Жировые отложения – результат дисбаланса инсулина и глюкагона

Углеводный обмен в организме регулируется гормонами, которые вырабатывает поджелудочная железа – инсулин и глюкагон, а также на него влияют гормоны надпочечников, гипофиза и щитовидной железы.

Из всех этих гормонов только инсулин способен снижать уровень глюкозы в крови. От того, в каких количествах он вырабатывается и насколько клетки могут на него реагировать, зависит поддержание нормального содержания сахара в крови, а значит и риска развития сахарного диабета.

Глюкагон действует прямо противоположно инсулину, от соотношения этих гормонов зависит способность усваивать питательные вещества и превращать их в энергию или жир.

Синтез глюкагона и инсулина

Гормоны производятся в железах внутренней секреции. Инсулин и глюкагон — в поджелудочной железе: инсулин в β-клетках, глюкагон – в α-клетках островков Лангерганса. Оба гормона имеют белковую природу и синтезируются из предшественников.
Инсулин и глюкагон выделяются в противоположных состояниях: инсулин при гипергликемии, глюкагон – при гипогликемии. Полупериод жизни инсулина — 3-4 минуты, его постоянная варьирующая секреция обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в узких пределах.

Молекулярная структура

Инсулин состоит из аминокислот и состоит из двух цепей, названных цепью А и В-цепью, которые соединены вместе с помощью связей серы. Инсулин продуцируется из инсулинового гормона, который фактически имеет три цепи аминокислот.

Глюкагон представляет собой белок, который состоит из ряда из 29 аминокислот, которые связаны друг с другом. Глюкагон продуцируется модификацией гормона проглюкагона. Фермент превращающего прогормона модифицирует проглюкагон с образованием глюкагона.

Эффекты инсулина

Инсулин регулирует обмен веществ, прежде всего – концентрацию глюкозы. Он влияет на мембранные и внутриклеточные процессы.

Мембранные эффекты инсулина:

• стимулирует транспорт глюкозы и ряда других моносахаридов,
• стимулирует транспорт аминокислот (главным образом аргинина),
• стимулирует транспорт жирных кислот,
• стимулирует поглощение клеткой ионов калия и магния.

Инсулин оказывает внутриклеточные эффекты:

• стимулирует синтез ДНК и РНК,
• стимулирует синтез белков,
• усиливает стимуляцию фермента гликогенсинтазы (обеспечивает синтез гликогена из глюкозы – гликогенез),
• стимулирует глюкокиназу (фермент способствующий превращению глюкозы в гликоген в условиях ее избытка),
• ингибирует глюкозо-6-фосфатазу (фермент, катализирующий превращение глюкозо-6-фосфата в свободную глюкозу и, соответственно, повышающий уровень сахара в крови),
• стимулирует липогенез,
• ингибирует липолиз (за счет торможения синтеза цАМФ),
• стимулирует синтез жирных кислот,
• активирует Na/K-АТФ-азу.

Триггер для секреции

Человеческий организм является слаженной системой, поэтому природой были разработаны механизмы поддержания уровня глюкагона в крови на должном уровне. Стимулом для активации альфа – клеток и секреции глюкагона является:

• снижение концентрации глюкозы. При длительных физических нагрузках или голодании ее показатели в крови становятся критически низкими. Организм испытывает энергетическое голодание и требует глюкозу. Вырабатывается глюкагон и высвобождает глюкозу из резервов;
• аминокислоты – аргинин, аланин, которые высвобождаются при расщеплении поступившего с пищей белка. Чем выше содержание белка в еде, тем больше вырабатывается глюкагон. Следовательно, в рационе должно содержаться необходимое количество полноценных белков;
• повышение инсулина: чтобы избежать чрезмерного снижения глюкозы;
• гормоны, вырабатываемые органами пищеварительной системы – гастрин, холецистокинин;
• лекарственные препараты – бета-адреностимуляторы.

