Glucagon og insulin: kemisk natur, virkningsmekanisme, virkning på metabolisme i målvæv

Insulin er et proteinhormon. Det er syntetiseret af b-celler i bugspytkirtlen. Insulin er et af de vigtigste anabolske hormoner. Bindning af insulin til målceller fører til processer, som øger proteinsyntesen, såvel som akkumulering af glykogen og lipider i celler, som er en reserve af plast og energetisk materiale. Insulin, muligvis på grund af dets anabolske virkning, stimulerer cellevækst og reproduktion.

Insulinmolekylet består af to polypeptidkæder i A-kæden og B-kæden. A-kæden indeholder 21 aminosyrerester, B-kæden er 30. Disse kæder er sammenkoblet med to disulfidbroer: en mellem A7 og B7 (antal aminosyrer, der tæller fra polypeptidets N-terminaler), den anden mellem A20 og B19. Den tredje disulfidbro er placeret i kæde A, der forbinder A6 og A11.

Den primære fysiologiske stimulus for frigivelse af insulin fra b-celler ind i blodet er en stigning i blodglukose.

Virkningen af ​​insulin på kulhydratmetabolisme kan karakteriseres af følgende virkninger:

1. Insulin forøger permeabiliteten af ​​cellemembraner for glucose i de såkaldte insulinafhængige væv.

2. Insulin aktiverer den oxidative nedbrydning af glucose i celler.

3. Insulin hæmmer nedbrydningen af ​​glycogen og aktiverer dets syntese i hepatocytter.

4. Insulin stimulerer omdannelsen af ​​glucose til at reservere triglycerider.

5. Insulin hæmmer gluconeogenese, hvilket reducerer aktiviteten af ​​visse gluconeogenesenzymer.

Virkningen af ​​insulin på lipidmetabolisme består i at inhibere lipolyse i lipocytter ved dephosphorylering af triacylglycerol lipase og stimulering af lipogenese.

Insulin har en anabole effekt på proteinmetabolisme: det stimulerer indtræden af ​​aminosyrer i celler, stimulerer transkriptionen af ​​mange gener og stimulerer henholdsvis syntesen af ​​mange proteiner, både intracellulær og ekstracellulær.

Glucagon er et polypeptidhormon udskilt af a-celler i bugspytkirtlen. Hovedformålet med dette hormon er at opretholde kroppens energi homeostase på grund af mobilisering af endogene energiressourcer, hvilket forklarer dets samlede kataboliske virkning.

Glucagon-polypeptidkæden indeholder 29 aminosyrerester, dens molekylvægt er 4200, og der er ingen cystein i dets sammensætning. Glucagon syntetiseredes kemisk, hvilket endelig bekræftede dets kemiske struktur.

Hovedstedet for glucagon syntese er a-celler i bugspytkirtlen, men der dannes snarere store mængder af dette hormon i andre organer i mave-tarmkanalen. Glucagon syntetiseres på ribosomer af a-celler i form af en længere forstadie med en molekylvægt på ca. 9.000. Under behandling afkortes polypeptidkæden signifikant, hvorefter glucagon udskilles i blodet. I blodet er det i fri form. Hoveddelen af ​​glucagon inaktiveres i leveren ved hydrolytisk spaltning af 2 aminosyrerester fra molekylets N-terminale ende.

Sekretionen af ​​glucagon ved a-celler i bugspytkirtlen er hæmmet af et højt niveau af glukose i blodet såvel som somatostatin udskilt af D-celler i bugspytkirtlen. Sekretionen stimuleres ved at sænke koncentrationen af ​​glucose i blodet, men mekanismen for denne effekt er uklar. Derudover stimuleres glucagonsekretionen af ​​hypofysetomatotropisk hormon, arginin og Ca2 +.

Virkningsmekanismen af ​​glucagon I virkningsmekanismen af ​​glucagon er binding til cellemembran-specifikke receptorer primær, det resulterende glucagonreceptorkompleks aktiverer adenylatcyclase og følgelig dannelsen af ​​cAMP. Sidstnævnte, der er en universel effektor af intracellulære enzymer, aktiverer proteinkinase, som igen phosphorylerer phosphorylase kinase og glycogensyntase.

Phosphorylering af det første enzym bidrager til dannelsen af ​​aktiv glycogenphosphorylase og følgelig nedbrydning af glycogen med dannelsen af ​​glucose-1-phosphat, medens phosphoryleringen af ​​glycogensyntase ledsages af overgangen til en inaktiv form og følgelig ved blokering af glycogensyntese. Det samlede resultat af virkningen af ​​glucagon er accelerationen af ​​nedbrydningen af ​​glycogen og hæmningen af ​​dets syntese i leveren, hvilket fører til en stigning i koncentrationen af ​​glucose i blodet.

Under virkningen af ​​glucagon i hepatocytter accelererer glycogenmobilisering med frigivelsen af ​​glucose i blodet. Denne hormonvirkning skyldes aktiveringen af ​​glycogenphosphorylase og inhiberingen af ​​glycogensyntetase som følge af deres phosphorylering. Det skal bemærkes, at glucagon, i modsætning til adrenalin, ikke påvirker hastigheden af ​​muskelglycogenolyse.

Glucagon: For det første accelererer nedbrydningen af ​​proteiner i leveren; For det andet øges aktiviteten af ​​et antal enzymer, såsom fructose-1,6-bisphosphatase, phosphoenolpyruvatcarboxykinase, glucose-6-phosphatase. en stigning i glukose i blodet forekommer også.

Glucagon stimulerer lipolyse i lipocytter, hvorved strømmen af ​​glycerol og højere fedtsyrer øges i blodet. I leveren hæmmer hormonet syntesen af ​​fedtsyrer og kolesterol fra acetyl CoA, og det akkumulerende acetyl CoA bruges til at syntetisere acetonlegemer. Således stimulerer glucagon ketogenese.

I nyrerne øger glucagon den glomerulære filtrering, hvilket tilsyneladende forklarer stigningen i udskillelsen af ​​natrium-, chlor-, kalium-, fosfor- og urinsyreioner observeret efter administration af glucagon.

Regulering af vand-saltmetabolisme af hormoner. Vasopressin og aldosteron: struktur og virkningsmekanismer.

