INSULIN

• Hypoglykemia

INSULIN (Latilta Insula-saarelta), hormoni, joka on tuotettu Langerhansin saarten haimasoluissa. Ihmisen insuliinimolekyyli (mol. M. 5807) koostuu kahdesta peptidiketjusta (A ja B), jotka on kytketty kahden disulfidisillan avulla; kolmas disulfidisilta sijaitsee ketjussa A (ks. kirjainten kaava; katso nimitys Art. Aminohapot).

Ja nsuliini löytyy kaikista selkärankaisista. Suurissa nisäkkäissä insuliinimolekyylit eroavat aminohappokoostumuksessa vain ketjun A kohdissa 8, 9 ja 10 ja ketjun B asemassa 30 (katso taulukko). Kaloissa, linnuissa ja jyrsijöissä insuliinirakenteen erot ovat merkittäviä.

Insuliini on stabiili ympäristössä.

INSULIN (latinalainen insula-saari, saareke) - haiman hormoni; kuuluu proteiinipeptidihormoneiden ryhmään.

L.V. Sobolev osoitti vuonna 1900, että Langerhansin haimasaaret (ks. Kohta) muodostavat aineen, joka säätelee kehon hiilihydraattiaineenvaihduntaa. Vuonna 1921 F. Banting ja Best (S.N. Best) saivat insuliiniuutetta saarekan haimasolusta. Vuonna 1925 I. saatiin kiteisessä muodossa. Vuonna 1955 F. Sanger tutki aminohapposekvenssiä ja vahvisti I. karjan ja sikojen rakenteen.

P. monomeerin suhteellinen molekyylipaino on noin. 6000. Molekyyli I sisältää 51 aminohappoa ja koostuu kahdesta ketjusta; N-terminaalisen glysiinin ketjua kutsutaan A-ketjuksi ja se koostuu 21 aminohaposta, toinen - B-ketju - koostuu 30 aminohaposta. Ja - ja B-ketjut on kytketty disulfidisidoksella, leikkauksen eheydellä on suuri rooli biolin, molekyylin I aktiivisuuden säilymisessä (katso alla oleva kaava).

Lähin aminohappokoostumus I. ihmisen I. sioille, molekyyli-rogo eroaa vain yhdestä aminohaposta B-ketjussa (treoniinin sijasta 30-luvulla on alaniini).

Sisältö

Insuliinin biosynteesi, insuliinin erityksen säätely

I. syntetisoidaan Langerhansin haiman saarekkeiden basofiilisissä insulosyytteissä (beeta-soluissa) sen edeltäjältä, proinsuliinilta. Ensimmäistä kertaa D. F. Steiner havaitsi proinsuliinin 60-luvun lopulla. Proinsuliini - yksiketjuinen polypeptidi, jolla on suhteellinen mol. paino n. 10 000, sisältää yli 80 aminohappoa. Proinsuliini on molekyyli P., sellaisena kuin se olisi suljettu peptidillä, jota kutsuttiin yhdistäväksi tai C-peptidiksi; tämä peptidi tekee molekyylistä I biologisesti inaktiivisen. Immunolin mukaan proinsuliinin ominaisuudet ovat lähellä I. Proinsuliini syntetisoidaan insulosyyttiribosomeilla, sitten sytoplasmisen reticulumin säiliöihin proinsuliinimolekyyli siirtyy lamellikompleksiin (Golgi-kompleksi), josta äskettäin muodostetut proinsuliinia sisältävät erittyvät rakeet erotetaan. Erillisissä rakeissa entsyymien vaikutuksesta C-peptidi erotetaan proinsuliinista ja muodostuu I. Prinsuliinin entsymaattisen transformoinnin prosessi etenee. useita vaiheita, minkä seurauksena muodostuu insuliinia, pro-insuliinin ja C-peptidin välituotemuotoja. Kaikilla näillä aineilla on erilainen biologinen ja immuuniaktiivisuus ja ne voivat osallistua erilaisten aineenvaihdunnan säätelyyn. Proinsuliinin muuntamisen prosessien rikkominen I: ksi johtaa näiden aineiden suhteiden muuttumiseen, I: n epänormaalien muotojen esiintymiseen. Tämän seurauksena aineenvaihdunnan säätely muuttuu.

Hormonien tuloa veriin säännellään useilla mekanismeilla, joista yksi on I. (liipaisusignaali) veren glukoosin lisääntyminen (ks. Hyperglykemia); tärkeänä roolina vastaanottoa koskevassa sääntelyssä on I. kuuluu mikroelementteihin, hormonit menivät. - kish. polku (lähinnä sekiniini), aminohapot ja myös c. n. a. (katso Hormonit).

Insuliinin muuttuminen elimistöön

Kun verenkiertoon tulee osa I: stä, se muodostaa komplekseja plasman proteiineilla - ns. sitoutunut insuliini, toinen osa on vapaan insuliinin muodossa. L. K. Staroseltseva ja sotr. (1972) havaitsi, että assosioituneesta I: stä on kaksi muotoa: yksi muoto - kompleksi I. transferriinin kanssa, toinen - kompleksi I. yhdellä seerumin alfa-globuliinin komponenteista. Vapaa ja sidottu I. eroavat toisistaan ​​biol., Immuuni- ja fysikaalisesti. ominaisuuksia sekä vaikutusta rasvakudokseen ja lihaskudoksiin, jotka ovat kohde-elimiä ja joita kutsutaan insuliinille herkiksi ja kudoksiksi. Vapaa I. reagoi kiteisen P. vasta-aineiden kanssa, stimuloi glukoosin imeytymistä lihasten ja jossain määrin rasvakudoksessa. Yhdistetty I. ei reagoi kiteisen P: n vasta-aineiden kanssa, stimuloi rasvakudoksen glukoosin ottoa, eikä sillä ole käytännöllistä vaikutusta tähän prosessiin lihaskudoksessa. Liittyvä I. eroaa vapaasta aineenvaihdunnasta sen käyttäytymisellä elektroforeettikentässä, geelisuodatuksen ja dialyysin aikana.

Veren seerumin uuttamisen aikana etanolin kloorivetyhapolla saatiin aine, joka oli biolin mukaan samanlainen kuin I. Tämä aine ei kuitenkaan reagoi saatujen vasta-aineiden kanssa kiteiseen P: hen, ja siksi sitä kutsuttiin "ei-painostetuksi insuliininkaltaiseksi plasman aktiivisuudeksi" tai "insuliinimaiseksi aineeksi". Insuliinimaisen aktiivisuuden tutkimus on erittäin tärkeää; Monet tekijät pitävät "ei-tukahdutettua insuliininkaltaista plasmatoimintaa" yhtenä I: n muodoista. I: n sitoutumisen seerumiproteiineihin ansiosta sen tarjonta kudoksiin on varmistettu. Lisäksi siihen liittyvä I. on veren hormonin varastoinnin muoto ja luo aktiivisen I: n varannon verenkiertoon. Tietty vapaan ja siihen liittyvän I. suhde takaa kehon normaalin toiminnan.