Тормозит секрецию глюкагона:

• повышение глюкозы, жирных кислот или кетоновых тел в крови;
• соматостатин, вырабатываемый в дельта – клетках островкового аппарата.

Правильная работа организма предполагает оптимальное соотношение процессов активации и торможения выработки глюкагона, что поддерживает баланс.

Секреция инсулина в основном вызвана высокими уровнями сахара в крови (гипергликемия) в артериальной крови. Некоторые типы жирных кислот, кетокислот и аминокислот могут также вызывать секрецию инсулина.

Инсулин влияет на поглощение глюкозы в жировой ткани (жировой ткани) и стимулирует поглощение жирных кислот. Инсулин также стимулирует поглощение глюкозы в печени и в мышцы. В мышечной ткани и в тканях печени глюкоза превращается в гликоген в процессе гликогенеза.

Предлагаем ознакомиться: У ребенка повышен сахар в крови причины

Гликоген — это то, как глюкоза хранится в организме человека. Инсулин останавливает распад гликогена в печени и останавливает образование и высвобождение глюкозы в кровоток. Инсулин действительно вызывает поглощение глюкозы в тканях и, таким образом, приводит к снижению уровня сахара в крови.

Секреция глюкагона из альфа-клеток вызвана низкими уровнями сахара в крови (гипогликемия) и физическими упражнениями. Другие триггеры для секреции глюкагона включают адреналин и ацетилхолин. Секреция глюкагона важна для обеспечения достаточного количества сахара в крови, который высвобождается в кровоток в периоды, когда человек не ел, или во время, когда требуется больше сахара, например во время физических упражнений.

Глюкагон действует для увеличения уровня глюкозы и жирных кислот в крови. Это также приводит к тому, что печень разрушается и превращает гликоген в глюкозу в процессе, называемом гликогенолизом. В результате уровень глюкозы в крови будет возрастать.

Профилактика проблемы

К методам профилактики нарушений гормональной регуляции относится, прежде всего, здоровый образ жизни. Во-первых, рациональный режим дня с достаточным временем сна и периодическим чередованием труда и отдыха. Во-вторых, диета. Питание должно быть сбалансированное, разнообразное и обеспечивать организм полным спектром полезных веществ. Кратность приемов пищи — 4—6 раз в день, дробно, небольшими порциями. Следует исключить фастфуд, жаренное, копченное, жирное, содержащие чрезмерное количество соли и сахара, консервантов и химических красителей. В-третьих, не забывать об адекватных возрасту, способностям и полу физических нагрузках. При выявлении признаков нарушения работы организма рекомендуется обратиться к врачу.

Если глюкоза ниже нормы, что делать?

Глюкоза попадает в клетки с помощью специальных белков-транспортеров (GLUT). В разных клетках локализуются многочисленные GLUT. В мембранах клеток скелетных и сердечных мышц, жировой ткани, лейкоцитов, коркового слоя почек работают инсулинзависимые транспортеры – GLUT4.

Транспортеры инсулина в мембранах клеток ЦНС, печени нсулиннезависимы, поэтому обеспечение клеток этих тканей глюкозой зависит только от ее концентрации в крови. В клетки почек, кишечника, эритроцитов глюкоза попадает вообще без переносчиков, путем пассивной диффузии.

Таким образом, инсулин необходим для попадания глюкозы в клетки жировой ткани, скелетных мышц и сердечных мышц. При недостатке инсулина в клетки этих тканей попадет лишь небольшое количество глюкозы, недостаточное для обеспечения их метаболических потребностей, даже в условиях высокой концентрации глюкозы в крови (гипергликемии).

Инсулин стимулирует утилизацию глюкозы, включая несколько механизмов.

1. Повышает активность гликогенсинтазы в клетках печени, стимулируя синтез гликогена из остатков глюкозы.
2. Повышает активность глюкокиназы в печени, стимулируя фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, который «запирает» глюкозу в клетке, т. к. не способен проходить через мембрану из клетки в межклеточное пространство.
3. Ингибирует фосфатазу печени, катализирующую обратное превращение глюкозо-6-фосфата в свободную глюкозу.

