Insulina, glukagon, cukrzyca

          

            Dariusz Nowak

Katedra Fizjologii Doświadczalnej i 
Klinicznej UM w Lodzi

 

 

 

Trzustka

 

• Funkcja trawienna
• Funkcja dokrewna ;insulina, glukagon – istotne dla 

regulacji glukozy, lipidów, białek

• Amylin, somatostatin, pancreatic polypeptide – ich 

funkcja jeszcze nie jest w pełni zbadana

• Budowa trzustki – acini – sok trawienny do 

dwunastnicy

• Wysepki Langerhansa – insulina , glukagon do krwi
• Wysepki 1 do 2 milionów, Φ jednej wyspy – 0.3 mm, 

zlokalizowane wokół małych kapilar

 

 

Trzustka

• Komórki β (60% wszystkich komórek wysp)- w 

środkowej części wyspy, sekrecja insuliny i 
amyliny (często amylina jest razem wydzielana z 
insuliną)

• Komórki α (25% liczby) sekr. Glukagon
• Komórki Δ (10%) – somatostatyna
• Komórki PP – pancreatic peptide
• Te komórki są blisko siebie – cell-to-cell 

communication: insulina hamuje wydzielanie 
glukagonu, amylin hamuje insulinę, somatostatyna 
hamuje oba insulinę i glukagon

 

 

Physiologic anatomy of an islet of 

Langerhans in the pancreas.

 

 

Insulina i jej działanie na 

metabolizm

• 1922 Banting i Best – wyizolowali z trzustki 

insulinę – podali choremu i dramatyczna 
poprawa

• Z czym kojarzyła się insulina ?
• „Cukier we krwi”, kwasica, miażdżyca 

(zaburzenia metabolizmu lipidów), obniżona 
synteza białek w długotrwałej cukrzycy.

 

 

Insulina

•

Insulina – hormon związany z obfitością 

energii, obfitością pożywienia bogatego w 

energię, szczególnie z obfitością 

węglowodanów 

•

Przechowywanie nadmiaru energii , 

węglowodany → glikogen w wątrobie i 

mięśniach. Część węglowodanów która nie 

może być przechowana jako glikogen 

konwertowana jest w tłuszcz i magazynowana w 

tkance tłuszczowej.

•

Aminokwasy – ↑ wychwyt i synteza białek w 

komórce, hamuje degradacje białek które są 

już w komórce, zwiększa ich T1/2

 

 

Chemia insuliny i synteza

• Małe białko , ludzka insulina m.w. = 5808
• Dwa łańcuchy aminokwasowe połączone ze sobą   

-S-S- , ich pęknięcie – utrata aktywności

• Synteza w komórkach β – typowy mechanizm 

syntezy jak dla białek

• Najpierw jest insulin preprohormon m.w ~ 

11.500

• Cięcie w retikulum endoplazmatycznym – 

proinsulina (m.w.~ 9000) – dalsze cięcie w 
aparacie Golgi’ego – insulina + fragmenty 
peptydowe – pakowanie do ziarnistości 
sekrecyjnych  

 

 

Chemia insuliny i synteza

•

!  1/6 końcowego produktu który jest 
wydzielany jest wciąż w formie proinsuliny (bez 
aktywności insuliny) 

•

Wydzielana do krwi krąży w formie 
niezwiązanej

•

 T1/2 ~ 6 min., oczyszczana z krążenia w ciągu 
10-15 min, to co nie zwiąże się z receptorem na 
docelowych komórkach  rozkładane jest przez 
enzym insulinazę w wątrobie ( też w nerkach i 
mięśniach i innych tkankach) 

•

Szybko pojawia się i szybko znika z krwi

 

 

Human insulin molecule.

 

 

Receptor dla insuliny

• 2 podjednostki α i 2 podjednostki β
• Całość m.w ~ 300 000
• Autofosforylacja podjednostek β (enzyme-

linked receptor) → aktywacja lokalnej 
kinazy tyrozynowej

• Fosforyluje wiele różnych substratów – 

insulin receptor substrates (IRS), IRS-1, 
IRS-2, IRS-3 (zależnie od tkanki), efekt 
netto – jedne hamuje inne aktywuje

 

 

Wiązanie insuliny z receptorem

• Schematic of the insulin receptor. 

• Insulin binds to the a-subunit of its receptor, 

which causes autophosphorylation of the b-

subunit receptor, which in turn induces 

tyrosine kinase activity.

•  The receptor tyrosine kinase activity begins a 

cascade of cell phosphorylation that increases 

or decreases the activity of enzymes, 

including insulin receptor substrates, that 

mediate the effects on glucose, fat, and 

protein metabolism.

•  For example, glucose transporters are moved 

to the cell membrane to facilitate glucose 

entry into the cell.

