Insulin

Hipoglikemija

INSULIN (iz lat. Insula - otok), hormon, ki se proizvaja v celicah b pankreasa bisernih otokov Langerhansa. Molekula humanega insulina (mol. M. 5807) je sestavljena iz dveh peptidnih verig (A in B), ki sta povezani z dvema disulfidnima mostičema; tretji disulfidni most se nahaja v verigi A (glej formulo črk; glej oznako v členih Aminokisline).

In nsulin najdemo v vseh vretenčarjih. Pri velikih sesalcih se molekule insulina v aminokislinski sestavi razlikujejo le na položajih 8, 9 in 10 verige A in na položaju 30 verige B (glej tabelo). Pri ribah, pticah in glodalcih so pomembne razlike v strukturi insulina.

Insulin je stabilen v okolju.

INSULIN (latinski otok insula, otoček) - hormon trebušne slinavke; spada v skupino protein-peptidnih hormonov.

Leta 1900 je L.V. Sobolev dokazal, da so Langerhansovi otočki pankreasa (glej) mesto nastanka snovi, ki uravnava presnovo ogljikovih hidratov v telesu. Leta 1921 sta F. Banting in Best (S.N. Best) dobila ekstrakt insulina iz tkiva pankreasa. Leta 1925 je bila I. dobljena v kristalni obliki. Leta 1955 je F. Sanger preučil zaporedje aminokislin in določil strukturo I. goveda in prašičev.

Relativna molekulska masa P. monomera je pribl. 6000. Molekula I. vsebuje 51 aminokislin in je sestavljena iz dveh verig; veriga z N-terminalnim glicinom se imenuje A-veriga in je sestavljena iz 21 aminokislin, druga - B-veriga - je sestavljena iz 30 aminokislin. In - in B-verige so povezane z disulfidno vezjo, celovitost reza ima pomembno vlogo pri ohranjanju biol, aktivnosti molekule I. (glej spodnjo formulo).

Najbližja aminokislinska sestava I. človeškim I. prašičem je, da se molekula do-rogo razlikuje samo z eno aminokislino v B-verigi (namesto treonina na 30. mestu je alanin).

Vsebina

Biosinteza insulina, uravnavanje izločanja insulina

I. se sintetizira v bazofilnih insulocitih (beta celicah) Langerhansovih otočkov pankreasa iz njegovega predhodnika, proinzulina. Prvič je proinzulin odkril D. F. Steiner v poznih 60. letih. Proinzulin - enoverižni polipeptid z relativnim mol. tehta pribl. 10 000, vsebuje več kot 80 aminokislin. Proinzulin je molekula P., kot da je zaprta s peptidom, ki se imenuje vezni ali C-peptid; ta peptid naredi molekulo I. biološko neaktivno. Po imunolih so lastnosti proinzulina blizu I. Proinzulin se sintetizira na insulocitnih ribosomih, nato pa se vzdolž splakovalnikov citoplazmatskega retikuluma molekula proinzulina premakne v lamelarni kompleks (kompleks Golgi), iz katerega se ločijo novo nastale sekrecijske granule, ki vsebujejo proinzulin. V sekrecijskih granulah pod delovanjem encimov se C-peptid loči od proinzulina in nastane I. Proces encimske transformacije proinzulina poteka v. v več fazah, zaradi česar nastane insulin, vmesne oblike pro-inzulina in C-peptida. Vse te snovi imajo drugačno biol in imunsko aktivnost in lahko sodelujejo pri regulaciji različnih vrst metabolizma. Kršitev procesov pretvorbe proinzulina v I. vodi do spremembe razmerja med temi snovmi, pojavom nenormalnih oblik I. In kot rezultat tega, premik v regulaciji metabolizma.

Vnos hormonov v kri regulira več mehanizmov, od katerih je eden za I. (sprožilni signal) zvišanje glukoze v krvi (glej Hiperglikemija); pomembna vloga pri regulaciji prejemanja je I. pripada mikroelementom, odhajali so se hormoni. (predvsem sekretin), aminokisline in tudi c. n c. (glejte Hormoni).

Transformacija insulina v telo

Pri vstopu v krvni obtok del I. tvori komplekse s plazemskimi beljakovinami - ti. vezanega insulina, drugi del pa ostane v obliki prostega insulina. L. K. Staroseltseva in sotr. (1972) ugotovili, da obstajata dve obliki povezanega I.: ena oblika - kompleks I. s transferinom, drugi - kompleks I. z eno od komponent serumskega alfa globulina. Prosti in vezani I. se med seboj razlikujeta v biol., Imunski in fizični. lastnosti, kakor tudi učinek na maščobno in mišično tkivo, ki so tarčni organi in se imenujejo občutljivi na insulin in tkiva. Prosta I. reagira s protitelesi proti kristalinični P., stimulira absorpcijo glukoze v mišicah in, do neke mere, maščobnem tkivu. Povezana I. ne reagira s protitelesi na kristalinično P., stimulira privzem glukoze v maščobnem tkivu in praktično nima vpliva na ta proces v mišičnem tkivu. Povezana I. se od prostega metabolizma razlikuje po svojem obnašanju v elektroforetskem polju, med gelno filtracijo in dializo.

Med ekstrakcijo krvnega seruma s etanolom klorovodikove kisline je bila pridobljena snov, glede na biol, učinki, podobni I. Vendar pa ta snov ni reagirala s pridobljenimi protitelesi na kristalinično P. in se je zato imenovala "nenadzorovana insulinu podobna aktivnost plazme" ali "insulinu podobna snov". Študija aktivnosti, podobne insulinu, je zelo pomembna; Mnogi avtorji menijo, da "nespodložena insulinu podobna plazemska aktivnost" velja za eno od oblik. Zahvaljujoč procesom vezave I. na serumske beljakovine je zagotovljena njegova dostava v tkiva. Poleg tega je povezana I. oblika shranjevanja hormona v krvi in ustvarja rezerve aktivne I. v krvnem obtoku. Določeno razmerje prostih in povezanih I. zagotavlja normalno delovanje telesa.

