Mehanizem delovanja insulina

  • Diagnostika

(transporter glukoze, difuzijski sistem, olajšan z glukozo)

Povečanje prevzema glukoze v tkivih

Fiziološki učinki insulina.

Hipoglikemično delovanje: poveča transport glukoze skozi celične membrane, aktivira glukozo fosforilacijo, poveča sintezo glikogena, zavira glikogenolizo in glukoneogenezo.

Vpliv na presnovo maščob:aktivira nastajanje in odlaganje trigliceridov, zavira pretvorbo maščobnih kislin v keto kisline, zmanjšuje lipolizo, zavira znotrajcelično lipazo.

Vpliv na presnovo beljakovin:povečuje sintezo beljakovin iz aminokislin, zavira pretvorbo aminokislin v keto kisline.

Za zdravljenje sladkorne bolezni.

Otroci razvijejo diabetes mellitus tipa 1, ki ga povzroči uničenje RV-celic in absolutno pomanjkanje insulina (avtoimunsko, idiopatsko).

Odmerjanje insulina:odvisno od ravni glukoze v krvi, glikozurija, acetonurija. 1 PIECE insulina uporablja 2,5-5 gramov sladkorja. Natančneje: 1 U insulina zmanjša glikemijo za 2,2 mmol / l (normalno, glukoza na tešče = 3,3-5,5 mmol / l) ali 0,3-0,8 U / kg telesne mase na dan.

Najprej vzemite največjo vrednost, nato izberite odmerek posebej. Med izbiro odmerka insulina se izmeri raven glukoze v krvi do 7-9-krat na dan. Občutljivost otrok na insulin je veliko večja kot pri odraslih.

Reakcije insulina.

- tradicionalni: kratkodelujoči insulin se injicira subkutano ali intramuskularno 4-5-krat na dan 30 minut pred obroki.

- osnova-bolus (intenzivnejši): kratkodelujoči insulin 30 minut pred obroki + injekcije srednje in dolgotrajno delujočih insulinov, zagotavljajo bazalno raven insulina, vendar ne odpravljajo postprandialne hiperglikemije, ki se izloča s kratkodelujočimi insulini (najboljše je humalog).

Uporabljajo se tudi insulini.

- povečati apetit s pomanjkanjem telesne teže,

- kot del terapije s polarizacijo,

- v primeru sladkorne bolezni tipa 2, t

- s shizofrenijo (komatna terapija).

Hipoglikemija(težje kot hiperglikemija):

Tahikardija, potenje, tresenje, slabost, lakota, okvarjena funkcija centralnega živčnega sistema (zmedenost, nenavadno vedenje), encefalopatija, konvulzije, koma.

Pomoč: lahko prebavljiv zajtrk, sladkost. S komo v / v 40% raztopini glukoze.

Lipodistrofijana mestih dajanja insulina - izginotje ali povečanje odlaganja podkožne maščobe. Razvija se zaradi uvedbe slabo očiščenega insulina, če pride do kršitve tehnike dajanja zdravila (hladno, površinsko dajanje (mora biti globoko subkutano)), dajanje na isto mesto. Insulin se najhitreje in popolnoma absorbira iz podkožnega tkiva sprednje trebušne stene, počasneje od ramena, sprednjega dela stegna in zelo počasi iz subkutaste regije in zadnjice. Na enem mestu se ne daje več kot 16 U insulina, 1-krat v 60 dneh.

Alergijske reakcije (srbenje, izpuščaj, anafilaktični šok). To je posledica slabega čiščenja insulina, konzervansov, živalskega insulina. Bolnika je treba prenesti na manj imunogeno zdravilo (humani insulin), da se predpišejo antihistaminiki, HA.

Otekanje možganov, pljuč, notranjih organov.

Pridobivanje teže (debelost).

Atrofija β-celic, insulinska rezistenca(razvije se potreba po insulinu več kot 2 U / kg telesne teže, z uvedbo več kot 60 ie dnevno).

Elektrolitske spremembe, presnovne motnje, izguba zavesti, depresija refleksov, anurija, hemodinamične motnje.

Razlika je težavna: v / v 40% raztopini glukoze.

In / in kapljični kratkodelujoči insulin (10-20 U) + glukoza po potrebi.

Poleg tega med spremljanjem ravni glukoze podkožno ali intramuskularno 5-10 U insulina.

Infuzijska terapija - izotonične raztopine natrijevega klorida, kalijevega klorida.

Ko je pH v krvi manjši od 7,0 w / v raztopini natrijevega bikarbonata.

Kokarboksilaza za zmanjšanje ravni ketonskih teles.

Diabetes mellitus neodvisen od insulina tipa 2

Predpišejo se oralna hipoglikemična sredstva, ki se pri pediatriji ne uporabljajo.

