Hoofd- / Behandeling

Insuline

Insuline, dat zijn naam dankt aan de naam van de pancreaseilandjes (Latijnse insula - eilandje), was het eerste eiwit waarvan de primaire structuur in 1954 werd onthuld door F. Sanger (zie Hoofdstuk 1). Zuivere insuline werd in 1922 verkregen na zijn ontdekking in extracten van pancreaseilandjes door F. Bunting en C. Best. Een insulinemolecuul dat 51 aminozuurresiduen bevat, bestaat uit twee polypeptideketens die op twee punten met elkaar zijn verbonden door disulfidebruggen. De structuur van insuline en zijn precursor pro-insuline wordt gegeven in hoofdstuk 1 (zie figuur 1.14). Momenteel is het gebruikelijk om een ​​21-ledig peptide aan te duiden door de A-keten van insuline en een peptide dat 30 aminozuurresiduen bevat door de B-keten. Bovendien is in veel laboratoria chemische synthese van insuline uitgevoerd. De structuur die het dichtst bij humane insuline komt, is varkensinsuline, dat in de B-keten in plaats van threonine op positie 30 alanine bevat.

Er zijn geen significante verschillen in de aminozuursequentie in insuline van verschillende dieren. Insulines verschillen in de aminozuursamenstelling van de A-keten op posities 8-10.

Volgens moderne concepten wordt insulinebiosynthese uitgevoerd in β-cellen van pancreaseilandjes uit de precursor pro-insuline, voor het eerst geïsoleerd door D. Steiner in 1966. Momenteel is niet alleen de primaire structuur van pro-insuline opgehelderd, maar ook de chemische synthese ervan (zie Fig. 1.14).... Proinsuline wordt vertegenwoordigd door één polypeptideketen die 84 aminozuurresiduen bevat; het is verstoken van biologische, d.w.z. hormonaal, activiteit. De plaats van pro-insuline-synthese wordt beschouwd als de fractie van microsomen van β-cellen van pancreaseilandjes; de omzetting van inactief pro-insuline in actieve insuline (het meest essentiële deel van de synthese) vindt plaats wanneer pro-insuline van ribosomen naar secretoire korrels gaat door gedeeltelijke proteolyse (splitsing van het C-uiteinde van de polypeptideketen van een peptide dat 33 aminozuurresiduen bevat en een verbindend peptide of C-peptide wordt genoemd) ). De lengte en primaire structuur van C-peptide is onderhevig aan grotere veranderingen bij verschillende diersoorten dan de sequentie van de A- en B-ketens van insuline. Er werd gevonden dat de oorspronkelijke voorloper van insuline prepro-insuline is, dat naast pro-insuline de zogenaamde leider- of signaalsequentie aan de N-terminus bevat, bestaande uit 23 aminozuurresiduen; wanneer het pro-insulinemolecuul wordt gevormd, wordt dit signaalpeptide gesplitst door een speciaal peptidase. Verder ondergaat het pro-insulinemolecuul ook gedeeltelijke proteolyse en worden onder invloed van trypsine-achtige proteïnase twee basische aminozuren afgesplitst van de N- en C-uiteinden van peptide C - respectievelijk de dipeptiden Arg - Arg en Lys - Arg (zie Fig. 1.14). De aard van enzymen en de subtiele mechanismen van dit belangrijke biologische proces - de vorming van een actief insulinemolecuul - zijn echter niet definitief opgehelderd..

Insuline gesynthetiseerd uit pro-insuline kan in verschillende vormen voorkomen, met verschillende biologische, immunologische en fysisch-chemische eigenschappen. Er zijn twee vormen van insuline: 1) vrij, dat een interactie aangaat met antilichamen die zijn verkregen tegen kristallijne insuline, en de opname van glucose door spier- en vetweefsel stimuleert; 2) gebonden, niet reactief met antilichamen en alleen actief tegen vetweefsel. Momenteel is het bestaan ​​van een gebonden vorm van insuline bewezen en is de lokalisatie ervan vastgesteld in de eiwitfracties van bloedserum, met name op het gebied van transferrines en α-globulines. Het molecuulgewicht van gebonden insuline is van 60.000 tot 100.000. Bovendien neemt de zogenaamde vorm A van insuline, die in een aantal fysisch-chemische en biologische eigenschappen verschilt van de vorige twee, een tussenpositie in en verschijnt als reactie op de snelle, dringende behoefte van het lichaam aan insuline..

Bij de fysiologische regulatie van insulinesynthese wordt de dominante rol gespeeld door de glucoseconcentratie in het bloed. Een toename van de bloedglucose veroorzaakt dus een toename van de insulinesecretie in de pancreaseilandjes, en een afname van het gehalte ervan vertraagt ​​daarentegen de insulinesecretie. Dit fenomeen van feedbackcontrole wordt beschouwd als een van de belangrijkste mechanismen voor de regulering van bloedglucose. De insulinesecretie wordt ook beïnvloed door elektrolyten (vooral calciumionen), aminozuren, glucagon en secretine. Bewijs voor de rol van het cyclase-systeem bij insulinesecretie wordt gepresenteerd. Aangenomen wordt dat glucose werkt als een signaal om adenylaatcyclase te activeren, en het cAMP dat in dit systeem wordt gevormd, werkt als een signaal voor insulinesecretie..