Hormoner er biologisk aktive signalkemikalier udskilt af endokrine kirtler direkte i kroppen og tilvejebringer fjernkomplekse og multifaceted virkninger på kroppen som helhed eller på visse målorganer og væv. Hormoner tjener som humorale (blodbårne) regulatorer af visse processer i forskellige organer og systemer.

Der er andre definitioner, ifølge hvilke fortolkningen af ​​begrebet hormon er bredere: "signalkemikalier produceret af cellerne i kroppen og påvirker cellerne i andre dele af kroppen." Denne definition synes at være at foretrække, da den dækker mange stoffer, der traditionelt er opført som hormoner: hormoner fra dyr, der er berøvet kredsløbssystemet (for eksempel ecdysoner af rundeorm osv.), Hvirveldyrshormoner, som ikke produceres i endokrine kirtler (prostaglandiner, erythropoietin osv.), såvel som plantehormoner.

En række hormoner deltager i reguleringen af ​​vand-saltmetabolisme i kroppen, som kan opdeles i to hovedgrupper: hormoner der regulerer koncentrationen af ​​natrium-, kalium- og hydrogenioner (aldosteron, angiotensin og renin) og hormoner, der påvirker balancen mellem calcium og fosfat (parathyreoideahormon og calcitonin).

Regulering af vand-saltmetabolisme sker via neuro-hormonel vej. Når den osmotiske koncentration af blod ændres, er specielle følsomme formationer (osmoreceptorer) spændte, hvorfra information overføres til centrum, nervesystemet og fra det til den bageste lobe af hypofysen. Med en stigning i den osmotiske koncentration af blod øges frigivelsen af ​​antidiuretisk hormon, hvilket reducerer udskillelsen af ​​vand i urinen; Med et overskud af vand i kroppen falder udskillelsen af ​​dette hormon, og udskillelsen af ​​nyrerne øges.

Konstantiteten af ​​volumenet af legemsvæsker tilvejebringes af et specielt reguleringssystem, hvis receptorer reagerer på ændringer i blodtilførslen af ​​store fartøjer, hjerteskavninger mv. som følge heraf stimuleres hormonsekretionen refleksivt, under hvilken nyrerne ændrer udskillelsen af ​​vand og natriumsalte fra kroppen. Hormonerne vasopressin og glucocorticoider, natrium - aldosteron og angiotensin, calcium - parathyroidhormon og calcitonin er vigtigst i reguleringen af ​​vandmetabolisme.

Vasopressin, eller antidiuretisk hormon (ADH), et hypotalamisk hormon, som akkumuleres i hypofysenes bageste lobe (i neurohypophysis) og udskilles derfra ind i blodbanen. Sekretion stiger med en stigning i blodplasmets osmolaritet og med et fald i volumenet af ekstracellulær væske. Vasopressin øger vandreabsorptionen af ​​nyrerne, hvilket øger urinkoncentrationen og reducerer volumenet. Det har også en række virkninger på blodkar og hjerne. Den består af 9 aminosyrer: Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro- (Arg eller Lys) -Gly.

Aldosteron er det vigtigste mineralocorticosteroidhormon i binyrebarken hos mennesker. Virkningsmekanismen af ​​aldosteron såvel som alle steroidhormoner består i en direkte indflydelse på cellens nukleære genetiske apparater med stimulering af syntesen af ​​det tilsvarende RNA, aktivering af syntesen af ​​kationtransporterende proteiner og enzymer såvel som en forøgelse i membranernes permeabilitet for aminosyrer. De vigtigste fysiologiske virkninger af aldosteron er at opretholde vand-saltmetabolismen mellem kroppens ydre og indre miljø.

Et af hormonets hovedorganer er nyrerne, hvor aldosteron forårsager forøget reabsorption af natrium i de distale tubuli med sin forsinkelse i kroppen og øget udskillelse af kalium i urinen. Under indflydelse af aldosteron er der en forsinkelse i chlorider og vand, en forøget frigivelse af H-ioner og ammonium, en stigning i cirkulerende blod, et skift i syre-basistilstanden mod alkalose. Virkning på cellerne i blodkar og væv fremmer hormonet transport af Na + og vand ind i det intracellulære rum.

Slutresultatet af handlingen er en stigning i cirkulerende blodvolumen og en stigning i systemisk arterielt tryk.

Hvad er glucagon?

De vigtigste hormoner i bugspytkirtlen er insulin og glucagon. Virkningsmekanismen for disse biologisk aktive stoffer har til formål at opretholde sukkerbalancen i blodet.

For normal funktion af kroppen er det vigtigt at opretholde koncentrationen af ​​glucose (sukker) på et konstant niveau. Med hvert måltid, når de eksterne faktorer påvirker kroppen, ændres sukkerindikatorerne.

Insulin reducerer koncentrationen af ​​glucose ved at transportere den ind i cellerne og også delvis omdanne den til glykogen. Dette stof deponeres i leveren og musklerne som en reserve. Volumener af glycogen depot er begrænsede, og overskydende sukker (glucose) omdannes delvist til fedt.

Opgaven med glucagon er at omdanne glykogen til glukose, hvis dens præstation er under normal. Et andet navn på dette stof er "sulthormon".

Glukagonens rolle i kroppen, virkningsmekanismen

Hjernen, tarmene, nyrerne og leveren er de vigtigste forbrugere af glukose. For eksempel forbruger centralnervesystemet 4 gram glucose i 1 time. Derfor er det meget vigtigt at konstant opretholde sit normale niveau.

Glykogen - et stof, der hovedsageligt opbevares i leveren, er en bestand på omkring 200 gram. Når glukose er mangelfuld eller når der kræves ekstra energi (motion, kørsel), opløses glykogen, mætter blodet med glucose.

Dette opbevaringssted varer ca. 40 minutter. Derfor er det i sport sagt ofte, at fedtforbrændinger kun efter en halv times træning, når al energi i form af glukose og glykogen forbruges.

Bukspyttkjertelen tilhører kirtlerne i blandet sekretion - det producerer tarmsaft, som udskilles i tolvfingertarmen og udskiller flere hormoner, så dets væv er anatomisk og funktionelt differentieret. I øerne af Langerhans syntetiseres glucagon af alfa celler. Stoffet kan syntetiseres af andre celler i mave-tarmkanalen.

