Insuliin

  • Hüpoglükeemia

INSULIN (Lat. Insula saarest), hormoon, mis on toodetud Langerhani saarekeste pankrease rakkudes. Iniminsuliini molekul (mool M. 5807) koosneb kahest peptiidahelast (A ja B), mis on ühendatud kahe disulfiidsilda abil; kolmas disulfiidsild paikneb ahelas A (vt tähtede valemit; vt nimetust Art. Aminohapped).

Ja kõikides selgroogsetes leidub nsuliini. Suurtes imetajates erinevad insuliinimolekulid aminohapete koostises ainult ahela A positsioonides 8, 9 ja 10 ning ahela B positsioonis 30 (vt tabelit). Kaladel, lindudel ja närilistel on insuliinistruktuuri erinevused märkimisväärsed.

Insuliin on keskkonnas stabiilne.

INSULIN (ladina insula saar, saar) - pankrease hormoon; kuulub valgu-peptiidhormoonide rühma.

1900. aastal tõestas L.V. Sobolev, et Langerhani pankrease saarekesed (vt) on aine, mis reguleerib süsivesikute ainevahetust organismis, tekkimise kohta. 1921. aastal saadi F. Banting ja Best (S.N. Best) insuliiniekstrakti saare pankrease koest. 1925. aastal saadi I. kristallilisel kujul. 1955. aastal uuris F. Sanger aminohappejärjestust ja tuvastas I. veiste ja sigade struktuuri.

P. monomeeri suhteline molekulmass on u. 6000. Molekul I sisaldab 51 aminohapet ja koosneb kahest ahelast; N-terminaalse glütsiiniga ahelat nimetatakse A-ahelaks ja see koosneb 21 aminohappest, teine ​​- B-ahel - koosneb 30 aminohappest. Ja - ja B-ahelad on ühendatud disulfiidsidemega, lõigu terviklikkus mängib suurt rolli bioli, molekuli I aktiivsuse säilitamisel (vt alltoodud valemit).

I inimese I. sigade lähim aminohapete koostis, molekul-rogo erineb ainult ühe aminohappe poolest B-ahelas (30-ndas asendis treoniini asemel on alaniin).

Sisu

Insuliini biosüntees, insuliini sekretsiooni regulatsioon

I. sünteesitakse Langerhani pankrease saarekeste basofiilsetes insulotsüütides (beeta-rakkudes) oma eelkäijast proinsuliinist. Esimest korda avastas D. F. Steiner 60-ndate lõpus proinsuliini. Proinsuliini - ühe ahelaga polüpeptiid suhtelise mooliga. kaalub ca. 10 000, sisaldab üle 80 aminohappe. Proinsuliin on molekul P., nagu oleks suletud peptiidiga, mida nimetati ühendavaks või C-peptiidiks; see peptiid muudab molekuli I bioloogiliselt inaktiivseks. Immunooli kohaselt on proinsuliini omadused lähedased I-le. Proinsuliin sünteesitakse insulotsüütide ribosoomidel, seejärel liigub proinsuliini molekul tsütoplasmaatilise retikulumi tsisternidesse lamellkompleksisse (Golgi kompleks), millest eraldatakse proinsuliini sisaldavad uued sekretoorsed graanulid. Sekretoorsetes graanulites eraldatakse ensüümide toimel C-peptiid proinsuliinist ja moodustub I. Proinsuliini ensümaatilise transformatsiooni protsess toimub. mitmed etapid, mille tulemusena moodustub insuliin, pro-insuliini ja C-peptiidi vahepealsed vormid. Kõigil nendel ainetel on erinev bioloogiline ja immuunsus ning nad võivad osaleda erinevate ainevahetustüüpide reguleerimises. Proinsuliini muundamise protsesside I rikkumine põhjustab nende ainete muutuse muutumise, I ebanormaalsete vormide ilmnemise. Selle tulemusena muutub metabolismi reguleerimine.

Hormoonide sisenemist veresse reguleerivad mitmed mehhanismid, millest üks on I. (vallandussignaal) veresuhkru taseme tõus (vt hüperglükeemia); oluline roll vastuvõtmise reguleerimisel on I. kuulub mikroelementidele, hormoonid läksid. tee (peamiselt sekretiin), aminohapped ja ka c. n c. (vt Hormonid).

Insuliini transformatsioon organismis

Vereringesse sisenedes moodustab osa Ist plasmavalkudega kompleksid - nn. seotud insuliini, teine ​​osa on vaba insuliini kujul. L. K. Staroseltseva ja sotr. (1972) leidis, et sellega on seotud kaks I tüüpi: üks vorm - kompleks I. koos transferriiniga, teine ​​- kompleks I., millel on üks seerumi alfa-globuliini komponentidest. Vaba ja seotud I on üksteisest erinevad, immuunsed ja füüsilised. omadused, samuti mõju rasv- ja lihaskudedele, mis on sihtorganid ja mida nimetatakse insuliinitundlikeks ja kudedeks. Vaba I. reageerib kristallilise P. antikehadega, stimuleerib glükoosi imendumist lihases ja teatud määral rasvkoes. Seotud I. ei reageeri kristallilise P. antikehadega, stimuleerib rasvkoe glükoosi omastamist ja ei avalda sellele protsessile peaaegu mingit mõju lihaskoes. Seonduv I. erineb vabast ainevahetuskiirusest oma käitumisega elektroforeesiväljas, geelfiltratsiooni ja dialüüsi ajal.

Etanooli vesinikkloriidhappega ekstraheerimisel saadi bioli järgi sarnane toime I-le. Kuid see aine ei reageerinud saadud antikehadega kristallilisele P.-le ja seetõttu nimetati seda "insuliini sarnaseks aktiivsuseks" või "insuliinitaoliseks aineks". Insuliinisarnase aktiivsuse uuring on väga oluline; Paljude autorite arvates loetakse "mittesupresseeritud insuliinitaolist plasma aktiivsust" üheks I vormiks. Tänu I seerumi valkudega seondumise protsessidele on tagatud selle toimetamine kudedesse. Lisaks on sellega seotud I. hormooni säilitamise vorm veres ja tekitab aktiivse I. reservi vereringesse. Teatud vaba ja seotud I suhe tagab keha normaalse toimimise.