Bij onvoldoende secretie (meer precies, onvoldoende synthese) van insuline, ontwikkelt zich een specifieke ziekte: diabetes mellitus (zie hoofdstuk 10). Naast klinisch detecteerbare symptomen (polyurie, polydipsie en polyfagie) wordt diabetes mellitus gekenmerkt door een aantal specifieke stofwisselingsstoornissen. Patiënten ontwikkelen dus hyperglycemie (een verhoging van de bloedglucosespiegels) en glycosurie (uitscheiding van glucose in de urine, waarin het normaal gesproken afwezig is). Stofwisselingsstoornissen omvatten ook een verhoogde afbraak van glycogeen in de lever en spieren, een vertraging van de biosynthese van eiwitten en vetten, een afname van de snelheid van glucose-oxidatie in weefsels, de ontwikkeling van een negatieve stikstofbalans en een toename van cholesterol en andere lipiden in het bloed. Bij diabetes wordt de mobilisatie van vetten uit het depot, de synthese van koolhydraten uit aminozuren (gluconeogenese) en de overmatige synthese van ketonlichamen (ketonurie) versterkt. Na toediening van insuline aan patiënten verdwijnen alle bovengenoemde aandoeningen in de regel, maar het effect van het hormoon is beperkt in de tijd, daarom is het noodzakelijk om het constant te injecteren. Klinische symptomen en stofwisselingsstoornissen bij diabetes mellitus kunnen niet alleen worden verklaard door het ontbreken van insulinesynthese. Er zijn aanwijzingen dat bij de tweede vorm van diabetes mellitus, de zogenaamde insulineresistentie, er ook moleculaire defecten zijn: met name een schending van de structuur van insuline of een schending van de enzymatische omzetting van pro-insuline in insuline. De ontwikkeling van deze vorm van diabetes is vaak gebaseerd op het verlies van het vermogen van doelwitcellen om zich te binden aan het insulinemolecuul, waarvan de synthese verstoord is, of de synthese van een mutante receptor (zie hieronder).

Bij proefdieren veroorzaakt de introductie van insuline hypoglykemie (een afname van de bloedglucosespiegels), een toename van de spierglycogeenvoorraden, een toename van anabole processen en een toename van het glucosegebruik in weefsels. Bovendien heeft insuline een indirect effect op het water- en mineralenmetabolisme..

Het werkingsmechanisme van insuline is niet volledig ontcijferd, ondanks de enorme hoeveelheid bewijs die erop wijst dat er een nauwe en directe relatie bestaat tussen insuline en metabolische processen in het lichaam. In overeenstemming met de "unitaire" theorie worden alle effecten van insuline veroorzaakt door zijn invloed op het glucosemetabolisme door het enzym hexokinase. Nieuwe experimentele gegevens geven aan dat de intensivering en stimulatie van insulineprocessen, zoals het transport van ionen en aminozuren, translatie en eiwitsynthese, genexpressie, enz., Onafhankelijk zijn. Dit was de basis voor de aanname van meerdere mechanismen van insulinewerking..

Figuur: 8.1. Insulinereceptor (schema). Twee α-ketens op het buitenoppervlak van het celmembraan en twee transmembraan β-ketens. De binding van insuline aan de α-ketens veroorzaakt de autofosforylering van tyrosineresiduen in de β-ketens; het actieve tyrosinekinasedomein is dan betrokken bij de fosforylering van inactieve doeleiwitten in het cytosol.

Momenteel is de meest waarschijnlijke membraanlokalisatie van de primaire werking van bijna alle eiwithormonen, inclusief insuline. Er zijn aanwijzingen voor het bestaan ​​van een specifieke insulinereceptor op het buitenste plasmamembraan van bijna alle cellen van het lichaam, evenals voor de vorming van een insulinereceptorcomplex. De receptor wordt gesynthetiseerd in de vorm van een precursor, een polypeptide (1382 aminozuurresiduen, molecuulgewicht 190.000), dat verder wordt gesplitst in α- en β-subeenheden, d.w.z. per heterodimeer (in de formule α2–Β2) verbonden door disulfidebindingen. Het bleek dat als α-subeenheden (molecuulgewicht 135.000) zich bijna volledig aan de buitenkant van het biomembraan bevinden en de functie van bindende celinsuline vervullen, de β-subeenheden (molecuulgewicht 95.000) een transmembraaneiwit zijn dat de functie van signaalconversie vervult (Fig. ). De oppervlakteconcentratie van insulinereceptoren bereikt 20.000 per cel en hun halfwaardetijd is 7-12 uur.

De meest interessante eigenschap van de insulinereceptor, die verschilt van alle andere hormoonreceptoren van proteïne- en peptideaard, is zijn vermogen tot autofosforylering, d.w.z. wanneer de receptor zelf is begiftigd met proteïne kinase (tyrosine kinase) activiteit. Wanneer insuline aan de α-ketens van de receptor bindt, wordt de tyrosinekinase-activiteit van de β-ketens geactiveerd door fosforylering van hun tyrosineresiduen. Op zijn beurt triggert actieve β-keten tyrosinekinase de fosforylatie-defosforyleringscascade van proteïnekinasen, in het bijzonder membraan- of cytosolische serine- of treoninekinasen, d.w.z. proteïnekinasen en doeleiwitten, waarbij fosforylering wordt uitgevoerd door OH-groepen van serine en threonine. Dienovereenkomstig zijn er veranderingen in cellulaire activiteit, in het bijzonder activering en remming van enzymen, glucosetransport, synthese van polymeermoleculen van nucleïnezuren en eiwitten, enz. Benadrukt moet echter worden dat de subtiele moleculaire mechanismen van signaaltransmissiewegen van het insulinereceptorcomplex naar een verscheidenheid aan intracellulaire processen nog niet zijn opgehelderd. Het is heel goed mogelijk dat een aantal intracellulaire secundaire boodschappers, in het bijzonder cyclische nucleotiden, derivaten van fosfatidylinositolen, enz., Aan dergelijke processen kunnen deelnemen.Bovendien kan de mogelijkheid van het bestaan ​​van een intracellulaire mediator of mediator van de werking van insuline (een speciale intracellulaire receptor) die gentranscriptie en dus ook de synthese van mRNA regelt, niet worden uitgesloten. Aangenomen wordt dat de werking van insuline en deelname aan de regulatie van genexpressie of de transcriptie van specifieke mRNA's zijn rol in fundamentele vitale processen als embryogenese en celdifferentiatie van hogere organismen kunnen verklaren..

Paragraaf 102 insuline

Tekstschrijver Anisimova E.S.
Alle rechten voorbehouden. U kunt geen tekst verkopen.
Cursief leren niet.

Opmerkingen kunnen per post worden verzonden: [email protected]
https://vk.com/bch_5

Zie eerste punten 30-35, 37, 44-49, 66, 72 en daarna 103.
Afkorting: In - insuline.

PARAGRAAF 102:
"Insuline."

