человека

Для полноценного функционирования человеческого организма необходима слаженная работа всех его органов. Очень многое в этом зависит от выработки гормонов и их достаточного содержания.

Один из органов, отвечающих за синтез гормонов – поджелудочная железа. Она вырабатывает несколько разновидностей гормонов, в число которых входит глюкагон. Каковы же его функции в организме человека?

Гормоны поджелудочной железы

При нарушениях в работе человеческого организма необходимо учитывать различные факторы. Они могут быть внешними и внутренними. Среди внутренних факторов, которые могут спровоцировать развитие патологических изменений, можно назвать избыток либо дефицит гормонов определенного типа.

Для устранения проблемы нужно знать, какая железа вырабатывает тот или иной вид соединения, чтобы принять необходимые меры.

Поджелудочной железой вырабатывается несколько видов гормонов. Основным является инсулин. Он представляет собой полипептид, в составе которого находится 51 аминокислота. При недостаточном либо избыточном образовании этого гормона в организме человека возникают отклонения. Нормальные его показатели колеблются в пределах от 3 до 25 мкЕд/мл. У детей его уровень немного снижен, у беременных женщин может повышаться.

Инсулин необходим для снижения количества сахара. Он активирует усвоение глюкозы мышечной и жировой тканью, обеспечивая ее преобразование в гликоген.

Кроме инсулина, поджелудочная железа отвечает за синтез таких гормонов, как:

  1. С-пептид. Он не относится к числу полноценных гормонов. По сути, это один из элементов проинсулина. Он отделяется от основной молекулы и оказывается в крови. С-пептид представляет собой эквивалент инсулина, по количеству которого можно диагностировать патологии в работе печени и поджелудочной железы. Также он указывает на развитие сахарного диабета.
  2. Глюкагон. По своему действию этот гормон противоположен инсулину. Его особенностью является повышение уровня сахара. Это достигается благодаря его воздействию на печень, которая стимулирует выработку глюкозы. Также с помощью глюкагона происходит расщепление жиров.
  3. Панкреатический полипептид. Этот гормон был обнаружен недавно. Благодаря ему сокращается расход желчи и пищеварительных ферментов, что обеспечивается регуляцией деятельности мускулатуры желчного пузыря.
  4. Соматостатин. Он оказывает воздействие на работу других гормонов поджелудочной железы и ферментов. Под его влиянием снижается количество глюкагона, соляной кислоты и гастрина, а также замедляется процесс усвоения углеводов.
Читайте также:  Лимфатическая система – невидимый «дворник» организма, или Где лечат слоновую болезнь

Помимо этих гормонов, поджелудочная железа вырабатывает и другие. От того, насколько их количество соответствует норме, зависит деятельность организма и риск развития патологий.

Функции глюкагона в организме

Чтобы лучше понять роль глюкагона для человеческого организма, необходимо рассмотреть его функции.

Этот гормон влияет на работу ЦНС, которая зависит от постоянства концентрации в крови глюкозы. Глюкоза вырабатывается печенью, и в этом процессе участвует глюкагон. Также он занимается регуляцией ее количества в крови. Благодаря его действию происходит распад липидов, что способствует снижению количества холестерина. Но это не единственные функции данного гормона.

Помимо них, он выполняет следующие действия:

  • стимулирует кровоток в почках;
  • способствует выведению натрия, нормализуя деятельность сердечно-сосудистой системы;
  • восстанавливает клетки печени;
  • повышает содержание кальция внутри клеток;
  • снабжает организм энергией, расщепляя липиды;
  • нормализует сердечную деятельность, влияя на частоту пульса;
  • повышает давление.

Его влияние на организм считается противоположным тому, что оказывает инсулин.

Химическая природа гормона

Биохимия этого соединения тоже очень важна для полного понимания его значимости. Он возникает в результате деятельности альфа-клеток островков Лангенганса. Также его синтезируют другие участки ЖКТ.

Глюкагон представляет собой полипептид одноцепочечного типа. В его состав входит 29 аминокислот. Строение его имеет сходство с инсулином, но в нем есть некоторые аминокислоты, которые в инсулине отсутствуют (триптофан, метионин). А вот цистина, изолейцина и пролина, которые имеются в составе инсулина, в глюкагоне нет.

Формируется этот гормон из пре-глюкагона. Процесс его выработки зависит от количества глюкозы, которая поступает в организм во время еды. Стимуляция его выработки принадлежит аргинину и аланину – при увеличении их количества в организме глюкагон образуется интенсивнее.