Ustna hipoglikemična sredstva

Mehanizem delovanja insulina

Insulin je hormon, ki ima peptidno naravo in se tvori v celicah trebušne slinavke. Vpliva na presnovne procese v telesu in pokriva skoraj vsa tkiva. Ena od njenih ključnih funkcij je zmanjšanje koncentracije glukoze v krvi, zato pomanjkanje tega hormona pogosto povzroča razvoj takšne patologije kot diabetes. Pri absolutnem pomanjkanju insulina se pri bolniku razvije bolezen tipa 1 in z relativno pomanjkanjem hormonov se pojavi sladkorna bolezen tipa 2. t

Insulin: sestava hormona

Hormon, ki se proizvaja v trebušni slinavki, je predhodnik insulina. Med več zaporednimi kemijskimi reakcijami se pretvori v aktivno obliko hormona, ki je sposoben izvajati predvidene funkcije v telesu.
Vsaka molekula insulina ima v svoji sestavi 2 polipeptidnih verig, povezanih z disulfidnimi mostovi (C-peptid):

  1. A-veriga. Vključuje 21 aminokislinskih ostankov.
  2. V verigi. Sestoji iz 30 aminokislinskih ostankov.

Insulin ima visoko stopnjo delovanja, zato se sintetizira v eni uri od trenutka njegovega nastanka. Spodbuda za proizvodnjo hormona je vnos hrane z veliko količino ogljikovih hidratov, kar ima za posledico skok vrednosti glukoze v krvi.

Insulin v vsaki vrsti ima strukturne razlike, zato je tudi njegova vloga pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov različna. Najbolj podoben človeškemu hormonu je prašičji insulin, ki se od njega razlikuje le za en aminokislinski ostanek. Insulin govedo se razlikuje od človeškega hormona v treh takšnih ostankih.

Kako uravnavamo glukozo v krvi?

Optimalna koncentracija sladkorja se ohrani zaradi delovanja vseh funkcij telesnih sistemov. Vendar pa je v tem procesu glavna vloga hormonskega delovanja.

Na koncentracijo glukoze vplivajo 2 skupini hormonov:

  1. Insulin (naravni hiperglikemični hormon) - zmanjša njegovo raven.
  2. Hormoni hiperglikemične skupine (na primer rastni hormon, glukagon, adrenalin) - povečajo njeno raven.

V trenutku, ko vrednost glukoze postane nižja od fiziološke ravni, se proizvodnja insulina upočasni. V primeru kritičnega padca krvnega sladkorja se začne sproščanje hiperglikemičnih hormonov, ki glukozo usmerjajo iz celičnih prodajaln. Za zatiranje nadaljnjega izločanja insulina v krvi se aktivirajo stresni hormoni in adrenalin.

Naslednji dejavniki lahko vplivajo na proizvodnjo, delovanje insulina ali izgubo dovzetnosti celične membrane za ta hormon:

  • Motnje procesa zorenja insulina in njegovega receptorja;
  • Pojav modificiranih molekul, kot tudi kršitev njihovih bioloških funkcij;
  • Prisotnost protiteles v telesu za delovanje hormona, kar vodi do izgube komunikacije med hormonom in njegovim receptorjem;
  • Razgradnja hormonskih receptorjev;
  • Prekinitev hormonskega endocitoznega procesa z receptorjem.

Vsaka ovira za signal iz insulina v celici lahko popolnoma ali delno moti njegov učinek na celoten proces presnove. Pomembno je razumeti, da v tem stanju telesa visoka koncentracija hormona ne more popraviti stanja.

Vpliv insulina in njegova vloga

Insulin opravlja pomembne funkcije v telesu in ima večplasten učinek na presnovne procese.

Učinek hormona, odvisno od učinka, je običajno razdeljen na 3 glavne skupine:

  • Anabolični;
  • Metabolični;
  • Antikatabolično.

Presnovni učinki so naslednji: t

  1. Poveča se absorpcija celic, ki vstopajo v telo. Glukoza je ena od pomembnih sestavin, tako da vam absorpcija omogoča uravnavanje ravni sladkorja v krvi.
  2. Količina sinteze takega polisaharida kot glikogena se poveča.
  3. Intenzivnost glikogeneze se zmanjšuje (nastajanje glukoze v jetrih različnih snovi se zmanjšuje).

Anabolični učinek hormona je zasnovan tako, da izboljša biosintezo beljakovinskih komponent in replikacijo DNA (deoksiribonukleinske kisline). Insulin pod vplivom te lastnosti pomaga pretvoriti glukozo v organske spojine, kot so trigliceridi. To vam omogoča, da ustvarite pogoje, potrebne za kopičenje maščobe v času pomanjkanja hormona.

Protikatabolični učinek zajema dve področji:

  • Znižuje stopnjo hidrolize beljakovin (razgradnja);
  • Zmanjšuje prodiranje maščobnih kislin v krvne celice;
  • Pod vplivom insulina v krvi se ohrani normalna raven sladkorja.

Učinek izpostavljenosti insulinu se kaže skozi poseben receptor in se pojavi po drugem času:

  • V kratkem času (v minutah ali celo v sekundah), ko se izvajajo funkcije prevoza, zaviranje encimov, sinteza ribonukleinske kisline, se fosforilacija proteinov izvaja;
  • Po dolgem času (do nekaj ur) v primeru sinteze DNA, proces beljakovin in rasti celic.

Kako deluje hormon?

Insulin je vključen v skoraj vse presnovne procese, njegovo glavno delovanje pa se nanaša na presnovo ogljikovih hidratov. Učinek teh snovi na hormon je v veliki meri posledica povečane hitrosti prenosa presežne glukoze skozi celične membrane. Posledično se aktivirajo insulinski receptorji in aktivira se znotrajcelični mehanizem, ki lahko neposredno vpliva na vnos glukoze v celice. Mehanizem delovanja insulina temelji na regulaciji števila membranskih beljakovin, ki dobavljajo te snovi.

