Гормон глюкагон: где вырабатывается, функции и механизм действия

Что такое глюкагон?

Ключевые элементы, которые продуцирует поджелудочная железа, – глюкагон и инсулин. Эти элементы относятся к категории биологически активных и поддерживают баланс сахара в крови.

Чтобы органы и системы работали нормально, важно следить за объемом глюкозы. После приема пищи содержание сахара в крови меняется.

Инсулин провоцирует уменьшение объема глюкозы и обеспечивает ее транспортирование в клетки. Этот гормон способствует частичной трансформации сахара. Он преобразуется в гликоген. В итоге вещество скапливается в печени и мышечных тканях в виде запасов. Стоит учитывать, что гликогеновое депо имеет ограниченные размеры. Повышенный объем сахара трансформируется в жировые отложения.

Гормон глюкагон помогает трансформировать гликоген в глюкозу при снижении ее параметров. Именно поэтому данный элемент иногда называют гормоном голода.

Где и чем продуцируется вещество?

Где синтезируется глюкагон? Вещество продуцируется клетками поджелудочной железы. Этот орган вырабатывает много важных элементов, обеспечивающих работу различных органов. Именно поэтому сбои в его работе влекут за собой довольно серьезные последствия для здоровья.

Если говорить точнее, то глюкагон вырабатывается островковым аппаратом поджелудочной железы. Он несет прямую ответственность за синтез и запасание глюкозы, и может секретироваться другими органами ЖКТ, но в гораздо меньших концентрациях.

Как продуцируется, и за что отвечает?

Механизм действия и выработки глюкагона следующий:

• организм ощущает нехватку глюкозы;
• происходит снижение показателей инсулина;
• увеличивается показатель аминокислот в крови;
• на организм воздействуют физические нагрузки повышенной интенсивности.

Под влиянием этих факторов запускается процесс синтеза гормонального элемента. Что же касается механизма действия, то есть, функций глюкагона, то главной его задачей является стимуляция выработки и повышения уровня глюкозы в крови человека. Как это происходит?

Гликоген – это вещество, которое постепенно накапливается в печеночных клетках (гепатоцитах). При создании условий, сопровождающихся активной потерей энергии или ее затратами, этот компонент, воздействия на ткани печени, запускает сложные реакции. В ходе этих реакций гликоген расщепляется, что в результате приводит к высвобождению глюкозы. Благодаря этому происходит пополнение энергетического запаса организма и снабжение его тканей кислородом.

На заметку. Среди функций глюкагона нет способности к стимуляции процесса расщепления гликогена в мышечных тканях. Это объясняется отсутствием в них специфических рецепторов, которые располагаются в гепатоцитах.

Ранее рассмотренные свойства – это еще далеко не все, что делает глюкагон в человеческом организме. На рассматриваемое вещество возложены весьма ответственные задачи, среди которых:

• активизация процесса синтеза глюкозы в тканях печени;
• торможение процесса израсходования глюкозных запасов организмом;
• повышение АД за счет воздействия на частоту сердечных сокращений;
• увеличение расходования жировых резервов организма.

Помимо этого, гормон глюкагон обеспечивает нормальное протекание процесса синтеза инсулина. Действие этого вещества, как известно, направлено на предотвращение чрезмерной выработки глюкозы и повышения ее уровня в крови.

Помимо этого, гормон поджелудочной железы глюкагон способствует активному формированию кетоновых тел. Это вещества, которые снабжают организм человека энергией в случае, когда ее взять больше неоткуда. Иными словами, кетоновые тела являются заменителем глюкозы. Именно поэтому глюкагон – это гормон, нехватка которого, да еще и на фоне сахарного диабета, сопровождающегося дефицитом глюкозы, может иметь весьма серьезные и тяжелые последствия.

Помимо всего прочего, под влиянием данного компонента происходит мобилизация организма в случае экстремальных условий. Достигается такой эффект за счет повышения в крови человека веществ, отвечающих за выработку энергии. Прежде всего, это глюкоза, жирные кислоты, и ранее упомянутые кетоновые тела.