Kør sekretionen af ​​hormonet flere faktorer:

  1. Nedsat glukosekoncentration til kritisk lave niveauer.
  2. Insulinniveau
  3. Forhøjede blodniveauer af aminosyrer (især alanin og arginin).
  4. Overdreven fysisk anstrengelse (for eksempel under aktiv eller hård træning).

Funktionerne af glucagon er forbundet med andre vigtige biokemiske og fysiologiske processer:

  • øget blodcirkulation i nyrerne
  • opretholdelse af optimal elektrolytbalance ved at øge udskillelseshastigheden af ​​natrium, hvilket forbedrer kardiovaskulærsystemets aktivitet;
  • levervæv reparation;
  • aktivering af frigivelsen af ​​cellulært insulin;
  • stigning i calcium i celler.

I en stressende situation med en trussel mod liv og sundhed, sammen med adrenalin, forekommer de fysiologiske virkninger af glucagon. Det splitter aktivt glykogen, hvorved glukoseniveauet forøges, aktiverer tilførslen af ​​ilt for at give musklerne ekstra energi. For at opretholde sukkerbalancen interagerer glucagon aktivt med cortisol og somatotropin.

Forhøjet niveau

Øget sekretion af glucagon er forbundet med hyperfunktion i bugspytkirtlen, som er forårsaget af følgende patologier:

  • tumorer i zonen af ​​alfa celler (glucagonom);
  • akut inflammatorisk proces i bugspytkirtlen (pancreatitis)
  • ødelæggelse af leverceller (cirrose);
  • kronisk nyresvigt
  • type 1 diabetes;
  • Cushings syndrom.

Eventuelle stressfulde situationer (herunder operationer, skader, forbrændinger), akut hypoglykæmi (lav glukosekoncentration), forekomsten af ​​proteinfødevarer i kosten medfører en forøgelse af glucagon, og funktionerne i de fleste fysiologiske systemer er svækket.

Nedsat niveau

En mangel på glucagon observeres efter operationen for at fjerne bugspytkirtlen (pankreatektomi). Hormonet er en slags stimulator for indtræden i blodet af essentielle stoffer og opretholder homeostase. Et reduceret niveau af hormonet er observeret ved cystisk fibrose (en genetisk patologi forbundet med en læsion af de ydre udskillelseskirtler), pancreatitis i kronisk form.

Glucagon og dets rolle

Glucagon er et polypeptid udskilt af alfa celler af øerne af Langerhans og celler i den proximale fordøjelseskanalen.

Den vigtigste faktor, der påvirker hormonsekretionen, er koncentrationen af ​​glucose i blodet. Faldet i koncentrationen af ​​glucose i blodet stimulerer udskillelsen af ​​glucagon, stigningen svækker.

Fig. 6.33. Konturreguleringen af ​​glucagonsekretion. C - koncentration

Aktivér udskillelsen af ​​glucagon, med undtagelse af glucose, aminosyrer (arginin, alanin), fald i niveauet af fedtsyrer i blodet og hormoner i fordøjelseskanalen: gastrin, cholecystokinin (CCK), secretin, gastrisk hæmmende peptid (SHIP) øvelse.

Regulering af glukagonsekretion

Den regulerede parameter i glukagon-sekretionsreguleringskredsløbet er glucosekoncentrationen. Dens blodreduktion stimulerer alfa celler, hvilket øger hormonsekretionen, hvilket fører til en stigning i glucosekoncentrationen, som ved negativ tilbagemelding reducerer udskillelsen af ​​glucagon (figur 6.33).

Forøget sekretion af glucagon medfører en stigning i koncentrationen af ​​aminosyrer (især arginin) cholecystokinin, catecholaminer, acetylcholin blod.

Faldet i glukagon udskillelse sker med en stigning i: koncentrationen af ​​glucose i blodet, insulin, somatostatin, fedtsyrer og ketoner.

Mekanismen for glucagon-virkning på målceller

Glucagon påvirker hovedsageligt leverenes målceller, i hvilke membraner der er serpentinreceptorer placeret. Hormonreceptorkomplekset gennem et stimulerende G5-protein aktiverer adenylatcyklase, hvilket fører til dannelsen af ​​et intracellulært mediator-cAMP, som aktiverer proteinkinase A. Sidstnævnte forstærker phosphorylase, hvilket fører til en forøgelse af glycogenindbrud i leveren og en stigning i blodglucosekoncentrationen.

Glucagon virker også gennem andre receptorer i hepatocytter, hvis binding fører til aktiveringen af ​​phospholipase C, hvilket resulterer i en stigning i koncentrationen af ​​Ca2 + -ioner i cytoplasma, der stimulerer glycogenolyse.

Fysiologiske virkninger af glucagon

Regulering af kulhydratmetabolisme Glucagon øger koncentrationen af ​​glucose i blodet ved at stimulere glycogenolyse i leveren og forhindrer dannelsen af ​​glycogen. Den hyperglykæmiske virkning af glucagon reducerer imidlertid ikke anvendelsen af ​​glucose ved perifere celler.

Glucagon øger gluconeogenese i leveren. Det reducerer dannelsen af ​​fructose-2,6-diphosphat, hæmmer aktiviteten af ​​phosphofructokinase, hvilket fører til frigivelse af glucose fra leveren.

Regulering af fedtstofskifte Glucagon øger koncentrationen af ​​fedtsyrer og ketoner i blodet på grund af følgende mekanismer:

1 øger lipolyse, hæmmer syntesen af ​​fedtsyrer, styrer substrater i retning af gluconeogenese;

2 danner ketoner (p-hydroxybutyrat og acetoacetat) med malonylco-enzym. Og med nedbrydning af fedtsyrer kan glukagon i mangel af insulin accelerere ketogenese, hvilket fører til metabolisk acidose.

Regulering af proteinmetabolisme Glucagon stimulerer gluconeogenesenzymer (pyruvatcarboxylase og fructose-1,6-diphosphatase), som konverterer proteiner til glucose. Ud over den kataboliske virkning har hormonet en anti-anabol virkning - hæmmer proteinsyntese.

