Insulin

Hipoglikemia

INSULIN (dari Lat. Insula - island), hormon yang diproduksi dalam sel p pankreas di pulau Langerhans. Molekul insulin manusia (mol. M. 5807) terdiri dari dua rantai peptida (A dan B) yang dihubungkan oleh dua jembatan disulfida; jembatan disulfida ketiga terletak di rantai A (lihat rumus huruf; lihat sebutan dalam Art. Asam amino).

Dan nsulin ditemukan di semua vertebrata. Pada mamalia besar, molekul insulin berbeda dalam komposisi asam amino hanya pada posisi 8, 9, dan 10 rantai A dan pada posisi 30 rantai B (lihat tabel). Pada ikan, burung dan hewan pengerat, perbedaan dalam struktur insulin adalah signifikan.

Insulin stabil di lingkungan.

INSULIN (Pulau insula Latin, pulau kecil) - hormon pankreas; termasuk dalam kelompok hormon protein-peptida.

Pada tahun 1900, L.V. Sobolev membuktikan bahwa pulau pankreas Langerhans (lihat) adalah tempat pembentukan zat yang mengatur metabolisme karbohidrat dalam tubuh. Pada tahun 1921, F. Banting dan Best (S.N. Best) memperoleh ekstrak insulin dari jaringan pankreas pulau. Pada tahun 1925, I. diperoleh dalam bentuk kristal. Pada tahun 1955, F. Sanger mempelajari urutan asam amino dan membentuk struktur I. ternak dan babi.

Berat molekul relatif P. monomer adalah kira-kira. 6000. Molekul I. mengandung 51 asam amino dan terdiri dari dua rantai; rantai dengan glisin N-terminal disebut rantai-A dan terdiri dari 21 asam amino, rantai kedua - rantai-B - terdiri dari 30 asam amino. Dan - dan rantai-B dihubungkan oleh ikatan disulfida, integritas potongan memainkan peran besar dalam pelestarian biol, aktivitas molekul I. (lihat rumus di bawah).

Komposisi asam amino terdekat dengan I. human I. babi, molekul to-rogo hanya berbeda dengan satu asam amino dalam rantai-B (alih-alih threonine pada posisi ke-30 adalah alanin).

Konten

Biosintesis insulin, regulasi sekresi insulin

I. disintesis dalam insulosit basofilik (sel beta) dari pulau pankreas Langerhans dari pendahulunya, proinsulin. Untuk pertama kalinya, proinsulin ditemukan oleh D. F. Steiner pada akhir tahun 60an. Proinsulin - polipeptida rantai tunggal dengan mol relatif. beratnya sekitar. 10.000, mengandung lebih dari 80 asam amino. Proinsulin adalah molekul P., seolah ditutup oleh peptida, yang disebut penghubung, atau C-peptida; peptida ini membuat molekul I. secara biologis tidak aktif. Menurut imunol, karakteristik proinsulin dekat dengan saya. Proinsulin disintesis pada ribosom insulosit, kemudian di sepanjang tangki retikulum sitoplasma, molekul proinsulin bergerak ke kompleks lamellar (kompleks Golgi), yang darinya butiran sekretori baru yang mengandung proinsulin dipisahkan. Dalam butiran sekretori di bawah aksi enzim C-peptide dipisahkan dari proinsulin dan I. terbentuk. Proses transformasi enzimatik dari hasil proinsulin di. beberapa tahap, sebagai akibat dari mana insulin terbentuk, bentuk-bentuk antara dari pro-insulin dan C-peptide. Semua zat ini memiliki aktivitas biol dan kekebalan yang berbeda dan dapat berpartisipasi dalam pengaturan berbagai jenis metabolisme. Pelanggaran proses konversi proinsulin menjadi I. menyebabkan perubahan rasio zat-zat ini, munculnya bentuk-bentuk abnormal I. Dan sebagai akibatnya, perubahan dalam regulasi metabolisme.

Masuknya hormon ke dalam darah diatur oleh beberapa mekanisme, salah satunya untuk I. (sinyal pemicu) adalah peningkatan glukosa darah (lihat Hiperglikemia); peran penting dalam regulasi penerimaan adalah I. milik mikro, hormon pergi. - kish. path (terutama secretin), asam amino, dan juga c. n c. (lihat Hormon).

Transformasi insulin dalam tubuh

Ketika memasuki aliran darah, bagian dari I. membentuk kompleks dengan protein plasma - yang disebut. insulin terikat, bagian lainnya tetap dalam bentuk insulin gratis. L. K. Staroseltseva dan sotr. (1972) menetapkan bahwa ada dua bentuk yang terkait I.: satu bentuk - kompleks I. dengan transferrin, yang lain - kompleks I. dengan salah satu komponen serum alpha globulin. Bebas dan terikat I. berbeda satu sama lain dalam biol., Kekebalan dan fisik. properti, serta efeknya pada jaringan adiposa dan otot, yang merupakan organ target dan disebut insulin-sensitif dan jaringan. Free I. bereaksi dengan antibodi terhadap kristal P., merangsang penyerapan glukosa oleh otot dan, sampai batas tertentu, jaringan adiposa. Associated I. tidak bereaksi dengan antibodi terhadap kristal P., menstimulasi penyerapan glukosa oleh jaringan adiposa, dan hampir tidak memiliki efek pada proses ini dalam jaringan otot. Associated I. berbeda dari tingkat metabolisme bebas oleh perilakunya di bidang elektroforetik, selama penyaringan dan dialisis gel.

Selama ekstraksi serum darah dengan asam etanol hidroklorat, suatu zat diperoleh, menurut biol, efeknya mirip dengan saya. Namun, zat ini tidak bereaksi dengan antibodi yang diperoleh dari kristal P., dan karena itu disebut "aktivitas plasma seperti insulin yang tidak tertekan", atau "zat seperti insulin". Studi tentang aktivitas seperti insulin sangat penting; "Aktivitas plasma seperti insulin yang tidak tertekan" dianggap oleh banyak penulis sebagai salah satu bentuk I. Berkat proses pengikatan I. dengan protein serum, pengirimannya ke jaringan terjamin. Selain itu, I. yang terkait adalah suatu bentuk penyimpanan hormon dalam darah dan menciptakan cadangan I. yang aktif dalam aliran darah. Rasio tertentu dari I. gratis dan yang terkait memastikan fungsi normal tubuh.