Število I., ki kroži v krvnem obtoku, je določeno ne le s hitrostjo izločanja, temveč tudi s hitrostjo njegove presnove v perifernih tkivih in organih. Najbolj aktivni procesi presnove I. potekajo v jetrih. Obstaja več predpostavk o mehanizmu teh procesov v jetrih; Ugotovljeno je, da obstajata dve stopnji - obnova disulfidnih mostov v molekuli insulina in proteoliza z nastajanjem biološko neaktivnih peptidnih fragmentov in aminokislin. V metabolizmu I. sodeluje več encimskih sistemov, ki inducirajo insulin in razgradijo insulin. Ti vključujejo encimski sistem, ki inducira insulin [proteinski disulfid reduktaza (glutation)] in encimski sistem, ki razgrajuje insulin, ki je predstavljen s tremi vrstami proteolitičnih encimov. Kot posledica delovanja proteinske disulfidne reduktaze se obnovijo S-S mostovi, čemur sledi tvorba A in B verig I. sledi njihova proteoliza na posamezne peptide in aminokisline. Poleg jeter se presnova I. pojavlja v mišičnih in maščobnih tkivih, ledvicah, posteljici. Hitrost presnovnih procesov lahko služi kot nadzor nad nivojem aktivne I. in igra veliko vlogo v patogenezi diabetesa mellitusa. Obdobje biol, polovični razpad I. osebe - pribl. 30 min

Biološki učinek insulina

I. je univerzalni anabolni hormon. Eden od najbolj izrazitih učinkov I. - njegov hipoglikemični učinek. I. vpliva na vse vrste presnove: spodbuja transport snovi skozi celično membrano, spodbuja uporabo glukoze in tvorbo glikogena, zavira glukoneogenezo (glejte Glikolizo), zavira lipolizo in aktivira lipogenezo (glej Fat metabolism), poveča intenzivnost sinteze beljakovin. I. Zagotavljanje normalne oksidacije glukoze v Krebsovem ciklu (pljuča, mišice, ledvice, jetra), spodbuja nastajanje visokoenergijskih spojin (zlasti ATP) in vzdrževanje energetske bilance celic. In to je potrebno za rast in razvoj organizma (deluje v sinergiji s somatotropnim hormonom hipofize).

Vsi biol, učinki I. so neodvisni in neodvisni drug od drugega, vendar v fiziol, pogojih končni učinek I. sestoji iz neposredne stimulacije biosintetičnih procesov in hkratne oskrbe celic z "gradbenim" materialom (npr. Aminokisline) in energijo (glukozo). Različni učinki I. se realizirajo z interakcijo z receptorji celične membrane in prenosom signala (informacije) v celico v ustrezne encimske sisteme.

Fiziol, antagonist I. pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov in zagotavljanju ravni glukoze v krvi, ki je optimalna za vitalno aktivnost telesa, je glukagon (glej), pa tudi nekateri drugi hormoni (ščitnica, nadledvične žleze, rastni hormon).

Kršitve pri sintezi in izločanju insulina so lahko drugačne narave in imajo drugačen izvor. Torej, nezadostnost izločanja In vodi v hiperglikemijo in razvoj sladkorne bolezni (glej Diabetes mellitus, etiologija in patogeneza). Prekomerno tvorbo I. opazimo, na primer s hormonsko aktivnim tumorjem, ki izhaja iz beta celic pankreasnih otočkov (glejte Insuloma), in ga klinično izrazimo s simptomi hiperinzulinizma (glej).

Metode določanja insulina

Metode za določanje insulina lahko pogojno razdelimo na biološke in radioimune. Biol, metode temeljijo na stimulaciji absorpcije glukoze s strani inzulinom občutljivih tkiv pod vplivom I. Za biol, metoda uporablja diafragmatsko mišico in epididimalno maščobno tkivo, pridobljeno iz čistih linij podgan. V inkubator se postavi kristalinični testiran človeški serum I. ali preskus človeškega seruma in pripravki diafragmalne mišice ali maščobnega tkiva epididimata (boljše izolirane maščobne celice, izpeljane iz epididimskega maščobnega tkiva) v pufru p-re, ki vsebuje določeno koncentracijo glukoze. Glede na stopnjo privzema glukoze v tkivu in s tem izgubo iz inkubiranega medija, se vsebnost I. v krvi izračuna z uporabo standardne krivulje.

Prosta oblika I. poveča absorpcijo glukoze v glavnem na diafragmalni mišici, z rezom, povezana oblika I. praktično ne reagira, zato lahko z uporabo diafragmatske metode določimo količino proste I. Absorpcija glukoze v adipoznem tkivu epididimusa je v glavnem stimulirana s povezano obliko I. Toda s prostim maščobnim tkivom se lahko delno odzove tudi prosti I, tako da lahko podatke, pridobljene med inkubacijo z maščobnim tkivom, imenujemo popolna aktivnost insulina. Fiziol, ravni prostih in vezanih I. nihajo v zelo širokih mejah, kar je očitno povezano s posamezno vrsto hormonske regulacije presnovnih procesov, povprečno pa lahko znaša v povprečju 150–200 μl / ml prostega I. in 250–400 µed / ml. povezana I.

Radioimunska metoda za določanje I. temelji na konkurenci označenega in neoznačenega I. v reakciji s protitelesom na I. v analiziranem vzorcu. Količina radioaktivnega I., povezanega s protitelesi, bo obratno sorazmerna koncentraciji I. v analiziranem vzorcu. Najuspešnejša varianta radio-imunske metode se je izkazala kot metoda dvojnega protitelesa, ki jo lahko pogojno (shematsko) predstavimo na naslednji način. Protitelesa proti I. dobimo na morskih prašičkih (tako imenovana protitelesa prvega reda) in jih povežemo z oznako I. (1251). Nastali kompleks se rekombinira s protitelesi drugega reda (pridobljenimi iz zajcev). To zagotavlja stabilnost kompleksa in možnost reakcije substitucije z oznako I. na neoznačeno. Kot rezultat te reakcije se neoznačeni I. veže na protitelesa in označuje I. prehaja v prosto rr.

Številne spremembe te metode temeljijo na stopnji ločevanja označenega I. iz kompleksa z neoznačenim I. Metoda dvojnih protiteles je osnova za pripravo pripravljenih kompletov za radioimunsko metodo za določanje I. (podjetja iz Anglije in Francije).

Pripravki insulina

Za med. I. tarče so pridobljene iz trebušne slinavke goveda, prašičev in kitov. Dejavnost I. določi biol, z (na sposobnost znižanja vsebnosti sladkorja v krvi pri zdravih kuncih). Na enoto delovanja (ED) ali mednarodno enoto (IE) je treba uporabiti 0,04082 mg kristaliničnega insulina (standard). I. se enostavno kombinira z dvovalentnimi kovinami, zlasti s cinkom, kobaltom, kadmijem, in lahko tvori komplekse s polipeptidi, zlasti s protaminom. Ta lastnost je bila uporabljena za ustvarjanje zdravil I. podaljšano delovanje.

Glede na trajanje delovanja obstajajo tri vrste zdravil I. Kratkodelujoče zdravilo (približno 6 ur) je domači inzulin (I. govedo in prašiči). Zdravilo povprečnega trajanja delovanja (10–12 ur) je suspenzija amorfnega cinkovega insulina - domači pripravek podoben tistemu pri sedmodelnem pripravku. Med zdravili z dolgotrajnim delovanjem so protamin cink-inzulin za injekcije (16-20 ur delovanja), suspenzija insulin-protamin (18-24 ur), suspenzija cinkovega inzulina (do 24 ur), kristalna suspenzija cinkovega insulina ( do 30-36 ur delovanja).

