Insulin

Hipoglikemia

INSULIN (dari Lat Insula - pulau), sebuah hormon yang dihasilkan dalam sel pankreas di pulau-pulau kecil Langerhans. Molekul insulin manusia (mol 5807 M.) terdiri daripada dua rantai peptida (A dan B) yang disambungkan oleh dua jambatan disulfide; jambatan disulfida ketiga terletak di rantai A (lihat formula surat; lihat jawatan dalam Art. Asid amino).

Dan nsulin dijumpai di semua vertebrata. Dalam mamalia besar, molekul insulin berbeza dalam komposisi asid amino hanya pada kedudukan 8, 9, dan 10 rantai A dan pada posisi 30 rantai B (lihat jadual). Dalam ikan, burung dan tikus, perbezaan struktur insulin adalah penting.

Insulin stabil dalam persekitaran.

INSULIN (pulau insula Latin, pulau kecil) - hormon pankreas; tergolong dalam kumpulan hormon protein-peptida.

Pada tahun 1900, L.V. Sobolev membuktikan bahawa pulau pankreas Langerhans (lihat) adalah tapak pembentukan bahan yang mengawal metabolisme karbohidrat dalam badan. Pada tahun 1921, F. Banting dan Best (S.N. Best) memperoleh ekstrak insulin dari tisu pankreas islet. Pada tahun 1925, I. diperolehi dalam bentuk kristal. Pada tahun 1955, F. Sanger mengkaji urutan asid amino dan membentuk struktur lembu dan babi I.

Berat molekul relatif P. monomer adalah lebih kurang. 6000. Molekul I. mengandungi 51 asid amino dan terdiri daripada dua rantai; rantai dengan gliserin N-terminal disebut rantaian A dan terdiri daripada 21 asid amino, yang kedua - rantai B - terdiri daripada 30 asid amino. Dan - dan rantai B dihubungkan dengan ikatan disulfida, integriti potong memainkan peranan besar dalam pemeliharaan biol, aktiviti molekul I. (lihat formula di bawah).

Komposisi asid amino yang paling dekat kepada I. manusia I. babi, molekul to-rogo berbeza hanya dengan satu asid amino dalam rantai B (bukan threonine pada kedudukan ke-30 adalah alanine).

Kandungannya

Biosintesis insulin, peraturan rembesan insulin

I. disintesis dalam insulocytes basofilik (sel beta) dari pankreas pulau Langerhans dari pendahulunya, proinsulin. Untuk pertama kalinya, proinsulin ditemui oleh D. F. Steiner pada akhir 60-an. Proinsulin - polipeptida rantaian tunggal dengan mol relatif. seberat kira-kira. 10 000, mengandungi lebih daripada 80 asid amino. Proinsulin adalah molekul P., seolah-olah tertutup oleh peptida, yang dipanggil penyambung, atau C-peptida; peptida ini menjadikan molekul I. secara biologi tidak aktif. Menurut imunol, ciri-ciri proinsulin adalah berhampiran dengan I. Proinsulin disintesis pada ribosom insulocyte, kemudian di sepanjang tangki reticulum sitoplasma, molekul proinsulin bergerak ke kompleks lamellar (kompleks Golgi), di mana granula penyembur yang baru terbentuk mengandungi proinsulin dipisahkan. Di dalam butiran rahsia di bawah tindakan enzim C-peptide dipisahkan dari proinsulin dan I. terbentuk. Proses transformasi enzim proinulin di dalam. beberapa peringkat, sebagai akibat daripada insulin terbentuk, bentuk perantaraan pro-insulin dan C-peptida. Semua bahan ini mempunyai aktiviti biol dan imun yang berlainan dan boleh mengambil bahagian dalam peraturan pelbagai jenis metabolisme. Pelanggaran proses penukaran proinsulin kepada I. menyebabkan perubahan dalam nisbah bahan-bahan ini, penampilan bentuk yang tidak normal I. Dan akibatnya, peralihan dalam regulasi metabolisme.

Kemasukan hormon ke dalam darah dikawal oleh beberapa mekanisme, salah satunya untuk I. (isyarat pencetus) adalah peningkatan dalam glukosa darah (lihat Hyperglycemia); peranan penting dalam pengawalseliaan penerimaan adalah I. milik mikro, hormon pergi - kish. jalan (terutamanya secretin), asid amino, dan juga c. n c. (lihat Hormon).

Transformasi insulin dalam badan

Apabila memasuki aliran darah, sebahagian dari I. membentuk kompleks dengan protein plasma - yang dipanggil. terikat insulin, bahagian lain kekal dalam bentuk insulin bebas. L. K. Staroseltseva dan sotr. (1972) mendapati bahawa terdapat dua bentuk I yang berkaitan: satu bentuk - kompleks I. dengan transferrin, yang lain - kompleks I. dengan salah satu komponen serum alpha globulin. Percuma dan terikat I. berbeza antara satu sama lain dalam biol, Immune dan fizikal. sifat, serta kesan pada tisu adiposa dan otot, yang merupakan organ sasaran dan dipanggil insulin sensitif dan tisu. Percuma I. bertindak balas dengan antibodi kepada kristal P., merangsang penyerapan glukosa oleh otot dan, sedikit sebanyak, tisu adipose. Associated I. tidak bertindak balas dengan antibodi kepada kristal P., merangsang pengambilan glukosa oleh tisu adiposa, dan tidak mempunyai kesan ke atas proses ini dalam tisu otot. Associated I. berbeza dari kadar metabolik bebas dengan kelakuannya dalam medan elektroforetik, semasa penapisan gel dan dialisis.

Semasa pengambilan serum darah dengan asid hidroklorik etanol, bahan diperolehi, menurut biol, kesan yang sama dengan I. Walau bagaimanapun, bahan ini tidak bertindak balas dengan antibodi yang diperolehi untuk kristal P. dan oleh itu ia dipanggil "aktiviti plasma seperti insulin yang tidak diseragamkan" atau "bahan seperti insulin". Kajian aktiviti seperti insulin sangat penting; "Kegiatan plasma seperti insulin yang tidak ditekankan" dianggap oleh banyak penulis sebagai salah satu bentuk I. Berkat proses pengikatan I. untuk protein serum, penyerahannya ke tisu dipastikan. Di samping itu, yang berkaitan I. adalah satu bentuk penyimpanan hormon dalam darah dan mewujudkan rizab aktif I. dalam aliran darah. Nisbah tertentu yang bebas dan bersekutu I. memastikan fungsi normal badan.

