Поджелудочная железа регулирует глюкозу
Гормон глюкагон образуется в поджелудочной железе. Вместе с инсулином регулирует содержание глюкозы крови. Но функции глюкагона прямо противоположные. Он повышает уровень сахара за счет влияния на печень. За четыре часа он может полностью истощить депо печеночных запасов.
Глюкагон высвобождает глюкозу из депо и дает команду печени на образование собственной из аминокислот и жиров при недостаточном поступлении с пищей. Инсулин помогает глюкозным молекулам проникать в клетки и включаться в процессы окисления.
Поступившая пища может сразу пойти на образования энергии или откладываться в запасы жира и гликогена. Организм выбирает вариант благодаря инсулин-глюкагоновому индексу. Если он низкий (повышен глюкагон), то пища будет перерабатываться, а при высоком (много инсулина) большая часть будет отложена в жировую ткань.
Второе направление его действия – усиленное образование новой глюкозы из жира и белка. Глюкагон участвует в таких процессах:
- активизация сокращений сердечной мышцы;
- повышение артериального давления;
- учащение пульса;
- улучшение притока крови к скелетной мускулатуре;
- снижение запасов жира и белка, распад их до составляющих частей для преобразования в глюкозу.
Все эти реакции совпадают с эффектами кортизола и адреналина. Гормон является участником ответа организма на стресс, который образно назван «бей или беги». Он также стимулирует выброс гормонов надпочечниками и повышает чувствительность тканей к ним.
Аналог натурального гормона получают при помощи генной инженерии или используют пептид животного происхождения. Препарат «Глюкаген» обладает свойствами естественного гормона: повышает сахар крови, активизирует кровообращение в мышечной ткани, тормозит сокращения стенок желудка и кишечника, снимает спазмы органов пищеварения.
Препарат «Глюкаген»
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 (инсулинома), алкоголизме.
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. Если невозможно отказаться от препаратов, то в бланке направления нужно указать полный список медикаментов и их дозу.
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 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 (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.
Показания к назначению «Глюкагона»:
- чаще всего гормон в инъекциях вводится при резком падении сахара крови – гипогликемии, гипогликемической коме;
- рентгенография желудка с барием;
- ангиография – контрастирование сосудов;
- томография – компьютерная или магнитно-резонансная;
- сканирование с мечеными эритроцитами (выявление кровотечения);
- введение контраста в матку и яичники;
- инородное тело в пищеводе;
- отравление блокаторами кальциевых каналов или бета-адренорецепторов.
Для экстренного повышения сахара крови применяются внутривенные или внутримышечные инъекции по 1 мг. При отсутствии результата их повторяют через 15 минут.
Гормон противопоказан при опухоли надпочечников или поджелудочной железы, аллергии к животным белкам, индивидуальной непереносимости, высокой концентрации глюкозы в крови. К побочным эффектам относятся:
- снижение аппетита, тошнота;
- слабость и боли в мышцах;
- нарушения сердечного ритма;
- судороги конечностей;
- высыпания, кожный зуд;
- болезненность при взгляде на источник света;
- одышка, приступ удушья.
Слабость и боли в мышцах
Если упрощенно представить биологические эффект от поступления пищи, то скорость образования гормонов будет следующей:
- в рационе мало углеводов, преобладает белок – повышается глюкагон;
- поступают в основном углеводы (выпечка, фрукты) – увеличивается синтез инсулина;
- в пище много растительной клетчатки и жира, например, овощных салатов с растительным маслом – не повышается ни инсулин, ни глюкагон, индекс остается исходным.
Для оптимального рациона и нормального гормонального фона ни один из этих вариантов не подходит. Достаточное образование энергии и баланс гормонов бывает только при правильном распределении элементов питания: половина углеводов, 30% белков и 20% жиров. Любые перекосы в диете не дают возможности достичь необходимого результата.
Читайте подробнее в нашей статье о гормоне глюкагон.
Основные функции гормона глюкагона
Этот белок образуется в поджелудочной железе. Его вырабатывают альфа-клетки ее островковой части. Вместе с инсулином глюкагон регулирует содержание глюкозы крови. Но функции глюкагона прямо противоположные: он повышает уровень сахара за счет влияния на печень. При соединении с глюкагоновыми рецепторами этот гормон стимулирует распад гликогена до молекул глюкозы. За четыре часа он может полностью истощить депо печеночных запасов.
Второе направление его действия – усиленное образование новой глюкозы из жира и белка. Кроме основного биологического эффекта – насыщения крови сахаром для последующего превращения в энергию ̶ глюкагон участвует в таких процессах,как:
- активизация сокращений сердечной мышцы;
- повышение артериального давления;
- учащение пульса;
- улучшение притока крови к скелетной мускулатуре;
- снижение запасов жира и белка, распад их до составляющих частей для преобразования в глюкозу.