Verenkierrossa kiertävien I: n lukumäärä määräytyy paitsi erittymisnopeuden lisäksi myös sen metabolian nopeuden perifeerisissä kudoksissa ja elimissä. Aktiivisimmat aineenvaihdunnan prosessit I. etenevät maksassa. Näiden prosessien mekanismista maksassa on useita oletuksia; On todettu, että on olemassa kaksi vaihetta - disulfidisillojen palauttaminen insuliinimolekyylissä ja proteolyysit biologisesti inaktiivisten peptidifragmenttien ja aminohappojen muodostumisen avulla. I: n metaboliaan liittyy useita insuliinia indusoivia ja insuliinia hajottavia entsyymijärjestelmiä. Näitä ovat insuliinia indusoiva entsyymijärjestelmä [proteiinidisulfidi-reduktaasi (glutationi)] ja insuliinia hajottava entsyymijärjestelmä, jota edustavat kolme proteolyyttisten entsyymien tyyppiä. Proteiinidisulfidi-reduktaasin vaikutuksen seurauksena S-S-sillat palautetaan ja I: n A- ja B-ketjujen muodostumista seuraa niiden proteolyysin yksittäisille peptideille ja aminohapoille. Maksan lisäksi I: n aineenvaihdunta tapahtuu lihas- ja rasvakudoksissa, munuaisissa, istukassa. Metabolisten prosessien nopeus voi toimia kontrollina aktiivisen I: n tasolla ja sillä on suuri merkitys diabetes mellituksen patogeneesissä. Kauden biol, I-henkilön puolen hajoaminen - noin. 30 min

Insuliinin biologinen vaikutus

I. on universaali anabolinen hormoni. Yksi I: n silmiinpistävimmistä vaikutuksista - sen hypoglykeeminen vaikutus. I. vaikuttaa kaikkiin aineenvaihduntaan: stimuloi aineiden kuljettamista solukalvon läpi, edistää glukoosin käyttöä ja glykogeenin muodostumista, estää glukooneen (katso Glycolysis), estää lipolyysiä ja aktivoi lipogeneesiä (ks. Rasvan aineenvaihdunta), lisää proteiinisynteesin voimakkuutta. I. varmistamalla glukoosin normaali hapettuminen Krebs-syklin aikana (keuhkot, lihakset, munuaiset, maksa) edistää suurenergisten yhdisteiden (erityisesti ATP: n) muodostumista ja solujen energian tasapainon ylläpitämistä. Ja se on välttämätöntä organismin kasvun ja kehityksen kannalta (se toimii synergiassa aivolisäkkeen somatotrooppisen hormonin kanssa).

Kaikki biol-vaikutukset I. ovat riippumattomia ja toisistaan ​​riippumattomia, mutta fysiolissa olosuhteet, joissa lopullinen vaikutus on I., muodostuvat biosynteettisten prosessien suorasta stimuloinnista ja solujen samanaikaisesta toimittamisesta "rakennus" -materiaalilla (esim. Aminohapot) ja energialla (glukoosi). I: n moninaiset vaikutukset toteutetaan vuorovaikutuksessa sen kanssa solukalvon reseptoreilla ja lähettämällä signaali (informaatio) soluun vastaaviin entsyymijärjestelmiin.

Fiziol, antagonisti I. hiilihydraatin aineenvaihdunnan säätelyssä ja veren glukoosipitoisuuden varmistaminen elimistön elintärkeää toimintaa varten on glukagoni (katso), sekä jotkut muut hormonit (kilpirauhaset, lisämunuaiset, kasvuhormoni).

Insuliinin synteesin ja erittymisen rikkomukset voivat olla luonteeltaan erilaisia ​​ja niiden alkuperä voi olla erilainen. Niinpä erityksen ja riittämättömyys johtaa hyperglykemiaan ja diabeteksen kehittymiseen (ks. Diabetes mellitus, etiologia ja patogeneesi). Liiallinen I: n muodostuminen havaitaan esimerkiksi haiman saarekkeiden beetasoluista peräisin olevan hormonaalisesti aktiivisen kasvaimen kanssa (katso Insuloma), ja sitä ilmentää kliinisesti hyperinsulinismin oireet (katso).

Insuliinin määritysmenetelmät

Menetelmät insuliinin määrittämiseksi voidaan ehdollisesti jakaa biologisiin ja radioimmuuneihin. Biol-menetelmät perustuvat glukoosin imeytymisen stimulointiin insuliinille herkillä kudoksilla I: n vaikutuksen alaisena. Biolissa menetelmä käyttää diafragmaalista lihas- ja epididymaalista rasvakudosta, joka on saatu puhdasta linjaa olevilta rotilta. Testattu kiteinen I tai ihmisen seerumi ja diafragmaalisen lihaskudoksen tai epididymaalisen rasvakudoksen valmisteet (paremmat eristetyt rasvasolut, jotka ovat peräisin epididymaalisesta rasvakudoksesta) puskurissa, jossa on tietty glukoosipitoisuus, asetetaan inkubaattoriin. Kudoksen glukoosin ottoasteen ja sen vuoksi sen häviämisen inkuboidusta väliaineesta mukaan I: n pitoisuus veressä lasketaan käyttäen standardikäyrää.

Vapaa I-muoto parantaa glukoosin imeytymistä pääasiassa kalvolihaksessa, leikkauksella, siihen liittyvä muoto I käytännössä ei reagoi, joten diafragmaalista menetelmää käyttäen on mahdollista määrittää vapaan I: n määrä. Epidymmaalisen rasvakudoksen glukoosin imeytymistä stimuloi pääasiassa siihen liittyvä muoto I. mutta vapaan rasvakudoksen kanssa vapaa I voi myös reagoida osittain, joten rasvakudoksen inkuboinnin aikana saatuja tietoja voidaan kutsua kokonaisinsuliiniaktiivisuudeksi. Fiziol, vapaan ja sidotun I tasot vaihtelevat hyvin laajoissa rajoissa, mikä ilmeisesti liittyy metabolisen prosessin yksittäiseen hormonaaliseen säätelyyn, ja se voi keskimäärin olla keskimäärin 150–200 μed / ml vapaata I. ja 250–400 μed / ml liittyvä I.

Radioimmuunimenetelmä I: n määrittämiseksi perustuu leimatun ja leimaamattoman I: n kilpailuun reaktiossa I: n vasta-aineen kanssa analysoidussa näytteessä. Vasta-aineisiin liittyvän radioaktiivisen I: n määrä on kääntäen verrannollinen analysoitavan näytteen I-pitoisuuteen. Radioimmuunimenetelmän menestyksekkäin vaihtoehto osoittautui kaksoissuojelumenetelmäksi, joka ehdollisesti (kaavamaisesti) voidaan esittää seuraavasti. I-vastaisia ​​vasta-aineita saadaan marsuilla (ns. Ensim- mäisen kertaluvun vasta-aineilla) ja yhdistetään niihin leimatulla I. (1251). Tuloksena saatu kompleksi yhdistetään toisen asteen vasta-aineilla (jotka saadaan kanista). Tämä takaa kompleksin stabiilisuuden ja leimatun I substituointireaktion mahdollisuuden leimaamattomaan. Tämän reaktion tuloksena leimaamaton I sitoutuu vasta-aineisiin ja leimataan I: ään vapaaseen rr: ään.

Tämän menetelmän lukuisat muutokset perustuvat leimatun I erottamisen vaiheeseen leimaamattomasta I: stä. Kaksois-vasta-aineiden menetelmä on perusta valmistettaessa valmiita paketteja radioimmuunimenetelmälle I: n määrittämiseksi (Englannin ja Ranskan yritykset).

Insuliinivalmisteet

Hunajalle. I. Tavoitteet ovat peräisin nautojen, sikojen ja valaiden haimasta. Aktiviteetti I. määrittelee biolin (kyvyllä alentaa veren sokeripitoisuutta terveissä kaneissa). Toimintayksikköä (ED) tai kansainvälistä yksikköä (IE) kohti otetaan 0,04082 mg kiteistä insuliinia (standardi). I. Yhdistetään helposti kaksiarvoisilla metalleilla, erityisesti sinkillä, koboltilla, kadmiumilla, ja ne voivat muodostaa komplekseja polypeptidien kanssa, erityisesti protamiinin kanssa. Tätä ominaisuutta käytettiin luomaan lääkkeitä I. pitkittynyt toiminta.