Hvad er hormonet glucagon og dets rolle i kroppen

"Slaghormonet" glucagon er lidt kendt i sammenligning med insulin, selvom disse to stoffer virker på den nærmeste mulige måde og udfører en lige vigtig rolle i vores krop. Glucagon er et af de store hormoner i bugspytkjertlen, som sammen med insulin er ansvarlig for regulering af blodglukoseniveauer. Hormonale præparater baseret på det er almindeligt anvendt i medicin til nyttiggørelse i diabetes mellitus og forberedelse til diagnose af mave-tarmkanalen.

Struktur og syntese af glucagon

Glucagon kaldes forskelligt, men det kaldes ofte som et hormon - en insulinantagonist. Forskere H. Kimball og J. Murlin opdagede et nyt pancreas stof i 1923, 2 år efter den historiske opdagelse af insulin. Men så gættede få mennesker om den uerstattelige rolle glucagon i kroppen.

I dag bruger medicin 2 hovedfunktioner af "sulthormonet" - hyperglykæmisk og diagnostisk, selvom stoffet udfører flere vigtige opgaver i kroppen.

Glucagon er et protein mere præcist et peptidhormon i dets kemiske struktur. Med struktur er det et enkeltkædet polypeptid bestående af 29 aminosyrer. Den er dannet af preproglucagon - et endnu mere kraftigt polypeptid omfattende 180 aminosyrer.

For al vigtigheden af ​​glucagon i kroppen er dens aminosyrestruktur ganske enkel, og hvis man skal tale i videnskabeligt sprog, er det "stærkt bevaret". Så hos mennesker, køer, svin og rotter er strukturen af ​​dette hormon helt det samme. Derfor opnås glucagonpræparater sædvanligvis fra en tyr eller en gris.

Funktioner og virkning af glucagon i kroppen

Sekretionen af ​​glucagon forekommer i den endokrine pancreas under det spændende navn "Langerhans holmer". Den femte del af disse holme er specielle alfa celler, der producerer hormonet.

Produktionen af ​​glucagon påvirkes af 3 faktorer:

  1. Koncentrationen af ​​glukose i blodet (en dråbe i sukkerniveauet til et kritisk niveau kan udløse en stigning i mængden af ​​"sulthormonet" i plasmaet flere gange).
  2. Forøgelse af mængden af ​​aminosyrer i blodet, især alanin og arginin.
  3. Aktiv fysisk anstrengelse (udmattende træning ved grænsen for menneskelige evner øger koncentrationen af ​​hormonet med 4-5 gange).

Når i blodet, "sult hormon" siv til receptorerne leverceller er knyttet til dem, og stimulerer frigivelsen af ​​glucose i blodet, holde det på et stabilt, konstant, niveau. Også hormonet glucagon i bugspytkirtlen udfører følgende opgaver i kroppen:

  • aktiverer lipid nedbrydning og sænker blodcholesterol
  • øger blodgennemstrømningen i nyrerne
  • bidrager til hurtig fjernelse af natrium fra kroppen (og dette forbedrer hjerteets funktion)
  • involveret i regenerering af leverceller
  • stimulerer insulinfrigivelse fra celler

Også glucagon er en uerstattelig allieret med adrenalin ved at give kroppens "hit eller run" -reaktion. Når adrenalin frigives i blodet, øger glucagon glukosen næsten øjeblikkeligt til brændstofskeletmuskler og øger iltforsyningen til musklerne.

Norm for glucagon i blodet og dets lidelser

Hastigheden af ​​glucagon i blodet varierer for børn og voksne. For børn 4-14 år, "sult hormon" er i stand til at variere mellem 0 til 148 pg / ml for voksne kan køre i 20-100 pg / ml. Men hvis glucagonindekset falder eller stiger under standardværdierne, kan dette signalere en række problemer i kroppen.

Reducerende glucagonniveauer i blodet taler ofte af cystisk fibrose, kronisk pancreatitis, diagnosticeret efter pancreasectomi (fjernelse af bugspytkirtlen).

Øgede hormonniveauer er et muligt tegn på følgende patologier:

  • type 1 diabetes
  • glucagonoma (alfa celletumor i bugspytkirtlen)
  • akut pancreatitis
  • skrumpelever
  • Cushings syndrom
  • kronisk nyresvigt
  • akut hypoglykæmi
  • enhver alvorlig stress (traumer, forbrændinger, kirurgi osv.)

Indikationer for brug af lægemiddelglucagon

Syntetisk glucagon anvendes i medicin i to tilfælde. Det første formål er korrektionen af ​​alvorlige former for hypoglykæmi, når en eller anden grund er infusion (dryp) af glukose umulig. Den anden værdi af glucagon er forberedelsen af ​​undersøgelser af de øvre og nedre sektioner af mave-tarmkanalen, især under strålingsdiagnose.

Glucagon-lignende peptid kan også anvendes til behandling af type 2-diabetes. Dette stof har en struktur, der ligner glucagon, men er inkretin - syntetiseret i tarmen efter måltider. Lægemidlet er designet til at justere niveauet af glucose, i nogle tilfælde - selv uden yderligere administration af insulin.

Listen over indikationer for at tage hormonpræparater af glucagon omfatter:

  • chokterapi til patienter med psykiske lidelser
  • diabetes med samtidig hypoglykæmi
  • hjælpepræparat til laboratoriediagnostik
  • fjernelse af spasmer i akut tarmdivertikulose
  • afslapning af de glatte muskler i mave og tarm

Dosering af glucagon og kontraindikationer

Der er 3 hovedmuligheder for injektion af glucagon - intravenøs, intramuskulær og subkutan. Hvis nødhjælp er påkrævet (for eksempel i hypoglykæmisk koma), anvendes kun de to første valgmuligheder.

Standarddosis af et hormonalt lægemiddel til terapeutiske formål er 1 mg. Forbedring sker normalt inden for 10 minutter. For at forberede sig på diagnosen er det nødvendigt at 0,25-2 mg bestemmes dosen af ​​den behandlende læge.