Jumlah I., yang beredar dalam aliran darah, ditentukan tidak hanya oleh tingkat sekresi, tetapi juga oleh tingkat metabolisme dalam jaringan dan organ perifer. Proses metabolisme I. yang paling aktif berlangsung di hati. Ada beberapa asumsi tentang mekanisme proses ini di hati; Telah ditetapkan bahwa ada dua tahap - pemulihan jembatan disulfida dalam molekul insulin dan proteolisis dengan pembentukan fragmen peptida yang tidak aktif secara biologis dan asam amino. Ada beberapa sistem enzim yang menginduksi insulin dan merendahkan insulin yang terlibat dalam metabolisme I. Ini termasuk sistem enzim yang menginduksi insulin [protein disulfide reductase (glutathione)] dan sistem enzim pendegradasi insulin, yang diwakili oleh tiga jenis enzim proteolitik. Sebagai akibat dari aksi protein disulfida reduktase, jembatan S - S dipulihkan dan pembentukan rantai A dan B I. diikuti oleh proteolisis masing - masing menjadi peptida dan asam amino. Selain hati, metabolisme I. terjadi pada otot dan jaringan lemak, ginjal, plasenta. Tingkat proses metabolisme dapat berfungsi sebagai kontrol atas tingkat I. aktif dan memainkan peran besar dalam patogenesis diabetes mellitus. Biol periode, setengah pembusukan I. orang - sekitar. 30 mnt

Efek biologis dari insulin

I. adalah hormon anabolik universal. Salah satu efek yang paling mencolok dari I. - efek hipoglikemiknya. I. mempengaruhi semua jenis metabolisme: merangsang pengangkutan zat melalui membran sel, meningkatkan pemanfaatan glukosa dan pembentukan glikogen, menghambat glukoneogenesis (lihat Glikolisis), menghambat lipolisis dan mengaktifkan lipogenesis (lihat metabolisme lemak), meningkatkan intensitas sintesis protein. I., memastikan oksidasi glukosa normal dalam siklus Krebs (paru-paru, otot, ginjal, hati), mendorong pembentukan senyawa berenergi tinggi (khususnya ATP) dan menjaga keseimbangan energi sel. Dan, itu diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan organisme (itu bertindak dalam sinergi dengan hormon somatotropik dari kelenjar hipofisis).

Semua biol, efek I. independen dan independen satu sama lain, namun dalam fiziol, mengkondisikan efek akhir I. terdiri dari stimulasi langsung proses biosintesis dan pasokan sel secara simultan dengan bahan "konstruksi" (misalnya, asam amino) dan energi (glukosa). Efek bermacam-macam I. diwujudkan dengan berinteraksi dengan reseptor membran sel dan mentransmisikan sinyal (informasi) ke dalam sel ke sistem enzim yang sesuai.

Fiziol, antagonis I. dalam pengaturan metabolisme karbohidrat dan memastikan tingkat glukosa dalam darah yang optimal untuk aktivitas vital tubuh adalah glukagon (lihat), serta beberapa hormon lain (tiroid, kelenjar adrenal, hormon pertumbuhan).

Pelanggaran dalam sintesis dan sekresi insulin dapat bersifat berbeda dan memiliki asal yang berbeda. Jadi, kekurangan sekresi Dan. Menyebabkan hiperglikemia dan pengembangan diabetes mellitus (lihat. Diabetes mellitus, etiologi, dan patogenesis). Pembentukan I. yang berlebihan diamati, misalnya, dengan tumor aktif hormon yang berasal dari sel beta pulau pankreas (lihat Insuloma), dan diekspresikan secara klinis oleh gejala hiperinsulinisme (lihat).

Metode penentuan insulin

Metode untuk menentukan insulin dapat dibagi secara kondisional menjadi biologis dan radioimun. Biol, metode didasarkan pada stimulasi penyerapan glukosa oleh jaringan sensitif insulin di bawah pengaruh I. Untuk biol, metode ini menggunakan otot diafragmatik dan jaringan adiposa epididimal yang diperoleh dari tikus dari garis murni. Kristal I. atau serum manusia diuji dan persiapan otot diafragma atau jaringan adiposa epididymal (sel lemak terisolasi yang lebih baik berasal dari jaringan adiposa epididimis) dalam buffer p-re yang mengandung konsentrasi glukosa tertentu ditempatkan dalam inkubator. Menurut tingkat pengambilan glukosa oleh jaringan dan, dengan demikian, penurunannya dari media yang diinkubasi, kandungan I. dalam darah dihitung menggunakan kurva standar.

Bentuk bebas I. meningkatkan penyerapan glukosa terutama pada otot diafragma, dengan potongan, bentuk terkait I. secara praktis tidak bereaksi, oleh karena itu, dengan menggunakan metode diafragma, dimungkinkan untuk menentukan jumlah bebas I. Penyerapan glukosa oleh jaringan adiposa epididimis terutama dirangsang oleh bentuk terkait I. tetapi dengan jaringan adiposa bebas, bebas I juga dapat bereaksi sebagian, sehingga data yang diperoleh selama inkubasi dengan jaringan adiposa dapat disebut aktivitas insulin total. Fiziol, kadar I. bebas dan terikat berfluktuasi dalam batas yang sangat luas, yang, tampaknya, dikaitkan dengan jenis individu dari pengaturan hormon proses metabolisme, dan dapat rata-rata rata-rata 150-200 μed / ml I. gratis dan 250-400 μed / ml terkait I.

Metode radioimun untuk menentukan I. didasarkan pada persaingan dari I. yang berlabel dan tidak berlabel dalam reaksi dengan antibodi terhadap I. dalam sampel yang dianalisis. Jumlah radioaktif I. yang terkait dengan antibodi akan berbanding terbalik dengan konsentrasi I. dalam sampel yang dianalisis. Varian yang paling berhasil dari metode imun radio ternyata adalah metode antibodi ganda, yang secara kondisional (secara skematis) dapat direpresentasikan sebagai berikut. Antibodi terhadap I. diperoleh pada marmut (yang disebut antibodi tingkat pertama) dan menghubungkannya dengan label I. (1251). Kompleks yang dihasilkan dikombinasi ulang dengan antibodi orde dua (diperoleh dari kelinci). Ini memastikan kestabilan kompleks dan kemungkinan reaksi substitusi dari saya yang berlabel menjadi tidak berlabel. Sebagai hasil dari reaksi ini, I. yang tidak berlabel mengikat antibodi, dan yang berlabel I. masuk ke rr gratis.

Banyak modifikasi dari metode ini didasarkan pada tahap pemisahan berlabel I. dari kompleks dengan I. berlabel. Metode antibodi ganda adalah dasar untuk persiapan kit siap pakai untuk metode radioimun untuk menentukan I. (oleh perusahaan dari Inggris dan Perancis).

Persiapan insulin

Untuk madu. I. target berasal dari pankreas sapi, babi, dan paus. Kegiatan I. menentukan biol, dengan (pada kemampuan untuk menurunkan kadar gula dalam darah pada kelinci sehat). Per unit tindakan (ED), atau unit internasional (IE), ambil aktivitas 0,04082 mg insulin kristal (standar). I. mudah bergabung dengan logam divalen, terutama dengan seng, kobalt, kadmium, dan dapat membentuk kompleks dengan polipeptida, khususnya dengan protamin. Properti ini digunakan untuk membuat obat I. Tindakan berkepanjangan.

Menurut durasi tindakan, ada tiga jenis obat I. Obat kerja singkat (sekitar 6 jam) adalah insulin buatan domestik (I. sapi dan babi). Obat dengan durasi kerja rata-rata (10-12 jam) adalah suspensi insulin seng amorf - persiapan rumah tangga yang serupa dengan persiapan tujuh bagian. Obat jangka panjang termasuk protamine zinc-insulin untuk injeksi (aksi 16-20 jam), suspensi insulin-protamine (18-24 jam), suspensi zinc-insulin (hingga 24 jam), suspensi insulin zinc crystalline ( hingga 30-36 jam aksi).

