Insulin

Kaj je insulin

Inzulin je hormon beljakovinske narave, ki ga proizvajajo skupine celic trebušne slinavke, imenovane "β celice Langerhansovih otočkov." Leta 1921 sta ga odkrila Anglež John James Macleod in Kanadčan Frederick Grant Bating, Nobelova nagrada za medicino leta 1923.

Funkcije

Inzulin je anabolični hormon par excellence, pravzaprav s svojim delovanjem:

• olajša prehod glukoze iz krvi v celice in ima zato hipoglikemično delovanje (znižuje krvni sladkor). Spodbuja kopičenje glukoze v obliki glikogena (glikogenosinteza) v jetrih in zavira razgradnjo glikogena v glukozo (glikogenoliza).
• Olajša prehod aminokislin iz krvi v celice, ima anabolično funkcijo, ker spodbuja sintezo beljakovin in zavira neoglukogenezo (tvorbo glukoze iz nekaterih aminokislin).
• Olajša prehod maščobnih kislin iz krvi v celice, stimulira sintezo maščobnih kislin od presežka glukoze in aminokislin ter zavira lipolizo (uporaba maščobnih kislin v energetske namene).
• Olajša prehod kalija v celice.
• Spodbuja proliferacijo celic.
• Spodbuja uporabo glukoze za proizvodnjo energije.
• Spodbuja endogeno proizvodnjo holesterola.

Največjo spodbudo za delovanje insulina daje obrok, bogat z enostavnimi ogljikovimi hidrati in z nizko vsebnostjo vlaknin, maščob in beljakovin. Tudi nekatera zdravila (sulfonilsečnine) lahko povečajo njihovo izločanje.

Vpogled

Insulin in šport Glikemija in hujšanje Sladkorna bolezen Odpornost proti insulinu Hiperinzulinemija Hiter inzulin in počasen insulin Zdravila na osnovi insulina

Sinteza

Proinsulin je biosintetski predhodnik insulina. Obstaja tudi predinzulin, ki ima v primerjavi s proinsulinom zaporedje aminokislin, ki deluje kot signal za njegov transport, najprej v endoplazemski retikulo-endoplazmi, nato pa v Golgiju, kjer doseže pravo konformacijo.

Inzulin je sestavljen iz dveh polipeptidnih verig (α manjših od 21 AA in β večjih od 30 AA), ki jih držita skupaj disulfidna mosta, ki tvorita med cisteini 7 in 20 verige α ter cisteini 7 in 19 β. Insulin nastaja iz proinsulina s proteolitičnim cepitvijo 33 aa stičnega peptida. Ta peptid se imenuje C peptid, encim, odgovoren za proteolitično cepitev, pa je endopeptidaza.

Inzulin se iz poliribosomov sprošča kot globularni protein z edinstveno polipeptidno verigo, nato pa se hormon odlaga v obliki zrnc, ki dosežejo kristalno obliko, vidno pod elektronskim mikroskopom. Ko se koncentracija poveča, se insulin združi v dimerje (par monomerov, ki jih držijo šibke vezi) in trimere dimerov ali heksamerov (skupaj jih držijo 2 osrednja heksakoordinirana iona Zn s tremi tirozini dimerjev in tremi molekulami H2O).

Ko se insulin vlije v krvni obtok, z redčenjem preide v dimerno in monomerno obliko, slednjo pa prepozna receptor insulina.

Nekateri raziskovalci so ugotovili, da v človeškem insulinu obstajajo variabilne regije, zlasti zaporedje aminokislin 28 in 29 (Pro-Lys) verige β; pozneje je bilo ugotovljeno, da je z obračanjem teh AA insulin prešel neposredno v monometrično stanje , preskočite dimernega. Tako se je rodil "Lys Pro" ali "hitri insulin", zdravilo, ki je še posebej uporabno, če ga injiciramo v bližini velikega obroka.

Mehanizem D "ukrepanje

Inzulinski receptor je transmembranski glikoprotein, sestavljen iz 4 verig (2α zunaj celice in 2β znotraj celice), ki jih povezujejo sulfidni mostovi. Tudi on je sintetiziran kot predhodnik v grobem endoplazmatskem retikulumu in se nato predela v Golgiju. 2 α verigi sta bogati s cisteini, medtem ko so β ​​verige bogate s hidrofobnimi AA, ki jih pritrdijo na celično membrano, in s tiroksini, obrnjenimi proti notranjost v citosol.

Vezava na inzulinske receptorje stimulira aktivnost tirozin kinaze in vodi do porabe 1 ATP na fosforiliran tirozin, kar povzroči vrsto verižnih dogodkov (aktivacija G proteinov fosfolipaze C), ki vodijo v nastanek dveh produktov: preostalega DAG zasidranega. na membrano in posega v fosforilacijo beljakovin ter IP3, ki deluje na citosolni ravni in omogoča sproščanje ionov Ca ++.

Ko se krvni sladkor dvigne, se poveča količina insulina, ki ga izločajo celice trebušne slinavke. V celicah, odvisnih od insulina, vezava na inzulinske receptorje deluje na znotrajcelični bazen veziklov in sprošča transporter glukoze, ki se s fuzijo prenese na membrano. Transport prinaša glukozo v celico, kar povzroči znižanje krvnega sladkorja, kar posledično spodbudi disociacijo med insulinom in njegovim receptorjem.Ta disociacija sproži proces podobne endocitoze, s katero se nosilec vnese nazaj v vezikle.

Sladkorna bolezen in insulin

Izraz sladkorna bolezen prihaja iz grščine sladkorna bolezen in to pomeni iti skozi. Eden od značilnih kliničnih znakov te patologije je prisotnost sladkorja v urinu, ki ga doseže skozi ledvice, ko njegova koncentracija v krvi preseže določeno vrednost. Pridevnik mellitus je povezan s tem izrazom, ker je urin zaradi prisotnosti sladkorja sladek in v starih časih je bil okušanje edini način za diagnosticiranje bolezni.

Diabetes mellitus je kronična bolezen, za katero je značilna hiperglikemija, to je povečanje sladkorja (glukoze) v krvi. Nastane zaradi zmanjšanega izločanja INSULINA ali zaradi kombinacije zmanjšanega izločanja in periferne odpornosti na delovanje tega hormona.

V normalnih pogojih inzulin, ki ga sprošča trebušna slinavka, vstopi v krvni obtok, kjer deluje kot "ključ", potreben za prepustitev glukoze v celice, ki jo bodo glede na presnovne potrebe uporabile ali shranile kot rezervo. To pojasnjuje, zakaj pomanjkanje ali "spremenjeno delovanje insulina spremlja povečanje sladkorja v obtoku, kar je značilno za sladkorno bolezen.