Glukagon dan insulin adalah hormon pankreas. Fungsi semua hormon adalah pengaturan metabolisme dalam tubuh. Fungsi utama insulin dan glukagon adalah menyediakan substrat energi bagi tubuh setelah makan dan selama puasa. Setelah makan, perlu untuk memastikan bahwa glukosa memasuki sel dan menyimpan kelebihannya. Selama periode puasa, ekstrak glukosa dari cadangan (glikogen) atau sintesis atau substrat energi lainnya.
Dipercaya secara luas bahwa insulin dan glukagon memecah karbohidrat. Ini tidak benar. Enzim menyediakan penguraian zat. Hormon mengatur proses ini.
Sintesis glukagon dan insulin
Hormon diproduksi di kelenjar endokrin. Insulin dan glukagon - di pankreas: insulin di sel, glukagon - di sel pulau Langerhans. Kedua hormon tersebut bersifat protein dan disintesis dari prekursor. Insulin dan glukagon dilepaskan dalam keadaan yang berlawanan: insulin pada hiperglikemia, glukagon pada hipoglikemia. Waktu paruh insulin adalah 3-4 menit, sekresinya yang bervariasi secara konstan menjaga kadar glukosa dalam darah tetap sempitdalam.
Efek insulin
Insulin mengatur metabolisme, terutama konsentrasi glukosa. Ini mempengaruhi proses membran dan intraseluler.
Efek membran insulin:
- merangsang pengangkutan glukosa dan sejumlah monosakarida lainnya,
- merangsang pengangkutan asam amino (terutama arginin),
- merangsang pengangkutan asam lemak,
- merangsang penyerapan ion kalium dan magnesium oleh sel.
Insulin memiliki efek intraseluler:
- merangsang sintesis DNA dan RNA,
- merangsang sintesis protein,
- meningkatkan stimulasi enzim glikogen sintase (memastikan sintesis glikogen dari glukosa - glikogenesis),
- merangsang glukokinase (enzim yang mendorong konversi glukosa menjadi glikogen dalam kondisi kelebihannya),
- menghambat glukosa-6-fosfatase (enzim yang mengkatalisis konversi glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas dan dengan demikian meningkatkan gula darah),
- merangsang lipogenesis,
- menghambat lipolisis (karena penghambatan sintesis cAMP),
- merangsang sintesis asam lemak,
- mengaktifkan Na+/K+-ATP-ase.
Peran insulin dalam pengangkutan glukosa ke dalam sel
Glukosa memasuki sel dengan bantuan protein pengangkut khusus (GLUT). Banyak GLUT terlokalisasi di sel yang berbeda. Di membran sel otot rangka dan jantung, jaringan adiposa, leukosit, dan lapisan kortikal ginjalkerja transporter yang bergantung pada insulin - GLUT4. Pengangkut insulin di membran SSP dan sel hati tidak bergantung pada nsulin; oleh karena itu, penyediaan sel-sel jaringan ini dengan glukosa hanya bergantung pada konsentrasinya dalam darah. Dalam sel-sel ginjal, usus, eritrosit, glukosa masuk tanpa pembawa sama sekali, dengan difusi pasif. Dengan demikian, insulin diperlukan untuk masuknya glukosa ke dalam sel-sel jaringan adiposa, otot rangka dan otot jantung. Dengan kekurangan insulin, hanya sejumlah kecil glukosa yang akan masuk ke dalam sel-sel jaringan ini, tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan metabolisme mereka, bahkan dalam kondisi konsentrasi glukosa darah tinggi (hiperglikemia).
Peran insulin dalam metabolisme glukosa
Insulin merangsang penggunaan glukosa melalui beberapa mekanisme.
- Meningkatkan aktivitas glikogen sintase di sel hati, merangsang sintesis glikogen dari residu glukosa.
- Meningkatkan aktivitas glukokinase di hati, merangsang fosforilasi glukosa dengan pembentukan glukosa-6-fosfat, yang "mengunci" glukosa di dalam sel, karena tidak mampu melewati membran dari sel ke ruang ekstraseluler.
- Menghambat fosfatase hati, yang mengkatalisis konversi balik glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas.