Inhoud van de paragraaf:
102.1 INSULINEMETABOLISME.
102. 2. REGELGEVING van In secretie.
102. 3. WERKINGSMECHANISMEN IN.
102. 4. Invloed van insuline op het OXIDATIEVE metabolisme.
102. 5. Invloed van Yin op CARBON EXCHANGE.
102. 6. Invloed van Yin op het vetmetabolisme.
102. 7. Invloed van Yin op PROTEIN EXCHANGE.
Andere effecten van insuline.

102.1 INSULINEMETABOLISME.

Insuline (In) wordt in het bloed uitgescheiden; - door de cellen van de alvleesklier,
circuleert gedurende enkele minuten in het bloed,
bindt zich aan zijn receptoren op het celoppervlak,
gevangen door levercellen, waarin het wordt gemetaboliseerd.

Het insulinemolecuul is samengesteld uit twee peptiden,
verbonden door twee disulfidebindingen;
één peptide bestaat uit 21 aminoacylen en wordt de A-keten genoemd,
en het tweede peptide bestaat uit 30 aminoacylen en wordt de B-keten genoemd.

(De A-keten heeft een interne disulfidebinding:
er zijn dus drie S-S-bindingen en 51 aminoacylen in het insulinemolecuul).
Insuline is technisch gezien een peptide omdat het minder dan 100 aminoacylen bevat,
maar insuline is een voorbeeld van een eiwit door zijn eigenschappen.

Zoals alle proteïne-peptidehormonen, wordt insuline gevormd door splitsing van peptiden
van een voorlopereiwit (d.w.z. door beperkte proteolyse).

Wanneer insuline wordt gevormd, worden twee peptiden gesplitst -
het eerste peptide dat moet worden gesplitst, wordt een leiderpeptide of signaalpeptide ('signaal') genoemd,
zijn splitsing vindt plaats onder invloed van signaalpeptidase
nadat de gesynthetiseerde PCP de EPS-holte binnendringt - item 83,
(de functie van het signaalpeptide was om de PCP in de EPS-holte te laten doordringen).
Het tweede gespleten peptide wordt C-peptide genoemd en wordt later in de blaasjes gesplitst.

De voorloper van insuline heet pre / pro / insuline.
Het voorvoegsel betekent de aanwezigheid van een leiderpeptide,
en het voorvoegsel geeft de aanwezigheid van C-peptide aan.

Dus wanneer het leiderpeptide wordt afgesplitst van pre / pro / insuline, wordt pro-insuline gevormd,
en wanneer C-peptide wordt afgesplitst van pro-insuline, wordt insuline gevormd.
(Pre / pro / insulineleiderpeptide = pro-insuline,
proinsuline - C-peptide = insuline).

Pre / pro / insuline, zoals alle eiwitten, wordt gevormd uit aminozuren tijdens de vertaling van mRNA.
Naast de splitsing van peptiden, leidt de vorming van In tot de vorming van drie S-S-bindingen.
Zinkionen zijn nodig voor insulinesecretie.

Insulinesecretie vindt op dezelfde manier plaats als de secretie van andere eiwitten:
blaasjes met In-moleculen passen op het buitenmembraan,
vesikelmembraan "versmelt" met de CPM,
waardoor de inhoud van het blaasje (in dit geval het insulinemolecuul) zich buiten de cel bevindt.
Vervolgens komen In-moleculen het bloed binnen en worden met de bloedstroom aan de doelcellen afgeleverd..

102. 2. REGELGEVING van In secretie.

De secretie neemt toe met hyperglycemie
en neemt af met hypoglykemie.

Omdat een van de taken van insuline is om [glucose] in het bloed te verlagen
(d.w.z. een hypoglycemisch effect hebben).

Het is bekend dat hyper / glycemie de stabiliteit van mRNA verhoogt
pre / pro / insuline (dit bevordert de vorming van nieuwe Yin-moleculen).

De afgifte van insuline wordt vergemakkelijkt door leptine (item 99) -
een hormoon dat wordt geproduceerd door witte vetweefselcellen (adipocyten).

Dit is belangrijk omdat bij een tekort aan leptine of zijn STS treden symptomen van insulinedeficiëntie op.
Genetisch gemanipuleerde leptine wordt gebruikt om deze leptine-deficiënte patiënten te helpen.
De afgifte van In wordt beïnvloed door catecholamines (item 106):
via; 2-receptor catecholamines verminderen de afgifte van insuline,
en door; 2-CA-receptoren (adrenaline) verhogen de afgifte van insuline.

102. 3. WERKINGSMECHANISMEN van insuline (p.98).

Zoals alle hormonen bindt Ying zich voornamelijk aan zijn receptoren.
Insulinereceptor verwijst naar enzymreceptoren.

Wanneer insuline aan de receptor bindt, wordt tyrosine / kinase (TK) geactiveerd
(TC maakt deel uit van hetzelfde eiwit als de receptor,
maar TC zit aan de binnenkant van het membraan).
Geactiveerde MC fosforyleert eiwitten:
Ras-eiwit en kinase dat FIF2 omzet in FIF3.

FIF3 en geactiveerde Ras activeren eiwit / kinase-cascades.
Activering van de pc-cascade door het Ras-eiwit resulteert in
aan de activering van een aantal transcriptiefactoren die bijdragen aan:
1) eiwitsynthese,
2) celgroei
3) en celdeling (proliferatie).
Deze effecten bevorderen genezing, celvernieuwing,
daarom, wanneer deze effecten van insuline worden geschonden (met diabetes), vertraagt ​​de genezing.

Activering van de pc-cascade door FIF3 bevordert de opname van glucose in cellen vanuit het bloed
(het helpt om [glucose] in het bloed te verlagen, dat wil zeggen hypoglykemie)
en het gebruik van glucose in cellen
(glycolyse, glycogeensynthese (in de lever en spieren),
omzetting van overtollige glucose in vet, enz.).

EFFECTEN VAN INSULINE OP HET METABOLISME.
(Insuline-effecten).
Insuline heeft geen invloed op alle cellen.

Weefsels die niet door insuline worden beïnvloed, worden insuline-ongevoelig genoemd;
deze omvatten neuronen, ogen, nieren, erytrocyten.