Prenos glukoze v tkiva je popolnoma odvisen od insulina. Ta tkiva so bistvenega pomena za človeško telo in so odgovorna za tako pomembne funkcije, kot so dihanje, gibanje, krvni obtok in oblikovanje rezerve energije, izolirane iz vhodne hrane.

Hormonski receptorji, ki se nahajajo v celični membrani, imajo naslednjo sestavo:

  1. Alfa podenice (2 kosa). Nahajajo se zunaj kletke.
  2. Beta podenote (2 kosa). Prečkajo celično membrano in se nato premaknejo v citoplazmo.

Te sestavine tvorijo dve polipeptidni verigi, ki sta med seboj povezani z disulfidnimi vezmi in sta karakterizirani z aktivnostjo tirozin kinaze.

Po komunikaciji receptorjev z insulinom se pojavijo dogodki:

  1. Konformacija receptorja je podvržena spremembam, sprva vplivajo samo na a-podenoto. Kot rezultat te interakcije se aktivnost tirozin kinaze pojavi v drugi podenoti (beta), veriga reakcij pa se sproži za povečanje delovanja encimov.
  2. Receptorji v procesu povezave med njimi tvorijo mikroagregate ali lise.
  3. Prihaja do internalizacije receptorjev, kar povzroči ustrezen signal.

Če je insulin v plazmi v velikih količinah, se število receptorjev zmanjša, občutljivost celic na hormon pa se zmanjša. Zmanjšanje regulacije števila receptorjev je posledica njihove izgube v času prodiranja insulina v celično membrano. Zaradi te kršitve se pojavi debelost ali se razvije bolezen, kot je diabetes mellitus (najpogosteje tip 2).

Vrste hormonov in njihovo trajanje

Poleg naravnega insulina, ki ga proizvaja trebušna slinavka, morajo nekateri uporabiti hormon v obliki zdravila. Sredstvo vstopa v celice z izvajanjem ustreznih subkutanih injekcij.

Trajanje takega insulina je razdeljeno na 3 kategorije:

  1. Začetno obdobje, ko insulin vstopi v pacientovo kri. V tem času ima hormon hipoglikemični učinek.
  2. Peak. V tem obdobju je dosežena maksimalna točka zmanjšanja glukoze.
  3. Trajanje Ta vrzel traja dlje kot prejšnja obdobja. V tem času se vsebnost krvnega sladkorja zmanjša.

Glede na trajanje učinka insulina je hormon, ki se uporablja v medicini, lahko naslednjih vrst:

  1. Basal. Velja cel dan, zato je na dan dovolj ena injekcija. Bazalni hormon nima najvišjega učinka, sladkorja še nekaj časa ne zniža, vendar vam omogoča ohranjanje vrednosti ozadja glukoze skozi ves dan.
  2. Bolus Hormon je hitrejši način vplivanja na vrednost glukoze v krvi. Takoj v krvi pride do želenega učinka. Vrhunec delovanja bolusnega hormona predstavlja samo obroke. Uporabljajo ga bolniki s sladkorno boleznijo tipa 1, da popravijo raven sladkorja z ustreznim odmerkom injekcije.

Pri bolnikih s sladkorno boleznijo odmerka insulina ne smejo izračunati. Če število enot hormona bistveno presega normo, je lahko celo smrtno. Shranjevanje življenja bo možno le v primeru pacienta v jasnem umu. Za to morate narediti injekcijo glukoze še pred nastopom diabetične kome.

Hormonske injekcije: pogoste napake

Endokrinologi pogosto slišijo pritožbe bolnikov o neučinkovitosti injekcij inzulina med vadbo. V primeru motenj med uporabo hormona se krvni sladkor ne sme zmanjšati.

To lahko povzročijo naslednji dejavniki:

  1. Uporaba insulina, ki mu je potekel rok uporabe, ko je že potekel rok uporabnosti.
  2. Kršitev osnovnih pravil o prevozu in pogojih shranjevanja zdravila.
  3. Mešanje različnih vrst hormonov v 1 steklenici.
  4. Zrak vstopa v brizgo, pripravljeno za injiciranje.
  5. Uporaba alkohola na mestu injiciranja, ki vodi do uničenja insulina.
  6. Med injiciranjem uporabite poškodovano brizgo ali iglo.
  7. Hitra odstranitev igle takoj po uvedbi hormona, kar lahko privede do izgube dela zdravila. Posledično je bil insulin zaužit v nezadostnih količinah. Takšna napaka lahko povzroči hiperglikemijo (močno povečanje sladkorja). V nasprotnem primeru, ko insulin prejme več kot je potrebno za nevtralizacijo glukoze, se pojavi hipoglikemija (padec sladkorja). Oba stanja sta nevarna za diabetične bolnike.

Pripravki insulina. Mehanizem delovanja insulina. Vpliv na presnovne procese. Načela odmerjanja insulina pri zdravljenju sladkorne bolezni. Primerjalne značilnosti pripravkov insulina.