Toiminnan keston mukaan lääkkeitä on kolme: I. Lyhytvaikutteinen lääke (noin 6 tuntia) on kotimainen tuotettu insuliini (I. karja ja sika). Keskimääräinen vaikutusaika (10–12 tuntia) on amorfisen sinkkinsuliinin suspensio, joka on seitsemän osaa valmistavan kodin valmistus. Pitkäaikaisia ​​lääkkeitä ovat protamiinisinkki-insuliini injektionesteisiin (16-20 tuntia), insuliini-protamiinisuspensio (18-24 tuntia), sinkki-insuliinisuspensio (enintään 24 tuntia), kiteinen sinkkinsuliinisuspensio ( jopa 30-36 tunnin toiminta).

Farmakol, eniten käytettyjen lääkkeiden ominaispiirteet I. ja niiden vapautumisen muodot - ks.

Käyttöaiheet ja vasta-aiheet

I. on spesifinen diabeteslääke ja sitä käytetään pääasiassa diabeteksessa; Absoluuttinen merkki on ketoasidoosin ja diabeettisen kooman esiintyminen. Lääkkeen valinta ja sen annostus riippuvat taudin muodosta ja vakavuudesta, potilaan iästä ja yleisestä tilasta. Annosten valinta ja hoito I suoritetaan verensokerin ja virtsan valvonnassa ja seurataan potilaan tilaa. I: n yliannostus uhkaa verensokerin voimakasta laskua, hypoglykeemistä koomaa. Erityiset käyttöaiheet tiettyjen lääkkeiden käyttöön diabeetikoille aikuisilla ja lapsilla - ks. Diabetes, hoito.

I. lääkkeitä käytetään tiettyjen mielisairauksien hoitoon. Neuvostoliitossa skitsofrenian insuliinihoitoa sovellettiin vuonna 1936 A. S. Kronfeld ja E. Ya. Sternberg. Neuroleptikoiden myötä I. hoito on tullut valintamenetelmäksi - ks. Skitsofrenia.

Pieninä annoksina I on joskus määrätty yleistä uupumusta, furunkuloosia, raskaana olevaa oksentelua, hepatiittia jne. Varten.

Kaikki lääkkeet I. pitkäaikainen vaikutus, joka injektoidaan vain ihon alle (tai lihaksensisäisesti). Laskimoon (esimerkiksi diabeettisen kooman kanssa) voit syöttää vain kiteisen insuliiniliuoksen injektionesteisiin. Sinkki-insuliinin (ja muiden lääkkeiden I pitkittyneen vaikutuksen) suspensioita on mahdotonta syöttää samaan ruiskuun, jossa on p-rum-insuliinia injektiota varten; tarvittaessa injektoitava insuliiniliuos injektoidaan erillisellä ruiskulla.

Vasta-aihe - allergia allergisille. suhteelliset vasta-aiheet - hypoglykemian aiheuttamat sairaudet. Varovaisuutta on noudatettava sellaisten potilaiden hoidossa, joille I on sepelvaltimon vajaatoiminta ja aivoverenkiertohäiriöt.

Kirjallisuus: Hormonien biokemia ja hormonaalinen säätely, toim. N. A. Yudaeva, s. 93, M., 1976; Newholme EI. Aloitus K. Metabolian säätely, trans. englanniksi. 387 et ai., M., 1977; Lääketieteellisen entsyymin ongelmat, toim. G. R. Mardashev, p. 40, M., 1970, bibliogr.; Opas kliiniseen endokrinologiaan, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, toim. V. R. Klyachko, p. 130, M., 1974; Staroseltseva LK: Insuliinin eri muodot elimistössä ja niiden biologinen merkitys, kirja: Sovr. vopr, endokriininen H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Aineenvaihdunnan hormonaalisen säätelyn biokemia, Vestn. Neuvostoliiton tiedeakatemia, JVa 11, s. 1. 29, 1974; Banting F. G., a. C. H. Haiman sisäinen eritys, J. Lab. Clin. Med., V. 7, s. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - solun tiedonsiirron häiriö, Horm. metaboi. Res., V. 4, s. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, toim. esittäjä (t): R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsuliini ja insuliinin biosynteesi, Recent Progr. Hormone Res., V. 25, p. 207, 1969, bibliogr.

Insuliini: millainen hormoni, veritaso, taso diabeteksessa ja muissa sairauksissa, käyttöönotto

Mikä tämä aine on - insuliini, joka on niin usein kirjoitettu ja puhuttu nykyisen diabeteksen yhteydessä? Miksi joskus se lakkaa tuottamasta tarvittavina määrinä tai päinvastoin syntetisoidaan ylimäärin?

Insuliini on biologisesti vaikuttava aine (BAS), proteiinihormoni, joka kontrolloi veren glukoosipitoisuuksia. Tämä hormoni syntetisoidaan haiman saarekkeeseen (Langerhansin saarekkeisiin) kuuluvat beetasolut, mikä selittää diabeteksen kehittymisen riskin, joka rikkoo sen toiminnallisia kykyjä. Insuliinin lisäksi syntetisoidaan muita hormoneja haima-aineeseen, erityisesti hyperglykeemiseen tekijään (glukagoniin), joka on tuotettu saareke-laitteiden alfa-soluilla, ja myös mukana pitämään vakio glukoosipitoisuus kehossa.

Indikaattorit, jotka koskevat aikuisen veren (plasman, seerumin) insuliinin normaalia, ovat välillä 3 - 30 μE / ml (tai enintään 240 pmol / l).

Alle 12-vuotiailla lapsilla indikaattorit eivät saa ylittää 10 μU / ml (tai 69 pmol / l).

Vaikka jonnekin lukija täyttää normin jopa 20 ICED / ml, jonnekin jopa 25 ICED / ml - määrä voi vaihdella hieman eri laboratorioissa, joten aina luovuttaen verta analyysia varten, sinun on keskityttävä kyseisen laboratorion tarkkiin tietoihin (viitearvot), joka tuottaa tutkimusta eikä eri lähteissä annettuja arvoja.

Lisääntynyt insuliini voi merkitä sekä patologiaa, esimerkiksi haiman kasvaimen kehittymistä (insuliinia) että fysiologista tilaa (raskaus).

Insuliinitasojen lasku voi osoittaa diabeteksen kehittymistä tai vain fyysistä väsymystä.

Hormonin tärkein rooli on hypoglykeeminen.

Insuliinin vaikutus ihmiskehoon (eikä vain ihmiskehoon, tässä suhteessa kaikki nisäkkäät ovat samankaltaisia) osallistuu vaihtoprosesseihin:

• Tämä hormoni sallii ravinnon avulla saadun sokerin päästä tunkeutumaan vapaasti lihas- ja rasvakudosten soluihin lisäämällä niiden kalvojen läpäisevyyttä:
• Se on glukoosin tuotannon induktori glukoosista maksassa ja lihassoluissa:
• Insuliini edistää proteiinien kerääntymistä, kasvattaa niiden synteesiä ja estää hajoamisen ja rasvaiset tuotteet (se auttaa rasvakudosta tarttumaan glukoosiin ja muuntaa sen rasvaksi (tämä on silloin, kun ylimääräiset rasvareservit tulevat ja miksi liiallinen rakkaus hiilihydraatteihin johtaa lihavuuteen);
• Glukoosin hajoamista tehostavien entsyymien aktiivisuuden lisääminen (anabolinen vaikutus), tämä hormoni häiritsee muiden entsyymien työtä, jotka pyrkivät hajottamaan rasvat ja glykogeenin (insuliinin katabolinen vaikutus).

Insuliini on kaikkialla, se osallistuu kaikkiin ihmisen kehossa esiintyviin aineenvaihduntaan, mutta tämän aineen pääasiallinen tarkoitus on tuottaa hiilihydraattiaineenvaihdunta, koska se on ainoa hypoglykeeminen hormoni, kun taas sen "vastustajat", hyperglykemiset hormonit, yrittävät lisätä sokeripitoisuutta veren, paljon enemmän (adrenaliini, kasvuhormoni, glukagoni).

