inzulín

Hypoglykémie

INSULIN (z ostrovov Lat Insula - ostrov), hormón produkovaný v b bunkách pankreasu ostrovčekov Langerhans. Molekula ľudského inzulínu (mol M. 5807) pozostáva z dvoch peptidových reťazcov (A a B) spojených dvoma disulfidovými mostíkmi; tretí disulfidový mostík sa nachádza v reťazci A (pozri vzorec písmen, pozri označenie v článku Aminokyseliny).

A nsulin sa našiel vo všetkých stavovcoch. Pri veľkých cicavcoch sa molekuly inzulínu líšia v zložení aminokyselín len v polohách 8, 9 a 10 reťazca A a v polohe 30 reťazca B (pozri tabuľku). U rýb, vtákov a hlodavcov sú rozdiely v štruktúre inzulínu významné.

Inzulín je stabilný v prostredí.

INSULIN (Ostrov latinskej ostrovčeky, ostrovček) - pankreatický hormón; patrí do skupiny proteín-peptidových hormónov.

V roku 1900, L. Sobolev ukázali, že Langerhansove ostrovčeky pankreasu (cm.) Sú bodovo tvorba látka upravujúce metabolizmus sacharidov v tele. V roku 1921 získali F. Banting a Best (S.N. Best) inzulínový extrakt z ostrovčekov pankreatického tkaniva. V roku 1925 sa I. získalo v kryštalickej forme. V roku 1955 študoval F. Sanger aminokyselinovú sekvenciu a založil štruktúru I. hovädzieho dobytka a ošípaných.

Relatívna molekulová hmotnosť monoméru P. je približne. 6000. Molekula I. obsahuje 51 aminokyselín a pozostáva z dvoch reťazcov; reťazec s N-terminálnym glycínom sa nazýva A-reťazec a pozostáva z 21 aminokyselín, druhý - B-reťazec - pozostáva z 30 aminokyselín. A - a B-reťazce sú spojené disulfidovou väzbou, integrita rezu zohráva veľkú úlohu pri ochrane biolov, aktivity molekuly I. (pozri nižšie uvedený vzorec).

Najbližšie aminokyselinové zloženie pre I. ľudské I. ošípané, molekula ro-rogo sa líši len jednou aminokyselinou v B-reťazci (namiesto treonínu v 30. pozícii je alanín).

Obsah

Inzulínová biosyntéza, regulácia sekrécie inzulínu

I. bunky syntetizovať bazofilných ostrovčekov (beta bunky) pankreasu Langerhansových ostrovčekov z jeho predchodcu - proinzulínu. Proinzulín bol prvýkrát detegovaný D. F. Steinnerom v neskorých 60. rokoch. Proinzulínový jednoreťazcový polypeptid s relatívnym mol. s hmotnosťou cca. 10 000 obsahuje viac ako 80 aminokyselín. Proinzulín je molekula P., ako keby bola uzavretá peptidom, ktorý sa nazýva spojovací alebo C-peptid; tento peptid robí molekulu I biologicky neaktívnou. Tým, Immunol, charakteristiky v blízkosti proinzulínu proinzulínu I syntetizované na ribozómoch bunky ostrovčekov, nasleduje nádrže cytoplazmatickej retikula proinzulínové zlúčeniny komplexu sa premiestni do dosky (Golgiho komplexu) z to- oddelených novovzniknutých sekrečných granúl obsahujúcich proinzulínu. Sekrétom granulátov enzýmov, je oddelená od proinzulínu C-peptidu a tvoril I. Proces pre enzymatická premena proinzulínu tokov v. niekoľko etáp, v dôsledku ktorých sa tvorí inzulín, medziprodukty proinzulínu a C-peptidu. Všetky tieto látky majú odlišnú biologickú a imunitnú aktivitu a môžu sa podieľať na regulácii rôznych typov metabolizmu. Porušenie konverzie proinzulínu procesov IV vedie k zmene pomeru týchto látok, vzhľad abnormálnych I. ive výsledkom - posun v regulácii metabolizmu.

Vstup hormónov do krvi je regulovaný niekoľkými mechanizmami, z ktorých jeden pre I. (spúšťací signál) je zvýšenie hladiny glukózy v krvi (pozri hyperglykémia); dôležitá úloha pri regulácii prijímania je I. patrí k mikroelementom, hormóny šli. cesta (hlavne sekretín), aminokyseliny a tiež c. n. a. (pozri Hormóny).

Transformácia inzulínu do tela

Pri vstupe do krvného obehu časť I. tvorí komplexy s plazmatickými proteínmi - tzv. viazaný inzulín, druhá časť zostáva vo forme voľného inzulínu. L. K. Staroseltseva a sotr. (1972) zistili, že existujú dve formy pridruženej I: jedna forma - komplex I. s transferínom, druhý - komplex I. s jednou zložkou sérového alfa-globulínu. Voľné a naviazané I. sú od seba odlišné v biol., Imunitné a fyzické. vlastnosti, ako aj účinok na tukové a svalové tkanivá, ktoré sú cieľovými orgánmi a nazývajú sa citlivé na inzulín a tkanivá. Voľný I. reaguje s protilátkami proti kryštalickej P., stimuluje vstrebávanie glukózy svalom a do určitej miery tukového tkaniva. Zlúčenina I. nereaguje s protilátkami proti kryštalickému P., stimuluje vychytávanie glukózy tukovým tkanivom a prakticky nemá žiadny vplyv na tento proces v svalovom tkanive. Spájaný I. sa líši od voľného metabolického pomeru jeho správaním v elektroforetickom poli, počas gélovej filtrácie a dialýzy.

Počas extrakcie krvného séra s etanolom sa získala látka podľa biolov podobných účinkov ako I. Táto látka však nereagovala s protilátkami získanými na kryštalickú P. a preto sa nazývala "nepotlačená aktivita plazmy podobnej inzulínu" alebo "inzulín podobná látka". Štúdia inzulínovej aktivity je veľmi dôležitá; "Nepotlačená aktivita plazmy podobnej inzulínu" je považovaná mnohými autormi za jednu z foriem I. Vďaka procesom väzby I. na sérové proteíny je zabezpečené jej dodávanie do tkanív. Okrem toho asociovaná I. je forma ukladania hormónu v krvi a vytvára rezervu aktívnej I. v krvnom riečisku. Určitý pomer voľných a pridružených I. zabezpečuje normálne fungovanie tela.

