Proteiini-insuliini

Diabetes on hyvin vanha sairaus, sen kuvaus löytyy jopa muinaisista egyptiläisistä papyröistä, joka on yli 3500 vuotta vanha. Koko ajan, ihminen oli yrittänyt päästä eroon "makeasta sairaudesta" ilman tuloksia, kunnes 1921 J. MacLeodin, F. Bitingin, C. Bestin ja J. Kollipin tutkijat eivät voineet eristää haiman saarekesoluja hormoni-insuliinia.

Tässä on syytä mainita, että menetelmä, jolla kanadalaiset tutkijat onnistuivat erottamaan insuliini, sovellettiin ensin Venäjän tiedemiehen L.V. Sobolev laboratoriossa. Pavlova, mutta työtä valitettavasti ei saatettu loppuun. Tämän jälkeen kanadalaiset hyödynsivät tätä kehitystä, mutta eivät edes viitanneet Sobolevin työhön.

Tärkeintä on, että proteiinia uutettiin haimasta, mikä alensi verensokeriarvoja ja muutama kuukausi myöhemmin, tammikuussa 1922 ensimmäinen diabeteslääkkeen insuliinihoito annettiin 14-vuotiaalle Leonard Thompsonille. Pian hänet kohtasi tohtori Kollip totesi, että sokerin määrä veressä laski normaaliksi - poika alkoi toipua.

Niinpä alkoi uusi aikakausi diabeteksen hoidossa. Nykyään maailmassa yli 10 miljoonan ihmisen elämä on täysin riippuvainen insuliinista.

Insuliini: kemia ja etymologia

INSULIN - β-solujen tuottama hormoni Langerhansin saarekkeet haima, käännös latinalaisesta "insula" saaresta. Se on proteiinimolekyyli, joka koostuu 51 aminohaposta (2 polypeptidiketjua).

Insuliinia esiintyy kaikissa eläinorganismeissa, mutta sen rakenne on hieman erilainen yksittäisissä eläinlajeissa. Rakenteessa lähinnä on sian insuliini - se eroaa ihmisestä vain yhdestä aminohaposta, aminohappoketjun 30. sijasta, aminohapon treoniini, kun taas sikoja alaniini. Vastaava rakenne ihmisinsuliinilla on myös naudan (lehmän) ja valaan insuliinin, mutta ne eroavat ihmisestä kolmella aminohapolla.

Insuliinin toiminnot

Hormoni-insuliini on erittäin tärkeä ruoan - erityisesti glukoosin - digestoitavan energian metaboloitumiseen ja hyödyntämiseen, mikä johtuu glukoosin kuljetuksesta solukalvoissa. Kaikille kehon soluille poikkeuksetta insuliini toimii arvokas "avain", joka avaa pääsyn glukoosimolekyylien sisälle. Vain kun insuliinimolekyyli sitoutuu spesifisiin reseptoreihin kalvon pinnalla, avautuu "ovi", jonka kautta universaali polttoaineen glukoosi - alkaa tulla soluun.

Solukalvojen läpäisevyyden lisääminen glukoosille on yksi hormonin tärkeimmistä mutta ei ainoista tehtävistä, muut insuliinin toiminnot:

• Stimuloi glukoosiglykogeenin maksan ja lihasten muodostumista - erityinen glukoosin varastointimuoto eläinsoluissa;
• Tukahduttaa glykogeenin ja rasvojen hajottavien entsyymien aktiivisuus;
• Vahvistaa rasvan ja proteiinien synteesi;
• Estää rasvan käytön energianlähteenä;
• Se ohjaa muita kehon järjestelmiä ja säätelee aminohappojen assimilaatiota kehon soluilla.

Insuliinin erittyminen

Insuliini syntetisoidaan merkittävästi vain haiman Langerhansin saarekkeiden β-soluissa. Langerhansin saaret ovat herkkiä glukoosin tasolle veressä ja lisäävät sen pitoisuutta, erittävät insuliinia veressä. Glukoosipitoisuuden väheneminen vähentää insuliinisynteesiä.

Siksi insuliini voi säädellä glukoosin määrää veressä.

Aminohappojen ja rasvahappojen veressä olevan pitoisuuden kasvu lisää myös insuliinin erittymistä (pienemmissä määrissä).

Kun insuliinia ei ole

Koska hormoni-insuliini kontrolloi (enemmän tai vähemmän) kaikkia aineenvaihduntamenetelmiä - insuliinin erittymisen rikkominen aiheuttaa sairauden, kuten diabetes mellituksen.

Potilailla, joilla on insuliiniriippuvainen diabetes (tyyppi 1), β-solujen toiminta häiriintyy - insuliinia tuotetaan joko pieninä määrinä tai ei lainkaan. Glukoosi ilman "avainta" ei pääse soluun, jossa mitokondrioissa sen täytyy muuttua energiaa, mutta pysyy verenkierrossa - glukoosin taso kasvaa veressä. Tällaisten potilaiden on säännöllisesti annettava insuliinia.

Potilaat, joilla on insuliinista riippuvainen diabetes (tyyppi 2) kärsivät toisesta patologiasta - kehon solujen herkkyyden väheneminen insuliinille, sitä kutsutaan insuliiniresistenssiksi. Insuliini, ainakin alussa tauti, tuotetaan p-solujen riittävästi, mutta kehon solut eivät vastaa riittävästi sen (suhteellisesti "avain" ei sovellu "lukko") ja glukoosipitoisuus kasvoi tasaisesti. β-solut jatkavat intensiivisesti insuliinin tuottamista ja lopulta se tyhjenevät, minkä seurauksena potilas hankkii riippuvuuden ulkoisesta insuliinista, alkaa insuliinin pistäminen.

Insuliinin toiminnot ja sen arvo ihmiskehoon

Insuliini on yksi tärkeimmistä sääntelyhormoneista koko keholle. Mitkä ovat sen päätoiminnot ja mikä on tämän aineen haittapuoli? Mitä sairauksia ilmenee insuliinin epätasapainosta johtuen?

Hedelmällisten entsyymien tyypit

Haima syntetisoi monia erilaisia ​​biologisesti aktiivisia aineita. Se poikkeaa muista ihmiskehon komponentteista siinä, että se pystyy samanaikaisesti päästä hormonitoimintaan ja eksokriiniseen eritykseen. Ensimmäiselle erityslajille on ominaista hormonien vapautuminen suoraan verenkiertoon, toisen tyypin kanssa kaikki aineet vapautuvat ohutsuoleen.

Eksoerinen komponentti vie yli 95% haiman kokonaistilavuudesta. Enintään 3% haittaa haiman saarekkeita (niitä kutsutaan myös Langerhansin saariksi), joissa syntetisoidaan seuraavat:

insuliini

Se on proteiinin luonteinen hormoni. Se säätelee aineenvaihduntaa lähes kaikilla elämän tasoilla. Ensisijaisesti sen toimilla pyritään ylläpitämään hiilihydraattitasapainoa. Tämä johtuu glukoosikuljetuksen lisääntymisestä solun solukalvon läpi. Insuliinireseptori laukaistaan ​​ja erityinen mekanismi, joka säätelee membraaniproteiinin aktiivisuuden määrää ja intensiteettiä. Nämä komponentit siirtävät glukoosimolekyylejä soluun ja muuttavat siten sen pitoisuutta.

Glukoosin kuljetus insuliinin kautta on tärkein liha- ja rasvakudokselle, koska ne ovat insuliinista riippuvaisia. Ne muodostavat noin 75% kehon solumassasta ja suorittavat sellaisia ​​tärkeitä tehtäviä kuin varastointi ja energian, liikkeen, hengityksen ja muiden vapauttaminen.

