Fizioloģisko eeffects insulīna

link: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/pancreas/insulin_phys.html

Stāvēt uz streetcorner un lūdz cilvēkiem, ja viņi zina, ko insulīnu, un daudzi sniegs atbildi, “vai tad tas ir kaut ko darīt ar cukura līmeni asinīs?” Patiešām, tas ir pareizi, bet šāda reakcija ir mazliet kā saka “Mocarts? Nebija viņš, kādu mūziķis?”

Insulīns ir galvenais spēlētājs kontrolē starpnieks vielmaiņu, un lielu attēlu, ir, ka to organizē izmantot par degvielu vai nu uzglabāšanas vai oksidācijas. Veicot šīs darbības, insulīna ir milzīga ietekme gan uz ogļhidrātu un lipīdu vielmaiņu, un būtiska ietekme uz proteīnu un minerālu vielmaiņu. Līdz ar to, derangements insulīnu signalizācijas ir plaši izplatīta un postoša iedarbība uz daudziem orgāniem un audiem.

Insulīna receptoru un darbības mehānisms

Kā receptoriem uz citu proteīnu hormoni, insulīna receptoru ir iestrādāta plazmas membrānu. Insulīna receptoru, kas sastāv no divām alfa subunits un divas beta subunits, kas saistīti ar disulfīda saitēm. Alfa ķēdes ir pilnīgi extracellular un mājas insulīna saistošu domēnu, kamēr saistīti beta ķēdes iet caur plazmas membrānu.

Insulīna receptoru ir tirozīns kinase. Citiem vārdiem sakot, tas darbojas kā ferments, kas nodod fosfātu grupas no ATP lai tirozīns atliekas uz starpšūnu mērķa proteīniem. Saistošo insulīna, lai alfa subunits izraisa beta subunits, lai phosphorylate sevi (autophosphorylation), tādējādi aktivizējot katalītiskā aktivitāte receptoru. Aktivētā receptora tad phosphorylates skaits starpšūnu olbaltumvielas, kas savukārt maina savu darbību, tādējādi radot bioloģiskas reakcijas.

Vairāki starpšūnu proteīniem, kas ir identificēti kā phosphorylation substrātiem insulīna receptoru, vislabāk pētīta no kuriem ir insulīna receptoru substrāts 1 vai IRS-1. Kad IRS-1, tiek aktivizēts ar phosphorylation, daudz kas notiek. Starp citu, IRS-1 kalpo kā sava veida docking centrs, rekrutēšanas un aktivizēt citus fermentus, kas galu galā kļūt par starpnieku insulīna iedarbību. Sīkāka apskatīt šos procesus, ir izklāstīti sadaļā Insulīna Signālu Pārraidē.

Insulīna un ogļhidrātu vielmaiņu

Glikoze ir atbrīvota no uztura ogļhidrātus, piemēram, cieti vai saharozes hidrolīzes laikā tievo zarnu, un pēc tam uzsūcas asinīs. Paaugstinātā koncentrācija glikozes līmeni asinīs, stimulē insulīna un insulīna iedarbojas uz šūnām, thoughout ķermeņa, lai veicinātu ieviešanu, izmantošanu un uzglabāšanu glikozes. Sekas insulīna uz glikozes vielmaiņas atšķirties atkarībā no mērķa audos. Divas nozīmīgas ietekmes ir:

1. Insulīns atvieglo ieceļošanas glikozes uz muskuļu, tauku un vairākiem citiem audiem. vienīgais mehānisms, ar kuru šūnas var uzņemt glikozi, ir atvieglota, difūzijas, izmantojot ģimenes hexose pārvadātāji. Daudzās audi – muskuļi ir lielisks piemērs – galvenais pārvadātājs izmanto ieviešanu glikozes (sauc GLUT4) ir pieejama plazmas membrānu, izmantojot darbības insulīnu.

Ja insulīna koncentrācija ir zema, GLUT4 glikozes pārvadātāji ir klāt citoplazmas vezikulas, ja tie ir bezjēdzīgi transportē glikozi. Saistošo insulīna receptoriem, lai uz šādām šūnām, rezultātā strauji kodolsintēzes šo vezikulas ar plazmas membrānu un ievietošana no glikozes transportētāju, tādējādi nodrošinot šūnu spēja efektīvi uzņemt glikozi. Kad asinīs samazināt insulīna un insulīna receptoriem ir atsegts, glikozes pārvadātāji nonāk atpakaļ cytoplasm.

