Гормони, що регулюють рівень глюкози крові

Інсулін – гормон підшлункової залози, який знижує рівень глюкози крові. Він діє як ключ, який «відчиняє двері» для глюкози всередину клітини. Інсулін має важливе значення для організму і йому присвячений окремий розділ «Інсулін та його значення для організму».

Глюкагон, адреналін, кортизол, гормон росту – гормони, які підвищують рівень крові. Докладніше про кожного з них далі у статті.

Для чого організму регулювати рівень глюкози крові?

У людей без цукрового діабету організм здатний регулювати рівень глюкози крові у вузьких межах приблизно між 4 і 7 ммоль/л. Коли рівень глюкози крові падає нижче 3,5 – 4,0 ммоль/л, людина почувається погано. Зниження рівня глюкози крові впливає всі реакції, що відбуваються в організмі, таким чином організм намагається сказати мозку, що в нього залишилося мало глюкози. Організм намагається вивільнити глюкозу з наявних джерел, а також створити глюкозу з жирів і білків (схема 1).

Схема 1. Джерело: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents

Мозок не може зберігати глюкозу, тому він залежить від рівномірної та безперервної подачі глюкози зі струмом крові.

Мозок не може працювати без адекватного постачання його глюкозою.

Цікаво, що мозку не потрібен інсулін для переміщення глюкози всередину клітини, він відноситься до «інсуліннезалежних» органів. На перший погляд, це може здатися нелогічним, однак, у ситуаціях, коли в організмі низький рівень глюкози, продукція інсуліну зупиняється, тим самим зберігаючи глюкозу для найважливіших органів, а саме для головного мозку.Але якщо організм і далі не отримає глюкозу (якщо людина голодує), то мозок адаптується і використовуватиме інше джерело енергії, переважно кетони.

Незважаючи на те, що клітини головного мозку витягують певну енергію з кетонів, її все одно менше, ніж коли вони використовують глюкозу.

З іншого боку, якщо людина має цукровий діабет і має рівень глюкози крові високий, інсуліннезалежні клітини поглинатимуть велику кількість глюкози, і в результаті це призведе до їх пошкодження і, отже, порушення функціонування органу в цілому.

У той час, як гормон інсулін знижує рівень глюкози крові, група гормонів (глюкагон, адреналін, кортизол, гормон росту) підвищують його (схема 2). Низький рівень глюкози крові (гіпоглікемія) є серйозною загрозою для життєдіяльності організму. Тому ціла група гормонів відповідає за підвищення рівня глюкози крові, також ця група гормонів називається контрінсулярними або контррегуляторними гормонами. А реакції організму, створені задля підвищення рівня глюкози крові, називаються контррегуляторними реакціями. Крім гормонів у контррегуляторних реакціях також бере участь вегетативна нервова система.

Схема 2: Контррегуляторні гормони. Джерело: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents

Глюкагон

Глюкагон - це гормон, що виробляється підшлунковою залозою, а саме альфа-клітинами острівців Лангерганса.

Однією із функцій печінки є зберігання глюкози. Коли в крові багато глюкози, наприклад, після їди, глюкоза під впливом інсуліну заходить у клітини печінки і зберігається в них у вигляді глікогену. Як гроші, які ви кладете на рахунок у банку, коли у вас їх багато (Рис.1).

Рис.1.Джерело: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents

Коли рівень глюкози крові знижується, наприклад, через кілька годин після їжі або вночі, починає діяти глюкагон. Він руйнує глікоген до глюкози, яка потім надходить у кров. Також і ви можете зняти гроші у банку, якщо настали важкі часи (рис. 2).

Мал. 2. Джерело: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents

Протягом дня людина відчуває почуття голоду з інтервалами приблизно о 4 годині, тоді як у нічний час організм може бути без їжі 8-10 годин. Це відбувається тому, що вночі глікоген із печінки під впливом гормонів глюкагону та адреналіну руйнується до глюкози, яка надходить у кров.

Людям з цукровим діабетом важливо пам'ятати, що якщо вони не мають запасу глікогену в печінці, то глюкагон вночі не зможе підвищити рівень глюкози крові, отже, трапиться гіпоглікемія. Таке може виникнути, якщо ви не з'їли достатню кількість вуглеводів при заняттях спортом, і вашому організму довелося витрачати свої запаси глікогену вдень. Також відстрочені гіпоглікемії (гіпоглікемії вночі) наступають після вживання алкоголю, оскільки алкоголь нейтралізує дію глюкагону.