Insulin (Insuline). Človeški insulin je majhen protein z Mr = 5.808 Da, sestavljen iz 51 aminokislin. Insulin se proizvaja v p-celicah pankreasa kot preproinzulin, ki vsebuje 110 aminokislin. Po izstopu iz endoplazmatskega retikuluma je 24-aminokislinski N-terminalni signalni peptid odcepljen iz molekule in nastane proinzulin. V Golgijevem kompleksu, s proteolizo, odstranimo 4 bazične aminokisline in C-peptid 31 aminokislin iz sredine molekule proinzulina. Kot rezultat, tvorita 2 inzulinski verigi - A-verigo 21 aminokislin (vsebuje disulfidno vez) in B-verigo 30 aminokislin. Med njimi so verige A in B povezane z dvema disulfidnima vezema. Nato se insulin v b-celičnih sekrecijskih granulah odlaga v obliki kristalov, ki so sestavljeni iz 2 atomov cinka in 6 molekul insulina. Na splošno velja, da človeška trebušna slinavka vsebuje do 8 mg insulina, kar ustreza približno 200 KOMI insulina.

Mehanizem delovanja insulina. Insulin deluje na transmembranske receptorje insulina, ki se nahajajo na površini ciljnih tkiv (skeletnih mišic, jeter, maščobnega tkiva) in aktivirajo te receptorje.

Inzulinski receptor vsebuje 2 podenoti: a-podenoto, ki se nahaja na zunanji strani membrane in b-podenoti, ki prebada membrano. Ko se insulin veže na receptorje, se aktivirajo in receptorske molekule se združijo v parih in pridobijo aktivnost tirozin kinaze (t.j. sposobnost fosforiliranja tirozinskih ostankov v molekulah številnih proteinov). Aktivirani receptor je podvržen autofosforilaciji, zaradi česar se aktivnost tirozin kinaze poveča za desetkrat. Nadalje se signal iz receptorja prenaša na dva načina:

· Takojšen odziv (razvija se v nekaj minutah). Povezano s fosforilacijo tirozinskih ostankov v proteinu IRS-2, ki aktivira fosfatidilinozitol-3-kinazo (PI-3 kinaza). Pod vplivom te molekule kinaze fosfatidilinozitol bisfosfat (PIP2) fosforiliran v fosfatidil inozitol trifosfat (PIP3). Pip3 aktivira vrsto protein kinaz, ki vplivajo na:

; Transmembransko hranilno aktivnost transporterja;

Of aktivnost znotrajceličnih encimov presnove ogljikovih hidratov in maščob;

In transkripcija v celičnem jedru številnih genov.

· Počasen odziv (razvija se po nekaj urah). Povzroča ga fosforilacija tirozinskih ostankov v molekuli IRS-1, ki stimulira proteinske kinaze, aktivirane z mitogenom (MAPK), in sproži proces celične rasti in sinteze DNA.

Fiziološki učinki insulina. Glavni učinek insulina je njegov učinek na transport glukoze v celice. Skozi celično membrano glukoza prodre z lahkim transportom zaradi posebnih nosilcev - transporterjev glukoze GLUT. Obstaja 5 vrst teh transporterjev, ki jih je mogoče združiti v 3 družine:

· Transporterji GLUT-1,3,5-glukoze v tkiva, neodvisna od insulina. Insulin ni potreben za delovanje teh prevoznikov. Imajo izredno visoko afiniteto za glukozo (Km"1-2 mM) in zagotovijo transport glukoze do rdečih krvnih celic, možganskih nevronov, črevesnega epitela in ledvic, placente.

GLUT-2 - transporter glukoze na tkiva, ki uravnavajo insulin. Prav tako ne potrebuje inzulina za svoje delo in se aktivira samo pri visokih koncentracijah glukoze, ker ima za to zelo nizko afiniteto (K).m"15-20 mM). Zagotavlja prenos glukoze v celice trebušne slinavke in jeter (to je v tkiva, kjer se sintetizira in razgrajuje insulin). Sodeluje pri uravnavanju izločanja insulina s povečanjem ravni glukoze.

GLUT-4 - transporter glukoze v tkiva, odvisna od insulina. Ta transporter ima vmesno afiniteto za glukozo (Km"5 mM), vendar se v prisotnosti insulina njegova afiniteta za glukozo dramatično poveča in zagotavlja zajemanje glukoze s pomočjo mišičnih celic, adipocitov in jeter.

Pod vplivom insulina pride do premika GLUT-4 molekul iz citoplazme celice v membrano (povečuje se število nosilnih molekul v membrani), povečuje se afiniteta nosilca do glukoze in gre znotraj celice. Posledično se koncentracija glukoze v krvi zmanjša in poveča v celici.

Tabela 3 prikazuje učinek insulina na presnovo insulin-odvisnih tkiv (jetra, skeletne mišice, maščobno tkivo).

Tabela 3. Vpliv insulina na presnovo v ciljnih organih.

Na splošno je za insulin značilen anabolični učinek na presnovo beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov (tj. Povečanje sintetičnih reakcij) in antikatabolne učinke (zaviranje razgradnje glikogena in lipidov).

Terapevtski učinki insulina diabetes mellitus je povezan z dejstvom, da insulin normalizira transport glukoze v celico in odpravlja vse manifestacije sladkorne bolezni (tabela 4).

Tabela 4. Terapevtski učinki insulina.