Farmakol, značilnost najbolj uporabljenih zdravil I. in oblike njihovega sproščanja - glej Hormonske pripravke, tabela.

Indikacije in kontraindikacije

I. je posebno antidiabetično sredstvo in se uporablja predvsem pri sladkorni bolezni; Absolutna indikacija je prisotnost ketoacidoze in diabetične kome. Izbira zdravila in njegov odmerek sta odvisna od oblike in resnosti bolezni, starosti in splošnega stanja bolnika. Izbira odmerkov in zdravljenje I. poteka pod nadzorom krvnega sladkorja in urina ter spremljanje stanja bolnika. Preveliko odmerjanje I. ogroža močan padec krvnega sladkorja, hipoglikemična koma. Posebne indikacije za uporabo nekaterih zdravil I. pri sladkorni bolezni pri odraslih in otrocih - glejte diabetes mellitus, zdravljenje.

I. Zdravila se uporabljajo za zdravljenje nekaterih duševnih bolezni. V ZSSR so zdravljenje shizofrenije z insulinom leta 1936 uporabljali A. S. Kronfeld in E. Ya Sternberg. S prihodom nevroleptikov je zdravljenje I. postalo metoda izbire - glej Shizofrenija.

V majhnih odmerkih je I. včasih predpisana za splošno izčrpanost, furunkulozo, nosečnost, bruhanje, hepatitis itd.

Vsa zdravila I. podaljšano delovanje injicirajo samo pod kožo (ali intramuskularno). Intravensko (npr. Pri diabetični komi) lahko vbrizgamo samo raztopino kristaliničnega insulina za injiciranje. V isti brizgi z inzulinom p-rum za injiciranje ni mogoče vnesti suspenzij cinkovega inzulina (in drugih zdravil I. podaljšanega delovanja); po potrebi injicirajte raztopino insulina za injiciranje z ločeno brizgo.

Kontraindikacija - alergija na And; relativne kontraindikacije - bolezni, ki se pojavljajo s hipoglikemijo. Paziti je treba pri zdravljenju bolnikov, pri katerih imajo I. koronarno insuficienco in motnje možganske cirkulacije.

Bibliografija: Biokemija hormonov in hormonska regulacija, ed. N. A. Yudaeva, str. 93, M., 1976; Newholme EI Start K. Regulacija presnove, trans. iz angleščine, z. 387 et al., M., 1977; Problemi medicinske encimologije, ur. G. R. Mardashev, str. 40, M., 1970, bibliogr. Priročnik za klinično endokrinologijo, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, str. 130, M., 1974; Staroseltseva LK Različne oblike insulina v telesu in njihov biološki pomen v knjigi: Sovr. vopr, endokrini., pod uredništvom H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biokemija hormonske regulacije metabolizma, Vestn. Akademija znanosti ZSSR, JVa 11, str. 29, 1974; Banting F. G., a. V e s t C. H. Notranja sekrecija trebušne slinavke, J. Lab. klinika. Med., V. 7, str. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - motnja prenosa celičnih informacij, Horm. metaboi. Res., V. 4, str. 246, 1970, bibliogr. Insulin, ed. R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinzulin in biosinteza insulina, Recent Progr. Hormone Res., V. 25, str. 207, 1969, bibliogr.

Insulin: kakšen hormon, raven krvi, raven sladkorne bolezni in druge bolezni, uvod

Kaj je ta snov - insulin, ki je tako pogosto napisana in izgovorjena v povezavi s trenutno sladkorno boleznijo? Zakaj v nekem trenutku preneha biti proizveden v potrebnih količinah ali pa je sintetiziran v presežku?

Insulin je biološko aktivna snov (BAS), beljakovinski hormon, ki nadzira raven glukoze v krvi. Ta hormon se sintetizira z beta celicami, ki pripadajo otočku (otoki Langerhansovega) trebušne slinavke, kar pojasnjuje tveganje za razvoj sladkorne bolezni ob kršenju njenih funkcionalnih sposobnosti. Poleg insulina se v trebušni slinavki sintetizirajo tudi drugi hormoni, zlasti hiperglikemični faktor (glukagon), ki ga proizvedejo celice alfa na otočku in so prav tako vključeni v vzdrževanje konstantne koncentracije glukoze v telesu.

Kazalci norme insulina v krvi (plazma, serum) odrasle osebe so v razponu od 3 do 30 μE / ml (ali do 240 pmol / l).

Pri otrocih, mlajših od 12 let, kazalniki ne smejo presegati 10 μU / ml (ali 69 pmol / l).

Čeprav bo nekdo bralnik dosegel normo do 20 ICED / ml, nekje do 25 ICED / ml - se lahko stopnja v različnih laboratorijih rahlo razlikuje, zato je treba vedno dati krv za analizo in se osredotočiti na točne podatke (referenčne vrednosti) tega laboratorija, ki proizvaja raziskave, in ne vrednosti, ki so podane v različnih virih.

Zvišan insulin lahko pomeni patologijo, na primer razvoj tumorja trebušne slinavke (insulinom) in fiziološko stanje (nosečnost).

Zmanjšanje ravni insulina lahko kaže na razvoj sladkorne bolezni ali samo na fizično utrujenost.

Glavna vloga hormona je hipoglikemična.

Delovanje insulina v človeškem telesu (in ne le v človeškem telesu, v zvezi s tem so vsi sesalci podobni) je v njegovem sodelovanju pri procesih izmenjave:

Ta hormon omogoča sladkorju, pridobljenemu s prehrano, da prosto vstopi v celice mišičnega in maščobnega tkiva, kar poveča prepustnost njihovih membran:
To je povzročitelj nastajanja glukoze iz glukoze v jetrih in mišičnih celicah:
Insulin prispeva k kopičenju beljakovin, povečuje njihovo sintezo in preprečuje razpadanje ter maščobne izdelke (pomaga maščobnemu tkivu pridobiti glukozo in jo pretvoriti v maščobo) (od kod prihaja presežek maščobnih rezerv in zakaj pretirana ljubezen do ogljikovih hidratov vodi do debelosti);
S povečanjem aktivnosti encimov, ki povečujejo razgradnjo glukoze (anabolični učinek), ta hormon moti delovanje drugih encimov, ki si prizadevajo razgraditi maščobe in glikogen (anti-katabolni učinek insulina).

Insulin je povsod, sodeluje pri vseh presnovnih procesih, ki se pojavljajo v človeškem telesu, vendar je glavni namen te snovi zagotoviti presnovo ogljikovih hidratov, saj je to edini hipoglikemični hormon, medtem ko njegovi »nasprotniki«, hiperglikemični hormoni, poskušajo povečati vsebnost sladkorja. krvi (adrenalin, rastni hormon, glukagon).