Počet I. cirkulujúcich v krvnom obehu je určený nielen rýchlosťou sekrécie, ale aj rýchlosťou jeho metabolizmu v periférnych tkanivách a orgánoch. Najaktívnejšie metabolické procesy I. prebiehajú v pečeni. Existuje niekoľko predpokladov o mechanizme týchto procesov v pečeni; Zistilo sa, že existujú dva fázy - obnova disulfidových mostíkov v molekule inzulínu a proteolýza s tvorbou biologicky neaktívnych peptidových fragmentov a aminokyselín. Existuje niekoľko enzýmových systémov indukujúcich inzulín a degradujúcich inzulín, ktoré sa podieľajú na metabolizme I. Patria sem enzýmový systém indukujúci inzulín [proteín disulfid reduktáza (glutathión)] a enzýmový systém degradujúci inzulín, ktorý je reprezentovaný tromi typmi proteolytických enzýmov. Výsledkom pôsobenia proteín disulfid reduktázy sú S-S mosty obnovené a tvorba A a B reťazcov I. je nasledovaná ich proteolýzou na jednotlivé peptidy a aminokyseliny. Okrem pečene sa metabolizmus I. vyskytuje vo svaloch a tukových tkanivách, obličkách, placentách. Rýchlosť metabolických procesov môže slúžiť ako kontrola nad úrovňou účinnej látky I a zohráva veľkú úlohu v patogenéze diabetes mellitus. Obdobie biol, polovica rozpadu I. osoby - cca. 30 min

Biologický účinok inzulínu

I. je univerzálny anabolický hormón. Jeden z najpozoruhodnejších účinkov I. - jeho hypoglykemický účinok. I. ovplyvňuje všetky druhy metabolizmu: stimuluje transport látok cez bunkovú membránu, podporuje využitie glukózy a tvorbu glykogénu, inhibuje glukoneogenézu (pozri glykolýzu), inhibuje lipolýzu a aktivuje lipogenézu (pozri metabolizmus tukov), zvyšuje intenzitu syntézy bielkovín. I. zabezpečenie normálnej oxidácie glukózy v Krebsovom cykle (pľúca, svaly, obličky, pečeň), podporuje tvorbu vysokoenergetických zlúčenín (najmä ATP) a udržanie energetickej rovnováhy buniek. A je nevyhnutný pre rast a vývoj organizmu (pôsobí synergicky so somatotropným hormónom hypofýzy).

Všetky Biol účinky I. autonómne a nezávisle na sebe, ale v Fiziol, podmienky I. Výsledný efekt spočíva v priamej stimulácie biosyntetických procesov a súčasným napájacej jednotky "stavebný" materiál (napr. Aminokyseliny) a energie (glukózy). Rôzne účinky I. sa realizujú interakciou s bunkovými membránovými receptormi a prenosom signálu (informácie) do bunky do zodpovedajúcich enzýmových systémov.

Fiziol, antagonista I. pri regulácii metabolizmu uhľohydrátov a zabezpečenie hladiny glukózy v krvi, ktorá je optimálna pre vitálnu aktivitu tela, je glukagón (pozri), ako aj niektoré ďalšie hormóny (štítna žľaza, nadobličky, rastový hormón).

Porušenia v syntéze a sekrécii inzulínu môžu mať odlišnú povahu a majú odlišný pôvod. Nedostatok sekrécie I. vedie k hyperglykémii a rozvoju diabetes mellitus (pozri diabetes mellitus, etiológiu a patogenézu). Nadmerná tvorba I. sa pozoruje napríklad s hormonálne aktívnym nádorom vychádzajúcim z beta buniek pankreatických ostrovčekov (pozri Insuloma) a je klinicky exprimovaný symptómami hyperinzulinizmu (pozri).

Metódy stanovenia inzulínu

Metódy na stanovenie inzulínu môžu byť podmienene rozdelené na biologické a rádioimunitné. Biol, metódy sú založené na stimulácii absorpcie glukózy v tkanivách citlivých na inzulín pod vplyvom I. Pre biol používa metóda membránový sval a epididymálne adipózne tkanivo získané z potkanov čistých línií. Skúšané kryštalické I. alebo ľudské sérum a prípravky membránového svalu alebo epididymálneho tukového tkaniva (lepšie izolované tukové bunky pochádzajúce z epididymálneho tukového tkaniva) v pufri s obsahom určitej koncentrácie glukózy sa umiestnia do inkubátora. Podľa stupňa absorpcie glukózy tkanivom a následne jej poklesu z inkubovaného média sa obsah I. v krvi vypočíta pomocou štandardnej krivky.

Voľná forma I. zvyšuje absorpciu glukózy hlavne na membránamickom svale, s rezom asociovaná forma I. prakticky nereaguje, a preto pomocou diafragmatickej metódy je možné určiť množstvo voľného I. Absorpcia glukózy epididymálnym tukovým tkanivom je stimulovaná hlavne asociovanou formou I. ale s voľným tukovým tkanivom, môže tiež čiastočne reagovať, takže dáta získané počas inkubácie s tukovým tkanivom sa môžu nazvať celkovou inzulínovou aktivitou. Fiziol, hladiny voľných a viazaných I. fluktuujú vo veľmi širokých hraniciach, ktoré sú zjavne spojené s individuálnym typom hormonálnej regulácie metabolických procesov a môžu priemerne priemerne 150 až 200 μg / ml voľných I. a 250 až 400 μg / ml asociovaný I.

Rádioimunitná metóda na stanovenie I. je založená na súťaži označenej a neznačenej I. v reakcii s protilátkou proti I. v analyzovanej vzorke. Množstvo rádioaktivity I. spojené s protilátkami bude nepriamo úmerné koncentrácii I. v analyzovanej vzorke. Najúspešnejší variant rádioimunitnej metódy sa ukázal ako metóda s dvojitou protilátkou, ktorá je podmienene (schematicky) reprezentovaná nasledujúcim spôsobom. Protilátky proti I. sa získajú na morčatách (tzv. Prvotriedne protilátky) a spájajú sa s označeným I. (1251). Výsledný komplex sa rekombinuje s protilátkami druhého rádu (získané z králika). To zaisťuje stabilitu komplexu a možnosť substitučnej reakcie označenej I. na neoznačenú. Výsledkom tejto reakcie je, že neznačený I. sa viaže na protilátky a označený I. ide do voľnej rr.

Početné modifikácie tejto metódy sú založené na štádiu oddelenia označeného I. z komplexu s neznačeným I. Metóda dvojitých protilátok je základom pre prípravu hotových zostáv pre rádioimunitnú metódu na stanovenie I. (firmy z Anglicka a Francúzska).

Inzulínové prípravky

Pre medu. I. ciele sú odvodené z pankreasu hovädzieho dobytka, ošípaných a veľrýb. Aktivita I. určuje biol, (schopnosť znížiť obsah cukru v krvi u zdravých králikov). Jednotka účinku (ED) alebo medzinárodná jednotka (IE) má aktivitu 0,04082 mg kryštalického inzulínu (štandard). I. sa ľahko spája s dvojmocnými kovmi, najmä so zinkom, kobaltom, kadmiom a môže tvoriť komplexy s polypeptidmi, najmä s protamínom. Táto vlastnosť bola použitá na vytváranie liekov I. predĺžená akcia.

Podľa trvania účinku existujú tri typy liekov I. Liečivo s krátkym účinkom (približne 6 hodín) je domáci výrobok inzulínu (I. hovädzí dobytok a ošípané). Liečivo s priemerným trvaním účinku (10-12 hodín) je suspenzia amorfného zinočnatého inzulínu - domáceho prípravku podobného prípravku so sedemdielnou prípravou. Lieky s dlhodobým účinkom zahŕňajú protamínový zinok-inzulín na injekciu (16-20 hodín účinku), suspenziu inzulínu a protamínu (18-24 hodín), suspenziu zinočnatého inzulínu (do 24 hodín), kryštalickú suspenziu inzulínu zinočnatého až 30-36 hodín).