 

 

Wiązanie insuliny z receptorem

 

 

Efekty działania insuliny

• 1 wciągu sekund po związaniu z receptorem- 

wyraźne zwiększenie  wychwytu glukozy 

(dotyczy to 80% naszego ciała) w komórkach 

mięśni, tkanki tłuszczowej (ale nie neuronów 

mózgu !!)

• Realizowane jest to poprzez 

wewnątrzkomórkowe pęcherzyki – łącza się z 

błoną komórkowa i wnoszą do niej białka 

transportujące glukozę, gdy brakuje insuliny 

to pęcherzyki oddzielają się od błony 

komórkowej w ciągu 3-5 min i cofają się z 

powrotem do wnętrza komórki – by później gdy 

pojawi się insulina być użyte ponownie   

 

 

Efekty działania insuliny

• 2. wzrost przepuszczalności błony 

komórkowej dla aminokwasów, K

+

, 

fosforanów ,  - wzrost ich transportu do 
komórki 

• 3. wolniejsze działanie w ciągu 10-15 min 

– zmiana aktywności licznych enzymów 
wewnątrzkomórkowych- poprzez 
mechanizm fosforylacji

• 4. jeszcze wolniejsze działanie – godziny-

dni : translacja, mRNA – synteza enzymów 

 

 

Wpływ insuliny na metabolizm 

węglowodanów

• Zaraz po pożywieniu bogatym w węglowodany 

→ glukoza ↑ we krwi → szybkie uwalnianie 
insuliny → szybki wychwyt, magazynowanie i 
zużycie glukozy przez prawie wszystkie tkanki 
ciała (zwłaszcza mięśnie, tkanka tłuszczowa, 
wątroba).

• Przez większość dnia energetyka mięśni 

(zwłaszcza  w spoczynku) zależy od kwasów 
tłuszczowych a nie od glukozy, (dlaczego ?) bo 
w prawidłowym mięśniu w spoczynku błona jest 
minimalnie przepuszczalna dla glukozy   

 

 

Wpływ insuliny na metabolizm 

węglowodanów

• Pomiędzy posiłkami wydzielanie insuliny za małe 

by zwiększyć istotnie przepuszczalność błony dla 
glukozy

• W dwóch przypadkach mięśnie zużywają dużo 

glukozy:

• 1. – umiarkowany-ciężki wysiłek → i tu rośnie 

przepuszczalność dla glukozy  niezależnie od 
obecności insuliny, z powodu samego skurczu 

• 2. w ciągu godzin (1-3 ?) po posiłku – bo wysoka 

glukoza i wysoka insulina i wtedy dominuje zużycie 
glukozy nad kwasami tłuszczowymi w mięśniu

 

 

Zapas glikogenu w mięśniu

• Mięsień nie pracuje → dużo glukozy (nadmiar) 

(i jest insulina) jest transportowany do mięśni 

→ zapasy glikogenu 2-3% masy mięśnia – 

zabezpiecza możliwość ekstremalnego wysiłku 

przy względnych niedoborach tlenu 

• Insulina zwiększa 15 razy szybkość transportu 

glukozy do komórki mięśniowej

• Wątroba – jest glukoza i insulina – powstaje 

glikogen w wątrobie. Brak insuliny pomiędzy 

posiłkami, spada glukoza – to rozkład 

glikogenu by zapobiec spadkowi glukozy

 

 

Effect of insulin in enhancing the concentration of glucose 

inside

muscle cells. Note that in the absence of insulin (control), 

the

intracellular glucose concentration remains near zero, 

despite

high extracellular glucose concentrations.

 

 

Insulina - wątroba

• Insulina:
• 1.inaktywuje fosforylazę wątrobową
• 2. zwiększa wychwyt glukozy, zwiększa 

aktywność glukokinazy – fosforyluje glukozę i 
„usidla” w komórce (nie dyfunduje przez 
błonę)

• 3. aktywuje syntazę glikogenu – zawartość 

glikogenu rośnie do 5-6% masy wątroby ( ~ 
100 g w całej wątrobie)

 

 

Uwalnianie glukozy z wątroby 

pomiędzy posiłkami

• ↓ glukozy – następują zdarzenia by z powrotem 

ją ↑ 

• 1. spada wydzielanie insuliny z trzustki
• 2.odwrócenie wszystkich efektów o których 

mówiliśmy wcześniej przy magazynowaniu 
glikogenu w wątrobie: aktywacja fosforylazy → 
powstaje fosforan glukozy; aktywacja fosfatazy 
glukozy → wolna glukoza – wychodzi z komórki 
do krwi

• Około 60% glukozy z posiłku jest magazynowane 

w wątrobie a potem uwalniane 

 

 

Insulina stymuluje konwersję nadmiaru 

glukozy do kwasów tłuszczowych i hamuje 

glukoneogenezę w wątrobie

 

• Glukoza gdy nie może być zmagazynowana jako 

glikogen lub zużyta do metabolizmu 
hepatocytów  jest konwertowana do kw. 
tłuszczowych → pakowane   jako triglicerydy do 
VLDL ( very-low-density-lipoproteins) → z krwią 
do tkanki tłuszczowej i deponowane jako tłuszcz.