Glukoosipitoisuuden säätely

Insuliinin vaikutus energian ja ravintoaineiden aineenvaihduntaan on varsin monimutkainen. Useimpien vaikutusten toteutuminen riippuu insuliinin kyvystä vaikuttaa tiettyjen entsyymien aktiivisuuteen. Insuliini on ainoa hormoni, joka säätelee verensokeria. Tämä on sen perustoiminto. Sen tuottaa:

• Glykolyysiä tukevien entsyymien (glukoosimolekyylin hapetus, jotta saadaan kahdesta molekyylistä pyruvovihappoa);
• Glukoosin vajaatoiminta - glukoosin ja muiden komponenttien tuotanto maksasoluissa;
• Lisätään sokerimolekyylien imeytymistä;
• Glykogeenin tuotannon stimulaatio on insuliinihormoni, joka kiihdyttää glukoosimolekyylien polymerointia glykogeeniksi lihaksen ja maksasolujen kautta.

Insuliinin vaikutus johtuu proteiinireseptorista. Se on integraalityyppinen monimutkainen kalvoproteiini. Proteiini muodostetaan alayksiköistä a ja b, jotka muodostuvat polypeptidiketjusta. Insuliini kiinnitetään hiukkasella ja kun se on kytkettynä, konformaatio muuttuu. Tässä vaiheessa partikkeli b tulee tyrosiinikinaasi aktiiviseksi. Tämän jälkeen käynnistetään koko reaktioketju aktivoimalla erilaiset entsyymit.

Tutkijat eivät ole vielä täysin tutkineet insuliinin ja reseptorin vuorovaikutusprosessia. On tunnettua, että väliaikana syntetisoitiin diasyyliglyserolia ja inositolitrifosfaatin, jotka aktivoivat proteiinikinaasi C: Nämä aineet stimuloivat sisällyttäminen membraanivesikkeleitä kanssa sytoplasmisen kantajaproteiinin-sokeri koostumus. Koska glukoosin vapaa kantajat lisääntyvät, solut tulevat enemmän soluja.

Kuten voidaan ymmärtää, glukoositason säätely on monivaiheinen ja teknisesti monimutkainen prosessi. Se vaikuttaa koko kehon koordinoituun työhön ja monia muita tekijöitä. Hormonaalinen säätely on yksi tämän dynaamisen tasapainon tärkeimmistä tekijöistä. Normaalisti sokeripitoisuuden tulisi olla 2,6 - 8,4 mmol / l verta. Tämän tason ylläpitämisessä (hypoglykeemisten hormonien lisäksi) myös kasvuhormonit, glukagoni ja adrenaliini ovat mukana. Ne kuuluvat hyperglykeemisiin hormoneihin.

Nämä aineet stimuloivat sokerin vapautumista solukannasta. Stressin ja adrenaliinin hormonit, mukaan lukien estää insuliinin vapautuminen verenkiertoon. Siten optimaalinen tasapaino säilyy.

Muut insuliinin toiminnot

Glukoosin säätelyn lisäksi insuliinilla on useita anabolisia ja katabolisia vaikutuksia;

• Aminohappoyhdisteiden assimilaatio soluissa (erityisesti valiini ja leusiini);
• Katalysoimalla DNA-replikaatiota ja proteiinien biosynteesiä;
• Ionien solujen kuljetuksen nopeuttaminen Mg, K, Ph;
• Rasvahappojen tuotannon katalysointi ja niiden esteröinti (rasva- ja maksakudoksissa insuliiniyhdisteet auttavat glukoosia mobilisoimaan rasvat tai transformoimaan triglyseridiin).

• Lipolyysin voimakkuuden väheneminen - veriin tulevien rasvahappomolekyylien prosessi;
• Proteiinihydrolyysin vaimennus - proteiiniyhdisteiden dehydraatio.

Anaboliset vaikutukset auttavat nopeuttamaan tiettyjen solujen, kudosten tai lihasrakenteiden syntymistä ja uusimista. Kiitos heille lihasmassan määrä ihmiskehossa säilyy, energiatasapainoa hallitaan. Antikatabolinen vaikutus kohdistuu proteiinin hajoamisen estämiseen ja veren paranemiseen. Tämä vaikuttaa myös lihasten kasvuun ja kehon rasvaprosenttiin.

Mitä tapahtuu kehossa, jos insuliinia ei ole

Ensinnäkin - glukoosin kuljettaminen häiriintyy. Insuliinin puuttuessa ei ole aktivoitumista proteiineja, jotka siirtävät sokeria. Tämän seurauksena glukoosimolekyylit pysyvät veressä. On kaksisuuntainen kielteinen vaikutus:

1. Verenkierto. Koska liiallinen sokeri, se alkaa sakeutua. Tämän seurauksena trombi voi muodostua, ne estävät verenkiertoa, hyödyllisiä aineita ja happea eivät pääse kaikkiin kehon rakenteisiin. Paasto alkaa ja solujen ja kudosten myöhempi kuolema. Tromboosi voi johtaa vakaviin sairauksiin, kuten suonikohjuihin (kehon eri osiin), leukemiaan ja muihin vakaviin sairauksiin. Joissakin tapauksissa trombi voi aiheuttaa niin suuren paineen aluksen sisällä, että jälkimmäinen on repeytynyt.
2. Vaihtoprosessit solussa. Glukoosi on kehon pääenergianlähde. Jos se ei riitä, kaikki solunsisäiset prosessit alkavat hidastua. Näin solu alkaa hajota, ei uudisteta eikä kasva. Lisäksi glukoosi lakkaa olemasta energiavaranto ja energian puutteessa rasvaiset kudokset rasvan sijasta menevät menoon ja lihakseen. Henkilö nopeasti laihtuu, tulee heikoksi ja dystrofiseksi.

Toiseksi, anabolian prosessit ovat rikki. Kehossa olevat aminohapot alkavat imeytyä pahempiin ja niiden puutteen vuoksi ei ole sillanpäätä proteiinisynteesiin ja DNA-replikaatioon. Eri alkuaineiden ionit tulevat soluihin riittämättöminä, minkä seurauksena energianvaihdunta heikkenee. Tämä on erityisen huono lihassoluille. Rasva kehossa huonosti jaettu, joten henkilö saa painon.

Nämä solutason prosessit vaikuttavat lähes välittömästi kehon yleiseen tilaan. Henkilö on vaikeampi tehdä jokapäiväisiä tehtäviä, hän tuntee päänsärkyä ja huimausta, pahoinvointia, voi menettää tajuntansa. Kun hänellä on voimakas laihtuminen, hän tuntee eläimen nälän.

Insuliinipuutos voi aiheuttaa vakavia sairauksia.

Mitä sairauksia aiheuttavat insuliinin epätasapaino

Diabetes mellitus on yleisin sairaus, joka liittyy insuliinitason rikkomukseen. Se on jaettu kahteen tyyppiin:

1. Insuliiniriippuvainen. Syynä on haiman haurastuminen, se tuottaa liian vähän insuliinia tai ei tuota lainkaan. Kehossa jo kuvatut prosessit alkavat. Tyypin 1 diabetesta sairastaville potilaille annetaan insuliinin saanti ulkopuolelta. Tämä tehdään erityisillä insuliinipitoisilla lääkkeillä. Ne voivat olla insuliinivyöhykkeitä tai synteettisiä. Kaikki nämä aineet esitetään injektoitavina liuoksina. Useimmiten injektiot sijoitetaan vatsan, olkapään, olkapäiden tai reiden etupintaan.
2. Ei-insuliiniriippuvainen. Tämän tyyppistä diabetesta on ominaista se, että haima syntetisoi tarpeeksi insuliinia, kun taas kudokset ovat resistenttejä tämän aineen suhteen. He menettävät herkkyyden insuliinille, minkä seurauksena potilaalla on krooninen hyperglykemia. Tällaisessa tilanteessa sokerintuotannon sääntelyä ohjaa ravitsemus. Vähentää hiilihydraattien saantia ja ottaa huomioon kaikkien kulutettujen elintarvikkeiden glykeeminen indeksin. Potilas saa syödä elintarvikkeita vain hitaasti hiilihydraatteina.