Bilangan I., yang beredar di dalam aliran darah, ditentukan bukan sahaja oleh kadar rembesan, tetapi juga oleh kadar metabolismenya dalam tisu dan organ periferal. Proses metabolisme yang paling aktif I. meneruskan hati. Terdapat beberapa anggapan tentang mekanisme proses ini dalam hati; Adalah ditubuhkan bahawa terdapat dua peringkat - pemulihan jambatan disulfida dalam molekul insulin dan proteolisis dengan pembentukan serpihan peptida yang tidak aktif secara biologi dan asid amino. Terdapat beberapa sistem enzim insulin yang mendorong dan insulin-merendahkan insulin yang terlibat dalam metabolisme I. Ini termasuk sistem enzim insulin-induksi [protein disulfide reductase (glutathione)] dan sistem enzim insulin-merendahkan, yang diwakili oleh tiga jenis enzim proteolitik. Sebagai hasil daripada tindakan reduktase disulfida protein, jambatan S-S dipulihkan dan pembentukan rantai A dan B I. diikuti oleh proteolisisnya kepada peptida individu dan asid amino. Di samping hati, metabolisme I. berlaku pada otot dan tisu lemak, ginjal, plasenta. Kadar proses metabolik boleh berfungsi sebagai kawalan ke atas tahap I. aktif dan memainkan peranan yang besar dalam patogenesis diabetes mellitus. Tempoh biol, separuh-peluruhan orang I. - lebih kurang. 30 min

Kesan biologi insulin

I. adalah hormon anabolik sejagat. Salah satu kesan yang paling ketara terhadap saya - kesan hipoglikemiknya. I. mempengaruhi semua jenis metabolisme: merangsang pengangkutan bahan melalui membran sel, menggalakkan penggunaan glukosa dan pembentukan glikogen, menghalang glukoneogenesis (lihat Glikolisis), menghalang lipolisis dan mengaktifkan lipogenesis (lihat metabolisme Lemak), meningkatkan intensiti sintesis protein. I., memastikan pengoksidaan normal glukosa dalam kitar Krebs (paru-paru, otot, buah pinggang, hati), menggalakkan pembentukan sebatian tenaga tinggi (khususnya, ATP) dan penyenggaraan keseimbangan tenaga sel. Dan, perlu untuk pertumbuhan dan perkembangan organisma (ia bertindak sinergi dengan hormon somatotropik kelenjar pituitari).

Semua biol, kesan I. adalah bebas dan bebas daripada satu sama lain, namun dalam fiziol, keadaan kesan akhir I. terdiri daripada rangsangan langsung proses biosintetik dan pembekalan serentak sel dengan bahan "pembinaan" (contohnya, asid amino) dan tenaga (glukosa). Kesan manifold I. direalisasikan dengan berinteraksi dengan reseptor membran sel dan menghantar isyarat (maklumat) ke dalam sel ke sistem enzim yang berkaitan.

Fiziol, antagonis I. dalam peraturan metabolisme karbohidrat dan memastikan tahap glukosa dalam darah yang optimum untuk aktiviti penting tubuh adalah glukagon (lihat), serta beberapa hormon lain (tiroid, kelenjar adrenal, hormon pertumbuhan).

Pelanggaran dalam sintesis dan rembesan insulin boleh bersifat yang berbeza dan mempunyai asal yang berbeza. Oleh itu, kekurangan rembesan Dan Mengarah kepada hiperglikemia dan perkembangan diabetes mellitus (lihat. Diabetes mellitus, etiologi dan patogenesis). Pembentukan berlebihan I. diperhatikan, sebagai contoh, dengan tumor aktif secara hormon yang berasal dari sel-sel beta dari pankreas pulau (lihat Insuloma), dan dinyatakan secara klinikal oleh gejala hyperinsulinism (lihat).

Kaedah penentuan insulin

Kaedah untuk menentukan insulin boleh dibahagikan secara kondisional kepada biologi dan radioimun. Biol, kaedah adalah berdasarkan rangsangan penyerapan glukosa oleh tisu sensitif insulin di bawah pengaruh I. Untuk biol, kaedah ini menggunakan tisu adipragmatic epididim dan diperolehi daripada tikus garis tulen. Kristal I. atau serum manusia diuji dan persiapan otot diafragma atau tisu adiposa epididim (sel-sel lemak terpencil yang lebih baik yang diperolehi daripada tisu adiposa epididim) dalam p-re penyangga yang mengandungi kepekatan glukosa tertentu diletakkan dalam inkubator. Mengikut tahap pengambilan glukosa oleh tisu dan, dengan itu, kehilangannya dari medium yang diinkubasi, kandungan I. dalam darah dikira menggunakan lengkung standard.

Bentuk bebas I. meningkatkan penyerapan glukosa terutamanya pada otot diafragma, dengan potongan, bentuk yang berkaitan I. praktikal tidak bertindak balas, oleh itu, dengan menggunakan kaedah diafragmatik, adalah mungkin untuk menentukan jumlah bebas I. Penyerapan glukosa oleh tisu adiposa epididimal terutamanya dirangsang oleh bentuk yang berkaitan I. tetapi dengan tisu adiposa percuma, saya juga mungkin bertindak balas sebahagian, jadi data yang diperoleh semasa pengeraman dengan tisu adiposa boleh dipanggil jumlah aktiviti insulin. Fiziol, tahap bebas dan terikat I. berfluktuasi dalam had yang sangat luas, yang, nampaknya, dikaitkan dengan jenis individu regulasi hormon proses metabolik, dan boleh rata-rata purata 150-200 μed / ml bebas I. dan 250-400 μed / ml berkaitan saya.

Kaedah radioimun untuk menentukan I. adalah berdasarkan persaingan berlabel dan tidak berlabel I. dalam tindak balas dengan antibodi kepada I. dalam sampel dianalisis. Jumlah radioaktif I. yang berkaitan dengan antibodi akan berkadar songsang dengan kepekatan I. dalam sampel dianalisis. Varian yang paling berjaya dalam kaedah radio-imun ternyata adalah kaedah double-antibody, yang secara kondisional (skematik) dapat diwakili seperti berikut. Antibodi terhadap I. diperolehi pada babi guinea (antibodi urutan pertama yang disebut) dan menyambungkannya dengan label I. (1251). Kompleks yang dihasilkan dikombinasikan dengan antibodi pesanan kedua (diperolehi dari arnab). Ini memastikan kestabilan kompleks dan kemungkinan reaksi penggantian label I. untuk tidak berlabel. Hasil daripada tindak balas ini, tidak dilabel I. mengikat kepada antibodi, dan dilabelkan I. masuk ke dalam rr percuma.

Banyak pengubahsuaian kaedah ini didasarkan pada tahap pemisahan I berlabel dari kompleks dengan tidak berlabel I. Kaedah antibodi ganda adalah asas untuk penyediaan kit siap pakai untuk kaedah radioimun untuk menentukan I.

Persediaan insulin

Untuk madu. I. Sasaran berasal dari pankreas lembu, babi dan paus. Aktiviti I. menentukan biol, oleh (keupayaan untuk menurunkan kandungan gula dalam darah pada arnab yang sihat). Per unit tindakan (ED), atau unit antarabangsa (IE), mengambil aktiviti 0.04082 mg insulin kristal (standard). I. mudah menggabungkan dengan logam divalen, terutamanya dengan zink, kobalt, kadmium, dan boleh membentuk kompleks dengan polipeptida, khususnya dengan protamin. Harta ini digunakan untuk membuat dadah I. tindakan yang berpanjangan.

Menurut tempoh tindakan, terdapat tiga jenis ubat I. Dadah bertindak pendek (lebih kurang 6 jam) adalah insulin yang dihasilkan dalam negeri (I. lembu dan babi). Dadah tempoh purata tindakan (10-12 jam) adalah penggantungan insulin zink amorf - persediaan domestik yang serupa dengan penyediaan tujuh bahagian. Dadah bertindak panjang termasuk zink-insulin protamin untuk suntikan (16-20 jam tindakan), penggantungan insulin-protamin (18-24 jam), penggantungan zink-insulin (sehingga 24 jam), penggantungan insulin zink kristal sehingga 30-36 jam tindakan).

