Գլյուկագոնը և ինսուլինը ենթաստամոքսային գեղձի հորմոններ են: Բոլոր հորմոնների ֆունկցիան օրգանիզմում նյութափոխանակության կարգավորումն է։ Ինսուլինի և գլյուկագոնի հիմնական գործառույթը օրգանիզմին էներգիայի սուբստրատներով ապահովելն է ուտելուց հետո և ծոմ պահելու ժամանակ։ Ուտելուց հետո անհրաժեշտ է ապահովել, որ գլյուկոզան ներթափանցի բջիջներ և պահպանի դրա ավելցուկը։ Ծոմ պահելու ընթացքում գլյուկոզա հանեք պաշարներից (գլիկոգեն) կամ սինթեզեք այն կամ այլ էներգետիկ սուբստրատներ։
Լայն կարծիք կա, որ ինսուլինը և գլյուկագոնը քայքայում են ածխաջրերը: Սա ճիշտ չէ. Ֆերմենտներն ապահովում են նյութերի քայքայումը։ Հորմոնները կարգավորում են այս գործընթացները։
Գլյուկագոնի և ինսուլինի սինթեզ
Հորմոնները արտադրվում են էնդոկրին գեղձերում։ Ինսուլինը և գլյուկագոնը ենթաստամոքսային գեղձում. ինսուլինը β-բջիջներում, գլյուկագոնը՝ Լանգերհանսի կղզիների α-բջիջներում: Երկու հորմոններն էլ իրենց բնույթով սպիտակուց են և սինթեզվում են պրեկուրսորներից: Ինսուլինը և գլյուկագոնն արտազատվում են հակառակ վիճակներով՝ ինսուլին հիպերգլիկեմիայի դեպքում, գլյուկագոն՝ հիպոգլիկեմիայի դեպքում։ Ինսուլինի կիսամյակը 3-4 րոպե է, նրա անընդհատ փոփոխվող սեկրեցումը պահպանում է արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակը նեղներսում։
Ինսուլինի ազդեցությունը
Ինսուլինը կարգավորում է նյութափոխանակությունը, հիմնականում՝ գլյուկոզայի կոնցենտրացիան։ Այն ազդում է թաղանթային և ներբջջային գործընթացների վրա։
Ինսուլինի թաղանթային ազդեցությունը.
- խթանում է գլյուկոզայի և մի շարք այլ մոնոսաքարիդների տեղափոխումը,
- խթանում է ամինաթթուների (հիմնականում արգինինի) տեղափոխումը,
- խթանում է ճարպաթթուների տեղափոխումը,
- խթանում է բջջի կողմից կալիումի և մագնեզիումի իոնների կլանումը։
Ինսուլինն ունի ներբջջային ազդեցություն.
- խթանում է ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի սինթեզը,
- խթանում է սպիտակուցի սինթեզը,
- բարձրացնում է գլիկոգեն սինթազ ֆերմենտի խթանումը (ապահովում է գլիկոգենի սինթեզը գլյուկոզայից - գլիկոգենեզ),
- խթանում է գլյուկոկինազը (ֆերմենտ, որը նպաստում է գլյուկոզայի վերափոխմանը գլիկոգենի ավելցուկի պայմաններում),
- արգելակում է գլյուկոզա-6-ֆոսֆատազը (ֆերմենտ, որը կատալիզացնում է գլյուկոզա-6-ֆոսֆատի վերածումը ազատ գլյուկոզայի և այդպիսով բարձրացնում է արյան շաքարը),
- խթանում է լիպոգենեզը,
- արգելակում է լիպոլիզը (cAMP սինթեզի արգելակման պատճառով),
- խթանում է ճարպաթթուների սինթեզը,
- ակտիվացնում է Na+/K+-ATP-ase.