Weefsels die worden beïnvloed door insuline, worden insulinegevoelig genoemd.
Insuline-gevoelige weefsels zijn onder meer:
spier, vetweefsel, bindweefsel, lever.

Insuline beïnvloedt het metabolisme van alle 4 hoofdklassen stoffen. -

102. 4. Invloed van insuline op het OXIDATIEVE metabolisme.

Insuline zorgt voor ATP-productie door de activiteit van de TCA te behouden.
De productie van ATP geeft een gevoel van de aanwezigheid van krachten en de krachten zelf, efficiëntie.

Insuline ondersteunt de TCA door:
levering van CTX met substraten van de eerste reactie:
acetylCoA en oxaalacetaat.

Insuline handhaaft de acetylCoA-concentratie door PDH te activeren
(PDH is een enzym (E-complex) van de reactie waarin acetylCoA wordt gevormd),

insuline handhaaft de concentratie van oxaalacetaat door GNG te remmen
(dit is een proces dat OA zou kunnen gebruiken,
als insuline de activiteit van GNG niet verminderde).

Bovendien ondersteunt insuline de activiteit van de TCA door de concentratie NEFA te verlagen,
wat de activiteit van de TCA zou kunnen verminderen.

102. 5. Invloed van insuline op CARBON EXCHANGE.

Het belangrijkste om te onthouden is dat insuline de bloedglucose verlaagt.,
dat wil zeggen, leidt tot hypoglykemie.
Daarom wordt insuline hypoglycemisch hormoon genoemd..

Insuline is het enige hypoglycemische hormoon,
en dat is waarom insulinedeficiëntie (of de werking ervan)
leidt tot een verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed ("bloedsuiker")
met insulinedeficiëntie bij diabetes mellitus.

De hypoglycemische werking van insuline is gebaseerd
1) over de remming van insulineprocessen waarin glucose wordt gevormd
(GNG en glycogeenafbraak = glycogenolyse),

2) en over het stimuleren van processen waarin glucose wordt gebruikt
(glycolyse, aërobe oxidatie van glucose, PPP,
synthese van glycogeen, omzetting van glucose in vetten).

Stimulatie van glycolyse en glucose-oxidatie resulteert in
niet alleen hypoglykemie,
maar ook voor de vorming van metabolieten van TCA, en dan -
1) op de productie van ATP (dit is nodig voor de efficiëntie van celdeling) en
2) enkele aminozuren voor eiwitsynthese.

Stimulatie van PPP verhoogt de productie en hoeveelheid NADPH en P-5-F.

NADPH is nodig voor:
1) voor het antioxidantensysteem
(het vertraagt ​​veroudering,
voorkomt atherosclerose,
behoud van de transparantie van de lens) vertraagt ​​de ontwikkeling van de ondoorzichtigheid - cataract),
beschermt leukocyten en neuronen tegen vernietiging,
zorgt voor de weerstand van erytrocyten tegen hemolyse, enz.),
2) voor hydroxyleringsprocessen (bij de synthese van steroïden, enz.),
3) voor de synthese van vetzuren, cholesterol, DNA (deoxynucleotiden).

R-5-F is nodig voor de synthese van RNA en DNA -

het is nodig voor celdeling en eiwitsynthese (spier).
Celdeling is nodig
met groei,
genezing,
hematopoiese,
vernieuwing van huidcellen en maagdarmslijmvlies, enz...
Eiwitsynthese is nodig voor celdeling, voor het vergroten van spiermassa, groei, voor het verkrijgen van spijsverteringsenzymen, bloedplasma-eiwitten, incl. antilichamen.

Bij diabetes door onvoldoende insuline-effect
verminderde PPP-activiteit, wat leidt tot onvoldoende productie van P-5-F en NADPH,
wat leidt tot een afname van de celdeling, vertraagde genezing, cataract, enz..

102. 6. Invloed van Yin op het vetmetabolisme.

Kernpunten: insuline remt magerheid en ketoacidose.

Ying voorkomt dunheid door
1) stimulatie van de synthese van vet en vetzuren en
2) door de afbraak van vet (lipolyse) en vetzuren (; -oxidatie) te remmen.

Ying voorkomt ketoacidose
(dat wil zeggen, een afname van de pH met de ophoping van ketonlichamen) als gevolg van
1) het verminderen van de synthese van ketonlichamen (ketogenese) en
2) door lipolyse en; -oxidatie te verminderen,
sinds lipolyse en bèta-oxidatie zijn de belangrijkste bronnen van acetylCoA voor de synthese van ketonlichamen.

Met insulinedeficiëntie bij diabetes mellitus
de concentratie van ketonlichamen neemt toe,
levensbedreigend (risico op ketoacidotisch coma)
en vereist een dringende toediening van insuline om ketogenese te verminderen en de concentratie van ketonlichamen te verlagen.

Invloed van In op cholesterolsynthese en ontwikkeling van atherosclerose.

Insuline vermindert het risico op atherosclerose,
daarom ontwikkelt atherosclerose zich bij diabetes snel en is het de meest problematische van de langetermijncomplicaties van diabetes (aangezien het vaker tot de dood leidt dan andere complicaties).

Insuline vertraagt ​​de ontwikkeling van atherosclerose door het niveau van atherogeen LDL te verlagen
door hun binnenkomst vanuit het bloed in de cellen te versnellen
door het aantal lipoproteïne-receptoren te verhogen.
En ook door lipoproteïne peroxidatie te verminderen
vanwege een toename van de activiteit van PPP met insuline, de vorming van NADPH, het werk van het antioxidantensysteem.

Met insulinedeficiëntie bij diabetes mellitus is het tegenovergestelde waar: de snelheid van ontwikkeling van atherosclerose neemt toe
door de concentratie van atherogene lipoproteïnen te verhogen
als gevolg van een afname van de snelheid waarmee lipoproteïnen uit het bloed in de cellen komen
als gevolg van een afname van het aantal receptoren voor lipoproteïnen
en als gevolg van een afname van het werk van het antioxidantensysteem.

De synthese van cholesterol verhoogt de insuline,
maar door de opname van lipoproteïnen door cellen te versnellen, leidt insuline niet tot een verhoging van cholesterol en atherogene LDL-waarden in het bloed.