Vereringes ringleva I arvu määrab mitte ainult sekretsiooni kiirus, vaid ka selle metabolismi kiirus perifeersetes kudedes ja organites. Kõige aktiivsemad metabolismi protsessid I toimuvad maksas. Nende protsesside mehhanismi kohta maksas on mitmeid eeldusi; On kindlaks tehtud, et on kaks etappi - disulfiidsildade taastamine insuliinimolekulis ja proteolüüs koos bioloogiliselt inaktiivsete peptiidifragmentide ja aminohapete moodustumisega. I metabolismis osalevad mitmed insuliini indutseerivad ja insuliini lagundavad ensüümsüsteemid. Nende hulka kuuluvad insuliini indutseeriv ensüümsüsteem [valgu disulfiidi reduktaasi (glutatiooni)] ja insuliini lagundav ensüümsüsteem, mida esindavad kolme tüüpi proteolüütilised ensüümid. Valgu disulfiidreduktaasi toime tulemusena taastatakse S-S sillad ja I ja B ahelate moodustumisele järgneb nende proteolüüs individuaalseteks peptiidideks ja aminohapeteks. Lisaks maksale toimub I-i ainevahetus lihas- ja rasvkoes, neerudes, platsentas. Metaboolsete protsesside kiirus võib toimida aktiivse I taseme kontrollina ja mängib suurt rolli suhkurtõve patogeneesis. Perioodi biol, I. inimese poolne lagunemine - ca. 30 min

Insuliini bioloogiline toime

I. on universaalne anaboolne hormoon. Üks I. silmatorkavamaid mõjusid - selle hüpoglükeemiline toime. I. mõjutab kõiki ainevahetuse tüüpe: stimuleerib ainete transportimist läbi rakumembraani, soodustab glükoosi kasutamist ja glükogeeni moodustumist, inhibeerib glükoneogeneesi (vt glükolüüsi), inhibeerib lipolüüsi ja aktiveerib lipogeneesi (vt rasva ainevahetust), suurendab valgusünteesi intensiivsust. I. tagades glükoosi normaalse oksüdeerumise Krebsi tsüklis (kopsud, lihased, neerud, maks), soodustab kõrge energiaga ühendite (eriti ATP) moodustumist ja rakkude energia tasakaalu säilitamist. Ja see on vajalik organismi kasvuks ja arenguks (see toimib koos hüpofüüsi somatotroopse hormooniga).

Kõik biol, I mõju on sõltumatud ja üksteisest sõltumatud, kuid füüsikalis on tingimused, mille lõplik mõju I seisneb biosünteetiliste protsesside otseses stimuleerimises ja rakkude samaaegses tarnimises "ehitus" materjaliga (nt aminohapetega) ja energiaga (glükoosiga). I mitmekülgsed mõjud on realiseeritud, mõjutades seda rakumembraani retseptoritega ja edastades signaali (informatsiooni) rakku vastavatesse ensüümsüsteemidesse.

Fiziol, antagonist I. süsivesikute metabolismi reguleerimisel ja organismi elutähtsaks tegevuseks optimaalse glükoosi taseme tagamisel veres on glükagoon (vt), samuti mõned teised hormoonid (kilpnäärmevähk, neerupealised, kasvuhormoon).

Insuliini sünteesi ja sekretsiooni rikkumised võivad olla teistsugused ja erineva päritoluga. Niisiis, sekretsiooni puudulikkus ja selle tagajärjeks on hüperglükeemia ja suhkurtõve kujunemine (vt. Suhkurtõbi, etioloogia ja patogenees). I liigset moodustumist täheldatakse näiteks pankrease saarekeste beetarakkudest pärineva hormonaalselt aktiivse kasvajaga (vt Insuloma) ja seda väljendatakse kliiniliselt hüperinsulinismi sümptomite poolt (vt).

Insuliini määramise meetodid

Insuliini määramise meetodeid võib tinglikult jagada bioloogilisteks ja radioimmuunseteks. Biol, meetodid põhinevad glükoosi imendumise stimuleerimisel insuliinitundlike kudede poolt I mõju all. Biol kasutab meetod diafragmaalset lihast ja epididümmaalset rasvkoe, mis on saadud puhtate liinide rottidest. Testitud kristalliline I või inimese seerum ja diafragmaalse lihase või epididümmaalse rasvkoe preparaadid (paremad isoleeritud rasvarakud, mis on saadud epididümmaalsest rasvkoest) p-re puhvris, mis sisaldab teatud kontsentratsiooni glükoosi, asetatakse inkubaatorisse. Vastavalt glükoosi omastamise määrale koes ja vastavalt selle kadumisele inkubeeritud söötmest arvutatakse I sisaldus veres standardkõvera abil.

Vaba vorm I suurendab glükoosi imendumist peamiselt diafragma lihasel, lõigatud, sellega seotud vorm I praktiliselt ei reageeri, seega, kasutades diafragmaalset meetodit, on võimalik määrata vaba I kogust. Glükoosi imendumist epididüümse rasvkoe poolt stimuleerib peamiselt seonduv vorm I. kuid vaba rasvkoe puhul võib vaba I osaliselt reageerida, nii et rasvkoega inkubeerimisel saadud andmeid võib nimetada kogu insuliini aktiivsuseks. Fiziol, vabade ja seondunud I tasemed kõikuvad väga laiaulatuslikult, mis ilmselt on seotud ainevahetusprotsesside individuaalse hormonaalse reguleerimise tüübiga ja võib keskmiselt keskmiselt 150–200 μl / ml vaba I. ja 250–400 μed / ml. seotud I.

I määramiseks kasutatav radioimmuunne meetod põhineb märgistatud ja märgistamata I konkureerimisel analüüsitava proovi I antikehaga. Antikehadega seotud radioaktiivse I kogus on pöördvõrdeline analüüsitava proovi I kontsentratsiooniga. Raadioimmuunse meetodi kõige edukam variant osutus kahekordse antikeha meetodiks, mida võib tinglikult (skemaatiliselt) esitada järgmiselt. I-vastased antikehad saadakse merisigadel (nn esimese astme antikehad) ja ühendatakse nendega märgistatud I-ga (1251). Saadud kompleks rekombineeritakse teise järjestusega antikehadega (saadud küülikust). See tagab kompleksi stabiilsuse ja märgistatud I asendusreaktsiooni märgistamata. Selle reaktsiooni tulemusena seondub märgistamata I antikehadega ja märgistatakse I. vabasse rr.

Selle meetodi arvukad modifikatsioonid põhinevad märgistatud I eraldamise etapil märgistamata I kompleksist. Topeltantikehade meetod on alus valmistamiseks valmis komplektid radioimmuunse meetodi jaoks I määramiseks (Inglismaa ja Prantsusmaa firmad).

Insuliini preparaadid

Mesi jaoks. I. Eesmärgid pärinevad veiste, sigade ja vaalade kõhunäärmest. Tegevus I määrab bioli, (võime vähendada vere suhkru sisaldust tervetel küülikutel). Toimimisühiku (ED) või rahvusvahelise üksuse (IE) aktiivsus on 0,04082 mg kristalset insuliini (standard). I. kergesti kombineeritakse kahevalentsete metallidega, eriti tsinki, koobaltiga, kaadmiumiga, ja võivad moodustada polüpeptiididega komplekse, eriti protamiiniga. Seda omadust kasutati ravimite loomiseks.

Vastavalt toime kestusele on olemas kolm tüüpi ravimeid. Lühiajalise toimega ravim (umbes 6 tundi) on kodumaine toodetud insuliin (I. veised ja sead). Keskmine toime kestus (10–12 tundi) on amorfse tsinkinsuliini suspensioon - kodune preparaat, mis on sarnane seitsmeosalise preparaadiga. Pikatoimeliste ravimite hulka kuuluvad süstimiseks mõeldud protamiintsink-insuliin (16-20 tundi), insuliini-protamiini suspensioon (18-24 tundi), tsinkinsuliini suspensioon (kuni 24 tundi), tsinkinsuliini kristalne suspensioon ( kuni 30-36 tundi).

Farmakol, kõige levinumate ravimite omadus I. ja nende vabastamise vormid - vt.