Prvič, mehanizem tvorbe insulina s strani β-celic Langerhansovih otočkov sproži povečano koncentracijo ogljikovih hidratov v krvi, toda pred tem se začne proizvajati hormon takoj, ko oseba žvečiti košček nečesa užitnega, ga pogoltne in ga odda v želodec (in ni potrebno hrana je bila ogljikohidrat). Tako hrana (katera koli) povzroči zvišanje ravni insulina v krvi, lakota brez hrane pa nasprotno zmanjša njeno vsebino.

Poleg tega tvorbo insulina spodbujajo drugi hormoni, povišane koncentracije nekaterih elementov v sledovih v krvi, kot so kalij in kalcij, ter povečana količina maščobnih kislin. Insulinske izdelke najbolj deprimira rastni hormon rastnega hormona (rastni hormon). Drugi hormoni, tudi do neke mere, zmanjšajo proizvodnjo insulina, na primer somatostatin, ki ga sintetizirajo delta celice aparata za pankreasne otočke, vendar njegovo delovanje nima somatotropina.

Očitno je, da je nihanje ravni insulina v krvi odvisno od sprememb v vsebnosti glukoze v telesu, zato je jasno, zakaj istočasno raziskovanje insulina z laboratorijskimi metodami določa količino glukoze (krvni test za sladkor).

Video: insulin in njegove funkcije - medicinska animacija

Bolezni insulina in sladkorja obeh vrst

Najpogosteje se izločanje in funkcionalna aktivnost opisanih hormonov spreminja pri sladkorni bolezni tipa 2 (sladkorna bolezen, ki ni odvisna od insulina - NIDDM), ki se pogosto oblikuje pri prekomerno telesno težo pri starejših in starejših osebah. Bolniki se pogosto sprašujejo, zakaj je prekomerna teža dejavnik tveganja za sladkorno bolezen. In to se zgodi takole: kopičenje maščobnih rezerv v presežnih količinah spremlja povečanje lipoproteinov v krvi, kar posledično zmanjša število receptorjev za hormon in spremeni afiniteto do njega. Posledica takšnih motenj je zmanjšanje proizvodnje insulina in posledično zmanjšanje njegove ravni v krvi, kar vodi do povečanja koncentracije glukoze, ki zaradi pomanjkanja insulina ni mogoče pravočasno uporabiti.

Mimogrede, nekateri ljudje, ki so se naučili rezultatov svojih analiz (hiperglikemija, motnje lipidnega spektra) in so zaradi te priložnosti razburjeni, so začeli aktivno iskati načine za preprečevanje grozne bolezni - takoj se »usede« na dieto, ki zmanjšuje telesno težo. In delajo pravo stvar! Tovrstne izkušnje so lahko zelo koristne za vse bolnike, ki so izpostavljeni tveganju za sladkorno bolezen: pravočasno sprejeti ukrepi omogočajo nedoločen čas za odložitev razvoja same bolezni in njenih posledic, pa tudi odvisnost od zdravil, ki znižujejo sladkor v serumu (plazmi) krvi.

Nekoliko drugačno sliko so opazili pri diabetes mellitusu tipa 1, ki se imenuje insulin-odvisna (IDDM). V tem primeru je glukoza več kot dovolj okrog celic, preprosto se kopajo v okolju sladkorja, vendar zaradi absolutnega pomanjkanja prevodnika ne morejo asimilirati pomembnega energetskega materiala - inzulina ni. Celice ne morejo sprejeti glukoze in zaradi podobnih okoliščin se v telesu začnejo pojavljati motnje drugih procesov:

Rezervna maščoba, ki ne izgori v Krebsovem ciklu, se pošlje v jetra in sodeluje pri nastajanju ketonskih teles;
Znatno povečanje krvnega sladkorja vodi v neverjetno žejo, velika količina glukoze se začne izločati z urinom;
Presnova ogljikovih hidratov se pošilja po alternativni poti (sorbitol), ki tvori presežek sorbitola, ki se začne odlagati na različnih mestih in tvori patološka stanja: katarakta (v očesni leči), polineuritis (v živčnih vodnikih), aterosklerotični proces (v žilni steni).

Telo, ki poskuša nadomestiti te motnje, spodbuja razgradnjo maščob, zaradi česar se v krvi poveča vsebnost trigliceridov, zmanjša pa se raven uporabne frakcije holesterola. Atherogena disproteinemija zmanjšuje obrambo telesa, kar se kaže v spremembi drugih laboratorijskih parametrov (povečanje fruktozamina in glikoziliranega hemoglobina, motnja sestave elektrolitov v krvi). V tem stanju absolutnega pomanjkanja insulina, bolniki oslabijo, nenehno želijo piti, proizvajajo veliko količino urina.

Pri sladkorni bolezni pomanjkanje insulina končno vpliva na skoraj vse organe in sisteme, kar pomeni, da njegova pomanjkljivost prispeva k razvoju številnih drugih simptomov, ki bogatijo klinično sliko "sladke" bolezni.

Kaj "povej" ekscesov in slabosti

V primeru nekaterih patoloških stanj je mogoče pričakovati zvišanje insulina, to je povečanje njegove ravni v krvni plazmi (serumu):

Insulinomi so tumorji tkiva Langerhansovih otočkov, nekontrolirano in proizvajajo velike količine hipoglikemičnega hormona. Ta neoplazma daje precej visoko raven insulina, medtem ko se glukoza na tešče zmanjša. Za diagnozo adenoma trebušne slinavke te vrste se razmerje med insulinom in glukozo (I / G) izračuna po formuli: kvantitativna vrednost hormona v krvi, μE / ml: (vsebnost sladkorja, določena zjutraj na prazen želodec, mmol / l - 1,70).
V začetni fazi nastanka sladkorne bolezni, odvisne od insulina, se kasneje raven inzulina začne zmanjševati, sladkor pa se bo povečal.
Debelost. Medtem, tu in v primeru nekaterih drugih bolezni, je treba razlikovati vzroke in posledice: v zgodnjih fazah ni debelost vzrok povečanega insulina, ampak nasprotno, visoka raven hormona povečuje apetit in prispeva k hitri pretvorbi glukoze iz hrane v maščobo. Vendar je vse tako medsebojno povezano, da ni vedno mogoče jasno izslediti temeljnega vzroka.
Bolezen jeter.
Akromegalija. Pri zdravih ljudeh visoka raven inzulina hitro zmanjša glukozo v krvi, kar močno spodbuja sintezo rastnega hormona, pri bolnikih z akromegalijo pa povečanje vrednosti insulina in poznejša hipoglikemija ne povzročita posebne reakcije rastnega hormona. Ta lastnost se uporablja kot stimulativni test za spremljanje ravnotežja hormonov (intravenska injekcija insulina ne povzroči posebnega povečanja rastnega hormona po 1 uri ali 2 urah po dajanju insulina).
Itsenko-Cushingov sindrom. Prekinitev presnove ogljikovih hidratov pri tej bolezni je posledica povečanega izločanja glukokortikoidov, ki zavirajo proces uporabe glukoze, ki kljub visoki ravni insulina ostane v krvi v visokih koncentracijah.
Insulin je povišan pri mišični distrofiji, ki je posledica različnih presnovnih motenj.
Nosečnost, poteka normalno, vendar s povečanim apetitom.
Dedna intoleranca za fruktozo in galaktozo.