Farmakol, charakteristika najpoužívanejších liekov I. a formy ich uvoľnenia - pozri Hormonálne prípravky, tabuľka.

Indikácie a kontraindikácie

I. je špecifické antidiabetické činidlo a používa sa hlavne pri diabetes mellitus; Absolútnou indikáciou je prítomnosť ketoacidózy a diabetickej kómy. Výber lieku a jeho dávkovanie závisí od formy a závažnosti ochorenia, veku a celkového stavu pacienta. Výber dávok a liečba I. sa uskutočňuje pod kontrolou krvného cukru a moču a monitoruje stav pacienta. Predávkovanie I. ohrozuje prudký pokles hladiny cukru v krvi, hypoglykemickej kómy. Špecifické indikácie používania určitých liekov I. pre diabetes u dospelých a detí - pozri diabetes mellitus, liečba.

I. lieky sa používajú na liečbu niektorých duševných ochorení. V ZSSR bola inzulínová liečba schizofrénie aplikovaná v roku 1936 A. S. Kronfeldom a E. Ya Sternbergom. S príchodom neuroleptik sa I. liečba stala metódou voľby - pozri Schizofrénia.

V malých dávkach je I. niekedy predpísané na všeobecné vyčerpanie, furunkulózu, gravidné vracanie, hepatitídu atď.

Všetky lieky I. predĺžené pôsobenie injekčne pod kožu (alebo intramuskulárne). Intravenózne (napríklad s diabetickou kómou), môžete zadať len roztok kryštalického inzulínu na injekciu. Nie je možné zaviesť suspenzie zinku-inzulínu (a iných liekov I. predĺžený účinok) v rovnakej injekčnej striekačke s inzulínom p-rum na injekciu; ak je to potrebné, vstreknite roztok inzulínu na injekciu pomocou samostatnej striekačky.

Kontraindikácia - alergia na A; relatívne kontraindikácie - ochorenia vyskytujúce sa pri hypoglykémii. Treba venovať pozornosť liečbe pacientov, u ktorých I. má koronárnu nedostatočnosť a poruchy mozgovej cirkulácie.

Bibliografia: Biochemia hormónov a hormonálnej regulácie, ed. N. A. Yudaeva, str. 93, M., 1976; Newholme EI Štart K. Regulácia metabolizmu, trans. z angličtiny, s. 387 a kol., M., 1977; Problémy medicínskej enzýmológie, ed. G. R. Mardashev, str. 40, M., 1970, bibliogr.; Príručka klinickej endokrinológie, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, str. 130, M., 1974; Staroseltseva LK Rôzne formy inzulínu v tele a ich biologický význam v knihe Sovr. vopr, endocrine, pod edíciou H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biochemia hormonálnej regulácie metabolizmu, Vestn. Akadémia vied ZSSR, JVa 11, str. 29, 1974; Banting F. G., a. In vitro C.H. Interná sekrécia pankreasu, J. Lab. Clin. Med., V. 7, str. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - porucha bunkového prenosu informácií, Horm. metaboi. Res., V. 4, str. 246, 1970, bibliogr.; Inzulín, ed. R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a. Proinzulín a biosyntéza inzulínu, recent Progr. Hormone Res., V. 25, str. 207, 1969, bibliogr.

Inzulín: aký druh hormónu, hladina krvi, hladina cukrovky a iných ochorení, úvod

Čo je to látka - inzulín, ktorý je tak často napísaný a rozprávaný v súvislosti so súčasným diabetes mellitus? Prečo sa v určitom okamihu prestane vyrábať v potrebných množstvách, alebo je naopak syntetizovaná nadmerne?

Inzulín je biologicky aktívna látka (BAS), bielkovinový hormón, ktorý reguluje hladiny glukózy v krvi. Tento hormón sa syntetizuje beta bunkami patriacimi do ostrovčekov (ostrovčeky Langerhans) pankreasu, čo vysvetľuje riziko vzniku cukrovky v rozpore s jeho funkčnými schopnosťami. Okrem inzulínu sa v pankrease syntetizujú aj iné hormóny, najmä hyperglykemický faktor (glukagón) produkovaný alfa bunkami ostrovčekov a tiež sa podieľa na udržiavaní konštantnej koncentrácie glukózy v tele.

Indikátory normy inzulínu v krvi (plazma, sérum) dospelého pacienta sú v rozmedzí od 3 do 30 μE / ml (alebo do 240 pmol / l).

U detí do 12 rokov by indikátory nemali prekročiť 10 μU / ml (alebo 69 pmol / l).

Hoci niekto čitateľ spĺňa normu až do 20 ICED / ml, niekde až do 25 ICED / ml - rýchlosť sa v rôznych laboratóriách môže mierne líšiť, a preto vždy darujete krv na analýzu, musíte sa sústrediť na presné údaje (referenčné hodnoty) ktorý produkuje výskum, a nie na hodnotách daných v rôznych zdrojoch.

Zvýšený inzulín môže znamenať tak patológiu, ako je napríklad vývoj pankreatického nádoru (inzulínóm) a fyziologický stav (tehotenstvo).

Zníženie hladín inzulínu môže naznačovať vznik cukrovky alebo len fyzickú únavu.

Hlavná úloha hormónu je hypoglykemická.

Účinok inzulínu v ľudskom tele (a nielen ľudské telo, v tomto ohľade sú všetky cicavce podobné) je v jeho účasti na výmenných procesoch:

Tento hormón umožňuje cukru, získanému s výživou, voľne vstúpiť do buniek svalov a tukových tkanív, čím sa zvyšuje priepustnosť ich membrán:
Je induktorom produkcie glukózy z glukózy v pečeni a svalových bunkách:
Inzulín prispieva k hromadeniu bielkovín, zvyšuje ich syntézu a zabraňuje rozpadu a tukové produkty (pomáha tukovým tkanivám zachytiť glukózu a premeniť ju na tuky (tu pochádza rezervy nadbytočných tukov a prečo nadmerná láska sacharidov vedie k obezite);
Zvýšenie aktivity enzýmov, ktoré zvyšujú rozklad glukózy (anabolický účinok), tento hormón narúša prácu iných enzýmov, ktoré sa snažia rozkladať tuky a glykogén (antikatabolický účinok inzulínu).

Inzulín je všade, zúčastňuje sa všetkých metabolických procesov, ktoré sa vyskytujú v ľudskom tele, ale hlavným účelom tejto látky je zabezpečiť metabolizmus uhľohydrátov, pretože je to jediný hypoglykemický hormón, zatiaľ čo jeho "protivníci", hyperglykemické hormóny, sa snažia zvýšiť obsah cukru krv, oveľa viac (adrenalín, rastový hormón, glukagón).

Najprv mechanizmus inzulínovej tvorby ß-buniek ostrovčekov Langerhans spúšťa zvýšenú koncentráciu uhľohydrátov v krvi, ale predtým sa hormón začína produkovať hneď, ako človek kúpi kúsok niečoho jedlého, prehltne ho a dodáva do žalúdka (a to nie je nutné jedlo bolo uhľohydrát). Jedlo (akékoľvek) spôsobuje zvýšenie hladiny inzulínu v krvi a hlad bez jedla, naopak znižuje jeho obsah.