Farmakol, ciri-ciri ubat-ubatan yang paling banyak digunakan saya dan bentuk pembebasan mereka - lihat. Persediaan hormonal, jadual.

Petunjuk dan kontraindikasi

I. adalah agen antidiabetik tertentu dan digunakan terutamanya dalam diabetes mellitus; Tanda mutlak adalah kehadiran ketoasidosis dan koma diabetes. Pilihan ubat dan dosnya bergantung kepada bentuk dan keparahan penyakit, usia dan keadaan umum pesakit. Pemilihan dos dan rawatan I. dijalankan di bawah kawalan gula darah dan air kencing dan memantau keadaan pesakit. Satu dos berlebihan I. mengancam dengan penurunan mendadak dalam gula darah, koma hypoglycemic. Tanda-tanda tertentu untuk penggunaan ubat-ubatan tertentu I. untuk diabetes di kalangan orang dewasa dan kanak-kanak - lihat kencing manis, rawatan.

I. ubat digunakan untuk merawat penyakit mental tertentu. Di USSR, rawatan insulin skizofrenia telah digunakan pada tahun 1936 oleh A. S. Kronfeld dan E. Ya Sternberg. Dengan kemunculan neuroleptik, rawatan I. telah menjadi kaedah pilihan - lihat Skizofrenia.

Dalam dos kecil, saya kadang-kadang ditetapkan untuk keletihan umum, furunculosis, muntah hamil, hepatitis, dan sebagainya.

Semua ubat I. tindakan berpanjangan yang disuntik hanya di bawah kulit (atau intramuskular). Intravena (contohnya, dengan koma diabetik), anda hanya boleh memasukkan insulin kristal untuk suntikan. Adalah mustahil untuk memasukkan penggantungan zink-insulin (dan ubat-ubatan lain saya yang berpanjangan) dalam jarum yang sama dengan insulin p-rum untuk suntikan; jika perlu, suntikan insulin untuk suntikan dengan picagari yang berasingan.

Contraindication - alergi terhadap Dan; kontraindikasi relatif - penyakit yang berlaku dengan hipoglisemia. Penjagaan harus diambil dalam merawat pesakit yang mempunyai I. kekurangan koronari dan gangguan peredaran otak.

Bibliografi: Biokimia hormon dan peraturan hormon, ed. N. A. Yudaeva, ms. 93, M., 1976; Newholme EI. Mula K. Peraturan metabolisme, trans. dari bahasa Inggeris, dengan. 387 et al., M., 1977; Masalah enzim perubatan, ed. G. R. Mardashev, ms. 40, M., 1970, bibliogr.; Panduan kepada endokrinologi klinikal, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, ms. 130, M., 1974; Staroseltseva LK Berbagai bentuk insulin dalam badan dan kepentingan biologi mereka, dalam buku: Sovr. vopr, endokrin., di bawah penulisan semula H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biokimia peraturan hormon metabolisme, Vestn. Akademi Sains USSR, JVa 11, ms. 29, 1974; Banting F. G., a. Di dalam s C. C. Rembesan dalaman pankreas, J. Lab. klinik. Med., V. 7, ms. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - gangguan penyebaran maklumat selular, Horm. metaboi. Res., V. 4, h. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, ed. oleh R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulin dan biosintesis insulin, Progres Terkini. Hormon Res., V. 25, ms. 207, 1969, bibliogr.

Insulin: apa jenis hormon, tahap darah, tahap diabetes dan penyakit lain, pengenalan

Apakah bahan ini - insulin, yang sering ditulis dan bercakap berkaitan diabetes mellitus semasa? Mengapa pada masa ini ia tidak akan dihasilkan dalam kuantiti yang diperlukan atau, sebaliknya, disintesis berlebihan?

Insulin adalah bahan biologi aktif (BAS), hormon protein yang mengawal tahap glukosa darah. Hormon ini disintesis oleh sel-sel beta kepunyaan alat islet (islet Langerhans) pankreas, yang menerangkan risiko mengembangkan kencing manis yang melanggar kebolehan fungsinya. Selain insulin, hormon lain disintesis dalam pankreas, khususnya, faktor hyperglycemic (glucagon) yang dihasilkan oleh sel-sel alfa alat radas dan juga terlibat dalam mengekalkan kepekatan glukosa dalam badan.

Petunjuk dari norma insulin dalam darah (plasma, serum) orang dewasa berada dalam julat dari 3 hingga 30 μE / ml (atau sehingga 240 pmol / l).

Pada kanak-kanak di bawah umur 12 tahun, indikator tidak boleh melebihi 10 μU / ml (atau 69 pmol / l).

Walaupun di tempat pembaca akan memenuhi norma hingga 20 ICED / ml, di mana-mana hingga 25 ICED / ml - kadarnya mungkin sedikit berbeza di makmal yang berbeza, oleh itu, sentiasa mendermakan darah untuk analisis, anda perlu memberi tumpuan kepada data yang tepat (nilai rujukan) makmal itu, yang menghasilkan penyelidikan, dan bukan pada nilai-nilai yang diberikan dalam pelbagai sumber.

Insulin yang tinggi boleh merujuk kepada kedua-dua patologi, contohnya, perkembangan tumor pankreas (insulinoma), dan keadaan fisiologi (kehamilan).

Penurunan tahap insulin mungkin menunjukkan perkembangan diabetes atau hanya keletihan fizikal.

Peranan utama hormon ini adalah hipoglikemik.

Tindakan insulin dalam tubuh manusia (dan bukan hanya badan manusia, dalam hal ini, semua mamalia adalah sama) adalah dalam penyertaannya dalam proses pertukaran:

Hormon ini membolehkan gula, diperolehi dengan pemakanan, secara bebas memasukkan sel-sel otot dan tisu lemak, meningkatkan kebolehtelapan membran mereka:
Ia adalah induk pengeluaran glukosa daripada glukosa dalam sel-sel hati dan otot:
Insulin menyumbang kepada pengumpulan protein, meningkatkan sintesis mereka dan mencegah perpecahan, dan produk lemak (ia membantu tisu adipose merebut glukosa dan mengubahnya menjadi lemak (ini adalah di mana rizab lemak berlebihan berasal dan mengapa karbohidrat berlebihan menyebabkan kegemukan);
Meningkatkan aktiviti enzim yang meningkatkan pecahan glukosa (kesan anabolik), hormon ini mengganggu kerja enzim lain yang berusaha memecahkan lemak dan glikogen (kesan anti-katabolik insulin).

Insulin ada di mana-mana, ia mengambil bahagian dalam semua proses metabolik yang berlaku di dalam tubuh manusia, tetapi tujuan utama bahan ini adalah untuk menyediakan metabolisme karbohidrat, kerana ia adalah satu-satunya hormon hipoglikemik, manakala "lawan", hormon hiperglikemik cuba meningkatkan kandungan gula darah, lebih banyak (adrenalin, hormon pertumbuhan, glukagon).

Terutamanya, mekanisme insulin dari pulau kecil β-sel mencetuskan peningkatan kepekatan karbohidrat dalam darah, tetapi sehingga hormon ini mula menghasilkan, apabila seseorang mengunyah sekeping apa-apa yang boleh dimakan, menelannya dan menyampaikan ke perut (dan tidak semestinya untuk makanan adalah karbohidrat). Oleh itu, makanan (ada) menyebabkan peningkatan dalam insulin dalam darah, dan kelaparan tanpa makanan, sebaliknya, mengurangkan kandungannya.