Все перечисленные процессы обеспечивают поглощение глюкозы клетками периферических тканей и снижение ее синтеза, что приводит к снижению концентрации глюкозы в крови. Кроме того, усиление утилизации глюкозы клетками сохраняет запасы других внутриклеточных энергетических субстратов – жиров и белков.

Инсулин стимулирует как транспорт свободных аминокислот в клетки, так и синтез белка в них. Синтез белка стимулируется двумя путями:

• за счет активации мРНК,
• за счет увеличения поступления аминокислот в клетку.

Кроме того, как было сказано выше, усиление использования клеткой глюкозы в качестве энергетического субстрата, замедляет распад в ней белка, что приводит к увеличению белковых запасов. За счет такого эффекта инсулин участвует в регуляции процессов развития и роста организма.

Мембранные и внутриклеточные эффекты инсулина приводят к увеличению запасов жира в жировой ткани и печени.

1. Инсулин обеспечивает проникновение глюкозы в клетки жировой ткани и стимулирует ее окисление в них.
2. Стимулирует образование липопротеиновой липазы в эндотелиальных клетках. Этот вид липазы ферментирует гидролиз триацилглицеролов, связанных с липопротеинами крови, и обеспечивает поступление полученных жирных кислот в клетки жировой ткани.
3. Ингибирует внутриклеточную липопротеиновую липазу, таким образом, тормозя липолиз в клетках.

Предлагаем ознакомиться: Почему инсулин не снижает сахар в крови после укола что делать

Эндокринную функцию поджелудочной железы выполняют небольшие группы клеток, известные под названием островки Лангеранса. Они состоят из пяти типов клеток, каждый из которых секретирует определенный гормон, а именно:

• альфа-клетки отвечают за секрецию гормона глюкагона;
• бета-клетки секретируют инсулин;
• дельта-клетки секретируют соматостатин;
• РР-клетки (ПП-клетки) секретируют панкреатический полипептид;
• эпсилон-клетки вырабатывают грелин.

Эти гормоны попадают в кровоток через капилляры, расположенные возле островков Лангеранса, и только инсулин и глюкагон непосредственно задействованы в процессе сжигания и хранения жиров.

До приезда врача можно повысить содержание глюкозы употреблением некоторых продуктов. Неплохо съесть 50 г меда, который содержит фруктозу, глюкозу и сахарозу естественного происхождения. Ведь вредна только искусственная фруктоза.

Поможет восстановить силы чай с вареньем. После сильных перегрузок или нервного стресса полезно плотно поесть калорийными продуктами. В их список входят морепродукты, орехи, яблоки, сыры, тыквенные семечки, растительные масла. Пользу принесет отдых в проветренной комнате и крепкий сон.

Глюкагон – это полипептидный гормон, состоящий из 29 аминокислот. Вырабатывается глюкагон альфа – клетками островкового аппарата. Можно выделить следующие функции глюкагона:

• повышает уровень глюкозы в крови (основная функция гормона).

В печени глюкоза запасается в форме гликогена. При голодании или долгой физической нагрузке глюкагон запускает каскад реакций, связываясь с рецепторами печени, и приводит к расщеплению гликогена. Глюкоза высвобождается и поступает в кровь, восполняя потребности организма в энергии.

• активирует новообразование глюкозы в печени из неуглеводных компонентов при ее недостатке;
• тормозит использование глюкозы;
• способствует расщеплению жировых запасов организма. Поэтому, когда вырабатывается глюкагон, повышается содержание жирных кислот в крови;
• активирует образование кетоновых тел (специальные вещества, которые при расщеплении обеспечивают организм энергией в условиях дефицита других источников, т.е. когда отсутствует глюкоза);
• стимулирует секрецию инсулина для того, чтобы предотвратить переизбыток глюкозы в крови;
• поднимает артериальное давления за счет увеличения частоты и силы сокращений сердца;
• обеспечивает выживание организма в экстремальных условиях путем увеличения в крови потенциальных источников энергии (глюкозы, жирных кислот, кетоновых тел), которые могут захватываться органами и использоваться для работы;

• стимулирует выработку катехоламинов мозговым слоем надпочечников;
• в сверхфизиологических концентрациях расслабляет мускулатуру гладкомышечных органов (спазмолитическое действие);
• действию глюкагона помогают адреналин и кортизол, которые так же оказывают гипергликемический эффект.

