regulacija nivoa šećera u krvi pomoću insulina i glukagona. Dijabetes tipa I i dijabetes tipa II, ketonska tela, hipo i hiperglikemija

1. REGULACIJA
HOMEOSTAZE GLUKOZE
HIPER I HIPOKLIKEMIJA
KLARA KAKUČKA prof. hemije
MAČVANSKA SREDNJA ŠKOLA

2. Homeostaza
• Homeostaza je održavanje nivoa/ koncentracija
supstanci u organizmu
• Održavanje homeostaze glukoze je od vitalnog
značaja za čitav organizam
• Ovo je važno za rad nekih organa kao što su mozak,
bubrezi ili eritrociti, koji uglavnom koriste glukozu za
svoj metabolizam i energetske potrebe

3. Pre i posle jela
• Čovek unosi u organizam hranljive materije koje
sadrže ugljene hidrate, čime se obezbeđuje
potrebna količina glukoze za vreme od 4-8 sati.
• Za to vreme glukoza se razgrađuje, čime se ćeliji
obezbeđuje dovoljna količina energije, ili se koristi
za sinteze.
• Ako postoji višak glukoze deponuje se sintezom
glikogena- GLIKOGENEZA ili lipida-LIPOGENEZA
• Posle 8 časova koncentracija glukoze se smanjuje na
vrednost pre obroka
• Ako količine ugljenih hidrata unetih hranom nisu
dovoljne koriste se endogeni izvori, tkz. „rezerva“
glukoze, ili se sintetizuje iz drugih biomolekula

4. Rezerve
• Hidrolizom rezervnog polisaharida glikogena-
GLIKOGENOLIZA oslobađa se glukoza i obezbeđuje
potrebe organizma za narednih 12-24 sati
• Posle tog vremena glukoza se sintetizuje iz drugih
sastojaka –GLUKONEOGENEZA
• Glukozurija je izlučivanje glukoze mokraćom.

5. HIPERGLIKEMIJA
BUBREŽNI PRAG
GLUKOZURIJA
NORMALNI NIVO GLUKOZE
GLIKOGENEZA( JETRA I
MIŠIĆI)
GLIKOLIZA
APSORPCIJA IZ HRANE
GLIKOGENOLIZA
GLUKONEOGENEZA
HIPOGLIKEMIJA
GLADOVANJE
HIPERINSULINHIZAM
Koncentracija glukoze u krvi je stalna i iznosi
3,31-6,06 mmol/l
Procesi koji učestvuju u održavanju homeostaze
glukoze

6. Hormoni
• Za dobro odvijanje svih pomenutih procesa značajno
je optimalno delovanje mnogih enzima i
koordinisano delovanje više hormona koji regulišu
odvijanje pojedinih procesa u metabolizmu glukoze.
• Najvažniji su hormoni INSULIN I GLUKAGON
• Za održavanje homeostaze glukoze važnu ulogu
imaju pankreas, u kojiem se sintetišu hormoni, jetra
i mišići i adipozno tkivo, u kojima se odigravaju
metabolički procesi

7. Insulin
• Insulin je glavni hormon koji stimuliše ulaz glukoze u
ćeliju i u njoj reguliše metabolizam ugljenih hidrata
• Po hemijskoj strukturi to je polipeptid koji se
sintetizuje u β- ćelijama Langerhansovih ostrvaca
pankreasa
• Pankreas je i endokrina i egzokrina žlezda
• Egzokrini pankreas stvara pankreasni sok u kome se
nalaze enzimi za varenje hrane
• Endokrini pankreas sintetiše više hormona : insulin u
β-ćelijama, glukagon u α- ćelijama, somatostatin u
δ- ćelijama i gastrin u α1- ćelijama

8. Pankreas

9. Homeostaza

12. Insulin
• U pankreasu se sintetiše preproinsulin koji se
pretvara u proinsulin odvajanjem 23 AK (signalni
peptid) sa 78-86 AK
• Iz proinsulina odvajanjem C- peptida (27-35 AK)
nastaje biološki aktivni insulin
• Insulin se sastoji od dva polipeptidna lanca:A- lanca
sa 21 AK i B-lanca sa 30 AK, međusobno povezanih
disulfidnim mostovima
• Dva molekula se vezuju vodoničnim vezama u
dimer, a tri dimera u heksamer vezujući i po 2 atoma
cinka