Ensinnäkin Langerhansin saarekkeiden β-solujen muodostaman insuliinin muodostumisen mekanismi saa aikaan hiilihydraattien lisääntyneen pitoisuuden veressä, mutta ennen kuin hormoni alkaa tuottaa, heti kun henkilö pureskelee jotain syötävää, nielee sen ja toimittaa sen vatsaan (ja se ei ole välttämätöntä) ruoka oli hiilihydraatti). Siten ruoka (mikä tahansa) aiheuttaa insuliinitason nousun veressä, ja nälkä ilman ruokaa, päinvastoin, vähentää sen sisältöä.

Lisäksi muut hormonit stimuloivat insuliinin muodostumista, tiettyjen hivenaineiden kohonneita pitoisuuksia veressä, kuten kaliumia ja kalsiumia, ja lisääntynyttä rasvahappojen määrää. Insuliinituotteita heikentävät kasvuhormonin kasvuhormoni (kasvuhormoni). Muut hormonit, myös jossain määrin, vähentävät insuliinin tuotantoa, esimerkiksi somatostatiinia, syntetisoituna haiman saarekkeen delta-soluilla, mutta sen vaikutuksella ei ole somatotropiinin tehoa.

On selvää, että veren insuliinitason vaihtelut riippuvat kehon glukoosipitoisuuden muutoksista, joten on selvää, miksi insuliinin tutkiminen laboratoriomenetelmillä samanaikaisesti määrää glukoosin määrän (sokerin verikoe).

Video: insuliini ja sen toiminnot - lääketieteellinen animaatio

Molempien insuliini- ja sokeritauti

Useimmiten kuvattujen hormonitekijöiden erittyminen ja toiminnallinen aktiivisuus tyypin 2 diabeteksessa (ei-insuliinista riippuva diabetes mellitus - NIDDM), joka muodostuu usein keski-ikäisillä ja vanhuksilla, jotka ovat ylipainoisia. Potilaat ihmettelevät usein, miksi ylipaino on diabeteksen riskitekijä. Ja näin tapahtuu: rasvavarastojen kerääntyminen ylimääräisiin määriin liittyy veren lipoproteiinien lisääntymiseen, mikä puolestaan ​​vähentää hormonien reseptorien määrää ja muuttaa affiniteettia siihen. Tällaisten häiriöiden seurauksena on insuliinintuotannon väheneminen ja sen seurauksena sen veren väheneminen, mikä johtaa glukoosipitoisuuden kasvuun, jota ei voida käyttää hyvissä ajoin insuliinin puutteen vuoksi.

Muuten, jotkut ihmiset, jotka ovat oppineet analyysiensa tuloksista (hyperglykemia, lipidispektrihäiriöt), jotka ovat järkyttäneet tästä tilaisuudesta, alkavat aktiivisesti etsiä tapoja ehkäistä hirvittävää tautia - he "istuvat" välittömästi ruokavalioon, joka vähentää ruumiinpainoa. Ja he tekevät oikein! Tällainen kokemus voi olla erittäin hyödyllinen kaikille potilaille, joilla on diabeteksen riski: toimenpiteet, jotka on toteutettu ajoissa, mahdollistavat rajoittamattoman ajan viivästyttää itse taudin kehittymistä ja sen seurauksia sekä riippuvuutta lääkkeistä, jotka vähentävät sokeria veressä.

Tyypin 1 diabetesta, jota kutsutaan insuliinista riippuvaiseksi (IDDM), havaitaan hieman erilainen kuva. Tällöin glukoosi on enemmän kuin tarpeeksi solujen ympärillä, ne vain uivat sokerimaissa, mutta ne eivät voi omaksua tärkeitä energiamateriaaleja johtimen absoluuttisen puutteen vuoksi - insuliinia ei ole. Solut eivät voi hyväksyä glukoosia, ja samanlaisissa olosuhteissa kehossa esiintyy muiden prosessien häiriöitä:

• Vararasva, joka ei ole täysin palanut Krebs-syklin aikana, lähetetään maksaan ja osallistuu ketonirunkojen muodostumiseen;
• Merkittävä verensokerin kasvu johtaa uskomattomaan janoon, suuri määrä glukoosia alkaa erittyä virtsaan;
• Hiilihydraatin aineenvaihdunta lähetetään pitkin vaihtoehtoista polkua (sorbitolia), jolloin muodostuu ylimääräinen sorbitoli, joka alkaa kerrostua eri paikoissa, jolloin muodostuu patologisia tiloja: kaihi (silmälinssissä), polyneuritis (hermojohdossa), ateroskleroottinen prosessi (verisuonten seinässä).

Keho, joka pyrkii kompensoimaan näitä häiriöitä, stimuloi rasvojen hajoamista, minkä seurauksena triglyseridien pitoisuus veressä kasvaa, mutta käyttökelpoisen kolesterolifraktion taso pienenee. Atherogeeninen dysproteinemia pienentää kehon puolustuskykyä, joka ilmenee muutoksina muissa laboratorioparametreissa (fruktoamiini ja glykosyloitu hemoglobiiniarvo, veren elektrolyyttikoostumus häiriintyy). Tässä absoluuttisen insuliinin puutteen tilassa potilaat heikkenevät, haluavat jatkuvasti juoda, ne tuottavat suuren määrän virtsaa.

Diabeteksessa insuliinin puute vaikuttaa viime kädessä lähes kaikkiin elimiin ja järjestelmiin, toisin sanoen sen puute vaikuttaa monien muiden oireiden kehittymiseen, jotka rikastuttavat "makean" sairauden kliinistä kuvaa.

Mitä "kerro" ylilyönteistä ja haitoista

Lisääntynyttä insuliinia eli sen veren plasman (seerumin) pitoisuutta voidaan odottaa tietyissä patologisissa tiloissa:

1. Insuliinit ovat Langerhansin saarekkeiden kudoksen kasvaimia, jotka ovat hallitsemattomasti ja tuottavat suuria määriä hypoglykeemistä hormonia. Tämä kasvain antaa melko korkean insuliinitason, kun taas paasto-glukoosi vähenee. Tämän tyyppisen haiman adenooman diagnosoimiseksi insuliinin ja glukoosin (I / G) suhde lasketaan kaavan mukaan: veren hormonin kvantitatiivinen arvo, μE / ml: (sokeripitoisuus, määritetty aamulla tyhjään vatsaan, mmol / l - 1,70).
2. Insuliiniriippuvaisen diabeteksen muodostumisen alkuvaihe, myöhemmin insuliinitaso alkaa laskea, ja sokeri nousee.
3. Lihavuus. Samaan aikaan tässä ja eräiden muiden sairauksien tapauksessa on tarpeen erottaa syy ja seuraus: alkuvaiheessa ei lihavuus ole lisäntyneen insuliinin aiheuttaja, vaan hormonin korkea taso lisää ruokahalua ja edistää nopeasti glukoosin muuttumista elintarvikkeista rasvaksi. Kaikki on kuitenkin niin läheisesti yhteydessä, ettei aina ole mahdollista selvittää selkeästi perussyitä.
4. Maksa tauti.
5. Akromegalia. Terveillä ihmisillä korkeat insuliinipitoisuudet vähentävät nopeasti veren glukoosia, mikä stimuloi voimakkaasti kasvuhormonin synteesiä, akromegaliapotilailla insuliiniarvojen nousu ja sitä seuraava hypoglykemia eivät aiheuta erityistä reaktiota kasvuhormonista. Tätä ominaisuutta käytetään stimuloivana testinä hormonitasapainon seuraamiseksi (insuliinin laskimonsisäinen injektio ei aiheuta kasvun hormonin erityistä nousua joko 1 tunnin tai 2 tunnin kuluttua insuliinin antamisesta).
6. Itsenko-Cushingin oireyhtymä. Hiilihydraatin aineenvaihdunnan häiriö tässä taudissa johtuu glukokortikoidien lisääntyneestä eritystä, joka tukahduttaa glukoosin käyttöprosessin, joka pysyy veressä suurina pitoisuuksina huolimatta suuresta insuliinitasosta.
7. Insuliini on kohonnut lihaksen dystrofiassa, mikä on seurausta erilaisista aineenvaihduntahäiriöistä.
8. Raskaus, normaali, mutta ruokahalun lisääntyminen.
9. Perinnöllinen suvaitsemattomuus fruktoosille ja galaktoosille.