Farmakol, karakteristik dari obat yang paling sering saya gunakan dan bentuk pelepasannya - lihat Persiapan hormonal, tabel.

Indikasi dan kontraindikasi

I. adalah agen antidiabetik spesifik dan digunakan terutama pada diabetes mellitus; Indikasi absolut adalah adanya ketoasidosis dan koma diabetik. Pilihan obat dan dosisnya tergantung pada bentuk dan tingkat keparahan penyakit, usia dan kondisi umum pasien. Pemilihan dosis dan pengobatan I. dilakukan di bawah kendali gula darah dan urin dan memantau kondisi pasien. Overdosis I. mengancam dengan penurunan tajam gula darah, koma hipoglikemik. Indikasi spesifik untuk penggunaan obat-obatan tertentu I. untuk diabetes pada orang dewasa dan anak-anak - lihat diabetes mellitus, pengobatan.

I. obat-obatan digunakan untuk mengobati penyakit mental tertentu. Di Uni Soviet, pengobatan insulin skizofrenia diterapkan pada tahun 1936 oleh A. S. Kronfeld dan E. Ya. Sternberg. Dengan munculnya neuroleptik, pengobatan I. telah menjadi metode pilihan - lihat Schizophrenia.

Dalam dosis kecil, I. kadang-kadang diresepkan untuk kelelahan umum, furunculosis, muntah hamil, hepatitis, dll.

Semua obat I. Tindakan berkepanjangan disuntikkan hanya di bawah kulit (atau intramuskular). Intravena (misalnya, dengan koma diabetik), Anda hanya dapat memasukkan larutan insulin kristal untuk injeksi. Tidak mungkin untuk memasukkan suspensi seng-insulin (dan obat-obatan lain I. tindakan berkepanjangan) dalam jarum suntik yang sama dengan p-rum insulin untuk injeksi; jika perlu, suntikkan larutan insulin untuk injeksi dengan jarum suntik terpisah.

Kontraindikasi - alergi terhadap Dan; kontraindikasi relatif - penyakit yang terjadi dengan hipoglikemia. Perawatan harus diambil dalam merawat pasien di mana saya memiliki insufisiensi koroner dan gangguan sirkulasi serebral.

Daftar Pustaka: Biokimia hormon dan regulasi hormonal, ed. N. A. Yudaeva, hal. 93, M., 1976; Newholme EI. Mulai K. regulasi Metabolisme, trans. dari bahasa Inggris, dengan. 387 et al., M., 1977; Masalah enzim medis, ed. G. R. Mardashev, p. 40, M., 1970, bibliogr.; Panduan untuk endokrinologi klinis, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, p. 130, M., 1974; Staroseltseva LK. Berbagai bentuk insulin dalam tubuh dan signifikansi biologisnya, dalam buku: Sovr. vopr, endokrin., di bawah editorial H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biokimia regulasi hormon metabolisme, Vestn. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, JVa 11, hal. 29, 1974; Banting F. G., a. Dalam E. C. Sekresi internal pankreas, J. Lab. klinik. Med., V. 7, hal. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - gangguan transmisi informasi seluler, Horm. metaboi. Res., V. 4, hal. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, ed. oleh R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulin dan biosintesis insulin, Progr Terbaru. Hormon Res., V. 25, hal. 207, 1969, bibliogr.

Insulin: apa jenis hormon, tingkat darah, tingkat diabetes dan penyakit lainnya, pendahuluan

Apa substansi ini - insulin, yang sering ditulis dan diucapkan sehubungan dengan diabetes mellitus saat ini? Mengapa suatu saat berhenti diproduksi dalam jumlah yang diperlukan atau, sebaliknya, disintesis secara berlebihan?

Insulin adalah zat aktif biologis (BAS), hormon protein yang mengontrol kadar glukosa darah. Hormon ini disintesis oleh sel-sel beta milik peralatan pulau kecil (pulau Langerhans) pankreas, yang menjelaskan risiko mengembangkan diabetes yang melanggar kemampuan fungsionalnya. Selain insulin, hormon-hormon lain disintesis di pankreas, khususnya, faktor hiperglikemik (glukagon) yang diproduksi oleh sel-sel alfa dari peralatan pulau dan juga terlibat dalam menjaga konsentrasi konstan glukosa dalam tubuh.

Indikator norma insulin dalam darah (plasma, serum) pada orang dewasa berkisar antara 3 hingga 30 μE / ml (atau hingga 240 pmol / l).

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

Meskipun di suatu tempat pembaca akan memenuhi norma hingga 20 ICED / ml, di suatu tempat hingga 25 ICED / ml - laju mungkin sedikit berbeda di laboratorium yang berbeda, oleh karena itu, selalu menyumbangkan darah untuk analisis, Anda perlu fokus pada data yang tepat (nilai referensi) dari laboratorium itu, yang menghasilkan penelitian, dan bukan pada nilai-nilai yang diberikan dalam berbagai sumber.

Peningkatan insulin dapat berarti patologi, misalnya, perkembangan tumor pankreas (insulinoma), dan kondisi fisiologis (kehamilan).

Penurunan kadar insulin dapat mengindikasikan perkembangan diabetes atau hanya kelelahan fisik.

Peran utama hormon ini adalah hipoglikemik.

Tindakan insulin dalam tubuh manusia (dan tidak hanya tubuh manusia, dalam hal ini, semua mamalia serupa) adalah dalam partisipasinya dalam proses pertukaran:

Hormon ini memungkinkan gula, diperoleh dengan nutrisi, untuk secara bebas menembus sel-sel otot dan jaringan lemak, meningkatkan permeabilitas membran mereka:
Ini adalah penginduksi produksi glukosa dari glukosa di hati dan sel otot:
Insulin berkontribusi pada akumulasi protein, meningkatkan sintesisnya dan mencegah disintegrasi, dan produk-produk lemak (ini membantu jaringan adiposa merebut glukosa dan mengubahnya menjadi lemak (di sinilah cadangan lemak berlebih berasal dan mengapa cinta karbohidrat yang berlebihan menyebabkan obesitas);
Meningkatkan aktivitas enzim yang meningkatkan pemecahan glukosa (efek anabolik), hormon ini mengganggu kerja enzim lain yang berusaha memecah lemak dan glikogen (efek anti-katabolik insulin).

Insulin ada di mana-mana, ia berpartisipasi dalam semua proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh manusia, tetapi tujuan utama zat ini adalah untuk menyediakan metabolisme karbohidrat, karena itu adalah satu-satunya hormon hipoglikemik, sementara "lawannya", hormon hiperglikemik, berusaha meningkatkan kadar gula darah, lebih banyak lagi (adrenalin, hormon pertumbuhan, glukagon).

Pertama-tama, mekanisme pembentukan insulin oleh sel-sel β pulau Langerhans memicu peningkatan konsentrasi karbohidrat dalam darah, tetapi sebelum itu hormon mulai diproduksi segera setelah seseorang mengunyah sesuatu yang dapat dimakan, menelannya dan mengirimkannya ke perut (dan itu tidak perlu untuk makanan adalah karbohidrat). Jadi, makanan (apa saja) menyebabkan peningkatan kadar insulin dalam darah, dan kelaparan tanpa makanan, sebaliknya, mengurangi kandungannya.