Näidustused ja vastunäidustused

I. on spetsiifiline diabeedivastane aine ja seda kasutatakse peamiselt diabeedi korral; Absoluutne näidustus on ketoatsidoosi ja diabeetilise kooma olemasolu. Ravimi valik ja selle annus sõltuvad haiguse vormist ja raskusest, patsiendi vanusest ja üldisest seisundist. Annuste valimine ja ravimine I. viiakse läbi veresuhkru ja uriini kontrolli all ning jälgitakse patsiendi seisundit. I üleannustamine ähvardab veresuhkru järsk langus, hüpoglükeemiline kooma. Spetsiifilised näidustused teatud ravimite kasutamiseks I. diabeedi korral täiskasvanutel ja lastel - vt suhkurtõbi, ravi.

I. ravimeid kasutatakse teatud psüühiliste haiguste raviks. NSV Liidus kasutati skisofreenia insuliinravi 1936. aastal A. S. Kronfeld ja E. Ya. Neuroleptikumide tekkega on I. ravi saanud valikuvõimaluseks - vt. Skisofreenia.

Väikestes annustes on I mõnikord ette nähtud üldiseks ammendumiseks, furunkuloosiks, rasedaks oksendamiseks, hepatiidiks jne.

Kõik ravimid I. pikaajaline toime süstitakse ainult naha alla (või intramuskulaarselt). Intravenoosne (nt diabeetilise kooma korral), võite sisestada ainult kristallilise insuliini lahuse süstimiseks. Tsink-insuliini (ja teiste ravimite I. pikendatud toime) suspensioone ei ole võimalik süstida samasse süstlasse p-ruminsuliiniga; vajadusel süstige süstelahuse lahus eraldi süstlaga.

Vastunäidustus - allergia allergia suhtes; suhtelised vastunäidustused - hüpoglükeemiaga kaasnevad haigused. Ettevaatlik peab olema patsientide ravimisel, kellel on I südamepuudulikkus ja aju vereringehäired.


Bibliograafia: hormoonide biokeemia ja hormonaalne regulatsioon, ed. N. A. Yudaeva, lk. 93, M., 1976; Newholme EI. Start K. Metabolismi regulatsioon, trans. inglise keelest koos. 387 jt, M., 1977; Meditsiinilise ensüümi probleemid, ed. G. R. Mardashev, lk. 40, M., 1970, bibliogr.; Kliinilise endokrinoloogia juhend, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, lk. 130, M., 1974; Staroseltseva LK Insuliini erinevad vormid kehas ja nende bioloogiline tähtsus raamatus Sovr. vopr, endokriinsed H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Metabolismi hormonaalse reguleerimise biokeemia, Vestn. NSV Liidu Teaduste Akadeemia, JVa 11, lk. 29, 1974; Banting F. G., a. C. H. pankrease sisemine sekretsioon, J. Lab. kliinikus. Med., V. 7, lk. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Suhkurtõbi - rakulise informatsiooni edastamise häire, Horm. metaboi. Res., V. 4, lk. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, ed. autor: R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsuliin ja insuliini biosüntees, Recent Progr. Hormone Res., V. 25, lk. 207, 1969, bibliogr.

Insuliin: millist hormooni, veretaset, diabeedi ja teiste haiguste taset, sissejuhatust

Mis see aine on - insuliin, mis on nii tihti kirjutatud ja räägitud seoses praeguse diabeediga? Miks mingil hetkel lakkab see tootma vajalikke koguseid või vastupidi, sünteesitakse ülemäära?

Insuliin on bioloogiliselt aktiivne aine (BAS), valgu hormoon, mis kontrollib vere glükoosisisaldust. Seda hormooni sünteesivad pankrease saarekesedesse (Langerhani saared) kuuluvad beeta-rakud, mis selgitab diabeedi tekkimise ohtu, rikkudes selle funktsionaalseid võimeid. Lisaks insuliinile sünteesitakse kõhunäärmes teisi hormone, eriti hüperglükeemilist faktorit (glükagooni), mis on toodetud saarekütteseadmete alfa-rakkude poolt, ning samuti osaleb püsiva glükoosi kontsentratsiooni säilitamises organismis.

Täiskasvanu veres (plasmas, seerumis) on insuliini normi näitajad vahemikus 3 kuni 30 μE / ml (või kuni 240 pmol / l).

Alla 12-aastastel lastel ei tohiks indikaatorid ületada 10 μU / ml (või 69 pmol / l).

Kuigi lugeja vastab mõnele tasemele kuni 20 ICED / ml, kusagil kuni 25 ICED / ml, võib see määr erinevates laborites veidi erineda, mistõttu tuleb alati analüüsida verd, peate keskenduma selle labori täpsetele andmetele (kontrollväärtused). mis toodab teadusuuringuid, mitte erinevatest allikatest saadud väärtusi.

Kõrgenenud insuliin võib viidata nii patoloogiale, näiteks pankrease kasvaja (insuliini) arengule kui ka füsioloogilisele seisundile (rasedusele).

Insuliinitaseme langus võib viidata diabeedi tekkele või lihtsalt füüsilisele väsimusele.

Hormooni peamine roll on hüpoglükeemiline.

Vahetamisprotsessis osaleb insuliini toime inimkehas (ja mitte ainult inimkehas, selles osas kõik imetajad).

  • See hormoon võimaldab toitumisega saadud suhkrut vabalt siseneda lihas- ja rasvkoe rakkudesse, suurendades nende membraanide läbilaskvust:
  • See on glükoositootmise tekitaja glükoosist maksa- ja lihasrakkudes:
  • Insuliin aitab kaasa valkude kogunemisele, nende sünteesi suurendamisele ja lagunemise ärahoidmisele ning rasvaste toodetele (see aitab rasvkoes haarata glükoosi ja muundab selle rasvaks (see on koht, kus liigne rasvavarud tulevad ja miks liigne armastus süsivesikute vastu viib rasvumisele);
  • Glükoosi lagunemist suurendavate ensüümide aktiivsuse suurendamine (anaboolne toime) mõjutab see hormoon teiste ensüümide tööd, mis püüavad lagundada rasvu ja glükogeeni (insuliini kataboolne toime).

Insuliin on kõikjal, see osaleb kõigis inimkehas toimuvates ainevahetusprotsessides, kuid selle aine peamine eesmärk on pakkuda süsivesikute ainevahetust, kuna see on ainus hüpoglükeemiline hormoon, samas kui selle „vastased”, hüperglükeemilised hormoonid püüavad suhkru sisaldust suurendada palju rohkem (adrenaliin, kasvuhormoon, glükagoon).

Kõigepealt käivitab Langerhans'i saarekeste β-rakkude poolt insuliini moodustumise mehhanism suurenenud süsivesikute kontsentratsiooni veres, kuid enne seda hakkab hormoon tootma niipea, kui inimene närib tükk midagi söödavat, neelab selle ja toimetab selle maosse (ja see ei ole vajalik, et seda teha). toit oli süsivesikud). Seega põhjustab toit (ükskõik milline) insuliini taseme tõusu veres ja nälja ilma toiduta vähendab selle sisu.

Lisaks stimuleerivad insuliini moodustumist teised hormoonid, teatud mikroelementide kõrgemad kontsentratsioonid veres, nagu kaalium ja kaltsium, ning suurenenud rasvhapete hulk. Kasvuhormooni kasvuhormoon (kasvuhormoon) vähendab insuliiniprodukte kõige enam. Teised hormoonid, ka teatud määral, vähendavad insuliini tootmist, näiteks somatostatiini, mis on sünteesitud pankrease saare aparaadi delta-rakkude poolt, kuid selle toime ei ole somatotropiini võim.