Дослідження показують, що при цукровому діабеті типу 1 не тільки знижується функція бета-клітин (виробництво інсуліну), але також змінюється функція альфа-клітин. Порушується здатність підшлункової залози виробляти адекватну кількість глюкагону у відповідь на гіпоглікемію. Тобто настає дисбаланс між інсуліном та глюкагоном. У свою чергу це призводить до порушення контррегуляторної відповіді на гіпоглікемію.

Також у людей із цукровим діабетом не знижується виробництво глюкагону, коли підвищується рівень глюкози крові. Це відбувається тому, що ін'єкції інсуліну робляться в підшкірно-жирову клітковину і на той час, коли інсулін дійде до альфа-клітин підшлункової залози, його концентрація буде низькою, і він не зможе придушити продукцію глюкагону. Отже, крім глюкози, отриманої з їжі, у крові буде глюкоза з печінки, отримана при розпаді глікогену до глюкози під впливом глюкагону.

В даний час проходять дослідження помпи, що містять резервуари з інсуліном і глюкагоном, щоб ще точніше імітувати рівень глюкози крові у людей без цукрового діабету. Більшою мірою цей метод використовується у дослідженнях з розробки штучної підшлункової залози. Але є і свої труднощі, тому що людині з цукровим діабетом доводиться контролювати не тільки введення інсуліну, а й введення глюкагону, тобто створюється вдвічі більше проблем. Що, у свою чергу, може призвести до синдрому емоційного вигоряння, зниження якості життя та погіршення глікемічного контролю.

Ін'єкції глюкагону – це гарний засіб для усунення важких гіпоглікемій. Тяжка гіпоглікемія - це гіпоглікемія, яка зажадала допомоги іншої особи, а саме, якщо людина з цукровим діабетом знепритомніла, у неї судоми або вона не здатна випити або з'їсти продукти необхідні для усунення гіпоглікемії. Усім людям із цукровим діабетом на інсулінотерапії, а також їхнім родичам та друзям необхідно мати при собі глюкагон та знати, як ним користуватися.

Адреналін

Адреналін – гормон стресу, що виділяється наднирниками (Рис.3).

Рис.3.Анатомічне розташування надниркових залоз та нирок.

Адреналін підвищує рівень глюкози крові, насамперед, за рахунок руйнування глікогену у печінці. Концентрація адреналіну підвищується, коли організм піддається впливу стресу, лихоманки або ацидозу (наприклад, при діабетичному кетоацидозі). Адреналін також знижує поглинання глюкози клітинами організму. Це може здатися вам дивним, доки ви не згадаєте, що всі реакції організму при гіпоглікемії спрямовані на збереження будь-якої доступної глюкози для мозку.

Людське тіло спочатку було створено для проживання у кам'яному віці. Якщо людина стикалася з мамонтом або іншим диким звіром, то у нього залишалося два варіанти боротися чи бігти (рис 4). В обох випадках додаткове паливо, у вигляді глюкози, було потрібне для організму. У нашому сучасному способі життя адреналін також виділяється, коли ми переживаємо або відчуваємо страх. Але здебільшого наші страхи викликані лякаючими новинами з телевізора чи інтернету, а вони не вимагають припливу додаткової фізичної сили.

Мал. 4. Полювання на оленя. Вальторта artyx.ru

Люди без цукрового діабету у разі стресової ситуації підвищується продукція інсуліну і рівень глюкози залишається у нормі. А от у людей із цукровим діабетом складніше спрогнозувати реакцію рівня глюкози крові на стрес. Так як у різних людей різний рівень стресостійкості і, в принципі, різні обставини викликають страх. Отже, до корекції доз інсуліну слід підходити індивідуально.

Коли в людини з цукровим діабетом гіпоглікемія, то секреція адреналіну може підняти рівень глюкози крові, стимулюючи розпад глікогену в печінці, але водночас адреналін викликає підвищене потовиділення, неспокій і серцебиття, тобто симптоми гіпоглікемії.

Адреналін також стимулює розпад жирів до вільних жирних кислот, з яких можуть утворюватися кетони в печінці.

