الجلوكاجون والأنسولين هرمونات بنكرياسية. وظيفة جميع الهرمونات هي تنظيم التمثيل الغذائي في الجسم. تتمثل الوظيفة الرئيسية للأنسولين والجلوكاجون في تزويد الجسم بركائز الطاقة بعد الوجبات وأثناء الصيام. بعد تناول الطعام ، من الضروري التأكد من دخول الجلوكوز إلى الخلايا وتخزين فائضه. خلال فترة الصيام ، يتم استخراج الجلوكوز من الاحتياطيات (الجليكوجين) أو تصنيعه أو ركائز الطاقة الأخرى.
من المعتقد على نطاق واسع أن الأنسولين والجلوكاجون يكسرون الكربوهيدرات. هذا ليس صحيحا. توفر الإنزيمات تكسير المواد. تنظم الهرمونات هذه العمليات
توليف الجلوكاجون والأنسولين
تنتج الهرمونات في الغدد الصماء. الأنسولين والجلوكاجون - في البنكرياس: الأنسولين في خلايا بيتا ، والجلوكاجون - في خلايا ألفا في جزر لانجرهانز. كلا الهرمونين عبارة عن بروتين في الطبيعة ويتم تصنيعهما من السلائف. يتم إطلاق الأنسولين والجلوكاجون في حالات معاكسة: الأنسولين في حالة ارتفاع السكر في الدم ، والجلوكاجون في حالة نقص السكر في الدم. نصف عمر الأنسولين هو 3-4 دقائق ، إفرازه المتغير المستمر يحافظ على مستوى الجلوكوز في الدم بشكل ضيق.داخل
آثار الأنسولين
الأنسولين ينظم عملية التمثيل الغذائي ، وخاصة تركيز الجلوكوز. يؤثر على الغشاء والعمليات داخل الخلايا.
تأثيرات الغشاء للأنسولين:
- يحفز نقل الجلوكوز وعدد من السكريات الأحادية الأخرى ،
- يحفز نقل الأحماض الأمينية (الأرجينين بشكل رئيسي) ،
- يحفز نقل الأحماض الدهنية
- يحفز امتصاص الخلية لأيونات البوتاسيوم والمغنيسيوم.
للأنسولين تأثيرات داخل الخلايا:
- يحفز تخليق DNA و RNA ،
- يحفز تخليق البروتين
- يزيد من تحفيز إنزيم الجليكوجين سينثيز (يضمن تخليق الجليكوجين من الجلوكوز - تكوين الجليكوجين) ،
- يحفز الجلوكوكيناز (إنزيم يعزز تحويل الجلوكوز إلى جليكوجين في ظروف فائضه) ،
- يثبط الجلوكوز 6 فوسفاتاز (إنزيم يحفز تحويل الجلوكوز 6 فوسفات إلى جلوكوز حر وبالتالي يرفع نسبة السكر في الدم) ،
- يحفز تكون الدهون ،
- يمنع تحلل الدهون (بسبب تثبيط تخليق cAMP) ،
- يحفز تركيب الأحماض الدهنية ،
- ينشط Na+/ K+-ATP-ase.
دور الأنسولين في نقل الجلوكوز إلى الخلايا
يدخل الجلوكوز الخلايا بمساعدة بروتينات ناقلة خاصة (GLUT). يتم ترجمة العديد من GLUTs في خلايا مختلفة. في أغشية الخلايا للعضلات الهيكلية والقلبية والأنسجة الدهنية والكريات البيض والطبقة القشرية من الكلىناقلات العمل المعتمدة على الأنسولين - GLUT4. تعتبر ناقلات الأنسولين في أغشية الجهاز العصبي المركزي وخلايا الكبد مستقلة عن الأنسولين ؛ لذلك ، فإن تزويد خلايا هذه الأنسجة بالجلوكوز يعتمد فقط على تركيزه في الدم. في خلايا الكلى والأمعاء وكريات الدم الحمراء والجلوكوز يدخل بدون ناقلات على الإطلاق ، عن طريق الانتشار السلبي. وبالتالي ، فإن الأنسولين ضروري لدخول الجلوكوز إلى خلايا الأنسجة الدهنية والعضلات الهيكلية وعضلة القلب. مع نقص الأنسولين ، تدخل كمية صغيرة فقط من الجلوكوز إلى خلايا هذه الأنسجة ، وهي غير كافية لتلبية احتياجاتها الأيضية ، حتى في ظروف ارتفاع تركيز الجلوكوز في الدم (ارتفاع السكر في الدم).
دور الأنسولين في استقلاب الجلوكوز
الأنسولين يحفز استخدام الجلوكوز من خلال عدة آليات.
- يزيد من نشاط سينسيز الجليكوجين في خلايا الكبد ، ويحفز تخليق الجليكوجين من بقايا الجلوكوز.
- يزيد من نشاط الجلوكوكيناز في الكبد ، ويحفز فسفرة الجلوكوز بتكوين الجلوكوز 6 فوسفات ، الذي "يحبس" الجلوكوز في الخلية ، لأنه لا يستطيع المرور من خلال الغشاء. خلية إلى الفضاء خارج الخلية.
- يمنع فوسفاتيز الكبد ، والذي يحفز التحويل العكسي للجلوكوز 6 فوسفات إلى الجلوكوز الحر.