Dajanje insulina (hitro delujočega) pod kožo povzroča oster skok v bolnikovem krvnem hormonu, ki se uporablja za izločanje bolnika iz hiperglikemične kome. Uporaba hormonov in zdravil za zniževanje glukoze za zdravljenje sladkorne bolezni vodi tudi do povečanja insulina v krvi.

Opozoriti je treba, čeprav veliko ljudi že ve, da ni zdravljenja povišanega insulina, obstaja zdravljenje za določeno bolezen, v kateri je podoben »razkol« hormonskega statusa in motnje različnih presnovnih procesov.

Pri sladkorni bolezni in tipih 1 in 2 so opazili zmanjšanje ravni insulina. Edina razlika je, da je pri INCDD hormonska pomanjkljivost relativna in jo povzročajo drugi dejavniki, razen absolutne pomanjkljivosti pri IDDM. Poleg tega stresne situacije, intenzivni fizični napori ali vplivi drugih škodljivih dejavnikov vodijo v padec kvantitativnih vrednosti hormona v krvi.

Zakaj je pomembno poznati raven insulina?

Absolutni kazalniki ravni insulina, pridobljeni z laboratorijskimi raziskavami, sami po sebi nimajo velike diagnostične vrednosti, saj brez kvantitativnih vrednosti koncentracije glukoze ne govorijo veliko. To pomeni, da je treba pred ocenjevanjem kakršnih koli nepravilnosti v telesu, povezanih z obnašanjem insulina, preučiti njegovo razmerje do glukoze.

S takim namenom (za povečanje diagnostičnega pomena analize) se izvaja test stimulacije proizvodnje insulina z glukozo (stresni test), ki kaže, da hipoglikemični hormon, ki ga proizvajajo beta celice trebušne slinavke, pri ljudeh z latentnim diabetesom mellitusom zamuja, njegova koncentracija se počasneje poveča. vendar doseže višje vrednosti kot pri zdravih ljudeh.

Poleg testa obremenitve z glukozo se v diagnostičnem iskanju uporabi provokativni test ali, kot se imenuje, test na tešče. Bistvo vzorca je določiti količino glukoze, inzulina in C-peptida (proteinski delež molekule proinzulina) na prazen želodec v krvi pacienta, potem pa je pacient omejen na hrano in pijačo za en dan ali več (do 27 ur), pri čemer vsakih 6 ur izvaja študijo indikatorjev, (glukoza, insulin, C-peptid).

Torej, če se insulin dvigne pretežno v patoloških stanjih, z izjemo normalne nosečnosti, kjer je povečanje njegove ravni pripisano fiziološkim pojavom, potem ima odkrivanje visoke koncentracije hormona, skupaj z zmanjšanjem krvnega sladkorja, pomembno vlogo pri diagnozi:

Tumorski procesi, lokalizirani v tkivu insularnega aparata trebušne slinavke;
Hiperplazija otočkov;
Pomanjkanje glukokortikoida;
Hude bolezni jeter;
Sladkorna bolezen v začetni fazi razvoja.

Medtem pa prisotnost takšnih patoloških stanj, kot so Itsenko-Cushingov sindrom, akromegalija, mišična distrofija in bolezni jeter, zahtevajo študijo ravni insulina, ne toliko za namen diagnoze, kot za spremljanje delovanja in ohranjanja zdravja organov in sistemov.

Kako vzeti in opraviti analizo?

Vsebnost insulina je določena v plazmi (kri je odvzeta v epruveto s heparinom) ali v serumu (kri je odvzeta brez antikoagulanta, centrifugirana). Delo z biološkim materialom se začne takoj (največ v četrt ure), saj ta medij ne prenaša dolgotrajne »brezposelnosti« brez zdravljenja.

Pred študijo je bolniku pojasnjen pomen analize, njene značilnosti. Reakcija trebušne slinavke na hrano, pijačo, zdravila, fizični napor je taka, da mora bolnik stradati 12 ur pred študijo, ne sme se lotiti težkega fizičnega dela, izključiti hormonske pripravke. Če slednje ni mogoče, to pomeni, da zdravila ni mogoče zanemariti na kakršen koli način, potem se na analizni listi zabeleži, da se test izvaja na podlagi hormonske terapije.

Pol ure, preden se venepunkcija (kri odvzame iz žile) osebi, ki čaka na preizkusno vrsto, ponudi ležanje na kavču in čim bolj sprostitev. Bolnika je treba opozoriti, da neupoštevanje pravil lahko vpliva na rezultate in nato na ponovni vstop v laboratorij, zato bodo ponavljajoče se omejitve neizogibne.

Uvedba insulina: samo prva injekcija je grozna, nato navada

Ker je bilo veliko pozornosti posvečene hipoglikemičnemu hormonu, ki ga proizvaja trebušna slinavka, bi bilo koristno na kratko osredotočiti se na insulin, kot zdravilo, predpisano za različna patološka stanja in predvsem za sladkorno bolezen.

Uvedba insulina s strani bolnikov samih je postala navada, tudi otroci v šolski dobi se s tem spopadajo, kar zdravstveni delavec poučuje vse zapletenosti (uporabite napravo za dajanje insulina, sledite pravilom asepse, premikajte se po lastnostih zdravila in poznajte učinek vsake vrste). Skoraj vsi bolniki s sladkorno boleznijo tipa 1 in bolniki s hudo insulinu odvisno diabetes mellitus sedijo na injekcijah insulina. Poleg tega se nekateri izredni pogoji ali zapleti sladkorne bolezni, če ni učinkovanja drugih zdravil, ustavijo z insulinom. Vendar pa se v primerih diabetesa tipa 2, po stabilizaciji bolnikovega stanja, hipoglikemični hormon v obliki injekcije nadomesti z drugimi sredstvi v notranjosti, tako da se ne briše z brizgami, izračuna in je odvisen od injekcije, kar je zelo težko narediti brez navade. preproste medicinske manipulacije.

Najboljše zdravilo z minimalnimi stranskimi učinki in brez resnih kontraindikacij priznana raztopina insulina, ki temelji na človeški substanci insulina.

Hipoglikemični hormon žleze prašičje trebušne slinavke je po svoji strukturi najbolj podoben človeškemu insulinu, v večini primerov pa je rešil človeštvo že mnogo let, preden je dobil (z genskim inženiringom) polsintetične ali DNA rekombinantne oblike insulina. Za zdravljenje sladkorne bolezni pri otrocih se trenutno uporablja samo humani insulin.