• Hamowanie enzymów glukoneogenezy w 

wątrobie  i ograniczenie dostępności 
prekursorów dla glukoneogenezy

 

 

Insulina – glukoza- mózg

• Mózg zużywa glukozę bez pomocy insuliny !!! Jedynym 

źródłem energii jest glukoza , nie zużywa wkt. !!!

• Dlatego gdy glukoza ↓ < 20-50 mg/dl może być 

wstrząs hipoglikemiczny ; pobudzenie nerwowe, 

napady drgawek, porażenie kończyn (dziwaczne !) , 

śpiączka

• Inne tkanki są zależne od insuliny np.  Mięśnie

• W tkance tłuszczowej , glukoza jest też źródłem dla 

szkieletu glicerolu do tworzenia tłuszczów.

• Długotrwały brak insuliny → ↑ atherosclerosis – zawał 

m. sercowego, udar mózgu i inne zmiany naczyniowe 

 

 

 

Szybki efekt insuliny na metabolizm 

tłuszczu

• Magazynowanie tłuszczu w  tk. Tłuszczowej
• Nasilenie transportu glukozy do komórek – 

oszczędzanie tłuszczu (zastępowanie go przez 
glukozę) do produkcji energii

• Nasila syntezę tłuszczu i dzieje się to prawie 

wyłącznie w wątrobie → lipoproteiny krwi → 
do tk. tłuszczowej → magazynowanie tłuszczu.

• Jak to się dzieje – insulina – synteza tłuszczu ?

 

 

Szybki efekt insuliny na metabolizm 

tłuszczu

• 1. nasilenie transportu glukozy do hepatocytów – 

glikogen,  gdy powstanie go 5-6% masy wątroby to sam 
hamuje swoja syntezę i dalej produkowany jest tłuszcz;

• Glukoza → pirogronian → acetyl coenzym A (acetyl-CoA)
• 2. cytrynian i iso-cytrynian (w cyklu kwasu 

cytrynowego) → aktywacja acetyl-CoA carboksylazy + 
acetyl CoA → malonyl CoA (I etap syntezy kwasu 
tłuszczowego)

• 3. Po tym synteza kwasów tłuszczowych w wątrobie, 

później triglicerydów (z hepatocytów do krwi) , we krwi 
jako lipoproteiny, (insulina aktywuje lipazę 
lipoproteinowa w ścianie kapilar) 

 

 

Szybki efekt insuliny na metabolizm 

tłuszczu

• Powstają kwasy tłuszczowe – przechodzą do 

adipocytów

• Tam ponownie synteza triglicerydów i magazynowanie.

• Insulina promuje magazynowanie tłuszczu w tkance 

tłuszczowej bo

• 1. zwiększa napływ glukozy i z tego powstaje α-glicerol 

phosphate  - potrzebny do syntezy triglicerydow

• Gdy brak jest insuliny nie można zmagazynować 

tłuszczu w tkance tłuszczowej, niedobór insuliny 
zwiększa użycie tłuszczu do produkcji energii

 

 

Efekt insuliny na metabolizm 

tłuszczu

• Tak jest między posiłkami gdy mało jest insuliny i 

jest to ekstremalnie nasilone w cukrzycy

• Brak insuliny – lipoliza zmagazynowanego tłuszczu 

i uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych (WKT)

• Są źródłem energii dla wszystkich tkanek z 

wyjątkiem mózgu !!!

• Brak insuliny – wzrost stężenie cholesterolu i 

fosfolipidow w osoczu; nadmiar WKT i glicerolu – 

synteza w wątrobie cholesterolu i fosfolipidów i 

triglicerydów – wydzielane (usuwane z wątroby) 

jako lipoproteiny – rozwój miażdżycy w cukrzycy

 

 

Effect of removing the pancreas on the 

approximate concentrations of blood 

glucose, plasma free fatty acids, and 

acetoacetic acid

 

 

Nadmierne zużycie tłuszczów w 

czasie braku insuliny powoduje 

ketozę i kwasicę

• W wątrobie tworzy się nadmiar kwasu 

acetooctowego : bo dużo WKT i brak insuliny 
→aktywacja zależnego od karnityny transportu 
WKT do mitochondriów → mitochondria 
intensywna β-oksydacja → dużo acetyl-CoA, 
nadmiar kondensowany do kwasu acetooctowego 
→ uwalniany do krwi → normalnie powinien być 
zużyty w tkankach obwodowych ale brak insuliny 
to upośledza → kwas acetooctowy rośnie we krwi 
i powstaje kwasica !!!