102. 7. Invloed van Yin op PROTEIN EXCHANGE.

Yin stimuleert de eiwitsynthese en onderdrukt het eiwitkatabolisme.
Het gevolg hiervan is een afname van [ammoniak], waardoor de actieve synthese van ureum kan worden vermeden.
Een verminderde ureumsynthese leidt tot een afname van de reststikstof.
Eiwitsynthese wordt bevorderd door dergelijke effecten van In as
1) een toename van het transport van aminozuren naar de cel,
2) de afscheiding van maagsap (voornamelijk eiwitten worden in de maag verteerd, wat bijdraagt ​​aan de vorming van AA),
3) ondersteuning van het cv-complex, sinds dit levert aminozuren op (monomeren voor eiwitsynthese)
en ATP voor eiwitsynthese,
4) stimulatie van PPP (het geeft R-5-F voor RNA-synthese vóór eiwitsynthese).
De betekenis van eiwitsynthese is hierboven vermeld.

Andere effecten Ying.
Insuline neemt toe:
1) transport van nucleosiden naar de cel,
2) RNA-synthese (transcriptie van honderden genen) voor eiwitsynthese,
3) proliferatie,
4) houdt kaliumionen vast in de cel (K + draagt ​​bij aan de effecten van In zoals de assimilatie van G en eiwitsynthese).

Insuline is het jongste hormoon

Structuur

Insuline is een eiwit dat bestaat uit twee peptideketens A (21 aminozuren) en B (30 aminozuren), verbonden door disulfidebruggen. In totaal bevat volwassen humane insuline 51 aminozuren en het molecuulgewicht is 5,7 kDa.

Synthese

Insuline wordt in β-cellen van de pancreas gesynthetiseerd in de vorm van preproinsuline, aan het N-uiteinde waarvan een terminale signaalsequentie van 23 aminozuren is, die dient als een geleider van het hele molecuul in de holte van het endoplasmatisch reticulum. Hier wordt de terminale sequentie onmiddellijk afgesplitst en wordt het pro-insuline naar het Golgi-apparaat getransporteerd..

In dit stadium zijn de A-keten, B-keten en C-peptide (Engels verbindend) aanwezig in het pro-insulinemolecuul. In het Golgi-apparaat wordt pro-insuline verpakt in secretoire korrels samen met de enzymen die nodig zijn voor de "rijping" van het hormoon. Terwijl de korrels naar het plasmamembraan bewegen, worden disulfidebruggen gevormd, wordt het bindende C-peptide (31 aminozuren) weggesneden en wordt een kant-en-klaar insulinemolecuul gevormd. In de afgewerkte korrels bevindt insuline zich in een kristallijne toestand in de vorm van een hexameer gevormd met de deelname van twee Zn 2 -ionen+.

Insuline synthese schema

Regulatie van synthese en secretie

De afscheiding van insuline vindt continu plaats en ongeveer 50% van de insuline die vrijkomt uit β-cellen is op geen enkele manier gerelateerd aan voedselinname of andere invloeden. Overdag scheidt de alvleesklier ongeveer 1/5 van de daarin beschikbare insuline-reserves af.

De belangrijkste stimulator van insulinesecretie is een verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed boven 5,5 mmol / l, de maximale secretie bereikt 17-28 mmol / l. Een kenmerk van deze stimulatie is een tweefasige toename van de insulinesecretie:

  • de eerste fase duurt 5-10 minuten en de concentratie van het hormoon kan 10-voudig toenemen, waarna de hoeveelheid afneemt,
  • de tweede fase begint ongeveer 15 minuten na het begin van hyperglykemie en gaat door gedurende de hele periode, wat leidt tot een toename van het niveau van het hormoon 15-25 keer.

Hoe langer een hoge glucoseconcentratie in het bloed wordt gehandhaafd, des te meer β-cellen zijn verbonden met insulinesecretie..

Insulinesynthese wordt geïnduceerd vanaf het moment dat glucose de cel binnenkomt tot de translatie van insuline-mRNA. Het wordt gereguleerd door verhoogde transcriptie van het insulinegen, verhoogde stabiliteit van insuline-mRNA en verhoogde translatie van insuline-mRNA..

Activering van insulinesecretie

1. Na penetratie van glucose in β-cellen (via GluT-1 en GluT-2), wordt het gefosforyleerd door hexokinase IV (glucokinase, heeft een lage affiniteit voor glucose),
2. Verder wordt glucose aëroob geoxideerd, terwijl de snelheid van glucose-oxidatie lineair afhangt van de hoeveelheid,
3. Hierdoor ontstaat ATP, waarvan de hoeveelheid ook direct afhangt van de glucoseconcentratie in het bloed.,
4. De ophoping van ATP stimuleert de sluiting van de ionische K + -kanalen, wat leidt tot depolarisatie van het membraan,
5. Depolarisatie van het membraan leidt tot het openen van spanningsafhankelijke Ca 2+ -kanalen en de instroom van Ca 2+ -ionen in de cel,
6. De inkomende Ca 2+ -ionen activeren fosfolipase C en triggeren het calcium-fosfolipide signaaltransductiemechanisme met de vorming van DAG en inositoltrifosfaat (IF3),
7. De opkomst van IF3 in het cytosol opent Ca 2+ -kanalen in het endoplasmatisch reticulum, wat de accumulatie van Ca 2+ -ionen in het cytosol versnelt,
8. Een sterke toename van de concentratie van Ca 2+ -ionen in de cel leidt tot de beweging van secretoire korrels naar het plasmamembraan, hun fusie ermee en exocytose van rijpe insulinekristallen naar buiten,
9. Verder vallen de kristallen uiteen, de scheiding van Zn 2+ -ionen en de afgifte van actieve insulinemoleculen in de bloedbaan.

Schema van intracellulaire regulatie van insulinesecretie met de deelname van glucose

Het beschreven leidende mechanisme kan in de een of andere richting worden gecorrigeerd onder invloed van een aantal andere factoren, zoals aminozuren, vetzuren, gastro-intestinale hormonen en andere hormonen, zenuwregulatie.