Značilnosti pripravkov insulina. V medicinski praksi uporabite 3 vrste insulina - goveje, svinjsko, človeško. Insulin govedo se razlikuje od humanega insulina le v 3 aminokislinah, medtem ko se prašičji insulin razlikuje samo v eni aminokislinski. Zato je prašičji insulin bolj homologen za humani insulin in manj antigenov kot goveji insulin. Trenutno v vseh razvitih državah ni priporočljivo uporabljati govejega insulina za zdravljenje ljudi s sladkorno boleznijo.

Xenogenski insulini (govedo, prašiči) se pridobivajo z ekstrakcijo s kislinsko-alkoholno metodo z uporabo praktično istega načela, ki so ga pred več kot 80 leti predlagali Banting in Best v Torontu. Vendar pa se postopek ekstrakcije izboljša in donos insulina je 0,1 g na 1000,0 g tkiva pankreasa. Dobljeni ekstrakt na začetku vsebuje 89-90% insulina, preostanek pa so nečistoče - proinzulin, glukagon, somatostatin, pankreasni polipeptid, VIP. Zaradi teh nečistoč se imunogeni insulin (povzroči nastanek protiteles proti njemu) zmanjša njegova učinkovitost. Največji prispevek k imunogenosti povzroči proinzulin, saj njegova molekula vsebuje C-peptid, specifičen za vsako vrsto živali.

Komercialni pripravki insulina so nadalje rafinirani. Obstajajo 3 vrste insulina glede na stopnjo čiščenja:

· Kristalizirani insulini - očiščeni s ponovljeno prekristalizacijo in raztapljanjem.

· Mono-maksimum insulini dobimo s prečiščenjem kristaliziranih insulinov z uporabo gelske kromatografije. Hkrati se insulin sprosti v obliki treh vrhov: A - vsebuje endokrine in eksokrine peptide; B - vsebuje proinzulin; C - vsebuje insulin.

· Monokomponentni insulini - multikromatografski insulini, ki pogosto uporabljajo ionsko izmenjevalno kromatografijo in metodo molekulskega sita.

Načeloma se lahko humani insulin proizvaja na štiri načine:

· Popolna kemijska sinteza;

· Ekstrakcija človeške trebušne slinavke;

Prvi dve zgoraj navedeni metodi se trenutno ne uporabljata zaradi neekonomične popolne sinteze in pomanjkanja surovin (človeška trebušna slinavka) za množično proizvodnjo insulina po drugi metodi.

Polsintetični insulin se pridobiva iz prašičev z encimsko zamenjavo aminokislinskega alanina na položaju 30 B-verige s treoninom. Nato nastali insulin podvržemo kromatografskemu čiščenju. Pomanjkljivost te metode je odvisnost proizvodnje inzulina od vira surovin - prašičjega inzulina.

Aktivnost pripravkov insulina izraziti biološke metode v ED. Za 1 ie se uporabi količina insulina, ki zmanjša koncentracijo glukoze v krvi pri zajcih na prazen želodec za 45 mg / dL ali povzroči hipoglikemične konvulzije pri miših. 1 U insulina uporablja približno 5,0 g glukoze v krvi. 1 mg mednarodnega standardnega insulina vsebuje 24 U. Prvi pripravki so vsebovali 1 U v ml, sodobni komercialni pripravki insulina so na voljo v dveh koncentracijah:

· U-40 - vsebuje 40 e / ml. Ta koncentracija se uporablja pri vnosu insulina z uporabo običajne brizge, kot tudi pri otrocih.

· U-100 - vsebuje 100 e / ml. Ta koncentracija se uporablja pri dajanju insulina z injekcijskim peresnikom.

Nomenklatura pripravkov insulina. Glede na trajanje delovanja so pripravki insulina razdeljeni v več skupin:

1. kratkodelujoči insulini (preprosti insulini);

2. razširjeni insulini (srednje trajni insulini);

3. insulini z dolgotrajnim delovanjem;

4. Mešani insulini (pripravljene zmesi kratkega in dolgotrajnega insulina).

Kratkodelujoči insulini. So raztopina čistega insulina ali insulina z majhno količino ioniziranega cinka. Po subkutanem dajanju ti insulini začnejo delovati po 0,5-1,0 ure, njihov največji učinek je 2-3 ure, trajanje hipoglikemičnega delovanja pa 6-8 ur. Zdravila v tej skupini so resnične rešitve, lahko jih dajemo subkutano, intramuskularno in intravensko. Praviloma se besede "hitro" ali "redno" pojavljajo v imenih zdravil v tej skupini.

Insulini s podaljšanim delovanjem. Podaljšanje delovanja insulina se doseže z upočasnjevanjem njegove absorpcije. Uporabljajo se naslednji pripravki insulina: t

· Suspenzija amorfnega cinkovega inzulina vsebuje insulin s presežkom ioniziranega cinka, ki spodbuja nastajanje majhnih, slabo topnih kristalov insulina.

· Izofan insulin ali insulin NPH (nevtralna protamin Hagedorn) suspenzija - vsebuje mešanico ekvimolarnih količin insulina in osnovnega protaminskega proteina, ki tvori slabo topen kompleks z insulinom.

· Suspenzija s protaminskim cinkovim insulinom - zmes, ki vsebuje insulin in presežek ioniziranega cinka s protaminom.