 

 

 

Ketoza

• Część  kwasu acetooctowego przekształcana 

do acetonu i β-betahydroxybutyric acid 

• Są to ciała ketonowe a nagromadzenie się ich 

we krwi nazywa się KETOZA 

• Ciężka kwasica , śpiączka , śmierć

 

 

Insulina a metabolizm białek i 

wzrost

• ↑ rośnie synteza białek i magazynowanie po posiłku gdy 

jest insulina. Mechanizm nie do końca poznany ale coś 
wiemy :

1. Stymuluje transport aminokwasów do komórek ; valina, 

izoleucyna, tyrozyna, fenyloalanina

2. Zwiększa powstawanie mRNA (translacja) włącza 

(aktywuje) rybosomy

3. Zwiększa szybkość transkrypcji wybranych sekwencji DNA 

(enzymy dla przechowywania tłuszczu, glukozy, białek).

4. Hamuje katabolizm białek, hamuje degradację białek przez 

lizosomy

5. W wątrobie hamuje glukoneogenezę, co oszczędza 

aminokwasy bo sa one do tego substratami  

 

 

Insulina a metabolizm białek i 

wzrost

• Odwrotnie brak insuliny powoduje brak, 

zubożenie komórek  w białka i wzrost 
aminokwasów w osoczu

• Aminokwasy są wykorzystane do glukoneogenezy 

i bezpośrednio jako źródło energii → więcej 
mocznika i większe jego wydalanie z moczem 
(„ujemny bilans azotowy”)

• W ciężkiej cukrzycy to osłabia i upośledza funkcje 

wielu narządów

• Jest synergizm insuliny i hormonu wzrostu w 

indukcji wzrostu

 

 

Effect of growth hormone, insulin, and 

growth hormone plus insulin on growth in a 

depancreatized and hypophysectomized rat.

 

 

Mechanizm wydzielania insuliny

• Komórki-β → mają dużo transportera glukozy 

(GLUT-2), napływ glukozy do komórki 

proporcjonalny do jej stężenia w osoczu → 

(glukokinaza) glukozo-6-fosforan – z niej powstaje 

ATP → on hamuje ATP-sensitive K+ channel w 

błonie komórkowej (zamknięcie kanału) → 

depolaryzacja→ aktywacja voltage-gated calcium 

channel → napływ Ca2+ do komórki → fuzja 

zaktywowanych pęcherzyków z insuliną z błoną 

komórkową i egzocytoza insuliny

• Pewne aminokwasy działają tak jak glukoza na 

wydzielnie insuliny

 

 

Basic mechanisms of glucose stimulation of 

insulin secretion by beta cells of the pancreas. 

GLUT, glucose transporter

 

 

Wydzielanie insuliny

• [Glukagon, GIP (gastric inhibitory peptide), 

acetylocholina] → ↑ Ca2+ i nasilają efekt glukozy

• Somatostatyna, norepinefryna (przez α-receptory) – 

hamują egzocytozę insuliny

• Sylfonylomocznik (lek cukrzyca typ II) , nasila 

sekrecja insuliny- wiąże się z ATP- sensitive K+ 
channel i blokuje go (reszta podobnie jak fizjologia)

• Dawniej uważano że glukoza w osoczu jest jedynym 

regulatorem wydzielania insuliny, obecnie wiemy, 
ze inne czynniki tez wpływają na sekrecję insuliny  

 

 

Factors and Conditions That Increase or 

Decrease

Insulin Secretion

 

 

Wydzielanie insuliny

• ↑ glukozy stymuluje wydzielanie insuliny
• Poziom glukozy na czczo 80-90 mg/100 ml → 

wydzielanie insuliny minimalne 25 ng/min/kg masy 

ciała  daje to minimalną fizjologiczna aktywność .

• 2-3 krotny ↑ stężenia glukozy i utrzymuje się przez 

pewien czas (kilka h) to wydzielanie insuliny 

bardzo rośnie – proces dwufazowy 

• 1 faza- insulina w osoczu ↑ około 10 razy w ciągu 

3-5 min po ostrym wzroście glukozy – z powodu 

natychmiastowego wydzielania gotowej 

(preformowanej) insuliny , ale spada o 50% w ciągu 

następnych 5-10 min

 

 

Wydzielanie insuliny

• Faza 2. po około 15 min – znowu rośnie 

wydzielanie insuliny i utrzymuje się przez 2-3 
h nawet na wyższym poziomie niż na początku 
 . Wynika to z uwalniania preformowanej i 
nowosyntezowanej insuliny