Di samping itu, pembentukan insulin dirangsang oleh hormon lain, peningkatan kepekatan unsur surih tertentu dalam darah, seperti kalium dan kalsium, dan peningkatan jumlah asid lemak. Produk insulin paling tertekan oleh hormon pertumbuhan pertumbuhan hormon (hormon pertumbuhan). Hormon lain, juga sedikit sebanyak, mengurangkan pengeluaran insulin, contohnya, somatostatin, yang disintesis oleh sel delta alat pankreas, tetapi tindakannya tidak mempunyai kuasa somatotropin.

Adalah jelas bahawa turun naik tahap insulin dalam darah bergantung kepada perubahan dalam kandungan glukosa dalam badan, jadi jelas mengapa kajian insulin menggunakan kaedah makmal pada masa yang sama menentukan jumlah glukosa (ujian darah untuk gula).

Video: insulin dan fungsinya - animasi perubatan

Insulin dan penyakit gula kedua-dua jenis

Selalunya, aktiviti rembesan dan fungsi hormon yang dijelaskan berubah dalam diabetes mellitus jenis 2 (diabetes mellitus yang tidak bergantung kepada insulin - NIDDM), yang sering kali terbentuk di kalangan orang tua dan orang tua yang berlebihan berat badan. Pesakit sering tertanya-tanya mengapa kelebihan berat badan adalah faktor risiko untuk diabetes. Dan ini berlaku seperti berikut: pengumpulan rizab lemak dalam jumlah yang berlebihan disertai dengan peningkatan lipoprotein darah, yang seterusnya, mengurangkan jumlah reseptor untuk hormon dan mengubah afiniti untuknya. Hasil daripada gangguan itu adalah penurunan dalam pengeluaran insulin dan dengan itu mengurangkan tahap dalam darah, yang membawa kepada peningkatan kepekatan glukosa yang tidak boleh dilupuskan mengikut cara yang ditetapkan disebabkan kekurangan insulin.

Dengan cara ini, sesetengah orang, setelah mempelajari hasil analisis mereka (hyperglycemia, gangguan spektrum lipid), menjadi kecewa mengenai kesempatan ini, mula secara aktif mencari cara untuk mencegah penyakit yang dahsyat - mereka segera "duduk" pada diet yang mengurangkan berat badan. Dan mereka melakukan perkara yang betul! Apa-apa pengalaman boleh menjadi sangat berguna untuk semua pesakit dalam kumpulan yang berisiko diabetes: langkah-langkah yang diambil dalam masa yang sewajarnya membuat ia mungkin untuk selama-lamanya melambatkan perkembangan penyakit dan akibatnya, serta pergantungan kepada ubat yang mengurangkan gula dalam darah serum (plasma).

Gambar yang agak berbeza diperhatikan dalam diabetes mellitus jenis 1, yang dipanggil insulin-dependent (IDDM). Dalam kes ini, glukosa lebih banyak di sekeliling sel, mereka hanya mandi dalam persekitaran gula, tetapi mereka tidak boleh mengasimilasi bahan tenaga penting kerana kekurangan mutlak konduktor - tidak ada insulin. Sel-sel tidak boleh menerima glukosa, dan sebagai akibat daripada keadaan yang sama, gangguan proses lain mula berlaku di dalam badan:

Rizab lemak, tidak sepenuhnya dibakar dalam kitaran Krebs, dihantar ke hati dan mengambil bahagian dalam pembentukan badan keton;
Peningkatan yang signifikan dalam gula darah membawa kepada dahaga yang luar biasa, sejumlah besar glukosa mula dikeluarkan di dalam air kencing;
metabolisme karbohidrat ditujukan kepada laluan alternatif (sorbitol), membentuk sorbitol berlebihan, yang bermula untuk didepositkan dalam pelbagai bidang, membentuk keadaan patologi: katarak (kanta mata in), polyneuritis (dalam konduktor saraf), proses atherosclerotic (di dinding vaskular).

Tubuh, cuba untuk mengimbangi gangguan ini, merangsang pecahan lemak, akibatnya kandungan trigliserida meningkat dalam darah, tetapi tingkat kolesterol kolesterol yang berguna berkurang. Dysproteinaemia atherogenik mengurangkan pertahanan tubuh, yang ditunjukkan oleh perubahan dalam parameter makmal lain (peningkatan fruktosamina dan hemoglobin glikosilasi, komposisi elektrolit darah terganggu). Dalam keadaan kekurangan insulin mutlak, pesakit lemah, sentiasa mahu minum, mereka menghasilkan sejumlah besar air kencing.

Diabetis, kekurangan insulin akhirnya memberi kesan kepada hampir semua organ dan sistem, iaitu kekurangannya menyumbang kepada perkembangan banyak gejala lain yang memperkaya gambaran klinikal penyakit "manis".

Apa yang "memberitahu" kelebihan dan kekurangannya

Peningkatan insulin, iaitu peningkatan tahap plasma darah (serum) boleh dijangkakan dalam keadaan tertentu:

Insulinomas adalah tumor tisu pulau kecil Langerhans, tidak terkendali dan menghasilkan sejumlah besar hormon hipoglikemik. Neoplasma ini memberikan tahap insulin yang cukup tinggi, sementara glukosa puasa dikurangkan. Untuk diagnosis adenoma pankreas jenis ini, nisbah insulin dan glukosa (I / G) dikira mengikut formula: nilai kuantitatif hormon dalam darah, μE / ml: (kandungan gula, ditentukan pada waktu pagi pada perut kosong, mmol / l - 1.70).
Tahap awal pembentukan diabetes mellitus yang bergantung pada insulin, kemudian tahap insulin mulai turun, dan gula akan naik.
Obesiti. Sementara itu, di sini dan dalam hal beberapa penyakit lain, perlu untuk membezakan sebab dan akibat: pada peringkat awal, bukan obesiti adalah penyebab meningkatnya insulin, tetapi sebaliknya, tahap hormon yang tinggi meningkatkan selera makan dan menyumbang kepada perubahan pesat glukosa dari makanan ke dalam lemak. Walau bagaimanapun, semuanya saling berkaitan bahawa tidak selalu mungkin untuk mengesan dengan jelas punca akarnya.
Penyakit hati.
Acromegaly. Pada orang yang sihat, tahap insulin yang tinggi dapat mengurangkan glukosa darah, yang sangat merangsang sintesis hormon pertumbuhan, pada pesakit dengan acromegali, peningkatan nilai insulin dan hipoglikemia berikutnya tidak menyebabkan reaksi khas dari hormon pertumbuhan. Ciri ini digunakan sebagai ujian merangsang keseimbangan hormon pemantauan (suntikan intravena insulin tidak menyebabkan peningkatan tertentu dalam hormon pertumbuhan sama ada selepas 1 jam atau 2 jam selepas pentadbiran insulin).
Sindrom Itsenko-Cushing. Gangguan metabolisme karbohidrat dalam penyakit ini adalah disebabkan peningkatan rembesan glukokortikoid, yang menekan proses penggunaan glukosa, yang, walaupun tahap tinggi insulin, kekal dalam darah dalam kepekatan tinggi.
Insulin ditinggikan dalam distrofi otot, yang merupakan hasil daripada pelbagai gangguan metabolik.
Kehamilan, meneruskan normal, tetapi dengan peningkatan selera makan.
Intoleransi keturunan untuk fruktosa dan galaktosa.