Insuliinin (nopeasti vaikuttava) antaminen ihon alle aiheuttaa potilaan veren hormonin jyrkän nousun, jota käytetään potilaan poistamiseksi hyperglykemisesta koomasta. Hormonin ja glukoosin alentavien lääkkeiden käyttö diabetes mellituksen hoitoon johtaa myös insuliinin lisääntymiseen veressä.

On huomattava, että vaikka monet ihmiset jo tietävät, että kohonneen insuliinin hoito ei ole olemassa, on olemassa tiettyä tautia hoitava hoito, jossa hormoni-asemassa on samanlainen ”rift” ja erilaisten aineenvaihduntaprosessien häiriö.

Insuliinitason lasku havaitaan diabeteksessa ja tyypissä 1 ja 2. Ainoa ero on se, että INCDD: n kohdalla hormonivaje on suhteellinen ja johtuu muista tekijöistä kuin IDDM: n absoluuttinen puute. Lisäksi stressaavat tilanteet, voimakas fyysinen rasitus tai muiden haitallisten tekijöiden vaikutus johtavat veren kvantitatiivisten arvojen laskuun.

Miksi on tärkeää tietää insuliinin taso?

Laboratoriotutkimuksella saaduilla absoluuttisilla insuliinitasojen indikaattoreilla ei itsessään ole suurta diagnostista arvoa, koska ilman glukoosipitoisuuden määrällisiä arvoja he eivät puhu paljon. Toisin sanoen, ennen kuin arvioidaan mitä tahansa insuliinin käyttäytymiseen liittyviä kehon poikkeavuuksia, sen suhde glukoosiin on tutkittava.

Tällaisella tarkoituksella (analyysin diagnostisen merkityksen lisäämiseksi) suoritetaan insuliinintuotannon stimulointi glukoosilla (stressitestillä), joka osoittaa, että haiman beeta-solujen tuottama hypoglykeminen hormoni on myöhässä ihmisillä, joilla on piilevä diabetes, sen pitoisuus kasvaa hitaammin mutta se saavuttaa korkeammat arvot kuin terveillä ihmisillä.

Diagnostiikkahakuun käytetään glukoosin lataustestin lisäksi provosoivaa testiä tai, kuten sitä kutsutaan, paasto-testiä. Näytteen ydin on määrittää glukoosin, insuliinin ja C-peptidin (proinsuliinimolekyylin proteiiniosa) määrä potilaan veressä tyhjään vatsaan, jonka jälkeen potilas on rajoitettu ruoassa ja juomassa päivän tai pidemmän ajan (enintään 27 tuntia), joka suorittaa kuuden tunnin välein indikaattoreita, (glukoosi, insuliini, C-peptidi).

Joten jos insuliinia kasvatetaan pääasiassa patologisissa tiloissa, lukuun ottamatta normaalia raskautta, jossa sen tason kasvu johtuu fysiologisista ilmiöistä, niin suuren hormonin pitoisuuden paljastaminen yhdessä verensokerin vähenemisen kanssa on tärkeä rooli diagnoosissa:

• Kasvainprosessit, jotka ovat paikallisia haiman saarekkeen kudoksiin;
• Saaren hyperplasia;
• Glukokortikoidihäiriö;
• Vaikea maksan tauti;
• Diabetes on sen alkuvaiheessa.

Samaan aikaan sellaisten patologisten tilojen läsnäolo, kuten Itsenko-Cushingin oireyhtymä, akromegalia, lihasdüstroofia ja maksasairaudet, edellyttävät insuliinitason tutkimusta, ei niinkään diagnoosin kannalta, kuten elinten ja järjestelmien terveyden ja terveydentilan seurantaan.

Miten analyysi otetaan ja siirretään?

Insuliinin pitoisuus määritetään plasmassa (veri otetaan koeputkeen hepariinilla) tai seerumissa (veri otettu ilman antikoagulanttia, sentrifugoidaan). Työ biologisen materiaalin kanssa aloitetaan välittömästi (enintään neljännes tunnissa), koska tämä väliaine ei siedä pitkittyneen ”tyhjäkäynnin” käsittelyä ilman hoitoa.

Ennen tutkimusta potilaalle selitetään analyysin merkitys, sen ominaisuudet. Haiman reaktio elintarvikkeisiin, juomiin, lääkkeisiin, fyysinen rasitus on sellainen, että potilaan on nälkään 12 tuntia ennen tutkimusta, eikä se saa harjoittaa raskasta fyysistä työtä, sulkea pois hormonaaliset valmisteet. Jos jälkimmäinen ei ole mahdollista, toisin sanoen lääkitystä ei voida sivuuttaa millään tavalla, analyysilomakkeelle tehdään ennätys, että testi suoritetaan hormonihoidon taustalla.

Puolen tunnin ajan ennen laskimonsisäystä (veri lasketaan laskimosta) henkilölle, joka odottaa testijonoa, he tarjoavat makuulle sohvalle ja rentoutuvat mahdollisimman paljon. Potilasta on varoitettava siitä, että sääntöjen noudattamatta jättäminen voi vaikuttaa tuloksiin ja sitten laboratorioon palaamiseen, ja siksi toistuvat rajoitukset ovat väistämättömiä.

Insuliinin käyttöönotto: vain ensimmäinen injektio on kauheaa, sitten tapa

Koska haiman verenkiertoon kohdistuva hormoni on kiinnittänyt niin paljon huomiota, olisi hyödyllistä keskittyä lyhyesti insuliiniin, lääkkeeksi, joka on määrätty erilaisille patologisille tiloille ja ennen kaikkea diabetekselle.

Potilaiden itsensä käyttöön ottama insuliini on tullut tapana, jopa kouluikäiset lapset selviytyvät siitä, jota hoitava lääkäri opettaa kaikille intricacioille (käytä insuliinin annostelulaitetta, noudata asepsisääntöjä, navigoi lääkkeen ominaisuuksiin ja tietää kunkin tyypin vaikutukset). Melkein kaikki tyypin 1 diabetesta sairastavat potilaat ja vakavan insuliiniriippuvaisen diabetespotilaan potilaat istuvat insuliiniannostuksissa. Lisäksi insuliinilla pysäytetään joitakin hätätilanteita tai diabeteksen komplikaatioita muiden lääkkeiden vaikutuksen puuttuessa. Tyypin 2 diabeteksen tapauksessa potilaan tilan vakauttamisen jälkeen injektiomuodossa oleva hypoglykeeminen hormoni korvataan muilla sisäpuolella, jotta ei liukastuisi ruiskuja, laskea ja riippuisi injektiosta, mikä on melko vaikeaa tehdä itse ilman tapaa. yksinkertaisia ​​lääketieteellisiä manipulointitaitoja.

Paras lääke, jolla on vähiten sivuvaikutuksia ja ilman vakavia vasta-aiheita, tunnustaa insuliiniliuoksen, joka perustuu ihmisen insuliiniaineeseen.

Rakenteensa mukaan sian haiman hypoglykeeminen hormoni muistuttaa lähinnä ihmisen insuliinia, ja useimmissa tapauksissa se on pelastanut ihmiskunnan monta vuotta ennen kuin saadaan (käyttämällä geenitekniikkaa) puolisynteettisiä tai DNA: n rekombinanttimuotoja. Diabeteksen hoitoon lapsilla käytetään vain ihmisinsuliinia.

Insuliinisuihkut on suunniteltu ylläpitämään veren normaalia glukoosipitoisuutta, jotta vältetään äärimmäisyydet: hyppää ylös (hyperglykemia) ja laskevan tason alle hyväksyttävien arvojen (hypoglykemia).