Диабет — это болезнь, в которой есть проблемы, связанные с инсулином. При сахарном диабете 1-го типа инсулин не выделяется, а при диабете типа 2 — инсулин, но клетки больше не реагируют на инсулин. Диабетикам, возможно, придется принимать инъекции инсулина, чтобы компенсировать отсутствие инсулина.

Наличие опухоли в альфа-клетках поджелудочной железы может привести к образованию слишком большого количества глюкагона. Цирроз печени может также приводить к высоким уровням глюкагона (гиперглюгонизм).

Гормональная регуляция

Инсулин и глюкагон имеют противоположное действие. В организме здорового человека гормональный баланс обеспечивает поддержание нормального уровня глюкозы в крови. При недостатке гормона β-клеток развивается гипергликемия, сахарный диабет, а если понижается концентрация глюкагона, возникает гипогликемия.

При абсолютном или относительном дефиците инсулина нарушается поступление глюкозы в гормонзависимые ткани, снижается окислительное фосфорилирование и образование Г-6-Ф, подавляется выработка гликогена и ускоряется гликогенолиз.

Гиперинсулинемия наблюдается при образовании гормонально-активной опухоли β-клеток, а глюкагон повышается на фоне:

• хронического панкреатита;
• болезни Кушинга;
• цирроза печени;
• почечной недостаточности.

При гиперглюкагонемии развивается гипогликемия, увеличивается секреция адреналина, норадреналина, тиреоидных гормонов щитовидной железы, глюкокортикоидов. Причиной патологии может быть гормонпродуцирующая опухоль α-клеток, длительное голодание.

Выброс катехоламинов в кровь стимулирует гликогенолиз в мышечных тканях и печени, это ускоряет распад гликогена и приводит к высвобождению большого количества свободной глюкозы. При этом организм поглощает больше кислорода, тратит много энергии из-за усиленной работы сердца, повышенного мышечного тонуса и окисления молочной кислоты в печени.

Процесс липолиза

Инсулин способствует увеличению синтеза жирных кислот, триглицеридов в печени и жировой ткани, обеспечивая энергетические запасы. Липогенез контролируется тиреотропным, тиреоидными гормонами гипофиза и щитовидной железы. У больных сахарным диабетом в крови обнаруживается большое количество свободных жирных кислот, концентрация которых понижается на фоне заместительной терапии.

Если инсулин способствует накоплению энергии, то его антагонист, наоборот, использует резервные запасы организма. Происходит высвобождение глюкозы и жирных кислот из липидной ткани, которые могут использоваться в качестве источника энергии или превращаться в кетоновые тела.

Белковый обмен

Инсулин ускоряет проникновение аминокислот через клеточные мембраны и обеспечивает их включение в белковые соединения. Глюкагон же замедляет поглощение аминокислот, синтезирование белка, усиливает белковый гидролиз и высвобождение аминокислот из мышечных тканей. В печени он стимулирует глюконеогенез и кетогенез в результате окислительных процессов.

Функции глюкагона

Глюкагон оказывает влияние на углеводный, белковый и жировой обмен. Можно сказать, что глюкагон – антагонист инсулина по оказываемым эффектам. Главным результатом работы глюкагона является повышение концентрации глюкозы в крови.

1. Роль глюкагона в обмене углеводов.

Обеспечивает синтез глюкозы путем:

• усиления гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы) в печени,
• усиления глюконеогенеза (синтеза глюкозы из неуглеводистых предшественников) в печени.