Okrem toho je tvorba inzulínu stimulovaná inými hormónmi, zvýšenými koncentráciami určitých stopových prvkov v krvi, ako je draslík a vápnik a zvýšené množstvo mastných kyselín. Inzulínové produkty sú najviac depresívne rastovým hormónom rastového hormónu (rastový hormón). Iné hormóny tiež do istej miery znižujú produkciu inzulínu, napríklad somatostatín, syntetizovaný deltovými bunkami pankreatických ostrovčekov, ale jeho účinok nemá silu somatotropínu.

Je zrejmé, že kolísanie hladiny inzulínu v krvi závisí od zmien v obsahu glukózy v tele, takže je jasné, prečo skúmať inzulín pomocou laboratórnych metód súčasne určuje množstvo glukózy (krvný test cukru).

Video: inzulín a jeho funkcie - medicínska animácia

Inzulín a cukrovka oboch typov

Najčastejšie sa vyskytuje sekrécia a funkčná aktivita opísaných hormonálnych zmien u diabetes mellitus typu 2 (diabetes mellitus nezávislý od inzulínu - NIDDM), ktorý sa často tvorí u starších a starších osôb s nadváhou. Pacienti sa často pýtajú, prečo je nadváha rizikovým faktorom pre diabetes. A to sa deje nasledovne: akumulácia rezerv tukov v nadmernom množstve je sprevádzaná zvýšením lipoproteínov v krvi, čo naopak znižuje počet receptorov pre hormón a mení afinitu k nemu. Výsledkom takých porúch je zníženie produkcie inzulínu a následne zníženie jeho hladiny v krvi, čo vedie k zvýšeniu koncentrácie glukózy, ktorá sa nedá včas využiť kvôli nedostatku inzulínu.

Mimochodom, niektorí ľudia, ktorí sa pri tejto príležitosti naučili výsledky svojich analýz (hyperglykémia, poruchy spektra lipidov), začínajú aktívne hľadať spôsoby, ako zabrániť strašnej chorobe - okamžite "sedia" na strave, ktorá znižuje telesnú hmotnosť. A robia to správne! Takáto skúsenosť môže byť veľmi užitočná pre všetkých pacientov, ktorí sú ohrození diabetom: opatrenia prijaté včas umožňujú na neurčitý čas oddialiť vývoj samotnej choroby a jej dôsledkov, ako aj závislosť od liekov, ktoré znižujú obsah cukru v sére (plazme) krvi.

Pri diabete mellitus typu 1, ktorý sa nazýva IDDM (insulin-dependent), sa pozoruje trochu iný obraz. V tomto prípade je glukóza viac ako dostatočná okolo buniek, jednoducho sa kúpi v prostredí s cukrom, ale nedokáže asimilovať dôležitý energetický materiál kvôli absolútnemu nedostatku dirigenta - neexistuje inzulín. Bunky nemôžu prijímať glukózu a v dôsledku podobných okolností sa v tele začnú objavovať poruchy iných procesov:

Rezervný tuk, ktorý nie je úplne vypálený v Krebsovom cykle, je zaslaný do pečene a zúčastňuje sa na tvorbe ketónových telies;
Výrazné zvýšenie hladiny cukru v krvi vedie k neuveriteľnej žízni, veľké množstvo glukózy sa začína vylučovať močom;
Metabolizmus uhľohydrátov sa prenáša pozdĺž alternatívnej cesty (sorbitol), čím vzniká prebytok sorbitolu, ktorý sa začína ukladať na rôznych miestach a tvorí patologické stavy: katarakta (v očnej šošovke), polyneuritida (v nervových vodičoch), aterosklerotický proces (v cievnej stene).

Telo, ktoré sa snaží kompenzovať tieto poruchy, stimuluje rozklad tukov, v dôsledku čoho sa zvyšuje obsah triglyceridov v krvi, ale hladina užitočnej frakcie cholesterolu klesá. Aterogénna dysproteinémia znižuje obranyschopnosť tela, čo sa prejavuje zmenou iných laboratórnych parametrov (zvýšenie hladiny fruktózamínu a glykozylovaného hemoglobínu, narušenie zloženia elektrolytov krvi). V tomto stave absolútneho nedostatku inzulínu pacienti oslabujú, neustále chcú piť, produkujú veľké množstvo moču.

Pri cukrovke nedostatok inzulínu nakoniec ovplyvňuje takmer všetky orgány a systémy, to znamená, že jeho nedostatok prispieva k vývoju mnohých ďalších symptómov, ktoré obohacujú klinický obraz "sladkej" choroby.

Čo "povie" nadmerné a nevýhody

Zvýšený inzulín, tj zvýšenie jeho hladiny v krvnej plazme (sérum) možno očakávať v prípade určitých patologických stavov:

Inzulinómy sú nádory tkaniva Langerhansových ostrovčekov, nekontrolovateľne a produkujú veľké množstvo hypoglykemického hormónu. Tento novotvar dáva pomerne vysokú hladinu inzulínu, zatiaľ čo hladina glukózy je znížená. Na diagnostiku tohto typu pankreatického adenómu sa pomer inzulínu a glukózy (I / G) vypočíta podľa vzorca: kvantitatívna hodnota hormónu v krvi, μE / ml: (obsah cukru stanovený ráno na prázdny žalúdok, mmol / l - 1,70).
Počiatočná fáza vzniku inzulín-dependentného diabetes mellitus, neskôr hladina inzulínu začne klesať a cukr stúpa.
Obezita. Medzitým je tu a v prípade niektorých ďalších chorôb potrebné rozlišovať príčinu a následok: v prvých štádiách nie je obezita príčinou zvýšeného inzulínu, ale naopak, vysoká hladina hormónu zvyšuje chuť do jedla a prispieva k rýchlej transformácii glukózy z potravy na tuk. Avšak všetko je tak prepojené, že nie vždy je možné jasne vysledovať hlavnú príčinu.
Ochorenie pečene.
Akromegália. U zdravých ľudí vysoké hladiny inzulínu rýchlo znižujú hladinu glukózy v krvi, čo veľmi stimuluje syntézu rastového hormónu u pacientov s akromegáliou, zvýšenie hodnôt inzulínu a následná hypoglykémia nespôsobuje špeciálnu reakciu rastového hormónu. Táto vlastnosť sa používa ako stimulačný test na monitorovanie hormonálnej rovnováhy (intravenózna injekcia inzulínu nespôsobuje zvýšenie rastového hormónu ani po 1 hodine, ani po 2 hodinách po podaní inzulínu).
Itsenko-Cushingov syndróm. Prerušenie metabolizmu uhľohydrátov pri tejto chorobe je dôsledkom zvýšenej sekrécie glukokortikoidov, ktoré potláčajú proces využitia glukózy, ktorý napriek vysokej hladine inzulínu zostáva vo vysokej koncentrácii v krvi.
Inzulín je zvýšený pri svalovej dystrofii, ktorá je dôsledkom rôznych metabolických porúch.
Tehotenstvo, ktoré bežne prebieha, ale so zvýšenou chuťou do jedla.
Dedičná intolerancia na fruktózu a galaktózu.