Selain itu, pembentukan insulin dirangsang oleh hormon-hormon lain, peningkatan konsentrasi unsur-unsur jejak tertentu dalam darah, seperti kalium dan kalsium, dan peningkatan jumlah asam lemak. Produk insulin paling tertekan oleh hormon pertumbuhan hormon pertumbuhan (growth hormone). Hormon lain, juga sampai batas tertentu, mengurangi produksi insulin, misalnya, somatostatin, disintesis oleh sel-sel delta dari peralatan pulau pankreas, tetapi aksinya tidak memiliki kekuatan somatotropin.

Jelas bahwa fluktuasi kadar insulin dalam darah bergantung pada perubahan kadar glukosa dalam tubuh, sehingga jelas mengapa meneliti insulin menggunakan metode laboratorium pada saat yang sama menentukan jumlah glukosa (tes darah untuk gula).

Video: insulin dan fungsinya - animasi medis

Insulin dan penyakit gula dari kedua jenis

Paling sering, sekresi dan aktivitas fungsional dari hormon yang dijelaskan berubah pada diabetes mellitus tipe 2 (non-insulin dependent diabetes mellitus - NIDDM), yang sering terbentuk pada orang paruh baya dan lanjut usia yang kelebihan berat badan. Pasien sering bertanya-tanya mengapa kelebihan berat badan merupakan faktor risiko diabetes. Dan ini terjadi sebagai berikut: akumulasi cadangan lemak dalam jumlah berlebih disertai dengan peningkatan lipoprotein darah, yang, pada gilirannya, mengurangi jumlah reseptor untuk hormon dan mengubah afinitas untuk itu. Hasil dari gangguan tersebut adalah penurunan produksi insulin dan, akibatnya, penurunan kadar dalam darah, yang mengarah pada peningkatan konsentrasi glukosa, yang tidak dapat digunakan secara tepat waktu karena kekurangan insulin.

Ngomong-ngomong, beberapa orang, setelah mempelajari hasil analisis mereka (hiperglikemia, kelainan spektrum lipid), merasa kesal dengan kesempatan ini, mulai aktif mencari cara untuk mencegah penyakit yang mengerikan - mereka langsung "duduk" dengan diet yang mengurangi berat badan. Dan mereka melakukan hal yang benar! Pengalaman seperti itu bisa sangat berguna bagi semua pasien yang berisiko diabetes: tindakan yang diambil tepat waktu memungkinkan jangka waktu tidak terbatas untuk menunda perkembangan penyakit itu sendiri dan konsekuensinya, serta ketergantungan pada obat yang mengurangi gula dalam serum (plasma) darah.

Gambaran yang agak berbeda diamati pada diabetes mellitus tipe 1, yang disebut insulin-dependent (IDDM). Dalam hal ini, glukosa lebih dari cukup di sekitar sel, mereka hanya mandi di lingkungan gula, tetapi mereka tidak dapat mengasimilasi bahan energi penting karena kurangnya konduktor - tidak ada insulin. Sel tidak dapat menerima glukosa, dan sebagai akibat dari keadaan yang serupa, gangguan proses lain mulai terjadi dalam tubuh:

Cadangan lemak, tidak sepenuhnya terbakar dalam siklus Krebs, dikirim ke hati dan berpartisipasi dalam pembentukan badan keton;
Peningkatan gula darah yang signifikan menyebabkan rasa haus yang luar biasa, sejumlah besar glukosa mulai diekskresikan dalam urin;
Metabolisme karbohidrat dikirim di sepanjang jalur alternatif (sorbitol), membentuk kelebihan sorbitol, yang mulai disimpan di berbagai tempat, membentuk keadaan patologis: katarak (di lensa mata), polineuritis (di konduktor saraf), proses aterosklerotik (di dinding pembuluh darah).

Tubuh, yang mencoba mengompensasi gangguan ini, merangsang pemecahan lemak, akibatnya kadar trigliserida meningkat dalam darah, tetapi tingkat fraksi kolesterol yang berguna berkurang. Disproteinaemia aterogenik mengurangi pertahanan tubuh, yang dimanifestasikan oleh perubahan parameter laboratorium lainnya (fruktosamin dan peningkatan hemoglobin glikosilasi, komposisi elektrolit darah terganggu). Dalam keadaan kekurangan insulin absolut ini, pasien melemah, terus-menerus ingin minum, mereka menghasilkan sejumlah besar urin.

Pada diabetes, kekurangan insulin pada akhirnya mempengaruhi hampir semua organ dan sistem, yaitu kekurangannya berkontribusi pada perkembangan banyak gejala lain yang memperkaya gambaran klinis penyakit "manis".

Apa "kirim" kelebihan dan kekurangannya

Peningkatan insulin, yaitu, peningkatan kadar plasma darah (serum) dapat diharapkan dalam kasus kondisi patologis tertentu:

Insulinoma adalah tumor jaringan pulau Langerhans, yang tak terkendali dan menghasilkan hormon hipoglikemik dalam jumlah besar. Neoplasma ini memberikan tingkat insulin yang cukup tinggi, sementara glukosa puasa berkurang. Untuk diagnosis adenoma pankreas jenis ini, rasio insulin dan glukosa (I / G) dihitung sesuai dengan rumus: nilai kuantitatif hormon dalam darah, μE / ml: (kadar gula, ditentukan pada pagi hari dengan perut kosong, mmol / l - 1,70).
Tahap awal pembentukan diabetes mellitus tergantung insulin, kemudian level insulin mulai turun, dan gula akan naik.
Obesitas. Sementara itu, di sini dan dalam kasus beberapa penyakit lain, perlu untuk membedakan sebab dan akibat: pada tahap awal, bukan obesitas adalah penyebab peningkatan insulin, tetapi sebaliknya, tingkat hormon yang tinggi meningkatkan nafsu makan dan berkontribusi pada transformasi cepat glukosa dari makanan menjadi lemak. Namun, semuanya begitu saling berhubungan sehingga tidak selalu mungkin untuk melacak dengan jelas akar penyebabnya.
Penyakit hati.
Akromegali. Pada orang sehat, kadar insulin tinggi dengan cepat mengurangi glukosa darah, yang sangat merangsang sintesis hormon pertumbuhan, pada pasien dengan akromegali, peningkatan nilai insulin dan hipoglikemia berikutnya tidak menyebabkan reaksi khusus dari hormon pertumbuhan. Fitur ini digunakan sebagai tes stimulasi untuk memantau keseimbangan hormon (injeksi insulin intravena tidak menyebabkan peningkatan hormon pertumbuhan tertentu baik setelah 1 jam atau 2 jam setelah pemberian insulin).
Sindrom Itsenko-Cushing. Gangguan metabolisme karbohidrat pada penyakit ini disebabkan oleh peningkatan sekresi glukokortikoid, yang menekan proses pemanfaatan glukosa, yang, meskipun tingkat insulin tinggi, tetap berada dalam darah dalam konsentrasi tinggi.
Insulin meningkat pada distrofi otot, yang merupakan hasil dari berbagai gangguan metabolisme.
Kehamilan, berjalan normal, tetapi dengan nafsu makan meningkat.
Intoleransi herediter terhadap fruktosa dan galaktosa.