2. Роль глюкагона в обмене белков.

Гормон стимулирует транспорт глюкагонных аминокислот в печень, что способствует в клетках печени:

• синтезу белков,
• синтезу глюкозы из аминокислот – глюконеогенезу.

3. Роль глюкагона в жировом обмене.

Предлагаем ознакомиться: Кажется у меня не второй тип диабета а первый Необходимо переходить на инсулин

Гормон активирует в жировой ткани липазу, в результате в крови повышается уровень жирных кислот и глицерина. Это в конечном итоге опять же приводит к повышению концентрации глюкозы в крови:

• глицерин как неуглеводистый предшественник включается в процесс глюконеогенеза – синтез глюкозы;
• жирные кислоты превращаются в кетоновые тела, которые используются в качестве энергетических субстратов, что сохраняет запасы глюкозы.

Механизм [ править | править код ]

Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми

рецепторами клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. Результатом является усиление катаболизма депонированного в печени гликогена (гликогенолиза). [
источник не указан 2300 дней
] Глюкагон для гепатоцитов служит внешним сигналом о необходимости выделения в кровь глюкозы за счёт распада гликогена (гликогенолиза) или синтеза глюкозы из других веществ — глюконеогенеза. Гормон связывается с рецептором на плазматической мембране и активирует при посредничестве G-белка аденилатциклазу, которая катализирует образование цАМФ из АТФ. Далее следует каскад реакций, приводящий в печени к активации гликогенфосфорилазы и ингибированию гликогенсинтазы. Этот механизм приводит к высвобождению из гликогена глюкозо-1-фосфата, который превращается в глюкозо-6-фосфат. Затем под влиянием глюкозо-6-фосфатазы образуется свободная глюкоза, способная выйти из клетки в кровь. Таким образом, глюкагон в печени, стимулируя распад гликогена, способствует поддержанию глюкозы в крови на постоянном уровне. Глюкагон также активирует глюконеогенез, липолиз и кетогенез в печени.

Инсулин и глюкагон – роль гормонов поджелудочной железы в похудении

Отклонение от нормы объема гормона может свидетельствовать о патологии. В том числе, при определении пониженного количества вещества возможны:

• тяжелое кистозно-фиброзное поражение желез внутренней секреции и органов дыхания;
• хроническое воспаление поджелудочной железы;
• понижение уровня глюкагона бывает после операций по удалению поджелудочной.

Функциями глюкагона является устранение некоторых из вышеописанных патологий. Повышенное содержание вещества указывает на одну из ситуаций:

• повышение глюкозы в связи с заболеванием сахарным диабетом 1-ого типа;
• опухолевое поражение поджелудочной железы;
• острое воспаление поджелудочной;
• цирроз печени (перерождение клеток в опухолевую ткань);
• чрезмерное продуцирование глюкокортикоидов в связи с генерированием их опухолевыми клетками;
• недостаточность почек в хронической форме;
• чрезмерная физическая нагрузка;
• психологический стресс.

Инсулин и глюкагон неразрывно связаны между собой. Их задача – регулировать концентрацию глюкозы в крови. Глюкагон обеспечивает ее повышение, инсулин – понижение. Они выполняют противоположную работу.

Если нарушается синтез одного из этих гормонов, другой начинает работать некорректно. Например, при сахарном диабете уровень инсулина в крови низкий, ингибиторное действие инсулина на глюкагон ослаблено, в результате уровень глюкагона в крове слишком высокий, что приводит к постоянному повышению уровня глюкозы в крови, чем и характеризуется данная патология.

К неправильной выработке гормонов, некорректному их соотношению приводят погрешности в питании. Злоупотребление белковой пищей стимулирует избыточное выделение глюкагона, простыми углеводами – инсулина. Появление дисбаланса в уровне инсулина и глюкагона приводят к развитию патологий.