Все эти реакции совпадают с эффектами кортизола и адреналина. Поэтому глюкагон является полноправным участником ответа организма на стресс, которая образно названа «бей или беги». Он также стимулирует выброс гормонов надпочечников и повышает чувствительность тканей к ним.
Рекомендуем прочитать статью о контринсулярных гормонах. Из нее вы узнаете о том, что представляют собой контринсулярные гормоны, роли в организме, механизме их действия, а также о диагностическом значение уровня контринсулярных гормонов.
А здесь подробнее о гормоне адреналин.
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.
Взаимосвязь с инсулином
От инсулина и глюкагона зависит, насколько организм получает энергию для функционирования. Глюкагон высвобождает глюкозу из депо и дает команду печени на образование собственной из аминокислот и жиров при недостаточном поступлении с пищей. Инсулин помогает глюкозным молекулам проникать в клетки и включаться в процессы окисления.
Поступившая пища может сразу пойти на образования энергии или откладываться в запасы жира и гликогена. Организм выбирает один из этих двух путей на основании соотношения инсулина и глюкагона – инсулин-глюкагонового индекса. Если он низкий (повышен глюкагон), то пища будет перерабатываться, а при высоком (много инсулина) большая часть будет отложена в жировую ткань.
Дефицит инсулина при сахарном диабете способствует возрастанию концентрации глюкагона, что тормозит использование глюкозы из пищи, она остается в крови. Одновременно ускоряется расщепление гликогена и продукция новых молекул глюкозы.
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.
Показания к назначению «Глюкагона»
Чаще всего гормон в инъекциях вводится при резком падении сахара крови – гипогликемии, гипогликемической коме. Препарат показан при диагностических исследованиях:
- рентгенографии желудка с барием;
- ангиографии (контрастировании сосудов);
- томографии – компьютерной или магнитно-резонансной;
- сканировании с мечеными эритроцитами (выявление кровотечения);
- введении контраста в матку и яичники.
Глюкагон назначают также при попадании инородного тела в пищевод, отравлении блокаторами кальциевых каналов или бета-адренорецепторов. Путь введения и доза зависят от клинической ситуации. Для экстренного повышения сахара крови применяются внутривенные или внутримышечные инъекции по 1 мг. При отсутствии результата их повторяют через 15 минут.
Гормон противопоказан при опухоли надпочечников или поджелудочной железы, аллергии к животным белкам, индивидуальной непереносимости, высокой концентрации глюкозы в крови.
К побочным эффектам относятся:
- снижение аппетита тошнота;
- слабость и боли в мышцах;
- нарушения сердечного ритма;
- судороги конечностей;
- высыпания, кожный зуд;
- болезненность при взгляде на источник света;
- одышка, приступ удушья.
Восстановление уровня гормона без препаратов
Если упрощенно представить биологические эффект от поступления пищи, то скорость образования гормонов будет следующей:
- в рационе мало углеводов, преобладает белок – повышается глюкагон;
- поступают в основном углеводы (выпечка, сладости, фрукты) – увеличивается синтез инсулина;
- в пище много растительной клетчатки и жира, например, овощных салатов с растительным маслом – не повышается ни инсулин, ни глюкагон, индекс остается исходным, как до приема пищи.
Продукты, содержащие углеводы
Для оптимального рациона и нормального гормонального фона ни один из этих вариантов не подходит.
Достаточное образование энергии и баланс гормонов бывает только при правильном распределении элементов питания: половина углеводов, 30% белков и 20% жиров.
Любые перекосы в диете не дают возможности достичь необходимого результата. Например, для похудения выбирается вариант низкоуглеводного меню с высоким содержанием белков. Глюкагон вырабатывается в повышенных количествах, но одновременно он активизирует выброс инсулина, способствующего удержанию и накоплению жира.
Рекомендуем прочитать статью о гормоне дофамин. Из нее вы узнаете о том, что такое гормон и нейромедиатор, основных функциях гормона и свойствах дофамина как нейромедиатора.
А здесь подробнее о гормоне кртизол.
Глюкагон образуется панкреатическими альфа-клетками ее островковой части. Его действие противоположно инсулину. Гормон обеспечивает повышение содержания глюкозы крови путем распада гликогена, а также образования новых молекул в печени. Анализ на содержание гормона позволяет исключить глюкагоному как причину высокого сахара крови.
Синтетический аналог применяется для выведения пациентов из состояния гипогликемии. Для нормализации гормонального фона необходим сбалансированный рацион питания.
Источник
К гормонам, регулирующим уровень глюкозы крови относятся:
Инсулин – гормон поджелудочной железы, снижающий уровень глюкозы крови. Он действует как ключ, «открывающий двери» для глюкозы внутрь клетки. Инсулин имеет важное значение для организма и ему посвящен отдельный раздел «Инсулин и его значение для организма».