Razvojni čas učinka zniževanja sladkorja po zaužitju podaljšanega insulina je predstavljen v tabeli 7. Praviloma imena izdelkov iz te skupine vključujejo besede "tard", "midi", "trak".

Pred tem smo v obliki razširjenega insulina (npr. Insulina-C) uporabili tudi kompleks insulina in sintetično snov Surfen (aminohuride). Vendar pa taka zdravila niso našla široke uporabe glede na to, da je surfen pogosto povzročal alergije in imel kisli pH (njegove injekcije so bile precej boleče).

Dolgo delujoči insulini. Predstavlja kristalno suspenzijo cinkovega insulina. Dolgo časa smo za pridobivanje teh zdravil uporabili bovini insulin, ker njena A-veriga vsebuje več hidrofobnih aminokislin kot insulin prašičev ali ljudi (alanin in valin) in je nekoliko slabše topen. Leta 1986 je Novo Nordisk ustvaril podaljšan insulin na osnovi humanega insulina. Ne smemo pozabiti, da ustvarjanje zdravila z dolgotrajnim delovanjem na osnovi prašičjega insulina trenutno ni mogoče in vsak poskus razglasitve zdravila na podlagi prašičjega insulina kot dolgotrajnega zdravila je treba obravnavati kot ponarejanje. Praviloma je v imenih dolgodelujočih drog prisoten fragment "ultra".

Kombinirani insulini. Za lažje zdravljenje bolnikov, ki uporabljajo kratkotrajni in podaljšan insulin, pripravijo pripravljene zmesi kratkodelujočega insulina z NPH-inzulinom v različnih kombinacijah 10/90, 20/80, 30/70, 40/60 in 50/50. Najbolj priljubljene so mešanice 20/80 (ki jih uporabljajo osebe z NIDDM v fazi potrebe po insulinu) in 30/70 (ki jih uporabljajo bolniki z IDDM v načinu 2-kratnih injekcij).

Indikacije za zdravljenje z insulinom. Glavne indikacije so povezane z imenovanjem insulina za zdravljenje sladkorne bolezni:

· Diabetes mellitus, odvisen od insulina (diabetes tipa I).

• Zdravljenje hiperglikemičnih komov pri sladkorni bolezni (ketoacidotično, hiperosmolarno, hiperlaktacidemično) - za to indikacijo uporabite le kratkodelujoča zdravila, ki se dajejo intravensko ali intramuskularno.

· Zdravljenje sladkorne bolezni, ki ni odvisna od insulina, v fazi potrebe po insulinu (dolgotrajni bolniki z nezmožnostjo uravnavanja ravni glukoze v krvi s prehrano in peroralnimi zdravili).

· Zdravljenje sladkorne bolezni, ki ni odvisna od insulina, pri nosečnicah.

• Zdravljenje diabetesa mellitusa, ki ni odvisen od insulina, med infekcijskimi boleznimi pri kirurških posegih.

Včasih se insulin uporablja za zdravljenje bolezni, ki niso povezane z diabetesom mellitusom: 1) v zmesi, ki polarizirajo kalij (mešanica 200 ml 5-10% raztopine glukoze, 40 ml 4% raztopine kalcijevega klorida in 4-6 ie insulina) pri zdravljenju aritmij in hipokalemije ; 2) pri terapiji z insulinom v komatozi pri bolnikih s shizofrenijo z izrazitimi negativnimi simptomi.

Načela odmerjanja in uporabe insulina:

1. Izbira odmerkov insulina se izvaja v bolnišnici pod nadzorom glikemične ravni in pod nadzorom usposobljenega zdravnika.

2. Viale z insulinom shranjujte v hladilniku, da preprečite zmrzovanje raztopine. Pred uporabo je treba insulin segreti na telesno temperaturo. Pri sobni temperaturi lahko steklenico insulina shranite le v injekcijski peresnik.

3. Pripravke insulina je treba dajati subkutano, občasno pa spremeniti mesto injiciranja. Pacient mora vedeti, da se insulin najpogosteje absorbira iz podkožnega tkiva stegna, v ramenskem tkivu je njegova absorpcijska hitrost 2-krat višja in iz vlakna trebuha - 4-krat. Intravensko dajanje je možno le pri kratkodelujočem insulinu, ker to so prave rešitve.

4. V eni injekcijski brizgi se lahko kratkodelujoči insulin zmeša samo z NPH-insulinom, ker Ti insulini ne vsebujejo presežka protamina ali cinka. Pri vseh drugih podaljšanih insulinah obstaja prosta cink ali protamin, ki veže kratkodelujoči insulin in nepredvidljivo upočasni njegov učinek. Ko injicirate insulin v injekcijsko brizgo, morate najprej zbrati kratkodelujoči insulin in šele nato v brizgo potegniti dolgo delujoč insulin.

5. Injiciranje insulina poteka 30 minut pred obrokom, da se sinhronizira učinek insulina na čas postprandialne glikemije.

6. Primarna izbira odmerka insulina temelji na idealni telesni masi in trajanju bolezni.

Idealna telesna teža, kg = (višina, cm - 100) - 10% - za moške;

Idealna telesna teža, kg = (višina, cm - 100) - 15% - za ženske;

Tabela 8. Izbira odmerka insulina, odvisno od trajanja bolezni.

