Insulina

Hipoglikemia

INSULIN (z Lat. Insula - wyspa), hormon wytwarzany w komórkach trzustki b wysp Langerhansa. Cząsteczka ludzkiej insuliny (mol. M. 5807) składa się z dwóch łańcuchów peptydowych (A i B) połączonych dwoma mostkami dwusiarczkowymi; trzeci mostek dwusiarczkowy znajduje się w łańcuchu A (patrz wzór liter, patrz oznaczenie w artykule Aminokwasy).

I nsulin znajduje się u wszystkich kręgowców. U dużych ssaków cząsteczki insuliny różnią się składem aminokwasów tylko w pozycjach 8, 9 i 10 łańcucha A oraz w pozycji 30 łańcucha B (patrz tabela). U ryb, ptaków i gryzoni różnice w strukturze insuliny są znaczne.

Insulina jest stabilna w środowisku.

INSULIN (wyspa latynoska, wysepka) - hormon trzustkowy; należy do grupy hormonów białkowo-peptydowych.

W 1900 roku L.V. Sobolev udowodnił, że trzustkowe wysepki Langerhansa (patrz) są miejscem powstawania substancji regulującej metabolizm węglowodanów w organizmie. W 1921 r. F. Banting i Best (S.N. Best) uzyskali ekstrakt insuliny z trzustkowej tkanki trzustki. W 1925 r. I. otrzymano w postaci krystalicznej. W 1955 r. F. Sanger zbadał sekwencję aminokwasową i ustalił strukturę I. bydła i trzody chlewnej.

Względna masa cząsteczkowa monomeru P. wynosi w przybliżeniu. 6000. Molekuła I. zawiera 51 aminokwasów i składa się z dwóch łańcuchów; łańcuch z N-końcową glicyną jest nazywany łańcuchem A i składa się z 21 aminokwasów, drugi - z łańcucha B - składa się z 30 aminokwasów. A - i łańcuchy B są połączone wiązaniem dwusiarczkowym, integralność cięcia odgrywa dużą rolę w zachowaniu bioli, aktywności cząsteczki I. (patrz poniższy wzór).

Najbliższy skład aminokwasowy I. ludzkiej świni, cząsteczka to-rogo różni się tylko jednym aminokwasem w łańcuchu B (zamiast treoniny na 30. pozycji jest alanina).

Treść

Biosynteza insuliny, regulacja wydzielania insuliny

I. jest syntetyzowany w bazofilowych insulocytach (komórkach beta) wysepek trzustkowych Langerhansa od jego poprzednika, proinsuliny. Po raz pierwszy proinsulinę odkrył D. F. Steiner pod koniec lat 60. Proinsulina - polipeptyd jednołańcuchowy o względnym mol. o wadze ok. 10 000, zawiera więcej niż 80 aminokwasów. Proinsulina jest cząsteczką P., tak jakby była zamknięta przez peptyd, który był nazywany łącznikiem lub peptydem C; ten peptyd sprawia, że cząsteczka I. biologicznie nieaktywna. Zgodnie z immunolem, właściwości proinsuliny są bliskie I. Proinsulinę syntetyzuje się na rybosomach insulocytów, następnie wzdłuż spłuczyn retikulum cytoplazmatycznego cząsteczka proinsuliny przesuwa się do kompleksu blaszki (kompleks Golgiego), z którego oddziela się nowo utworzone wydzielnicze granulki zawierające proinsulinę. W granulkach wydzielniczych pod wpływem enzymów peptyd C oddziela się od proinsuliny i powstaje I. Proces enzymatycznej transformacji proinsuliny przebiega. kilka etapów, w wyniku których powstaje insulina, pośrednie postacie proinsuliny i peptydu C. Wszystkie te substancje mają różną aktywność biologiczną i immunologiczną i mogą uczestniczyć w regulacji różnych rodzajów metabolizmu. Łamanie procesów konwersji proinsuliny do I. prowadzi do zmiany stosunku tych substancji, pojawiania się nienormalnych postaci I. W wyniku tego następuje zmiana w regulacji metabolizmu.

Wejście hormonów do krwi jest regulowane przez kilka mechanizmów, z których jednym dla I. (sygnał wyzwalający) jest wzrost stężenia glukozy we krwi (patrz hiperglikemia); ważna rola w regulacji odbioru to I. należy do mikroelementów, hormony odchodzą - kish. ścieżka (głównie sekretyna), aminokwasy, a także c. n c. (patrz Hormony).

Transformacja insuliny w ciele

Wchodząc do krwiobiegu część I. tworzy kompleksy z białkami osocza - tzw. insulina związana, druga część pozostaje w postaci wolnej insuliny. L. K. Staroseltseva i sotr. (1972) stwierdzili, że istnieją dwie formy powiązanego I: jedna forma - kompleks I. z transferyną, druga - kompleks I. z jednym ze składników alfa globuliny w surowicy. Wolne i związane I są różne od siebie w biol., Odporne i fizyczne. właściwości, jak również wpływ na tkanki tłuszczowe i tkanki mięśniowe, które są narządami docelowymi i nazywane są wrażliwymi na insulinę i tkankami. Wolny I. reaguje z przeciwciałami na krystaliczny P., stymuluje wchłanianie glukozy przez mięśnie i do pewnego stopnia przez tkankę tłuszczową. Związany I. nie reaguje z przeciwciałami na krystaliczny P., pobudza wychwyt glukozy przez tkankę tłuszczową i nie ma praktycznie żadnego wpływu na ten proces w tkance mięśniowej. Związany I. różni się od wolnego metabolizmu przez jego zachowanie w polu elektroforetycznym, podczas filtracji żelowej i dializy.

Podczas ekstrakcji surowicy krwi za pomocą etanolowego kwasu chlorowodorowego, zgodnie z biolem, otrzymano substancję podobną do I. Jednak ta substancja nie reagowała z przeciwciałami otrzymanymi dla krystalicznej P., a zatem była nazywana "nieakupresowaną insulinopodobną aktywnością osocza" lub "insulinopodobną substancją". Badanie aktywności insulinopodobnej ma ogromne znaczenie; "Niewzbudzona aktywność plazmy podobna do insuliny" jest uważana przez wielu autorów za jedną z form I. Dzięki procesom wiązania I. do białek surowicy zapewnione jest ich dostarczanie do tkanek. Ponadto związany z nim I. jest formą przechowywania hormonu we krwi i tworzy rezerwę aktywnego I. we krwi. Pewna proporcja wolnej i powiązanej I. zapewnia normalne funkcjonowanie organizmu.