Der er specifikke anbefalinger for brugen af ​​stoffet til børn og gravide. Da glucagon ikke trænger ind i placentabarrieren, er det muligt at bruge det, når barnet bæres. Men - kun i nødstilfælde og ved lægens afgørelse. Anvendelse af glucagonpræparater til børn, der vejer mindre end 20-25 kg, anbefales ikke. I nødstilfælde administreres en dosis på 500 μg, og tilstanden hos den unge patient overvåges omhyggeligt i 15 minutter. Om nødvendigt kan du øge dosen med 20-30 mg.

Under behandling med glucagon-lægemidler er opsvingstiden også meget vigtig. Efter forbedring behøver patienten proteinfødevarer, sød te og fuldstændig hvile i 2-3 timer. Hvis hormonemedicinen ikke hjælper, kræves intravenøs glukose.

Glucagon: hovedfunktionerne og virkningsmekanismen for hormonet

Glucagon er et proteinpeptidhormon, som er dannet i pancreas øreapparat. Særlige alfa-celler i organet, som udelukkende syntetiserer disse forbindelser, er ansvarlige for dens syntese. Glucagon (som cortisol og somatotropin) henviser til kontra-insulinære hormoner, det vil sige, det har en virkning på kulhydratmetabolisme, det modsatte af insulin. Produktionen af ​​glucagon er nødvendig for at opretholde et tilstrækkeligt niveau af blodglukose, men overdreven produktion af dette hormon er en af ​​mekanismerne til udvikling af type 2 diabetes.

Funktionerne af glucagon i kroppen er begrænsede, men meget vigtige. Det øger blodglukoseniveauerne ved at aktivere glycogenolyse. Glycogen er et polysaccharid bestående af en glukosemonomer, der primært findes i lever og muskler.

Når kulhydrater indtages i mavetarmkanalen, er de opdelt. Den glukose, der opnås ved fordøjelsen under insulins virkning, omdannes til glykogen, hvilket er "reserve depot", der er nødvendigt for at opretholde et tilstrækkeligt niveau af glykæmi i fravær af kulhydrater i kosten eller en stigning i behovet for dem (under træning).

Med et fald i det glykemiske niveau produceres kontrinsensulære hormoner og frigives i blodet, som på forskellige måder øger glukoseniveauet. En af dem er glucagon, hvis virkningsmekanisme er at aktivere de enzymer, der er nødvendige for glycogenolyse, hvilket resulterer i dannelse af glucose fra glycogen, som forbruges af celler som energisubstrat.

Hormoner, der er ansvarlige for kulhydratmetabolisme, er i stand til at regulere sekretionen af ​​hinanden. Forøgelse af glucagonniveauer fører til en stigning i insulinkoncentrationen i blodet.

I øjeblikket er kun en sygdom kendt, ved hvilken patogenesen glucagon, type 2 diabetes mellitus er pålideligt bestemt. Med denne patologi øges hormonsyntesen, hvilket fører til en overdreven aktivering af glycogenolyse og en stigning i niveauet af glykæmi. Det er værd at bemærke, at stigningen i glucagon kun er en af ​​de mange forbindelser i diabetesens patogenese og er langt fra den mest betydningsfulde.

Koncentrationen af ​​glucagon i blodet til diagnosticering af diabetes mellitus er ikke bestemt. Hidtil er laboratoriekriterier og referenceintervaller ikke udviklet til klart at skelne normen for indikatorer fra diabetes. Hertil kommer, at hormonet øges med nyre- og leverfare, hvilket gør denne undersøgelse upålidelig.

Der er hypoglykæmiske lægemidler, hvis virkningsmekanisme er forbundet med undertrykkelsen af ​​glucagon-sekretion (agonister af glucagonlignende peptid type 1, inhibitorer af dipeptidylpeptidase-4).

Sekundær diabetes mellitus kan være et resultat af overdreven udskillelse af hormonet - en svulst i bugspytkirtlen (glucogonoma). Med denne sygdom er niveauet af glycogen flere gange højere end de gennemsnitlige befolkningsværdier. Ud over sygdomsforstyrrelser i kulhydratmetabolisme registreres pancytopeni, nekrolytisk migrerende erytem, ​​symptomer på metastatisk skade på leveren og andre indre organer (ubehagelige smerter). Tumoren opdages som regel ret sent, i et stadium, der ikke er underkastet operativ behandling.

På det farmaceutiske marked findes der en glucagon af lægemidlet. Lægemidlet er beregnet til lindring af hypoglykæmi. Disse tilstande forekommer overvejende hos patienter med diabetes, som har insulinbehandling eller tager sulfonylurinstof.

Lægemidlet er tilgængeligt i færdig form i en beholder forbundet til en sprøjte og kan anvendes til subkutan, intramuskulær eller intravenøs injektion. Muligheden for subkutan og intramuskulær indgivelse gør dette lægemiddel egnet til at yde selvhjælp (eller til administration af patientrelaterede patienter).

Med en legemsvægt på 20 kg injiceres 1 mg af lægemidlet med en lavere vægt på 500 μg.

Glucagon er kontraindiceret i:

  • fæokromocytom;
  • insulinom;
  • glucagonomer;
  • individuel intolerance

Bivirkningerne er mulige:

  • opkastning, kvalme
  • hududslæt og kløe;
  • arteriel hypertension, sinus takykardi.

Det er værd at bemærke, at indførelsen af ​​lægemidlet til lindring af hypoglykæmi kun virker i nærvær af glycogen i leveren. Behandling af en hypoglykæmisk tilstand hos sultende patienter eller patienter, der kun spiser proteiner og signifikant begrænsende kulhydratindtagelse med dette lægemiddel, er ikke effektivt.

Virkningsmekanismen for glucagon

Glucagon påvirker hovedsagelig leveren, hvor den straks stimulerer glycogenolyse, og efter længere tid - glukoneogenese og ketogenese. Oprenset glucagonreceptor fra rotte og human lever er et glycoprotein med en mol. masse 60.000. Glucagon interagerer med receptoren og aktiverer adenylatcyklase, hvilket øger produktionen af ​​cAMP.