• Gdy glukoza > 100mg/dl to sekrecja insuliny 

szybko rośnie. Max. gdy stężenie glukozy 
wynosi 400-600 mg/dl (wzrost nawet o 10-25 
razy)   

 

 

 

 

 

 

Wydzielanie insuliny

• Wyłączenie wydzielania insuliny jest tak samo 

szybkie jak włączenie

• Glukoza spada do poziomu na czczo – 

wydzielanie insuliny zatrzymuje się po 3-5min  

• Ujemne sprzężenie zwrotne między glukoza a 

insuliną 

•     Inne stymulatory wydzielania insuliny : 
• Aminokwasy – najsilniejsza arginina i lizyna , 

same podane słabo nasilają wydzielanie insuliny, 
podane z glukoza nasilają działanie glukozy

 

 

Wydzielanie insuliny

• Aminokwasy nasilają stymulujące działanie 

glukozy na wydzielanie insuliny (nawet 2-
krotne wzmocnienie)

• Hormony żołądkowo-jelitowe – mieszanina 

:gastryna, sekretyna, cholecystokinina, GIP → 
umiarkowane nasilenie wydzielania insuliny 
(nasilają odpowiedz na glukozę tez około 2 
razy) ,

• Wcześniej przygotowują wzrost insuliny na 

wchłonięte w jelitach glukozę i aminokwasy  

 

 

Wydzielanie insuliny

• Glukagon, hormon wzrostu, kortyzol, i w 

mniejszym stopniu progesteron, estrogen 

• Bezpośrednio stymulują wydzielanie insuliny lub 

zwiększają odpowiedz na glukozę

• Ważne !!! – długotrwała  stymulacja może 

powodować wyczerpanie komórek β wysp 
Langerhansa i zwiększać ryzyko rozwoju cukrzycy

• Gdy jest konieczne podawanie tych hormonów 

przewlekle w wysokich dawkach – może rozwinąć 
się cukrzyca 

• Gigantyzm, akromegalia – często wtórnie cukrzyca 

 

 

Wydzielanie insuliny

• Długotrwale glikokortykoidy (lub guz 

nadnerczy) – cukrzyca

• Pobudzenie nerwów przywspółczulnych 

dochodzących do trzustki może zwiększyć 
wydzielanie insuliny – ale czy to ma znaczenie 
fizjologiczne ? Nie wiadomo

 

 

 

Insulina i inne hormony jako przełączniki 

między metabolizmem lipidów a 

węglowodanów 

• Insulina: promuje węglowodany jako źródło 

energii i zmniejsza zużycie tłuszczów (do tego)

• Odwrotnie brak insuliny: tłuszcze źródło 

energii a nie glukoza (z wyjątkiem mózgu)

• Stężenie glukozy we krwi jest przełącznikiem 

dla tych dwóch mechanizmów

• Niska glukoza to niska insulina
• Wysoka glukoza to wysoka insulina 

 

 

Insulina i inne hormony jako przełączniki 

między metabolizmem lipidów a 

węglowodanów

• Przynajmniej 4 inne hormony biorą w tym udział: 
• GH (hormon wzrostu), kortyzol, epinefryna i 

glukagon.

• Hipoglikemia stymuluje wydzielanie GH i 

kortyzolu i oba zmniejszają komórkowe zużycie 
glukozy , jednocześnie promując zużycie tłuszczu. 
Efekt działania pojawia się stosunkowo wolno , po 
kilku-kilkunastu h.

• Epinefryna - ↑ stężenie glukozy we krwi w czasie 

stresu i stymulacji współczulnej ale jednocześnie 
zwiększa stężenie WKT w osoczu !!!   

 

 

Insulina i inne hormony jako przełączniki 

między metabolizmem lipidów a 

węglowodanów

•

Dlaczego tak działa epinefryna ?

•

Bo:

a) Indukuje glikogenolizę w wątrobie
b)     Lipoliza w adipocytach (aktywuje 

hormonozależna lipazę)

Ilościowo B >A i w sytuacjach stresu, wysiłku, 

lęku, wstrząsu krwotocznego nasila zużycie 
tłuszczu (WKT)  

 

 

Glukagon

• Wydzielany z komórek α gdy glukoza ↓
• Funkcje całkowicie przeciwstawne do insuliny 

– najważniejsza podnieść stężenie glukozy we 
krwi

• M.cz. – 3485 daltonów , łańcuch 29 

aminokwasów

• Doświadczenia na zwierzętach – glukagon iv 

1µg/kg masy ciała – podnosi stężenie glukozy 
o ~ 20 mg/dl (25% wzrost)  w ciągu 20 min

• Hyperglycemic hormone 

 

 

