Vai trò của insulin trong chuyển đổi carbohydrate và chuyển hóa lipid

Từ thảo luận trước đó, người ta có thể biết rõ rằng insulin thúc đẩy sử dụng carbohydrate cho năng lượng và làm giảm việc sử dụng các chất béo. Ngược lại, thiếu insulin gây ra việc sử dụng chất béo chủ yếu là để loại trừ việc sử dụng glucose, ngoại trừ mô não. Hơn nữa, các tín hiệu điều khiển cơ chế chuyển đổi này là chủ yếu là nồng độ glucose máu. Khi nồng độ glucose thấp, quá trình tiết insulin bị ức chế và chất béo được sử dụng gần như duy nhất cho năng lượng ở khắp mọi nơi ngoại trừ trong não. Khi nồng độ glucose máu cao, insulin được kích thích bài tiết và carbohydrate được sử dụng thay thế chất béo. Glucose dư thừa trong máu được dự trữ dưới dạng glycogen và chất béo ở gan, glycogen ở cơ. Vì vậy một trong những chức năng quan trọng của insulin trong cơ thể là kiểm soát cái gì trong hai loại thức ăn sẽ được dùng cho năng lượng tùy từng thời điểm.

Ít nhất bốn hormone đã biết khác cũng đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chuyển đổi này: hormon tăng trưởng từ tuyến yên, cortisol từ vỏ thượng thận, epinephrine từ tủy thượng thận, và glucagon từ các tế bào alpha của tiểu đảo Langerhans ở tụy. Glucagon được thảo luận trong phần tiếp theo của chương này. Cả hai hormone tăng trưởng và cortisol được tiết ra để đáp ứng với tình trạng hạ đường huyết, và cả hai ức chế việc sử dụng glucose của tế bào đồng thời thúc đẩy việc sử dụng chất béo. Tuy nhiên, ảnh hưởng của cả hai hormon phát triển chậm, thường đòi hỏi nhiều giờ để biểu hiện tối đa.

Epinephrine đặc biệt quan trọng trong việc gia tăng nồng độ glucose huyết tương trong thời kỳ căng thẳng khi các hệ thống thần kinh giao cảm được kích thích. Tuy nhiên, epinephrine tác động khác với các hormone khác ở chỗ nó làm tăng nồng độ acid béo huyết tương cùng lúc. Những lý do cho những hiệu ứng này như sau: (1) epinephrine có hiệu ứng mạnh gây tân tạo glucose trong gan, do đó giải phóng lượng lớn glucose vào máu trong vòng vài phút, và (2) nó cũng có tác dụng thoái hóa trực tiếp trên tế bào mỡ vì nó kích hoạt lipase nhạy cảm với hormone ở các mô mỡ, do đó nâng cao đáng kể nồng độ của các axit béo trong máu. Về mặt định lượng, việc tăng cường các axit béo là lớn hơn nhiều so với việc tăng cường lượng đường trong máu. Do đó, epinephrine đặc biệt là tăng cường việc sử dụng các chất béo trong trạng thái căng thẳng như tập thể dục, sốc tuần hoàn, và lo lắng.