Podávanie inzulínu (rýchlo pôsobiaceho) pod kožou spôsobuje ostrý skok v pacientovom krvnom hormóne, ktorý sa používa na vyvinutie pacienta z hyperglykemickej kómy. Použitie hormónov a liekov znižujúcich hladinu glukózy na liečbu diabetes mellitus vedie tiež k zvýšeniu inzulínu v krvi.

Treba poznamenať, že hoci mnohí ľudia už vedia, že neexistuje žiadna liečba zvýšeného inzulínu, existuje liečba pre konkrétnu chorobu, v ktorej je podobný "rozpor" v hormonálnom stave a narušenie rôznych metabolických procesov.

Zníženie hladiny inzulínu sa pozoruje u diabetes mellitus a typu 1 a 2. Jediný rozdiel je v tom, že pri INCDD je nedostatok hormónov relatívny a je spôsobený inými faktormi, než je absolútny nedostatok IDDM. Navyše stresové situácie, intenzívna fyzická námaha alebo vplyv iných nepriaznivých faktorov vedú k poklesu kvantitatívnych hodnôt hormónu v krvi.

Prečo je dôležité poznať hladinu inzulínu?

Absolútne ukazovatele hladín inzulínu získané samotným laboratórnym výskumom nemajú veľkú diagnostickú hodnotu, pretože bez kvantitatívnych hodnôt koncentrácie glukózy nehovoria veľa. To znamená, že predtým, než sa posúdi akékoľvek abnormality v tele, ktoré súvisia s chovaním inzulínu, má byť preskúmaný jeho vzťah k glukóze.

S takým cieľom (na zvýšenie diagnostického významu analýzy) sa uskutočňuje test stimulácie produkcie inzulínu glukózou (záťažový test), čo ukazuje, že hypoglykemický hormón produkovaný beta bunkami pankreasu je neskorý u ľudí s latentným diabetes mellitus, jeho koncentrácia sa zvyšuje pomalšie ale dosahuje vyššie hodnoty ako u zdravých ľudí.

Okrem testu nakladania glukózy sa v diagnostickom vyhľadávaní používa provokatívny test, alebo takzvaný nalačno test. Podstatou vzorky je stanovenie množstva glukózy, inzulínu a C-peptidu (proteínová časť molekuly proinzulínu) na prázdny žalúdok v krvi pacienta, po ktorom je pacient obmedzený jedlom a nápojmi na jeden deň alebo viac (až 27 hodín), pričom každých 6 hodín vykoná štúdiu indikátorov, (glukóza, inzulín, C-peptid).

Takže ak je inzulín zvyšovaný prevažne v patologických podmienkach, s výnimkou normálneho tehotenstva, kde sa zvyšovanie jeho hladiny pripisuje fyziologickým javom, potom dôležitú úlohu v diagnostike zohráva aj odhalenie vysokej koncentrácie hormónu spolu s poklesom hladiny cukru v krvi:

Procesy tumoru lokalizované v tkanive ostrovného aparátu pankreasu;
Hyperplázia ostrovčekov;
Nedostatočnosť glukokortikoidov;
Závažné ochorenie pečene;
Diabetes v počiatočnej fáze vývoja.

Zatiaľ prítomnosť takýchto patologických stavov, ako je syndróm Itsenko-Cushingov syndróm, akromegália, svalová dystrofia a ochorenie pečene, vyžaduje štúdiu hladiny inzulínu nielen na účely diagnostiky, ale aj na monitorovanie fungovania a zachovania zdravia orgánov a systémov.

Ako urobiť a odovzdať analýzu?

Obsah inzulínu sa stanovuje v plazme (krv sa odoberá do skúmavky s heparínom) alebo v sére (krv užívaná bez antikoagulantu, centrifugovaná). Práca s biologickým materiálom sa začne ihneď (maximálne za štvrtinu hodiny), pretože toto médium toleruje dlhodobú "nečinnosť" bez liečby.

Pred začiatkom štúdie je pacientovi vysvetlená významnosť analýzy, jej charakteristiky. Reakcia pankreasu na potraviny, nápoje, liečivá, fyzická námaha je taká, že pacient musí hladovať 12 hodín pred štúdiom, nesmie vykonávať ťažkú fyzickú prácu, vylučovať hormonálne prípravky. Ak to nie je možné, to znamená, že medikácia nemôže byť akýmkoľvek spôsobom ignorovaná, potom sa na analýzovom liste urobí záznam, že test sa uskutočňuje na pozadí hormonálnej liečby.

Polovinu hodiny pred venipunktúrou (krv sa odoberie z žily) na osobu, ktorá čaká na testovací rad, ponúka ležať na gauči a relaxovať čo najviac. Pacient by mal byť upozornený na to, že nedodržanie pravidiel môže ovplyvniť výsledky a potom opätovný vstup do laboratória, a preto budú opakované obmedzenia nevyhnutné.

Zavedenie inzulínu: len prvú injekciu je strašná, potom zvyk

Keďže bola venovaná tak veľká pozornosť hypoglykemickému hormónu produkovanému pankreasom, bolo by vhodné, aby sa krátko zameral na inzulín ako liečivo predpísané pre rôzne patologické stavy a predovšetkým na diabetes mellitus.

Zavedenie inzulínu samotnými pacientmi sa stalo záležitosťou zvyku, dokonca aj s deťmi v školskom veku, s ktorými ošetrujúci lekár učí všetky zložitosti (používa zariadenie na podávanie inzulínu, dodržiava pravidlá aseptiky, prechádza vlastnosti lieku a pozná účinok každého typu). Takmer všetci pacienti s diabetom typu 1 a pacienti s ťažkým inzulín dependentným diabetes mellitus sedia na inzulínových injekciách. Navyše niektoré núdzové stavy alebo komplikácie diabetu, pri neprítomnosti účinku iných liekov, sú zastavené inzulínom. Avšak v prípadoch diabetu typu 2 po stabilizácii stavu pacienta je hypoglykemický hormón v injekčnej forme nahradený inými prostriedkami vo vnútri, aby nedošlo k manipulácii so striekačkami, vypočítajte a závisia od injekcie, čo je dosť ťažké urobiť bez zvyku. jednoduché lekárske zručnosti.

Najlepšie liečivo s minimálnymi vedľajšími účinkami a bez závažných kontraindikácií uznal inzulínový roztok, ktorý je založený na ľudskej inzulínovej látke.

Z hľadiska štruktúry hypoglykemický hormón prasacej žľazy najčastejšie pripomína ľudský inzulín a vo väčšine prípadov zachránila ľudstvo už mnoho rokov pred získaním (s použitím genetického inžinierstva) semisyntetických alebo DNA rekombinantných foriem inzulínu. Na liečbu diabetu u detí sa v súčasnosti používa len ľudský inzulín.

Inzulínové injekcie sú určené na udržanie normálnych koncentrácií glukózy v krvi, aby sa zabránilo extrémom: skoky (hyperglykémia) a klesajúce hladiny pod prijateľné hodnoty (hypoglykémia).