Глюкагон, адреналин, кортизол, гормон роста – гормоны, повышающие уровень глюкозы крови. Подробней о каждом из них далее в статье.
Зачем организму регулировать уровень глюкозы крови?
У людей без сахарного диабета организм способен регулировать уровень глюкозы крови в узких пределах, примерно между 4 и 7 ммоль/л. Когда уровень глюкозы крови падает ниже 3,5 – 4,0 ммоль/л, человек чувствует себя плохо. Снижение уровня глюкозы крови влияет на все реакции, происходящие в организме, таким образом организм пытается сказать мозгу, что у него осталось мало глюкозы. Организм старается высвободить глюкозу из имеющихся у него источников, а также создать глюкозу из жиров и белков (схема 1).
Схема 1. Источник: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents
Мозг не может хранить глюкозу, поэтому он зависит от равномерной и непрерывной подачи глюкозы с током крови.
Мозг не может работать без адекватного снабжения его глюкозой.
Интересно, что мозгу не нужен инсулин для перемещения глюкозы внутрь клетки, он относится к «инсулиннезависимым» органам. На первый взгляд это может показаться нелогичным, однако, в ситуациях, когда в организме низкий уровень глюкозы, продукция инсулина останавливается, тем самым сохраняя глюкозу для наиболее важных органов, а именно для головного мозга. Но если организм и дальше не получит глюкозу (если человек голодает), то мозг адаптируется и будет использовать другой источник энергии, в основном кетоны.
Несмотря на то, что клетки головного мозга извлекают определенную энергию из кетонов, ее все равно меньше чем, когда они используют глюкозу.
Материал по теме:
С другой стороны, если у человека есть сахарный диабет и у него уровень глюкозы крови высокий, инсулиннезависимые клетки будут поглощать большое количество глюкозы, и в результате это приведет к их повреждению и, следовательно, нарушению функционирования органа в целом.
В то время как гормон инсулин снижает уровень глюкозы крови, группа гормонов (глюкагон, адреналин, кортизол, гормон роста) повышают его (схема 2). Низкий уровень глюкозы крови (гипогликемия) представляет собой серьезную угрозу для жизнедеятельности организма. Поэтому целая группа гормонов отвечает за повышение уровня глюкозы крови, также эта группа гормонов называется контринсулярными или контррегуляторными гормонами. А реакции организма, направленные на повышения уровня глюкозы крови, называются контррегуляторными реакциями. Помимо гормонов в контррегуляторных реакциях также участвует вегетативная нервная система.
Схема 2: Контррегуляторные гормоны. Источник: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents
Глюкагон
Глюкагон — это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, а именно альфа-клетками островков Лангерганса.
Одной из функций печени является хранение глюкозы. Когда в крови много глюкозы, например, после приема пищи, глюкоза под воздействием инсулина заходит в клетки печени и хранится в них в виде гликогена. Как деньги, которые вы кладете на счет в банке, когда у вас их много (Рис.1).
Рис.1. Источник: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents
Когда уровень глюкозы крови снижается, например, через несколько часов после еды или ночью, то начинает действовать глюкагон. Он разрушает гликоген до глюкозы, которая затем поступает в кровь. Также и вы можете снять деньги в банке, если настали тяжелые времена (рис. 2).
Рис. 2. Источник: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents
В течение дня человек ощущает чувство голода с интервалами примерно в 4 часа, в то время как в ночное время организм может находиться без пищи 8-10 часов. Это происходит потому, что ночью гликоген из печени под воздействием гормонов глюкагона и адреналина разрушается до глюкозы, которая поступает в кровь.
Людям с сахарным диабетом важно помнить, что если у них не будет запаса гликогена в печени, то глюкагон ночью не сможет повысить уровень глюкозы крови, следовательно, случится гипогликемия. Такое может возникнуть если вы не съели достаточное количество углеводов при занятиях спортом, и вашему организму пришлось тратить свои запасы гликогена днем. Также отсроченные гипогликемии (гипогликемии ночью) наступают после употребления алкоголя, так как алкоголь нейтрализует действие глюкагона.
Материал по теме:
Исследования показывают, что при сахарном диабете 1 типа не только снижается функция бета-клеток (производство инсулина), но также изменяется функция альфа-клеток. Нарушается способность поджелудочной железы производить адекватное количество глюкагона в ответ на гипогликемию. То есть наступает дисбаланс между инсулином и глюкагоном. В свою очередь, это приводит к нарушению контррегуляторного ответа на гипогликемию.