Влияние гормонов на пищеварение

Инсулин стимулирует выработку пищеварительных ферментов, а глюкагон тормозит их секрецию и блокирует выход из клеток. Оба гормона продуцируют холецистокининпанкреозимин, который усиливает секрецию пищеварительных ферментов клетками поджелудочной железы. Здесь же вырабатываются и эндорфины – гормоны, блокирующие болевые ощущения.

После приема пищи происходит временное повышение уровня глюкозы, аминокислот и жиров в крови. Бета-клетки отвечают на это усиленной секрецией инсулина, а α-рецепторы — снижением концентрации глюкагона. При этом происходит:

• запасание энергоносителей;
• выработка гликогена в печени;
• белковый и липидный обмен.

Режим энергонакопления сменяется режимом мобилизации резервов по окончании переваривания пищи. При этом расходуются запасы печени, жировой, мышечной ткани.

После длительного перерыва между поступлением пищи происходит понижение уровня инсулина и повышение глюкагона. Усиленно расходуются резервные депо. Организм пытается поддерживать необходимое содержание глюкозы в крови для получения энергии, необходимой для работы головного мозга и эритроцитов.

Запасов гликогена в печени хватает на 24 часа голодания. В жировой ткани при повышении концентрации глюкагона ускоряется процесс липолиза, главным источником энергии становятся жирные кислоты, которые после окисления превращаются в кетоновые тела.

Гормоны α и β-клеток поджелудочной железы являются важными регуляторами, отвечающими за многие обменные процессы, регулирующие пищеварение, обеспечивающие организм энергией.

Источник: ogormone.ru

Инсулин – белковый гормон, который вырабатывают бета-клетки поджелудочной железы. Инсулин помогает клеткам организма усваивать глюкозу крови и оказывает влияние на обменные процессы в мышечных и жировых клетках.

Базальный инсулин продуцируется поджелудочной железой постоянно, даже во время длительных перерывов между приемами пищи. Этот «запас» предотвращает немедленное расщепление белков и жиров в случае недостаточности инсулина в организме.

Болюсный инсулин, напротив, продуцируется в периоды повышенного содержания сахара в крови, например непосредственно после приема пищи.

Инсулин служит своеобразным проводником глюкозы в клетки организма: только тогда, когда молекула инсулина связывается с рецепторами клеток, сахар может проникнуть в кровь. Многие органы и ткани организма человека являются инсулинозависимыми: печень, мышцы, жировая ткань; и влияние инсулина на организм чрезвычайно разнообразно:

• инсулин усиливает синтез углеводов, белков, нуклеиновых кислот и жира;

• инсулин влияет на углеводный обмен, транспортируя глюкозу в клетки инсулинозависимых тканей;

• инсулин стимулирует синтез гликогена в печени и тем самым вызывает понижение уровня сахара в крови;

• инсулин включает жирные кислоты в триглицери-ды жировой ткани, стимулирует синтез липидов и регулирует количество триглицеридов в крови.

Общепринятая единица измерения инсулина – ЕД. Постоянный запас инсулина у взрослого здорового человека равен примерно 200 ЕД. В день бета-клетки производят около 40–50 ЕД. В среднем на каждый килограмм веса человека приходится 0,5–0,6 ЕД.

Глюкагон – гормон, который вырабатывают альфа-клетки поджелудочной железы. Глюкагон способствует образованию инсулина и своевременному выбросу его в кровь. Под действием глюкагона гликоген, который в больших количествах содержится в мышцах и печени, распадается до глюкозы, которая по мере необходимости повышает уровень сахара в крови, предотвращая тем самым голодание клеток. Вместе с инсулином глюкагон способствует регенерации печени, а также влияет на уровень холестерина в крови. Уровень глюкагона в крови повышается при голодании, физических нагрузках и хронических заболеваниях печени и почек.

И инсулин, и глюкагон можно синтезировать искусственно и применять в случаях нарушения работы поджелудочной железы (сахарном диабете).

Следующая глава >

Источник: med.wikireading.ru