Semua proses di atas memastikan penyerapan glukosa oleh sel-sel jaringan perifer dan mengurangi sintesisnya, yang menyebabkan penurunan konsentrasi glukosa dalam darah. Selain itu, peningkatan pemanfaatan glukosa oleh sel mempertahankan cadangan substrat energi intraseluler lainnya - lemak dan protein.
Peran insulin dalam metabolisme protein
Insulin merangsang pengangkutan asam amino bebas ke dalam sel dan sintesis protein di dalamnya. Sintesis protein dirangsang dalam dua cara:
- karena aktivasi mRNA,
- dengan meningkatkan suplai asam amino ke sel.
Selain itu, seperti disebutkan di atas, peningkatan penggunaan glukosa sebagai substrat energi oleh sel memperlambat pemecahan protein di dalamnya, yang mengarah pada peningkatan cadangan protein. Karena efek ini, insulin terlibat dalam pengaturan perkembangan dan pertumbuhan tubuh.
Peran insulin dalam metabolisme lemak
Efek membran dan intraseluler insulin menyebabkan peningkatan simpanan lemak di jaringan adiposa dan hati.
- Insulin memastikan penetrasi glukosa ke dalam sel-sel jaringan adiposa dan merangsang oksidasi di dalamnya.
- Merangsang pembentukan lipoprotein lipase di sel endotel. Jenis lipase ini memfermentasi hidrolisis triasilgliserol yang terkait dengan lipoprotein darah dan memastikan aliran asam lemak yang dihasilkan ke dalam sel jaringan adiposa.
- Menghambat lipase lipoprotein intraseluler, sehingga menghambat lipolisis dalam sel.
Fungsi glukagon
Glukagon mempengaruhi metabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Dapat dikatakan bahwa glukagon adalah antagonis insulin dalam hal efeknya. Hasil utama kerja glukagon adalah peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah. Glukagon yang mempertahankantingkat substrat energi yang dibutuhkan - glukosa, protein dan lemak dalam darah selama periode puasa.
1. Peran glukagon dalam metabolisme karbohidrat.
Menyediakan sintesis glukosa dengan:
- peningkatan glikogenolisis (pemecahan glikogen menjadi glukosa) di hati,
- peningkatan glukoneogenesis (sintesis glukosa dari prekursor non-karbohidrat) di hati.
2. Peran glukagon dalam metabolisme protein.
Hormon merangsang pengangkutan asam amino glukagon ke hati, yang berkontribusi pada sel-sel hati:
- sintesis protein,
- sintesis glukosa dari asam amino – glukoneogenesis.
3. Peran glukagon dalam metabolisme lemak.
Hormon mengaktifkan lipase di jaringan adiposa, akibatnya kadar asam lemak dan gliserol dalam darah meningkat. Ini akhirnya kembali menyebabkan peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah:
- gliserol sebagai prekursor non-karbohidrat termasuk dalam proses glukoneogenesis - sintesis glukosa;
- asam lemak diubah menjadi badan keton, yang digunakan sebagai substrat energi, menghemat simpanan glukosa.
Hubungan Hormon
Insulin dan glukagon terkait erat. Tugas mereka adalah mengatur konsentrasi glukosa dalam darah. Glukagon memberikan peningkatannya, insulin - penurunan. Mereka melakukan pekerjaan yang berlawanan. Stimulus untuk produksi insulin adalah peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah, glukagon - penurunan. Selain itu, produksi insulin menghambat sekresi glukagon.
Jika sintesis salah satu hormon ini terganggu, yang lain mulai bekerja dengan tidak benar. Misalnya, pada diabetes mellitus, tingkat insulin dalam darah rendah, efek penghambatan insulin pada glukagon melemah, akibatnya, tingkat glukagon dalam darah terlalu tinggi, yang menyebabkan peningkatan konstan dalam darah. glukosa, yang menjadi ciri patologi ini.
Produksi hormon yang salah, rasio yang salah menyebabkan kesalahan dalam nutrisi. Penyalahgunaan makanan protein merangsang kelebihan sekresi glukagon, karbohidrat sederhana - insulin. Munculnya ketidakseimbangan tingkat insulin dan glukagon mengarah pada perkembangan patologi.