Liczba I. krążących w krwiobiegu determinowana jest nie tylko szybkością wydzielania, ale także szybkością jego metabolizmu w tkankach i narządach obwodowych. Najbardziej aktywne procesy metabolizmu I. zachodzą w wątrobie. Istnieje kilka założeń dotyczących mechanizmu tych procesów w wątrobie; Ustalono, że istnieją dwa etapy - przywracanie mostków dwusiarczkowych w cząsteczce insuliny i proteoliza z tworzeniem biologicznie nieaktywnych fragmentów peptydowych i aminokwasów. Istnieje kilka enzymów indukujących insulinę i rozkładających insulinę zaangażowanych w metabolizm I. Obejmują one układ enzymów indukujących insulinę [reduktaza dwusiarczku białek (glutation)] i enzym rozkładający insulinę, który jest reprezentowany przez trzy typy enzymów proteolitycznych. W wyniku działania reduktazy dwusiarczku białka, mostki S-S zostają przywrócone, a po utworzeniu łańcuchów A i B o wzorze I następuje ich proteoliza na poszczególne peptydy i aminokwasy. Poza wątrobą metabolizm I. zachodzi w tkankach mięśniowych i tłuszczowych, nerkach, łożysku. Szybkość procesów metabolicznych może służyć jako kontrola poziomu aktywnego I. i odgrywa dużą rolę w patogenezie cukrzycy. Okres biol, pół-rozpad I. osoby - ok. 30 min

Biologiczny efekt insuliny

I. jest uniwersalnym hormonem anabolicznym. Jednym z najbardziej uderzających efektów I. - jego działanie hipoglikemiczne. I. wpływa na wszystkie rodzaje metabolizmu: stymuluje transport substancji przez błonę komórkową, wspomaga wykorzystanie glukozy i powstawanie glikogenu, hamuje glukoneogenezę (patrz glikoliza), hamuje lipolizę i aktywuje lipogenezę (patrz metabolizm tłuszczów), zwiększa intensywność syntezy białka. I., zapewnienie normalnego utleniania glukozy w cyklu Krebsa (płuca, mięśnie, nerki, wątroba), sprzyja powstawaniu związków wysokoenergetycznych (w szczególności ATP) i utrzymaniu bilansu energetycznego komórek. Jest niezbędny do wzrostu i rozwoju organizmu (działa w synergii z hormonem somatotropowym przysadki mózgowej).

Wszystkie biole, efekty I. są niezależne i niezależne od siebie, jednak w warunkach fizycznych, efekt końcowy I. polega na bezpośredniej stymulacji procesów biosyntetycznych i jednoczesnej podaży komórek materiałem "konstrukcyjnym" (np. Aminokwasami) i energią (glukoza). Rozmaite efekty I. są realizowane poprzez interakcję z receptorami błon komórkowych i przekazywanie sygnału (informacji) do komórki do odpowiednich układów enzymatycznych.

Fiziol, antagonista I. w regulacji metabolizmu węglowodanów i zapewnienia poziomu glukozy we krwi, która jest optymalna dla aktywności życiowej organizmu, to glukagon (patrz), a także niektóre inne hormony (tarczycy, nadnerczy, hormonu wzrostu).

Naruszenia syntezy i wydzielania insuliny mogą mieć inny charakter i mieć inne pochodzenie. Tak więc, niedobór wydzielania I. Prowadzi do hiperglikemii i rozwoju cukrzycy (patrz Diabetes mellitus, etiologia i patogeneza). Nadmierne powstawanie I. obserwuje się, na przykład, z hormonalnie aktywnym nowotworem emanującym z komórek beta wysp trzustkowych (patrz Insuloma) i jest wyrażany klinicznie przez objawy hiperinsulinizmu (patrz).

Metody oznaczania insuliny

Metody oznaczania insuliny można warunkowo podzielić na biologiczne i radioimmunologiczne. Biol, metody opierają się na stymulacji wchłaniania glukozy przez tkanki wrażliwe na insulinę pod wpływem I. W biol, metoda wykorzystuje przeponową mięsień mięśni i nabłonek na tkance tłuszczowej otrzymany od szczurów z czystych linii. Krystaliczny I. lub badana surowica ludzka i preparaty mięśnia przeponowego mięśni lub nabłonka najądrzy (lepiej izolowane komórki tłuszczowe pochodzące z najądrzastej tkanki tłuszczowej) w buforze p-re zawierającym określone stężenie glukozy umieszcza się w inkubatorze. W zależności od stopnia poboru glukozy przez tkankę i, odpowiednio, jej utraty z inkubowanego medium, zawartość I. we krwi jest obliczana przy użyciu krzywej standardowej.

Wolna forma I. zwiększa absorpcję glukozy głównie na mięśniu przeponowym, z cięciem, związana forma I. praktycznie nie reaguje, w związku z tym, stosując metodę przeponową, możliwe jest określenie ilości wolnego I. Absorpcja glukozy przez najądrzastą tkankę tłuszczową jest stymulowana głównie przez skojarzoną postać I. ale z wolną tkanką tłuszczową, wolnym, mogę również częściowo reagować, więc dane uzyskane podczas inkubacji z tkanką tłuszczową można nazwać całkowitą aktywnością insuliny. Fiziol, poziomy wolnej i związanej I. wahają się w bardzo szerokich granicach, co najwyraźniej związane jest z indywidualnym typem hormonalnej regulacji procesów metabolicznych i może średnio wynosić 150-200 μed / ml wolnego I i 250-400 μed / ml powiązany I.

Metoda radioimmunologiczna do oznaczania I. jest oparta na konkurencji znakowanego i nieznakowanego I. w reakcji z przeciwciałem przeciwko I. w analizowanej próbce. Ilość radioaktywnego I. związanego z przeciwciałami będzie odwrotnie proporcjonalna do stężenia I. w badanej próbce. Najbardziej udanym wariantem metody radioimmunologicznej okazała się metoda podwójnego przeciwciała, którą warunkowo (schematycznie) można przedstawić w następujący sposób. Przeciwciała przeciw I. są uzyskiwane na świnkach morskich (tak zwane przeciwciała pierwszego rzędu) i łączą je ze znakowanym I. (1251). Powstały kompleks rekombinuje się z przeciwciałami drugiego rzędu (uzyskanymi z królika). Zapewnia to stabilność kompleksu i możliwość reakcji podstawienia znakowanego I. na nieznakowany. W wyniku tej reakcji niewyznakowane I. wiąże się z przeciwciałami, a oznaczenie I. przechodzi do wolnego rr.

Liczne modyfikacje tej metody oparte są na etapie oddzielania znakowanego I. od kompleksu z nieznakowaną I. Metoda podwójnych przeciwciał jest podstawą do przygotowania gotowych zestawów do metody radioimmunologicznej do określania I. (przez firmy z Anglii i Francji).

Preparaty insuliny

Dla miodu. I. cele pochodzą z trzustki bydła, trzody chlewnej i wielorybów. Aktywność I. określa biol, poprzez (na zdolność obniżania zawartości cukru we krwi u zdrowych królików). Za jednostkę działania (ED) lub jednostkę międzynarodową (IE) należy przyjąć 0,04082 mg insuliny krystalicznej (standard). I. łatwo łączy się z metalami dwuwartościowymi, zwłaszcza z cynkiem, kobaltem, kadmem i może tworzyć kompleksy z polipeptydami, w szczególności z protaminą. Właściwość ta została wykorzystana do stworzenia leków I. długotrwałego działania.

W zależności od czasu działania istnieją trzy rodzaje leków I. Krótko działający lek (około 6 godzin) to insulina wytwarzana w gospodarstwach domowych (I. bydło i świnie). Lek o średnim czasie działania (10-12 godzin) to zawiesina amorficznej insuliny cynkowej - preparat domowy podobny do preparatu z siedmiu części. Leki długo działające obejmują protaminowy cynk-insulinę do wstrzykiwań (16-20 godzin działania), zawiesinę insuliny i protaminy (18-24 godzin), zawiesinę cynkowo-insuliny (do 24 godzin), krystaliczną zawiesinę insuliny cynkowej ( do 30-36 godzin akcji).

