insulina

Precursor Glandă Structura Organ/țesut țintă Receptor Efecte OMIM
Insulină
preproinsulină, proinsulină
pancreasul endocrin
heterodimer compus din două lanțuri (α și β, conectate prin punți disulfurice)
mușchi scheletic, miocard, țesut adipos, ficat
receptorul insulinei
crește intrarea și proteosinteza glucozei celulare, inhibă eliberarea glucagonului și producția de MK; în ficat: glicogeneza, producția de TAG, glicoliză, scăderea producției de glucoză și corpuri cetonice; în mușchi: glicogeneza, glicoliza
176730


Insulina este un hormon pancreatic. Este produs în celule specializate ale insulelor pancreatice - așa-numitele Celulele B. Este hormon peptidic, reglează metabolismul energetic. Insulina este numită și hormonul sațietății, excesului. Bolile asociate cu insulina (o problemă de sinteză, o problemă cu celulele insulelor, tulburări ale receptorilor și semnalizarea acestora) sunt relativ frecvente în populația noastră - chiar și un profan cunoaște „diabetul”, adică diabetul zaharat (DM).

Construirea unei insule pancreatice editează sursa]

Celulele B (60% din celulele insulelor) sunt localizate predominant în centru, celulele A (25%, produc glucagon), dimpotrivă, mai degrabă în periferie. Arteriola ajunge în centru, unde se ramifică și capilarele se îndreaptă spre marginile sferei imaginare deformate. În acest fel este posibil să vă relaxați insulina a acționat asupra celulelor A, în timp ce glucagonul nu ajunge de obicei la celulele B (timpul de înjumătățire de viață 1-3 minute, în plus, cea mai mare parte a glucagonului este preluată de obicei de ficat). Este bine să ne dăm seama când vorbim despre reglarea secreției hormonale.

Istorie editează sursa]

Insulina a fost deja izolată în 1921 de către domnii Banting și Best (așa-numitul „factor insular”) din țesutul pancreatic. Are multe premii (printre proteine) - a fost prima proteină în care s-au dat dovezi ale activității hormonale, prima proteină care a fost cristalizată și secvențiată, prima sintetizată artificial în laborator. Pe de altă parte - știm foarte puțin despre acțiunea sa intracelulară și despre diferitele mecanisme moleculare.

Structura editează sursa]

O moleculă de insulină este heterodimer compus din două lanțuri (α și β, conectate prin punți disulfurice). Există trei situri în întreaga moleculă în care înlocuirea aminoacizilor provoacă ineficiență - localizarea legăturilor disulfidice, a reziduurilor hidrofobe ale capătului C-terminal al lanțului β și a reziduurilor hidrofobe ale ambelor capete ale lanțului α. (Substituțiile de aminoacizi sunt altfel destul de frecvente, dar dacă apar în afara celor trei situri, practic nu modifică eficacitatea biologică.)

Sinteză editează sursa]

Sinteza insulinei - ca orice proteină - începe în nucleu cu transcripție și continuă pe ribozomi prin traducere RER - preproinsulină. Este diferit de insulină pentru- secvenţă (AMK hidrofob, servește ca redresor, adică pentru ca molecula să se deplaseze către rezervoarele RER) și conectarea peptidei C (Secvența AMK care conectează capătul N-terminal al lanțului α și capătul C al lanțului β). Pentru- secvența este îndepărtată în RER, se formează proinsulină. Are o conformație adecvată pentru a oxida grupele -SH ale cisteinelor pentru a forma punți disulfură între lanțurile α- și β. Ulterior, proinsulina este transportată la GA, unde începe proteoliza (îndepărtarea peptidei C). Insulina, o cantitate mică de proinsulină (raportul insulină/proinsulină este 5: 1), peptida C și cantități minore de alte substanțe sunt apoi ambalate în granule secretoare și, după un semnal adecvat, fuzionate cu membrana citoplasmatică și eliberează conținutul lor în ECT.

Secreția de insulină editează sursa]

Secreția are loc prin următorul mecanism:

Mecanism de acțiune editează sursa]

Receptorul insulinei editează sursa]

Există un receptor-heterotetramer pe membrana celulelor țintă. Subunitatea α este stocată extracelular, leagă hormonul. Subunitatea β este formată din proteina transmembranară și partea sa intracelulară prezintă activitate de tirozin kinază. Subunitățile sunt legate covalent prin legături disulfurice în raportul α2-β2.