Priradenie typov inzulínu, výpočet ich dávky v závislosti od charakteristík organizmu, veku a sprievodnej patológie vykonáva iba lekár na striktne individuálnom základe. Tiež učí pacienta, ako nezávisle vstrekne inzulín bez použitia vonkajšej pomoci, označuje zóny inzulínovej výdaja, poskytuje poradenstvo v oblasti výživy (príjem potravy musí byť v súlade so vstupom hypoglykemického hormónu do krvi), životný štýl, denná rutina, cvičenie. Vo všeobecnosti v kancelárii endokrinológov pacient dostane všetky potrebné vedomosti, od ktorých závisí kvalita života, sám pacient ich môže používať správne a prísne dodržiavať všetky lekárske odporúčania.

Video: o injekcii inzulínu

Typy inzulínu

Pacienti, ktorí dostanú hypoglykemický hormón vo forme injekcie, budú musieť zistiť, ktoré typy inzulínu sú v akom čase (a prečo) predpisované:

Ultraľahké, ale krátkodobo pôsobiace inzulíny (Humalog, Novorapid) - objavujú sa v krvi od niekoľkých sekúnd do 15 minút, vrchol ich účinku sa dosiahne za hodinu a pol, ale po 4 hodinách je telo pacienta opäť bez inzulínu, čo bude musieť vziať do úvahy, ak moment naliehavo chcete jesť.
Krátkodobo pôsobiace inzulíny (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - účinok nastáva od pol hodiny do 45 minút po injekcii a trvá 6 až 8 hodín, vrchol hypoglykemického účinku je v intervale 2 až 4 hodiny po podaní.
Inzulíny strednej dĺžky (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - nedá sa očakávať rýchly účinok podávania inzulínu tohto typu, dochádza po 1-3 hodinách, je v piku medzi 6-8 hodinami a končí po 10-14 hodinách v iných prípadoch až do 20 hodín).
Dlhodobo pôsobiace inzulíny (až 20 - 30 hodín, niekedy až 36 hodín). Zástupca skupiny: unikátny liek, ktorý nemá vrchol účinku - Insulin Glargin, ktorý je známy pod názvom "Lantus".
Dlhodobo pôsobiace inzulíny (do 42 hodín). Ako zástupca sa dá nazvať dánsky liek Insulin Deglyudek.

Dlhodobo pôsobiace a dlhotrvajúce inzulíny sa podávajú raz denne, nie sú vhodné na núdzové situácie (kým nedosiahnu krv). Samozrejme, v prípade kómy používajú inzulíny s veľmi krátkym účinkom, ktoré rýchlo obnovujú hladiny inzulínu a glukózy a približujú ich normálnej hodnote.

Pri predpisovaní rôznych druhov inzulínu pacientovi lekár vypočíta dávku každého z nich, spôsob podania (pod kožu alebo do svalu) uvádza pravidlá miešania (ak je to potrebné) a hodiny podávania podľa jedla. Pravdepodobne čitateľ už pochopil, že liečba diabetes mellitus (najmä inzulínu) nebude tolerovať frivolný postoj k diéte. Jedlá (základné) a "občerstvenie" sú veľmi úzko spojené s hladinou inzulínu v čase jedla, takže pacient musí byť prísne kontrolovaný - jeho zdravie závisí od toho.

Inzulín je najmladší hormón.

štruktúra

Inzulín je proteín pozostávajúci z dvoch peptidových reťazcov A (21 aminokyselín) a B (30 aminokyselín) spojených disulfidovými mostíkmi. V zrelom ľudskom inzulíne je prítomných celkom 51 aminokyselín a jeho molekulová hmotnosť je 5,7 kDa.

syntéza

Inzulín sa syntetizuje v p-bunkách pankreasu vo forme preproinzulínu, na konci ktorého je terminálna signálna sekvencia s 23 aminokyselinami, ktorá slúži ako vodič pre celú molekulu do dutiny endoplazmatického retikula. Tu je terminálna sekvencia okamžite odštiepená a proinzulín je transportovaný do Golgiho aparátu. V tomto štádiu sú A-reťazec, B-reťazec a C-peptid prítomné v molekule proinzulínu (spojenie je spojenie). V zariadení Golgi je proinzulín zabalený do sekrečných granúl spolu s enzýmami potrebnými na "zrenie" hormónu. Keď sa granule premiestňujú do plazmovej membrány, vytvoria sa disulfidové mostíky, vyrezá sa C-peptidové spojivo (31 aminokyselín) a vytvorí sa konečná molekula inzulínu. V hotových granulátoch je inzulín v kryštalickom stave vo forme hexaméru vytvoreného za účasti dvoch Zn2 + iónov.

Schéma syntézy inzulínu

Regulácia syntézy a sekrécie

Sekrécia inzulínu sa vyskytuje nepretržite a približne 50% inzulínu uvoľneného z ß-buniek nie je žiadnym spôsobom spojený s príjmom potravy alebo inými vplyvmi. Počas dňa pankreas uvoľňuje asi 1/5 rezervy na inzulín.

Hlavným stimulátorom sekrécie inzulínu je zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi nad 5,5 mmol / l, maximálna sekrécia dosahuje 17-28 mmol / l. Zvláštnosťou tejto stimulácie je dvojfázové zvýšenie sekrécie inzulínu:

Prvá fáza trvá 5 až 10 minút a koncentrácia hormónov sa môže zvýšiť 10-násobne, potom sa jej množstvo zníži,
Druhá fáza začína približne 15 minút po nástupe hyperglykémie a pokračuje počas celého jej obdobia, čo vedie k zvýšeniu hladiny hormónu o 15-25 krát.

Čím dlhšie zostáva koncentrácia glukózy v krvi, tým väčší je počet beta-buniek spojených s sekréciou inzulínu.

Indukcia syntézy inzulínu nastáva od okamihu penetrácie glukózy do bunky k translácii inzulínovej mRNA. Reguluje sa zvýšením transkripcie inzulínového génu, zvýšením stability inzulínovej mRNA a zvýšením translácie inzulínovej mRNA.

Aktivácia sekrécie inzulínu

1. Po preniknutí glukózy do β-buniek (prostredníctvom GluT-1 a GluT-2) sa fosforyluje hexokinázou IV (glukokinázou, má nízku afinitu k glukóze)

2. Ďalej sa glukóza oxiduje aeróbne, zatiaľ čo rýchlosť oxidácie glukózy lineárne závisí od jej množstva,

3. V dôsledku toho sa akumuluje ATP, ktorého množstvo tiež priamo závisí od koncentrácie glukózy v krvi,

4. Akumulácia ATP stimuluje uzatvorenie iónových kanálov K +, čo vedie k depolarizácii membrány,

5. Depolarizácia membrány vedie k otvoreniu potenciálne závislých Ca2 + kanálov a prítoku Ca2 + iónov do bunky,

6. Prichádzajúce Ca 2+ ióny aktivujú fosfolipázu C a spúšťajú mechanizmus prenosu signálu vápnik-fosfolipidový signál za vzniku DAG a inositol-trifosfátu (IF₃)

7. Vzhľad IF₃ v cytosóle sa v endoplazmatickom retikule otvárajú Ca2 + kanály, čo urýchľuje akumuláciu Ca2 + iónov v cytosole,

8. Prudké zvýšenie koncentrácie Ca2 + iónov v bunke vedie k prenosu sekrečných granúl na plazmatickú membránu, ich fúziu s bunkami a exocytóze zrelých kryštálov inzulínu na vonkajšiu stranu,

9. Ďalej rozpad kryštálov, separácia iónov Zn2 + a uvoľňovanie aktívnych inzulínových molekúl do krvného obehu.