On olemassa muita patologioita, joissa luodaan luonnollisen insuliinin epätasapainoa:

• Maksan sairaudet (kaikentyyppinen hepatiitti, kirroosi ja muut);
• Cushingin oireyhtymä (krooninen ylihormoni, joka tuottaa lisämunuaisen aivokuoren);
• Ylipaino (mukaan lukien eri lihavuusaste);
• Insulinoma (kasvain, joka tahtomattaan lisää ylimääräistä insuliinia verenkiertoon);
• Myotonia (neuromuskulaarisen kompleksin sairaus, jossa lihasten tahattomia liikkeitä ja kouristuksia esiintyy);
• Kasvohormonien ylimäärä;
• Insuliiniresistenssi;
• Aivolisäkkeen dysfunktion;
• Tuumorit lisämunuaisissa (adrenaliinisynteesi, joka säätelee sokeritasoa, häiriintyy);
• Muita haimasyövän sairauksia (kasvaimet, haimatulehdus, tulehdusprosessit, perinnölliset sairaudet jne.).

Insuliinin pitoisuuden rikkominen voi myös olla fyysinen ja henkinen sammuminen. Tällaisia ​​ilmiöitä on perusteltu sillä, että näissä olosuhteissa elin käyttää paljon vararahastoja homeostaasin palauttamiseen. Sama syy voi olla passiivinen elämäntapa, erilainen krooninen ja tarttuva sairaus. Laiminlyönneissä insuliinihäiriötapauksissa henkilö voi esiintyä insuliinisokkia tai Somogy-oireyhtymää (krooninen insuliinin yliannostus).

Näiden patologisten hoitojen tarkoituksena on insuliinin taso vakauttaa. Useimmiten lääkärit määrittävät eläimille tai keinotekoisille insuliineille tarkoitetut lääkkeet. Jos patologinen tila johtuu runsaan sokerin liiallisesta saannista - erityinen ruokavalio on määrätty. Joissakin tapauksissa on määrätty hormonaalinen toleranssi. Jos potilaalle on diagnosoitu myo- ma, potilas on tarkoitettu leikkaukseen ja kemoterapiaan.

johtopäätös

Insuliini on peptidiryhmän monitieteinen hormoni, joka vaikuttaa sekä solu- että yleistettyihin prosesseihin. Sen päätehtävänä on säätää hiilihydraattitasapainoa. Hän myös valvoo energian ja materiaalinvaihtoa kehon eri rakenteissa. Sen puute on täynnä kaikkien näiden prosessien rikkomista.

Epätasapaino insuliinia voi aiheuttaa diabeteksen ja useita muita vaarallisia sairauksia. Jotkut heistä eivät vastaa hoitoon ja pysyvät ihmisen kanssa elämässä. Joissakin tapauksissa vahva puute ja ylimääräinen aine voi johtaa tappavaan lopputulokseen.

Kuinka ja kuinka paljon insuliinia työskentelee kehossa?

Proteiinihormoni-insuliini on tärkein aineenvaihduntaprosessien osa ihmisen kehon kudoksissa, ja sillä on niin merkittävä tehtävä, että glukoosin pitoisuus veressä pienenee. Insuliinin toimivuus on kuitenkin hyvin monipuolinen, koska se vaikuttaa kaikentyyppisiin aineenvaihduntaprosesseihin ihmisen elimistössä eikä rajoitu vain hiilihydraattitasapainon säätämiseen. Insuliinin tuotannon rikkominen ja sen vaikutus kudoksiin ovat tärkeimmät tekijät vaarallisen patologisen tilan - diabetes mellituksen kehittymisessä.

Insuliinin muodostuminen, synteesi ja erittyminen soluissa

Insuliinin solujen synteesin ja erityksen tärkein edellytys on veren glukoosipitoisuuden nousu. Lisäksi fysiologinen lisäys insuliinin eristämiseen on elintarvikkeiden saannin prosessi, ei pelkästään glukoosipitoisia hiilihydraattituotteita.

Insuliinin synteesi

Tämän proteiinihormonin biosynteesi on monimutkainen prosessi, jolla on useita monimutkaisia ​​biologisia vaiheita. Ensinnäkin insuliinin proteiinimolekyylin inaktiivinen muoto muodostuu elimistössä, jota kutsutaan proinsuliiniksi. Tämä prohormoni, insuliinin esiaste, on tärkeä indikaattori haiman toiminnallisuudesta. Lisäksi synteesin aikana useiden kemiallisten transformaatioiden jälkeen proinsuliini hankkii aktiivisen muodon.

Insuliinin tuotanto terveellisessä ihmisessä suoritetaan koko päivän ja yön ajan, mutta tämän peptidihormonin merkittävin tuotanto havaitaan välittömästi aamuauhon jälkeen.

eritys

Insuliini, joka on biologisesti aktiivinen aine, joka tuottaa haima, parantaa sen erittymistä johtuen seuraavista prosesseista:

• Lisääntynyt sokeripitoisuus seerumissa diabetes mellituksen kehittymisvaiheessa. Tulevaisuudessa insuliinin pudotus on suoraan verrannollinen sokerin kasvuun.
• Suuri vapaiden rasvahappojen kerroin. Ruumiinrasvan (lihavuuden) jatkuvan lisääntymisen taustalla veren vapaiden rasvahappojen määrä kasvaa merkittävästi. Näillä prosesseilla on haitallinen vaikutus ihmisen terveyteen, aiheuttavat sokerin hormonin liiallista erittymistä, vahingoittavat kudosten solurakennetta ja edistävät vaarallisten patologioiden kehittymistä.
• Aminohappojen vaikutus, pääasiassa arginiini ja leusiini. Nämä orgaaniset yhdisteet stimuloivat insuliinin tuotantoa haimasta. Mitä enemmän aminohappoja kehossa - sitä enemmän insuliinia vapautuu.
• Lisääntynyt kalsium- ja kaliumtaso. Näiden aineiden lisääntynyt pitoisuus lisää proteiinipeptidihormonin eritystä, joka vapautuu biologisen ympäristön olosuhteiden äkillisestä muutoksesta johtuen.
• Ruoansulatusjärjestelmän solujen ja haiman tuottama hormoni. Näihin hormoneihin kuuluvat: gastriini, kolekystokiniini, seksiini ja muut. Nämä vaikuttavat aineet johtavat maltilliseen kasvuun insuliinin erittymistä ja tuottavat mahalaukun välittömästi syömisen jälkeen.
• Ketonikappaleet ovat maksan muodostamia kemiallisia yhdisteitä ja ovat aineenvaihduntatuotteiden välituotteita: hiilihydraatti, proteiini ja rasva. Näiden aineiden indikaattoreiden ylittäminen elimistössä osoittaa patologista loukkausta aineenvaihdunnassa ja sen seurauksena insuliinin lisäsuolen.

Stressin hormonit, kuten adrenaliini, noradrenaliini ja kortisoli, aiheuttavat insuliinin merkittävän vapautumisen verenkiertoon. Näitä sisäisen erityksen vaikuttavia aineita tuotetaan akuutin ylikuormituksen aikana kehon aktivoimiseksi.