Farmakol, charakterystyka najczęściej stosowanych leków I. i formy ich uwalniania - patrz preparaty hormonalne, tabela.

Wskazania i przeciwwskazania

I. jest specyficznym środkiem przeciwcukrzycowym i jest stosowany głównie w cukrzycy; Absolutnym wskazaniem jest obecność kwasicy ketonowej i śpiączki cukrzycowej. Wybór leku i jego dawkowanie zależy od postaci i ciężkości choroby, wieku i ogólnego stanu pacjenta. Wybór dawek i leczenia I. jest przeprowadzany pod kontrolą cukru we krwi i moczu oraz monitorowania stanu pacjenta. Przedawkowanie leku grozi gwałtownym spadkiem stężenia cukru we krwi, śpiączką hipoglikemiczną. Szczególne wskazania do stosowania niektórych leków I. w cukrzycy u dorosłych i dzieci - patrz cukrzyca, leczenie.

I. leki są stosowane w leczeniu niektórych chorób psychicznych. W ZSRR leczenie schizofrenii stosowano w 1936 r. Przez A. S. Kronfeld i E. Ya. Sternberg. Wraz z pojawieniem się neuroleptyków, I. metoda stała się metodą z wyboru - patrz Schizofrenia.

W małych dawkach I. jest czasami przepisywany na ogólne wyczerpanie, furunculosis, ciężarne wymioty, zapalenie wątroby itp.

Wszystkie leki I. przedłużone działanie wstrzykuje się tylko pod skórę (lub domięśniowo). Dożylnie (na przykład ze śpiączką cukrzycową) można wprowadzić tylko roztwór krystalicznej insuliny do wstrzykiwań. Nie można wprowadzić zawiesin insuliny cynkowej (i innych leków I. długotrwałego działania) do tej samej strzykawki z insuliną p-rum do wstrzykiwań; w razie potrzeby wstrzyknąć roztwór insuliny do wstrzykiwań za pomocą oddzielnej strzykawki.

Przeciwwskazania - uczulenie na And.; względne przeciwwskazania - choroby występujące z hipoglikemią. Należy zachować ostrożność w leczeniu pacjentów, u których mam niewydolność wieńcową i zaburzenia krążenia mózgowego.

Bibliografia: Biochemia hormonów i regulacji hormonalnej, wyd. N. A. Yudaeva, str. 93, M., 1976; Newholme EI. Start K. Regulacja metabolizmu, tłum. z angielskiego, z. 387 i wsp., M., 1977; Problemy enzymatyki medycznej, wyd. G. R. Mardashev, str. 40, M., 1970, bibliogr.; Przewodnik po endokrynologii klinicznej, wyd. V. G. Baranova, L., 1977; Cukrzyca, wyd. V. R. Klyachko, str. 130, M., 1974; Staroseltseva LK Różne formy insuliny w ciele i ich znaczenie biologiczne, w książce: Sovr. vopr, dokrewny., pod redakcją H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biochemia hormonalnej regulacji metabolizmu, Vestn. Akademia Nauk ZSRR, JVa 11, s. 29, 1974; Banting F. G., a. In h. C. H. Wewnętrzne wydzielanie trzustki, J. Lab. klin. Med., V. 7, str. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - zaburzenie komórkowej transmisji informacji, Horm. metaboi. Res., V. 4, str. 246, 1970, bibliogr.; Insulina, wyd. R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulina i biosynteza insuliny, Recent Progr. Hormone Res., V. 25, str. 207, 1969, bibliogr.

Insulina: jaki rodzaj hormonu, poziom we krwi, poziom cukrzycy i innych chorób, wprowadzenie

Czym jest ta substancja - insulina, która jest tak często pisana i wypowiadana w związku z obecną cukrzycą? Dlaczego w pewnym momencie przestaje być produkowany w koniecznych ilościach lub, przeciwnie, jest syntetyzowany w nadmiarze?

Insulina jest biologicznie aktywną substancją (BAS), hormonem białkowym, który kontroluje poziom glukozy we krwi. Hormon ten jest syntetyzowany przez komórki beta należące do aparatu wyspowego (wysepek Langerhansa) trzustki, co wyjaśnia ryzyko rozwoju cukrzycy z naruszeniem jej funkcjonalnych zdolności. Oprócz insuliny, inne hormony są syntetyzowane w trzustce, w szczególności czynnik hiperglikemiczny (glukagon) wytwarzany przez komórki alfa aparatu wyspowego, a także zaangażowany w utrzymywanie stałego stężenia glukozy w organizmie.

Wskaźniki normy insuliny we krwi (osocze, surowica) osoby dorosłej mieszczą się w zakresie od 3 do 30 μE / ml (lub do 240 pmol / l).

U dzieci poniżej 12 roku życia wskaźniki nie powinny przekraczać 10 μU / ml (lub 69 pmol / l).

Chociaż gdzieś czytelnik spełni normę do 20 ICED / ml, gdzieś do 25 ICED / ml - wskaźnik może się nieco różnić w różnych laboratoriach, dlatego zawsze oddając krew do analizy, należy skupić się na dokładnych danych (wartości referencyjne) tego laboratorium, która produkuje badania, a nie wartości podane w różnych źródłach.

Podwyższona insulina może odnosić się zarówno do patologii, na przykład rozwoju guza trzustki (insulinoma), jak i stanu fizjologicznego (ciąża).

Obniżenie poziomu insuliny może wskazywać na rozwój cukrzycy lub zwykłe zmęczenie fizyczne.

Główną rolą tego hormonu jest hipoglikemia.

Działanie insuliny w ciele ludzkim (a nie tylko w ludzkim organizmie, w tym względzie, wszystkie ssaki są podobne) bierze udział w procesach wymiany:

Hormon ten pozwala cukrowi uzyskanemu na odżywianie swobodnie wchodzić do komórek tkanki mięśniowej i tłuszczowej, zwiększając przepuszczalność ich błon:
Jest induktorem produkcji glukozy z glukozy w wątrobie i komórkach mięśniowych:
Insulina przyczynia się do akumulacji białek, zwiększa ich syntezę i zapobiega dezintegracji, oraz produktów tłuszczowych (pomaga tkance tłuszczowej zaabsorbować glukozę i przekształcić ją w tłuszcz (stąd powstają nadmiar tłuszczu i dlaczego nadmierna miłość węglowodanów prowadzi do otyłości);
Zwiększając aktywność enzymów zwiększających rozkład glukozy (efekt anaboliczny), hormon ten zakłóca pracę innych enzymów, które starają się rozkładać tłuszcze i glikogen (antykataboliczne działanie insuliny).

Insulina jest wszędzie, bierze udział we wszystkich procesach metabolicznych zachodzących w ludzkim organizmie, ale głównym celem tej substancji jest dostarczenie metabolizmu węglowodanów, ponieważ jest to jedyny hormon hipoglikemiczny, podczas gdy jego "przeciwnicy", hormony hiperglikemiczne, próbują zwiększyć zawartość cukru krew, dużo więcej (adrenalina, hormon wzrostu, glukagon).