При чрезмерной физической активности его количество тоже может резко увеличиваться. Также на содержание его в крови влияет инсулин.

Механизм действия

Основным объектом воздействия этого соединения является печень. Под его влиянием в этом органе осуществляется сначала гликогенолиз, а немного позднее – кетогенез и глюконеогенез.

Этот гормон не может сам проникать в клетки печени. Для этого ему приходится взаимодействовать с рецепторами. При взаимодействии глюкагона с рецептором происходит активация аденилатциклазы, что способствует выработке цАМФ.

В результате начинается процесс расщепления гликогена. Это указывает на потребность организма в глюкозе, поэтому она в ходе гликогенолиза активно поступает в кровь. Другой вариант – синтезирование ее из других веществ. Это называется глюконеогенезом.

Также он является ингибитором синтеза белка. Его воздействие часто сопровождается ослаблением процесса окисления глюкозы. Результатом становится кетогенез.

Это соединение не влияет на гликоген, содержащийся в скелетных мышцах, что объясняется отсутствием в них рецепторов.

Увеличение числа цАМФ, вызванное глюкагоном, приводит к инотропному и хронотропному действию на миокард. В результате у человека повышается давление, усиливаются и учащаются сердечные сокращения. Это обеспечивает активацию кровообращения и подпитку тканей питательными элементами.

Большое количество этого соединения вызывает спазмолитический эффект. У человека расслабляются гладкие мышцы внутренних органов. Наиболее сильно это проявляется в отношении кишечника.

Глюкоза, кетокислоты и жирные кислоты являются энергетическими субстратами. Под влиянием глюкагона происходит их высвобождение, за счет чего они делаются доступными для мышц скелета. Благодаря активному кровотоку эти вещества лучше распространяются по телу.

К чему ведет избыток и недостаток гормона в организме?

Самый основной эффект гормона – увеличение числа глюкозы и жирных кислот. Хорошо это или плохо, зависит от того, много ли глюкагона синтезируется.

При наличии отклонений он начинает продуцироваться в больших количествах – таких, что это опасно развитием осложнений. Но и слишком малое его содержание, вызванное сбоями в работе организма, приводит к неблагоприятным последствиям.

Чрезмерная выработка этого соединения ведет к перенасыщению организма жирными кислотами и сахаром. Иначе это явление называют гипергликемией. Единичный случай ее возникновения не опасен, но систематическая гипергликемия ведет к развитию нарушений. Она может сопровождаться тахикардией и постоянным ростом артериального давления, что ведет к гипертонии и сердечным патологиям.

Слишком активное передвижение крови по сосудам может вызвать их преждевременное изнашивание, отчего возникают болезни сосудов.

При аномально малом количестве этого гормона организм человека испытывает нехватку глюкозы, что приводит к гипогликемии. Это состояние тоже относится к числу опасных и патологических, поскольку может вызвать массу неприятных симптомов.

К ним относятся:

  • тошнота;
  • головокружение;
  • тремор;
  • низкая работоспособность;
  • слабость;
  • помутнение сознания;
  • судороги.

В особенно тяжелых случаях может наступить смерть больного.

Видео-материал о влиянии глюкагона на вес человека:

Исходя из этого, можно сказать, что, несмотря на множество полезных особенностей, содержание глюкагона в организме не должно выходить за пределы нормы.

Ссылка на основную публикацию
Что такое демодекс, и как от него быстрее избавиться
3 способа лечения демодекоза на лице Демодекоз – это хроническое дерматологическое заболевание, вызываемое клещами рода Demodex. Известно около 65 видов...
Что произойдет, если съесть самый острый перец в мире — National Geographic Россия красота мира в ка
Что делать если съел жгучий перец. Чем заесть (запить) пожар от красноватого перца во рту Жжение, вызванное острой пищей, в...
Что с точки зрения психологии могут означать такие привычки, как кусание ногтей, губ, обдирание кожи
Кусаю губы в кровь, сдирая с них кожу. Что делать? Нужно идти вглубь, разбираться с причинами, исследовать психосоматику, от чего...
Что такое деперсонализация и как с ней жить — Афиша Daily
Деперсонализация — потеря личности на фоне стресса, депрессии и навязчивого невроза Деперсонализация — это расстройство, при котором человек искаженно воспринимает...
Adblock detector