Немаловажное значение имеет и биохимия глюкагона. Если рассматривать данный гормон с этой стороны, то суть его влияния заключается в:

• стимуляции почечного кровообращения;
• поддержании водно-электролитного баланса в организме, которое достигается благодаря активному выведению натрия;
• запуске и регуляции процессов регенерации печеночных тканей;
• ускорении высвобождения клеточного инсулина;
• повышении концентрации кальция в организме.

Таковым является действие глюкагона, и его роль в организме. Его нехватка и дефицит заслуживают особого внимания, поскольку могут указывать на проблемы со здоровьем. Хотя иногда колебание показателей вещества бывает и безопасным.

Фармакологическое действие гормона поджелудочной железы

Аналог натурального гормона получают при помощи генной инженерии или используют пептид животного происхождения. Этот препарат «Глюкаген» обладает такими же свойствами, что и естественный гормон: повышает сахар крови, активизирует кровообращение в мышечной ткани, тормозит сокращения стенок желудка и кишечника, снимает спазмы органов пищеварения.

Фармакологический эффект (распад гликогена) проявляется через 5-10 минут после введения в вену, 15 минут необходимо для повышения концентрации глюкозы при внутримышечном поступлении. Если ввести «Глюкагон» подкожно, то первые результаты будут только через полчаса. Высокий уровень сахара после инъекции держится примерно полтора часа.

Эффективность средства зависит от того, насколько много имеется в печени гликогена. Поэтому у пациентов, которые голодали или находились на низкокалорийной диете, возрастания глюкозы не происходит. Нецелесообразно его вводить и при хронически пониженном сахаре из-за надпочечниковой недостаточности, опухоли (инсулиномы), алкоголизме.

Рекомендуем почитать:  Глюкозотолерантный тест (ГТТ): нормы, расшифровка, как проходит

Роль инсулина в обмене глюкозы

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.

Механизм действия

Главными потребителями сахара являются почки, кишечник, мозг и печень. Стоит учитывать, что нервная система расходует 4 г вещества в час. Потому так важно контролировать ее нормальные объемы.

Гликоген представляет собой вещество, которое преимущественно хранится в печени. Этот запас составляет примерно 200 г. При дефиците глюкозы или потребности в дополнительной энергии происходит распад гликогена. В результате кровь насыщается глюкозой.

Такого объема хватает примерно на 40 минут. Поэтому спортсмены нередко говорят, что жировые отложения начинают сгорать лишь через 30 минут тренировки, когда запасы энергии в форме сахара и гликогена потрачены.

Поджелудочная железа принадлежит к категории органов смешанной секреции. Она продуцирует кишечный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку и вырабатывает несколько гормонов. Потому ее ткань имеет разную структуру с анатомической и функциональной точки зрения.

В островках Лангерганса органа происходит выработка глюкагона. За это отвечают альфа-клетки. Также элемент продуцируется и иными клетками пищеварительных органов.

Секреция глюкагона зависит от ряда факторов:

• Уменьшение уровня глюкозы до критических параметров;
• Уровень инсулина;
• Повышения уровня аминокислот в организме – прежде всего аргинина и аланина;
• Высокие физические нагрузки.

Функции глюкагона помогают решать важные задачи:

• Усиливают кровоток в тканях почек;
• Поддерживают оптимальный баланс электролитов – это достигается благодаря повышению темпов выведения натрия, за счет чего нормализуется работа сердца и сосудов;
• Активизирует высвобождение инсулина из клеток;
• Восстанавливает ткани печени;
• Увеличивает уровень кальция в клетках.

Под воздействием стрессов, при появлении угрозы жизни или здоровью возникают другие эффекты гормона. В этом случае глюкагон быстро расщепляет гликоген.

Это помогает увеличить содержание глюкозы, стимулировать попадание кислорода и снабдить мышечные ткани дополнительной энергией. Чтобы поддерживать баланс сахара в норме, глюкагон вступает во взаимодействие с другими гормонами. К ним относятся соматотропин и кортизол.

Строение и функции органа

Поджелудочная железа – это самая крупная железа из всех, что имеются в человеческом организме. Она имеет вытянутую форму и располагается за желудком, тесно прилегая к двенадцатиперстной кишке и селезенки. Ее длина у взрослого человека составляет 13-20 см, а вес приблизительно равен 60-80 г.