15. Insulin
• Insulinski heksamer se deponuje u obliku sekretornih
granula u Goldžijevom aparatuβ-ćelija pankreasa.
• Sekrecija insulina iz β-ćelija pankreasa odvija se pod
dejstvom povećanih koncentracija glukoze u krvi.
• Glukoza je glavni metabolit koji regulišekoji reguliše nivo
insulina u krvi delujući na njegovu sintezu i izlučivanje
• Na membrabnama ćelija ciljnih tkiva( gde deluju
hormoni) nalaze se specifični glikoproteinski insulinski
receptori
• Insulin se za ove receptore brzo i reverzibilno vezuje i
ostvaruje svoj metabolitički efekat

16. Insulin
• Metabolitičke efekte u ćelijama ciljnog tkiva insulin
ostvaruje aktiviranjem jednih i inhibicijom drugih
enzima, suprotnog metabolitičkog odgovora.
• Tako se pri povećanoj koncentraciji glukoze i insulina
odvijaju jedni a u slučaju hipoglikemije suprotni
procesi.
• Svi ovi procesi se odvijaju prema potrebi, a radi
održavanja homeostaze glukoze u krvi

19. Šta se dešava kada nam padne nivo glukoze u krvi?
Jedino ćelije jetre i moždane ćelije su
propustljive za glukozu bez uticaja insulina!!!

20. Glukagon
• Najvažniji antagonisti insulinu su glukagon, hormon
rasta, glukokortikoidi i kateholamini
• Ovi hormoni deluju, suprotno insulinu, na povećanje
nivoa glukoze u krvi
• Stimulišu procese razgradnje glikogena i procese
glukoneogeneze, a inhibiraju glikolizu, posebno u
jetri i mišićima
• U mišićima stimulišu proteolizu, razgradnju proteina
a u adipoznom tkivu lipolizu, razgradnju lipida i
sintezu ketonskih tela- ketogenezu

21. Glukagon
• Glukagon je takođe polipeptid od 29 AK
• Sintetizuje se u α- ćelijama pankreasa
• Sekrecija je pri smanjenoj količini glukoze u krvi
• Glukagon utiče i na sekreciju insulina u pankreasu
nezavisno od glukoze.
• Ovo je jedinstven primer kontrole rada jedne vrste
(β-ćelija) drugim ćelijama (α- ćelija) jedne iste
endokrine žlezde
• Za održavanje homeostaze glukoze najznačajniji je u
stvari odnos između insulina i glukagona

23. Šećerna bolest- diabetes
• Najčešći poremećaj u metabolizmu ugljenih hidrata
je šećerna bolest ili diabetes mellitus sa
karakterističnim povećanjem koncentracije glukoze
u krvi.
• Odlučujući faktor za pojavu šećerne bolesti je
apsolutni ili relativni nedostatak hormona insulina ,
potrebnog za kontrolu homeostaze glukoze
• Kod obolelih od diabetesa mogu se razlikovati dve
grupe bolesnika:
• Tip I: INSULIN- ZAVISNI
• Tip –II INSULIN- NEZAVISNI
•

24. Tip I
• Tip I : INSULIN- ZAVISNI kojima je neophodna
svakodnevna insulinska terapija jer su nesposobni za
sintezu insulina- osobe mlađeg životnog doba

25. Tip II
• Tip –II INSULIN- NEZAVISNI – kojima nije neophodna
insulinska terapija, već održavaju nivo šećera u krvi
lekovima, ishranom i fizičkom aktivnošću
• U novaj tip spadaju osobe starijeg životnog doba, a
sintetišu nedovoljno ili slabo aktivnog insulina

26. Šećerna bolest- diabetes
• Prvi znaci koji ukazuju na početak šećerne bolesti su
gubitak u težini, mišićna slabost, žeđ, povećena
ekskrecija mokraće
• Povećana koncentracija glukoze u telesnim tečnostima
dovode do povećanja osmolarnosti, žeđi i većeg unosa
tečnosti
• Ovaj unos ima za posledicu ekskreciju mokraće (2-3 l),
dehidrataciju i gubitak elektrolita.

27. Ketonska tela
• U nedostatku insulina nastaju i poremećaji u
metabolizmu lipida- do oslobađanja velikih količina
masnih kiselina a ovo dovodi do stvaranja tkz.
Ketonskih tela: acetsirćetna, β-hidroksibuterna
kiselina i aceton
• Nakupljanje ketonskih tela kod dijabetičara može
izazvati veoma teške poremećaje kao što su : do
pada pH vrednosti krvi- acidoza.