Conversia semnalului editează sursa]

În cazul legării insulinei, oligomerizare, cei doi (sau mai mulți) receptori se grupează împreună, apoi se schimbă conformaţie molecule - rezultatul este autofosforilarea părților intracelulare ale jumătăților receptorilor adiacenți. Sinteza receptorilor și degradarea ulterioară au loc cu un timp de înjumătățire de până la 12 ore. Sunt folosite pentru a converti semnalul proteine ​​adaptoare - în cazul insulinei IRS-1 (substrat al receptorului de insulină). Există controverse cu privire la al doilea mesager al insulinei. Întreaga cascadă se termină cu fosforilarea/defosforilarea proteinelor țintă, resp. provoacă expunerea la proteine ​​de transport sau acționează asupra ADN-ului (vezi paragraful următor). Există, de asemenea, internalizarea („absorbția”) complexului hormon-receptor.

Degradare editează sursa]

Insulina este degradată (în special în ficat, parțial în rinichi și placentă) de enzima insulinază sau glutation-insulină-transhidrogenază (ficat), receptorul este re-expus pe membrană.

Reglementarea în jos editează sursa]

Dacă concentrația de insulină este mare, sensibilitatea țesuturilor la insulină scade (așa-numita „reglare descendentă” - reducerea numărului de receptori de pe membrane). Acest lucru contribuie la dezvoltarea rezistenței la insulină în DM II.

Acțiunea insulinei editează sursa]

Insulină crește transportul glucozei din sânge în celule mușchiul scheletic, miocardul și țesutul adipos. Acest lucru se datorează faptului că hormonul provoacă expunerea la transportatorii de glucoză GLUT4 (acestea au fost pregătite până acum în numerar în TIC) pe membrană. Acesta este în special cazul celulelor musculare scheletice, cardiomiocitelor și adipocitelor. S-a demonstrat prin diferite metode (fracționare subcelulară, electronică și microscopie cu fluorescență) că, în absența insulinei în aceste țesuturi, cea mai mare parte (aproximativ 95%) din GLUT4 este localizată intracelular.

Pe măsură ce insulina este curățată după masă - în timp ce înfometează (sau câteva ore după masă) scade - glucoza este salvată pentru creier cea mai mare parte a zilei (o persoană este, în general, pregătită să experimenteze deficiență mai degrabă decât exces ...) mușchii și grăsimea nu devin, respectiv. primește o cantitate mică (lipsește GLUT4 pe membrană deoarece nu există insulină).

Efecte asupra metabolismului energetic editează sursa]

Sunt derivate din starea în care se află o persoană după ce a mâncat. Organismul a primit o doză de glucoză care trebuia procesată. De aceea va fi glicoliza activă, glicogeneza, lipogeneza și depozitarea lipidelor în adipocite. Desigur, dacă este necesar, glucoza este consumată imediat (de ex., Lucrând mușchii, creierul trăiește aproape numai din glucoză). Insulina reduce cantitatea de AMPc, resp. inhibă conversia adenilat ciclazei inactive în active. Mulțumesc pentru asta:

  • protein kinaza A nu este formată (rămâne într-o stare inactivă ca PKB), ceea ce ar transforma activul glicogen sintază la glicogen sintază inactivă.
  • rămâne inactiv fosforilaza, care este enzima de control a glicogenolizei.
  • acționează asupra activării prin lipogeneză acetil-CoA carboxilaza și în același timp niveluri scăzute de AMPc inhibă lipoliza.

Acționând asupra ADN-ului, insulina induce biosinteza complexului enzimatic al acidului gras sintază și reduce sinteza fosfoenolpiruvat carboxicinaza (enzima reglatoare a gluconeogenezei). În ficat inhibă ketogeneza, provoacă creșterea celulelor.

Este bine să ne dăm seama că trebuie să privim metabolismul ca atare, ca un întreg mare. Dacă afectăm calea metabolică într-o celulă, aceasta nu va rămâne fără răspuns în alte celule. Prin urmare, pe de o parte, vedem acțiunea directă a insulinei (pur și simplu prin legarea la receptorul din membrană), pe de altă parte, intervențiile indirecte discret (de exemplu, blocarea lipolizei în adipocite vor provoca deficit de FFA în ficat, prin urmare, ficatul va procesa glucoza în special).

În plus, insulina are un efect pozitiv asupra creșterii și replicării celulare, asupra vindecării rănilor (notă: în culturile de fibroblaste, insulina determină capacitatea factorilor de creștere (FGF, PDGF, EGF ...) de a stimula ciclul celular).

Perioada fetală editează sursa]

Insulina începe să se formeze la 10 săptămâni și acționează și asupra organogenezei fetale. (placenta este impermeabilă la insulină, deci insulina maternă nu ajunge acolo).