Če bolnik prejme več kot 0,9 U / kg insulina na dan, to kaže na preveliko odmerjanje in je potrebno znižati odmerek insulina.

7. Uvajanje insulina se izvaja tako, da se posnema naravni ritem izločanja insulina in glikemični profil pri zdravi osebi. Uporabite 2 glavni shemi zdravljenja:

· Intenzivirano ali bazično-bolusno dajanje. Bolnik posnema bazalno raven izločanja insulina z 1-2 injekcijami podaljšanega insulina (dose dnevni odmerek) in največjim izločanjem insulina z injiciranjem kratkega insulina pred vsakim obrokom (dose dnevni odmerek). Porazdelitev odmerka kratkega insulina med zajtrkom, kosilom in večerjo poteka glede na količino hrane, ki jo zaužijemo iz izračuna:

1,5-2,0 U insulina na 1 enoto kruha (1 XE = 50 kcal) pred zajtrkom;

0,8-1,2 U insulina za 1 XE pred kosilom;

1,0-1,5 U insulina za 1 XE pred večerjo.

· Način dvakratne injekcije zmesi kratkodelenega in dolgodelujočega insulina. V tem načinu pred zajtrkom dajemo, dnevnega odmerka insulina in pred večerjo preostali ⅓. V vsakem odmerku je ⅔ podaljšan insulin in ⅓ kratko delujoč insulin. Ta shema zahteva strogo upoštevanje obrokov (zlasti kosila in vmesnih sprejemov - 2. zajtrk in popoldanski prigrizek), kar je posledica visoke insulinemije čez dan zaradi visokih odmerkov podaljšanega insulina.

8. Prilagoditev odmerka insulina poteka na podlagi meritev glukoze v krvi na tešče (pred naslednjim obrokom) in 2 uri po obroku. Ne smemo pozabiti, da sprememba odmerka insulina za 1 odmerek ne sme presegati 10%.

· Jutranji glikemija omogoča oceno ustreznosti večernega odmerka insulina;

· Glikemija 2 uri po zajtrku - jutranji odmerek kratkega insulina.

· Glikemija pred kosilom - jutranji odmerek podaljšanega insulina.

· Glikemija pred spanjem - kosilni odmerek kratkega insulina.

9. Pri prehodu s ksenogenskega insulina na humani insulin je treba odmerek zmanjšati za 10%.

NE (Zapleti insulinskega zdravljenja):

1. Alergijske reakcije na insulin. Povezan z prisotnostjo insulinskih nečistoč z antigenskimi lastnostmi v pripravkih. Človeški insulin redko povzroča ta zaplet. Alergijske reakcije se kažejo kot srbenje, pekoč občutek, izpuščaj na mestih injiciranja. V hudih primerih se lahko pojavi razvoj angioedema, limfadenopatije (otekle bezgavke) in anafilaktični šok.

2. Lipodistrofija - oslabljena lipogeneza in lipoliza v podkožnem tkivu na področju injekcij insulina. Pojavlja se bodisi s popolnim izginotjem vlaken (lipoatrofija) v obliki depresije na koži ali z njeno rastjo v obliki vozlišč (lipohipertrofija). Za njihovo preprečevanje je priporočljivo redno menjati mesta injiciranja, ne uporabljajte topih igel in hladnega insulina.

3. Inzulinski edem - se pojavi na začetku zdravljenja, povezan s prenehanjem poliurije in povečanjem prostornine intracelularne tekočine (od vstopa glukoze v celico in posledično intracelularnega osmotskega tlaka, ki zagotavlja pretok vode v celico), povečuje. Ponavadi preidejo samostojno.

4. Pojav "zore". Hiperglikemija v zgodnjih jutranjih urah (med 5-8 uro). Povzročajo jo cirkadiani ritmi izločanja kontra-insularnih hormonov - kortizola in STH, ki povzročajo povečanje ravni glukoze, pa tudi nezadostno trajanje učinka podaljšanega insulina, ki ga pacient vstopi pred večerjo. Da bi zmanjšali ta učinek, morate poznejši odložiti injiciranje podaljšanega insulina zvečer.

5. Hipoglikemična stanja in hipoglikemična koma. Povezani so bodisi s presežkom odmerka insulina, ki je bil injiciran, bodisi s kršitvijo režima zdravljenja z insulinom (dajanje insulina brez poznejšega zaužitja hrane, intenzivnega fizičnega napora). Zanj je značilen občutek lakote, znojenje, omotica, dvojni vid, odrevenelost ustnic in jezika. Bolniki so močno razširjeni. V hujših primerih se pojavijo mišični krči z nadaljnjim razvojem kome. Pomoč je zaužitje 50,0-100,0 g sladkorja, raztopljenega v topli vodi ali čaju, lahko uporabite sladkarije, med, marmelado. Če je bolnik izgubil zavest, je treba intravensko injicirati 20-40 ml 40% raztopine glukoze ali mu drseti med dlesni (vsebuje fruktozo, ki se dobro absorbira skozi ustno sluznico). Priporočljivo je, da uvedete enega od kontraindularnih hormonov - 0,5 ml 0,1% raztopine adrenalina subkutano ali 1-2 ml glukagona intramuskularno.