جميع العمليات المذكورة أعلاه تضمن امتصاص خلايا الأنسجة المحيطية للجلوكوز وتقليل تركيبه مما يؤدي إلى انخفاض تركيز الجلوكوز في الدم. بالإضافة إلى ذلك ، يحافظ الاستخدام المتزايد للجلوكوز من قبل الخلايا على احتياطيات ركائز الطاقة الأخرى داخل الخلايا - الدهون والبروتينات.
دور الأنسولين في استقلاب البروتين
يحفز الأنسولين كلاً من نقل الأحماض الأمينية الحرة إلى الخلايا وتخليق البروتين فيها. يتم تحفيز تخليق البروتين بطريقتين:
- بسبب تنشيط mRNA ،
- عن طريق زيادة إمداد الخلية بالأحماض الأمينية.
بالإضافة إلى ذلك ، كما ذكرنا أعلاه ، فإن زيادة استخدام الجلوكوز كركيزة للطاقة من قبل الخلية يؤدي إلى إبطاء تكسير البروتين فيها ، مما يؤدي إلى زيادة احتياطيات البروتين. نتيجة لهذا التأثير ، يشارك الأنسولين في تنظيم نمو ونمو الجسم.
دور الأنسولين في التمثيل الغذائي للدهون
التأثيرات الغشائية وداخل الخلايا للأنسولين تؤدي إلى زيادة مخزون الدهون في الأنسجة الدهنية والكبد.
- الأنسولين يضمن تغلغل الجلوكوز في خلايا الأنسجة الدهنية ويحفز الأكسدة فيها.
- يحفز تكوين ليباز البروتين الدهني في الخلايا البطانية. هذا النوع من الليباز يخمر التحلل المائي لثلاثي الجلسرين المرتبط بالبروتينات الدهنية في الدم ويضمن تدفق الأحماض الدهنية الناتجة إلى خلايا الأنسجة الدهنية.
- يمنع ليباز البروتين الدهني داخل الخلايا ، وبالتالي يمنع تحلل الدهون في الخلايا.
وظائف الجلوكاجون
يؤثر الجلوكاجون على التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والبروتين والدهون. يمكن القول أن الجلوكاجون هو مضاد للأنسولين من حيث تأثيراته. النتيجة الرئيسية لعمل الجلوكاجون هي زيادة تركيز الجلوكوز في الدم. إنه الجلوكاجون الذي يحافظ علىالمستوى المطلوب من ركائز الطاقة - الجلوكوز والبروتينات والدهون في الدم خلال فترة الصيام.
1. دور الجلوكاجون في استقلاب الكربوهيدرات
يوفر تركيب الجلوكوز عن طريق:
- تعزيز تحلل الجليكوجين (انهيار الجليكوجين إلى الجلوكوز) في الكبد ،
- زيادة استحداث السكر (تخليق الجلوكوز من السلائف غير الكربوهيدراتية) في الكبد.
2. دور الجلوكاجون في استقلاب البروتين
يحفز الهرمون نقل الأحماض الأمينية الجلوكاجون إلى الكبد مما يساهم في تكاثر خلايا الكبد:
- تخليق البروتين
- تخليق الجلوكوز من الأحماض الأمينية - استحداث السكر.
3. دور الجلوكاجون في التمثيل الغذائي للدهون
ينشط الهرمون الليباز في الأنسجة الدهنية ، ونتيجة لذلك يرتفع مستوى الأحماض الدهنية والجلسرين في الدم. يؤدي هذا في النهاية مرة أخرى إلى زيادة تركيز الجلوكوز في الدم:
- يتم تضمينالجلسرين باعتباره سلائف غير الكربوهيدرات في عملية استحداث السكر - تخليق الجلوكوز ؛
- يتم تحويل الأحماض الدهنية إلى أجسام كيتونية ، والتي تستخدم كركائز للطاقة ، مما يحافظ على مخازن الجلوكوز.
علاقة الهرمونات
يرتبط الأنسولين والجلوكاجون ارتباطًا وثيقًا. مهمتهم هي تنظيم تركيز الجلوكوز في الدم. يوفر الجلوكاجون زيادته ، والأنسولين - انخفاض. يفعلون الوظيفة المعاكسة. التحفيز على إنتاج الأنسولين هو زيادة تركيز الجلوكوز في الدم ، الجلوكاجون - انخفاض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنتاج الأنسولين يمنع إفراز الجلوكاجون.
في حالة اضطراب تخليق أحد هذه الهرمونات ، يبدأ الآخر في العمل بشكل غير صحيح. على سبيل المثال ، في مرض السكري ، يكون مستوى الأنسولين في الدم منخفضًا ، ويضعف التأثير المثبط للأنسولين على الجلوكاجون ، ونتيجة لذلك ، يكون مستوى الجلوكاجون في الدم مرتفعًا جدًا ، مما يؤدي إلى زيادة مستمرة في الدم الجلوكوز الذي يميز هذا المرض
إنتاج غير صحيح للهرمونات ونسبتها غير الصحيحة تؤدي إلى أخطاء في التغذية. يؤدي سوء استخدام الأطعمة البروتينية إلى زيادة إفراز الجلوكاجون والكربوهيدرات البسيطة - الأنسولين. ظهور خلل في مستوى الأنسولين والجلوكاجون يؤدي إلى تطور الأمراض.