Po pierwsze, mechanizm powstawania insuliny przez komórki β wysepek Langerhansa powoduje zwiększenie stężenia węglowodanów we krwi, ale przedtem hormon zaczyna być produkowany, gdy tylko ktoś przeżuwa kawałek czegoś jadalnego, połyka go i dostarcza do żołądka (i nie jest konieczne jedzenie było węglowodanem). Zatem pokarm (dowolny) powoduje wzrost poziomu insuliny we krwi, a głód bez jedzenia, wręcz przeciwnie, zmniejsza jego zawartość.

Ponadto wytwarzanie insuliny jest stymulowane przez inne hormony, podwyższone stężenia pewnych pierwiastków śladowych we krwi, takich jak potas i wapń, oraz zwiększona ilość kwasów tłuszczowych. Produkty insulinowe są najbardziej dotknięte przez hormon wzrostu hormonu wzrostu (hormon wzrostu). Inne hormony, także w pewnym stopniu, zmniejszają wytwarzanie insuliny, na przykład somatostatyny, syntetyzowanej przez komórki delta aparatu wysp trzustkowych, ale jej działanie nie ma mocy somatotropiny.

Jest oczywiste, że wahania poziomu insuliny we krwi zależą od zmian w zawartości glukozy w organizmie, więc jasne jest, dlaczego badanie insuliny za pomocą metod laboratoryjnych w tym samym czasie określa ilość glukozy (badanie krwi dla cukru).

Wideo: insulina i jej funkcje - animacja medyczna

Insulina i cukrzyca obu typów

Najczęściej wydzielanie i aktywność funkcjonalna opisanych zmian hormonalnych w cukrzycy typu 2 (cukrzyca insulinoniezależna - NIDDM), która często powstaje u osób w średnim wieku i starszych, z nadwagą. Pacjenci często zastanawiają się, dlaczego nadwaga jest czynnikiem ryzyka cukrzycy. A dzieje się to w następujący sposób: gromadzeniu się nadwyżek tłuszczu w nadmiarze towarzyszy wzrost lipoprotein we krwi, które z kolei zmniejszają liczbę receptorów hormonu i zmieniają jego powinowactwo. Skutkiem takich zaburzeń jest zmniejszenie produkcji insuliny, aw konsekwencji spadek jej poziomu we krwi, co prowadzi do wzrostu stężenia glukozy, którego nie można wykorzystać w odpowiednim czasie z powodu niedoboru insuliny.

Nawiasem mówiąc, niektórzy ludzie, po zapoznaniu się z wynikami swoich analiz (hiperglikemia, zaburzenia ze spektrum lipidów), będąc zdenerwowanymi z tej okazji, zaczynają aktywnie szukać sposobów na zapobieganie straszliwej chorobie - natychmiast "usiądą" na diecie, która zmniejsza wagę ciała. I robią to, co trzeba! Takie doświadczenie może być bardzo przydatne dla wszystkich pacjentów zagrożonych cukrzycą: środki podejmowane w odpowiednim czasie pozwalają na czas nieokreślony opóźnić rozwój samej choroby i jej skutków, a także uzależnienie od leków, które zmniejszają zawartość cukru w surowicy (osoczu) krwi.

Nieco inny obraz obserwuje się w cukrzycy typu 1, którą nazywa się insulinozależną (IDDM). W tym przypadku glukoza jest więcej niż wystarczająca wokół komórek, po prostu kąpią się w środowisku cukrowym, ale nie mogą przyswoić ważnego materiału energetycznego z powodu absolutnego braku przewodnika - nie ma insuliny. Komórki nie mogą przyjmować glukozy, a w wyniku podobnych okoliczności zaczynają pojawiać się w organizmie zaburzenia innych procesów:

Rezerwowy tłuszcz, nie spalający się całkowicie w cyklu Krebsa, jest wysyłany do wątroby i uczestniczy w tworzeniu ciał ketonowych;
Znaczny wzrost poziomu cukru we krwi prowadzi do niesamowitego pragnienia, duża ilość glukozy zaczyna być wydalana z moczem;
Metabolizm węglowodanów jest przesyłany alternatywną drogą (sorbitol), tworząc nadmiar sorbitolu, który zaczyna osadzać się w różnych miejscach, tworząc stany patologiczne: zaćma (w soczewce ocznej), zapalenie wielonerwowe (w przewodach nerwowych), proces miażdżycowy (w ścianie naczynia).

Ciało, próbując zrekompensować te zaburzenia, stymuluje rozkład tłuszczów, w wyniku czego zawartość triglicerydów zwiększa się we krwi, ale poziom użytecznej frakcji cholesterolu maleje. Dysprolinemia aterogenna zmniejsza obronę organizmu, co przejawia się zmianą innych parametrów laboratoryjnych (wzrost fruktozaminy i glikozylowanej hemoglobiny, zaburzenie struktury elektrolitowej krwi). W tym stanie absolutnego niedoboru insuliny, pacjenci osłabiają się, stale chcą pić, produkują dużą ilość moczu.

W cukrzycy brak insuliny ostatecznie wpływa na prawie wszystkie narządy i układy, co oznacza, że jej niedobór przyczynia się do rozwoju wielu innych objawów, które wzbogacają obraz kliniczny "słodkiej" choroby.

Co "powiedzieć" ekscesy i wady

Zwiększonej insuliny, to jest zwiększenia jej poziomu w osoczu krwi (surowicy) można się spodziewać w przypadku pewnych stanów patologicznych:

Insulinoma to nowotwory tkanki wysepek Langerhansa, niekontrolowane i produkujące duże ilości hormonu hipoglikemicznego. Ten nowotwór daje dość wysoki poziom insuliny, podczas gdy glukoza na czczo jest zmniejszona. W rozpoznawaniu gruczolaka trzustki tego typu stosunek insuliny do glukozy (I / G) oblicza się według wzoru: wartość ilościowa hormonu we krwi, μE / ml: (zawartość cukru, określona rano na pusty żołądek, mmol / l - 1,70).
Początkowy etap powstawania cukrzycy insulinozależnej, później poziom insuliny zaczyna spadać, a cukier wzrośnie.
Otyłość. Tymczasem tutaj i w przypadku niektórych innych chorób konieczne jest rozróżnienie przyczyny i skutku: we wczesnych stadiach otyłość nie jest przyczyną zwiększonej insuliny, ale przeciwnie, wysoki poziom hormonu zwiększa apetyt i przyczynia się do szybkiej przemiany glukozy z jedzenia w tłuszcz. Jednak wszystko jest tak połączone, że nie zawsze można jednoznacznie określić przyczynę.
Choroba wątroby.
Akromegalia. U osób zdrowych wysokie poziomy insuliny szybko obniżają poziom glukozy we krwi, co w znacznym stopniu stymuluje syntezę hormonu wzrostu u pacjentów z akromegalią, wzrost wartości insuliny i następująca po niej hipoglikemia nie powodują specjalnej reakcji hormonu wzrostu. Ta funkcja jest stosowana jako test stymulujący do monitorowania równowagi hormonalnej (wstrzyknięcie insuliny dożylnej nie powoduje szczególnego wzrostu hormonu wzrostu ani po 1 godzinie, ani po 2 godzinach od podania insuliny).
Zespół Itsenko-Cushinga. Zakłócenie metabolizmu węglowodanów w tej chorobie jest spowodowane zwiększonym wydzielaniem glikokortykoidów, które hamują proces wykorzystania glukozy, który pomimo wysokiego poziomu insuliny pozostaje we krwi w wysokich stężeniach.
Insulina jest podwyższona w dystrofii mięśniowej, która jest wynikiem różnych zaburzeń metabolicznych.
Ciąża, postępowanie normalne, ale ze zwiększonym apetytem.
Wrodzona nietolerancja fruktozy i galaktozy.