Stressaavat prosessit esiintyvät jyrkässä verensokerin hyppäyksessä, mikä on edellytys organismin säilymiselle vaarallisissa tilanteissa. On konsepti - stressihyperglykemia, hormonaalinen reaktio, jolle on tyypillistä glukoosin pitoisuuden lisääntyminen veressä vakavien hermosairauksien aikana.

Hormonin toiminnan mekanismi

Tämän elintärkeän entsyymin vaikutukset aineenvaihduntaan ovat erilaiset. Kaikki riippuu siitä, millaisia ​​aineenvaihduntaprosesseja pidetään:

Hiilihydraattien metabolia

Insuliinin vaikutus tässä tapauksessa on lisätä glukoosin solurakenteiden kapasiteettia. Peptidiproteiini-hormoni edistää myös tärkeän entsyymi-glukokinaasin synteesin muodostumista ja tehostamista, mikä nopeuttaa glukoosin katkaisuprosessia soluissa (glykolyysissä). Lisäksi insuliini lisää avainproteiinien glykolyysimolekyylien aktiivisuutta ja lisää myös niiden lukumäärää. Sokerin alentava hormoni estää glukoneogeneesiä, jolle on ominaista maksan ja munuaisten glukoosimolekyylien muodostuminen ei-hiilihydraattiyhdisteistä.

Proteiinin aineenvaihdunta

Erityinen insuliinin ansio proteiinien aineenvaihdunnassa on aminohappojen kuljetusfunktio aktivoituminen lihaskudoksessa ja maksassa. Peptidihormonin vaikutuksen alaisena proteiinien synteesi lihaskudoksissa ja sisäelimissä paranee, ja myös se estää proteiinin hajoamisen kehossa. Insuliini stimuloi solunsisäisten rakenteiden kasvua, edistää solujen lisääntymistä ja jakautumista.

Rasvan aineenvaihdunta

Insuliini vähentää rasvan fissiota (lipolyysiä) rasvakudoksissa ja maksassa. Myös proteiinihormoni voi aktivoida neutraalien rasvojen (triasyyliglyserolit) synteesin ihmisen kehon rasvakudokseen. Insuliini kykenee nopeuttamaan orgaanisten rasvahappojen synteesiä ja estämään ketonirakenteiden synteesi maksakudoksissa. Ylimääräiset ketonielimet osoittavat epämuodostumia ja patologisia muutoksia maksassa.

Verensokerin säätely

Veren glukoosin säätelymekanismin terveillä ihmisillä voidaan suorittaa käyttämällä tiettyjä elintarvikkeita. Diabetes mellitusta sairastavat ihmiset sokerin säätelyssä auttavat vastaanottamaan tiettyjä lääkkeitä.

Hiilihydraattimetabolian säätely tapahtuu biologisten systeemien eri organisointitasojen suhteen: solu, kudos, elin ja organismi. Glukoosipitoisuuden korjaus suoritetaan useiden tekijöiden perusteella, joista potilaiden yleinen terveys, muut sairaudet, laatu ja elämäntapa ovat ratkaisevia.

Hyperglykemia ja hypoglykemia

Hyperglykemia ja hypoglykemia ovat kaksi patologista prosessia, jotka kehittyvät taustalla ristikon glukoosin tason rikkomiseen. Näillä patologeilla voi olla erittäin kivuliaita seurauksia potilaille, joten on erittäin tärkeää kiinnittää huomiota näiden sairauksien oireisiin ja järjestää kiireellinen hoito ajoissa!

hyperglykemia - ehto, jonka veren sokerin sokerimäärän jatkuva kasvu on ominaista. Diabeetikoilla, hyperglykemia saattaa aiheuttaa kehitystä seuraavat tekijät: ylensyöntiä, kulutus haitallisten tuotteiden, rikkoo sääntöjä syömiskäyttäytymisessä puute vähäinen liikunnan, väärinkäyttöä sokerituotteiden, rasittavissa olosuhteissa tai ei toimiteta insuliinipistos ajoissa.

Suosittelemme myös, että näet: insuliiniruiskeen tyypit ja valinnan.

Tämän ehdon oireita:

• Vahva jano.
• Usein halu virtsata.
• Päänsärky ja keskittymiskyvyn menetys.
• Vaikean väsymyksen tunne.
• Esiintyminen "tähdistä" silmissä.

Hyperglykemian hoidossa etusijalle asetetaan glukoosipitoisuuden tarkka seuranta, erityislaitteen avulla ja tiukka noudattaminen terapeuttisessa ruokavaliossa. Myös lääkäri määrää lääkkeitä, jotka alentavat glukoosia verenkiertoon.

hypoglykemia

Patologinen prosessi, joka tapahtuu verenkierrosta alentavan glukoosipitoisuuden taustalla. Tällöin kaikki ihmiskehon järjestelmät kärsivät energian nälästä, mutta aivotoiminta kärsii paremmin. Hypoglykemia voi johtua useista syistä: liiallista insuliinin eritystä haiman, korkea pitoisuus insuliinia elimistössä, häiriö hiilihydraattiaineenvaihdunnan maksassa tai toimintahäiriön lisämunuaisten.

Hypoglykemian vakio-oireet:

• Lisääntynyt ahdistuneisuus ja ahdistuneisuus.
• Tuskalliset tunteet pään päällä, pulssi.
• Nervousness ja ärtyneisyys.
• Vakaa nälänhätä.
• Polttava tunne ja epämiellyttävyys epigastrisella vyöhykkeellä.
• Lihaksia.
• Rytmihäiriöt ja takykardia.

Taudin hoitosuunnitelma riippuu suoraan patologisen prosessin kehittymisasteesta. Taudin alkuvaiheessa potilaalle on osoitettu sokerijuurikkaiden elintarvikkeiden käyttö. Potilasta voidaan määrätä insuliinihoito "Levemir", joka kykenee ehkäisemään tämän taudin kehittymisen lähes 70%, johtuen veren hidasta saantiin.

Taudin myöhemmissä vaiheissa on tarvetta suonensisäiseen glukoosiliuokseen välttää peruuttamattomia vaikutuksia aivoissa. Hypoglykemian viimeisimmät vaiheet ovat hoidettavissa vain tehohoidon yksikössä.

Tyypin 1 diabetes

Tyypin 1 diabetes on autoimmuuni endokriininen patologia, joka liittyy kehon kokonaisinsuliinipuutoksiin. Proteiinipeptidihormonin itsesuotanto on lähes kokonaan lopetettu. Taudin kehittymisen edellytys on ihmisen immuunijärjestelmän häiriö. Usein tällainen diabetes kehittyy voimakkaan tunne-iskujen tai geneettisen alttiuden vuoksi.

Potilaat kokevat koko sairauden kivuliaita ilmenemismuotoja: voimakas lasku ruumiinpainossa, terveydentilan nopea heikkeneminen, impotenssi, kuiva iho, parantamattomat haavat. Lisäksi kehon kuivuminen tapahtuu usein virtsaamisen vuoksi, mikä vuorostaan ​​johtaa jatkuvan jano-oireyhtymään.

terapia

Ihmiset, joilla on tämä sairaus, tarvitsevat insuliinihoitoa päivittäin. On tärkeää ymmärtää, että tyypin 1 diabetes on parantumaton, koska mikään lääke ei pysty elvyttämään soluja, jotka kuolevat tämän vakavan sairauden aikana.

Verenkierrossa ja insuliinihoidossa olevan sokerin tarkka seuranta ovat ainoat mahdolliset tapoja hoitaa tautia. Elimen luonnollisen insuliinin äkillisen puutteen vuoksi lääkäri määrää suoraan ihmisinsuliinianalogeja, kuten Novorapidia. Tämä ultra-lyhytvaikutteinen insuliini vaikuttaa 10 minuutin kuluttua antamisen jälkeen, kun taas henkilön lyhyt insuliini toimii aikaisintaan puoli tuntia. Nopean insuliinin vaikutus kestää noin 5 tuntia.