Injekcije insulina so namenjene vzdrževanju normalnih koncentracij glukoze v krvi, da bi se izognili skrajnostim: skokom navzgor (hiperglikemija) in padajočimi ravnmi pod sprejemljivo vrednostjo (hipoglikemija).

Določanje vrst insulina, izračunavanje njihovega odmerka v skladu z značilnostmi organizma, starostjo in sočasno patologijo, opravi le zdravnik izključno na individualni osnovi. Pacienta poučuje tudi o tem, kako lahko samostojno injicira insulin, ne da bi se zatekel k zunanji pomoči, imenuje območja za dajanje insulina, daje nasvete o prehrani (vnos hrane mora biti skladen z vnosom hipoglikemičnega hormona v kri), način življenja, dnevna rutina, vadba. Na splošno, v pisarni endokrinologa, bolnik prejme vsa potrebna znanja, od katerih je odvisna njegova kakovost življenja, bolnik jih lahko uporablja le pravilno in strogo upošteva vsa priporočila zdravnika.

Video: o injekciji insulina

Vrste insulina

Bolniki, ki prejemajo hipoglikemični hormon v obliki injekcije, morajo ugotoviti, katere vrste insulina so, ob katerem času dneva (in zakaj) predpisane:

Ultrashort, vendar kratkodelujoči insulini (Humalog, Novorapid) - pojavijo se v krvi od nekaj sekund do 15 minut, vrh njihovega delovanja doseže v eni uri in pol, vendar je po 4 urah telo bolnika spet brez insulina in to bo treba upoštevati, če trenutek nujno želijo jesti.
Kratkodelujoči insulini (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Redno) - učinek se pojavi od pol ure do 45 minut po injiciranju in traja od 6 do 8 ur, vrh hipoglikemičnega delovanja je v intervalu 2 do 4 ure po dajanju.
Insulini srednjega trajanja (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - od tega tipa insulina ni mogoče pričakovati hitrega učinka, se pojavi po 1–3 urah, je na vrhu med 6 in 8 urami in se konča po 10–14 urah ( v drugih primerih do 20 ur).
Dolgotrajno delujoči insulini (do 20 do 30 ur, včasih do 36 ur). Predstavnik skupine: edinstveno zdravilo, ki nima vrhunca delovanja - Insulin Glargin, katerega bolniki so bolj znani pod imenom "Lantus".
Dolgotrajno delujoči insulini (do 42 ur). Kot predstavnik lahko imenujemo dansko zdravilo Insulin Deglyudek.

Dolgo delujoči in dolgotrajni insulini se dajejo enkrat na dan, niso primerni za nujne primere (dokler ne dosežejo krvi). Seveda, v primeru kome, uporabljajo ultrakratko delujoče insuline, ki hitro obnovijo nivoje insulina in glukoze in jih približajo njihovi normalni vrednosti.

Ko bolniku predpisuje različne vrste insulina, zdravnik izračuna odmerek vsakega, pot uporabe (pod kožo ali v mišico), navede pravila mešanja (če je potrebno) in ure dajanja v času obroka. Verjetno je bralec že razumel, da zdravljenje sladkorne bolezni (zlasti insulina) ne bo toleriralo neresnega odnosa do prehrane. Obroki (osnovni) in "prigrizki" so zelo tesno povezani z nivojem insulina v času obroka, zato mora biti bolnik sam strogo nadzorovan - njegovo zdravje je odvisno od njega.

Inzulin je najmlajši hormon.

Struktura

Insulin je protein, sestavljen iz dveh peptidnih verig A (21 aminokislin) in B (30 aminokislin), povezanih z disulfidnimi mostovi. V zrelem humanem insulinu je prisotnih 51 aminokislin, molekulska masa pa je 5,7 kDa.

Sinteza

Inzulin se sintetizira v β-celicah trebušne slinavke v obliki preproinzulina, na katerem je končni 23-aminokislinski signalni niz, ki služi kot prevodnik celotne molekule v votlino endoplazmičnega retikuluma. Tukaj se terminalna sekvenca takoj odcepi in proinzulin se transportira v Golgijev aparat. Na tej stopnji sta A-veriga, B-veriga in C-peptid prisotni v molekuli proinzulina (povezava je povezovalna). V Golgijevem aparatu je proinzulin pakiran v sekretorne granule skupaj z encimi, ki so potrebni za "zorenje" hormona. Ko se granule premaknejo v plazemsko membrano, nastanejo disulfidni mostovi, izloči se vezivo C-peptida (31 aminokislin) in oblikuje se končna molekula insulina. V končnih granulah je insulin v kristaliničnem stanju v obliki heksamera, ki nastane z dvema ionoma Zn2 +.

Shema sinteze insulina

Regulacija sinteze in izločanja

Izločanje insulina se pojavlja neprekinjeno in približno 50% insulina, ki se sprošča iz β-celic, nikakor ni povezano z uživanjem hrane ali drugimi vplivi. Čez dan, trebušna slinavka sprosti približno 1/5 rezerv insulina.

Glavni spodbujevalec izločanja insulina je povečanje koncentracije glukoze v krvi nad 5,5 mmol / l, največje izločanje doseže 17-28 mmol / l. Posebnost te stimulacije je dvofazno povečanje izločanja insulina:

Prva faza traja 5-10 minut, koncentracija hormona pa se lahko poveča 10-krat, po tem pa se zmanjša njena količina,
Druga faza se začne približno 15 minut po nastopu hiperglikemije in se nadaljuje skozi celotno obdobje, kar vodi do povečanja ravni hormona za 15 do 25-krat.

Daljša je koncentracija glukoze v krvi, večje število β-celic je povezano z izločanjem insulina.

Indukcija sinteze insulina se pojavi od trenutka prodiranja glukoze v celico do prevoda insulinske mRNA. Regulira ga povečanje transkripcije inzulinskega gena, povečanje stabilnosti insulinske mRNA in povečanje prevoda insulinske mRNA.

Aktivacija izločanja insulina

1. Ko glukoza prodre v β-celice (preko GluT-1 in GluT-2), se fosforilira s heksokinazo IV (glukokinaza, ima nizko afiniteto za glukozo),

2. Nato glukoza oksidira z aerobno, medtem ko je hitrost oksidacije glukoze linearno odvisna od njene količine,

3. Posledično se akumulira ATP, katerega količina je neposredno odvisna tudi od koncentracije glukoze v krvi,

4. Akumulacija ATP stimulira zaprtje ionskih K + kanalov, kar vodi do depolarizacije membrane,

5. Depolarizacija membrane vodi do odprtja potencialno odvisnih Ca 2+ kanalov in dotoka ionov Ca 2+ v celico,

6. Prihajajoči Ca 2+ ioni aktivirajo fosfolipazo C in sprožijo mehanizem za prenos signalov kalcija in fosfolipidov v obliki DAG in inozitol-trifosfata (IF).₃),

7. Pojav IF₃ v citosolu odpre kanale Ca 2+ v endoplazmatskem retikulumu, kar pospeši kopičenje Ca 2+ ionov v citosolu,

8. Ostro povečanje koncentracije ionov Ca 2+ v celici vodi do prenosa sekretornih granul na plazemsko membrano, njihove fuzije z njim in eksocitoze zrelih kristalov insulina navzven,

9. Nato razpad kristalov, ločitev ionov Zn 2+ in sproščanje aktivnih molekul insulina v krvni obtok.

Shema intracelularne regulacije sinteze insulina s sodelovanjem glukoze

Opisani vodilni mehanizem se lahko prilagodi v eno ali drugo smer pod vplivom številnih drugih dejavnikov, kot so aminokisline, maščobne kisline, gastrointestinalni hormoni in drugi hormoni, živčna regulacija.

