Jak działają w organizmie insulina i glukagon?

Komórki wysepkowe znajdujące się w trzustce uwalniają insulinę i glukagon. Trzustka zawiera skupiska komórek wysepkowych (Langerhansa) kilku typów, w tym komórki alfa, odpowiedzialne za uwalnianie glukagonu, i komórki beta dla insuliny.

Hormony insulina i glukagon regulują poziom cukru we krwi w organizmie. Jeśli poziom jednego z hormonów waha się od swojego optymalnego zakresu, skutkuje to wahaniami poziomu cukru we krwi.

Organizm wytwarza glukozę z węglowodanów pokarmowych, która jest istotnym cukrem dostarczającym energii do organizmu. Poziom cukru we krwi mówi o zdrowiu organizmu i sprawności w wykorzystywaniu glukozy. Jego poziom waha się w ciągu dnia, ale insulina i glukagon regulują go w zdrowym zakresie.

Poziom cukru we krwi pozostaje wysoki, gdy organizm nie przetwarza wystarczającej ilości glukozy. Insulina obniża ten poziom poprzez wchłanianie glukozy i wykorzystywanie jej energii do prawidłowego funkcjonowania komórek. Kiedy poziom cukru we krwi spada, trzustka uwalnia glukagon, który sygnalizuje wątrobie uwolnienie zmagazynowanej glukozy i normalizuje poziom cukru we krwi.

Omówmy, jak działają razem, aby utrzymać poziom glukozy we krwi w optymalnym punkcie.

1. Jak działa insulina w organizmie?

Żywność zawiera węglowodany, które podczas trawienia są przekształcane w glukozę. Większość jej porcji trafia do krwiobiegu, co skutkuje wyższym niż zwykle poziomem glukozy we krwi. Glukoza jest podstawowym źródłem energii dla komórek. Insulina pozwala komórkom mięśni, wątroby i tkanek tłuszczowych (tłuszczów) na wchłanianie tych cząsteczek i wykorzystywanie ich do doskonałej wydajności w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu. Wyższy poziom cukru we krwi sygnalizuje trzustce rozpoczęcie produkcji insuliny, która ostatecznie prosi komórki o przyjęcie maksymalnej jej ilości. Poziom glukozy we krwi spada, ponieważ komórki ją zużywają.

Komórki potrzebują energii do wykonywania zadań komórkowych, ale większość z nich nie może tego zrobić bez insuliny, umożliwiającej glukozie dostęp do komórek. Przyczepia się ona w miejscach receptorów insulinowych na powierzchni komórki, instruując komórki do otwarcia się na wejście cząsteczek glukozy.

Insulina pozostaje w komórkach na niskim poziomie, a skok jej poziomu sygnalizuje wątrobie wysoki poziom glukozy we krwi. W rezultacie wątroba wchłania nadmiar glukozy, przekształcając ją w glikogen, czyli zmagazynowaną formę glukozy. Bez insuliny komórki nie mogą wykorzystać glukozy jako paliwa i zaczynają źle funkcjonować.

Przy niskim poziomie cukru glukagon sygnalizuje wątrobie, aby przekształciła glikogen w glukozę, aby ponownie utrzymać poziom glukozy we krwi.

Insulina jest również odpowiedzialna za leczenie urazu poprzez przyznanie aminokwasów do mięśni. Te pomagają budować białka w tkankach mięśniowych. Oznacza to, że niski poziom insuliny może zakłócić moc leczniczą mięśni. Ponadto, w swoim działaniu metabolicznym, zatrzymuje rozpad białek i tłuszczów.

2. Jak kontroluje się działanie insuliny?

Podstawową funkcją insuliny jest wprowadzenie glukozy do komórek i utrzymanie jej regularnej dostępności we krwi do dalszego wykorzystania. Proces ten jest regulowany u zdrowych ludzi w celu stworzenia równowagi w przyjmowaniu pokarmów i zaspokojenia potrzeb organizmu. Inne hormony znajdujące się w wątrobie i jelitach regulują ten złożony proces za pomocą różnych hormonów.