Tyypin 2 diabetes

Tämä patologia johtuu epätavallisen korkeasta sokeripitoisuudesta veriseerumissa. Tämän tyyppiselle sairaudelle on tunnusomaista kehon kudosten ja solujen herkkyys insuliinille. Tämä tyypin diabetes on yleisimpi sairaiden keskuudessa. Tärkeimmät provokoittajat ovat:

• Lihavuus.
• Irrationaalinen ravitsemus.
• Hypodinamy on istuva elämäntapa.
• Läheisten sukulaisten esiintyminen samanlaisella patologialla.
• Vakaa korkeapaine.

Mitä tapahtuu tyypin 2 diabetesta sairastavan henkilön keholle?

Tavallisen aterian jälkeen havaitaan huomattavaa sokeripitoisuuden kohoamista, mutta haima ei pysty vapauttamaan insuliinia, joka on tyypillistä korkeille glukoositasolle. Tämän prosessin seurauksena solujen herkkyys, joka on vastuussa sokerihormonin tunnistamisesta, heikkenee. Tätä tilaa kutsutaan insuliiniresistenssiksi, solukalvon stabiilisuudeksi insuliinin vaikutukselle.

diagnostiikka

Taudin tunnistamiseksi suoritetaan seuraavat tutkimukset:

1. Laboratorioanalyysi glukoosin verestä.
2. Glykosyloidun hemoglobiinin määrän määrittäminen. Hänen hintansa on huomattavasti suurempi kuin diabeetikoilla.
3. Testaa glukoositoleranssi.
4. Virtsanalyysi sokeri- ja ketoniyhdisteille.

Diagnostiikkatoiminnan epätäydellinen suorittaminen ja asianmukaisen hoidon puuttuminen tyypin 2 diabetekselle voivat aiheuttaa potilaalle vakavia komplikaatioita, usein piilotetulla kehityksellä. Yleisimpiä komplikaatioita ovat: munuaisten vajaatoiminnan, verenpainetaudin, verenpainetaudin, näköhäiriön ja kaihien, alaraajojen ja haavaumien kehittyminen.

Video: Miksi tarvitsen insuliinia ja miten se toimii?

On tärkeää ymmärtää tämän hormonaalisen järjestelmän vakavuus ja yrittää estää taudin kehittyminen varhaisen diagnoosin avulla, toimivaltainen hoito-ohjelma ja tiukat ruokavalion suositukset. Muussa tapauksessa diabetes mellituksen patologiset prosessit voivat johtaa peruuttamattomiin seurauksiin ihmisten terveydelle.

Diabetes mellituspotilaan insuliini ihmisen kehossa lääkkeenä

Insuliini ihmisen veressä on olennainen peptidihormoni, joka tuotetaan ja vapautuu haimassa. Jos on tarkempaa, niin tämän hormonin määrä vastaa Langerhansin saarekkeet. Insuliini kehossa on proteiini, joka sisältää 51 aminohappoa. Se koostuu kahdesta pitkän ketjun (A ja B). Yksi niistä on 21 aminohappoa, toinen 30: sta. Ne ovat sidoksissa disulfidisidoksella. On toinen disulfidisilta, joka yhdistää ensimmäisen ketjun kaukaiset aminohapot.

Insuliini on proteiini, jota elimistö tarvitsee säätelemään glukoositasoja. Kun henkilö ottaa ruokaa, verensokeritaso nousee ja uusi osa hormonista heitetään kehon auttamiseksi. Se toimii avaimena, joka avaa solut ja antaa heille mahdollisuuden ottaa sokeria ulkopuolelta ja käyttää sitä energianlähteenä. Et voi sanoa, että on insuliinientsyymiä. Entsyymi on proteiini, jolla on täysin erilainen rakenne. Se koostuu muista aminohapoista, ja insuliini on hormoni, joka voi vaikuttaa tiettyjen entsyymien aktiivisuuteen. Tällainen työ tapahtuu kaikkien terveiden ihmisten ruumiissa.

Diabeetikoilla beetasolujen diabeettisen heikentynyt tai tuhoutunut, ja sen seurauksena - ne pysty tuottamaan insuliinia ja glukoosia johdetut elintarvikkeet eivät imeydy elimistöön. Kun tauti kehittyy, hormonia ei tuoteta riittävästi. Vain insuliinihoito voi auttaa selviytymään ylimääräisestä sokerista. lisälääkkeen keinotekoinen pääsy verenkiertoon. Se korvaa puuttuvan hormonin, ja kaikki toiminnot palautetaan.

Insuliinia tarvitaan lähes kaikille soluille, mutta maksa, lihaskudos ja rasvasolut ovat sen herkimpiä. Näille soluille se tarjoaa seuraavat toiminnot:

1. Se helpottaa glukoosin tunkeutumista lihaksiin ja rasvakudoksiin. Tämä on ainoa mekanismi, jolla solut voivat imeä sokeria.
2. Stimuloi maksan varastoimaan glukoosikauppoja, joita ei käytetä tilapäisesti. Suurin osa siitä imeytyy suoraan ohutsuolesta, mutta kun se tulee runsaasti, viisasta hormonin signaloi sitten maksa, joka on tarpeen tehdä back-up varannot myöhempää käyttöä varten.
3. Vähentää glukoosin pitoisuutta veressä, eivätkä sen anna sen kasvaa edellä kuvattujen mekanismien valossa. Jos sen taso alittaa normaalin alueen, se aktivoi glukagonia.
4. Stimuloi rasvasoluja muodostaen rasvoja vastaavista hapoista ja glyseriinistä.

Insuliinin puutteesta johtuvat sairaudet

Apteekit taas haluavat käydä rahaa diabeetikoilla. Nykyään on järkevä eurooppalainen huume, mutta sitä pidetään hiljaisena. Tämä.

Ihmiskeho vaatii glukoosia, mutta sen määrä on tiukasti säädettävä ja osoitettava tietyillä, hyvin kapeilla rajoilla. Mikä tahansa insuliinin poikkeama normaalista, sekä ylöspäin että taaksepäin, on erittäin epätoivottavaa ja johtaa sairauksien kehittymiseen. Yleisin näistä on diabetes mellitus. Tämä on ehkä pelokkain ja epämiellyttävä tauti, joka johtuu insuliiniriippuvuudesta. Se kehittyy paitsi ihmisillä ja aivan eri ikäisillä, mutta myös tietyillä eläimillä, esimerkiksi kissoilla ja koirilla.

Insuliinipuutoksella tyypin 1 diabetes mellitus kehittyy yleensä hyvin lapsuudesta lähtien. Useimmiten hänen potilaansa ovat alle 30-vuotiaita nuoria, mutta taudin huippu on nuoruus. Tämä on noin 10% kaikista diabetestapauksista. Tätä sairautta pidetään autoimmuunina. Taudin seurauksena immuunijärjestelmä vahingoittaa itseään omia insuliinia tuottavia solujaan. Tämä prosessi johtaa siihen, että ne alkavat tuottaa riittämättömän määrän hormonia tai kieltäytyä tuottamasta sitä lainkaan. Lääkärin määräämien lääkkeiden hoito minimoi tämän taudin haitalliset vaikutukset verisuoniin ja muihin systeemiin, mikä johtaa aktiiviseen ja terveelliseen elämäntyyliin myös niille, jotka ovat kärsineet pettymyslauseen - diabetesta.