Pemberian insulin (kerja cepat) di bawah kulit menyebabkan lonjakan tajam hormon dalam darah pasien, yang digunakan untuk membawa pasien keluar dari koma hiperglikemik. Penggunaan hormon dan obat penurun glukosa untuk pengobatan diabetes mellitus juga menyebabkan peningkatan insulin dalam darah.

Perlu dicatat, meskipun banyak orang sudah tahu bahwa tidak ada pengobatan untuk peningkatan insulin, ada pengobatan untuk penyakit tertentu, di mana ada "keretakan" yang serupa dalam status hormon dan gangguan dari berbagai proses metabolisme.

Penurunan kadar insulin diamati pada diabetes mellitus dan tipe 1 dan 2. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa dengan INCDD, defisiensi hormon adalah relatif dan disebabkan oleh faktor-faktor selain defisiensi absolut pada IDDM. Selain itu, situasi stres, aktivitas fisik yang intens atau dampak dari faktor-faktor buruk lainnya menyebabkan penurunan nilai-nilai kuantitatif hormon dalam darah.

Mengapa penting untuk mengetahui tingkat insulin?

Indikator absolut kadar insulin, yang diperoleh dari penelitian laboratorium, dengan sendirinya tidak memiliki nilai diagnostik yang besar, karena tanpa nilai kuantitatif konsentrasi glukosa, mereka tidak banyak bicara. Yaitu, sebelum menilai setiap kelainan dalam tubuh yang berhubungan dengan perilaku insulin, hubungannya dengan glukosa harus diperiksa.

Dengan tujuan seperti itu (untuk meningkatkan signifikansi diagnostik analisis), tes stimulasi produksi insulin oleh glukosa (stress test) dilakukan, yang menunjukkan bahwa hormon hipoglikemik yang diproduksi oleh sel beta pankreas adalah terlambat pada orang dengan diabetes mellitus laten, konsentrasinya meningkat lebih lambat tetapi mencapai nilai yang lebih tinggi daripada orang sehat.

Selain tes pemuatan glukosa, tes provokatif atau, seperti yang disebut, tes puasa digunakan dalam pencarian diagnostik. Inti dari sampel adalah untuk menentukan jumlah glukosa, insulin dan C-peptida (bagian protein dari molekul proinsulin) pada perut kosong dalam darah pasien, setelah itu pasien dibatasi dalam makanan dan minuman selama sehari atau lebih (hingga 27 jam), melakukan setiap 6 jam studi indikator, yang menarik (glukosa, insulin, C-peptida).

Jadi, jika insulin dinaikkan secara dominan dalam kondisi patologis, dengan pengecualian kehamilan normal, di mana peningkatan levelnya disebabkan oleh fenomena fisiologis, kemudian mengungkapkan konsentrasi hormon yang tinggi, bersama dengan penurunan gula darah, memainkan peran penting dalam diagnosis:

Proses tumor terlokalisasi di jaringan aparatus insular pankreas;
Hiperplasia pulau;
Insufisiensi glukokortikoid;
Penyakit hati yang parah;
Diabetes pada tahap awal perkembangannya.

Sementara itu, keberadaan kondisi patologis seperti sindrom Itsenko-Cushing, akromegali, distrofi otot, dan penyakit hati memerlukan studi tingkat insulin, tidak begitu banyak untuk tujuan diagnosis, seperti untuk memantau fungsi dan pelestarian kesehatan organ dan sistem.

Bagaimana cara mengambil dan lulus analisis?

Kandungan insulin ditentukan dalam plasma (darah diambil ke dalam tabung reaksi dengan heparin) atau dalam serum (darah diambil tanpa antikoagulan, disentrifugasi). Pekerjaan dengan bahan biologis dimulai segera (maksimal dalam seperempat jam), karena media ini tidak mentolerir "kemalasan" yang berkepanjangan tanpa pengobatan.

Sebelum penelitian, pasien dijelaskan pentingnya analisis, fitur-fiturnya. Reaksi pankreas terhadap makanan, minuman, obat-obatan, aktivitas fisik sedemikian rupa sehingga pasien harus kelaparan selama 12 jam sebelum penelitian, tidak terlibat dalam pekerjaan fisik yang berat, tidak termasuk persiapan hormonal. Jika yang terakhir tidak mungkin, yaitu, obat tidak dapat diabaikan dengan cara apa pun, maka catatan dibuat pada lembar analisis bahwa tes sedang dilakukan pada latar belakang terapi hormon.

Setengah jam sebelum venipuncture (darah diambil dari vena) ke seseorang yang menunggu antrian tes, mereka menawarkan untuk berbaring di sofa dan bersantai sebanyak mungkin. Pasien harus diperingatkan bahwa ketidakpatuhan terhadap aturan dapat memengaruhi hasil dan kemudian masuk kembali ke laboratorium, dan, oleh karena itu, pembatasan berulang tidak akan terhindarkan.

Pengenalan insulin: hanya suntikan pertama yang mengerikan, lalu kebiasaan

Karena begitu banyak perhatian diberikan pada hormon hipoglikemik yang diproduksi oleh pankreas, akan berguna untuk secara singkat fokus pada insulin, sebagai obat yang diresepkan untuk berbagai kondisi patologis dan, pertama-tama, untuk diabetes mellitus.

Pengenalan insulin oleh pasien sendiri telah menjadi masalah kebiasaan, bahkan anak-anak usia sekolah mengatasinya, yang mengajarkan dokter semua seluk-beluk (menggunakan perangkat untuk mengelola insulin, mengikuti aturan asepsis, menavigasi sifat-sifat obat dan mengetahui efek dari masing-masing jenis). Hampir semua pasien dengan diabetes tipe 1 dan pasien dengan diabetes mellitus berat yang tergantung pada insulin duduk dengan injeksi insulin. Selain itu, beberapa kondisi darurat atau komplikasi diabetes, dengan tidak adanya efek obat lain, dihentikan oleh insulin. Namun, dalam kasus diabetes tipe 2, setelah stabilisasi kondisi pasien, hormon hipoglikemik dalam bentuk injeksi diganti dengan cara lain di dalam, sehingga tidak bermain-main dengan jarum suntik, menghitung dan bergantung pada injeksi, yang cukup sulit dilakukan sendiri tanpa kebiasaan. keterampilan manipulasi medis sederhana.

Obat terbaik dengan efek samping minimal dan tanpa kontraindikasi serius diakui solusi insulin, yang didasarkan pada substansi insulin manusia.

Dalam hal strukturnya, hormon hipoglikemik dari kelenjar pankreas babi sangat mirip dengan insulin manusia, dan dalam banyak kasus, hormon ini telah menyelamatkan manusia selama bertahun-tahun sebelum mendapatkan (menggunakan rekayasa genetika) bentuk semisintetik atau rekombinan DNA insulin. Untuk pengobatan diabetes pada anak-anak, hanya insulin manusia yang saat ini digunakan.