Glucagon fremmer nedbrydning af glycogen, proteiner og triacylglyceroler. Det hæmmer proteinsyntese og stimulerer lysosomernes aktivitet. Glucagon stimulerer lipolyse; forårsager phosphorylering og dermed aktivering af triacylglycerol lipase og hæmmer også stærkt lipogenese. Under betingelser med reduceret oxidation af glucose, der ofte ledsager virkningen af ​​glucagon, fører dette til ketogenese.

Glucagon, en af ​​de vigtigste fysiologiske antagonister af insulin, er særlig effektiv, når sidstnævnte er mangelfuld. På den anden side er det ofte ikke muligt at detektere de biologiske virkninger af insulin på leveren, hvis det ikke udsættes for glucagon.

Glucagon er et meget aktivt hormon; dets koncentration i blodet måles i picograms per ml. I modsætning hertil er den molære koncentration af adrenalin, der er nødvendig for at frembringe en sammenlignelig virkning, 30-50 gange højere end den, der skabes i blodet efter insulinhypoglykæmi. Dette udelukker ikke catecholamins rolle i forbedring af glycogenolyse, da de samtidig kan stimulere udskillelsen af ​​glucagon og hæmme udskillelsen af ​​insulin.

I reaktionerne af alpha- og beta-celler til stimulering med aminosyrer er der både ligheder og forskelle. Arginin og leucin stimulerer sekretorisk aktivitet af begge celletyper, men alanin, gluconeogenesens primære substrat stimulerer selektivt udskillelsen af ​​glucagon, men ikke insulin. Dette forekommer hensigtsmæssigt, da alanin hovedsageligt findes i blodet under fastning. (Forresten glucocorticoider, hvis udskillelse under fastning øges, sensibiliserer alfa celler til den stimulerende virkning af alanin.)

Dato tilføjet: 2015-03-23; Visninger: 1.153; ORDER SKRIVNING ARBEJDE

36. Glucagon. Mekanismen for indflydelse på glucogon på metabolisme af kulhydrater, proteiner, lipider.

Glucagon er et enkeltkædet polypeptid bestående af 29 aminosyrerester (syntetiseret som en precursor af proglucagon med 37 aminosyrerester). Syntesen foregår i alfa-cellerne i Langerhans-øerne.

Hovedfunktionen - stigningen i blodglukose. Produktionen og udskillelsen af ​​glucogon styres af somatostatin.

Virkninger af glucagon. De vigtigste målceller er lever, muskel, fedtvæv. Ved binding til celle receptorer øger glucagon indholdet af cAMP (impulsgiver), i leveren fører dette til aktiveringen af ​​phosphorylase og mobiliseringen af ​​glucogen og et fald i aktiviteten af ​​glycogensyntase. Glycolyseaktiviteten falder på grund af pyruvatkinasephosphorylering, og gluconeogenese forøges på grund af dannelsen af ​​enzymerne glucose-6-phosphatase, phosphoenolpyruvatcarboxykinase, fructose-1,6-diphosphatase. I fedtvæv virker det på grund af specifikke enzymer på TAG-lipase og forbedrer lipolyse (sparer glucose for hjernen (!)).

37. Gluconeogenese. Mekanismen, hormonel kontrol, forholdet mellem gluconeogenese i leveren og muskelglykolyse.

Gluconeogenese er processen med at syntetisere glucose fra ikke-kulhydratstoffer for at bevare blodcirkulationens blodcirkulation. Næsten hele den producerede glucose går til hjernen (!).

Følgende stoffer er nødvendige for gluconeogenese: lactat, aminosyrer, glycerol.

Lactat er et produkt af anaerob nedbrydning af glucose.

Glycerol - mobiliseret fra fedtvæv under fasting eller fysisk anstrengelse.

Aminosyrer - dannes under nedbrydning af muskelvæv.

Syntese af glucose fra pyruvat.

Dannelse af phosphoenolpyruvat fra pyruvat (omgåelse af en irreversibel reaktion).

Den resulterende henfald i den anaerobe pyruvat glycosyl kommer ind i mitokondriematricen, som omsættes med carbondioxid under indflydelse af H-afhængig vitamin enzym pyruvat til dannelse oxalacetat.

Oxaloacetat transporteres til cytosol. Hvor der dannes der under action af phosphoenolpyruvatcarboxylasephosphoenolpyruvat. Så er der reaktioner i modsat retning som i glukosegabet.

Mekanisme i notebook'en.

De vigtigste hormoner, der accelererer gluconeogenese er glukogen, kortikosteroider.

38. Gluconeogenese. Substrates, association med glycolyse (Corey-cyklus), lokalisering, biologisk betydning. Forordning.

Gluconeogenese, se ovenfor.

Forholdet med glycolyse. Når pyruvat oxideres, kan laktat dannes (eksempel: en intensivt arbejdende muskel med ilt sult). Behandles til leveren, dehydrogenerer lactat i cytosolet af hepatocytter og er yderligere involveret i gluconeogenese. Denne cyklus kaldes glucosolactat eller Corey cyklus.

Corey Cycle giver mulighed for anvendelse af lactat og forebyggelse af syre-base balance i blodet (lactat er surt).

39. Hormonvækst. Kemisk karakter, placering og regulering af produkter, målorganer. Biokemiske virkninger.

Væksthormon syntetiseres i somatotrope celler i den forreste hypofyse. Det er et enkeltkædet polypeptid med en masse på 22.000 Dalton eller 191 aminosyrerester (forgænger 28.000 Da). Regulering af syntese og sekretion udføres af somatoliberin, brems-somatostatin.

Specifikke receptorer findes i leveren, fedtvæv, testikler, corpus luteum, hjerne, lunger og nyrer.

Biologisk handling. Kort og insulinlignende. I fedtvæv absorberes glucose og lipogenese forbedres, så forekommer den modsatte virkning af insulin og en længere forøgelse af blodfedtindholdet som følge af lipolyse. Den resulterende energi fra nedbrydning af fedtstoffer bidrager til anabolske processer. Gluconeogenese og øget absorption af aminosyrer forekommer i leveren.

Det er en antagonist af insulin, reducerer glukoseudnyttelsen af ​​perifere væv og øger glycogenindholdet i leveren på grund af glukoneogenese.