Ինսուլինի դերը գլյուկոզայի տեղափոխման գործում բջիջներ
Գլյուկոզան բջիջներ է մտնում հատուկ փոխադրող սպիտակուցների (GLUT) օգնությամբ։ Բազմաթիվ GLUTs տեղայնացված են տարբեր բջիջներում: կմախքի և սրտի մկանների, ճարպային հյուսվածքի, լեյկոցիտների և երիկամների կեղևային թաղանթներումաշխատում են ինսուլինից կախված փոխադրիչներ - GLUT4: Կենտրոնական նյարդային համակարգի և լյարդի բջիջների մեմբրաններում ինսուլինի փոխադրողները նսուլինից անկախ են, հետևաբար, այդ հյուսվածքների բջիջների գլյուկոզայով ապահովումը կախված է միայն արյան մեջ դրա կոնցենտրացիայից: Երիկամների, աղիների, էրիթրոցիտների բջիջներում գլյուկոզան ներթափանցում է ընդհանրապես առանց կրողների՝ պասիվ դիֆուզիոնով։ Այսպիսով, ինսուլինն անհրաժեշտ է գլյուկոզայի ներթափանցման համար ճարպային հյուսվածքի, կմախքի և սրտի մկանների բջիջներ: Ինսուլինի պակասի դեպքում գլյուկոզայի միայն փոքր քանակությունը կմտնի այս հյուսվածքների բջիջներ, որոնք բավարար չեն նրանց նյութափոխանակության կարիքները բավարարելու համար, նույնիսկ արյան մեջ գլյուկոզի բարձր կոնցենտրացիայի պայմաններում (հիպերգլիկեմիա)::
Ինսուլինի դերը գլյուկոզայի նյութափոխանակության մեջ
Ինսուլինը խթանում է գլյուկոզայի օգտագործումը մի քանի մեխանիզմների միջոցով:
- Բարձրացնում է գլիկոգեն սինթազայի ակտիվությունը լյարդի բջիջներում՝ խթանելով գլիկոգենի սինթեզը գլյուկոզայի մնացորդներից։
- Բարձրացնում է գլյուկոկինազի ակտիվությունը լյարդում՝ խթանելով գլյուկոզայի ֆոսֆորիլացումը գլյուկոզա-6-ֆոսֆատի ձևավորմամբ, որը «կողպում է» գլյուկոզան բջջում, քանի որ այն չի կարողանում թաղանթով անցնել բջիջը դեպի արտաբջջային տարածություն։
- Արգելակում է լյարդի ֆոսֆատազը, որը կատալիզացնում է գլյուկոզա-6-ֆոսֆատի հակադարձ փոխակերպումը ազատ գլյուկոզայի:
Բոլոր վերը նշված գործընթացները ապահովում են գլյուկոզայի կլանումը ծայրամասային հյուսվածքների բջիջների կողմից և նվազեցնում դրա սինթեզը, ինչը հանգեցնում է արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի նվազմանը։ Բացի այդ, բջիջների կողմից գլյուկոզայի ավելացված օգտագործումը պահպանում է ներբջջային էներգիայի այլ սուբստրատների՝ ճարպերի և սպիտակուցների պաշարները:
Ինսուլինի դերը սպիտակուցային նյութափոխանակության մեջ
Ինսուլինը խթանում է ինչպես ազատ ամինաթթուների տեղափոխումը բջիջներ, այնպես էլ դրանցում սպիտակուցի սինթեզը: Սպիտակուցի սինթեզը խթանվում է երկու եղանակով՝
- մՌՆԹ-ի ակտիվացման պատճառով,
- ավելացնելով ամինաթթուների մատակարարումը բջիջ:
Բացի այդ, ինչպես նշվեց վերևում, բջջի կողմից գլյուկոզայի որպես էներգետիկ սուբստրատի ավելացված օգտագործումը դանդաղեցնում է դրանում առկա սպիտակուցի քայքայումը, ինչը հանգեցնում է սպիտակուցի պաշարների ավելացման: Այս ազդեցության շնորհիվ ինսուլինը մասնակցում է օրգանիզմի զարգացման և աճի կարգավորմանը։
Ինսուլինի դերը ճարպային նյութափոխանակության մեջ
Ինսուլինի թաղանթային և ներբջջային ազդեցությունը հանգեցնում է ճարպային պաշարների ավելացմանը ճարպային հյուսվածքում և լյարդում:
- Ինսուլինը ապահովում է գլյուկոզայի ներթափանցումը ճարպային հյուսվածքի բջիջներ և խթանում է դրա օքսիդացումը դրանցում։