Van de aminozuren wordt de afscheiding van het hormoon het sterkst beïnvloed door lysine en arginine. Maar op zichzelf stimuleren ze de secretie nauwelijks; hun effect hangt af van de aanwezigheid van hyperglycemie, d.w.z. aminozuren versterken alleen de werking van glucose.

Vrije vetzuren zijn ook factoren die de insulinesecretie stimuleren, maar ook alleen in aanwezigheid van glucose.

De positieve gevoeligheid van insulinesecretie voor de werking van hormonen van het maagdarmkanaal - incretines (enteroglucagon en glucose-afhankelijke insulinotroop polypeptide), cholecystokinine, secretine, gastrine, maagremmend polypeptide.

Een toename van de insulinesecretie bij langdurige blootstelling aan groeihormoon, ACTH en glucocorticoïden, oestrogenen en progestagenen is klinisch belangrijk en tot op zekere hoogte gevaarlijk. Dit verhoogt het risico op uitputting van β-cellen, een afname van de insulinesynthese en het optreden van insulineafhankelijke diabetes mellitus. Dit kan worden waargenomen bij gebruik van deze hormonen bij therapie of bij pathologieën die verband houden met hun hyperfunctie..

Zenuwregulatie van β-cellen van de pancreas omvat adrenerge en cholinerge regulatie. Elke vorm van stress (emotionele en / of fysieke activiteit, hypoxie, onderkoeling, trauma, brandwonden) verhoogt de activiteit van het sympathische zenuwstelsel en onderdrukt de insulinesecretie door de activering van α2-adrenerge receptoren. Aan de andere kant stimulatie β2-adrenerge receptoren leiden tot verhoogde secretie.

Ook verhoogt de afscheiding van insuline n.vagus, die op zijn beurt onder controle staat van de hypothalamus, gevoelig voor de concentratie van bloedglucose.

Doelen

Insulinereceptoren komen voor op bijna alle cellen van het lichaam, behalve de zenuw, maar in verschillende hoeveelheden. Zenuwcellen hebben geen insulinereceptoren. de laatste dringt eenvoudigweg niet door de bloed-hersenbarrière.

Werkingsmechanisme

Zodra insuline aan de receptor bindt, wordt het enzymatische domein van de receptor geactiveerd. Omdat het tyrosinekinase-activiteit heeft, fosforyleert het intracellulaire eiwitten - substraten van de insulinereceptor. Verdere ontwikkeling van gebeurtenissen is te wijten aan twee richtingen: MAP-kinase-route en PI-3-kinase werkingsmechanismen (in detail).

Wanneer het fosfatidylinositol-3-kinasemechanisme wordt geactiveerd, is het resultaat snelle effecten - de activering van GluT-4 en het binnendringen van glucose in de cel, een verandering in de activiteit van 'metabole' enzymen - TAG-lipase, glycogeensynthase, glycogeenfosforylase, glycogeenfosforylasekinase, acetyl-SCoA-carboxylase en andere.

Tijdens de implementatie van het MAP-kinasemechanisme (MAP - mitogeen-geactiveerd eiwit) worden langzame effecten gereguleerd - celproliferatie en differentiatie, de processen van apoptose en anti-apoptose.

Twee werkingsmechanismen van insuline

De snelheid van effecten van insulinewerking

De biologische effecten van insuline worden ingedeeld volgens de ontwikkelingssnelheid:

Zeer snelle effecten (seconden)

Deze effecten zijn geassocieerd met veranderingen in transmembraantransport:

1. Activering van Na + / K + -ATPase, waardoor Na + -ionen vrijkomen en K + -ionen in de cel komen, wat leidt tot hyperpolarisatie van de membranen van insulinegevoelige cellen (behalve hepatocyten).

2. Activering van de Na + / H + -wisselaar op het cytoplasmatische membraan van veel cellen en het vrijkomen van H + -ionen uit de cel in ruil voor Na + -ionen. Dit effect is belangrijk bij de pathogenese van arteriële hypertensie bij diabetes mellitus type 2..

3. Remming van het membraan Ca 2+ -ATPase leidt tot een vertraging van Ca 2+ -ionen in het cytosol van de cel.

4. De afgifte van glucosetransporters GluT-4 naar het membraan van myocyten en adipocyten en een toename van het volume van glucosetransport naar de cel met 20-50 keer.

Snelle effecten (minuten)

Snelle effecten zijn het veranderen van de snelheid van fosforylering en defosforylering van metabole enzymen en regulerende eiwitten.

Lever
  • remming van de effecten van adrenaline en glucagon (fosfodiësterase),
  • versnelling van glycogenese (glycogeensynthase),
  • activering van glycolyse (fosfofructokinase, pyruvaatkinase),
  • omzetting van pyruvaat in acetyl-SCoA (PVC dehydrogenase),
  • verhoogde synthese van vetzuren (acetyl-SCoA-carboxylase),
  • VLDL-formatie,
  • verhoogde cholesterolsynthese (HMG-SCoA-reductase),
Spier
  • remming van de effecten van adrenaline (fosfodiësterase),
  • stimuleert het transport van glucose naar cellen (activering van GluT-4),
  • stimulatie van glycogenese (glycogeensynthase),
  • activering van glycolyse (fosfofructokinase, pyruvaatkinase),
  • omzetting van pyruvaat in acetyl-SCoA (PVC dehydrogenase),
  • verbetert het transport van neutrale aminozuren naar spieren,
  • stimuleert translatie (ribosomale eiwitsynthese).
Vetweefsel
  • stimuleert het transport van glucose naar cellen (activering van Glute-4),
  • activeert de opslag van vetzuren in weefsels (lipoproteïnelipase),
  • activering van glycolyse (fosfofructokinase, pyruvaatkinase),
  • verhoogde synthese van vetzuren (activering van acetyl-SCoA-carboxylase),
  • het creëren van een mogelijkheid voor opslag van TAG (inactivering van hormoongevoelige lipase).