Кортизол

Кортизол є ще одним важливим гормоном, який вивільняється наднирковими залозами (рис.3) у відповідь на стрес і впливає на багато функцій в організмі, у тому числі підвищує рівень глюкози крові.

Кортизол підвищує рівень глюкози крові шляхом синтезу глюкози з білків (цей процес називається глюконеогенез) та зменшення поглинання глюкози клітинами організму. Кортизол також сприяє розщепленню жирів до вільних жирних кислот, з яких можуть утворюватися кетони.

Гормон зростання

Гормон росту виробляється в гіпофізі, який знаходиться трохи нижче від головного мозку (Рис. 5).

Рис.5. Джерело: Ragnar Hanas Type 1 Diabetes in Children and Adolescents

Головною функцією гормону зростання є стимуляція зростання. Також він підвищує рівень глюкози крові шляхом зниження захоплення глюкози клітинами організму. Гормон росту призводить до збільшення м'язової тканини та підвищення розпаду жирів.

У період статевого дозрівання, коли підлітки швидко ростуть, у них виробляється велика кількість гормону росту, отже це призводить до підвищення потреби в інсуліні.

Феномен "ранкової зорі" або "dawn phenomenon"

У всіх контрінсулярних гормонів пік секреції посідає передранковий годинник.Таким чином у людей з цукровим діабетом 1 типу відбувається підвищення рівня глюкози крові приблизно з 3-4 до 7-8 години ранку, і вони можуть прокидатися вранці з високим рівнем глюкози крові. Детальніше про феномен ранкової зорі тут

Гормон, що регулює вміст глюкози в крові: що знижує і підвищує цукор?

В організмі кожного діабетика є певні гормони при цукровому діабеті, які допомагають підтримувати нормальний рівень глюкози в крові. До них належать інсулін, адреналін, глюкагон, гормон росту, кортизол.

Інсулін є гормоном, який виробляє підшлункова залоза, він дозволяє своєчасно знизити кількість глюкози та запобігти порушенню в організмі. У разі нестачі гормону інсуліну в організмі вміст глюкози починає різко зростати, через що розвивається тяжке захворювання під назвою цукровий діабет.

За рахунок глюкагону, адреналіну, кортизолу та гормону зростання показники цукру в крові підвищуються, це дозволяє нормалізувати рівень глюкози у разі виникнення гіпоглікемії. Таким чином, регулюючим речовиною при діабеті вважається інсулін - гормон, що знижує рівень цукру в крові.

Регулювання рівня цукру в організмі

Організм здорової людини вміє регулювати показники цукру в крові у невеликих межах між 4 та 7 ммоль/літр. Якщо у пацієнта спостерігається зниження рівня глюкози до 3.5 ммоль/літр і нижче, людина починає почуватися дуже погано.

Знижений показник цукру надає прямий вплив на всі функції організму, це своєрідна спроба донести до мозку інформацію про зниження та гостру нестачу глюкози. У разі зменшення цукру в організмі у підтримці балансу починають брати участь усі можливі джерела глюкози.

Зокрема, глюкоза починає формуватися з білків та жирів. Також необхідні речовини надходять у кров із продуктів харчування, печінки, де цукор зберігається у вигляді глікогену.

• Незважаючи на те, що мозок є інсуліннезалежним органом, він не може повноцінно функціонувати без регулярного постачання його глюкозою. При низькому рівні цукру в крові вироблення інсуліну припиняється, це необхідно для того, щоб зберегти глюкозу для головного мозку.
• За тривалої відсутності необхідних речовин мозок починає адаптуватися і використовувати інші джерела енергії, найчастіше ними виступають кетони. Тим часом цієї енергії може виявитися недостатньо.
• Зовсім інша картина виникає при діабеті та високому рівні глюкози в крові. Інсуліннезалежні клітини починають активно поглинати надмірну кількість цукру, через що ушкоджуються і людині може розвиватися цукровий діабет.

Якщо інсулін допомагає знизити показники цукру, кортизол, адреналін, глюкагон, гормон росту їх збільшують. Як і високий рівень глюкози, знижені дані є серйозною загрозою для всього організму, у людини розвивається гіпоглікемія. Таким чином, кожен гормон у крові регулює рівень глюкози.

Також у процесі нормалізації гормональної системи бере участь вегетативна нервова система.