Schéma intracelulárnej regulácie syntézy inzulínu za účasti glukózy

Popísaný mechanizmus vedenia môže byť upravený v jednom alebo druhom smere pod vplyvom mnohých ďalších faktorov, ako sú aminokyseliny, mastné kyseliny, gastrointestinálne hormóny a ďalšie hormóny, nervová regulácia.

Z aminokyselín najdôležitejšie ovplyvňuje sekréciu hormónu lyzín a arginín. Ale sami o sebe takmer nevyvolávajú sekréciu, ich účinok závisí od prítomnosti hyperglykémie, t.j. aminokyseliny iba potencujú pôsobenie glukózy.

Voľné mastné kyseliny sú tiež faktormi, ktoré stimulujú sekréciu inzulínu, ale aj len v prítomnosti glukózy. Keď hypoglykémia majú opačný účinok, potlačenie expresie inzulínového génu.

Logická je pozitívna senzitivita sekrécie inzulínu na pôsobenie hormónov v gastrointestinálnom trakte - inkretíny (enteroglukágón a insulinotropný polypeptid závislý na glukóze), cholecystokinín, sekretín, gastrín, gastrický inhibičný polypeptid.

Zvýšenie sekrécie inzulínu s predĺženým vystavením sa somatotropnému hormónu, ACTH a glukokortikoidom, estrogénom, progestínom je klinicky dôležité a do určitej miery nebezpečné. To zvyšuje riziko vyčerpania ß-buniek, pokles syntézy inzulínu a výskyt inzulín-dependentného diabetes mellitus. Toto je možné pozorovať pri použití týchto hormónov v terapii alebo pri patologických stavoch súvisiacich s ich hyperfunkciou.

Nervová regulácia pankreatických ß-buniek zahŕňa adrenergnú a cholinergnú reguláciu. Akékoľvek stresy (emocionálna a / alebo fyzická námaha, hypoxia, hypotermia, zranenia, popáleniny) zvyšujú aktivitu sympatického nervového systému a inhibujú sekréciu inzulínu v dôsledku aktivácie a₂-adrenergné receptory. Na druhej strane stimulácia β₂-adrenoreceptor vedie k zvýšenému sekrétu.

Sekrécia inzulínu je tiež kontrolovaná n.vagusom, ktorý je zasa kontrolovaný hypotalamusom, ktorý je citlivý na koncentráciu glukózy v krvi.

terč

Cieľové orgány inzulínu zahŕňajú všetky tkanivá, ktoré majú pre ne receptory. Inzulínové receptory sa nachádzajú takmer vo všetkých bunkách okrem nervových buniek, ale v rôznych množstvách. Nervové bunky nemajú inzulínové receptory, pretože jednoducho nepreniká cez hematoencefalickú bariéru.

Inzulínový receptor je glykoproteín skonštruovaný z dvoch dimérov, z ktorých každý pozostáva z a- a p-podjednotiek, (aß)₂. Obe podjednotky sú kódované jedným génom chromozómu 19 a vytvárajú sa ako výsledok čiastočnej proteolýzy jedného prekurzora. Polčas rozpadu receptora je 7-12 hodín.

Keď sa inzulín viaže k receptoru, konformácia receptora sa mení a navzájom sa viažu a vytvárajú mikroagregáty.

Väzba inzulínu na receptor iniciuje enzymatickú kaskádu fosforylačných reakcií. Predovšetkým, autofosforylované tyrozínové zvyšky na intracelulárnej doméne samotného receptora. To aktivuje receptor a vedie k fosforylácii serínových zvyškov na špecifickom proteíne nazývanom substrát inzulínového receptora (SIR, alebo častejšie IRS z anglickej inzulínovej receptorovej substrátu). Existujú štyri typy IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Medzi substráty inzulínového receptora patria aj proteíny Grb-1 a Shc, ktoré sa líšia od aminokyselinovej sekvencie IRS.

Dva mechanizmy na realizáciu účinkov inzulínu

Ďalšie udalosti sú rozdelené do dvoch oblastí:

1. Procesy spojené s aktiváciou fosfoinositol-3-kináz - riadia hlavne metabolické reakcie metabolizmu bielkovín, sacharidov a lipidov (rýchle a veľmi rýchle účinky inzulínu). Zahŕňa to aj procesy, ktoré regulujú aktivitu glukózových transportérov a absorpciu glukózy.

2. Reakcie spojené s aktivitou enzýmov MAP kinázy - vo všeobecnosti kontrolujú aktivitu chromatínu (pomalé a veľmi pomalé účinky inzulínu).

Takéto rozdelenie je však podmienené, pretože v bunke sú enzýmy, ktoré sú citlivé na aktiváciu oboch kaskádových ciest.

Reakcie spojené s aktivitou fosfatidylinozitol-3-kinázy

Po aktivácii IRS proteín a množstvo pomocných proteínov prispievajú k fixácii heterodimérneho enzýmu obsahujúceho regulačnú p85 (názov pochádza z MM proteínu 85 kDa) a katalytickej podjednotky pl10 na membráne. Táto kináza fosforyluje membránové fosfatidyl inozitolfosfáty v 3. pozícii na fosfatidyl inositol-3,4-difosfát (PIP₂) a pred fosfatidylinozitol-3,4,5-trifosfátom (PIP₃). Považuje sa za pip₃ môže pôsobiť ako membránová kotva pre iné prvky pod pôsobením inzulínu.

Účinok fosfatidylinozitol-3-kinázy na fosfatidylinositol-4,5-difosfát

Po vzniku týchto fosfolipidov sa aktivuje proteín kináza PDK1 (3-fosfoinositid dependentná proteín kináza-1), ktorá spoločne s DNA proteínovou kinázou (DNA-PK, DNA-PK dependentná na anglickej DNA, dvakrát fosforyluje proteínkinázu B AKT1, anglický RAC-alfa serín / treonín-proteín kináza), ktorý je pripojený k membráne cez PIP₃.

Fosforylácia aktivuje proteínovú kinázu B (AKT1), opúšťa membránu a pohybuje sa do cytoplazmy a bunkového jadra, kde fosforyluje početné cieľové proteíny (viac ako 100 kusov), ktoré poskytujú ďalšiu bunkovú odpoveď:

3-kinázový mechanizmus fosfoinozitolového účinku inzulínu

predovšetkým je to účinok proteínkinázy B (AKT1), ktorá vedie k pohybu glukózových transportérov GluT-4 na bunkovú membránu a k absorpcii glukózy myocytmi a adipocytmi.
taktiež napríklad aktívna proteínová kináza B (AKT1) fosforyluje a aktivuje fosfodiesterázu (PDE), ktorá hydrolyzuje cAMP na AMP, čo znižuje koncentráciu cAMP v cieľových bunkách. Keďže s účasťou cAMP sa aktivuje proteínová kináza A, ktorá stimuluje glykogén TAG-lipázu a fosforylázu ako výsledok inzulínu v adipocytoch, potlačuje sa lipolýza a v pečeni sa zastaví glykogenolýza.