Hovedvirkningen af ​​hormonet er at øge transporten af ​​aminosyrer til musklerne. Proteinsyntese i knogler, brusk, lever. Mængden af ​​DNA og RNA for alle celler stiger.

Påvirkningen på kroppen er også forbundet med produktionen af ​​specifikke stoffer af somatomediner, som er ens i strukturen til insulin og kaldes insulinlignende vækstfaktor I og II (IHFI, II). Deres dannelse opstår, når de interagerer med celler af forskellige væv, og yderligere hæmmer de dannelsen af ​​væksthormon ved retroinhibition.

IGF 1. Dets handling består i syntese af proteiner, insulinlignende virkning (reduktion i glucosekoncentration), epifysevækst, anti-lipotisk funktion.

Virkningsmekanismen for glucagon

Glucagon påvirker hovedsagelig leveren, hvor den straks stimulerer glycogenolyse, og efter længere tid - glukoneogenese og ketogenese. Oprenset glucagonreceptor fra rotte og human lever er et glycoprotein med en mol. masse 60.000. Glucagon interagerer med receptoren og aktiverer adenylatcyklase, hvilket øger produktionen af ​​cAMP.

Glucagon fremmer nedbrydning af glycogen, proteiner og triacylglyceroler. Det hæmmer proteinsyntese og stimulerer lysosomernes aktivitet. Glucagon stimulerer lipolyse; forårsager phosphorylering og dermed aktivering af triacylglycerol lipase og hæmmer også stærkt lipogenese. Under betingelser med reduceret oxidation af glucose, der ofte ledsager virkningen af ​​glucagon, fører dette til ketogenese.

Glucagon, en af ​​de vigtigste fysiologiske antagonister af insulin, er særlig effektiv, når sidstnævnte er mangelfuld. På den anden side er det ofte ikke muligt at detektere de biologiske virkninger af insulin på leveren, hvis det ikke udsættes for glucagon.

Glucagon er et meget aktivt hormon; dets koncentration i blodet måles i picograms per ml. I modsætning hertil er den molære koncentration af adrenalin, der er nødvendig for at frembringe en sammenlignelig virkning, 30-50 gange højere end den, der skabes i blodet efter insulinhypoglykæmi. Dette udelukker ikke catecholamins rolle i forbedring af glycogenolyse, da de samtidig kan stimulere udskillelsen af ​​glucagon og hæmme udskillelsen af ​​insulin.

I reaktionerne af alpha- og beta-celler til stimulering med aminosyrer er der både ligheder og forskelle. Arginin og leucin stimulerer sekretorisk aktivitet af begge celletyper, men alanin, gluconeogenesens primære substrat stimulerer selektivt udskillelsen af ​​glucagon, men ikke insulin. Dette forekommer hensigtsmæssigt, da alanin hovedsageligt findes i blodet under fastning. (Forresten glucocorticoider, hvis udskillelse under fastning øges, sensibiliserer alfa celler til den stimulerende virkning af alanin.)

Dato tilføjet: 2015-03-23; Visninger: 1.154; ORDER SKRIVNING ARBEJDE

Pancreas hormoner

Pancreas hormoner er insulin og glucagon.

glucagon

struktur

Det er et polypeptid omfattende 29 aminosyrer med en molekylvægt på 3,5 kDa og en halveringstid på 3-6 minutter.

syntese

Det udføres i bugspytkirtelceller og i tyndtarmenes celler.

Regulering af syntese og sekretion

Aktiver: hypoglykæmi, adrenalin.
Reducer: glucose, fedtsyrer.

Handlingsmekanisme

Mål og virkninger

Slutvirkningen er en stigning i koncentrationen af ​​glucose og fedtsyrer i blodet.

Fedtvæv

  • øger aktiviteten af ​​intracellulær hormonfølsom TAG-lipase og stimulerer følgelig lipolyse.

lever

  • aktivering af gluconeogenese og glycogenolyse,
  • På grund af det øgede indtag af fedtsyrer fra fedtvæv øges ketogenese.

patologi

hyperfunktion

Glucagonoma er en sjælden neoplasma fra gruppen af ​​neuroendokrine tumorer. Patienter noterede sig hyperglykæmi og beskadigede hud og slimhinder.

insulin

struktur

Det er et polypeptid på 51 aminosyrer, en masse på 5,7 kDa, der består af to kæder A og B, indbyrdes forbundne med disulfidbroer.

syntese

Det syntetiseres i pankreaseceller som proinsulin, i denne form er det pakket i sekretoriske granuler, og insulin og C-peptid er allerede dannet her.

Regulering af syntese og sekretion

Aktiver syntese og sekretion:

  • blodglukose - hovedregulatoren, tærskelkoncentrationen for insulinsekretion - 5,5 mmol / l,
  • fedtsyrer og aminosyrer
  • påvirke n.vagus - styres af hypothalamus, hvis aktivitet bestemmes af koncentrationen af ​​blodglukose,
  • gastrointestinale hormoner: cholecystokinin, secretin, gastrin, enteroglucagon, gastrisk hæmmende polypeptid,
  • kroniske virkninger af væksthormon, glucocorticoider, østrogener, progestiner.

Reducer: indflydelsen af ​​sympatho-adrenalsystemet.

Handlingsmekanisme

Efter at insulin er bundet til receptoren, aktiveres receptorens enzymdomæne. Da den har tyrosinkinaseaktivitet, phosphorylerer den intracellulære proteiner - insulinreceptorsubstrater. Yderligere udviklinger skyldes to retninger: MAP-kinasevejen og phosphoinositol 3-kinase virkningsmekanismer.

Når de aktiveres, phosphoinositol-3-kinase mekanisme er resultatet af hurtige virkninger - gluten-4 aktivering og glucoseoptagelse i en celle, ændring i aktivitet "metabolisk 'enzym - TAG-lipase, glycogensyntase, glycogenphosphorylase, glycogenphosphorylase kinase, acetyl-SKoA carboxylase og andre.

Ved implementering af MAP-kinase-mekanismen (Mitogen-aktiveret protein) reguleres langsomme effekter - celleproliferation og differentiering, apoptose og anti-apoptose-processer.