On ilmne, et vere insuliini taseme kõikumine sõltub organismi glükoosisisalduse muutustest, mistõttu on selge, miks insuliini uurimine laboratoorsete meetoditega samaaegselt määrab glükoosi koguse (suhkru vereanalüüs).

Video: insuliin ja selle funktsioonid - meditsiiniline animatsioon

Mõlemat tüüpi insuliin ja suhkruhaigus

Kõige sagedamini iseloomustab kirjeldatud tüüpi hormoonimuutuste 2. tüüpi suhkurtõve (insuliinsõltumatu suhkurtõbi - NIDDM) eritumist ja funktsionaalset aktiivsust, mis tekib sageli ülekaalulistel keskealistel ja eakatel inimestel. Patsiendid ei tea sageli, miks ülekaalulisus on diabeedi riskifaktor. Ja see juhtub järgmiselt: rasvavarude kogunemisega ülemäärastes kogustes kaasneb vere lipoproteiinide suurenemine, mis omakorda vähendab hormooni retseptorite arvu ja muudab selle suhtes afiinsust. Selliste häirete tagajärjeks on insuliinitoodangu vähenemine ja järelikult ka selle taseme langus veres, mis viib glükoosi kontsentratsiooni suurenemiseni, mida ei ole võimalik insuliinipuuduse tõttu õigeaegselt kasutada.

Muide, mõned inimesed, olles õppinud nende analüüside tulemusi (hüperglükeemia, lipiidide spektrihäired), hakkasid selle sündmuse pärast ärrituma, otsima aktiivselt viise, kuidas ära hoida kohutavat haigust - nad "istuvad" kohe dieedile, mis vähendab kehakaalu. Ja nad teevad õiget asja! Selline kogemus võib olla väga kasulik kõigile diabeediriskiga patsientidele: õigeaegselt võetud meetmed võimaldavad määramata ajaks edasi lükata haiguse arengut ja selle tagajärgi, samuti sõltuvust ravimitest, mis vähendavad suhkrut veres.

I tüüpi suhkurtõve puhul, mida nimetatakse insuliinsõltuvaks (IDDM), on mõnevõrra erinev pilt. Sellisel juhul on glükoos rakkude ümber rohkem kui piisav, nad lihtsalt ujuma suhkrukeskkonnas, kuid nad ei saa dirigendi absoluutse puudumise tõttu omistada olulist energiaainet - insuliini ei ole. Rakud ei saa glükoosi vastu võtta ning sarnaste asjaolude tõttu hakkavad kehas esinema teiste protsesside häired:

  • Krebsi tsüklis täielikult põletamata reservrasv saadetakse maksa ja osaleb ketoonkehade moodustamises;
  • Oluline veresuhkru suurenemine toob kaasa uskumatu janu, suur hulk glükoosi hakkab erituma uriiniga;
  • Süsivesikute ainevahetus saadetakse mööda alternatiivset teed (sorbitool), moodustades liigse sorbitooli, mis hakkab sadestuma erinevates kohtades, moodustades patoloogilisi seisundeid: katarakti (silmaläätses), polüneuritis (närvijuhtides), aterosklerootiline protsess (veresoonte seinas).

Keha, kes püüab neid häireid kompenseerida, stimuleerib rasvade lagunemist, mille tulemusena veres suureneb triglütseriidide sisaldus, kuid väheneb kasuliku kolesterooli fraktsiooni tase. Aterogeenne düsproteineemia vähendab organismi kaitsevõimet, mis ilmneb muudes laboratoorsetes parameetrites (fruktoamiin ja glükosüülitud hemoglobiini suurenemine, vere elektrolüütide koostise häirimine). Selles absoluutse insuliini puudulikkuse seisundis nõrgenevad patsiendid, soovivad pidevalt juua, nad toodavad suure hulga uriini.

Diabeedi korral mõjutab insuliini puudumine lõpuks peaaegu kõiki elundeid ja süsteeme, st selle puudus aitab kaasa paljude teiste sümptomite tekkimisele, mis rikastavad "magusa" haiguse kliinilist pilti.

Mis "öelge" ülemäära ja puudusi

Teatud patoloogiliste seisundite korral võib oodata insuliini suurenemist, st vereplasma (seerumi) taseme tõusu:

  1. Insulinoomid on Langerhani saarte koe kasvajad, kontrollimatult ja suure hulga hüpoglükeemilise hormooni tootmisel. See kasvaja annab küllalt kõrge insuliinitaseme, samas kui tühja kõhuga glükoos on vähenenud. Sellist tüüpi kõhunäärme adenoomi diagnoosimiseks arvutatakse insuliini ja glükoosi (I / G) suhe valemiga: hormooni kvantitatiivne väärtus veres, μE / ml: (suhkrusisaldus, määratud hommikul tühja kõhuga, mmol / l - 1,70).
  2. Insuliinsõltuva suhkurtõve tekkimise algusjärgus, hiljem insuliinitaseme langus hakkab langema ja suhkur suureneb.
  3. Rasvumine. Vahepeal, siin ja mõnede teiste haiguste puhul on vaja eristada põhjus ja tagajärg: varases staadiumis ei ole rasvumine suurenenud insuliini põhjuseks, vaid hormooni kõrge tase suurendab söögiisu ja aitab kaasa glükoosi kiirele muutumisele toidust rasvaks. Kuid kõik on nii omavahel seotud, et ei ole alati võimalik selgelt põhjuseid tuvastada.
  4. Maksahaigus.
  5. Akromegaalia. Tervetel inimestel vähendab kõrge insuliinisisaldus kiiresti veresuhkru taset, mis stimuleerib oluliselt kasvuhormooni sünteesi, akromegaaliaga patsientidel ei põhjusta insuliiniväärtuste suurenemine ja sellele järgnev hüpoglükeemia kasvuhormooni erilist reaktsiooni. Seda funktsiooni kasutatakse stimuleeriva testina hormoonide tasakaalu jälgimiseks (insuliini intravenoosne süstimine ei põhjusta kasvuhormooni erilist suurenemist kas 1 tund või 2 tundi pärast insuliini manustamist).
  6. Itsenko-Cushingi sündroom. Süsivesikute ainevahetuse katkestamine selles haiguses on tingitud glükokortikoidide suurenenud sekretsioonist, mis pärsib glükoosi kasutamise protsessi, mis hoolimata insuliini suurest tasemest jääb veres kõrgetes kontsentratsioonides.
  7. Insuliin on lihasdüstroofias kõrgenenud, mis on tingitud erinevatest ainevahetushäiretest.
  8. Rasedus, mis toimub tavapäraselt, kuid suurema söögiisu tõttu.
  9. Fruktoosi ja galaktoosi pärilik talumatus.

Insuliini (kiire toimega) manustamine naha alla põhjustab patsiendi verehormooni järsu hüppe, mida kasutatakse patsiendi hüperglükeemilisest koomast välja viimiseks. Hormooni ja glükoosi alandavate ravimite kasutamine suhkurtõve raviks toob kaasa ka insuliini suurenemise veres.