Podawanie insuliny (szybko działającej) pod skórą powoduje gwałtowny skok w hormonie krwi pacjenta, który jest stosowany w celu wyprowadzenia pacjenta ze śpiączki hiperglikemicznej. Zastosowanie hormonów i leków obniżających stężenie glukozy w leczeniu cukrzycy powoduje również wzrost poziomu insuliny we krwi.

Należy zauważyć, że chociaż wiele osób już wie, że nie ma leczenia podwyższoną insuliną, istnieje leczenie określonej choroby, w której występuje podobny "rozdźwięk" w statusie hormonalnym i zaburzenie różnych procesów metabolicznych.

Obniżenie poziomu insuliny obserwuje się w cukrzycy i typu 1 i 2. Jedyną różnicą jest to, że z INCDD niedobór hormonu jest względny i jest spowodowany innymi czynnikami niż bezwzględny niedobór IDDM. Ponadto, stresujące sytuacje, intensywny wysiłek fizyczny lub wpływ innych niekorzystnych czynników prowadzą do spadku wartości ilościowych hormonu we krwi.

Dlaczego ważne jest poznanie poziomu insuliny?

Bezwzględne wskaźniki poziomów insuliny, uzyskane w badaniach laboratoryjnych, same w sobie nie mają dużej wartości diagnostycznej, ponieważ bez wartości ilościowych stężenia glukozy nie mówią zbyt wiele. Oznacza to, że przed badaniem jakichkolwiek nieprawidłowości w organizmie związanych z zachowaniem insuliny należy zbadać jego związek z glukozą.

W tym celu (w celu zwiększenia znaczenia diagnostycznego analizy) przeprowadzany jest test stymulacji produkcji insuliny przez glukozę (test stresu), który pokazuje, że hormon hipoglikemiczny wytwarzany przez komórki beta trzustki jest późny u osób z utajoną cukrzycą, jego stężenie wzrasta wolniej ale osiąga wyższe wartości niż u zdrowych ludzi.

Oprócz testu ładowania glukozy, w badaniu diagnostycznym stosuje się test prowokacyjny lub, jak to się nazywa, test na czczo. Istotą próbki jest określenie ilości glukozy, insuliny i peptydu C (części białka cząsteczki proinsuliny) na pusty żołądek we krwi pacjenta, po czym pacjent jest ograniczony w jedzeniu i piciu przez dzień lub dłużej (do 27 godzin), przeprowadzając co 6 godzin badanie wskaźników, zainteresowania (glukoza, insulina, peptyd C).

Tak więc, jeśli insulina jest wywoływana głównie w stanach patologicznych, z wyjątkiem normalnej ciąży, gdzie wzrost jej poziomu jest przypisywany zjawiskom fizjologicznym, wtedy ujawnienie wysokiego stężenia hormonu, wraz ze spadkiem poziomu cukru we krwi, odgrywa ważną rolę w diagnozie:

Procesy nowotworowe zlokalizowane w tkance wyspiarskiego aparatu trzustki;
Przerost wysepek;
Niedobór glukokortykoidów;
Ciężka choroba wątroby;
Cukrzyca w początkowej fazie jej rozwoju.

Tymczasem obecność takich stanów patologicznych jak zespół Itsenko-Cushinga, akromegalia, dystrofia mięśniowa i choroby wątroby wymaga badania poziomu insuliny, nie tyle w celu diagnozy, co monitorowania funkcjonowania i zachowania zdrowia narządów i układów.

Jak wziąć i przejść analizę?

Zawartość insuliny określa się w osoczu (krew jest pobierana do probówki z heparyną) lub w surowicy (krew pobrana bez antykoagulantu, odwirowana). Praca z materiałem biologicznym rozpoczyna się natychmiast (maksymalnie w ciągu kwadransa), ponieważ podłoże to nie toleruje przedłużonej "bezczynności" bez leczenia.

Przed badaniem pacjentowi wyjaśniono znaczenie analizy, jej cechy. Reakcja trzustki na pokarm, napoje, leki, wysiłek fizyczny jest taka, że pacjent musi głodować przez 12 godzin przed badaniem, nie angażować się w ciężką pracę fizyczną, wykluczać preparaty hormonalne. Jeśli to drugie nie jest możliwe, to znaczy, że lekarstwa nie można w żaden sposób zignorować, wówczas na arkuszu analizy zapisuje się, że test jest wykonywany na tle terapii hormonalnej.

Pół godziny przed nakłuciem żyły (krew zabierana jest z żyły) do osoby czekającej na kolejkę testową, proponują położyć się na kanapie i zrelaksować jak najwięcej. Pacjent powinien zostać ostrzeżony, że nieprzestrzeganie zasad może wpłynąć na wyniki, a następnie ponowne wejście do laboratorium, a zatem powtarzające się ograniczenia będą nieuniknione.

Wprowadzenie insuliny: tylko pierwszy zastrzyk jest okropny, a następnie nawyk

Ponieważ tak wiele uwagi poświęcono hormonowi hipoglikemicznemu wytwarzanemu przez trzustkę, przydatne byłoby krótkotrwałe skupienie się na insulinie, jako leku przepisywanym na różne stany patologiczne, a przede wszystkim na cukrzycę.

Wprowadzenie insuliny przez samych pacjentów stało się kwestią nawyku, nawet dzieci w wieku szkolnym radzą sobie z nią, a lekarz prowadzący uczy wszystkich zawiłości (należy używać urządzenia do podawania insuliny, przestrzegać zasad aseptyki, poruszać się po właściwościach leku i znać działanie każdego rodzaju). Prawie wszyscy pacjenci z cukrzycą typu 1 i pacjenci z ciężką cukrzycą insulinozależną siedzą na zastrzykach insuliny. Ponadto, niektóre sytuacje awaryjne lub powikłania cukrzycy, przy braku działania innych leków, są zatrzymywane przez insulinę. Jednak w przypadkach cukrzycy typu 2, po ustabilizowaniu się stanu pacjenta, hormon hipoglikemiczny w formie iniekcji zostaje zastąpiony innymi środkami wewnątrz, tak aby nie skrzypić strzykawkami, obliczyć i uzależnić od wstrzyknięcia, co jest dość trudne samo w sobie bez nawyku. proste umiejętności manipulacji medycznej.

Najlepszy lek o minimalnych skutkach ubocznych i bez poważnych przeciwwskazań uznany roztwór insuliny, oparty na ludzkiej insulinie.

Pod względem struktury hipoglikemiczny hormon trzustki świni najbardziej przypomina ludzką insulinę iw większości przypadków uratował ludzkość przez wiele lat przed uzyskaniem (za pomocą inżynierii genetycznej) półsyntetycznych lub rekombinowanych form DNA insuliny. W leczeniu cukrzycy u dzieci obecnie stosowana jest tylko insulina ludzka.