Lizin in arginin med aminokislinami najbolj vplivata na izločanje hormona. Toda sami po sebi skorajda ne stimulirajo izločanja, njihov učinek je odvisen od prisotnosti hiperglikemije, tj. aminokisline samo okrepijo delovanje glukoze.

Proste maščobne kisline so tudi dejavniki, ki stimulirajo izločanje insulina, pa tudi samo v prisotnosti glukoze. Pri hipoglikemiji imajo nasproten učinek, ki zavira izražanje insulinskega gena.

Logična je pozitivna občutljivost izločanja insulina na delovanje hormonov gastrointestinalnega trakta - inkretini (enteroglukagon in glukoza-odvisni insulinotropni polipeptid), holecistokinin, sekretin, gastrin, želodčni inhibitorski polipeptid.

Povečanje izločanja insulina s podaljšano izpostavljenostjo somatotropnemu hormonu, ACTH in glukokortikoidom, estrogenom, progestinom je klinično pomembno in do neke mere nevarno. S tem se poveča tveganje za izločanje β-celic, zmanjšanje sinteze insulina in pojav insulin-odvisne sladkorne bolezni. To je mogoče opaziti pri uporabi teh hormonov pri zdravljenju ali pri boleznih, povezanih z njihovo hiperfunkcijo.

Nervna regulacija P-celic pankreasa vključuje adrenergično in holinergično regulacijo. Stresi (čustveni in / ali fizični napori, hipoksija, hipotermija, poškodbe, opekline) povečajo aktivnost simpatičnega živčnega sistema in zavirajo izločanje insulina zaradi aktivacije α₂-adrenoreceptorji. Po drugi strani pa stimulacija β₂-adrenoreceptor vodi do povečanega izločanja.

Izločanje insulina nadzira tudi n.vagus, ki ga nato nadzira hipotalamus, ki je občutljiv na koncentracijo glukoze v krvi.

Cilji

Ciljni organi za inzulin so vsa tkiva, ki imajo receptorje za to. Insulinske receptorje najdemo v skoraj vseh celicah, razen živčnih celic, vendar v različnih količinah. Živčne celice nimajo insulinskih receptorjev, ker preprosto ne prodre skozi krvno-možgansko pregrado.

Inzulinski receptor je glikoprotein, zgrajen iz dveh dimerjev, od katerih je vsak sestavljen iz α- in β-podenot (αβ).₂. Obe podenoti sta kodirani z enim genom kromosoma 19 in sta nastali kot posledica delne proteolize posameznega predhodnika. Razpolovna doba receptorja je 7-12 ur.

Ko se insulin veže na receptor, se konformacija receptorja spremeni in se vežejo med seboj in tvorijo mikroagregate.

Vezava insulina na receptor sproži encimsko kaskado fosforilacijskih reakcij. Najprej, avtofosforilirani tirozinski ostanki na znotrajcelični domeni samega receptorja. To aktivira receptor in vodi do fosforilacije serinskih ostankov na specifičnem proteinu, imenovanem insulinski receptorski substrat (SIR, ali bolj pogosto IRS iz angleškega substrata insulinskega receptorja). Obstajajo štiri vrste IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Tudi substrati za insulinske receptorje vključujejo Grb-1 in Shc proteine, ki se razlikujejo od aminokislinskega zaporedja IRS.

Dva mehanizma za uresničevanje učinkov insulina

Nadaljnji dogodki so razdeljeni na dve področji:

1. Procesi, povezani z aktivacijo fosfoinozitol-3-kinaz, večinoma nadzorujejo presnovne reakcije presnove beljakovin, ogljikovih hidratov in lipidov (hitri in zelo hitri učinki insulina). To vključuje tudi procese, ki uravnavajo aktivnost transporterjev glukoze in absorpcijo glukoze.

2. Reakcije, povezane z aktivnostjo encimov MAP kinaze - na splošno nadzorujejo aktivnost kromatina (počasni in zelo počasni učinki insulina).

Vendar pa je takšna razdelitev pogojna, ker v celici obstajajo encimi, ki so občutljivi na aktivacijo obeh kaskadnih poti.

Reakcije, povezane z delovanjem fosfatidilinozitol-3-kinaze

Po aktivaciji IRS protein in številne pomožne beljakovine prispevajo k fiksaciji heterodimernega encima fosfoinozitol-3-kinaze, ki vsebuje regulatorni p85 (ime prihaja iz MM proteina 85 kDa) in katalitske p110 podenote na membrani. Ta kinaza fosforilira fosfatidil inozitol fosfate na tretji poziciji v fosfatidil inozitol-3,4-difosfat (PIP)₂) in pred fosfatidilinozitol-3,4,5-trifosfatom (PIP₃). Šteje se za pip₃ lahko deluje kot membransko sidro za druge elemente pod delovanjem insulina.

Vpliv fosfatidilinozitol-3-kinaze na fosfatidilinozitol-4,5-difosfat

Po nastanku teh fosfolipidov se aktivira protein kinaza PDK1 (3-fosfoinozitid odvisna protein kinaza-1), ki skupaj z DNA protein kinazo (DNA-PK, angleško-DNA odvisna proteinska kinaza, DNA-PK), dvakrat fosforilira protein kinazo B (pogosto imenovano tudi kot AKT1, angleška RAC-alfa serin / treonin-protein kinaza), ki je pritrjena na membrano s PIP₃.

Fosforilacija aktivira proteinsko kinazo B (AKT1), zapusti membrano in se preseli v citoplazmo in celično jedro, kjer fosforilira številne ciljne beljakovine (več kot 100 kosov), ki zagotavljajo nadaljnji celični odziv:

Mehanizem insulina za fosfoinozitol 3-kinazo

še posebej, to je delovanje proteinske kinaze B (AKT1), ki vodi do premika glukoznih transporterjev GluT-4 na celično membrano in na absorpcijo glukoze z miociti in adipociti.
tudi, na primer, aktivna proteinska kinaza B (AKT1) fosforilira in aktivira fosfodiesterazo (PDE), ki hidrolizira cAMP v AMP, tako da se koncentracija cAMP v ciljnih celicah zmanjša. Ker je s sodelovanjem cAMP aktivirana proteinska kinaza A, ki stimulira glikogen TAG-lipazo in fosforilazo, kot posledica insulina v adipocitih, se lipoliza potisne, v jetrih pa se ustavi glikogenoliza.