Участь глюкагону

Вироблення гормону глюкагону відбувається у підшлунковій залозі, його синтезують альфа-клітини острівців Лангерганса. Підвищення показників цукру в крові за його участю відбувається шляхом вивільнення глюкози з глікогену в печінці, а також глюкагон активує отримання глюкози з білка.

Як відомо, печінка виступає як місце зберігання цукру.При перевищенні рівня глюкози в крові, наприклад після їжі, глюкоза за допомогою гормону інсуліну виявляється в клітинах печінки і залишається там у формі глікогену.

Коли рівень цукру стає низьким і його не вистачає, наприклад, у нічний час, в роботу вступає глюкагон. Він починає руйнувати глікоген до глюкози, яка потім виявляється у крові.

1. Протягом доби почуття голоду у людини настає приблизно через кожні чотири години, проте вночі організм здатний обходитися без їжі протягом більш ніж восьми годин. Це з тим, що у нічний період відбувається руйнація глікогену з печінки до глюкози.
2. При цукровому діабеті необхідно не забувати заповнювати запас цієї речовини, в іншому випадку глюкагон не зможе збільшити показники цукру в крові, що призведе до розвитку гіпоглікемії.
3. Подібна ситуація нерідко виникає, якщо діабетик не з'їв необхідну кількість вуглеводів, займаючись активним спортом вдень, тому весь запас глікогену був витрачений в денний час. У тому числі гіпоглікемія може наступати. Якщо людина напередодні вживала алкогольні напої, оскільки вони нейтралізують активність глюкагону.

Відповідно до проведених досліджень, при діагнозі цукровий діабет першого типу як знижується вироблення інсуліну бета-клітинами, а й змінюється робота альфа-клеток. Зокрема, підшлункова залоза не здатна виконати необхідний рівень глюкагону при недостатності глюкози в організмі. В результаті порушується вплив гормону інсуліну та глюкагону.

У тому числі діабетики не зменшують вироблення глюкагону при підвищенні показників цукру в крові.Пов'язано це з тим, що інсулін вводять підшкірно, він повільно йде до альфа-клітин, через що концентрація гормону поступово знижується і не може зупинити вироблення глюкагону. процесі розпаду.

Всім діабетикам важливо завжди мати під рукою знижуючий глюкагон і вміти ним користуватися у разі гіпоглікемії.

функція адреналіну

Адреналін виступає гормоном стресу, який виділяють надниркові залози. Він сприяє підвищенню показників цукру в крові шляхом руйнування глікогену в печінці.

Збільшення концентрації глюкози відбувається за рахунок виходу цукру з глікогену в печінці, запуску вироблення глюкози з харчового білка, зниження її поглинання клітинами організму.

Спочатку природою було заведено, що вироблення гормону адреналіну відбувалося при зустрічі з небезпекою. енергія людині у такій ситуації не потрібна.

• У здорової людини під час стресу починає активно вироблятися інсулін, завдяки чому показники цукру залишаються в нормі. У діабетиків не просто зупинити хвилювання або страх, що розвивається.При цукровому діабеті не вистачає інсуліну, тому виникає ризик розвитку важких ускладнень.
• При гіпоглікемії у діабетика підвищений виробіток адреналіну піднімає рівень цукру в крові та стимулює розпад глікогену в печінці. Тим часом гормон підвищує потовиділення, викликає посилене серцебиття та почуття занепокоєння. Також адреналін розщеплює жири до утворення вільних жирних кислот, їх у майбутньому утворюються кетони у печінці.

Участь кортизолу

Кортизол - це дуже важливий гормон, який вивільняють надниркові залози в момент виникнення стресової ситуації і сприяє підвищенню концентрації глюкози в крові.

Збільшення рівня цукру відбувається за рахунок посилення вироблення глюкози з білків та зниження її поглинання клітинами організму. Також гормон розщеплює жири до утворення вільних жирних кислот, у тому числі утворюються кетони.

При хронічно високому рівні кортизолу у діабетика спостерігається підвищена збудливість, депресія, знижена потенція, проблеми з кишечником, прискорений пульс, безсоння, людина швидко старіє, набирає вагу.

1. При підвищених показниках гормону цукровий діабет виникає непомітно та розвиваються всілякі ускладнення. Кортизол двічі збільшує концентрацію глюкози – спочатку шляхом зниження вироблення інсуліну, па після запуском розпаду м'язових тканин до глюкози.
2. Одним із симптомів високого рівня кортизолу є постійне відчуття почуття голоду та бажання поїсти солодкого. Тим часом це стає причиною переїдання та набору зайвої ваги. У діабетика з'являються жирові відкладення у животі, знижується рівень тестостерону. У тому числі ці гормони знижують імунітет, що дуже небезпечно для хворої людини.