Zastrzyki insuliny są zaprojektowane w celu utrzymania prawidłowych stężeń glukozy we krwi, w celu uniknięcia skrajnych: skoków w górę (hiperglikemia) i obniżania się poniżej dopuszczalnych wartości (hipoglikemia).

Przypisywanie rodzajów insuliny, obliczanie ich dawki zgodnie z charakterystyką organizmu, wieku i współistniejącej patologii jest dokonywane tylko przez lekarza na zasadzie ściśle indywidualnej. Uczy on również pacjenta, jak samodzielnie wstrzykiwać insulinę, nie uciekając się do pomocy z zewnątrz, wyznacza strefy dostarczania insuliny, udziela porad dotyczących żywienia (spożycie żywności powinno być zgodne z wprowadzeniem hormonu hipoglikemicznego do krwi), stylu życia, codziennej rutyny, ćwiczeń fizycznych. Ogólnie rzecz biorąc, w gabinecie endokrynologa, pacjent otrzymuje całą niezbędną wiedzę, od której zależy jego jakość życia, sam pacjent może jedynie z nich korzystać prawidłowo i ściśle przestrzegać wszystkich zaleceń lekarza.

Wideo: o wstrzyknięciu insuliny

Rodzaje insuliny

Pacjenci otrzymujący hormon hipoglikemiczny w formie wstrzyknięcia będą musieli dowiedzieć się, jakie rodzaje insuliny są, o której porze dnia (i dlaczego) są przepisywane:

Ultrasport, ale insuliny krótkodziałające (Humalog, Novorapid) - pojawiają się we krwi od kilku sekund do 15 minut, szczyt ich działania osiąga się w ciągu półtorej godziny, ale po 4 godzinach organizm pacjenta ponownie nie zawiera insuliny i należy to wziąć pod uwagę, jeśli moment pilnie chce jeść.
Insuliny krótkodziałające (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - efekt występuje od pół godziny do 45 minut po wstrzyknięciu i trwa od 6 do 8 godzin, szczyt działania hipoglikemicznego występuje w zakresie od 2 do 4 godzin po podaniu.
Insuliny o średnim czasie trwania (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - nie można oczekiwać szybkiego efektu po podaniu insuliny tego rodzaju, występuje ona po 1-3 godzinach, osiąga szczyt od 6-8 godzin, a kończy po 10-14 godzinach ( w innych przypadkach, do 20 godzin).
Insuliny długo działające (do 20 - 30 godzin, czasami do 36 godzin). Przedstawiciel grupy: unikalny lek, który nie ma szczyt działania - Insulina Glargin, którego pacjenci są bardziej znani pod nazwą "Lantus".
Insuliny długo działające (do 42 godzin). Jako przedstawiciel można nazwać duński lek Insulin Deglyudek.

Długodziałające i długotrwałe insuliny podawane są 1 raz dziennie, nie nadają się do sytuacji awaryjnych (aż do krwi). Oczywiście, w przypadku śpiączki używają ultrakrótko działających insuliny, które szybko przywracają poziom insuliny i glukozy, zbliżając je do ich normalnej wartości.

Przy przepisywaniu pacjentowi różnych rodzajów insuliny lekarz oblicza dawkę każdego z nich, drogę podawania (pod skórą lub do mięśnia), wskazuje zasady mieszania (jeśli to konieczne) i godziny podawania zgodnie z posiłkiem. Prawdopodobnie czytelnik zrozumiał już, że leczenie cukrzycy (w szczególności insuliny) nie będzie tolerować frywolnego podejścia do diety. Posiłki (podstawowe) i "przekąski" są bardzo ściśle powiązane z poziomem insuliny w czasie posiłku, więc sam pacjent musi być ściśle kontrolowany - od niego zależy jego zdrowie.

Insulina jest najmłodszym hormonem.

Struktura

Insulina jest białkiem składającym się z dwóch łańcuchów peptydowych A (21 aminokwasów) i B (30 aminokwasów) połączonych mostkami dwusiarczkowymi. W sumie w dojrzałej insulinie ludzkiej obecnych jest 51 aminokwasów, a jej masa cząsteczkowa wynosi 5,7 kDa.

Synteza

Insulina jest syntetyzowana w komórkach β trzustki w postaci preproinsuliny, której N-końcem jest końcowa 23-aminokwasowa sekwencja sygnałowa, która służy jako przewodnik dla całej cząsteczki w jamie retikulum endoplazmatycznego. Tutaj końcowa sekwencja jest natychmiast odcinana i proinsulina jest transportowana do aparatu Golgiego. Na tym etapie łańcuch A, łańcuch B i peptyd C są obecne w cząsteczce proinsuliny (połączenie to połączenie). W aparacie Golgiego proinsulina jest pakowana w granulki wydzielnicze wraz z enzymami niezbędnymi do "dojrzewania" hormonu. W miarę przesuwania granulek do błony komórkowej powstają mostki dwusiarczkowe, spoiwo peptydu C (31 aminokwasów) zostaje odcięte i powstaje końcowa cząsteczka insuliny. W gotowych granulkach insulina znajduje się w stanie krystalicznym w postaci heksameru utworzonego z udziałem dwóch jonów Zn 2+.

Schemat syntezy insuliny

Regulacja syntezy i wydzielania

Wydzielanie insuliny zachodzi w sposób ciągły, a około 50% insuliny uwalnianej z komórek β nie jest w żaden sposób związane z przyjmowaniem pokarmu lub innymi wpływami. W ciągu dnia trzustka uwalnia około 1/5 rezerw insuliny.

Głównym stymulatorem wydzielania insuliny jest wzrost stężenia glukozy we krwi powyżej 5,5 mmol / l, maksymalna sekrecja osiąga 17-28 mmol / l. Szczególną cechą tej stymulacji jest dwufazowy wzrost wydzielania insuliny:

Pierwsza faza trwa 5-10 minut, a stężenie hormonu może wzrosnąć 10-krotnie, po czym zmniejsza się jego ilość,
Druga faza rozpoczyna się około 15 minut po wystąpieniu hiperglikemii i trwa przez cały okres, prowadząc do podwyższenia poziomu hormonu o 15-25 razy.

Im dłużej stężenie glukozy we krwi utrzymuje się, tym większa liczba komórek β wiąże się z wydzielaniem insuliny.

Indukcja syntezy insuliny następuje od momentu wniknięcia glukozy do komórki do translacji mRNA insuliny. Jest regulowany przez wzrost transkrypcji genu insuliny, wzrost stabilności mRNA insuliny i wzrost translacji mRNA insuliny.