29. Šećerna bolest- diabetes
• Šećerna bolest je hronična bolest koja, ako je nelečena,
ima tendenciju pogoršavanja zbog metaboličkih i
anatomskih promena u organizmu
• Postoje dva oblika ovih promena: akutni metabilički i u
dužem vremenu, hronični poremećaji
• Promene u strukturi i aktivnosti proteina su osnove za
hronične poremećaje dijabetičara
• Glikozilovanjem proteina- vezivanje glukoze za proteine,
dolazi do promene u bazalnoj membrani endotela,
naročito krvnih sudova, taloženjem lipida, Ca 2+ jona,
trombocita .
• Ove promene su uzrok smrtnosti kod dijabetičara
• Nefropatija, neuropatija i retinopatija

30. Hipoglikemija
• Uzroci nastajanja hipoglikemije su još brojniji od
uzroka dijabetesa.
• Ogleda se u padu koncentracije glukoze u krvi, a
simptomi su mišićna slabost- drhtavica, glad ,
znojenje....

33. Leptin
Leptin (grč. leptos - tanak) je
proteinski hormon .
On učestvuje u regulaciji
unosa i potrošnje energije,
putem uvećavanja apetita i
metabolizma.
On je jedan od najvažnijih
hormona adipoznog
porekla.
Gen Ob(Lep) (Ob za engl.
obese - gojazan) je lociran na
hromozomu 7 kod čoveka.

34. Leptin
• Leptin deluje kao aferentni signal u jezgru
hipotalamusa u dva smera: smanjuje aktivnost
puteva koji pokreću glad, a pokreće aktivnost puteva
koji izazivaju sitost.
• Osim na smanjenje unosa hrane leptin deluje i na
pojačanu potrošnju energije kroz uticaj na simpatički
sistem i termogenezu.
• Prosleđujući informaciju hipotalamusu o količini
energije spremljene u masnom tkivu, leptin
predstavlja deo povratne sprege koja kontroliše
stabilnost ukupnih zaliha energije.

35. Leptin
• U gladovanju leptin pada i neposredno se pokreće
sveukupni hormonski, metabolički i kognitivni mehanizmi
prilagođavanja na nedostatak hrane te dolazi do pojačanja
apetita i smanjenja energetske potrošnje.
• U obrnutom slučaju, kod
obilne ponude hrane,
leptin smanjuje apetit i
pojačava energetsku potrošnju.
• Promene nivoa leptina deluju
u smislu protivljenja promeni
težine u bilo kojem smeru poput termostata.

36. Leptin
• Telesna težina kao rezultat unosa i potrošnje energije u
većine je odraslih ljudi godinama vrlo stabilna.
• Kod osoba s normalnom telesnom težinom ta
homeostaza energije održava se na nivou oko 20% masti
u telesnoj težini.
• Kod debelih osoba ta ravnoteža je pomeren na više od
30 %. Razlog tog pomeranja krije se u razvitku leptinske
rezistencije: dolazi do smanjene osetljivosti leptinske
povratne sprege i neuspeha povrata na prethodnu
težinu uz porast leptina.
• Debeli ljudi imaju dovoljno, zapravo čak povećane
količine leptina, ali njihov hipotalamus ne uspeva dobiti
taj podatak o dovoljnoj količini energetskih zaliha.

37. Leptin
• Složene olfaktorne, vizualne,
emocionalne, više kognitivne funkcije,
a i nekoliko drugih signalnih puteva utiču na
hranjenje, međutim već u ovome osnovnom
leptinskom mehanizmu povratne sprege (adipostatu)
krije se patogeneza debljine.
• U suprotnosti sa svesnom željom za mršavljenjem,
snažni biološki podsvesni mehanizmi održavaju
telesnu težinu stalnom i razlog su neuspeha većine
ljudi u nastojanjima za smanjenjem težine.

38. Dva bela miša, oba slične veličine ušiju, crnih očiju, i ružičastim nosevima:
telo miša s leve strane je oko tri puta šire od tela miša normalne veličine na
desnoj.
Levi miš je genetski nesposoban za proizvodnju leptina, što dovodi do
gojaznosti.