Pentadbiran insulin (bertindak cepat) di bawah kulit menyebabkan lonjakan tajam dalam hormon darah pesakit, yang digunakan untuk membawa pesakit keluar dari koma hyperglycemic. Penggunaan hormon dan ubat penurun glukosa untuk rawatan diabetes mellitus juga membawa kepada peningkatan insulin dalam darah.

Harus diingat, walaupun ramai yang sudah tahu bahawa tidak ada rawatan untuk insulin yang tinggi, ada rawatan untuk penyakit tertentu, di mana terdapat "keretakan" yang sama dalam status hormon dan gangguan dari pelbagai proses metabolik.

Penurunan tahap insulin diperhatikan dalam diabetes mellitus dan jenis 1 dan 2. Satu-satunya perbezaan ialah dengan INCDD, kekurangan hormon relatif dan disebabkan oleh faktor lain daripada kekurangan mutlak dalam IDDM. Di samping itu, keadaan yang tertekan, penuaan fizikal yang kuat atau kesan faktor buruk yang lain menyebabkan penurunan dalam nilai kuantitatif hormon dalam darah.

Kenapa penting untuk mengetahui tahap insulin?

Indikator mutlak tingkat insulin, yang diperolehi oleh penyelidikan makmal, sendiri tidak mempunyai nilai diagnostik yang besar, kerana tanpa nilai kuantitatif kepekatan glukosa, mereka tidak banyak bercakap. Iaitu, sebelum menilai apa-apa kelainan dalam badan yang berkaitan dengan tingkah laku insulin, hubungannya dengan glukosa perlu diperiksa.

Dengan tujuan sedemikian (untuk meningkatkan analisis diagnostik analisis), ujian rangsangan pengeluaran insulin oleh glukosa (ujian tekanan) dijalankan, yang menunjukkan bahawa hormon hipoglikemik yang dihasilkan oleh sel beta pankreas terlambat pada orang-orang dengan diabetes mellitus laten, kepekatannya meningkat lebih perlahan tetapi ia mencapai nilai yang lebih tinggi daripada orang yang sihat.

Di samping ujian pemuatan glukosa, ujian provokatif atau, seperti yang dipanggil, ujian puasa digunakan dalam carian diagnostik. Intipati sampel adalah untuk menentukan jumlah glukosa, insulin dan C-peptide (bahagian protein molekul proinsulin) pada perut kosong di dalam darah pesakit, selepas itu pesakit dihadkan dalam makanan dan minuman selama sehari atau lebih (sehingga 27 jam), melakukan setiap 6 jam kajian indikator, faedah (glukosa, insulin, C-peptida).

Jadi, jika insulin didorong secara besar-besaran dalam keadaan patologi, dengan pengecualian kehamilan normal, di mana peningkatan parasnya dikaitkan dengan fenomena fisiologi, maka menunjukkan kepekatan tinggi hormon, bersama dengan pengurangan gula darah, memainkan peranan penting dalam diagnosis:

Proses tumor tersusun dalam tisu alat pankreas;
Hiperplasia pulau;
Kekurangan glukokortikoid;
Penyakit hati yang teruk;
Diabetes pada peringkat awal perkembangannya.

Sementara itu, kehadiran keadaan patologis seperti Sindrom Itsenko-Cushing, acromegaly, distrofi muskular, dan penyakit hati memerlukan kajian tahap insulin, tidak begitu banyak untuk tujuan diagnosis, untuk memantau fungsi dan pemeliharaan kesihatan organ dan sistem.

Bagaimana untuk mengambil dan lulus analisis?

Kandungan insulin ditentukan dalam plasma (darah diambil ke dalam tiub ujian dengan heparin) atau dalam serum (darah yang diambil tanpa antikoagulan, disentri). Kerja dengan bahan biologi dimulakan dengan serta-merta (maksimum dalam seperempat jam), kerana medium ini tidak bertolak ansur dengan "kemalasan" yang berpanjangan tanpa rawatan.

Sebelum kajian itu, pesakit diterangkan kepentingan analisis, ciri-cirinya. Reaksi pankreas untuk makanan, minuman, ubat-ubatan, penuaan fizikal adalah sedemikian rupa sehingga pesakit harus kelaparan selama 12 jam sebelum kajian, tidak terlibat dalam kerja fisik berat, tidak termasuk persiapan hormon. Sekiranya ia tidak mungkin, ubat tidak boleh diabaikan dalam apa cara sekalipun, maka rekod dibuat pada lembaran analisis yang ujian dilakukan pada latar belakang terapi hormon.

Setengah jam sebelum venipuncture (darah diambil dari vena) kepada orang yang menunggu giliran ujian, mereka menawarkan untuk berbaring di sofa dan berehat sebanyak mungkin. Pesakit harus diberi amaran bahawa ketidakpatuhan terhadap peraturan dapat mempengaruhi hasilnya dan kemudian masuk kembali ke laboratorium, dan, oleh karena itu, batasan berulang tidak dapat dielakkan.

Pengenalan insulin: hanya suntikan pertama yang mengerikan, maka tabiatnya

Oleh kerana begitu banyak perhatian diberikan kepada hormon hipoglikemik yang dihasilkan oleh pankreas, ia akan berguna untuk memberi tumpuan ringkas kepada insulin, sebagai ubat yang ditetapkan untuk pelbagai keadaan patologi dan, pertama sekali, untuk diabetes mellitus.

Pengenalan insulin oleh pesakit itu sendiri telah menjadi perkara kebiasaan, walaupun anak-anak usia sekolah menanggulanginya, yang menghadiri doktor mengajar semua kerumitan (menggunakan alat untuk mentadbir insulin, ikut peraturan asepsis, menavigasi sifat-sifat ubat dan mengetahui kesan setiap jenis). Hampir semua pesakit diabetes jenis 1 dan pesakit diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin duduk di suntikan insulin. Di samping itu, beberapa keadaan kecemasan atau komplikasi diabetes, jika tiada kesan ubat lain, dihentikan oleh insulin. Walau bagaimanapun, dalam kes diabetes jenis 2, selepas penstabilan keadaan pesakit, hormon hipoglikemik dalam bentuk suntikan digantikan dengan cara lain di dalamnya, supaya tidak biola dengan jarum suntik, mengira dan bergantung kepada suntikan, yang agak sukar dilakukan sendiri tanpa kebiasaan. kemahiran manipulasi perubatan mudah.

Dadah yang terbaik dengan sekurang-kurangnya kesan sampingan dan tanpa contraindications yang serius yang diiktiraf penyelesaian insulin, yang berdasarkan bahan insulin manusia.

Dari segi strukturnya, hormon hipoglikemik kelenjar pankreas babi paling hampir menyerupai insulin manusia, dan dalam kebanyakan kes ia telah menyelamatkan manusia selama bertahun-tahun sebelum memperoleh (menggunakan kejuruteraan genetik) bentuk insulin separa sintetik atau rekombinan DNA. Untuk rawatan diabetes pada kanak-kanak, hanya insulin manusia yang digunakan sekarang.