Insuliinityyppien määrittäminen, niiden annoksen laskeminen organismin ominaisuuksien, iän ja samanaikaisen patologian mukaan tehdään vain lääkärin toimesta vain yksilöllisesti. Hän opettaa myös potilaalle, miten insuliinia voidaan pistää itsenäisesti ilman ulkopuolista apua, nimittää insuliinin annostelualueet, antaa neuvoja ravitsemuksesta (ruoan saannin tulisi olla yhdenmukainen hypoglykemisen hormonin tulon kanssa veriin), elämäntapa, päivittäinen rutiini, liikunta. Yleisesti ottaen endokrinologin toimistossa potilas saa kaikki tarvittavat tiedot, joista hänen elämänlaatu on riippuvainen, potilas itse voi käyttää niitä vain oikein ja noudattaa tiukasti kaikkia lääkärin suosituksia.

Video: insuliinin pistosta

Insuliinin tyypit

Potilaiden, jotka saavat injektiona olevan hypoglykeemisen hormonin, on selvitettävä, millaisia ​​insuliinityyppejä on, mistä päivästä (ja miksi) ne on määrätty:

1. Ultrashort, mutta lyhytvaikutteiset insuliinit (Humalog, Novorapid) - ne näkyvät veressä muutamassa sekunnissa 15 minuuttiin, niiden huippu saavutetaan puolentoista tunnin kuluttua, mutta 4 tunnin kuluttua potilaan keho on jälleen ilman insuliinia, ja tämä on otettava huomioon, jos hetki haluavat syödä.
2. Lyhytvaikutteiset insuliinit (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - vaikutus ilmenee puolen tunnin ja 45 minuutin kuluttua injektion jälkeen ja kestää 6–8 tuntia, hypoglykeemisen vaikutuksen huippu on 2-4 tunnin kuluttua antamisesta.
3. Keskipitkän keston omaavat insuliinit (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - tämäntyyppisen insuliinin antamisen nopeaa vaikutusta ei voida odottaa, se tapahtuu 1–3 tunnin kuluttua, on huipussa 6–8 tuntia ja päättyy 10–14 tunnin kuluttua ( muissa tapauksissa enintään 20 tuntia).
4. Pitkäaikainen insuliini (enintään 20 - 30 tuntia, joskus jopa 36 tuntia). Ryhmän edustaja: ainutlaatuinen lääke, jolla ei ole huippua toimintaa - Glargin-insuliini, jota potilaat tunnetaan enemmän nimellä "Lantus".
5. Pitkäaikainen insuliini (enintään 42 tuntia). Edustajana voidaan kutsua tanskalaista lääkettä Insulin Deglyudek.

Pitkäaikaisia ​​ja pitkäaikaisia ​​insuliineja annetaan 1 kerran päivässä, ne eivät sovellu hätätilanteisiin (kunnes ne saavuttavat veren). Tietenkin kooman tapauksessa ne käyttävät ultraäänilääkkeitä aiheuttavia insuliineja, jotka palauttavat nopeasti insuliini- ja glukoosipitoisuudet.

Kun lääkäri määrää potilaalle erilaisia ​​insuliinityyppejä, lääkäri laskee kunkin annoksen, antoreitti (ihon alle tai lihakseen), ilmaisee sekoittamista koskevat säännöt (tarvittaessa) ja annostelun aamiaisen mukaan. Todennäköisesti lukija on jo ymmärtänyt, että diabetes mellituksen (erityisesti insuliinin) hoito ei siedä kevytmielistä ruokavaliota. Ateriat (perus) ja "välipalat" liittyvät hyvin läheisesti insuliinin tasoon aterian yhteydessä, joten potilas itse on valvottava tiukasti - hänen terveytensä riippuu siitä.

Insuliini on nuorin hormoni.

rakenne

Insuliini on proteiini, joka koostuu kahdesta peptidiketjusta A (21 aminohappoa) ja B: stä (30 aminohappoa), jotka on kytketty disulfidisilloilla. Kokonaisuudessaan kypsässä ihmisinsuliinissa on 51 aminohappoa ja sen molekyylipaino on 5,7 kDa.

synteesi

Insuliini syntetisoidaan haiman β-soluissa preproinsuliinin muodossa, jonka N-päässä on terminaalinen 23-aminohapposignaalisekvenssi, joka toimii johtimena koko molekyylille endoplasmisen reticulumin onteloon. Tässä terminaalinen sekvenssi katkaistaan ​​välittömästi ja proinsuliini kuljetetaan Golgin laitteeseen. Tässä vaiheessa A-ketju, B-ketju ja C-peptidi ovat läsnä proinsuliinimolekyylissä (liitäntä on liitos). Golgin laitteessa proinsuliini pakataan erittyviin rakeisiin yhdessä hormonien "kypsymiseen" tarvittavien entsyymien kanssa. Kun rakeet siirretään plasmamembraaniin, muodostuu disulfidisiltoja, C-peptidisideaine (31 aminohappoa) katkaistaan ​​ja lopullinen insuliinimolekyyli muodostetaan. Valmiissa rakeissa insuliini on kiteisessä tilassa heksameerin muodossa, joka on muodostettu kahden Zn2 ​​+ -ionin kanssa.

Insuliinisynteesikaavio

Synteesin ja erityksen säätely

Insuliinin erittyminen tapahtuu jatkuvasti, ja noin 50% β-soluista vapautuvasta insuliinista ei liity mitenkään ruoan saantiin tai muihin vaikutuksiin. Päivän aikana haima vapauttaa noin 1/5 insuliinireservistä.

Insuliinin erityksen pääasiallinen stimuloija on glukoosipitoisuuden lisääntyminen veressä yli 5,5 mmol / l, suurin eritys saavuttaa 17-28 mmol / l. Tämän stimulaation erityispiirre on insuliinierityksen kaksivaiheinen kasvu:

• Ensimmäinen vaihe kestää 5-10 minuuttia ja hormonipitoisuus voi nousta 10-kertaiseksi, minkä jälkeen sen määrä laskee,
• Toinen vaihe alkaa noin 15 minuuttia hyperglykemian alkamisen jälkeen ja jatkuu koko sen ajan, mikä johtaa hormonin tason nousuun 15-25 kertaa.

Mitä pidempi glukoosipitoisuus pysyy, sitä suurempi on β-solujen lukumäärä insuliinieritykseen.

Insuliinisynteesin induktio tapahtuu siitä hetkestä, kun glukoosi tunkeutuu soluun insuliinin mRNA: n translaatioon. Sitä säätelevät insuliinigeenin transkription lisääntyminen, insuliinin mRNA: n stabiilisuuden kasvu ja insuliinimRNA: n translaation lisääntyminen.

Insuliinin erityksen aktivoituminen

1. Kun glukoosi tunkeutuu β-soluihin (GluT-1: n ja GluT-2: n kautta), se fosforyloidaan heksokinaasi IV: llä (glukokinaasi, jolla on alhainen affiniteetti glukoosia kohtaan),

2. Seuraavaksi glukoosi hapetetaan aerobisella tavalla, kun taas glukoosin hapettumisnopeus riippuu lineaarisesti sen määrästä,

3. Tämän seurauksena ATP kerääntyy, jonka määrä riippuu myös suoraan veren glukoosipitoisuudesta,

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

5. Kalvon depolarisaatio johtaa potentiaalisesti riippuvien Ca2 + -kanavien avaamiseen ja Ca2 + -ionien virtaukseen soluun,

6. Saapuvat Ca2 + -ionit aktivoivat fosfolipaasi C: tä ja käynnistävät kalsiumfosfolipidisignaalin transduktiomekanismin muodostaen DAG: n ja inositolitrifosfaatin (IF₃)

7. IF: n ulkonäkö₃ sytosolissa avautuu Ca 2 + -kanavia endoplasmisessa retikulumissa, mikä nopeuttaa Ca2 + -ionien kertymistä sytosoliin,

8. Ca2 + -ionien konsentraation jyrkkä kasvu solussa johtaa erittyvien rakeiden siirtymiseen plasmamembraaniin, niiden fuusioon sen kanssa ja kypsien insuliinikiteiden eksosytoosin ulkopuolelle,

9. Seuraavaksi kiteiden hajoaminen, Zn 2+ -ionien erottaminen ja aktiivisten insuliinimolekyylien vapautuminen verenkiertoon.