Aktywacja wydzielania insuliny

1. Po wniknięciu glukozy do komórek β (przez GluT-1 i GluT-2) jest on fosforylowany przez heksokinazę IV (glukokinaza, ma niskie powinowactwo do glukozy),

2. Następnie glukoza jest utleniana przez tlen, podczas gdy szybkość utleniania glukozy liniowo zależy od jej ilości,

3. W wyniku tego gromadzi się ATP, którego ilość zależy również bezpośrednio od stężenia glukozy we krwi,

4. Akumulacja ATP stymuluje zamknięcie kanałów jonowych K +, co prowadzi do depolaryzacji błony,

5. Depolaryzacja błony prowadzi do otwarcia zależnych od potencjału kanałów Ca 2+ i napływu jonów Ca 2+ do komórki,

6. Przychodzące jony Ca 2+ aktywują fosfolipazę C i uruchamiają mechanizm transdukcji sygnału wapniowo-fosfolipidowego w celu utworzenia DAG i trifosforanu inozytolu (IF₃),

7. Pojawienie się IF₃ w cytozolu otwiera kanały Ca 2+ w retikulum endoplazmatycznym, co przyspiesza akumulację jonów Ca 2+ w cytozolu,

8. Ostry wzrost stężenia jonów Ca 2+ w komórce prowadzi do przeniesienia wydzielniczych granulek do błony komórkowej, ich fuzji z nią i egzocytozy dojrzałych kryształów insuliny na zewnątrz,

9. Następnie rozpad kryształów, rozdział jonów Zn 2+ i uwalnianie aktywnych cząsteczek insuliny do krwioobiegu.

Schemat wewnątrzkomórkowej regulacji syntezy insuliny z udziałem glukozy

Opisany mechanizm wiodący można regulować w jednym lub w drugim kierunku pod wpływem szeregu innych czynników, takich jak aminokwasy, kwasy tłuszczowe, hormony żołądkowo-jelitowe i inne hormony, regulacja nerwowa.

Spośród aminokwasów lizyna i arginina w największym stopniu wpływają na wydzielanie hormonu. Same w sobie prawie nie stymulują sekrecji, ich działanie zależy od obecności hiperglikemii, tj. aminokwasy tylko wzmacniają działanie glukozy.

Wolne kwasy tłuszczowe są również czynnikami, które stymulują wydzielanie insuliny, ale także tylko w obecności glukozy. Kiedy hipoglikemia ma przeciwny skutek, tłumienie ekspresji genu insuliny.

Logiczna jest pozytywna wrażliwość wydzielania insuliny na działanie hormonów przewodu żołądkowo-jelitowego - inkretyny (enteroglukagon i zależny od glukozy polipeptyd insulinotropowy), cholecystokininę, sekretynę, gastrynę, polipeptyd hamujący żołądek.

Zwiększenie wydzielania insuliny przy długotrwałej ekspozycji na hormon somatotropowy, ACTH i glukokortykoidy, estrogeny, progestyny jest klinicznie ważne i do pewnego stopnia niebezpieczne. Zwiększa to ryzyko wyczerpania się komórek β, zmniejszenie syntezy insuliny i występowanie cukrzycy insulinozależnej. Można to zaobserwować podczas stosowania tych hormonów w terapii lub w patologii związanych z ich nadczynnością.

Regulacja nerwowa trzustkowych komórek β obejmuje regulację adrenergiczną i cholinergiczną. Wszelkie stresy (wysiłek emocjonalny i / lub fizyczny, niedotlenienie, hipotermia, urazy, oparzenia) zwiększają aktywność współczulnego układu nerwowego i hamują wydzielanie insuliny w wyniku aktywacji α₂-adrenoreceptory. Z drugiej strony stymulacja β₂-adrenoreceptor prowadzi do zwiększonej sekrecji.

Wydzielanie insuliny jest również kontrolowane przez n.vagus, który z kolei jest kontrolowany przez podwzgórze, które jest wrażliwe na stężenie glukozy we krwi.

Cele

Narządy docelowe insuliny obejmują wszystkie tkanki, które mają na to receptory. Receptory insuliny znajdują się w prawie wszystkich komórkach poza komórkami nerwowymi, ale w różnych ilościach. Komórki nerwowe nie mają receptorów insulinowych, ponieważ po prostu nie przenika przez barierę krew-mózg.

Receptor insuliny jest glikoproteiną zbudowaną z dwóch dimerów, z których każdy składa się z podjednostek α i β (αβ)₂. Obie podjednostki są kodowane przez jeden gen chromosomu 19 i powstają w wyniku częściowej proteolizy pojedynczego prekursora. Okres półtrwania receptora wynosi 7-12 godzin.

Kiedy insulina wiąże się z receptorem, konformacja receptora zmienia się i wiążą się ze sobą, tworząc mikroagregaty.

Wiązanie insuliny z receptorem inicjuje enzymatyczną kaskadę reakcji fosforylacji. Przede wszystkim autofosforylowane reszty tyrozyny na wewnątrzkomórkowej domenie samego receptora. To aktywuje receptor i prowadzi do fosforylacji reszt seryny na specyficznym białku zwanym substratem receptora insuliny (SIR, lub częściej IRS z angielskiego substratu receptora insulinowego). Istnieją cztery rodzaje takich IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Również substraty receptora insuliny obejmują białka Grb-1 i Shc, które różnią się od sekwencji aminokwasowej IRS.

Dwa mechanizmy umożliwiające uzyskanie efektów działania insuliny

Dalsze wydarzenia są podzielone na dwa obszary:

1. Procesy związane z aktywacją kinaz fosfoinozytol-3 - głównie kontrolują metaboliczne reakcje metabolizmu białek, węglowodanów i lipidów (szybkie i bardzo szybkie działanie insuliny). Obejmuje to również procesy, które regulują aktywność transporterów glukozy i wchłanianie glukozy.

2. Reakcje związane z aktywnością enzymów kinazy MAP - ogólnie kontrolują aktywność chromatyny (powolne i bardzo powolne działanie insuliny).

Jednak taki podział jest warunkowy, ponieważ w komórce znajdują się enzymy wrażliwe na aktywację obu ścieżek kaskadowych.

Reakcje związane z aktywnością kinazy 3-fosfatydyloinozytolu

Po aktywacji białko IRS i szereg pomocniczych białek przyczynia się do utrwalenia heterodimerycznego enzymu zawierającego fosfinoinositol-3-kinazę regulującą p85 (nazwa pochodzi od białka MM 85 kDa) i katalitycznej podjednostki p110 na błonie. Ta kinaza fosforyluje fosforany fosfatydyloinozytolu w pozycji trzeciej do 3,4-difosforanu fosfatydyloinozytolu (PIP₂) i przed 3,4-trifosforanem fosfatydyloinozytolu (PIP₃). Uważany za pip₃ może działać jako kotwica membranowa dla innych pierwiastków pod wpływem insuliny.

Wpływ fosfatydyloinozytol-3-kinazy na 4,5-difosforan fosfatydyloinozytolu

Po utworzeniu tych fosfolipidów aktywowana jest kinaza białkowa PDK1 (kinaza białkowa zależna od 3-fosfoinozytydu-1), która wraz z kinazą białkową DNA (DNA-PK, kinaza białkowa zależna od DNA, DNA-PK) dwukrotnie fosforyluje kinazę białkową B (często nazywaną również kinazą białkową). AKT1, angielska kinaza serynowo-treoninowa RAC-alfa), która jest przyłączona do błony przez PIP₃.

Fosforylacja aktywuje kinazę białkową B (AKT1), opuszcza ona membranę i przenosi się do cytoplazmy i jądra komórkowego, gdzie fosforyluje wiele docelowych białek (więcej niż 100 sztuk), które zapewniają dalszą komórkową odpowiedź:

3-kinazowy mechanizm działania insuliny fosfoinozytol

w szczególności, działanie kinazy białkowej B (AKT1) prowadzi do przemieszczania się transporterów glukozy GluT-4 na błonę komórkową i do wchłaniania glukozy przez miocyty i adipocyty.
na przykład aktywna kinaza białkowa B (AKT1) fosforyluje i aktywuje fosfodiesterazę (PDE), która hydrolizuje cAMP do AMP, w wyniku czego zmniejsza się stężenie cAMP w komórkach docelowych. Ponieważ z udziałem cAMP aktywowana jest kinaza białkowa A, która stymuluje glikogenową TAG-lipazę i fosforylazę, w wyniku działania insuliny w adipocytach, lipoliza jest tłumiona, a w wątrobie zatrzymuje się glikogenoliza.

