Insulīna sintēze

Insulīna sintēze tiek ierosināts organismā, ēdot. Insulīns ir hormons, kas stimulē šūnas uzņemt glikozi caur šūnu membrānu. Insulīna sintēzes līmeņa pazemināšanās izraisa cukura līmeņa paaugstināšanos asinīs.

Kas ir insulīna sintēze?

Insulīns ir vienīgais hormons organismā, kas var pazemināt cukura līmeni asinīs. Insulīna sintēze vienmēr ir nepieciešama, kad ogļhidrātus uzņem uzturā. Insulīna sintēze notiek aizkuņģa dziedzera Langerhans šūnās.

Ja tiek ražots pārāk maz insulīna, paaugstinās cukura līmenis asinīs, jo glikoze vairs netiek transportēta šūnās. Pārmērīga insulīna sintēze izraisa zemu cukura līmeni asinīs (hipoglikēmiju) ar izsalkuma simptomiem, nemieru un draudiem nervu bojājumiem.

Insulīna sintēze notiek ar intervālu, un to vienmēr stimulē ēdiena uzņemšana. Ja ogļhidrātu uzņemšana tiek samazināta, piemēram, bada dēļ, cukura līmenis asinīs pazeminās. Izveidojas vairāk glikagona nekā insulīna antagonists. Glikagons paaugstina cukura līmeni asinīs, pateicoties glikoneoģenēzei. Tā rezultātā samazinās insulīna sekrēcija un tiek ierobežota tā sintēze.

Kopumā insulīna sintēze ir daļa no sarežģīta regulēšanas mehānisma, lai uzturētu nemainīgu cukura līmeni asinīs.

Funkcija un uzdevums

Insulīna nodrošināšana nodrošina ķermeņa piegādi ar enerģiju un celtniecības blokiem. Insulīnam ir anaboliska ietekme uz metabolismu. Insulīna ražošanā ietilpst gan insulīna sintēze, gan insulīna sekrēcija.

Insulīnu ražo un glabā aizkuņģa dziedzera Langerhans saliņu šūnās. Kad paaugstinās cukura līmenis asinīs, glikoze caur vezikulām nonāk Langerhans salu beta šūnās, kas nekavējoties atbrīvo uzkrāto insulīnu. Tajā pašā laikā tiek stimulēta insulīna sintēze.

Vispirms uz ribosomām veido neaktīvu preproinsulīna molekulu ar 110 aminoskābēm. Šis preproinsulīns sastāv no signālu sekvences ar 24 aminoskābēm, B ķēdes ar 30 aminoskābēm, divām papildu aminoskābēm un C ķēdes ar 31 aminoskābēm, vēl divām aminoskābēm un A ķēdes ar 21 aminoskābi.

Pēc izveidošanās izstieptā molekula tiek salocīta, veidojot trīs disulfīdu tiltus. Divus disulfīdu tiltus savieno A un B ķēdes. Trešā disulfīdu grupa atrodas A ķēdē. Preproinsulīns sākotnēji atrodas endoplazmatiskajā retikulumā. No turienes tas tiek transportēts caur membrānu, lai nokļūtu Golgi aparātā.

ER caur cauri membrānai signāla peptīds tiek sadalīts, kas pēc tam paliek endoplazmatiskā retikulāra cisternās. Pēc signāla secības sadalīšanas veidojas proinsulīns, kurā ir 84 aminoskābes. Pēc tam, kad tas ir iestrādāts Golgi aparātā, tas tiek turēts tur.

Ja ir stimuls izdalīties, C ķēde tiek sadalīta ar specifisku peptidāžu darbību. Tagad veidojas insulīns, kas sastāv no A ķēdes un B ķēdes. Abas ķēdes savieno tikai divi disulfīdu tilti. Trešā disulfīdu grupa atrodas A ķēdē, lai stabilizētu molekulu.

Pēc tam insulīns tiek glabāts Golgi aparāta pūslīšos cinka-insulīna kompleksu veidā. Izveidojas heksameri, kas stabilizē insulīna struktūru. Insulīna izdalīšanos izraisa noteikti stimuli. Cukura līmeņa paaugstināšanās asinīs ir galvenais stimuls. Bet dažādu aminoskābju, taukskābju un hormonu klātbūtne arī stimulē insulīna izdalīšanos.

Iedarbinošie hormoni ietver sekretinu, gastrīnu, GLP-1 un GIP. Šie hormoni vienmēr veidojas, kad ēdat. Pēc norīšanas insulīna sekrēcija notiek divās fāzēs. Pirmajā fāzē tiek atbrīvots uzglabātais insulīns, bet otrajā fāzē tas tiek sintezēts atkārtoti. Otrā fāze nav pabeigta, kamēr nav beigusies hiperglikēmija.

Slimības un kaites

Ja tiek traucēta insulīna sintēze, paaugstinās cukura līmenis asinīs. Hronisku insulīna deficītu sauc par cukura diabētu. Pastāv divu veidu diabēts, I tipa diabēts un II tipa diabēts.

I tipa diabēts ir absolūts insulīna trūkums. Ja Langerhans saliņu šūnu nav vai tās rodas slimības dēļ, tiek ražots pārāk maz vai nav insulīna. Iespējamie cēloņi ir smags aizkuņģa dziedzera iekaisums vai autoimūnas slimības. Šajā diabēta formā cukura līmenis asinīs ir ārkārtīgi augsts. Bez insulīna aizvietošanas slimība noved pie nāves.

II tipa diabētu izraisa relatīvs insulīna trūkums. Procesa laikā tiek ražots pietiekams daudzums insulīna, un insulīna sekrēcija pat palielinās. Tomēr insulīna rezistence ir palielināta, jo insulīna efektivitāte ir samazināta receptoru trūkuma dēļ. Lai panāktu tādu pašu iedarbību, aizkuņģa dziedzerim ir jāražo vairāk insulīna. Šī paaugstinātā insulīna sintēze ilgtermiņā noved pie Langerhansa salu izsīkuma. Attīstās II tipa diabēts.

Saistībā ar hormonālās regulācijas traucējumiem var rasties arī paaugstināts cukura līmenis asinīs. Palielinoties kortizola aktivitātei, glikoneoģenēzes laikā no aminoskābēm tiek ražots vairāk glikozes. Tā rezultātā insulīna sintēze tiek pastāvīgi stimulēta, lai atkal pazeminātu cukura līmeni asinīs. Glikozes pārpalikums tiek nogādāts tauku šūnās, kur notiek palielināta tauku veidošanās. Attīstās stumbra aptaukošanās. Slimība ir pazīstama kā Kušinga sindroms.

Pastāvīgi augstu insulīna sintēzes līmeni var izraisīt arī audzējs Langerhansa salu šūnās. Tas ir hiperinsulinisms, ko bieži izraisa insulinoma un noved pie atkārtotas hipoglikēmijas.