Reglarea hormonală a biologiei metabolismului pentru majori II
Nivelul glicemiei variază foarte mult pe parcursul unei zile, deoarece perioadele de consum alimentar alternează cu perioadele de post. Insulina și glucagonul sunt cei doi hormoni responsabili în primul rând de menținerea homeostaziei nivelurilor de glucoză din sânge. Reglarea suplimentară este mediată de hormonii tiroidieni.
Reglarea nivelurilor de glucoză din sânge de insulină și glucagon
Această animație descrie rolul insulinei și al pancreasului în diabet.
Figura 1. Sunt prezentate principalele simptome ale diabetului. (credit: modificarea lucrării de către Mikael Häggström)
Insuficiența funcției insulinei poate duce la o afecțiune numită diabetul zaharat, principalele simptome ale acestora sunt ilustrate în Figura 1. Acest lucru poate fi cauzat de nivelurile scăzute de producție de insulină de către celulele beta ale pancreasului sau de sensibilitatea redusă a celulelor țesutului la insulină. Acest lucru împiedică absorbția glucozei de către celule, provocând niveluri ridicate de glucoză din sânge sau hiperglicemie (zahar ridicat). Nivelurile ridicate de glucoză din sânge fac dificilă recuperarea de către rinichi a tuturor glucozei din urina născută, ducând la pierderea glucozei în urină. Nivelurile ridicate de glucoză au ca rezultat și mai puțină apă reabsorbită de rinichi, determinând producerea unor cantități mari de urină; acest lucru poate duce la deshidratare. În timp, nivelurile ridicate de glucoză din sânge pot provoca leziuni ale nervilor la nivelul ochilor și țesuturilor periferice ale corpului, precum și leziuni ale rinichilor și ale sistemului cardiovascular. Suprasecreția insulinei poate provoca hipoglicemie, niveluri scăzute ale glicemiei. Acest lucru determină disponibilitatea insuficientă a glucozei către celule, ceea ce duce deseori la slăbiciune musculară și poate provoca uneori inconștiență sau moarte dacă nu este tratată.
Când nivelul glicemiei scade sub nivelurile normale, de exemplu între mese sau când glucoza este utilizată rapid în timpul efortului, hormonul glucagon este eliberat din celulele alfa ale pancreasului. Glucagonul crește nivelul glicemiei, provocând ceea ce se numește efect hiperglicemic, prin stimularea descompunerii glicogenului în glucoză în celulele musculare scheletice și celulele hepatice într-un proces numit glicogenoliza. Glucoza poate fi utilizată ca energie de către celulele musculare și eliberată în circulație de către celulele hepatice. Glucagonul stimulează, de asemenea, absorbția aminoacizilor din sânge de către ficat, care apoi îi transformă în glucoză. Acest proces de sinteză a glucozei se numește gluconeogeneză. Glucagonul stimulează, de asemenea, celulele adipoase să elibereze acizi grași în sânge. Aceste acțiuni mediate de glucagon au ca rezultat o creștere a nivelului de glucoză din sânge până la nivelurile homeostatice normale. Creșterea nivelului de glucoză din sânge inhibă eliberarea ulterioară a glucagonului de către pancreas printr-un mecanism de feedback negativ. În acest fel, insulina și glucagonul lucrează împreună pentru a menține nivelurile homeostatice de glucoză, așa cum se arată în Figura 2.