Железа состоит из 3 основных частей – головки, тела и хвоста, на которых располагаются многочисленные островки, выделяемые определенные пищеварительные вещества и гормоны. Кроме этого, в структурных тканях этого органа также присутствуют нервные окончания и ганглии, сосуды и выводные протоки, обеспечивающие отток пищеварительных ферментов и прочих вырабатываемых поджелудочной веществ в 12-перстную кишку.

Рекомендуем почитать:  Ожирение 1 степени: сколько кг нужно перебрать, как выглядит, лечение и последствия

Учитывая то, что островков поджелудочной железы много и все они выполняют свои функции, этот орган подразделяют на две основные части:

• эндокринную,
• экзокринную.

Эндокринная часть

В эндокринной части находится множество островков, которые условно подразделяют на панкреатические и островки Лангерганса. Их отличие заключается не только в клеточном строении, но в морфологических, а также физико-химических свойствах. В составе островков Лангерганса находятся эндокринные клетки, которые являются ответственными за выработку определенных гормонов, без которых регуляция обменных процессов в организме становится невозможной.

Островки Лангерганса поджелудочной железы

И если говорить о том, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, а вернее, ее островки Лангерганса, то следует выделить следующие:

• инсулин;
• глюкагон;
• с-пептид;
• соматостатин;
• тиролиберин;
• гастрин.

При этом все эндокринные клетки поджелудочной железы имеют свои отличия и названия:

• Альфа-клетки. Они занимают практически 20% от общего числа клеток поджелудочной. Их основная функция – выработка глюкагона.
• Бета-клетки. Они составляют основную часть железы и занимают 70% от общего числа клеток этого органа. Их функция заключается в синтезе инсулина, который является ответственным за расщепление и транспортировку глюкозы в ткани организма. Однако несмотря на свою численность, бета-клетки являются самыми уязвимыми. Под влиянием негативных факторов (возраста, неправильных пищевых привычек и т.д.) их функциональность нарушается и они повреждаются, что и является основной причиной возникновения различных проблем со здоровьем.
• Дельта-клетки. Их количество очень маленькое. Занимают они всего 5-10% от общего числа клеток поджелудочной. Занимаются продуцированием соматостатина.
• РР-клетки. Занимают малую часть поджелудочной железы (около 2-5%) и способствуют синтезу панкреатического полипептида.

Роль гормонов в организме, вырабатывающихся эндокринной частью поджелудочной, занимает не последнее место. Рассказывая о функциях эндокринных клеток железы, нельзя не сказать еще об одном важном гормоне – с-пептиде, который регулирует обмен углеводов и является молекулой инсулина. Недостаток именно этого гормона часто становится причиной нарушения углеводного обмена и развития различных заболеваний, среди которых находится и сахарный диабет, имеющий большую распространенность среди людей в возрасте 30-45 лет.

Экзокринная часть

Экзокринная часть поджелудочной железы состоит из выводных протоков, через которые все пищеварительные ферменты, вырабатываемые этим органом, непосредственно попадают в 12-перстную кишку. При этом количество этих протоков просто огромное. Оно составляет практически 95% от общей массы железы.

Строение экзокринной части поджелудочной

Клетки, из которых состоит экзокринная часть поджелудочной, выполняют очень важную функцию. Именно они осуществляют синтез панкреатического сока, в составе которого находятся необходимые для переваривания пищи и нормального усвоения питательных веществ ферменты.

Как глюкагон работает с инсулином

Глюкагон и инсулин — два гормона, которые работают вместе, чтобы контролировать уровень сахара в крови, но они имеют противоположные эффекты.

Глюкагон выделяется, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, а инсулин — когда уровень сахара в крови становится слишком высоким.

В случае гипогликемии, высвобождение глюкагона стимулируется для того, чтобы исправить дисбаланс. Это может произойти, когда человек постился в течение длительного периода времени или когда употреблял много белковых продуктов.

