Insulina e glucagone – gli ormoni antagonisti che regolano il metabolismo

Insulina e glucagone sono due ormoni che regolano i livelli di glicemia nel sangue. Attraverso la loro azione, il corpo riesce a regolare la concentrazione di zuccheri nel flusso ematico attuando un’azione ipoglicemizzante o iperglicemizzante a seconda delle necessità.

Cosa sono insulina e glucagone?

Che cos’è l’insulina

L’insulina è un ormone di natura proteica prodotto dalle cellule β delle Isole di Langerhans del pancreas. E’ una molecola proteica con un forte ruolo ipoglicemizzante. Su tutti i manali viene definita come un ormone che inibisce la lipolisi e la glicolisi, ma che stimola la glicosintesi e la glicogenosintesi.

Che cos’è il glucagone

La secrezione del glucagone avviene invece attraverso le cellule α delle Isole di Langerhans del pancreas. E’ un ormone iperglicemizzante la cui sintesi avviene in maniera piuttosto analoga a quella dell’insulina. Al contrario di quest’ultima, il glucagone inibisce la liposintesi e la glicogenosintesi, ma stimola la lipolisi e la glicolisi.

Vediamo più nel dettaglio come funzionano insulina e glucagone.

A cosa servono glucagone e insulina?

Queste due molecole sono fondamentali per mantenere costante la glicemia ed evitare che si alzi o si abbassi eccessivamente la concentrazione di zuccheri nel sangue. Si tratta di un meccanismo di sopravvivenza fondamentale non tanto per le cellule muscolari, che utilizzano come  carburante sia i grassi che gli zuccheri, ma soprattutto per il cervello.

Il nostro encefalo infatti può utilizzare solo il glucosio presente nel sangue e non ha la capacità di immagazzinarlo come ad esempio fanno i muscoli o il fegato sotto forma di glicogeno. Inoltre il consumo di zuccheri resta costante nel tempo indipendentemente dall’attività svolta. Se dovesse venire a mancare il glucosio le cellule cerebrali morirebbero entro pochi minuti. Se invece dovesse esserci troppo glucosio, si accumulerebbero corpi chetonici e le conseguenze possono essere gravi sino ad una condizione di coma.

Per regolare i livelli della glicemia e fare in modo che gli zuccheri si mantengano più o meno costanti nel tempo, il nostro organismo regola la sua attività con questi due ormoni antagonisti: insulina e glucagone.

Gli effetti sul metabolismo tra digiuno e sazietà

Come funzionano questi due ormoni? Cerchiamo di vedere in maniera semplice il meccanismo che regola il metabolismo dei carboidrati e più in generale dei macronutrienti. In una condizione di digiuno la concentrazione di glucagone è più elevata perché la concentrazione ematica di glucosio è più bassa.

Quando siamo a digiuno

In queste condizioni il corpo ha bisogno di un agente che permetta di utilizzare le scorte di glucosio, immagazzinato sotto forma di glicogeno nel fegato e quando necessario nei muscoli. Il glucagone agisce proprio stimolando la trasformazione del glicogeno in glucosio (favorisce la glicogenolisi) ed impedisce agli zuccheri che si formano di essere immagazzinati sotto forma di glicogeno (inibisce la glicogenosintesi).

Inoltre, nell’eventualità in cui le riserve glucidiche siano basse, il glucagone favorisce la trasformazione dei substrati non glucidici in glucosio (favorisce la gluconeogenesi e la liposintesi). Vengono cioè utilizzate le proteine e i grassi presenti nel nostro corpo nei muscoli o nei depositi adiposi. Un esempio concreto? Quando siamo in riserva energetica il nostro organismo letteralmente smantella le proteine che costituiscono i nostri tessuti muscolari utilizzandole per produrre energia. Si ha il cosiddetto catabolismo muscolare. E’ un processo che porta ad un dispendio energetico maggiore, per cui la fonte energetica preferita resteranno sempre i glucidi, cioè i carboidrati.

Tutto questo meccanismo si mette in atto per impedire che i livelli di glucosio nel sangue diventino così bassi da compromettere la funzionalità cerebrale e continuare a nutrire, nonostante il digiuno, le cellule del cervello.

Cosa succede dopo i pasti

Subito dopo aver mangiato, soprattutto se il pasto contiene zuccheri o carboidrati, i livelli di glucosio nel sangue aumentano notevolmente. Le cellule del pancreas producono insulina, un ormone ipoglicemizzante. Lo scopo dell’insulina è fare in modo che la concentrazione di glucosio si abbassi andando ad aumentare l’up-take cellulare sia dei tessuti muscolari che adiposi. Che significa?

insulina-e-glucagone

Ecco cosa succede subito dopo i pasti

Che quando viene rilasciata insulina, i recettori insulinici delle cellule dei muscoli e gli adipociti (le cellule del grasso) si legano all’insulina e fanno emergere i trasportatori di glucosio (GLUT-4). Questo significa che il glucosio presente nel sangue si trasferisce all’interno della cellula e viene convertito in energia oppure in acidi grassi.

L’insulina favorisce quindi la trasformazione del glucosio in glicogeno sia a livello epatico che a livello muscolare (favorisce la glicosintesi). Allo stesso modo favorisce la trasformazione del glucosio in acidi gassi negli adipociti (favorisce la liposintesi). Ovviamente essendo questa una fase di accumulo, inibisce la lipolisi e la glicogenolisi, visto che si impedisce che vengano utilizzate le riserve a scopo energetico.

Come variano insulina e glucagone?

A modificare la secrezione di glucagone e insulina sono diversi fattori. Il più importante è senza dubbio la concentrazione di glucosio nel sangue. Come abbiamo visto, infatti, a seconda che la glicemia sia più alta o più bassa, vengono secreti l’insulina o il glucagone.

Essendo due ormoni antagonisti, l’uno inibisce l’altro. Questo significa che quando in circolo c’è una concentrazione elevata di insulina, viene inibita la secrezione di glucagone e viceversa.

Tuttavia non sono solo i glucidi a regolare la secrezione di insulina e glucagone. La presenza di aminoacidi ramificati, in particolare l’arginina, provoca un aumento di entrambe queste molecole, così come anche gli acidi grassi hanno un ruolo importante. E’ stato dimostrato che un pasto ricco di grassi aumenta l’insulina e inibisce il glucagone.

Esistono poi degli stimoli endogeni, cioè presenti nel nostro stesso corpo che vanno ad influenzare la secrezione di glucagone e insulina. Ad esempio cortisolo e catecolamine (considerati ormoni dello stress) provocano un aumento del glucagone.

Fonti:

  • Università di Roma – Lezione di Fisiologia
  • Journal of Diabetes Science and Technology – The physiology of glucagon – 2010
  • Attivazioni Biologiche – Cellule Alfa e Beta di Langerhans nel Pancreas

 

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