Tyypin 2 diabeteksella tuotetaan insuliinia, mutta kehon kudokset reagoivat riittämättömästi siihen. He eivät voi käyttää sitä. Potilailla on tämän hormonin resistenssin oireyhtymä. Tällaiset ilmenemismuodot ovat melko usein aikuisuudessa. Taudin tarkat syyt ovat erittäin vaikeita. Yksi syy on liikalihavuus, vaikka monet tämän ylipainoiset ihmiset eivät kehity.

Diabeteksen insuliinilääkitys

Tyypin 1 diabetesta sairastavilla potilailla pitäisi olla insuliinihoito päivittäin. Heille hän on pelastus, joka parantaa sairautta säätämällä sokerin määrää (glukoosia) veressä. Lääkärin laskee tarkan annoksen insuliinilääkityksen diabetesta varten. Lääkkeen yliannostus vähentää glukoosin pitoisuutta kehossa. Jos se on liian alhainen, se voi johtaa lopputulokseen kuolemaan. Vastaanoton merkitsevästi pienen annoksen korjaamiseksi potilas tuntee myös huonovointisuuden ja putoaa koomaan.

Insuliinihoito on suoritettu vuodesta 1922 lähtien. Diabetes mellituksen hoidossa lääke annetaan injektion muodossa. Tänä aikana on kehitetty kolme päätapaa tämän lääkityksen saamiseksi:

• Sian maksasta
• Naudan maksa (useammin lehmät)
• Geneerinen koostumus, joka on identtinen ihmisinsuliinin kanssa

Kolmas lääketyyppi on helposti assimiloitu. Sitä kutsutaan ihmisinsuliiniksi. Se ei anna negatiivisia sivuvaikutuksia, ruumiin on helppo ottaa. Toisin kuin sika tai naudanliha, tässä valmisteessa ei ole vierasta proteiinia. Ensimmäisistä vaihtoehdoista sika on enemmän kuin ihminen. Se eroaa siitä vain yhdellä aminohapolla ja joskus toimii perustana melko suosittujen lääkkeiden tuotannolle.

Ihmisinsuliiniin perustuvat yleisimmät lääkkeet ovat Actrapid, Protafan, Lantus ja muut. Tähän mennessä on käytetty sellaisia ​​lääkkeitä kuin Monodar Long tai Monodar K (sika I), Ultralente MS ja Insulrap GPP (naudanliha I).

Olen kärsinyt diabetesta 31 vuoden ajan. Nyt hän on hyvin. Mutta nämä kapselit eivät ole tavallisia ihmisiä, he eivät halua myydä apteekkeja, se ei ole heille kannattavaa.

Insuliini on nuorin hormoni

rakenne

Insuliini on proteiini, joka koostuu kahdesta peptidiketjusta (21 aminohappoa) ja Vuonna (30 aminohappoa), jotka liittyvät toisiinsa disulfidisiltojen kanssa. Yhteensä kypsässä ihmisinsuliinissa on 51 aminohappoa ja sen molekyylipaino on 5,7 kDa.

synteesi

Insuliini syntetisoitiin β-solujen tuhoutumisesta muodossa preproinsuliinin, on N-terminaalisessa päässä, joka on signaalisekvenssi 23 aminohapon, joka toimii johtimen koko molekyylin onteloon endoplasmakalvoston. Tässä terminaalinen sekvenssi katkaistaan ​​välittömästi ja proinsuliini kuljetetaan Golgi-laitteeseen. Tässä vaiheessa molekyylissä on proinsuliini läsnä A-ketju, B-ketju ja C-peptidi- (Eng. liitosta sideaine). Golgi-laitteessa proinsuliini pakataan sekretorisiin rakeisiin yhdessä entsyymien kanssa, jotka ovat tarpeen hormonin "kypsymiselle". Kun rakeet siirtyvät plasmamembraaniin, syntyy disulfidisiltoja, C-peptidiä (31 aminohappoa) leikataan ja valmiin molekyylin muodostuu insuliini. Valmiissa rakeissa insuliini on kiteisessä muodossa heksameerin muodossa, jossa on mukana kaksi Zn 2+ -ioneja.

Insuliinisynteesin kaavio

Synteesin ja erittymisen säätely

Insuliinin eritys esiintyy jatkuvasti ja noin 50% β-soluista vapautuneesta insuliinista ei liity ruoan saantiin tai muihin vaikutuksiin. Päivän aikana haima erittää noin 1/5 säilytetystä insuliinista.

Tärkein stimulaattori insuliinin erittyminen on veren glukoosin pitoisuuden kohoaminen yli 5,5 mmol / l, maksan eritys saavuttaa 17-28 mmol / l. Tämän stimulaation ominaisuus on kaksivaiheinen insuliinin erittymisen tehostaminen:

• ensimmäinen vaihe kestää 5-10 minuuttia ja hormonin pitoisuus voi kasvaa 10 kertaa, minkä jälkeen sen määrä vähenee,
• toinen vaihe alkaa noin 15 minuuttia hyperglykemian alkamisesta ja jatkuu koko ajan, mikä johtaa hormonin tason nousuun 15-25 kertaa.

Mitä pitempi veren glukoosipitoisuus pysyy korkeana, sitä enemmän β-soluja on liitetty insuliinin erittymiseen.

Insuliinisynteesin induktio tapahtuu glukoosin tunkeutumishetkestä soluun ennen insuliinin mRNA: n translaatiota. Sitä säätelee insuliinigeenin lisääntynyt transkriptio, lisääntynyt insuliinin mRNA-stabiilisuus ja insuliinin mRNA: n lisääntynyt siirto.

Insuliinin erityksen aktivointi

1. Kun glukoosin tunkeutuminen p-soluihin (Glut-1 ja Glut-2) kautta, se fosforyloidaan heksokinaasilla IV (glukokinaasi, jolla on alhainen affiniteetti glukoosiin);

Lisäksi glukoosi hapetetaan aerobisesti, kun taas glukoosin hapettumisnopeus on lineaarisesti riippuvainen sen määrästä,

3. Tuloksena syntyy ATP, jonka määrä riippuu myös suoraan glukoosin pitoisuudesta veressä,

4. ATP: n kerääntyminen stimuloi ionisten K + -kanavien sulkemista, mikä johtaa membraanin depolarisointiin,

5. Membraanin depolarisaatio johtaa potentiaalisesti riippuvien Ca 2+ -kanavien löytämiseen ja Ca 2+ -ionien virtaukseen soluun,

6. Tulevat Ca 2+ -ionit aktivoivat fosfolipaasi C: n ja aktivoivat signaloinnin kalsium-fosfolipidimekanismin DAG: n ja inositolitrifosfaatin muodostumisella (IF₃)

7. IF: n ulkonäkö₃ sytosolissa aukeaa Ca 2+ -kanavia endoplasmisessa verkkokalvossa, mikä nopeuttaa Ca 2+ -ionien kerääntymistä sytosolissa,

8. Ca 2+ -ionien konsentraation voimakas lisääntyminen solussa johtaa sekretoristen rakeiden siirtymiseen plasmamembraaniin, niiden fuusioon sen kanssa ja kypsän insuliinikiteiden eksosytoosista ulospäin,

Lisäksi kiteet hajoavat, Zn 2+ -ionit erotetaan ja aktiivisen insuliinin molekyylit päätyvät verenkiertoon.

Intrasellulaarisen säätelyjärjestelmän insuliinisynteesiin glukoosin mukana

Kuvattua ajomekanismia voidaan korjata yhteen suuntaan useiden muiden tekijöiden, kuten aminohappojen, rasvahappojen, GIT-hormonien ja muiden hormonien, hermoston säätelyn vaikutuksen alaisena.