Suntikan insulin dirancang untuk mempertahankan konsentrasi glukosa normal dalam darah, untuk menghindari ekstrem: melompat (hiperglikemia) dan turunnya tingkat di bawah nilai yang dapat diterima (hipoglikemia).

Menetapkan jenis insulin, menghitung dosisnya sesuai dengan karakteristik organisme, usia, dan patologi yang terjadi bersamaan dibuat hanya oleh dokter secara individual. Dia juga mengajarkan pasien bagaimana menyuntikkan insulin secara mandiri tanpa menggunakan bantuan dari luar, menetapkan zona pengiriman insulin, memberikan saran tentang nutrisi (asupan makanan harus konsisten dengan masuknya hormon hipoglikemik ke dalam darah), gaya hidup, rutinitas sehari-hari, olahraga. Secara umum, di kantor ahli endokrin, pasien menerima semua pengetahuan yang diperlukan di mana kualitas hidupnya tergantung, pasien sendiri hanya dapat menggunakannya dengan benar dan secara ketat mengikuti semua rekomendasi dokter.

Video: tentang injeksi insulin

Jenis insulin

Pasien yang menerima hormon hipoglikemik dalam bentuk injeksi harus mengetahui jenis insulin apa, pada jam berapa (dan mengapa) mereka diresepkan:

Ultrashort, tetapi insulin short-acting (Humalog, Novorapid) - mereka muncul dalam darah dari beberapa detik hingga 15 menit, puncak aksi mereka tercapai dalam satu setengah jam, tetapi setelah 4 jam tubuh pasien kembali tanpa insulin dan ini harus diperhitungkan jika saat sangat ingin makan.
Insulin kerja pendek (Actrapid NM, Insuman Rapid, Humulin Regular) - efeknya terjadi dari setengah jam hingga 45 menit setelah injeksi dan berlangsung dari 6 hingga 8 jam, puncak aksi hipoglikemik berada dalam interval antara 2 hingga 4 jam setelah pemberian.
Insulin durasi sedang (Khumulin NPH, Bazal Insuman, NM NM) - orang tidak dapat mengharapkan efek cepat dari pemberian insulin jenis ini, itu terjadi setelah 1-3 jam, berada di puncak antara 6-8 jam dan berakhir setelah 10-14 jam ( dalam kasus lain, hingga 20 jam).
Insulin jangka panjang (hingga 20 - 30 jam, terkadang hingga 36 jam). Perwakilan kelompok: obat unik yang tidak memiliki puncak aksi - Insulin Glargin, yang pasiennya lebih dikenal dengan nama "Lantus".
Insulin kerja lama (hingga 42 jam). Sebagai wakil dapat disebut obat Denmark Insulin Deglyudek.

Insulin jangka panjang dan jangka panjang diberikan 1 kali per hari, mereka tidak cocok untuk situasi darurat (sampai mereka mencapai darah). Tentu saja, dalam kasus koma, mereka menggunakan insulin yang bertindak ultrashort, yang dengan cepat mengembalikan kadar insulin dan glukosa, membawa mereka lebih dekat ke nilai normal mereka.

Ketika meresepkan berbagai jenis insulin kepada pasien, dokter menghitung dosis masing-masing, rute pemberian (di bawah kulit atau ke dalam otot), menunjukkan aturan pencampuran (jika perlu) dan jam pemberian sesuai dengan waktu makan. Mungkin, pembaca sudah mengerti bahwa pengobatan diabetes mellitus (khususnya insulin) tidak akan mentolerir sikap sembrono terhadap diet. Makanan (dasar) dan "makanan ringan" sangat terkait erat dengan tingkat insulin pada saat makan, sehingga pasien sendiri harus dikontrol dengan ketat - kesehatannya tergantung padanya.

Insulin adalah hormon termuda.

Struktur

Insulin adalah protein yang terdiri dari dua rantai peptida A (21 asam amino) dan B (30 asam amino) yang dihubungkan oleh jembatan disulfida. Secara total, 51 asam amino hadir dalam insulin manusia dewasa dan berat molekulnya adalah 5,7 kDa.

Sintesis

Insulin disintesis dalam sel-β pankreas dalam bentuk preproinsulin, di ujung-N yang merupakan urutan sinyal asam amino terminal 23, yang berfungsi sebagai konduktor untuk seluruh molekul ke dalam rongga retikulum endoplasma. Di sini, urutan terminal segera dibelah dan proinsulin diangkut ke peralatan Golgi. Pada tahap ini, rantai-A, rantai-B dan C-peptida hadir dalam molekul proinsulin (menghubungkan adalah penghubung). Dalam peralatan Golgi, proinsulin dikemas dalam butiran sekretori bersama dengan enzim yang diperlukan untuk "pematangan" hormon. Saat butiran dipindahkan ke membran plasma, jembatan disulfida terbentuk, pengikat C-peptida (31 asam amino) dipotong dan molekul insulin akhir terbentuk. Dalam butiran jadi, insulin berada dalam kondisi kristal dalam bentuk heksamer yang terbentuk dengan partisipasi dua ion Zn 2+.

Skema Sintesis Insulin

Regulasi sintesis dan sekresi

Sekresi insulin terjadi terus menerus, dan sekitar 50% insulin yang dilepaskan dari sel β sama sekali tidak terkait dengan asupan makanan atau pengaruh lainnya. Pada siang hari, pankreas melepaskan sekitar 1/5 cadangan insulin di dalamnya.

Stimulator utama sekresi insulin adalah peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah di atas 5,5 mmol / l, sekresi maksimum mencapai 17-28 mmol / l. Ciri khusus stimulasi ini adalah peningkatan sekresi insulin biphasic:

Fase pertama berlangsung 5-10 menit dan konsentrasi hormon dapat meningkat 10 kali lipat, setelah itu jumlahnya menurun,
Fase kedua dimulai kira-kira 15 menit setelah timbulnya hiperglikemia dan berlanjut sepanjang seluruh periode, yang mengarah ke peningkatan kadar hormon sebesar 15-25 kali.

Semakin lama konsentrasi glukosa darah tetap, semakin besar jumlah sel-B yang terhubung dengan sekresi insulin.

Induksi sintesis insulin terjadi dari saat penetrasi glukosa ke dalam sel ke terjemahan mRNA insulin. Ini diatur oleh peningkatan transkripsi gen insulin, peningkatan stabilitas mRNA insulin dan peningkatan terjemahan mRNA insulin.