Langzame effecten (minuten-uren)

Langzame effecten bestaan ​​uit het veranderen van de transcriptiesnelheid van genen van eiwitten die verantwoordelijk zijn voor metabolisme, groei en celdeling, bijvoorbeeld:

1. Inductie van de synthese van enzymen in de lever

  • glucokinase en pyruvaatkinase (glycolyse),
  • ATP-citraatlyase, acetyl SCoA-carboxylase, vetzuursynthase, cytosolische malaatdehydrogenase (vetzuursynthese),
  • glucose-6-fosfaatdehydrogenase (pentosefosfaatroute),

2. Inductie van synthese van glyceraldehyde-fosfaatdehydrogenase en vetzuursynthase in adipocyten.

3. Onderdrukking van mRNA-synthese, bijvoorbeeld voor PEP-carboxykinase (gluconeogenese).

4. Biedt translatieprocessen, waardoor de serinefosforylering van ribosomaal eiwit S6 wordt verhoogd.

Zeer langzame effecten (uren-dagen)

Zeer langzame effecten worden gerealiseerd door mitogenese en celvermenigvuldiging. Deze effecten zijn bijvoorbeeld

1. Verhoging in de lever van de synthese van somatomedine, afhankelijk van groeihormoon.

2. Toename van celgroei en proliferatie in synergie met somatomedines.

3. Overgang van de cel van de G1-fase naar de S-fase van de celcyclus.

Insuline-inactivering

Verwijdering van insuline uit de circulatie vindt plaats na binding aan de receptor en de daaropvolgende internalisatie (endocytose) van het hormoonreceptorcomplex, voornamelijk in de lever en spieren. Na opname wordt het complex vernietigd en worden de eiwitmoleculen gelyseerd tot vrije aminozuren. In de lever wordt tot 50% van de insuline opgevangen en vernietigd tijdens de eerste doorgang van bloed dat uit de pancreas stroomt. In de nieren wordt insuline in de primaire urine gefilterd en na reabsorptie in de proximale tubuli vernietigd.

Pathologie

Hypofunctie

Insuline-afhankelijke en niet-insulineafhankelijke diabetes mellitus. Om deze pathologieën te diagnosticeren, gebruikt de kliniek actief stresstests en de bepaling van de concentratie van insuline en C-peptide..

Insuline: hormoonfuncties, typen, norm

Insuline is een eiwit dat wordt gesynthetiseerd door de β-cellen van de pancreas en bestaat uit twee peptideketens die met elkaar zijn verbonden door disulfidebruggen. Het zorgt voor een afname van de serumglucoseconcentratie en neemt direct deel aan het koolhydraatmetabolisme.

De belangrijkste werking van insuline is om te interageren met cytoplasmatische membranen, wat resulteert in een toename van hun permeabiliteit voor glucose.

Indicatoren van de norm van insuline in het bloedserum van een gezonde volwassene liggen in het bereik van 3 tot 30 μU / ml (na 60 jaar - tot 35 μE / ml, bij kinderen - tot 20 μE / ml).

De volgende omstandigheden leiden tot een verandering van de insulineconcentratie in het bloed:

  • diabetes;
  • spierdystrofie;
  • chronische infecties;
  • acromegalie;
  • hypopituïtarisme;
  • uitputting van het zenuwstelsel;
  • lever schade;
  • onjuiste voeding met een te hoog gehalte aan koolhydraten in de voeding;
  • zwaarlijvigheid;
  • hypodynamie;
  • fysiek overwerk;
  • Kwaadaardige neoplasma's.

Insuline functies

De alvleesklier heeft gebieden met β-celcongestie, de zogenaamde eilandjes van Langerhans. Deze cellen produceren de klok rond insuline. Na het eten neemt de glucoseconcentratie in het bloed toe, als reactie hierop neemt de secretoire activiteit van β-cellen toe..

De belangrijkste werking van insuline is om te interageren met cytoplasmatische membranen, wat resulteert in een toename van hun permeabiliteit voor glucose. Zonder dit hormoon zou glucose niet in de cellen kunnen doordringen en zouden ze energie-uithongering ervaren..

Bovendien vervult insuline een aantal andere even belangrijke functies in het menselijk lichaam:

  • het stimuleren van de synthese van vetzuren en glycogeen in de lever;
  • het stimuleren van de opname van aminozuren door spiercellen, waardoor de synthese van glycogeen en eiwit daarin toeneemt;
  • het stimuleren van de synthese van glycerol in lipidenweefsel;
  • onderdrukking van de vorming van ketonlichamen;
  • onderdrukking van de afbraak van lipiden;
  • onderdrukking van de afbraak van glycogeen en eiwitten in spierweefsel.

In Rusland en de GOS-landen geven de meeste patiënten er de voorkeur aan insuline te injecteren met penspuiten die een nauwkeurige dosering van het medicijn garanderen.

Insuline reguleert dus niet alleen koolhydraten, maar ook andere soorten metabolisme..

Ziekten die verband houden met de werking van insuline

Zowel onvoldoende als te hoge concentraties insuline in het bloed veroorzaken de ontwikkeling van pathologische aandoeningen:

  • insulinoom - een tumor van de alvleesklier die een grote hoeveelheid insuline afscheidt, waardoor de patiënt vaak hypoglycemische aandoeningen ontwikkelt (gekenmerkt door een afname van de serumglucoseconcentratie onder 5,5 mmol / l);
  • diabetes mellitus type I (insulineafhankelijk type) - de ontwikkeling ervan wordt veroorzaakt door onvoldoende productie van insuline door β-cellen van de alvleesklier (absoluut insulinedeficiëntie);
  • diabetes mellitus type II (insuline-onafhankelijk type) - de cellen van de alvleesklier produceren insuline in voldoende hoeveelheden, maar de receptoren van de cellen verliezen hun gevoeligheid ervoor (relatieve insufficiëntie);
  • insulineshock - een pathologische aandoening die ontstaat als gevolg van een enkele injectie van een te hoge dosis insuline (in een ernstige vorm, hypoglycemisch coma);
  • Somoji-syndroom (chronisch insuline-overdosesyndroom) - een reeks symptomen die optreden bij patiënten die gedurende lange tijd hoge doses insuline krijgen.