Glukagon działanie na metabolizm 

glukozy 

• 1. glikogenoliza (wątroba)
• 2. wzrost glukoneogenezy (wątroba)
• To zwiększa dostępność glukozy dla innych 

organów ciała 

• Glikogenoliza w wątrobie – bo glukagon aktywuje 

cyklazę adenylanową i ↑ cAMP ---- aktywacja 
kinazy białkowej ----- konwersja fosforylazy b do 
fosforylazy a → degradacja glikogenu do glukozo-
1-fosforanu – defosforylacja i uwalnianie glukozy z 
hepatocytów

 

 

Glukagon działanie na metabolizm 

glukozy

• Sekwencja zdarzeń (etapów), po każdym etapie 

przybywa aktywnego produktu (amplifikacja 

przewodzenia sygnału) – wzmocnienie nawet milion 

razy !!! , dlatego mikrogramy glukagonu – podwajają 

(lub więcej) stężenie glukozy we krwi w ciągu kilku 

minut 

• Wlew i.v. glukagonu przez 4 h – tak silna 

glikogenoliza że zapasy glikogenu w wątrobie stają 

się puste

• Ale po dalszych 4 h wlewu rośnie nadal glukoza we 

krwi – dlaczego ?  Bo nasila glukoneogenezę – rośnie 

wychwyt aminokwasów przez hepatocyty i z nich jest 

synteza glukozy 

 

 

Inne działania glukagonu

• Występują gdy jego stężenie rośnie powyżej 

maksimum jakie normalnie występuje we krwi : 
aktywacja adipose cell lipase, hamowanie 
przechowywanie triglicerydów w wątrobie → 
dostarczanie energii dla innych tkanek.

• W bardzo dużych stężeniach (fizjologicznie bez 

znaczenia):

1 zwiększa siłę skurczu serca 
2 zwiększa przepływ krwi przez nerki
3 nasila wydzielanie żółci
4 hamuje wydzielanie soku żołądkowego  

 

 

Approximate plasma glucagon 

concentration at different blood glucose 

levels.

 

 

Glukagon

• ↑ stężenia aminokwasów we krwi nasila wydzielanie 

glukagonu, np. po  jedzeniu – alanina, arginina , to 
też stymuluje wydzielanie insuliny ( w tym przypadku 
odpowiedzi glukagonu i insuliny nie są 
przeciwstawne

• Wysiłek fizyczny stymuluje wydzielanie glukagonu – 

wyczerpujący wysiłek stężenie glukagonu rośnie 4-5 
razy- ma to zapobiec spadkowi glukozy 

• Dlaczego tak działa wysiłek nie do końca wiadomo – 

bo glukoza nie spada ( może przez wzrost 
aminokwasów, β-adrenergiczna stymulację wysp 
Langerhans’a) 

 

 

Somatostatyna

• Hamuje wydzielanie glukagonu i insuliny

• Komórki Δ – somatostatyna, 14 aminokwasów, 

b. krótki T1/2 ~ 3 min we krwi krążącej

• Prawie wszystkie czynniki związane z 

jedzeniem stymulują wydzielanie 
somatostatyny : ↑ glukozy, aminokwasów, 
kwasów tłuszczowych, ↑ hormonów jelitowo-
żołądkowych ( z górnej części przew. pok.)

 

 

Somatostatyna

• Hamujące działanie somatostatyny :
1. na wyspy L. – hamuje wydzielanie insuliny i glukagonu
2. zmniejsza ruchliwość żołądka, dwunastnicy, pęcherzyka 

żółciowego

3. Zmniejsza wydzielanie i wchłanianie  w przewodzie 

pokarmowym

Po co ? – by zwiększyć czas w jakim jest wchłaniane 

pożywienie do krwi, zwiększa krążenie tych substancji 
we krwi 

Somatostatyna= growth hormone inhibitory hormone – 

wydzielana z podwzgórza i hamuje wydzielanie GH z 
przysadki

 

 

Podsumowanie regulacji stężenia glukozy 

we krwi

• 80-90 mg/dl – rano na czczo lub w dzień bez jedzenia
• To stężenie rośnie do 120-140 mg/dl po jedzeniu ( w 

ciągu 1 h) ale spada w ciągu 2 h do wartości 
wyjściowych po ostatnim wchłonięciu węglowodanów

• Gdy głoduje to glukoneogeneza w wątrobie zapewnia 

utrzymanie stężenia 80-90 mg/dl

• Wątroba układ buforowy dla glukozy we krwi - ~ 2/3 

glukozy wchłanianej z przewodu pokarmowego jest 
przechowane w wątrobie a później uwalniane gdy 
stężenie glukozy i insuliny spada 

 

 

Podsumowanie regulacji stężenia 

glukozy we krwi

•

Wątroba „spłaszcza” fluktuacje w stężeniu glukozy 
(o ~ 30%) , u pacjentów z ciężkim uszkodzeniem 
wątroby duże wahania stężenia glukozy)