Aktivasi sekresi insulin

1. Setelah glukosa menembus ke dalam sel-β (melalui GluT-1 dan GluT-2), ia difosforilasi oleh hexokinase IV (glucokinase, memiliki afinitas rendah terhadap glukosa),

2. Selanjutnya, glukosa dioksidasi oleh aerob, sedangkan laju oksidasi glukosa secara linear tergantung pada kuantitasnya,

3. Akibatnya, ATP terakumulasi, yang jumlahnya juga secara langsung tergantung pada konsentrasi glukosa dalam darah,

4. Akumulasi ATP merangsang penutupan saluran K + ionik, yang mengarah ke depolarisasi membran,

5. Depolarisasi membran menyebabkan pembukaan saluran Ca 2+ yang bergantung pada potensial dan masuknya ion Ca 2+ ke dalam sel,

6. Ion Ca 2+ yang masuk mengaktifkan fosfolipase C dan memicu mekanisme transduksi sinyal kalsium-fosfolipid untuk membentuk DAG dan inositol-trifosfat (JIKA₃),

7. Munculnya IF₃ dalam sitosol membuka saluran Ca 2+ dalam retikulum endoplasma, yang mempercepat akumulasi ion Ca 2+ dalam sitosol,

8. Peningkatan tajam konsentrasi ion Ca 2+ di dalam sel mengarah pada transfer granula sekretori ke membran plasma, fusi mereka dengannya dan eksositosis kristal insulin dewasa ke luar,

9. Selanjutnya, peluruhan kristal, pemisahan ion Zn 2+ dan pelepasan molekul insulin aktif ke dalam aliran darah.

Skema regulasi intraseluler sintesis insulin dengan partisipasi glukosa

Mekanisme terkemuka yang dijelaskan dapat disesuaikan dalam satu arah atau yang lain di bawah pengaruh sejumlah faktor lain, seperti asam amino, asam lemak, hormon gastrointestinal dan hormon lainnya, regulasi saraf.

Dari asam amino, lisin dan arginin paling signifikan mempengaruhi sekresi hormon. Tetapi dengan sendirinya, mereka hampir tidak merangsang sekresi, efeknya tergantung pada adanya hiperglikemia, yaitu. asam amino hanya mempotensiasi kerja glukosa.

Asam lemak bebas juga merupakan faktor yang merangsang sekresi insulin, tetapi juga hanya di hadapan glukosa. Ketika hipoglikemia mereka memiliki efek sebaliknya, menekan ekspresi gen insulin.

Logikanya adalah sensitivitas positif sekresi insulin terhadap aksi hormon saluran pencernaan - incretin (enteroglucagon dan insulinotropic polypeptide yang bergantung pada glukosa), cholecystokinin, secretin, gastrin, polypeptide inhibitor lambung.

Meningkatkan sekresi insulin dengan kontak yang lama dengan hormon somatotropik, ACTH dan glukokortikoid, estrogen, progestin secara klinis penting dan sampai batas tertentu berbahaya. Ini meningkatkan risiko penipisan sel-β, penurunan sintesis insulin dan terjadinya diabetes mellitus yang bergantung pada insulin. Ini dapat diamati ketika menggunakan hormon-hormon ini dalam terapi atau dalam patologi yang terkait dengan hiperfungsi mereka.

Regulasi saraf sel β pankreas meliputi regulasi adrenergik dan kolinergik. Setiap tekanan (aktivitas emosional dan / atau fisik, hipoksia, hipotermia, cedera, luka bakar) meningkatkan aktivitas sistem saraf simpatik dan menghambat sekresi insulin akibat aktivasi α₂-adrenoreseptor. Di sisi lain, stimulasi β₂-adrenoreseptor menyebabkan peningkatan sekresi.

Sekresi insulin juga dikendalikan oleh n.vagus, yang pada gilirannya dikendalikan oleh hipotalamus, yang sensitif terhadap konsentrasi glukosa darah.

Target

Organ target insulin mencakup semua jaringan yang memiliki reseptor untuk itu. Reseptor insulin ditemukan di hampir semua sel kecuali sel saraf, tetapi dalam jumlah yang berbeda. Sel-sel saraf tidak memiliki reseptor insulin, karena itu tidak menembus penghalang darah-otak.

Reseptor insulin adalah glikoprotein yang dibangun dari dua dimer, yang masing-masing terdiri dari subunit α dan β, (αβ)₂. Kedua subunit dikodekan oleh satu gen kromosom 19 dan terbentuk sebagai hasil dari proteolisis parsial dari satu prekursor tunggal. Waktu paruh reseptor adalah 7-12 jam.

Ketika insulin berikatan dengan reseptor, konformasi dari reseptor berubah dan mereka berikatan satu sama lain, membentuk mikroagregat.

Pengikatan insulin dengan reseptor memulai kaskade enzimatik reaksi fosforilasi. Pertama-tama, residu tirosin yang diautofosforilasi pada domain intraseluler dari reseptor itu sendiri. Ini mengaktifkan reseptor dan mengarah ke fosforilasi residu serin pada protein spesifik yang disebut substrat reseptor insulin (SIR, atau lebih sering IRS dari substrat reseptor insulin Inggris). Ada empat jenis IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Substrat reseptor insulin juga termasuk protein Grb-1 dan Shc, yang berbeda dari urutan asam amino IRS.

Dua mekanisme untuk menyadari efek insulin

Acara lebih lanjut dibagi menjadi dua area:

1. Proses yang terkait dengan aktivasi fosfoinositol-3-kinase - terutama mengendalikan reaksi metabolisme dari metabolisme protein, karbohidrat dan lipid (efek insulin yang cepat dan sangat cepat). Ini juga termasuk proses yang mengatur aktivitas transporter glukosa dan penyerapan glukosa.

2. Reaksi yang terkait dengan aktivitas enzim MAP kinase - secara umum, mereka mengontrol aktivitas kromatin (efek insulin yang lambat dan sangat lambat).

Namun, pembagian seperti itu bersifat kondisional, karena ada enzim dalam sel yang sensitif terhadap aktivasi kedua jalur kaskade.

Reaksi yang terkait dengan aktivitas phosphatidylinositol-3-kinase

Setelah aktivasi, protein IRS dan sejumlah protein tambahan berkontribusi pada fiksasi enzim heterodimerik phosphoinositol-3-kinase yang mengandung p85 regulasi (namanya berasal dari protein MM 85 kDa) dan subunit p110 katalitik pada membran. Kinase ini memfosforilasi membran fosfatidil inositol fosfat pada posisi ke-3 menjadi fosfatidil inositol-3,4-difosfat (PIP₂) dan sebelum phosphatidylinositol-3,4,5-trifosfat (PIP₃). Dianggap sebagai pip₃ dapat bertindak sebagai jangkar membran untuk elemen lain di bawah aksi insulin.

Efek phosphatidylinositol-3-kinase pada phosphatidylinositol-4,5-diphosphate

Setelah pembentukan fosfolipid ini, protein kinase PDK1 (3-phosphoinositide dependent protein kinase-1) diaktifkan, yang bersama-sama dengan protein kinase DNA (DNA-PK, protein kinase tergantung-DNA-Inggris, DNA-PK), memfosforilasi dua kali protein kinase B AKT1, Bahasa Inggris RAC-alpha serine / threonine-protein kinase), yang melekat pada membran melalui PIP₃.