Tuleb märkida, et kuigi paljud inimesed juba teavad, et kõrgenenud insuliini ravi puudub, on olemas konkreetse haiguse ravi, kus on sarnane hälve hormonaalses seisundis ja mitmesuguste ainevahetusprotsesside häirimine.

Insuliinitaseme langust täheldatakse suhkurtõve ja 1. ja 2. tüübi puhul. Ainus erinevus on see, et INCDD puhul on hormoonipuudus suhteline ja selle põhjuseks on muud tegurid kui IDDM absoluutne puudus. Lisaks põhjustavad stressirohked olukorrad, intensiivne füüsiline koormus või teiste kahjulike tegurite mõju veres sisalduva hormooni kvantitatiivsete väärtuste langus.

Miks on oluline teada insuliini taset?

Laboratoorsete uuringute abil saadud absoluutsed insuliinitaseme näitajad ei oma iseenesest suurt diagnostilist väärtust, kuna ilma kvantitatiivsete glükoosi kontsentratsiooni väärtusteta ei räägi nad palju. See tähendab, et enne, kui hinnatakse insuliini käitumisega seotud organismis esinevaid kõrvalekaldeid, tuleb uurida selle seost glükoosiga.

Sellise eesmärgiga (analüüsi diagnostilise tähtsuse suurendamiseks) viiakse läbi insuliinitootmise stimuleerimise test glükoosiga (stressitest), mis näitab, et kõhunäärme beeta-rakkude poolt toodetud hüpoglükeemiline hormoon on latentses diabeedis inimestel hilinenud, selle kontsentratsioon suureneb aeglasemalt kuid see saavutab kõrgemad väärtused kui tervetel inimestel.

Lisaks glükoosi koormuskatsele kasutatakse diagnostilistes otsingutes provokatiivset testi või, nagu seda nimetatakse, tühja kõhuga. Proovi põhiolemus on määrata glükoosi, insuliini ja C-peptiidi (proinsuliinimolekuli valguosa) kogus patsiendi veres tühja kõhuga, mille järel patsient on piiratud toiduga ja joogiga ühe päeva või kauem (kuni 27 tundi), viies iga 6 tunni järel läbi indikaatorite uuringu. (glükoos, insuliin, C-peptiid).

Niisiis, kui insuliini kasvatatakse valdavalt patoloogilistes tingimustes, välja arvatud normaalne rasedus, kus selle taseme tõus on tingitud füsioloogilistest nähtustest, siis on diagnoosimisel oluline roll hormooni suure kontsentratsiooni ilmnemisel koos veresuhkru vähenemisega:

  • Kasvaja protsessid, mis paiknevad kõhunäärme isoleeritud seadme koes;
  • Saarte hüperplaasia;
  • Glükokortikoidide puudulikkus;
  • Raske maksahaigus;
  • Diabeet on selle arengu algstaadiumis.

Samal ajal vajavad selliste patoloogiliste seisundite olemasolu nagu Itsenko-Cushingi sündroom, akromegaalia, lihasdüstroofia ja maksahaigused insuliinitaseme uuringut, mitte niivõrd diagnoosimise eesmärgil, vaid organite ja süsteemide tervise toimimise ja säilitamise jälgimiseks.

Kuidas võtta ja analüüsida?

Insuliini sisaldus määratakse plasmas (veri viiakse katseklaasi koos hepariiniga) või seerumis (verd võetakse ilma antikoagulandita, tsentrifuugitakse). Töö bioloogilise materjaliga algab kohe (maksimaalselt veerand tunni pärast), kuna see sööt ei talu pikaajalist “tühikäigust” ilma ravita.

Enne uuringut selgitatakse patsiendi analüüsi olulisust, selle omadusi. Pankrease reaktsioon toidule, jookidele, ravimitele, füüsiline koormus on selline, et patsient peab enne uuringut 12 tundi nälga, mitte rasket füüsilist tööd, välistama hormonaalsed preparaadid. Kui viimane ei ole võimalik, see tähendab, et ravimit ei saa mingil moel eirata, siis tehakse analüüsilehel rekord, et test viiakse läbi hormoonravi taustal.

Pool tundi enne veenipunktsiooni (veest vere võtmist) katsejärjekorda ootavale inimesele pakutakse nad lamamist diivanil ja lõõgastuma nii palju kui võimalik. Patsienti tuleb hoiatada, et eeskirjade eiramine võib mõjutada tulemusi ja seejärel laborisse sisenemist ning seetõttu on korduvad piirangud vältimatud.

Insuliini tutvustamine: ainult esimene süst on kohutav, siis harjumus

Kuna kõhunäärme poolt toodetud hüpoglükeemilisele hormoonile pöörati nii suurt tähelepanu, oleks kasulik lühidalt keskenduda insuliinile, kui ravimile, mis on ette nähtud erinevatele patoloogilistele seisunditele ja ennekõike diabeedile.

Insuliini sissetoomine patsientide endi poolt on muutunud harjumuspäraseks, isegi kui kooliealised lapsed sellega toime tulevad, mida raviv arst õpetab kõiki keerukusi (kasutage insuliini manustamiseks kasutatavat seadet, järgige aseptika reegleid, navigeerige ravimi omaduste ja teadke iga tüüpi toime kohta). Peaaegu kõik I tüüpi diabeediga patsiendid ja raske insuliinisõltuva diabeediga patsiendid istuvad insuliinisüstidena. Lisaks peatatakse insuliiniga mõned hädaolukorrad või diabeedi tüsistused teiste ravimite mõju puudumisel. Kuid 2. tüüpi suhkurtõve korral asendatakse pärast patsiendi seisundi stabiliseerimist süstevormis olev hüpoglükeemiline hormoon teiste sisemiste vahenditega, et mitte seguneda süstaldega, arvutada ja sõltuda süstimisest, mida on ise harjumuseta üsna raske teha. lihtsad meditsiinilised manipuleerimisoskused.

Parim ravim, millel on minimaalsed kõrvaltoimed ja ilma tõsiste vastunäidustusteta, tunnistas insuliinilahust, mis põhineb iniminsuliini ainel.

Struktuuri poolest sarnaneb sigade kõhunäärme hüpoglükeemiline hormoon kõige enam iniminsuliiniga ning enamikul juhtudel on ta päästnud inimkonna juba mitu aastat, enne kui saadakse (geenitehnoloogia abil) insuliini poolsünteetilised või DNA rekombinantsed vormid. Diabeedi raviks lastel kasutatakse ainult iniminsuliini.

Insuliinisüstid on ette nähtud normaalsete glükoosisisalduse säilitamiseks veres, et vältida äärmuslikke tagajärgi: hüppab üles (hüperglükeemia) ja langevad tasemed alla vastuvõetavate väärtuste (hüpoglükeemia).

Insuliinitüüpide määramine, nende annuse arvutamine vastavalt organismi omadustele, vanus ja kaasnev patoloogia tehakse ainult arsti poolt rangelt individuaalselt. Ta õpetab ka patsiendile, kuidas insuliini iseseisvalt süstida ilma välise abita, tähistab insuliini manustamispiirkondi, annab nõu toitumise kohta (toitumine peaks olema kooskõlas hüpoglükeemilise hormooni sisenemisega verre), elustiil, igapäevane rutiin, treening. Üldiselt saab patsient endokrinoloogi kabinetis kõik vajalikud teadmised, millest sõltub tema elukvaliteet, patsient ise saab neid ainult õigesti kasutada ja rangelt järgida kõiki arsti soovitusi.