Amino- hapoista vaikuttaa merkittävästi hormonin eritys lysiiniä ja arginiini. Mutta sinänsä ne eivät juuri stimuloi eritystä, niiden vaikutus riippuu hyperglykemian läsnäolosta, ts. aminohapot vain voimistavat glukoosin vaikutusta.

Vapaat rasvahapot ovat myös tekijöitä, jotka stimuloivat insuliinin erittymistä, mutta myös glukoosin läsnäollessa. Hypoglykemian suhteen niillä on päinvastainen vaikutus, mikä heikentää insuliinigeenin ilmentymistä.

Looginen on insuliinin erittymisen positiivinen herkkyys ruoansulatuskanavan hormonien vaikutukselle - Inkretiinit (enteroglukagoni- ja glukoosiriippuvainen insuliinotrooppinen polypeptidi), cholecystokinin, secretin, gastriini, mahalaukun inhibitorinen polypeptidi.

Kliinisesti tärkeä ja jossain määrin vaarallinen on lisääntynyt insuliinin erittyminen pitkäaikaisessa altistuksessa kasvuhormoni, ACTH ja glukokortikoidien, estrogeeni, progestiinit. Tämä lisää B-solujen ehtymisen vaaraa, vähentää insuliinin synteesiä ja insuliinista riippuvaisen diabetes mellituksen muodostumista. Tämä voidaan havaita käyttämällä näitä hormoneja hoidossa tai patologioissa, jotka liittyvät niiden hyperfunktioon.

Haiman ß-solujen hermosäätely sisältää adrenergiset ja kolinergisiin sääntelyä. Jokainen stressi (tunne- ja / tai fyysinen stressi, hypoksia, hypotermia, trauma, palovammat) lisää sympaattisen hermojärjestelmän toimintaa ja estää insuliinin erittymisen a₂-adrenergiset reseptorit. Toisaalta β: n stimulaatio₂-adrenoreseptorit johtavat lisääntyneeseen eritykseen.

Insuliinin vapautumista hallitaan myös n.vagus, vuorostaan ​​hypotalamuksen hallinnan alaisena, joka on herkkä veren glukoosipitoisuudelle.

tavoite

Insuliinin elimiin-kohteisiin voidaan liittää kaikki kudokset, joilla on siihen reseptoreita. Insuliinireseptorit löytyvät lähes kaikista soluista, lukuun ottamatta hermosoluja, mutta eri numeroina. Hermo-soluilla ei ole reseptoreja insuliinille. joka ei yksinkertaisesti pääse tunkeutumaan veri-aivoesteen.

Insuliinireseptori on glykoproteiini, jotka on muodostettu kahdesta dimeeristä, joista kukin koostuu a- ja P-alayksiköistä, (a 3)₂. Molemmat alayksiköt koodataan yhdellä 19 kromosomin geenillä ja ne muodostetaan tuloksena yksittäisen prekursorin osittaisesta proteolyysistä. Reseptorin puoliintumisaika on 7-12 tuntia.

Kun insuliini sitoutuu reseptoriin, reseptorin konformaatio muuttuu ja ne sitovat toisiinsa muodostaen mikroaggregaatteja.

Insuliinin sitoutuminen reseptoriin aloittaa fosforylaatioreaktioiden entsymaattisen kaskadin. Ensinnäkin, autofosforyloitu tyrosiinitähteitä itse reseptorin solunsisäisellä domeenilla. Tämä aktivoi reseptorin ja johtaa seriinitähteiden fosforylaatioon tietyssä proteiinissa, jota kutsutaan insuliinireseptorisubstraatti (SIR tai useammin IRS englannista. insuliini -reseptorin substraatti). IRS-tyyppejä on neljä: IRS-1, IRS-2, IRS-3, IRS-4. Myös insuliinireseptorin substraatit sisältävät proteiineja GRB-1 ja SHC, jotka eroavat IRS-aminohapposekvenssistä.

Kaksi mekanismia insuliinin vaikutusten ymmärtämiseksi

Muita tapahtumia on jaettu kahteen osaan:

1. Aktivointiin liittyvät prosessit fosfoinositolin 3-kinaasin - pääasiassa kontrolloivat proteiinin, hiilihydraatin ja lipidien metabolian metabolisia reaktioita (nopea ja hyvin nopeasti insuliinin vaikutukset). Tämä sisältää menetelmiä, jotka säätelevät glukoosikuljettajien toimintaa ja glukoosin imeytymistä.

2. Entsyymiaktiivisuuteen liittyvät reaktiot MAP-kinaasi - yleensä kromatiinin (hidas ja hyvin hidas insuliinin vaikutukset).

Tällainen osa-alue on kuitenkin ehdollinen, koska solussa on entsyymejä, jotka ovat herkkiä kummankin kaskadireitin aktivoitumiselle.

Reaktiot, jotka liittyvät fosfatidyylinositoli-3-kinaasin aktiivisuuteen

Aktivaation jälkeen, IRS-proteiini ja joukko ylimääräisiä proteiineja edistää varmistaa kalvon heterodimeerisen entsyymin fosfoinositolin-3-kinaasi, joka sisältää sääntelyn p85 (nimi tulee MW 85 kDa: n proteiini) ja katalyyttinen p110-alayksikköön. Tämä kinaasi fosforyloi kalvon fosfatidyyli-inositoli-fosfaatit 3-asemassa fosfatidyyli-inositoli-3,4-difosfaatiksi (PIP₂) ja fosfatidyyli-inositoli-3,4,5-trifosfaatille (PIP₃). Uskotaan, että PIP₃ voi toimia membraanin ankkurina muille insuliinin vaikutuksen elementteille.

Fosfatidyylinositoli-3-kinaasin vaikutus fosfatidyyli-inositoli-4,5-difosfaattiin

Näiden fosfolipidien muodostumisen jälkeen proteiinikinaasin PDK1 (3-fosfoinositidi-riippuvainen proteiinikinaasi-1), joka yhdessä DNA-proteiinikinaasin (DNA-PK, Eng. DNA-riippuvainen proteiinikinaasi, DNA-PK) kaksi kertaa fosforyloi proteiinikinaasi B: tä (kutsutaan myös usein AKT1: ksi, Eng. RAC-alfa-seriini / treoniiniproteiinikinaasi), joka on kiinnitetty kalvoon PIP: n ansiosta₃.

Fosforylaatio aktivoi proteiinikinaasi B (AKT1), se poistuu kalvon ja siirtyy sytoplasmaan ja tumaan, jossa fosforyloi lukuisia kohdeproteiinien (yli 100 kappaletta), jotka tarjoavat lisäksi soluvasteen:

Insuliinitoiminnan fosfosinoositoli-3-kinaasimekanismi

• erityisesti se on proteiinikinaasi B: n (ACT1) vaikutus, joka johtaa glukoosikuljetinten GluT-4 siirtämiseen solukalvoon ja myosyyttien ja adiposyyttien glukoosin saantiin.
• myös, esimerkiksi, aktiivinen proteiinikinaasi B (AKT1) fosforyloi ja aktivoi fosfodiesteraasi (PDE), cAMP: n hydrolyysiä AMP, jolloin cAMP: n pitoisuutta kohdesoluihin vähenee. Koska osallistuminen cAMP aktivoitu proteiinikinaasi A, joka stimuloi TAG-lipaasin ja glykogeenifosforylaasia, jolloin insuliinin adiposyyttien estyy lipolyysiä maksassa ja - pysähtymättä glykogenolyysiä.