6. Odpornost na insulin (zmanjšanje občutljivosti tkiva na delovanje insulina in potreba po povečanju njegove dnevne doze na 100-200 U). Glavni vzrok za odpornost na insulin je tvorba protiteles proti insulinu in njegovim receptorjem. Najpogosteje nastajajo protitelesa zaradi ksenogenskih insulinov, zato je treba te bolnike prenesti na humane insuline. Vendar lahko celo humani insulin povzroči tvorbo protiteles. To je posledica dejstva, da ga uničuje insulinsko subkutano tkivo z nastajanjem antigenskih peptidov.

7. Sommodji sindrom (kronično preveliko odmerjanje insulina). Uporaba velikih odmerkov insulina na začetku povzroča hipoglikemijo, nato pa se hiperglikemija refleksno razvije (kompenzacijsko sproščanje kontraindikalnih hormonov - kortizola, adrenalina, glukagona). Hkrati se stimulira lipoliza in ketogeneza, razvija se ketoacidoza. Sindrom se kaže skozi ostra nihanja ravni glukoze v krvi čez dan, epizode hipoglikemije, ketoacidoze in ketonurije brez glikozurije, povečanega apetita in povečanja telesne mase kljub hudemu poteku sladkorne bolezni. Da bi odpravili ta sindrom, morate zmanjšati odmerek insulina.

FV: steklenice in vložki po 5 in 10 ml z aktivnostjo 40 e./ml in 100 e./ml.

Novi pripravki insulina.

Ultrashort-delujoči pripravki insulina.

Lizproinzulin (lizproinzulin, Humalog). V raztopini se tvorijo tradicionalni insulin in podkožni heksamerni kompleksi, ki nekoliko upočasnijo njegovo absorpcijo v kri. V lisproinzulinu se zaporedje aminokislin spremeni na položajih 28 in 29 verige B z β-pro-lys-il-pro-. Ta sprememba ne vpliva na aktivno inzulinsko središče, ki medsebojno deluje z receptorjem, ampak zmanjšuje njegovo sposobnost tvorbe heksamera in dimerjev 300-krat.

Učinek insulina lispro se začne že v 12-15 minutah, maksimalni učinek pa traja 1-2 uri, s skupnim trajanjem 3-4 ur, kar vodi k večji fiziološki kontroli postprandialne glikemije in manj pogosto povzroča hipoglikemično stanje med obroki.

Lizproinzulin je treba vnesti tik pred obrokom ali takoj po njem. To je še posebej primerno za otroke, ker Uvedba normalnega insulina zahteva, da oseba uživa strogo izmerjeno število kalorij, vendar je otroški apetit odvisen od njegovega razpoloženja, muhe in starši ne morejo vedno prepričati, da bi jedel ustrezno količino hrane. Lizproinzulin se lahko vnese po obroku in izračuna število kalorij, ki jih je otrok prejel.

FV: 10 ml viale (40 in 100 U / ml), 1,5 in 3 ml kartuše (100 e./ml).

Aspartsinsulin (insulin aspart, NovoRapide). To je tudi modificiran ultrashort inzulin. Dobimo tako, da ostanek proline nadomestimo z asparaginsko kislino na položaju 28 B verige. Zdravilo se daje neposredno pred obrokom, možno pa je doseči izrazitejše zmanjšanje postprandialne glikemije kot z uvedbo rednega insulina.

FV: vložki 1,5 in 3 ml (100 U / ml)

Pripravki insulina, ki jim je odvzet vrh delovanja.

Glargininsulin (Glargineinsuline). Insulin s tremi substitucijami v polipeptidni verigi: glicin na položaju 21 verige A in dodatni argininski ostanki na položaju 31 in 32 B-verige. Takšna substitucija povzroči spremembo izoelektrične točke in topnosti insulina. V primerjavi z insulini NPH je krivulja koncentracije glargina bolj ploska, vrh delovanja pa je slabo izražen.

Ta insulin se priporoča za uporabo pri modeliranju bazalnega izločanja insulina pri bolnikih z intenzivnim režimom zdravljenja z insulinom.

Pripravki insulina za enteralno uporabo.

Trenutno pripravljeni pripravki insulina za peroralno dajanje. Za zaščito pred uničenjem s strani proteolitičnih encimov se insulin v takšnih pripravkih da v poseben aerosol (Oraline, Generex), ki se razprši na ustno sluznico ali v gel (Ransuline), ki ga jemljemo peroralno. Zadnji od zdravil, razvitih v Ruski akademiji medicinskih znanosti.

Glavna pomanjkljivost teh zdravil v sedanji fazi je nezmožnost dovolj natančnega odmerjanja njihova stopnja absorpcije je spremenljiva. Vendar pa je možno, da bodo ta zdravila našla svojo uporabo pri ljudeh, ki imajo insulin-neodvisen sladkorni bolnik, v fazi, ki zahteva insulin, kot alternativo subkutanemu dajanju insulina.

V zadnjih letih so poročali, da je koncern Merck Co preučuje snov, ki jo vsebuje gliva, parazitska na listih nekaterih vrst afriških rastlin. Kot kažejo predhodni podatki, lahko to spojino obravnavamo kot insulinomimetično aktivirajoče insulinske receptorje ciljnih organov.

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.

Preberite Več O Sladkorni Bolezni

Simptomi Diabetesa

Glikemični Indeks