Также у людей с сахарным диабетом не снижается производство глюкагона, когда повышается уровень глюкозы крови. Это происходит потому, что инъекции инсулина делаются в подкожно-жировую клетчатку и к тому времени, когда инсулин дойдет до альфа-клеток поджелудочной железы, его концентрация будет низкой, и он не сможет подавить продукцию глюкагона. Следовательно, в дополнение к глюкозе, полученной из еды, в крови будет глюкоза из печени, полученная при распаде гликогена до глюкозы под воздействием глюкагона.
В настоящее время проходят исследования помпы, содержащие резервуары с инсулином и с глюкагоном, чтобы еще более точно имитировать уровень глюкозы крови у людей без сахарного диабета. В большей степени этот метод используется в исследованиях по разработке искусственной поджелудочной железы. Но есть и свои трудности, так как человеку с сахарным диабетом приходится контролировать не только введение инсулина, но и введение глюкагона, то есть создается в два раза больше проблем. Что, в свою очередь, может привести к синдрому эмоционального выгорания, снижению качества жизни и ухудшению гликемического контроля.
Инъекции глюкагона – это хорошее средство для купирования тяжелых гипогликемий. Тяжелая гипогликемия — это гипогликемия, потребовавшая помощи другого лица, а именно, если человек с сахарным диабетом потерял сознание, у него судороги или он не способен выпить или съесть продукты необходимые для купирования гипогликемии. Всем людям с сахарным диабетом на инсулинотерапии, а также их родственникам и друзьям необходимо иметь при себе глюкагон и знать, как им пользоваться.
Адреналин
Адреналин — гормон стресса, выделяемый надпочечниками (Рис.3).
Рис.3. Анатомическое расположение надпочечников и почек.
Адреналин повышает уровень глюкозы крови, прежде всего, за счет разрушения гликогена в печени. Концентрация адреналина повышается, когда организм подвергается воздействию стресса, лихорадки или при ацидозе (например, при диабетическом кетоацидозе). Адреналин также снижает поглощение глюкозы клетками организма. Это может показаться вам странным, пока вы не вспомните, что все реакции организма при гипогликемии направлены на сохранение любой доступной глюкозы для мозга.
Человеческое тело изначально было создано для проживания в каменном веке. Если человек сталкивался с мамонтом или другим диким зверем, то у него оставалось два варианта бороться или бежать (рис 4). В обоих случаях дополнительное топливо, в виде глюкозы, было необходимо для организма. В нашем нынешнем образе жизни адреналин также выделяется, когда мы переживаем или испытываем страх. Но, по большей части, наши страхи вызваны пугающими новостями из телевизора или интернета, а они не требуют прилива дополнительной физической силы.
Рис. 4. Охота на оленя. Вальторта artyx.ru
У людей без сахарного диабета при возникновении стрессовой ситуации повышается продукция инсулина и уровень глюкозы остается в норме. А вот у людей с сахарным диабетом сложнее спрогнозировать реакцию уровня глюкозы крови на стресс. Так как у разных людей разный уровень стрессоустойчивости и в принципе разные обстоятельства вызывают страх. Следовательно, к коррекции доз инсулина надо подходить индивидуально.
Когда у человека с сахарным диабетом гипогликемия, то секреция адреналина может поднять уровень глюкозы крови, стимулируя распад гликогена в печени, но в тоже время адреналин вызывает повышенное потоотделение, беспокойство и сердцебиение, то есть симптомы гипогликемии.
Адреналин также стимулирует распад жиров до свободных жирных кислот, из которых могут создаваться кетоны в печени.
Кортизол
Кортизол является еще одним важным гормоном, который высвобождается надпочечниками (рис.3) в ответ на стресс и влияет на многие функции в организме, в том числе повышает уровень глюкозы крови.
Кортизол повышает уровень глюкозы крови путем синтеза глюкозы из белков (этот процесс называется глюконеогенез) и уменьшения поглощения глюкозы клетками организма. Кортизол также способствует расщеплению жиров до свободных жирных кислот, из которых могут создаваться кетоны.
Гормон роста
Гормон роста вырабатывается в гипофизе, который находится чуть ниже головного мозга (Рис. 5).
Рис.5. Источник: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents
Главной функцией гормона роста является стимуляция роста. Также он повышает уровень глюкозы крови путем снижения захвата глюкозы клетками организма. Гормон роста приводит к увеличению мышечной ткани и повышению распада жиров.
В период полового созревания, когда подростки быстро растут, у них вырабатывается большое количество гормона роста, следовательно, это приводит к повышению потребности в инсулине.
Феномен «утренней зари» или «dawn phenomenon»
У всех контринсулярных гормонов пик секреции приходится на предутренние часы. Таким образом у людей с сахарным диабетом 1 типа происходит повышение уровня глюкозы крови примерно с 3-4 до 7-8 часов утра, и они могут просыпаться утром с высоким уровнем глюкозы крови. Подробнее о феномене утренней зари здесь
Источник