Kaavio insuliinisynteesin solunsisäisestä säätelystä osallistumalla glukoosiin

Kuvattua johtamismekanismia voidaan säätää yhteen suuntaan tai toiseen useiden muiden tekijöiden, kuten aminohappojen, rasvahappojen, ruoansulatuskanavan hormonien ja muiden hermosäädösten, vaikutuksen alaisena.

Aminohapoista lysiini ja arginiini vaikuttavat eniten hormonin erittymiseen. Mutta ne eivät itse yksinään stimuloi eritystä, niiden vaikutus riippuu hyperglykemian läsnäolosta, ts. aminohapot tehostavat vain glukoosin vaikutusta.

Vapaat rasvahapot ovat myös tekijöitä, jotka stimuloivat insuliinin eritystä, mutta myös vain glukoosin läsnä ollessa. Kun hypoglykemialla on päinvastainen vaikutus, joka estää insuliinigeenin ilmentymisen.

Looginen on insuliinierityksen positiivinen herkkyys ruoansulatuskanavan hormonien vaikutukselle - inkretiinit (enteroglukagon ja glukoosista riippuvaista insulinotrooppista polypeptidiä), kolecystokiniini, sekretiini, gastriini, mahalaukun estävä polypeptidi.

Insuliinin erittymisen lisääminen pitkäkestoisella somatotrooppisen hormonin, ACTH: n ja glukokortikoidien, estrogeenien, progestiinien kanssa on kliinisesti tärkeä ja jossain määrin vaarallinen. Tämä lisää β-solujen poistumisen riskiä, ​​insuliinisynteesin vähenemistä ja insuliiniriippuvaisen diabeteksen esiintymistä. Tämä voidaan havaita käytettäessä näitä hormoneja hoidossa tai niiden hyperfunktioon liittyvissä patologioissa.

Haiman β-solujen hermosääntely sisältää adrenergisen ja kolinergisen säätelyn. Kaikki jännitykset (emotionaalinen ja / tai fyysinen rasitus, hypoksia, hypotermia, vammoja, palovammoja) lisäävät sympaattisen hermoston toimintaa ja estävät insuliinin erittymistä a: n aktivoinnin vuoksi.₂-adrenergisiin reseptoreihin. Toisaalta β: n stimulointi₂-adrenoretseptori johtaa lisääntyneeseen eritykseen.

Insuliinieritystä kontrolloi myös n.vagus, jota puolestaan ​​valvoo hypotalamus, joka on herkkä veren glukoosipitoisuudelle.

tavoite

Insuliinikohtaisia ​​elimiä ovat kaikki kudokset, joilla on siihen reseptoreita. Insuliinireseptoreita esiintyy lähes kaikissa soluissa paitsi hermosoluissa, mutta eri määriä. Hermosoluissa ei ole insuliinireseptoreita, koska se ei yksinkertaisesti läpäise veri-aivoestettä.

Insuliinireseptori on glykoproteiini, joka on rakennettu kahdesta dimeeristä, joista kukin koostuu a- ja β-alayksiköistä (aβ).₂. Molemmat alayksiköt koodataan yhdellä kromosomin 19 geenillä ja ne muodostuvat yksittäisen prekursorin osittaisen proteolyysin tuloksena. Reseptorin puoliintumisaika on 7-12 tuntia.

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

Insuliinin sitoutuminen reseptoriin aloittaa fosforylaatioreaktioiden entsymaattisen kaskadin. Ensinnäkin, autofosforyloidut tyrosiinitähteet itse reseptorin solunsisäisessä domeenissa. Tämä aktivoi reseptorin ja johtaa seriinitähteiden fosforylaatioon spesifisessä proteiinissa, jota kutsutaan insuliinireseptorisubstraatiksi (SIR, tai useammin IRS englannin insuliinireseptorisubstraatista). Tällaisia ​​IRS-tyyppejä on neljä: IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Myös insuliinireseptorisubstraatteihin kuuluvat Grb-1- ja Shc-proteiinit, jotka eroavat IRS-aminohapposekvenssistä.

Kaksi mekanismia insuliinin vaikutusten toteuttamiseksi

Muita tapahtumia on jaettu kahteen alueeseen:

1. Fosfoinositol-3-kinaasien aktivoitumiseen liittyvät prosessit ohjaavat pääasiassa proteiinien, hiilihydraattien ja lipidien metabolian reaktioita (insuliinin nopea ja erittäin nopea vaikutus). Tähän kuuluvat myös prosessit, jotka säätelevät glukoosinsiirtäjien aktiivisuutta ja glukoosin imeytymistä.

2. MAP-kinaasientsyymien aktiivisuuteen liittyvät reaktiot - yleensä ne kontrolloivat kromatiinin aktiivisuutta (insuliinin hidas ja hyvin hidas vaikutus).

Tällainen alajako on kuitenkin ehdollinen, koska solussa on entsyymejä, jotka ovat herkkiä molempien kaskadireittien aktivoitumiselle.

Fosfatidyylinositoli-3-kinaasin aktiivisuuteen liittyvät reaktiot

Aktivoitumisen jälkeen IRS-proteiini ja joukko apu proteiineja myötävaikuttavat heterodimeerisen entsyymin fosfoinositol-3-kinaasin, joka sisältää säätelevää p85: tä (nimi tulee MM-proteiinista 85 kDa) ja katalyyttisen p110-alayksikön kiinnittymisestä kalvoon. Tämä kinaasi fosforyloi membraanifosfatidyyli-inositolifosfaatteja kolmannessa asemassa fosfatidyyli-inositol-3,4-difosfaatiksi (PIP₂) ja ennen fosfatidyylinositol-3,4,5-trifosfaattia (PIP₃). Pidetään pipina₃ voi toimia kalvon ankkurina muihin elementteihin insuliinin vaikutuksen alaisena.

Fosfatidyylinositol-3-kinaasin vaikutus fosfatidyyli-inositol-4,5-difosfaattiin

Näiden fosfolipidien muodostumisen jälkeen proteiinikinaasi PDK1 (3-fosfoinositidista riippuva proteiinikinaasi-1) aktivoituu, joka yhdessä DNA-proteiinikinaasin (DNA-PK, Englanti-DNA-riippuvainen proteiinikinaasi, DNA-PK) kanssa fosforyloi kaksi kertaa proteiinikinaasia B (jota usein kutsutaan myös nimellä AKT1, englanti RAC-alfa-seriini / treoniini-proteiinikinaasi), joka on kiinnitetty kalvoon PIP: n kautta₃.

Fosforylaatio aktivoi proteiinikinaasi B: n (AKT1), se lähtee kalvosta ja siirtyy sytoplasmaan ja solun tumaan, jossa se fosforyloi lukuisia kohdeproteiineja (yli 100 kappaletta), jotka antavat lisäsoluvasteen:

Fosfoinositoli-3-kinaasimekanismi insuliinitoiminnassa

• erityisesti proteiinikinaasi B: n (AKT1) vaikutus johtaa glukoosinkuljettimien GluT-4 liikkumiseen solukalvoon ja glukoosin imeytymiseen myosyyttien ja adiposyyttien avulla.
• myös aktiivinen proteiinikinaasi B (AKT1) fosforyloi ja aktivoi fosfodiesteraasia (PDE), joka hydrolysoi cAMP: n AMP: ksi, jolloin cAMP: n pitoisuus kohdesoluissa vähenee. Koska cAMP: n osallistuessa aktivoituu proteiinikinaasi A, joka stimuloi glykogeeni-TAG-lipaasia ja fosforylaasia, koska insuliini on adiposyyteissä, lipolyysi suppressoituu ja maksassa glykogenolyysi pysäytetään.