Nasz organizm zwiększa poziom glukozy we krwi poprzez wchłanianie jej z jelit i uwalnianie do krwiobiegu. Ten wzrost powoduje uwalnianie insuliny, aby przenieść tę glukozę do komórek. Produkcja insuliny staje się niższa po wprowadzeniu do komórek odpowiedniej ilości glukozy. Jednak białka i inne hormony jelitowe również powodują uwalnianie insuliny.

Adrenalina, hormon uwalniany podczas stresu, źle wpływa na wydzielanie insuliny i zachowuje wyższy poziom cukru we krwi, aby poradzić sobie ze stresem.

3. Jak działa glukagon w organizmie?

Komórki alfa są odpowiedzialne za wydzielanie glukagonu otaczającego komórki beta, uwalniające insulinę, tworząc między nimi solidny związek. Glikogen przeciwdziała, aby zminimalizować skutki działania insuliny. Glukagon odgrywa swoją rolę na kilka sposobów:

3.1. Glikogenoliza

W wyniku przemiany glikogenu w glukozę w wątrobie jest ona bezpośrednio uwalniana do krwiobiegu.

3.2. Glukoneogeneza

Proces, w którym cząsteczki aminokwasów są przekształcane w glukozę.

3.3. Homeostaza poprzez utrzymywanie poziomu cukru

Obniża magazynowanie glukozy przez wątrobę i wydzielanie jej do krwi w celu utrzymania poziomu glukozy.

Złe odżywianie lub pomijanie posiłków prowadzi do obniżenia poziomu cukru. Ponadto, po pięciu do sześciu godzinach, poziom cukru we krwi spada, sygnalizując trzustce uwolnienie glukagonu. Wątroba przechowuje nadmiar glukozy, gdy jest obecna, aby zasilić komórki, gdy organizm jej potrzebuje. Ponadto, wątroba zapewnia utrzymanie poziomu glukozy podczas snu, treningów i posiłków.

Komórki wysepek uwalniają glukagon przy niskim poziomie glukozy, który ostatecznie sygnalizuje wątrobie, aby przekształciła zmagazynowany glikogen w glukozę, udostępniając ją w krwiobiegu do wchłonięcia przez komórki. Teraz insulina przyczepia się do miejsc receptorowych na komórkach i pozwala glukozie wejść do komórek.

Glukagon działa również na tkanki tłuszczowe i w razie potrzeby rozbija przechowywane w krwiobiegu tłuszcze.

4. Jak kontroluje się działanie glukagonu?

Niski poziom cukru we krwi, hormony adrenaliny i pokarm bogaty w białko stymulują wydzielanie glukagonu. Komórki trzustki wykrywają zapotrzebowanie na paliwo (glukozę) oraz liczbę węglowodanów w posiłkach, aby zdecydować, czy organizm potrzebuje glukagonu, czy nie. Ponadto jego obecność jest korzystna przez dłuższy czas, ponieważ zaczyna on przekształcać tłuszcze w glukozę w warunkach ograniczonego zaopatrzenia organizmu w cukier.

5. Jak działają razem insulina i glukagon?

Trzustka uwalnia glukagon, aby zatrzymać poziom cukru we krwi spadający zbyt nisko w stanie zwanym hipoglikemią oraz insulinę w hiperglikemii, aby zatrzymać dalszy wzrost poziomu glukozy we krwi.

Oba hormony działają w sposób cykliczny, znany jako sposób ujemnego sprzężenia zwrotnego. Glukagon polega na zwiększaniu poziomu cukru we krwi, natomiast insulina obniża go, pomagając komórkom wykorzystać nadmiar glukozy. Ta pętla jest w ciągłym ruchu, zapewniając odpowiednią dostępność dostaw glukozy do komórek.