Норма и отклонения в организме

Анализ крови на содержание глюкагона эндокринологи назначают достаточно редко. В основном он нужен при необходимости исключить новообразование поджелудочной железы. Потому что опухоль может быть причиной высокого уровня сахара в крови.

Исследование проводится на голодный желудок, не рекомендуется утром в день диагностики вводить инсулин или применять другие гормональные средства. Возможность их отмены определяется лечащим врачом. Если невозможно отказаться от препаратов, то в бланке направления нужно указать полный список медикаментов и их дозу.

Смотрите на видео о функциях глюкагона в организме:

Нормой для взрослых является интервал от 20 до 100 пг/мл. Повлиять на результаты может интенсивная физическая нагрузка в день обследования, стресс, недостаточное поступление пищи, рентгенологическая или лучевая диагностика за двое суток до сдачи анализа. Ложное повышение глюкагона вызывает применение инсулина, гидрокортизона, адреналина, нифедипина, а снижение – бета-блокаторов.

Увеличение содержания бывает при глюкагономе – в 9-75 раз, диабете – в 15-20 раз, почечной недостаточности – в пять раз.

Высокий уровень гормона встречается при:

• инфекциях, травмах, обширных ожогах, оперативных вмешательствах;
• остром снижении сахара крови преимущественно после введения большой дозы инсулина;
• повышении содержания холестерина в крови;
• наследственном повышенном синтезе;
• циррозе печени, разрушении поджелудочной железы;
• заболеваниях надпочечников или гипофиза.

Снижение уровня глюкагона обнаруживают при удалении поджелудочной железы, длительном воспалительном процессе в ней, опухолевом разрушении.

Что происходит у диабетика

Так как у диабетиков инсулин не вырабатывается или вырабатывается, но в недостаточном количестве, то функция регуляции сахара крови ложится на плечи человека. Говорить о той же скорости и точности, с которой здоровый организм корректирует уровень глюкозы, не приходится, хотя бы потому, что искусственный инсулин вводится в подкожно-жировую клетчатку, ему нужно время, чтобы попасть в кровь и начать действовать.

Рекомендуем почитать:  Гормон ренин: за что отвечает, норма, причины повышения

Если человек с диабетом просчитался с углеводами, переколол инсулина, не учел физическую нагрузку и т.д., случается гипогликемия. Тогда на помощь приходит глюкагон. Датчики видят недостаток сахара, вырабатывается глюкагон, он стимулирует распад глюкозы в печени, из органа глюкоза попадает в кровь, сахар повышается. Одно НО: сколько глюкозы выбросит печень — неизвестно, именно поэтому после не купированной вовремя гипо иногда случается гипер. И все же, несмотря на это “НО”, не будем недооценивать глюкагон, ведь именно он спасает диабетика от тяжелой гипогликемии.

Чтобы максимально точно имитировать работу здоровой поджелудочной железы, люди с диабетом должны: часто проверять уровень сахара крови, чтобы рассчитать дозировку лекарства/своевременно подколоть инсулин/съесть быстрые углеводы; точно подсчитывать углеводы и знать свои коэффициенты; потреблять достаточное количество углеводов, чтобы в печени и мышцах всегда были запасы глюкозы.

Повышенный уровень

Повышенная секреция глюкагона связана гиперфункцией поджелудочной железы, которую вызывают следующие патологии:

• опухоли в зоне альфа-клеток (глюкагонома);
• острый воспалительный процесс в тканях поджелудочной (панкреатит);
• разрушение клеток печени (цирроз);
• хроническая почечная недостаточность;
• сахарный диабет первого типа;
• синдром Кушинга.

Любые стрессовые ситуации (в том числе, операции, травмы, ожоги), острая гипогликемия (низкая концентрация глюкозы), преобладание в рационе белковой пищи вызывают повышение уровня глюкагона, и функции большинства физиологических систем нарушаются.

Пониженный уровень

Дефицит глюкагона наблюдается после операции по удалению поджелудочной железы (панкреатэктомии). Гормон является своеобразным стимулятором поступления в кровь необходимых веществ и поддержания гомеостаза. Пониженный уровень гормона наблюдается при муковисцидозе (генетической патологии, связанной с поражением желез внешней секреции), панкреатите в хронической форме.