Suntikan insulin direka untuk mengekalkan kepekatan glukosa normal dalam darah, untuk mengelakkan ekstrem: melompat (hyperglycemia) dan jatuh di bawah nilai yang boleh diterima (hypoglycemia).

Menetapkan jenis insulin, pengiraan dos mereka mengikut ciri-ciri tubuh, umur, komorbiditi menghasilkan hanya seorang doktor dengan cara yang ketat individu. Dia juga mengajar pesakit bagaimana untuk menyuntik insulin secara bebas tanpa memerlukan bantuan di luar, menamakan zon penghantaran insulin, memberi nasihat tentang pemakanan (pengambilan makanan sepatutnya konsisten dengan kemasukan hormon hipoglikemik ke dalam darah), gaya hidup, rutin harian, senaman. Pada umumnya, di pejabat endokrinologi, pesakit menerima semua pengetahuan yang diperlukan di mana kualiti hidupnya bergantung, pesakit sendiri hanya boleh menggunakannya dengan betul dan tegas mengikuti semua cadangan doktor.

Video: mengenai suntikan insulin

Jenis insulin

Pesakit yang menerima hormon hipoglikemik dalam bentuk suntikan perlu mengetahui jenis insulin yang pada masa hari (dan mengapa) mereka ditetapkan:

Ultrashort, tetapi insulin bertindak pendek (Humalog, Novorapid) - mereka muncul dalam darah dari beberapa saat hingga 15 minit, puncak tindakan mereka dicapai dalam satu setengah jam, tetapi selepas 4 jam badan pesakit sekali lagi tanpa insulin dan ini perlu diambil kira jika momen segera mahu makan.
Insulin bertindak pendek (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - kesannya berlaku dari setengah jam hingga 45 minit selepas suntikan dan berlangsung dari 6 hingga 8 jam, puncak tindakan hipoglikemik berada dalam selang antara 2 hingga 4 jam selepas pentadbiran.
Insulin terma sederhana (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - seseorang tidak boleh mengharapkan kesan cepat dari pentadbiran insulin jenis ini, ia berlaku selepas 1-3 jam, berada di puncak antara 6-8 jam dan berakhir selepas 10-14 jam ( dalam kes lain, sehingga 20 jam).
Insulin lama bertindak (sehingga 20 - 30 jam, kadangkala sehingga 36 jam). Wakil kumpulan: ubat yang unik yang tidak mempunyai puncak tindakan - Insulin Glargin, yang mana pesakit lebih dikenali dengan nama "Lantus".
Insulin lama bertindak (sehingga 42 jam). Sebagai wakil boleh dipanggil Insan Deglyudek ubat Denmark.

Insulin lama bertindak dan tahan lama diberikan 1 kali sehari, mereka tidak sesuai untuk keadaan kecemasan (sehingga mereka mencapai darah). Sudah tentu, dalam kes koma, mereka menggunakan insulin ultrashort-bertindak, yang dengan cepat memulihkan paras insulin dan glukosa, membawa mereka lebih dekat kepada nilai normal mereka.

Apabila menetapkan jenis insulin yang berlainan kepada pesakit, doktor mengira dos masing-masing, laluan pentadbiran (di bawah kulit atau ke dalam otot), menunjukkan kaedah pencampuran (jika perlu) dan waktu pentadbiran mengikut hidangan. Mungkin, pembaca telah sedar bahawa rawatan diabetes mellitus (insulin, khususnya) tidak akan bertolak ansur dengan sikap remeh terhadap diet. Makanan (asas) dan "makanan ringan" sangat berhubung rapat dengan tahap insulin pada waktu makan, jadi pesakit itu sendiri mesti dikawal ketat - kesihatannya bergantung kepadanya.

Insulin adalah hormon termuda.

Struktur

Insulin adalah protein yang terdiri daripada dua rantaian peptida A (21 asid amino) dan B (30 asid amino) yang dikaitkan dengan jambatan disulfide. Secara keseluruhannya, 51 asid amino terdapat dalam insulin manusia yang matang dan berat molekulnya adalah 5.7 kDa.

Sintesis

Insulin disintesis dalam sel-sel β-pankreas dalam bentuk preproinsulin, di end-N yang merupakan urutan isyarat terminal 23-amino, yang berfungsi sebagai konduktor untuk seluruh molekul ke rongga retikulum endoplasma. Di sini, urutan terminal segera dipadamkan dan proinsulin diangkut ke radas Golgi. Pada peringkat ini, rantaian A, rantai B dan C-peptida hadir dalam molekul proinsulin (menghubungkan adalah penyambung). Dalam alat Golgi, proinsulin dibungkus dalam butiran rahsia bersama dengan enzim yang diperlukan untuk "kematangan" hormon tersebut. Apabila granul dipindahkan ke membran plasma, jambatan disulfida terbentuk, pengikat C-peptida (31 asid amino) dipotong dan molekul insulin akhir terbentuk. Dalam granul siap, insulin berada dalam keadaan kristal dalam bentuk hexamer yang terbentuk dengan penyertaan dua ion Zn 2+.

Skim Synthesis Insulin

Peraturan sintesis dan rembesan

Rembesan insulin berlaku secara berterusan, dan kira-kira 50% daripada insulin yang dikeluarkan dari sel-sel β sama sekali tidak dikaitkan dengan pengambilan makanan atau pengaruh lain. Pada siang hari, pankreas mengeluarkan kira-kira 1/5 daripada rizab insulin di dalamnya.

Perangsang utama rembesan insulin adalah peningkatan dalam kepekatan glukosa dalam darah di atas 5.5 mmol / l, rembesan maksimum mencapai 17-28 mmol / l. Ciri khas rangsangan ini adalah peningkatan biphasic dalam rembesan insulin:

Fasa pertama berlangsung 5-10 minit dan kepekatan hormon boleh meningkat 10 kali ganda, setelah jumlahnya menurun,
Fasa kedua bermula kira-kira 15 minit selepas permulaan hyperglycemia dan berterusan sepanjang tempohnya, menyebabkan peningkatan tahap hormon sebanyak 15-25 kali.

Semakin lama kepekatan darah kekal, lebih banyak bilangan sel-sel β disambungkan kepada rembesan insulin.

Induksi sintesis insulin berlaku dari saat penembusan glukosa ke dalam sel ke terjemahan mRNA insulin. Ia dikawal oleh peningkatan dalam transkripsi gen insulin, peningkatan kestabilan mRNA insulin dan peningkatan terjemahan mRNA insulin.