Reakcje aktywacji fosfodiesterazy

Innym przykładem jest działanie kinazy białkowej B (AKT) na kinazę syntazy glikogenu. Fosforylacja tej kinazy inaktywuje go. W rezultacie nie jest w stanie działać na syntazę glikogenu, fosforylować i dezaktywować go. Tak więc działanie insuliny prowadzi do zatrzymania syntazy glikogenu w aktywnej postaci i do syntezy glikogenu.

Reakcje związane z aktywacją szlaku kinazy MAP

Na samym początku tej drogi wchodzi w grę inny substrat receptora insuliny - białko Shc (Src (domena homologii 2 zawierająca transformowane białko 1)), które wiąże się z aktywowanym (autofosforylowanym) receptorem insuliny. Następnie białko Shc oddziałuje z białkiem Grb (białkiem wiążącym receptor czynnika wzrostu) i zmusza je do przyłączenia się do receptora.

Również w błonie stale obecne jest białko Ras, które jest w spokojnym stanie związanym z GDP. W pobliżu białka Ras znajdują się białka "pomocnicze" - GEF (współczynnik wymiany GTF) i SOS (ang. Son of sevenless) i białko GAP (ang. Eng. GTPase factoring factor).

Utworzenie kompleksu białkowego Shc-Grb aktywuje grupę GEF-SOS-GAP i prowadzi do zastąpienia GDP przez GTP w białku Ras, co powoduje jego aktywację (kompleks Ras-GTP) i transmisję sygnału do kinazy białkowej Raf-1.

Aktywując białkową kinazę Raf-1, przyłącza się ona do błony komórkowej, fosforyluje dodatkowe kinazy na resztach tyrozyny, seryny i treoniny, a także współdziała z receptorem insuliny.

Następnie aktywowane Raf-1 fosforyluje (aktywuje) MAPK-K, kinazę białkową MAPK (angielską kinazę białkową aktywowaną mitogenem, zwaną również MEK, angielską kinazę MAPK / ERK), która z kolei fosforyluje enzym MAPK (kinaza MAP, lub też ERK, angielska regulowana sygnałem zewnątrzkomórkowa kinaza).

1. Po aktywacji kinazy MAP, bezpośrednio lub poprzez dodatkowe kinazy, fosforyluje białka cytoplazmatyczne, zmieniając ich aktywność, na przykład:

aktywacja fosfolipazy A2 prowadzi do usunięcia kwasu arachidonowego z fosfolipidów, który następnie przekształca się w eikozanoidy,
aktywacja rybosomalnej kinazy wyzwala translację białka,
aktywacja fosfataz białkowych prowadzi do defosforylacji wielu enzymów.

2. Efektem bardzo dużej skali jest przeniesienie sygnału insuliny do jądra. Kinaza MAP niezależnie fosforyluje i w ten sposób aktywuje wiele czynników transkrypcyjnych, zapewniając odczyt pewnych genów ważnych dla podziału, różnicowania i innych odpowiedzi komórkowych.

Zależny od MAP szlak wpływu insuliny

Jednym z białek związanych z tym mechanizmem jest czynnik transkrypcyjny CREB (ang. Eng. CAMP response element binding protein). W stanie nieaktywnym czynnik ulega defosforylacji i nie wpływa na transkrypcję. Pod wpływem sygnałów aktywujących czynnik wiąże się z pewnymi sekwencjami CRE-DNA (elementy odpowiedzi CAMP), wzmacniając lub osłabiając odczyt informacji z DNA i jego realizację. Oprócz szlaku kinazy MAP czynnik jest wrażliwy na szlaki sygnałowe związane z kinazą białkową A i kalmoduliną wapniową.

Szybkość działania insuliny

Biologiczne skutki działania insuliny są podzielone przez tempo rozwoju:

Bardzo szybkie efekty (sekundy)

Skutki te związane są ze zmianami w transporcie transbłonowym:

1. Aktywacja Na + / K + -ATPazy, która powoduje uwalnianie jonów Na + i wnikanie jonów K + do komórki, co prowadzi do hiperpolaryzacji błon komórek wrażliwych na insulinę (z wyjątkiem hepatocytów).

2. Aktywacja wymiennika Na + / H + na błonie cytoplazmatycznej wielu komórek i wyjście z komórki jonów H + w zamian za jony Na +. Ten efekt jest ważny w patogenezie nadciśnienia w cukrzycy typu 2.

3. Hamowanie membranowych Ca2 + -ATPaz prowadzi do opóźnienia jonów Ca2 + w cytozolu komórki.

4. Wyjdź na błonę miocytów i adipocytów transporterów glukozy GluT-4 i zwiększ 20-50-krotność objętości transportu glukozy do komórki.

Szybkie efekty (minuty)

Szybkie efekty to zmiany w szybkości fosforylacji i defosforylacji enzymów metabolicznych i białek regulatorowych. W rezultacie zwiększa się aktywność.

syntaza glikogenu (magazyn glikogenu),
glukokinaza, fosfouruktokinaza i kinaza pirogronianowa (glikoliza),
dehydrogenaza pirogronianowa (otrzymująca acetyl-SkoA),
Reduktaza HMG-Scoa (synteza cholesterolu),
acetylo-SCA-karboksylaza (synteza kwasów tłuszczowych),
dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (szlak pentozofosforanowy),
fosfodiesterazy (zaprzestanie działania mobilizujących hormonów adrenaliny, glukagonu itp.).

Powolne efekty (minuty do godzin)

Powolne efekty to zmiana szybkości transkrypcji genów białek odpowiedzialnych za metabolizm, wzrost i podział komórek, na przykład:

1. Indukcja syntezy enzymów

glukokinaza i kinaza pirogronianowa (glikoliza),
Liaza ATP-cytrynian, acetylo-SCA-karboksylaza, syntaza kwasów tłuszczowych, cytosolowa dehydrogenaza jabłczanowa (synteza kwasów tłuszczowych),
dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (szlak pentozofosforanowy),

2. Represja syntezy mRNA, na przykład, dla karboksykinazy PEP (glukoneogeneza).

3. Zwiększa fosforylację w surowicy białka rybosomalnego S6, które wspiera procesy translacji.

Bardzo powolne efekty (godziny dziennie)

Bardzo wolne efekty realizują mitogenezę i rozmnażanie komórek. Na przykład te efekty obejmują

1. Wzrost wątroby syntezy somatomedyny, w zależności od hormonu wzrostu.

2. Zwiększenie wzrostu i proliferacji komórek w synergii z somatomedin.

3. Przejście komórek z fazy G1 do fazy S cyklu komórkowego.

Patologia

Hipofunkcja

Zależna od insuliny i zależna od insuliny cukrzyca. Aby zdiagnozować te patologie w klinice, aktywnie wykorzystuj testy stresu i oznaczanie stężenia insuliny i peptydu C.