Гормональне регулювання біології обміну речовин для спеціальностей II
Рівень глюкози в крові сильно варіюється протягом доби, оскільки періоди споживання їжі чергуються з періодами голодування. Інсулін та глюкагон - це два гормони, які головним чином відповідають за підтримку гомеостазу рівня глюкози в крові. Додаткове регулювання опосередковується гормонами щитовидної залози.
Регулювання рівня глюкози в крові за допомогою інсуліну та глюкагону
Ця анімація описує роль інсуліну та підшлункової залози у діабеті.
Рисунок 1. Показані основні симптоми діабету. (кредит: модифікація твору Мікаеля Хеггстрьома)
Порушення функції інсуліну може призвести до стану, який називається цукровий діабет, основні симптоми яких проілюстровані на малюнку 1. Це може бути спричинено низьким рівнем продукування інсуліну бета-клітинами підшлункової залози або зниженою чутливістю клітин тканин до інсуліну. Це запобігає поглинанню глюкози клітинами, викликаючи високий рівень глюкози в крові, або гіперглікемія (високий цукор). Високий рівень глюкози в крові ускладнює ниркам відновлення всієї глюкози із зароджується сечі, в результаті чого глюкоза втрачається в сечі. Високий рівень глюкози також призводить до того, що менша кількість води реабсорбується нирками, в результаті чого утворюється велика кількість сечі; це може призвести до зневоднення. З часом високий рівень глюкози в крові може спричинити пошкодження очей та периферичних тканин тіла, а також пошкодження нирок та серцево-судинної системи. Може призвести до надмірної секреції інсуліну гіпоглікемія, низький рівень глюкози в крові. Це спричиняє недостатню доступність глюкози для клітин, що часто призводить до м’язової слабкості, а іноді може призвести до втрати свідомості або смерті, якщо її не лікувати.
Коли рівень глюкози в крові знижується нижче норми, наприклад між їжею або коли глюкоза швидко використовується під час фізичних вправ, гормон глюкагон звільняється з альфа-клітин підшлункової залози. Глюкагон підвищує рівень глюкози в крові, викликаючи так званий гіперглікемічний ефект, стимулюючи розпад глікогену до глюкози в клітинах скелетних м'язів і клітинах печінки в процесі, який називається глікогеноліз. Потім глюкоза може бути використана як енергія клітинами м’язів і випущена в кровообіг клітинами печінки. Глюкагон також стимулює поглинання амінокислот з крові печінкою, яка потім перетворює їх в глюкозу. Цей процес синтезу глюкози називається глюконеогенез. Глюкагон також стимулює жирові клітини виділяти жирні кислоти в кров. Ці дії, опосередковані глюкагоном, призводять до підвищення рівня глюкози в крові до нормального гомеостатичного рівня. Підвищення рівня глюкози в крові пригнічує подальше вивільнення глюкагону підшлунковою залозою за допомогою механізму негативного зворотного зв’язку. Таким чином, інсулін та глюкагон працюють разом для підтримки гомеостатичного рівня глюкози, як показано на малюнку 2.