Jāatzīmē, ka ir daži audi, kas nav nepieciešama insulīna efektīvu ieviešanu glikozes: svarīgi piemēri ir smadzenes un aknas. Tas ir tāpēc, ka šīs šūnas neizmantojiet GLUT4 importēšanai, glikozes, glikozes sīrupa, bet, drīzāk, vēl viens pārvadātājs, kas nav insulīna atkarīgo.

2. Insulīnam stimulē aknu saglabāt glikozes veidā (glikogēns. lielu daļu no glikoze uzsūcas no tievo zarnu nekavējoties uzņemt hepatocytes, kas pārvērstu to glabāšanas polimēra glikogēna.
Insulīns ir vairākas sekas, kas stimulē aknu glikogēna sintēzi. Pirmkārt, tas aktivizē fermentu hexokinase, kas phosphorylates glikozes, slazdošanas tas ietilpst šūnu. Coincidently, insulīna aktus, lai kavētu aktivitāti glikozes-6-fosfatāzes. Insulīns arī aktivizē vairākus fermentus, kas ir tieši iesaistīti glikogēna sintēzi, tostarp phosphofructokinase un glikogēna synthase. Neto ietekme ir skaidrs: , ja piegāde glikozes ir bagātīgs, insulīnu, “stāsta” aknas uz banku, jo daudz par to, kā iespējams izmantot vēlāk.

3. Labi zināma ietekme insulīnu, lai samazinātu koncentrācijas glikozes līmenis asinīs, kas būtu jēga, ņemot vērā mehānismi. Vēl viens svarīgs apsvērums ir tas, ka, kā asins glikozes koncentrācijas kritums, insulīna sekrēcijas vairs nav. Šajā absense insulīna, lielāko daļu ķermeņa šūnu kļuvusi nespēj uzņemt glikozi, un sākas pāreja uz alternatīvu kurināmā, piemēram, taukskābju enerģijas. Neironi, tomēr prasa pastāvīgu piegādi glikozi, kas īstermiņā, tiek nodrošināta no glikogēna rezerves.

Ja insulīna līmenis asinīs kritums, glikogēna sintēzi aknās samazinās un fermentus, kas atbild par sadalījumu glikogēna aktīvi iesaistīties. Glikogēna sadalījums ir veicinājusi ne tikai absense insulīna, bet ar klātbūtni glucagon, kas izdalās, kad glikozes līmenis asinīs samazinās zem normas robežās.

Insulīna un lipīdu metabolismu

Metabolisma ceļi izmantošanu tauki un ogļhidrāti ir dziļi un cieši savstarpēji saistīti. Ņemot vērā, insulīna ir milzīga ietekme uz ogļhidrātu vielmaiņu, saprotams, ka insulīns ir svarīga ietekme uz lipīdu metabolismu, tai skaitā:

1. Insulīna sintēzi, veicina taukskābju aknas. Kā jau minēts iepriekš, insulīna ir stimulējošais, lai glikogēna sintēzi aknās. Tomēr, kā uzkrājas glikogēna, lai augstā līmenī (aptuveni 5% no aknu masas), vēl sintēze ir ļoti nomākts.

Kad aknas ir piesātinātas ar glikogēnu, jebkuru papildu glikozes uzņemt hepatocytes ir manevrēt uz ceļiem, kas ved uz sintēzi taukskābes, kas ir eksportētas no aknām, kā lipoproteīnu daudzumu. Uz lipoproteīnu ir ripped izņemot apritē, nodrošinot brīvu taukskābju izmantot citos audos, tostarp adipocītos, kas tās izmanto, lai sintezēt triglicerīdu.

2. Nomāc Insulīna sadalījums tauku taukaudos, inhibējot starpšūnu lipāzi, ka hydrolyzes triglicerīdu, lai atbrīvotu taukskābes.