Reakcije aktivacije fosfodiesteraze

Drug primer je delovanje proteinske kinaze B (AKT) na glikogen sintazno kinazo. Fosforilacija te kinaze ga inaktivira. Posledično ne more delovati na glikogen sintazo, fosforirati in inaktivirati. Učinek insulina vodi v zadrževanje glikogen sintaze v aktivni obliki in sintezo glikogena.

Reakcije, povezane z aktivacijo poti kinaze MAP

Na samem začetku te poti se pojavlja še en substrat insulinskega receptorja - protein Shc (Src (domena homologije 2, ki vsebuje transformirani protein 1)), ki se veže na aktivirani (autofosforilirani) insulinski receptor. Nato Shc-protein medsebojno deluje z Grb-proteinom (proteinom, vezanim na receptor faktorja rasti) in ga prisili, da se pridruži receptorju.

Tudi v membrani je stalno prisoten protein Ras, ki je v mirnem stanju, povezan z BDP. V bližini proteina Ras so še "pomožne" beljakovine - GEF (angl. GTF exchange factor) in SOS (ang. Son of sevenless) in protein GAP (eng. GTPase activating factor).

Nastanek kompleksa proteina Shc-Grb aktivira skupino GEF-SOS-GAP in vodi v zamenjavo BDP z GTP v Ras proteinu, ki povzroči njegovo aktivacijo (kompleks Ras-GTP) in prenos signala na protein-kinazo Raf-1.

Ko aktiviramo protein kinazo Raf-1, se veže na plazemsko membrano, fosforilira dodatne kinaze na tirozinske, serinske in treoninske ostanke in hkrati sodeluje z insulinskim receptorjem.

Nato aktivirani Raf-1 fosforilira (aktivira) MAPK-K, proteinsko kinazo MAPK (angleška mitogen-aktivirana proteinska kinaza, imenovana tudi MEK, angleška MAPK / ERK kinaza), ki nato fosforilira encim MAPK (MAP kinaza, ali pa ERK, angleška zunajcelična signalno regulirana kinaza).

1. Po aktiviranju MAP-kinaze, neposredno ali prek dodatnih kinaz, fosforilirajo citoplazmatske beljakovine in spremenijo njihovo aktivnost, na primer:

aktivacija fosfolipaze A2 vodi do odstranitve arahidonske kisline iz fosfolipidov, ki se nato pretvori v eikozanoide,
aktivacija ribosomske kinaze sproži prevajanje proteinov,
aktivacija proteinskih fosfataz vodi do defosforilacije mnogih encimov.

2. Zelo velik učinek je prenos insulinskega signala v jedro. MAP kinaza neodvisno fosforilira in s tem aktivira številne transkripcijske faktorje, ki zagotavljajo branje določenih genov, pomembnih za delitev, diferenciacijo in druge celične odzive.

MAP-odvisna pot do učinkov insulina

Eden od proteinov, povezanih s tem mehanizmom, je transkripcijski faktor CREB (eng. CAMP odgovor element-vezavni protein). V neaktivnem stanju je faktor defosforiliran in ne vpliva na transkripcijo. Pod vplivom aktivacijskih signalov se faktor veže na določene CRE-DNA sekvence (eng. CAMP-odzivni elementi), krepi ali slabi branje informacij iz DNK in njeno izvajanje. Poleg poti MAP-kinaze je faktor občutljiv na signalne poti, povezane z protein-kinazo A in kalcijevim-kalmodulinom.

Hitrost učinkov insulina

Biološki učinki insulina se delijo s hitrostjo razvoja:

Zelo hitri učinki (v sekundah)

Ti učinki so povezani s spremembami v transmembranskih transportih:

1. Aktivacija Na + / K + -ATPaz, ki povzroči sproščanje ionov Na + in vnos K + ionov v celico, kar vodi do hiperpolarizacije membran insulinom občutljivih celic (razen hepatocitov).

2. Aktivacija izmenjevalca Na + / H + na citoplazmatski membrani številnih celic in izstopanje iz celice ionov H + v zameno za ione Na +. Ta učinek je pomemben v patogenezi hipertenzije pri sladkorni bolezni tipa 2.

3. Inhibicija membranskih Ca2 + -ATPaz vodi do zakasnitve Ca 2+ ionov v citosolu celice.

4. Izhod na membrano miocitov in adipocitov glukoznih transporterjev GluT-4 in povečanje 20–50-kratnega obsega prenosa glukoze v celico.

Hitri učinki (minute)

Hitri učinki so spremembe v stopnjah fosforilacije in defosforilacije presnovnih encimov in regulatornih proteinov. Posledično se aktivnost poveča.

glikogen sintaza (shranjevanje glikogena),
glukokinaza, fosfofruktokinaza in piruvat kinaza (glikoliza), t
piruvat dehidrogenaze (pridobivanje acetil-SkoA),
HMG-Scoa reduktaza (sinteza holesterola),
acetil-SCA-karboksilaza (sinteza maščobnih kislin),
glukoza-6-fosfat dehidrogenaza (pentozna fosfatna pot),
fosfodiesteraza (prenehanje učinkov mobilizacije hormonov adrenalina, glukagona itd.).

Počasni učinki (minute do ure)

Počasni učinki so sprememba hitrosti transkripcije genov proteinov, ki so odgovorni za presnovo, rast in delitev celic, na primer:

1. Indukcija sinteze encimov

glukokinaza in piruvat kinaza (glikoliza),
ATP-citrat liaza, acetil-SCA-karboksilaza, sintaza maščobnih kislin, citosolna malat dehidrogenaza (sinteza maščobnih kislin),
glukoza-6-fosfat dehidrogenaza (pentozna fosfatna pot),

2. Represija sinteze mRNA, na primer za PEP karboksikinazo (glukoneogeneza).

3. Poveča serumsko fosforilacijo ribosomskega proteina S6, ki podpira procese prevajanja.

Zelo počasni učinki (urni dan)

Zelo počasni učinki omogočajo mitogenezo in razmnoževanje celic. Ti učinki vključujejo na primer

1. Povečanje sinteze somatomedina v jetrih, odvisno od rastnega hormona.

2. Povečajte rast in proliferacijo celic v sinergiji s somatomedinom.

3. Prehod celic iz G1 faze v S fazo celičnega cikla.

Patologija

Hipofunkcija

Diabetes mellitus, odvisen od insulina, in insulin-neodvisen. Za diagnosticiranje teh bolezni v kliniki aktivno uporabljajo stresne teste in določanje koncentracije insulina in C-peptida.