Fosfodiesteraasiaktivaation reaktiot

• Toinen esimerkki on proteiinikinaasi B: n (AKT) vaikutus kinaasiglykogeenisyntaasi. Tämän kinaasin fosforylaatio inaktivoi sen. Tämän seurauksena se ei pysty toimimaan glykogeenisyntaasilla, fosforyloimalla ja inaktivoimalla sitä. Siten insuliinin vaikutus johtaa glykogeenisyntaasin retentioon aktiivisessa muodossa ja glykogeenin synteesiin.

MAP-kinaasireitin aktivaatioon liittyvät reaktiot

Tämän reitin käyttöönoton alussa tulee esiin toinen insuliinireseptorin substraatti - proteiini Shc (Eng. Src (homologia 2-domeenia sisältävä) transformoiva proteiini 1), joka sitoutuu aktivoituun (autofosforyloituun) insuliinireseptoriin. Seuraavaksi Shc-proteiini vuorovaikuttaa Grb-proteiinin kanssa (Eng. kasvutekijäreseptorin sitoutunut proteiini) ja pakottaa hänet liittymään reseptoriin.

Myös kalvossa esiintyy jatkuvasti proteiinia Ras, joka on hiljaisessa tilassa, joka liittyy GDF: hen. Lähellä Ras-proteiinia ovat "ylimääräiset" proteiinit - GEF (englanti). GTF: n vaihtotekijä) ja SOS (Eng. poika seitsemän) ja proteiini GAP (Eng. GTPaasia aktivoiva tekijä).

Kompleksin muodostuminen Shc-Grb proteiinien aktivoi ryhmä GEF-SOS-GAP ja johtaa korvaaminen BKT GTP Ras-proteiinin koostumus, joka aiheuttaa sen aktivoinnin (kompleksi Ras-GTP) ja siirto proteiinikinaasi Raf-1-signaalin.

Kun Raf-1 proteiinikinaasi esiintyy sen yhteydessä solukalvoon, fosforylaation kinaasit, muita tähteitä tyrosiini, seriini ja treoniini, sekä samanaikainen vuorovaikutus insuliinin reseptoriin.

Lisäksi aktivoidut Raf-1-fosforylaatit (aktivoi) MAPK-K - MAPK-proteiinikinaasi (Eng. mitogeeniaktivoidun proteiinikinaasin, kutsutaan myös nimellä MEK, englanti. MAPK / ERK-kinaasi), joka puolestaan ​​fosforyloi MAPK-entsyymiä (MAP-kinaasi tai muuten ERK, Eng. solunulkoinen signaalisäädetty kinaasi).

1. Sen jälkeen, kun MAP-kinaasi on aktivoitunut suoraan tai lisäkinaasien kautta, fosforyloidaan proteiineja sytoplasma, muuttamalla toimintaansa, esimerkiksi:

• fosfolipaasi A2 aktivaatio johtaa pilkkomiseen arakidonihapon fosfolipideistä, joka muutetaan edelleen eikosanoideiksi,
• ribosomaalikinaasin aktivointi laukaisee proteiinin muuntamisprosessin,
• proteiinifosfataasien aktivaatio johtaa monien entsyymien defosforylointiin.

2. Seurausten laajuus on insuliinisignaalin siirto ytimeen. MAP-kinaasi yksinään fosforyloip ja tämä aktivoi useita transkriptiotekijöitä, varmistaen tiettyjen geenien lukemisen, jotka ovat tärkeitä jaon, erilaistumisen ja muiden soluvasteiden kannalta.

MAP-riippuvainen tapa saada aikaan insuliinivaikutukset

Yksi tähän mekanismiin liittyneistä proteiineista on CREB-transkriptiotekijä (Eng. cAMP-vasteen elementtiä sitovaa proteiinia). Ei-aktiivisessa tilassa tekijä defosforyloidaan eikä vaikuta transkriptioon. Signaalien aktivoinnin vaikutuksen alaisuudessa tekijä sitoutuu tiettyihin CRE-DNA-sekvensseihin (Eng. cAMP-vaste-elementit), vahvistaen tai heikentääkseen tietojen lukemista DNA: lta ja sen toteutuksesta. MAP-kinaasireitin lisäksi tekijä on herkkä niihin liittyvillä signalointireiteillä proteiinikinaasi A: ta ja kalsium-kalmoduliinista.

Insuliinihoidon vaikutusten nopeus

Insuliinin biologiset vaikutukset jaetaan kehityksen nopeudella:

Erittäin nopeat vaikutukset (sekunteina)

Nämä vaikutukset liittyvät transmembraanisten kuljetusten muutoksiin:

1. aktivointi Na + / K + -ATPaasi, joka aiheuttaa ulostulon ionien ja Na + -ioneja, että solun pääsy K +, joka johtaa hyperpolarisaatioon kalvojen insuliinin-herkkien solujen (paitsi hepatosyytit).

2. Na + / H + -vaihtimen aktivaatio monien solujen sytoplasmamembraanista ja H + -ionien vapautuminen solusta vaihtamalla Na + -ioneja. Tällaisella vaikutuksella on merkitystä verenpainetaudin patogeneesissa tyypin 2 diabetes mellituksessa.

3. Kalvon Ca 2+ -ATPaasin vajaus johtaa Ca 2+ -ionien viivästymiseen solun sytosolissa.

4. GluT-4-glukoosikuljettajien vapautuminen myosyyttien ja adiposyyttien kalvoon ja 20-50-kertainen glukoosikuljetuksen määrän kasvu soluun.

Nopeat vaikutukset (minuutit)

Nopeat vaikutukset ovat metabolisten entsyymien ja säätelyproteiinien fosforylaation ja defosforylaation muutosten muutokset. Tämän seurauksena aktiviteetti kasvaa

• glykogeenisyntaasi (glykogeenivarasto),
• glukokinaasi, fosfofruktokinaasi ja pyruvaattikinaasi (glykolyysi),
• pyruvaattidehydrogenaasi (asetyyli-SCoA: n valmistus),
• HMG-ScoA-reduktaasi (kolesterolisynteesi),
• asetyyli-SCoA-karboksylaasi (rasvahappisynteesi),
• Glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasi (pentoosi fosfaattireitti),
• fosfodiesteraasi (vaikutusten lopettaminen hormonien, adrenaliinin, glukagonin jne. mobilisointi).

Hitaat vaikutukset (minuutitunnit)

Hidasvaikutukset koostuvat aineenvaihdunnan, solujen kasvun ja jakautumisesta aiheutuvista proteiinigeenien transkription nopeudesta, esimerkiksi:

1. Entsyymisynteesin induktio

• glukokinaasi ja pyruvaattikinaasi (glykolyysi),
• ATP-sitraatti-lyaasi, asetyyli-SCoA-karboksylaasi, rasvahapposyntaasi, sytosolinen malate dehydrogenaasi (rasvahappisynteesi),
• Glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasi (pentoosi fosfaattireitti),

2. MRNA-synteesin repressio, esimerkiksi PEP-karboksikaasi (glukoneogeneesi).

3. Lisätään ribosomiproteiinin S6 seriinifosforylaatiota, joka tukee käännösprosesseja.

Hyvin hidas vaikutukset (tunnit / päivä)

Hyvin hidasvaikutukset tekevät mitogeneesin ja solujen lisääntymisen. Näitä vaikutuksia ovat esimerkiksi

1. Somatomediinin maksan synteesin lisääntyminen, riippuen kasvuhormonista.

2. Solujen kasvun ja lisääntymisen lisääntyminen somatomediinin kanssa.

3. Solun siirto G1-vaiheesta solusyklin S-vaiheeseen.

patologia

vajaatoiminta

Insuliiniriippuvainen ja ei-insuliinista riippuva diabetes mellitus. Näiden sairauksien diagnosoimiseksi klinikka käyttää aktiivisesti stressitestejä ja insuliinin ja C-peptidin pitoisuuden määritystä.