Insulīns atvieglo ieceļošanas glikozes vērā adipocītos, un šajās šūnās, glikozi var izmantot, lai sintezēt glicerīns. Šī glicerīns, kopā ar taukskābēm piegādāti no aknām, tiek izmantoti, lai sintezēt triglicerīdu ietvaros adipocyte. Ar šo mehānismu, insulīna ir iesaistītas papildu uzkrāšanos triglicerīdu tauku šūnas.

No visa ķermeņa viedokļa, insulīna ir tauku-saudzējot efektu. Ne tikai tas disks lielākā daļa šūnu vēlams, lai oksidētu ogļhidrātu, nevis taukskābju enerģijas, insulīna netieši veicina uzkrāšanos tauku taukaudos.

Citas būtiskas sekas, insulīna

Papildus insulīna ietekmi uz ieceļošanu, glikoze šūnās, tas stimulē arī apgūst aminoskābes, atkal veicinot tās vispārējo anaboliska iedarbība. Ja insulīna līmenis ir zems, kā gavēni valsts, bilance ir uzstājām pret starpšūnu olbaltumvielu noārdīšanos.

Insulīns arī palielina permiability daudzu šūnu kālija, magnija un fosfora joniem. Ietekme uz kālija ir klīniski nozīmīga. Aktivizē insulīna nātrija-kālija ATPases daudzās šūnās, izraisot plūsmas kālija šūnās. Noteiktos apstākļos, insulīna injekcijas var nogalināt pacientiem, jo tā spēj ļoti nomāc plazmas kālija koncentrāciju.

Insulīna trūkumu un lieko slimību

ar cukura Diabētu, iespējams, svarīgākais vielmaiņas slimība cilvēks, ir insulīna trūkums valstī. Tas arī ir nozīmīgs iemesls slimības suņiem un kaķiem. Ir divi galvenie veidi, šī slimība tiek atzīti:

  • I tipa vai insulīna atkarīgo diabētu ir rezultāts frank deficīts insulīnu. Saslimšanu ar šo slimību parasti ir bērnībā. Tas ir sakarā ar iznīcināšanu aizkuņģa dziedzera beta šūnas, kas, visticamāk, rezultāts autoimmunity uz vienu vai vairākiem komponentiem, no tām šūnām. Daudzi no akūta iedarbība, šo slimību var kontrolēt insulīna aizvietošanas terapija. Saglabājot stingru kontroli asins glikozes koncentrācijas uzraudzību, ārstēšana ar insulīnu un diētu samazinās ilglaicīgu negatīvu ietekmi šī slimība uz asinsvadu, nervu un citu orgānu sistēmām, kas ļauj veselīgu dzīvi.
  • II tipa vai nav insulīna atkarīgo diabētu sākas kā sindroms, insulīna rezistence. Tas ir, izmeklējamie substrāti nespēj atbilstoši reaģēt uz insulīnu. Parasti saslimšanu ar šo slimību, ir pusaudžu vecumā. Neskatoties pieminekļu pētniecības darbu, precīzi rakstura defekti noved pie II tipa diabēts, ir grūti, lai pārliecinātos, un patoģenēzē šis nosacījums ir klaji daudzfaktoru. Aptaukošanās ir skaidri galvenais riska faktors, bet dažos gadījumos galējas aptaukošanos cilvēkiem, gan dzīvniekiem, insulīna jutību, ir normāli. Jo tur nav, vismaz sākotnēji, nespēju izdalīt pietiekamu daudzumu insulīna, insulīna injekcijām, nav jēgas terapijai. Drīzāk slimība tiek kontrolēta, izmantojot uztura terapijas un hipoglikēmisko pārstāvji.

Hyperinsulinemia vai pārmērīgu insulīna sekrēcijas ir visbiežāk izriet no insulīna rezistenci, kas saistīti ar 2. tipa cukura diabēta vai vielmaiņas sindroms. Vairāk reti, hyperinsulinemia, kas izriet no insulīna sekretējošu audzējs (insulinoma) aizkuņģa dziedzeris. Hyperinsulinemia, jo nejauša vai apzināta iepludināšana pārmērīgu insulīna ir bīstama un var būt ļoti bīstamas dzīvībai, jo ar asins glikozes līmeni, nomest ātri un smadzenes kļūst badā enerģijas (insulīna šoks).