•

Glukagon i insulina – zwrotna kontrola utrzymująca 
prawidłowe stężenie glukozy we krwi:

•

↑ glukozy to ↑ insuliny ; ↓ glukozy to ↑ glukagonu

•

W większości przypadków ważniejsza jest insulina 
ale w czasie długiego ekstremalnego wysiłku lub 
głodowania ważny jest glukagon (także w 
sytuacjach stresowych) 

 

 

Podsumowanie regulacji stężenia 

glukozy we krwi

• Gdy jest głęboka hipoglikemia → stymulacja 

podwzgórza (detektory) – pobudzenie układu 
współczulnego → epinefryna → dalsze uwalnianie 
glukozy z wątroby

• Godziny, dni – hormon wzrostu, kortyzol – 

uwalniane w wyniku długotrwałej hipoglikemii. 
Zmniejszają zużycie glukozy przez komórki na 
korzyść tłuszczu  

• Znaczenie regulacji glukozy – Po co regulować 

bo jak spadnie glukoza to komórki będą zużywać 
tłuszcz jako źródło energii ???   

 

 

Podsumowanie regulacji stężenia 

glukozy we krwi

• Trzeba regulować bo glukoza jest jedynym źródłem 

energii dla mózgu, siatkówki oka, i germinal epithelium 
w gonadach 

• Po co nie dopuszczać do wysokich stężeń glukozy ???
• Bo ma efekt osmolarny i spowoduje odwodnienie 

komórek 

• Utrata glukozy z moczem
• Diureza osmotyczna – utrata wody i elektrolitów
• Gdy długo wysokie stężenie to uszkodzenie naczyń 

krwionośnych – zawał m. sercowego, udar, 
niewydolność nerek, retinopatia, niedokrwienie i 
martwica kończyn 

 

 

Cukrzyca

• Zespól spowodowany upośledzonym metabolizmem 

węglowodanów , tłuszczów i białek w wyniku braku 
insuliny lub/i zmniejszonej wrażliwości tkanek na insulinę

• 2 typy cukrzycy 
• Typ I- insulinozależna (IDDM) – brak wydzielania insuliny
• Typ II non-insulin-dependent- diabetes mellitus (NIDDM) 

zmniejszona wrazliwość docelowych tkanek na efekt 
metaboliczny insuliny (opornośc na insulinę)

• W obu typach: ↑ stężenie glukozy, ↓ utylizacja glukozy (z 

wyjątkiem mózgu) , ↑ utylizacja tłuszczów i białek 

 

 

 

Cukrzyca typ I

• Uszkodzenie komórek β: infekcja wirusowa, 

choroby z autoagresji, czynniki genetyczne 
(wrodzona)- przyspieszające degenerację 
komórek β

• Początek w wieku ok.. 14 lat (USA), rozwija 

się szybko (kilka dni- tygodni) 

• 3 podstawowe zmiany:
• ↑ glukoza we krwi, ↑ zużycie tłuszczów dla 

energii i ↑ tworzenie cholesterolu w wątrobie, 
 utrata białek organizmu

 

 

Cukrzyca typ I

• Glukoza rośnie do 300-1200 mg/dl (próg 

nerkowy 180 mg/dl)

• Glukoza 300-500 mg/dl → 100 g i więcej 

glukozy jest tracone z moczem

• Odwodnienie, odwodnienie komórek (jak ?) 

diureza osmotyczna, poliuria,

• Zewnątrz- i wewnątrz-komórkowe 

odwodnienie, zwiększone pragnienie 

• Przewlekły wzrost glukozy→ uszkodzenie 

tkanek : obwodowa neuropatia, dysfunkcja 

układu autonomicznego:    

 

 

Cukrzyca typ I

• Uszkodzone odruch naczyniowo-sercowe, 

upośledzona kontrola funkcji pęcherza 

moczowego, zaburzenia czucia w kończynach 

• Nadciśnienie i miażdżyca – często współistnieją 

lub rozwijają się w związku z DM.

• ↑ zużycia tłuszczów i kwasica metaboliczna – 

bo wzrost ketokwasów i odwodnienie, ciężka 

kwasica → śpiączka →śmierć 

• Kompensacja kwasicy – oddechowa i nerkowa
• pH < 7.0 – śpiączka kwasicza (bez leczenia 

dużymi dawkami insuliny śmierć)

 

 

 

 

Cukrzyca typ I

• ↑ zużycie białek i ich zmniejszenie 

w komórkach 

• Utrata masy ciała (asthenia) 
• Dużo je (polyphagia)
• Bez leczenia śmierć w ciągu kilku 

tygodni 

 

 

Cukrzyca typ II

• 90 % wszystkich przypadków cukrzycy w USA
• Najczęściej początek w wieku 50-60 lat, rozwija 

się stopniowo

• Ale pojawia się już u młodszych bo rozwój otyłości 

(nawet u dzieci)

• Jest związana ze zwiększonym stężeniem insuliny 

w osoczu (hyperinsulinemia) bo kompensacja 
oporności na insulinę 

• W przypadku otyłości – mniej receptorów dla 

insuliny (?), uposledzenie przekazywania sygnału 
(?)