Анализы – норма – как сдавать

Норма:

Состояние, когда глюкагон образуется в избыточном количестве, имеет серьезные последствия. Происходит перенасыщение организма глюкозой, жирными кислотами. Единичные случаи не опасны, но частые увеличения концентрации гормона вызывают тахикардию, гипертонию, другие сердечные патологии. Риск развития злокачественных новообразований – самое серьезное осложнение.

Недостаток глюкагона в течение длительного времени приводит к снижению работоспособности, головокружениям, помутнению сознания, тремору конечностей, судорогам, слабости, тошноте.

Для анализа гормона берут забор венозной крови. Для получения достоверных результатов к нему нужно правильно подготовиться:

• За 10-12 часов до исследования воздержаться от приема пищи.
• Исключить прием инсулина, катехоламинов и других лекарственных средств, который влияют на показатели. Если прием препаратов отменить нельзя, это указывают в направлении на анализ.
• Перед забором крови пациенту необходимо в течение 30 минут полежать и расслабиться.

Показания к применению медицинского препарата

Действие гормона на концентрацию глюкозы и гликогена используют для лечения различных патологий. Показания к применению медицинского препарата следующие:

• тяжелая гипогликемия, когда глюкозу невозможно ввести с помощью капельницы;
• подавление моторики органов ЖКТ при лучевой диагностике;
• больным с психическими нарушениями в качестве шоковой терапии;
• острый дивертикулит (воспаление кишечника с образование мешкообразных выпячиваний);
• патологии желчевыводящих путей;
• для расслабления гладкой мускулатуры кишечника.

Противопоказания

Препарат глюкагон противопоказан при некоторых заболеваниях:

• гиперчувствительность к компонентам лекарственного средства;
• гипергликемия (высокая концентрация глюкозы в крови);
• инсулинома (доброкачественная, реже злокачественная, опухоль островков Лангерганса поджелудочной железы);
• феохромоцитома (гормонально активное новообразование, которое провоцирует повышенную секрецию катехоламинов).

Глюкагон или «гормон голода» секретирует поджелудочная железа. Он является антагонистом инсулина и принимает активное участие в поддержании сахарного равновесия в крови. Дефицит и недостаток гормона вызывает различные патологии.

Краткие итоги

Так, что такое глюкагон? Это гормон ПЖЖ, который принимает участие в важных для полноценной жизнедеятельности всего организма процессах. Анализ на этот компонент проводится по строгим показаниям, но если врач его назначает, то во многих случаях отклонения в показателях в сторону повышения или снижения, все же, имеют место.

Источники:

• https://gb4miass74.ru/narodnaya-medicina/kakaya-zheleza-vyrabatyvaet-glyukagon.html
• https://vseproanalizy.ru/gormon-glyukagon.html
• https://endokrinolog.online/gljukagon-gormon/
• https://blisswoman.ru/zdorove/glyukagon-rol-v-organizme-i-vzaimodejstvie-s-insulinom/
• https://diamarka.com/sale/insulin_i_glyukagon_vragi_ili_soyuzniki/
• https://gormonal.ru/glyukagon/vse-pro-glukagon

Частые вопросы

Где вырабатывается гормон глюкагон?

Гормон глюкагон вырабатывается а-клетками поджелудочной железы.

Каковы функции гормона глюкагон?

Гормон глюкагон увеличивает уровень глюкозы в крови путем стимуляции высвобождения гликогена из печени и увеличения глюконеогенеза.

Каков механизм действия гормона глюкагон?

Глюкагон действует путем связывания с специфическими рецепторами на клетках печени, что приводит к активации внутриклеточных сигнальных путей, стимулирующих высвобождение глюкозы в кровь.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Понимание механизма действия гормона глюкагона поможет вам осознать его роль в организме. Изучите статью внимательно, обращая внимание на то, как глюкагон вырабатывается и каким образом он влияет на уровень глюкозы в крови.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на функции гормона глюкагона и его взаимодействие с инсулином. Понимание этого взаимодействия поможет вам осознать важность баланса между этими двумя гормонами для поддержания нормального уровня глюкозы в крови.