Fosforilasi mengaktifkan protein kinase B (AKT1), ia meninggalkan membran dan bergerak ke dalam sitoplasma dan inti sel, di mana ia memfosforilasi berbagai protein target (lebih dari 100 buah), yang memberikan respons seluler lebih lanjut:

Mekanisme fosfoinositol 3-kinase aksi insulin

khususnya, itu adalah aksi protein kinase B (AKT1) yang mengarah pada pergerakan transporter glukosa GluT-4 ke membran sel dan ke penyerapan glukosa oleh miosit dan adiposit.
juga, misalnya, protein aktif kinase B (AKT1) memfosforilasi dan mengaktifkan fosfodiesterase (PDE), yang menghidrolisis cAMP menjadi AMP, dengan hasil bahwa konsentrasi cAMP dalam sel target berkurang. Karena dengan partisipasi cAMP, protein kinase A diaktifkan, yang menstimulasi glikogen TAG-lipase dan fosforilase, sebagai hasil dari insulin dalam adiposit, lipolisis ditekan, dan di hati, glikogenolisis dihentikan.

Reaksi Aktivasi Fosfodiesterase

Contoh lain adalah aksi protein kinase B (AKT) pada glikogen sintase kinase. Fosforilasi kinase ini menonaktifkannya. Akibatnya, ia tidak dapat bekerja pada glikogen sintase, memfosforilasi dan menonaktifkannya. Dengan demikian, efek insulin mengarah pada retensi glikogen sintase dalam bentuk aktif dan sintesis glikogen.

Reaksi yang terkait dengan aktivasi jalur MAP kinase

Pada awal jalur ini, substrat reseptor insulin lain ikut berperan - protein Shc (Src (domain homologi 2 yang mengandung protein transformed 1)), yang berikatan dengan reseptor insulin teraktivasi (diautofosforilasi). Selanjutnya, Shc-protein berinteraksi dengan Grb-protein (protein terikat faktor pertumbuhan reseptor) dan memaksanya untuk bergabung dengan reseptor.

Juga di dalam membran protein Ras selalu hadir, yang dalam keadaan tenang terkait dengan PDB. Di dekat protein Ras ada protein "tambahan" - GEF (faktor penukaran GTF) dan SOS (anak berinti tujuh) dan protein GAP (faktor pengaktif GTPase).

Pembentukan kompleks protein Shc-Grb mengaktifkan kelompok GEF-SOS-GAP dan mengarah pada penggantian PDB dengan GTP dalam protein Ras, yang menyebabkan aktivasi (kompleks Ras-GTP) dan transmisi sinyal ke protein kinase Raf-1.

Ketika mengaktifkan protein kinase Raf-1, ia menempel pada membran plasma, memfosforilasi kinase tambahan pada residu tirosin, serin, dan treonin, dan juga berinteraksi secara bersamaan dengan reseptor insulin.

Selanjutnya, Raf-1 phosphorylates (diaktifkan) yang diaktifkan MAPK-K, protein kinase dari MAPK (protein kinase yang diaktifkan mitogen Inggris, juga disebut MEK, Inggris MAPK / ERK kinase), yang pada gilirannya memfosforilasi enzim MAPK (MAP kinase, atau ERK, kinase yang diatur sinyal ekstraseluler bahasa Inggris).

1. Setelah mengaktifkan MAP-kinase, langsung atau melalui kinase tambahan, memfosforilasi protein sitoplasma, mengubah aktivitasnya, misalnya:

aktivasi fosfolipase A2 mengarah ke penghapusan asam arakidonat dari fosfolipid, yang kemudian diubah menjadi eikosanoid,
aktivasi ribosomal kinase memicu penerjemahan protein,
aktivasi protein fosfatase menyebabkan defosforilasi banyak enzim.

2. Efek skala sangat besar adalah transfer sinyal insulin ke nukleus. MAP kinase secara independen memfosforilasi dan dengan demikian mengaktifkan sejumlah faktor transkripsi, memastikan pembacaan gen tertentu yang penting untuk pembelahan, diferensiasi, dan respons seluler lainnya.

Jalur yang bergantung pada MAP untuk efek insulin

Salah satu protein yang terkait dengan mekanisme ini adalah faktor transkripsi CREB (eng. CAMP response element-binding protein). Dalam keadaan tidak aktif, faktornya adalah defosforilasi dan tidak mempengaruhi transkripsi. Di bawah aksi pengaktifan sinyal, faktor tersebut mengikat sekuens CRE-DNA tertentu (elemen CAMP-respons), memperkuat atau memperlemah pembacaan informasi dari DNA dan implementasinya. Selain jalur MAP-kinase, faktor sensitif terhadap jalur pensinyalan yang terkait dengan protein kinase A dan kalsium-kalmodulin.

Kecepatan efek insulin

Efek biologis dari insulin dibagi dengan laju perkembangan:

Efek sangat cepat (detik)

Efek-efek ini terkait dengan perubahan transpor membran:

1. Aktivasi Na + / K + -ATPases, yang menyebabkan pelepasan ion Na + dan masuknya ion K + ke dalam sel, yang mengarah ke hiperpolarisasi membran sel sensitif insulin (kecuali hepatosit).

2. Aktivasi penukar Na + / H + pada membran sitoplasma dari banyak sel dan keluar dari sel ion H + dengan imbalan ion Na +. Efek ini penting dalam patogenesis hipertensi pada diabetes mellitus tipe 2.

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

4. Keluar pada membran miosit dan adiposit transporter glukosa GluT-4 dan peningkatan 20-50 kali volume transpor glukosa ke dalam sel.

Efek cepat (menit)

Efek cepat adalah perubahan dalam tingkat fosforilasi dan defosforilasi enzim metabolik dan protein pengatur. Hasilnya, aktivitas bertambah.

glikogen sintase (penyimpanan glikogen),
glukokinase, fosfofruktokinase dan piruvat kinase (glikolisis),
piruvat dehidrogenase (mendapatkan asetil-SkoA),
HMG-Scoa reductase (sintesis kolesterol),
asetil-SCA-karboksilase (sintesis asam lemak),
glukosa-6-fosfat dehidrogenase (jalur pentosa fosfat),
phosphodiesterase (penghentian efek memobilisasi hormon adrenalin, glukagon, dll).

Efek lambat (menit hingga jam)

Efek lambat adalah perubahan laju transkripsi gen protein yang bertanggung jawab untuk metabolisme, pertumbuhan dan pembelahan sel, misalnya:

1. Induksi sintesis enzim

glukokinase dan piruvat kinase (glikolisis),
ATP-sitrat lyase, asetil-SCA-karboksilase, sintase asam lemak, sitosolat malat dehidrogenase (sintesis asam lemak),
glukosa-6-fosfat dehidrogenase (jalur pentosa fosfat),

2. Represi sintesis mRNA, misalnya, untuk PEP carboxykinase (glukoneogenesis).

3. Meningkatkan fosforilasi serum protein ribosom S6, yang mendukung proses penerjemahan.

Efek sangat lambat (jam sehari)

Efek yang sangat lambat mewujudkan mitogenesis dan reproduksi sel. Misalnya, efek ini termasuk

1. Peningkatan sintesis somatomedin di hati, tergantung pada hormon pertumbuhan.

2. Meningkatkan pertumbuhan sel dan proliferasi sinergisme dengan somatomedin.

3. Transisi sel dari fase G1 ke fase S dari siklus sel.

Patologi

Hipofungsi

Diabetes mellitus tergantung insulin dan tidak tergantung insulin. Untuk mendiagnosis patologi ini di klinik secara aktif gunakan tes stres dan penentuan konsentrasi insulin dan C-peptida.