 

 

Cukrzyca typ II

•          

Zespól Metaboliczny

1 Otyłość (szczególnie typ brzuszny – visceral fat)
2 oporność na insulinę
3. hiperglikemia na czczo
4. Zaburzenia lipidowe - ↑ triglicerydów, ↓ HDL
5. Nadciśnienie tętnicze 
Duże ryzyko cardiovascular-diseases
 
  

 

 

Cukrzyca typ II

• Inne czynniki które powodują oporność na insulinę 
• Policystic ovary syndrome (~6% kobiet)
• Zwiększona synteza androgenów w jajnikach i 

rozwój oporności na insulinę (80% z nich ma 
cukrzyce typu II

• Nadmierna produkcja glikokortykoidów (zespól 

Cushing’a) lub hormonu wzrostu (akromegalia)

Gdy oporność trwa i rozwija się to zwiększone ilości 

insuliny nie wystarczają i rozwija się 
hiperglikemia.we wczesnych stadiach cukrzycy 
typu II  

 

 

Cukrzyca typ II

    Później wyczerpanie komórek β i nie mogą 

produkować insuliny by zapobiec zwiększonemu 

stężeniu glukozy zwłaszcza po posiłkach bogatych w 

węglowodany

    Są tacy u których β komórki nie wyczerpują się i 

nigdy nie rozwinie się u nich klinicznie jawna 

cukrzyca (typ-II). Zależy to od czynników 

genetycznych

    W wielu przypadkach efektywne leczenie obejmuje 

(zwłaszcza w początkowych stadiach choroby): 

zwiększenie wysiłku, ograniczenie wchłaniania kalorii 

i redukcja masy ciała i nie trzeba podawać insuliny 

  

 

 

 

 

Cukrzyca typ II

• Leki zwiększające wrażliwość na 

insulinę: metformina, thiazolidinediones

• Zwiększające wydzielanie insuliny – 

pochodne suflonylomocznka

• W późnych fazach cukrzycy typu II  

trzeba podawać insulinę

 

 

 

 

Fizjologiczne podstawy diagnozy 

cukrzycy

• Glukoza w moczu. Zdrowy człowiek traci 

niewykrywalne ilości glukozy w moczu.

• Osoba chora na cukrzycę jest glukoza w moczu
• Glukoza na czczo (wczesny ranek) 80-90 mg/dl ,  

         110 mg/dl górna granica normy, powyżej -  
cukrzyca lub istotna oporność na insulinę

• Typ I – insulina w osoczu b. niska lub 

niewykrywalna (na czczo lub po jedzeniu) 

• Typ II – insulina kilka razy podwyższona i 

bardzo rośnie po obciążeniu

 

 

Test tolerancji (obciążenia) 

glukozy

 

• Obciążenie 1 g glukozy na 1 kg masy ciała
• U zdrowego ↑ nie przekracza 140 mg/dl po 2 h 

spada do wartości niższych niż na początku

• U chorego wyjściowe stężenia wysokie , ↑ dużo 

większy , spadek do wartości wyjściowych później 
i nie obniża się  poniżej wartości wyjściowych 

• Pomiar insuliny pozwala rozróżnić czy to jest typ I 

czy II

• Aceton w powietrzu wydechowym , ketokwasy w 

moczu – w zaawansowanej DM typu II też są 
wykrywalne 

 

 

 

 

Hiperinsulinizm, 

insulinoma

• Gruczolak wysp Langerhans’a (dużo rzadziej 

niż cukrzyca), 10-15% gruczolaków jest 
złośliwych – przerzuty rozprzestrzeniają się w 
organizmie  - olbrzynia produkcja insuliny

• Takim pacjentom trzeba było podawać we 

wlewie nawet > 1000 g glukozy na dobę by 
zapobiec hipoglikemii !!!

• Wstrząs insulinowy (insulinoma, pacjent chory 

na cukrzyce podał sobie za dużo insuliny)

 

 

Wstrząs insulinowy

• Glukoza 50-70 mg/dl – pobudzenie, 

halucynacje, nerwowość, drżenie, poty

• Glukoza 20-50 mg/dl – napady drgawek 

klonicznych, utrata przytomności

• Jeszcze niżej – nie ma drgawek jest tylko 

śpiączka

• iv  glukoza – dramatyczna poprawa nawet w 

ciągu kilku minut

• Jeśli leczenie nie będzie szybko wdrożone 

może być trwałe uszkodzenie OUN