Pengaktifan rembesan insulin

1. Selepas glukosa menembusi sel-sel β (melalui GluT-1 dan GluT-2), fosforilasi oleh hexokinase IV (glucokinase, mempunyai afinosa yang rendah untuk glukosa)

2. Selanjutnya, glukosa dioksidakan oleh aerobik, sementara kadar pengoksidaan glukosa linear bergantung kepada kuantiti,

3. Akibatnya, ATP terkumpul, jumlahnya juga bergantung kepada kepekatan glukosa dalam darah,

4. Pengumpulan ATP merangsang penutupan saluran K + ionik, yang menyebabkan depolarisasi membran,

5. Depolarization membran membawa kepada pembukaan saluran Ca 2+ berpotensi yang berpotensi dan kemasukan ion Ca 2+ ke dalam sel,

6. Enam Ca 2+ mengaktifkan phospholipase C dan mencetuskan mekanisme transduksi isyarat kalsium-phospholipid untuk membentuk DAG dan inositol-triphosphate (IF₃),

7. Penampilan IF₃ di sitosol membuka saluran Ca 2+ dalam retikulum endoplasma, yang mempercepatkan pengumpulan Ca 2+ ion dalam sitosol,

8. Peningkatan ketara dalam kepekatan ion Ca 2+ di dalam sel membawa kepada pemindahan granul penyembur ke membran plasma, gabungannya dengannya dan exocytosis kristal insulin matang ke luar,

9. Seterusnya, kerosakan kristal, pemisahan ion Zn2 + dan pembebasan molekul insulin aktif ke dalam aliran darah.

Skim peraturan intraselular sintesis insulin dengan penyertaan glukosa

Mekanisme utama yang dijelaskan dapat diselaraskan dalam satu arah atau yang lain di bawah pengaruh beberapa faktor lain, seperti asid amino, asid lemak, hormon gastrointestinal dan hormon lain, regulasi saraf.

Daripada asid amino, lisin dan arginin paling banyak menjejaskan rembesan hormon. Tetapi dengan sendirinya, mereka hampir tidak merangsang rembesan, kesannya bergantung kepada kehadiran hiperglikemia, iaitu. Asid amino hanya mempercepatkan tindakan glukosa.

Asid lemak bebas juga merupakan faktor yang merangsang rembesan insulin, tetapi juga hanya dengan kehadiran glukosa. Apabila hipoglikemia mereka mempunyai kesan yang bertentangan, menekan ungkapan gen insulin.

Ia adalah rembesan logik positif sensitiviti insulin kepada tindakan hormon saluran gastrousus - incretins (enteroglyukagona dan polipeptida yg melarang gastrik), cholecystokinin, secretin, gastrin, gastrik polipeptida yg melarang.

Meningkatkan rembesan insulin dengan pendedahan yang berpanjangan kepada hormon somatotropik, ACTH dan glucocorticoids, estrogen, progestin secara klinikal penting dan sedikit sebanyak berbahaya. Ini meningkatkan risiko pengurangan sel-sel β, penurunan sintesis insulin dan berlakunya diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin. Ini boleh diperhatikan apabila menggunakan hormon ini dalam terapi atau dalam patologi yang berkaitan dengan hiperfaks mereka.

Peraturan syaraf sel β pankreas termasuk peraturan adrenergik dan cholinergik. Apa-apa tekanan (emosi dan / atau penuaan fizikal, hipoksia, hipotermia, kecederaan, luka bakar) meningkatkan aktiviti sistem saraf simpatetik dan menghalang rembesan insulin kerana pengaktifan α₂-adrenoreceptors. Sebaliknya, rangsangan β₂-adrenoreceptor membawa kepada peningkatan rembesan.

Rembesan insulin juga dikawal oleh n.vagus, yang pada gilirannya dikawal oleh hipotalamus, yang sensitif terhadap kepekatan glukosa darah.

Sasaran

Organ sasaran insulin termasuk semua tisu yang mempunyai reseptor untuknya. Reseptor insulin terdapat di hampir semua sel kecuali sel saraf, tetapi dalam kuantiti yang berbeza. Sel-sel saraf tidak mempunyai reseptor insulin, kerana ia hanya tidak menembusi halangan darah-otak.

Reseptor insulin adalah glikoprotein yang dibina dari dua dimer, masing-masing terdiri daripada α- dan β-subunit, (αβ)₂. Kedua-dua subunit dikodkan oleh satu gen kromosom 19 dan dibentuk sebagai hasil daripada proteolisis separa pendahulunya. Separuh hayat reseptor adalah 7-12 jam.

Apabila insulin mengikat kepada reseptor, pengubahan reseptor berubah dan mereka saling mengikat, membentuk mikrogregat.

Pengikatan insulin kepada reseptor ini memulakan litar enzimatik tindak balas fosforilasi. Pertama sekali, sisa tyrosin autofosforilasi pada domain intraselular reseptor itu sendiri. Ini mengaktifkan reseptor dan membawa kepada fosforilasi sisa serina pada protein tertentu yang dipanggil substrat reseptor insulin (SIR, atau lebih kerap IRS dari substrat reseptor insulin bahasa Inggeris). Terdapat empat jenis IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Juga substrat reseptor insulin termasuk protein Grb-1 dan Shc, yang berbeza daripada urutan asid amino IRS.

Dua mekanisme untuk menyedari kesan insulin

Peristiwa selanjutnya dibahagikan kepada dua bahagian:

1. Proses yang berkaitan dengan pengaktifan fosfoinositol-3-kinase - terutamanya mengawal tindak balas metabolik metabolisme protein, karbohidrat dan lipid (kesan cepat dari insulin). Ini juga termasuk proses-proses yang mengawal aktiviti pengangkut glukosa dan penyerapan glukosa.

2. Reaksi yang berkaitan dengan aktiviti enzim MAP kinase - secara amnya, mereka mengawal aktiviti kromatin (kesan perlahan dan perlahan insulin).

Walau bagaimanapun, subbahagian itu bersyarat, kerana terdapat enzim dalam sel yang sensitif terhadap pengaktifan kedua-dua jalan lata.

Reaksi yang berkaitan dengan aktiviti fosfatidylinositol-3-kinase

Selepas pengaktifan, protein IRS dan sejumlah protein tambahan menyumbang kepada penetapan enzim heterodimer phosphoinositol-3-kinase yang mengandungi p85 peraturan (nama berasal dari protein MM 85 kDa) dan subunit p110 pemangkin pada membran. Phosphorylates ini kinase membran fosfatidil inositol fosfat pada kedudukan ke-3 untuk phosphatidyl inositol-3,4-diphosphate (PIP₂) dan sebelum phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate (PIP₃). Dianggap sebagai pip₃ boleh bertindak sebagai jangkar membran untuk unsur-unsur lain di bawah tindakan insulin.

Kesan fosfatidylinositol-3-kinase pada phosphatidylinositol-4,5-diphosphate

Selepas pembentukan phospholipid ini diaktifkan protein kinase PDK1 (3-phosphoinositide protein bergantung kinase-1), yang bersama-sama dengan kinase DNA-protein (DNA-PK, Engl. DNA yang bergantung kepada protein kinase, DNA-PK) dua kali phosphorylates protein kinase B (juga sering dipanggil AKT1, Bahasa Inggeris RAC-alpha serine / threonine-protein kinase), yang dilampirkan pada membran melalui PIP₃.

Fosforilasi mengaktifkan protein kinase B (AKT1), ia meninggalkan membran dan bergerak ke dalam sitoplasma dan nukleus sel, di mana ia memfosforasikan banyak protein sasaran (lebih daripada 100 keping), yang memberikan tindak balas selular lebih lanjut:

Mekanisme phosphoinositol 3-kinase tindakan insulin

khususnya, ia adalah tindakan protein kinase B (AKT1) yang membawa kepada pergerakan pengangkut glukosa GluT-4 ke membran sel dan penyerapan glukosa oleh myosit dan adiposit.
juga, sebagai contoh, phosphorylates protein kinase B (AKT1) yang aktif dan mengaktifkan fosfodiesterase (PDE), yang menghidrolisis cAMP ke AMP, dengan keputusan bahawa kepekatan cAMP di sel target menurun. Sejak penyertaan kem diaktifkan protein kinase A, yang merangsang TAG-lipase dan glikogen phosphorylase, menyebabkan tindakan insulin dalam adipocytes ditindas lipolisis dalam hati dan - berhenti glycogenolysis.