Video: insuliini süstimise kohta

Insuliini tüübid

Patsiendid, kes saavad hüpoglükeemilist hormooni süstimisvormis, peavad teada, millised insuliinitüübid on, millisel kellaajal (ja miks) need on ette nähtud:

  1. Ultrashort, kuid lühitoimelised insuliinid (Humalog, Novorapid) - need ilmuvad veres mõnest sekundist kuni 15 minutini, nende toime tipp on saavutatud poolteise tunni pärast, kuid 4 tunni pärast on patsiendi keha uuesti ilma insuliinita ja seda tuleb arvesse võtta, kui hetk, mil tahad süüa.
  2. Lühitoimelised insuliinid (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - toime ilmneb pool tundi kuni 45 minutit pärast süstimist ja kestab 6 kuni 8 tundi, hüpoglükeemilise toime tipp on vahemikus 2 kuni 4 tundi pärast manustamist.
  3. Keskmise kestusega insuliinid (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - seda tüüpi insuliini manustamisest ei saa oodata kiiret toimet, see esineb 1–3 tunni pärast, on tipptasemel 6–8 tundi ja lõpeb 10–14 tunni pärast ( muudel juhtudel kuni 20 tundi).
  4. Pikatoimelised insuliinid (kuni 20-30 tundi, mõnikord kuni 36 tundi). Rühma esindaja: ainulaadne ravim, millel ei ole tippu - Insuliin Glargin, mida patsiendid on rohkem tuntud nime all "Lantus".
  5. Pikatoimelised insuliinid (kuni 42 tundi). Esindajana võib nimetada Taani ravimit Insulin Deglyudek.

Pikatoimelisi ja kauakestvaid insuliini manustatakse 1 kord päevas, nad ei sobi hädaolukordades (kuni nad ei jõua veri). Loomulikult kasutavad kooma korral ultraheli toimivad insuliinid, mis kiiresti taastavad insuliini ja glükoosi tasemed, viies need lähemale nende normaalväärtusele.

Erinevate insuliinitüüpide määramisel patsiendile arvutab arst iga annuse, manustamisviis (naha või lihasesse), näitab segamise reegleid (vajaduse korral) ja manustamisaega vastavalt söögile. Tõenäoliselt on lugeja juba aru saanud, et suhkurtõve ravi (eriti insuliin) ei talu kergekujulist suhtumist dieedile. Toitlustamine (põhi) ja "suupisted" on söögi ajal väga tihedalt seotud insuliini tasemega, seega tuleb patsienti ise rangelt kontrollida - tema tervis sõltub sellest.

Insuliin on noorim hormoon.

Struktuur

Insuliin on valk, mis koosneb kahest peptiidahelast A (21 aminohapet) ja B-st (30 aminohapet), mis on seotud disulfiidsildadega. Kokku on küpses iniminsuliinis 51 aminohapet ja selle molekulmass on 5,7 kDa.

Süntees

Insuliin sünteesitakse pankrease β-rakkudes preproinsuliini kujul, mille N-otsas on terminaalne 23-aminohappe signaaljärjestus, mis toimib kogu molekuli juhina endoplasmaatilise retiikulumi õõnsusse. Siin lõhustatakse terminaalset järjestust kohe ja proinsuliin transporditakse Golgi seadmesse. Selles etapis on A-ahel, B-ahel ja C-peptiid proinsuliini molekulis (ühendamine on ühendav). Golgi seadmes on proinsuliin pakitud sekretoorsetesse graanulitesse koos ensüümidega, mis on vajalikud hormooni "küpsemiseks". Kuna graanulid viiakse plasmamembraani, moodustuvad disulfiidsildad, C-peptiidi sideaine (31 aminohapet) lõigatakse välja ja moodustub lõplik insuliini molekul. Valmistatud graanulites on insuliin kristallilises olekus heksameeri kujul, mis on moodustatud kahe Zn 2+ iooni osalusel.

Insuliini sünteesiskeem

Sünteesi ja sekretsiooni reguleerimine

Insuliini sekretsioon toimub pidevalt ja umbes 50% β-rakkudest vabanevast insuliinist ei ole mingil viisil seotud toidu tarbimisega ega teiste mõjutustega. Päeva jooksul vabastab kõhunääre umbes 1/5 insuliini reservidest.

Insuliini sekretsiooni peamine stimulaator on glükoosi kontsentratsiooni suurenemine veres üle 5,5 mmol / l, maksimaalne sekretsioon jõuab 17-28 mmol / l. Selle stimuleerimise eripära on insuliini sekretsiooni bifaasiline suurenemine:

  • Esimene faas kestab 5-10 minutit ja hormoonide kontsentratsioon võib suureneda 10 korda, pärast mida väheneb selle kogus,
  • Teine etapp algab umbes 15 minutit pärast hüperglükeemia algust ja jätkub kogu selle perioodi vältel, mille tulemusel suureneb hormooni tase 15-25 korda.

Mida pikem on glükoosi kontsentratsioon veres, seda suurem on β-rakkude arv insuliini sekretsiooniga.

Insuliini sünteesi indutseerimine toimub alates glükoosi tungimisest rakku kuni insuliini mRNA translatsioonini. Seda reguleerib insuliinigeeni transkriptsiooni suurenemine, insuliini mRNA stabiilsuse suurenemine ja insuliini mRNA translatsiooni suurenemine.

Insuliini sekretsiooni aktiveerimine

1. Pärast glükoosi tungimist β-rakkudesse (GluT-1 ja GluT-2 kaudu) fosforüülitakse heksokinaas IV (glükokinaas, millel on madal afiinsus glükoosi suhtes),

2. Järgnevalt oksüdeeritakse glükoosi aeroobselt, samas kui glükoosi oksüdatsioonikiirus sõltub lineaarselt selle kogusest,

3. Selle tulemusena koguneb ATP, mille kogus sõltub otseselt ka glükoosi kontsentratsioonist veres,

4. ATP akumulatsioon stimuleerib ioonsete K + kanalite sulgemist, mis viib membraani depolarisatsioonini,

5. Membraani depolarisatsioon viib potentsiaalselt sõltuvate Ca2 + kanalite avanemisele ja Ca 2+ ioonide sissevoolule rakku,

6. Sissetulevad Ca2 + ioonid aktiveerivad fosfolipaasi C ja käivitavad kaltsium-fosfolipiidide signaaliülekande mehhanismi, et moodustada DAG ja inositooltrifosfaat (IF3),

7. IF ilmumine3 tsütosoolis avab endoplasmaatilises võrgus Ca 2+ -kanalid, mis kiirendab Ca2 + ioonide akumulatsiooni tsütosoolis,

8. Ca 2+ ioonide kontsentratsiooni järsk tõus rakus viib sekretoorsete graanulite plasmamembraanile ülekandumiseni, nende sulandumisega ja küpsete insuliinikristallide eksotsütoosiga väljastpoolt.

9. Järgmisena kristallide lagunemine, Zn 2+ ioonide eraldamine ja aktiivsete insuliinimolekulide vabanemine vereringesse.