- Խթանում է էնդոթելային բջիջներում լիպոպրոտեին լիպազի ձևավորումը: Այս տեսակի լիպազան խմորում է արյան լիպոպրոտեինների հետ կապված տրիացիլգլիցերինների հիդրոլիզը և ապահովում է ստացված ճարպաթթուների հոսքը դեպի ճարպային հյուսվածքի բջիջներ:
- Խոչընդոտում է ներբջջային լիպոպրոտեին լիպազան՝ այդպիսով արգելակելով լիպոլիզը բջիջներում:
Գլյուկագոնի ֆունկցիաներ
Գլյուկագոնը ազդում է ածխաջրերի, սպիտակուցների և ճարպերի նյութափոխանակության վրա: Կարելի է ասել, որ գլյուկագոնը ինսուլինի անտագոնիստ է իր ազդեցության առումով։ Գլյուկագոնի աշխատանքի հիմնական արդյունքը արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի ավելացումն է։ Այն գլյուկագոնն է, որը պահպանում էէներգիայի սուբստրատների պահանջվող մակարդակը՝ գլյուկոզա, սպիտակուցներ և ճարպեր արյան մեջ ծոմ պահելու ժամանակ։
1. Գլյուկագոնի դերը ածխաջրերի նյութափոխանակության մեջ։
Ապահովում է գլյուկոզայի սինթեզ՝
- լյարդում գլիկոգենոլիզի (գլյուկոգենի տարանջատում գլյուկոզայի) ուժեղացում,
- աճել է գլյուկոնեոգենեզը (գլյուկոզայի սինթեզը ոչ ածխաջրային պրեկուրսորներից) լյարդում:
2. Գլյուկագոնի դերը սպիտակուցային նյութափոխանակության մեջ։
Հորմոնը խթանում է գլյուկագոնի ամինաթթուների տեղափոխումը լյարդ, ինչը նպաստում է լյարդի բջիջներին:
- սպիտակուցի սինթեզ,
- գլյուկոզայի սինթեզ ամինաթթուներից – գլյուկոնեոգենեզ:
3. Գլյուկագոնի դերը ճարպային նյութափոխանակության մեջ.
Հորմոնը ակտիվացնում է ճարպային հյուսվածքի լիպազը, ինչի արդյունքում արյան մեջ բարձրանում է ճարպաթթուների և գլիցերինի մակարդակը։ Սա, ի վերջո, կրկին հանգեցնում է արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի ավելացմանը:
- գլիցերինը որպես ոչ ածխաջրային պրեկուրսոր ներառված է գլյուկոնեոգենեզ-գլյուկոզայի սինթեզի գործընթացում;
- ճարպաթթուները վերածվում են կետոնային մարմինների, որոնք օգտագործվում են որպես էներգիայի սուբստրատներ՝ պահպանելով գլյուկոզայի պաշարները։
Հորմոնների փոխհարաբերությունները
Ինսուլինը և գլյուկագոնը անքակտելիորեն կապված են: Նրանց խնդիրն է կարգավորել արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիան։ Գլյուկագոնն ապահովում է դրա ավելացումը, ինսուլինը` նվազում: Նրանք հակառակ գործն են անում։ Ինսուլինի արտադրության խթանը արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի ավելացումն է, գլյուկագոնի նվազումը: Բացի այդ, ինսուլինի արտադրությունն արգելակում է գլյուկագոնի սեկրեցումը:
Եթե այս հորմոններից մեկի սինթեզը խախտվում է, մյուսը սկսում է սխալ գործել։ Օրինակ՝ շաքարային դիաբետի դեպքում արյան մեջ ինսուլինի մակարդակը ցածր է, գլյուկագոնի վրա ինսուլինի արգելակող ազդեցությունը թուլանում է, ինչի հետևանքով արյան մեջ գլյուկագոնի մակարդակը չափազանց բարձր է, ինչը հանգեցնում է արյան անընդհատ աճի։ գլյուկոզա, որը բնութագրում է այս պաթոլոգիան։
Հորմոնների ոչ ճիշտ արտադրությունը, դրանց ոչ ճիշտ հարաբերակցությունը հանգեցնում է սնուցման սխալների. Սպիտակուցային մթերքների չարաշահումը խթանում է գլյուկագոնի ավելորդ սեկրեցումը, պարզ ածխաջրերը՝ ինսուլինը։ Ինսուլինի և գլյուկագոնի մակարդակի անհավասարակշռության առաջացումը հանգեցնում է պաթոլոգիաների զարգացմանը։