Reaksi Pengaktifan Phosphodiesterase

Satu lagi contoh adalah tindakan protein kinase B (AKT) pada kinase glikogen sintase. Fosforilasi kinase ini tidak aktif. Akibatnya, ia tidak dapat bertindak pada sintetik glikogen, untuk mengepositkan dan menyahaktifkannya. Oleh itu, kesan insulin menyebabkan pengekalan sintesis glikogen dalam bentuk aktif dan sintesis glikogen.

Reaksi yang berkaitan dengan pengaktifan laluan kinase MAP

Pada permulaan laluan ini, satu lagi substrat reseptor insulin dimulakan - protein Shc (Src (domain homologi 2 yang mengandungi protein berubah 1)), yang mengikat reseptor insulin diaktifkan (autofosforikasikan). Seterusnya, protein Shc berinteraksi dengan protein Grb (protein terikat reseptor faktor pertumbuhan) dan memaksanya untuk menyertai reseptor.

Juga dalam membran sentiasa hadir protein Ras, yang dalam keadaan tenang yang berkaitan dengan KDNK. Dekat protein Ras terdapat protein "tambahan" - GEF (faktor penukaran GTF) dan SOS (anak lelaki tanpa tujuh) dan protein GAP (faktor pengaktifan GTPase).

Pembentukan kompleks protein Shc-Grb mengaktifkan kumpulan GEF-SOS-GAP dan membawa kepada penggantian GDP oleh GTP dalam protein Ras, yang menyebabkan pengaktifannya (kompleks Ras-GTP) dan penghantaran isyarat kepada kinase protein Raf-1.

Apabila mengaktifkan kinase protein Raf-1, ia melekat pada membran plasma, memfosikan kinase tambahan pada tyrosine, serine, dan sisa threonine, dan juga berinteraksi serentak dengan reseptor insulin.

Seterusnya, diaktifkan Raf-1 phosphorylates (mengaktifkan) MAPK-K - kinase MAPK protein (mitogen-diaktifkan English protein kinase, kerana ia dipanggil MEK, Engl MAPK / ERK kinase..), Yang seterusnya phosphorylates enzim Lihat Mark (MAP-kinase, atau ERK, kinase yang terkawal isyarat extraselular bahasa Inggeris).

1. Selepas mengaktifkan MAP-kinase, secara langsung atau melalui kinase tambahan, phosphorylates protein sitoplasma, mengubah aktiviti mereka, sebagai contoh:

pengaktifan fosfolipase A2 membawa kepada penyingkiran asid arakidonik dari fosfolipid, yang kemudian ditukar menjadi eikosanoid,
pengaktifan kinase ribosomal memicu terjemahan protein,
Pengaktifan phosphatases protein membawa kepada dephosphorylation banyak enzim.

2. Kesan yang sangat besar ialah pemindahan isyarat insulin ke nukleus. MAP kinase secara bebas phosphorylates dan dengan itu mengaktifkan beberapa faktor transkripsi, memastikan bacaan gen tertentu penting untuk pembahagian, pembezaan, dan tindak balas selular yang lain.

Jalur yang bergantung kepada MAP untuk kesan insulin

Salah satu protein yang dikaitkan dengan mekanisme ini ialah faktor transkripsi CREB (maklum balas unsur CAMP tindak balas bahasa Inggeris). Dalam keadaan yang tidak aktif, faktor itu dikurangkan dan tidak menjejaskan transkripsi. Di bawah tindakan menghidupkan isyarat, faktor itu mengikat rangkaian tertentu CRE-DNA (unsur-unsur tindak balas CAMP), memperkuat atau melemahkan bacaan maklumat dari DNA dan pelaksanaannya. Selain laluan MAP-kinase, faktor sensitif terhadap jalur isyarat yang berkaitan dengan protein kinase A dan calcium-calmodulin.

Kelajuan kesan insulin

Kesan biologi insulin dibahagikan dengan kadar perkembangan:

Kesan yang sangat pantas (saat)

Kesan ini dikaitkan dengan perubahan dalam pengangkutan transmembran:

1. Pengaktifan Na + / K + -ATPases, yang menyebabkan pelepasan ion Na + dan kemasukan ion K + ke dalam sel, yang mengakibatkan hyperpolarisasi membran sel sensitif insulin (kecuali hepatosit).

2. Pengaktifan penukar Na + / H + pada membran sitoplasma dari banyak sel dan keluar dari sel ion H + sebagai pertukaran untuk ion Na +. Kesan ini penting dalam patogenesis hipertensi dalam diabetes mellitus jenis 2.

3. Penghambatan membran Ca 2+ -ATPases menyebabkan kelambatan ion Ca 2+ dalam sitosol sel.

4. Keluar dari membran myocytes dan adipocy pengangkut glukosa GluT-4 dan peningkatan 20-50 kali jumlah pengangkutan glukosa ke dalam sel.

Kesan cepat (minit)

Kesan yang cepat adalah perubahan dalam kadar fosforilasi dan dephosphorylation enzim metabolik dan protein pengawalseliaan. Akibatnya, aktiviti meningkat.

glikogen sintetik (penyimpanan glikogen)
glucokinase, phosphofructokinase dan pyruvate kinase (glikolisis)
pyruvate dehydrogenase (mendapatkan asetil-SkoA)
HMG-Scoa reductase (sintesis kolesterol),
asetil-SCA-karboksilase (sintesis asid lemak),
glukosa-6-fosfat dehidrogenase (laluan pentos fosfat),
fosfodiesterase (pemberhentian kesan menggerakkan hormon adrenalin, glukagon, dan sebagainya).

Kesan perlahan (minit ke jam)

Kesan perlahan ialah perubahan dalam kadar transkripsi gen protein yang bertanggungjawab untuk metabolisme, pertumbuhan dan pembahagian sel, contohnya:

1. Induksi sintesis enzim

glucokinase dan pyruvate kinase (glikolisis),
Lyase ATP-sitrat, asetil-SCA-karboksilase, sintetik asid lemak, cytosolic malate dehydrogenase (sintesis asid lemak),
glukosa-6-fosfat dehidrogenase (laluan pentos fosfat),

2. Penindasan sintesis mRNA, sebagai contoh, untuk PEP carboxykinase (gluconeogenesis).

3. Meningkatkan fosforilasi serum protein ribosom S6, yang menyokong proses terjemahan.

Kesan yang sangat perlahan (jam sehari)

Kesan yang sangat lambat menyedari mitogenesis dan pembiakan sel. Sebagai contoh, kesan ini termasuk

1. Meningkatkan hati sintesis somatomedin, bergantung kepada hormon pertumbuhan.

2. Meningkatkan pertumbuhan sel dan proliferasi dalam sinergi dengan somatomedin.

3. Peralihan sel dari fasa G1 ke fasa S kitaran sel.

Patologi

Hypofunction

Diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin dan bukan insulin. Untuk mendiagnosis patologi ini di klinik secara aktif menggunakan ujian tekanan dan penentuan kepekatan insulin dan C-peptida.