Через те, що при активності кортизолу організм функціонує на межі, значно підвищується ризик того, що у людини може розвинутися інсульт або статися серцевий напад.

Додатково гормон знижує засвоєння організмом колагену та кальцію, що стає причиною крихких кісток та уповільненого процесу регенерації кісткових тканин.

Функції гормону росту

Вироблення гормону росту відбувається в гіпофізі, який розташовується поряд із головним мозком. Основна його функція полягає в стимуляції росту, а також гормон може підвищувати показники цукру в крові за рахунок зниження поглинання глюкози клітинами організму.

Гормон росту збільшує м'язову масу та підвищує розпад жирів. Особливо активне вироблення гормону відбувається у підлітків, коли вони починають швидко рости і відбувається статеве дозрівання. Саме в цей момент у людини зростає потреба в інсуліні.

У разі тривалої декомпенсації цукрового діабету пацієнт може спостерігати затримку у фізичному розвитку. Пов'язано це з тим, що в постнатальний період гормон росту виступає як основний стимулятор вироблення соматомединів. У діабетиків у цей момент печінка набуває резистентності до впливу даного гормону.

За своєчасної інсулінотерапії цієї проблеми вдається уникнути.

Симптоми надлишку інсуліну

У хворого на цукровий діабет при надлишку гормону інсуліну в організмі можна спостерігати певну симптоматику. Діабетик зазнає частих стресів, швидко перевтомлюється, аналіз крові показує вкрай високий рівень тестостерону, у жінок може бути нестача естрадіолу.

Також у хворого порушується сон, щитовидна залоза працює не на повну силу.До порушень може призвести низька фізична активність, часте вживання шкідливих продуктів, багатих на порожні вуглеводи.

Зазвичай при підвищенні цукру в крові відбувається вироблення необхідної кількості інсуліну, цей гормон спрямовує глюкозу до м'язових тканин або області скупчення. З віком або через накопичення жирових відкладень рецептори інсуліну починають погано працювати, і цукор не може контактувати з гормоном.

• У цьому випадку після того, як людина поїла, показники глюкози залишаються дуже високими. Причина тому у бездіяльності інсуліну, незважаючи на його активне вироблення.
• Рецепторами головного мозку розпізнаються постійно підвищені показники цукру, і мозок надсилає відповідний сигнал підшлунковій залозі з вимогою скинути більшу кількість інсуліну для нормалізації стану. В результаті відбувається переповнення гормоном клітин та крові, цукор миттєво поширюється по всьому організму, і у діабетика розвивається гіпоглікемія.

Резистентність до інсуліну

Також у хворих на цукровий діабет нерідко спостерігається знижена чутливість до гормону інсуліну, це у свою чергу додатково посилює проблему. При такому стані у діабетика виявляється висока концентрація інсуліну та глюкози.

Цукор накопичується у вигляді жирових відкладень замість того, щоб витрачатися у вигляді енергії. Так як інсулін у цей момент не здатний повноцінно впливати на м'язові клітини, можна спостерігати відсутність необхідного обсягу їжі.

Оскільки клітини відчувають дефіцит палива, організму постійно надходить сигнал про голод, попри достатню кількість цукру. Подібний стан провокує скупчення жирів в організмі, поява зайвої ваги та розвиток ожиріння.При прогресуванні хвороби ситуація з підвищеною масою тіла лише посилюється.

1. Через недостатню чутливість до інсуліну людина повніє навіть за незначного обсягу харчування. Подібна проблема істотно послаблює захисні сили організму, через що діабетик стає схильний до інфекційних захворювань.
2. На стінках кровоносних судин з'являються бляшки, що призводить до серцевих нападів.
3. Через посилене нарощування гладких м'язових клітин в артеріях помітно знижується приплив крові до життєво важливих внутрішніх органів.
4. Кров стає клейкою та викликає тромбоцити, що у свою чергу провокує тромбози. Як правило, гемоглобін при діабеті, який супроводжується резистентністю до інсуліну, стає низьким.

Відео у цій статті цікаво розкриє секрети інсуліну.