Reakcie aktivácie fosfodiesterázy

Ďalším príkladom je účinok proteínkinázy B (AKT) na glykogénsyntázovú kinázu. Fosforylácia tejto kinázy ju inaktivuje. V dôsledku toho nie je schopný pôsobiť na glykogénsyntázu, fosforylovať a inaktivovať. Účinok inzulínu teda vedie k retencii glykogénsyntázy v aktívnej forme a syntéze glykogénu.

Reakcie spojené s aktiváciou dráhy MAP kinázy

Na samom začiatku tejto dráhy vstupuje do hry ďalší substrát receptora inzulínu - proteín Shc (Src (doména homológie 2 obsahujúca transformovaný proteín 1)), ktorá sa viaže na aktivovaný (autofosforylovaný) inzulínový receptor. Ďalej Shc-proteín interaguje s Grb-proteínom (protein viazaný na receptor rastového faktora) a nutí ho pripojiť k receptoru.

Taktiež v membráne je neustále prítomný proteín Ras, ktorý je v pokojnom stave spojený s HDP. V blízkosti proteínu Ras sa nachádzajú "pomocné" bielkoviny - GEF (inovač GTF výmenný faktor) a SOS (syn Son ofless) a proteín GAP (aktivátor faktora GTPázy).

Tvorba proteínového komplexu Shc-Grb aktivuje skupinu GEF-SOS-GAP a vedie k nahradeniu GDP pomocou GTP v proteíne Ras, čo spôsobuje jeho aktiváciu (komplex Ras-GTP) a prenos signálu do proteínkinázy Raf-1.

Pri aktivácii proteínovej kinázy Raf-1 sa viaže na plazmatickú membránu, fosforyluje ďalšie kinázy na zvyškoch tyrozínu, serínu a treonínu a tiež interaguje súčasne s inzulínovým receptorom.

Ďalej aktivovaný Raf-1 fosforyluje (aktivuje) MAPK-K, proteínovú kinázu MAPK (angiogenézu mitogénu aktivovanú proteínkinázu, tiež nazývanú MEK, anglickú MAPK / ERK kinázu), ktorá fosforyluje enzým MAPK (MAP kináza, alebo inak ERK, anglická extracelulárna signálne regulovaná kináza).

1. Po aktivácii MAP-kinázy priamo alebo prostredníctvom ďalších kináz fosforyluje cytoplazmatické proteíny, ktoré menia svoju aktivitu, napríklad:

Aktivácia fosfolipázy A2 vedie k odstráneniu kyseliny arachidónovej z fosfolipidov, ktorá sa potom prevedie na eikosanoidy,
aktivácia ribozomálnej kinázy spúšťa transláciu proteínov,
Aktivácia proteínových fosfatáz vedie k defosforylácii mnohých enzýmov.

2. Veľmi veľkým účinkom je prenos inzulínového signálu do jadra. MAP kináza nezávisle fosforyluje a tým aktivuje celý rad transkripčných faktorov, čím zabezpečuje čítanie určitých génov dôležitých pre delenie, diferenciáciu a iné bunkové odpovede.

MAP závislá cesta účinkov inzulínu

Jedným z proteínov spojených s týmto mechanizmom je transkripčný faktor CREB (inzulínový proteín viažuci element CAMP). V neaktívnom stave je faktor defosforylovaný a neovplyvňuje transkripciu. Pod pôsobením aktivačných signálov sa faktor viaže na určité sekvencie CRE-DNA (elementy odpovede CAMP), ktoré posilňujú alebo oslabujú čítanie informácií z DNA a jej implementáciu. Okrem dráhy MAP-kinázy je faktor citlivý na signalizačné dráhy spojené s proteínovou kinázou A a vápnik-kalmodulínom.

Rýchlosť účinkov inzulínu

Biologické účinky inzulínu sú delené rýchlosťou vývoja:

Veľmi rýchle účinky (sekundy)

Tieto účinky sú spojené so zmenami v transmembránových transportoch:

1. Aktivácia Na + / K + -ATPáz, ktorá spôsobuje uvoľňovanie iónov Na + a vstup K + iónov do bunky, čo vedie k hyperpolarizácii membrán buniek citlivých na inzulín (s výnimkou hepatocytov).

2. Aktivácia výmenníka Na + / H + na cytoplazmatickej membráne mnohých buniek a výstup z bunky iónov H + výmenou za ióny Na +. Tento účinok je dôležitý pri patogenéze hypertenzie u diabetes mellitus 2. typu.

3. Inhibícia membránových Ca2 + -ATPáz vedie k oneskoreniu Ca2 + iónov v cytosóle bunky.

4. Vystupujte na membránu myocytov a adipocytov glukózových transportérov GluT-4 a zvýšenie objemu transportu glukózy do bunky o 20 až 50-násobok.

Rýchle efekty (minúty)

Rýchle účinky sú zmeny rýchlostí fosforylácie a defosforylácie metabolických enzýmov a regulačných proteínov. V dôsledku toho sa aktivita zvyšuje.

glykogénsyntáza (skladovanie glykogénu),
glukokinázu, fosfofruktokinázu a pyruvátkinázu (glykolýzu),
pyruvát dehydrogenázy (získanie acetyl-SkoA),
HMG-Scoa reduktáza (syntéza cholesterolu),
acetyl-SCA-karboxyláza (syntéza mastných kyselín),
glukózo-6-fosfátdehydrogenázu (pentózafosfátová dráha),
fosfodiesterázy (zastavenie účinkov mobilizujúcich hormónov adrenalín, glukagón atď.).

Pomalé efekty (minúty až hodiny)

Pomalé účinky sú zmena rýchlosti transkripcie génov proteínov zodpovedných za metabolizmus, rast a delenie buniek, napríklad:

1. Indukcia syntézy enzýmov

glukokinázou a pyruvát kinázou (glykolýza),
ATP-citrátová lyáza, acetyl-SCA-karboxyláza, syntáza mastných kyselín, cytozolát malát dehydrogenáza (syntéza mastných kyselín),
glukózo-6-fosfátdehydrogenázu (pentózafosfátová dráha),

2. Reprodukcia syntézy mRNA, napríklad pre PEP-karboxykinázu (glukoneogenézu).

3. Zvyšuje sérovú fosforyláciu ribozomálneho proteínu S6, ktorý podporuje translačné procesy.

Veľmi pomalé účinky (hodiny-deň)

Veľmi pomalé účinky realizujú mitogenézu a reprodukciu buniek. Napríklad tieto účinky zahŕňajú

1. Zvýšenie pečeňovej syntézy somatomedinu v závislosti od rastového hormónu.

2. Zvýšenie bunkového rastu a proliferácie v synergizme so somatomedinom.

3. Prechod buniek z fázy G1 do S fázy bunkového cyklu.

patológie

hypofunkcia

Diabetes mellitus závislý od inzulínu a inzulínu. Na diagnostiku týchto patologických stavov v klinike sa aktívne používajú záťažové testy a stanovenie koncentrácie inzulínu a C-peptidu.