Insuliini sünteesi intratsellulaarse reguleerimise skeem glükoosi osavõtul

Kirjeldatud juhtmehhanismi saab reguleerida ühes või teises suunas mitmete teiste tegurite, nagu aminohapete, rasvhapete, gastrointestinaalsete hormoonide ja teiste hormoonide, mõju all.

Aminohapetest mõjutavad lüsiini ja arginiini kõige enam hormooni sekretsiooni. Kuid nad iseenesest ei stimuleeri sekretsiooni, nende toime sõltub hüperglükeemia olemasolust, s.t. aminohapped suurendavad ainult glükoosi toimet.

Vabad rasvhapped on ka faktorid, mis stimuleerivad insuliini sekretsiooni, aga ka ainult glükoosi juuresolekul. Kui hüpoglükeemia omab vastupidist efekti, pärsivad insuliini geeni ekspressiooni.

Loogiline on insuliini sekretsiooni positiivne tundlikkus seedetrakti hormoonide toimele - inkretiinid (enteroglükagoon ja glükoosist sõltuv insulinotroopne polüpeptiid), koletsüstokiniin, sekretiin, gastriin, mao inhibeeriv polüpeptiid.

Insuliini sekretsiooni pikenemine somatotroopse hormooni, ACTH ja glükokortikoidide, östrogeenide, progestiinide pikenemisega on kliiniliselt oluline ja teataval määral ohtlik. See suurendab β-rakkude kadumise riski, insuliini sünteesi vähenemist ja insuliinisõltuva suhkurtõve esinemist. Seda võib täheldada nende hormoonide kasutamisel ravis või nende hüperfunktsiooniga seotud patoloogiates.

Pankrease β-rakkude närvisüsteemi reguleerimine hõlmab adrenergilist ja kolinergilist regulatsiooni. Kõik pinged (emotsionaalne ja / või füüsiline pingutus, hüpoksia, hüpotermia, vigastused, põletused) suurendavad sümpaatilise närvisüsteemi aktiivsust ja inhibeerivad insuliini sekretsiooni a-i aktiveerimise tõttu.2-adrenoretseptorid. Teisest küljest β stimuleerimine2-adrenoretseptor suurendab sekretsiooni.

Insuliini sekretsiooni kontrollib ka n.vagus, mida omakorda kontrollib hüpotalamus, mis on tundlik veresuhkru kontsentratsiooni suhtes.

Eesmärgid

Insuliini sihtorganid hõlmavad kõiki kudesid, millel on selle retseptorid. Insuliiniretseptorid leiduvad peaaegu kõigis rakkudes, välja arvatud närvirakkudes, kuid erinevates kogustes. Närvirakkudel ei ole insuliiniretseptoreid, sest see lihtsalt ei tungi vere-aju barjääri.

Insuliiniretseptor on glükoproteiin, mis on valmistatud kahest dimeerist, millest igaüks koosneb a- ja β-subühikutest (aβ).2. Mõlemad subühikud on kodeeritud ühe kromosoomi 19 geeni poolt ja need moodustuvad ühe prekursori osalise proteolüüsi tulemusena. Retseptori poolväärtusaeg on 7-12 tundi.

Kui insuliin seondub retseptoriga, muutub retseptori konformatsioon ja nad seonduvad üksteisega, moodustades mikroagregaate.

Insuliini seondumine retseptoriga käivitab fosforüülimisreaktsioonide ensümaatilise kaskaadi. Esiteks, autofosforüülitud türosiini jäägid retseptori rakusisesel domeenil. See aktiveerib retseptori ja viib seriinijääkide fosforüülimiseni spetsiifilises valgus, mida nimetatakse insuliiniretseptori substraadiks (SIR, või sagedamini IRS alates inglise insuliiniretseptori substraadist). Selliseid IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4 on nelja tüüpi. Samuti hõlmavad insuliiniretseptori substraadid Grb-1 ja Shc valke, mis erinevad IRS aminohappejärjestusest.

Kaks mehhanismi insuliini toime saavutamiseks

Edasised sündmused jagunevad kahte valdkonda:

1. Fosfoinositool-3-kinaaside aktiveerimisega seotud protsessid - kontrollivad peamiselt valkude, süsivesikute ja lipiidide metabolismi metaboolseid reaktsioone (insuliini kiire ja kiire toime). See hõlmab ka protsesse, mis reguleerivad glükoosi transportijate aktiivsust ja glükoosi imendumist.

2. MAP kinaasi ensüümide aktiivsusega seotud reaktsioonid - üldiselt kontrollivad nad kromatiini aktiivsust (insuliini aeglane ja väga aeglane toime).

Selline alajaotus on siiski tingimuslik, kuna rakus on ensüüme, mis on tundlikud mõlema kaskaadi raja aktiveerimise suhtes.

Fosfatidüülinositool-3-kinaasi aktiivsusega seotud reaktsioonid

Pärast aktiveerimist soodustavad IRS-valk ja mitmed abiproteiinid heterodimeerse ensüümi fosfoinositool-3-kinaasi, mis sisaldab regulatoorset p85 (fikseeritakse MM-valgust 85 kDa) ja membraanil katalüütilise p110 subühiku fikseerumist. See kinaas fosforüülib membraanfosfatidüül inositoolfosfaate 3. asendis fosfatidüül-inositool-3,4-difosfaadiks (PIP2) ja enne fosfatidüülinositool-3,4,5-trifosfaati (PIP3). Peetakse pip3 võib toimida insuliini toimel teiste elementide membraani ankurina.

Fosfatidüülinositool-3-kinaasi mõju fosfatidüülinositool-4,5-difosfaadile

Pärast nende fosfolipiidide moodustumist aktiveeritakse proteiinkinaas PDK1 (3-fosfoinositiidist sõltuv proteiinkinaas-1), mis koos DNA valgu kinaasiga (DNA-PK, inglise-DNA-sõltuv proteiinkinaas, DNA-PK) fosforüleerib kaks korda proteiinkinaasi B (mida sageli nimetatakse ka AKT1, inglise RAC-alfa seriin / treoniin-valgu kinaas), mis on kinnitatud membraanile PIP-i kaudu3.

Fosforüülimine aktiveerib proteiinkinaasi B (AKT1), lahkub membraanist ja liigub tsütoplasmasse ja raku tuuma, kus see fosforüülib mitmeid sihtvalke (rohkem kui 100 tükki), mis annavad täiendava rakulise vastuse:

Insuliini toime fosfoinositool 3-kinaasi mehhanism
  • eelkõige viib see proteiinkinaasi B (AKT1) toime glükoosi transporterite GluT-4 liikumisele rakumembraanile ja glükoosi imendumisele müotsüütide ja adipotsüütide poolt.
  • samuti, näiteks, aktiivne proteiinkinaas B (AKT1) fosforüleerib ja aktiveerib fosfodiesteraasi (PDE), mis hüdrolüüsib cAMP-i AMP-ks, mille tulemusel väheneb cAMP kontsentratsioon sihtrakkudes. Kuna cAMP-i osalusel aktiveeritakse proteiinkinaas A, mis stimuleerib glükogeeni TAG-lipaasi ja fosforülaasi, kuna insuliin on adipotsüütides, supresseeritakse lipolüüsi ja maksas glükogenolüüs peatatakse.
Fosfodiesteraasi aktivatsioonireaktsioonid
  • Teine näide on proteiinkinaasi B (AKT) toime glükogeeni süntaasi kinaasile. Selle kinaasi fosforüülimine inaktiveerib selle. Selle tulemusena ei suuda see toimida glükogeeni süntaasil, fosforüülida ja inaktiveerida. Seega põhjustab insuliini toime glükogeeni süntaasi aktiivse vormi säilitamise ja glükogeeni sünteesi.