Fosfodiesteraasin aktivointireaktiot

• Toinen esimerkki on proteiinikinaasi B: n (AKT) vaikutus glykogeenisyntaasikinaasiin. Tämän kinaasin fosforylaatio inaktivoi sen. Tämän seurauksena se ei kykene toimimaan glykogeenisyntaasilla, fosforyloimaan ja inaktivoimaan sitä. Siten insuliinin vaikutus johtaa glykogeenisyntaasin säilymiseen aktiivisessa muodossa ja glykogeenin synteesissä.

Reaktiot, jotka liittyvät MAP-kinaasireitin aktivointiin

Tämän polun alussa pelataan toinen insuliinireseptorisubstraatti - Shc-proteiini (Src (homologia 2 -domeeni, joka sisältää transformoitua proteiinia 1)), joka sitoutuu aktivoituun (autofosforyloituun) insuliinireseptoriin. Seuraavaksi Shc-proteiini vuorovaikutuksessa Grb-proteiinin (kasvutekijän reseptoriin sitoutuneen proteiinin) kanssa ja pakottaa sen liittymään reseptoriin.

Myös kalvossa on jatkuvasti proteiinia Ras, joka on rauhallisessa tilassa suhteessa BKT: hen. Ras-proteiinin lähellä on "apu" -proteiineja - GEF (eng. GTF -vaihtokerroin) ja SOS (eng. Son of sevenless) ja proteiinin GAP (eng. GTPase-aktivointitekijä).

Shc-Grb-proteiinikompleksin muodostuminen aktivoi GEF-SOS-GAP-ryhmän ja johtaa BKT: n korvaamiseen GTP: llä Ras-proteiinissa, joka aiheuttaa sen aktivoinnin (Ras-GTP-kompleksi) ja signaalin siirron Raf-1-proteiinikinaasiin.

Kun proteiinikinaasi aktivoidaan, Raf-1 kiinnittyy plasmamembraaniin, fosforyloi lisää kinaaseja tyrosiini-, seriini- ja treoniinitähteillä ja myös vuorovaikutuksessa samanaikaisesti insuliinireseptorin kanssa.

Seuraavaksi aktivoitunut Raf-1 fosforyloi (aktivoi) MAPK: n proteiinikinaasia (englanninkielinen mitogeeniaktivoitu proteiinikinaasi, jota kutsutaan myös MEK: ksi, englanninkieliseksi MAPK / ERK-kinaasiksi), joka puolestaan ​​fosforyloi MAPK-entsyymin (MAP-kinaasi, tai muuten ERK, englanninkielinen solunulkoinen signaalin säätämä kinaasi).

1. Kun MAP-kinaasi on aktivoitu suoraan tai muiden kinaasien kautta, fosforyloi sytoplasmiset proteiinit muuttamalla niiden aktiivisuutta, esimerkiksi:

• fosfolipaasi A2: n aktivointi johtaa arakidonihapon poistamiseen fosfolipideistä, joka sitten muunnetaan eikosanoideiksi,
• ribosomaalisen kinaasin aktivoituminen laukaisee proteiinien t
• proteiinifosfataasien aktivoituminen johtaa monien entsyymien defosforylaatioon.

2. Erittäin laajamittainen vaikutus on insuliinisignaalin siirtäminen ytimeen. MAP-kinaasi fosforyloi itsenäisesti ja aktivoi siten useita transkriptiotekijöitä, mikä varmistaa tiettyjen jakamisen, erilaistumisen ja muiden soluvasteiden kannalta tärkeiden geenien lukemisen.

MAP-riippuvainen polku insuliinivaikutuksia varten

Yksi tähän mekanismiin liittyvistä proteiineista on transkriptiotekijä CREB (eng. CAMP-vaste-elementin sitova proteiini). Inaktiivisessa tilassa tekijä defosforyloituu eikä vaikuta transkriptioon. Aktivointisignaalien vaikutuksesta tekijä sitoutuu tiettyihin CRE-DNA-sekvensseihin (eng. CAMP-vaste-elementteihin), vahvistamalla tai heikentäen DNA: sta saatujen tietojen lukemista ja sen toteutusta. MAP-kinaasireitin lisäksi tekijä on herkkä proteiinikinaasiin A ja kalsium-kalmoduliiniin liittyville signalointireiteille.

Insuliinin vaikutusten nopeus

Insuliinin biologiset vaikutukset jaetaan kehitystasolla:

Erittäin nopea vaikutus (sekuntia)

Nämä vaikutukset liittyvät transmembraanikuljetusten muutoksiin:

1. Na + / K + -ATPaasien aktivointi, joka aiheuttaa Na + -ionien vapautumisen ja K + -ionien pääsyn soluun, mikä johtaa insuliinille herkkien solujen (paitsi hepatosyyttien) kalvojen hyperpolarisoitumiseen.

2. Na + / H + -vaihtimen aktivointi monien solujen sytoplasmisessa membraanissa ja poistuminen H + -ionien solusta vastineeksi Na + -ioneille. Tämä vaikutus on tärkeä tyypin 2 diabeteksen verenpainetaudin patogeneesissä.

3. Kalvon Ca2 + -ATPaasien inhibointi johtaa Ca2 + -ionien viiveeseen solun sytosolissa.

4. Poistu glukoosi-kuljettajien GluT-4 myosyyttien ja adiposyyttien membraanista ja kasvaa 20–50-kertaiseksi glukoosikuljetuksen tilavuuteen soluun.

Nopeat tehosteet (minuutit)

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

• glykogeenisyntaasi (glykogeenivarasto),
• glukokinaasi, fosfofruktokinaasi ja pyruvaattikinaasi (glykolyysi),
• pyruvaattidehydrogenaasi (saada asetyyli-SkoA),
• HMG-Scoa-reduktaasi (kolesterolin synteesi),
• asetyyli-SCA-karboksylaasi (rasvahapposynteesi),
• glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasi (pentoosifosfaattireitti), t
• fosfodiesteraasi (hormonien adrenaliinin, glukagonin jne. mobilisoinnin vaikutusten lopettaminen).

Hitaat vaikutukset (minuutit)

Hidas vaikutukset ovat proteiinien geenien transkriptionopeuden muutos, joka vastaa solujen metaboliasta, kasvusta ja jakautumisesta, esimerkiksi:

1. Entsyymisynteesin induktio

• glukokinaasi ja pyruvaattikinaasi (glykolyysi),
• ATP-sitraatti-lyaasi, asetyyli-SCA-karboksylaasi, rasvahapposyntaasi, sytosolinen malaatidehydrogenaasi (rasvahappojen synteesi),
• glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasi (pentoosifosfaattireitti), t

2. mRNA-synteesin repressio, esimerkiksi PEP-karboksykinaasille (glukoneogeneesi).

3. Lisää S6-ribosomaalisen proteiinin seerumin fosforylaatiota, joka tukee translaatioprosesseja.

Hyvin hitaita vaikutuksia (tunti-päivä)

Hyvin hitaat vaikutukset toteuttavat mitogeneesiä ja solujen lisääntymistä. Näitä vaikutuksia ovat esimerkiksi

1. Somatomediinin synteesin maksan kasvu kasvuhormonista riippuen.

2. Lisätään solujen kasvua ja lisääntymistä synergismissa somatomediinin kanssa.

3. Solujen siirtyminen G1-vaiheesta solusyklin S-vaiheeseen.

patologia

vajaatoiminta

Insuliinista riippuvainen ja insuliinista riippumaton diabetes. Näiden patologioiden diagnosoimiseksi klinikalla käytetään aktiivisesti stressitestejä ja insuliinin ja C-peptidin pitoisuuden määrittämistä.