To mekanismer for insulinvirkning

Mål og virkninger

Hurtige effekter

Hovedvirkningen er reduktionen af ​​blodglukose på grund af øget glucosetransport inden for myocyterne og adipocytterne og gennem aktivering af intracellulære glucoseudnyttelsesreaktioner.

lever

  • aktivering af glycolysenzymer (hexokinase, phosphofructokinase, pyruvatkinase) og glycogenogenese (glycogensyntase),
  • undertrykkelse af gluconeogenese,
  • forbedring af fedtsyresyntese (aktivering af acetyl-sca-carboxylase) og meget lavdensitetslipoproteiner (VLDL),
  • forøgelse af cholesterolsyntesen (aktivering af HMG-ScoA-reduktase),
  • acceleration af pentosephosphatvejen (aktivering af glucose-6-phosphatdehydrogenase),
  • hæmning af virkningerne af glucagon (aktivering af phosphodiesterase, ødelæggelse af cAMP).

muskler

  • stimulering af glucosetransport til celler (aktivering af GluT-4),
  • forøget glycogensyntese (aktivering af glycogensyntase),
  • øget transport af neutrale aminosyrer til muskler
  • stimulering af translation, (ribosomal proteinsyntese).

Fedtvæv

  • stimulering af glucosetransport til celler (aktivering af GluT-4),
  • aktivering af lipoproteinlipasesyntese og overførsel af fedtsyrer fra CM og VLDL til celler,
  • forbedring af fedtsyresyntese gennem aktivering af acetyl-SCA-carboxylase og induktion af palmitatsyntase,
  • forbedring af syntesen af ​​triacylglyceroler gennem inhibering af hormonfølsom lipase.
Langsomme effekter

Langsome virkninger er ændringer i gentranskription og oversættelseshastigheden af ​​enzymer, der er ansvarlige for metabolisme, til cellevækst og division. Dette øger syntesen af ​​enzymer af carbohydratmetabolisme (glucokinase og pyruvatkinase, glucose-6-phosphatdehydrogenase), lipidmetabolisme (ATP-citratlyase, acetyl-SKoA carboxylase, fedtsyresyntase, cytosolisk malatdehydrogenase).

Meget langsomme virkninger strækker sig i en dag og realiserer mitogenese og cellegengivelse.

patologi

hypofunktion

Insulinafhængig og ikke-insulinafhængig diabetes mellitus. At diagnosticere disse patologier i klinikken bruger aktivt stressstest og bestemmelse af koncentrationen af ​​insulin og C-peptid.

Hvad er glucagon, hormonfunktion og rate

Et vigtigt organ i vores krop er bugspytkirtlen. Hun producerer flere hormoner, der påvirker kroppens metabolisme. Disse omfatter glucagon, et stof der frigiver glucose fra celler. Derudover genererer bugspytkirtlen insulin, somatostatin og pankreatisk polypeptid. Somatostatin er ansvarlig for at begrænse produktionen af ​​somatotropin og catecholaminer (adrenalin, norepinephrin). Peptidet regulerer funktionen af ​​mave-tarmkanalen. Insulin og glucagon styrer indholdet af hovedkilden til energi - glukose, og disse 2 hormoner er direkte modsatte i aktion. Hvad er glucagon, og hvad andre funktioner har det, vil vi svare i denne artikel.

Glucagonproduktion og aktivitet

Glucagon er et peptidsubstans produceret af øerne Langerhans og andre bugspytkirtelceller. Forældrene af dette hormon er preproglucagon.

En direkte indflydelse på syntesen af ​​glucagon har glucose, der opnås af kroppen med mad. Også på syntese af hormonet er påvirket af proteinprodukter taget af mennesket under måltidet. De indeholder arginin og alanin, hvilket øger mængden af ​​det stof, der beskrives i kroppen.

Synksten af ​​glucagon påvirkes af fysisk arbejde og sport. Jo større belastningen er, desto større er hormonsyntesen. Han begynder også at arbejde hårdt under fasten. Som beskyttelsesmiddel fremstilles stoffet under stress. Dens bølge påvirkes af en stigning i niveauet af adrenalin og norepinephrin.

Glucagon tjener til at danne glucose fra aminosyreproteiner. Det giver således alle organerne i den menneskelige krop, der er nødvendige for energiens funktion. Funktionerne af glucagon omfatter:

  • nedbrydning af glykogen i leveren og musklerne, som følge af hvilken den lagrede glukose frigives i blodet og tjener til energi metabolisme;
  • splittelse af lipider (fedtstoffer), som også fører til kroppens energiforsyning;
  • dannelsen af ​​glucose fra ikke-kulhydratfødevarer;
  • sikre en stigning i blodtilførslen til nyrerne
  • højt blodtryk
  • øget hjertefrekvens
  • antispasmodisk virkning
  • en stigning i catecholaminindholdet
  • stimulering af udvindingen af ​​leverceller
  • acceleration af processen med udskillelse af natrium og fosfor;
  • magnesium udveksling regulering;
  • øget calcium i celler
  • tilbagetrækning af insulinceller.

Det skal bemærkes, at glukagon i muskler ikke tilskynder til produktion af glucose, fordi de mangler de nødvendige hormon-reaktive receptorer. Men fra listen er det klart, at stoffets rolle i vores krop er ret stor.

Glucagon og insulin - 2 krigshormoner. Insulin bruges til at akkumulere glukose i cellerne. Det produceres ved forhøjet glukose, idet den holdes i reserve. Virkningsmekanismen for glucagon er, at den frigiver glukose fra celler og sender den til organets organer til energi metabolisme. Vi må også tage i betragtning, at nogle menneskelige organer absorberer glucose, på trods af insulinets funktion. Disse omfatter hovedets hjerne, tarmene (nogle af dens sektioner), leveren, begge nyrer. For at kroppens sukkerstofskifte skal afbalanceres, er der også brug for andre hormoner - dette er cortisol, hormonet frygter hormonadrenalin, som påvirker væksten af ​​knogler og væv somatotropin.

Norm hormon og afvigelser fra det

Normen for hormonet glucagon afhænger af personens alder. Hos voksne er stikket mellem den nedre og den øvre værdi mindre. Bordet er som følger:

Plasmaferese: Hvad er det, og hvad er det til?

Komplikationer af pancreatitis