MAP kinaasi raja aktiveerimisega seotud reaktsioonid

Selle raja alguses hakatakse mängima teist insuliiniretseptori substraati - Shc valku (Src (transformeeritud valku 1 sisaldav homoloogia 2 domeen), mis seondub aktiveeritud (autofosforüülitud) insuliiniretseptoriga. Seejärel toimib Shc-valk Grb-valguga (kasvufaktori retseptoriga seotud valk) ja sunnib seda retseptoriga liituma.

Samuti on membraanis pidevalt olemas proteiin Ras, mis on rahulikus olekus, mis on seotud SKP-ga. Ras-valgu lähedal on „abiaine“ valke - GEF (eng. GTF vahetusfaktor) ja SOS (eng. Sonless) ja valgu GAP (eng. GTPase aktiveeriv faktor).

Shc-Grb valgu kompleksi moodustumine aktiveerib GEF-SOS-GAP rühma ja viib SKP asendamiseni GTP-ga Ras-valgus, mis põhjustab selle aktivatsiooni (Ras-GTP kompleks) ja signaali ülekande Raf-1 proteiinkinaasile.

Valgu kinaasi aktiveerimisel seostub Raf-1 plasmamembraani külge, fosforüleerib täiendavaid kinaase türosiini, seriini ja treoniini jääkidele ning samuti samaaegselt insuliiniretseptoriga.

Järgmisena aktiveeritakse (aktiveeritakse) MAPK-i aktiveeritud Raf-1 (MAPI-kinaas, mida nimetatakse ka MEK-i, inglise MAPK / ERK-kinaas), mis omakorda fosforüülib MAPK-i (MAP-kinaas). või siis ERK, inglise rakuväline signaali reguleeritud kinaas).

1. Pärast MAP-kinaasi aktiveerimist otse või täiendavate kinaaside kaudu fosforüleerib tsütoplasmaatilised valgud, muutes nende aktiivsust, näiteks:

  • fosfolipaasi A2 aktiveerimine viib arahhidoonhappe eemaldamiseni fosfolipiididest, mis seejärel muundatakse eikosanoidideks,
  • ribosomaalse kinaasi aktiveerimine käivitab valgu translatsiooni, t
  • valgu fosfataaside aktiveerimine viib paljude ensüümide defosforüülimiseni.

2. Väga suur mõju on insuliinisignaali ülekandumine tuumale. MAP-kinaas fosforüleerib iseseisvalt ja aktiveerib mitmeid transkriptsioonifaktoreid, tagades teatud jagunemise, diferentseerumise ja teiste rakuliste vastuste jaoks oluliste geenide lugemise.

MAP-sõltuv insuliiniefekti rada

Üks selle mehhanismiga seotud valke on transkriptsioonifaktor CREB (eng. CAMP vastuse elemendi siduv valk). Mitteaktiivses olekus on faktor defosforüülitud ja ei mõjuta transkriptsiooni. Aktiveerides signaale, seondub faktor teatud CRE-DNA järjestustega (eng. CAMP-vastuse elemendid), tugevdades või nõrgendades DNA-lt saadud informatsiooni lugemist ja selle rakendamist. Lisaks MAP-kinaasi rajale on tegur tundlik valgu kinaasi A ja kaltsium-kalmoduliiniga seotud signalisatsiooniteede suhtes.

Insuliini toime kiirus

Insuliini bioloogilised toimed jagatakse arengutasemega:

Väga kiire efekt (sekundid)

Need mõjud on seotud transmembraani transpordi muutustega:

1. Na + / K + -ATPaaside aktiveerimine, mis põhjustab Na + ioonide vabanemist ja K + ioonide sisenemist rakku, mis viib insuliinitundlike rakkude (va hepatotsüüdid) membraanide hüperpolarisatsioonini.

2. Na + / H + soojusvaheti aktiveerimine paljude rakkude tsütoplasma membraanil ja lahkumine H + ioonide rakust Na + ioonide vastu. See toime on oluline II tüüpi suhkurtõve hüpertensiooni patogeneesis.

3. Membraani Ca2 + -ATPaaside inhibeerimine põhjustab Ca2 + ioonide hilinemise raku tsütosoolis.

4. Välju glükoosi transportijate GluT-4 müotsüütide ja adipotsüütide membraanile ning suureneb 20–50 korda glükoosi transportimise maht rakku.

Kiirefektid (minutid)

Kiire mõju on muutused metaboolsete ensüümide ja regulatiivsete valkude fosforüülimise ja defosforüülimise määrades. Selle tulemusena suureneb aktiivsus.

  • glükogeeni süntaas (glükogeeni ladustamine), t
  • glükokinaas, fosfofruktokinaas ja püruvaadi kinaas (glükolüüs),
  • püruvaadi dehüdrogenaas (atsetüül-SkoA saamine),
  • HMG-Scoa reduktaas (kolesterooli süntees), t
  • atsetüül-SCA-karboksülaas (rasvhappe süntees), t
  • glükoosi-6-fosfaadi dehüdrogenaas (pentoosfosfaadi rada), t
  • fosfodiesteraas (hormoonide adrenaliini, glükagooni jms mõju mobiliseerimine).

Aeglased efektid (minutid kuni tundid)

Aeglased toimed on muutused rakkude metabolismi, kasvu ja jagunemise eest vastutavate valkude geenide transkriptsiooni kiiruses, näiteks:

1. Ensüümide sünteesi indutseerimine

  • glükokinaasi ja püruvaadi kinaasi (glükolüüsi),
  • ATP-tsitraadi lüaas, atsetüül-SCA-karboksülaas, rasvhappe süntaas, tsütosoolne malaatdehüdrogenaas (rasvhapete süntees), t
  • glükoosi-6-fosfaadi dehüdrogenaas (pentoosfosfaadi rada), t

2. mRNA sünteesi represseerimine, näiteks PEP karboksükinaasi (glükoneogeneesi) korral.

3. Suurendab S6 ribosomaalse valgu seerumi fosforüülimist, mis toetab translatsiooniprotsesse.

Väga aeglane mõju (tund-päev)

Väga aeglased toimed realiseerivad mitogeneesi ja rakkude paljunemist. Näiteks hõlmavad need mõjud

1. Somatomediini sünteesi maksa suurenemine, sõltuvalt kasvuhormoonist.

2. Suurendada rakkude kasvu ja proliferatsiooni somatomediiniga.

3. Rakkude siirdumine G1 faasist rakutsükli S-faasi.

Patoloogia

Hüpofunktsioon

Insuliinist sõltuv ja insuliinsõltumatu suhkurtõbi. Nende patoloogiate diagnoosimiseks kliinikus kasutatakse aktiivselt stressiteste ja insuliini ja C-peptiidi kontsentratsiooni määramist.