Insuline therapie

Insulinetherapie is een behandelingsmethode gericht op het elimineren van stoornissen in het koolhydraatmetabolisme en gebaseerd op de injectie van insulinepreparaten. Het wordt voornamelijk gebruikt bij de behandeling van diabetes mellitus type I en in sommige gevallen ook voor diabetes mellitus type II. Zeer zelden wordt insulinetherapie in de psychiatrische praktijk gebruikt als een van de methoden om schizofrenie te behandelen (behandeling van hypoglykemisch coma)..

Om basale secretie in de ochtend en avond te simuleren, worden langdurige insulinesoorten toegediend. Kortwerkende insuline wordt na elke maaltijd met koolhydraten geïnjecteerd.

Indicaties voor insulinetherapie zijn:

  • diabetes mellitus type I;
  • diabetische hyperosmolair, hyperlaccidemisch coma, ketoacidose;
  • onvermogen om compensatie van het koolhydraatmetabolisme te bereiken bij patiënten met diabetes mellitus type II met hypoglycemische geneesmiddelen, dieet en gedoseerde fysieke activiteit;
  • zwangerschapsdiabetes mellitus;
  • diabetische nefropathie.

De injecties worden subcutaan gegeven. Ze worden uitgevoerd met behulp van een speciale insulinespuit, penspuit of insulinepomp. In Rusland en de GOS-landen geven de meeste patiënten er de voorkeur aan om insuline te injecteren met penspuiten, die een nauwkeurige dosering van het medicijn en een bijna pijnloze toediening garanderen..

Insulinepompen worden door niet meer dan 5% van de patiënten met diabetes gebruikt. Dit komt door de hoge prijs van de pomp en de complexiteit van het gebruik. Desalniettemin zorgt de introductie van insuline door middel van een pomp voor een nauwkeurige nabootsing van de natuurlijke afscheiding ervan, zorgt voor een betere glykemische controle en vermindert het risico op het ontwikkelen van korte- en langetermijngevolgen van diabetes mellitus. Daarom neemt het aantal patiënten dat doseerpompen gebruikt voor de behandeling van diabetes mellitus gestaag toe..

In de klinische praktijk worden verschillende soorten insulinetherapie gebruikt..

Gecombineerde (traditionele) insulinetherapie

Deze methode van diabetes mellitustherapie is gebaseerd op de gelijktijdige toediening van een mengsel van kort- en langwerkende insulines, waardoor het dagelijkse aantal injecties wordt verminderd..

De voordelen van deze methode:

  • het is niet nodig om de bloedglucoseconcentratie regelmatig te controleren;
  • therapie kan worden uitgevoerd onder controle van de glucosespiegels in de urine (glucosurisch profiel).

Na het eten neemt de glucoseconcentratie in het bloed toe, als reactie hierop neemt de secretoire activiteit van β-cellen toe..

  • de noodzaak van strikte naleving van het dagelijkse regime, fysieke activiteit;
  • de noodzaak van strikte naleving van het door de arts voorgeschreven dieet, rekening houdend met de toegediende dosis;
  • de noodzaak om minstens 5 keer per dag en altijd op hetzelfde tijdstip te eten.

Traditionele insulinetherapie gaat altijd gepaard met hyperinsulinemie, dat wil zeggen een verhoogd insulinegehalte in het bloed. Dit verhoogt het risico op het ontwikkelen van complicaties zoals atherosclerose, arteriële hypertensie, hypokaliëmie..

In principe wordt traditionele insulinetherapie voorgeschreven aan de volgende categorieën patiënten:

  • ouderen;
  • lijden aan een psychische aandoening;
  • met een laag opleidingsniveau;
  • externe zorg nodig hebben;
  • niet in staat zijn om te voldoen aan het door de arts aanbevolen dagelijkse regime, dieet, timing van insulinetoediening.

Intensievere insulinetherapie

Een intensievere insulinetherapie bootst de fysiologische afscheiding van insuline in het lichaam van de patiënt na.

Om basale secretie in de ochtend en avond te simuleren, worden langdurige insulinesoorten toegediend. Na elke maaltijd die koolhydraten bevat, wordt kortwerkende insuline toegediend (imitatie van secretie na de maaltijd). De dosis verandert voortdurend, afhankelijk van het geconsumeerde voedsel.

De voordelen van deze methode van insulinetherapie zijn:

  • imitatie van het fysiologische ritme van secretie;
  • hogere kwaliteit van leven voor patiënten;
  • het vermogen om zich te houden aan een meer liberaal dagelijks regime en dieet;
  • het verminderen van het risico op late complicaties van diabetes mellitus.

De nadelen zijn onder meer:

  • de noodzaak om patiënten voor te lichten over het berekenen van XE (broodeenheden) en de juiste keuze van de dosis;
  • de noodzaak om minstens 5-7 keer per dag zelfbeheersing uit te oefenen;
  • verhoogde neiging om hypoglykemische aandoeningen te ontwikkelen (vooral in de eerste maanden van de benoeming van de therapie).

Insuline soorten

  • één soort (monospecifiek) - zijn een extract van de alvleesklier van één diersoort;
  • gecombineerd - bevat in zijn samenstelling een mengsel van extracten van de alvleesklier van twee of meer diersoorten.

Indicatoren van de norm van insuline in het bloedserum van een gezonde volwassene liggen in het bereik van 3 tot 30 μU / ml (na 60 jaar - tot 35 μE / ml, bij kinderen - tot 20 μE / ml).

Op soort:

  • mens;
  • varkensvlees;
  • vee;
  • walvis.

Afhankelijk van de mate van zuivering is insuline:

  • traditioneel - bevat onzuiverheden en andere pancreashormonen;
  • monopik - door extra filtratie op de gel is het gehalte aan onzuiverheden erin veel minder dan in de traditionele;
  • mono-component - heeft een hoge zuiverheidsgraad (bevat niet meer dan 1% onzuiverheden).

Afhankelijk van de duur en het hoogtepunt van de werking, worden insulines met korte en langdurige (middellange, lange en ultralange) werking geïsoleerd.

Commerciële insulinepreparaten

De volgende soorten insuline worden gebruikt om patiënten met diabetes mellitus te behandelen:

  1. Eenvoudige insuline. Het wordt vertegenwoordigd door de volgende geneesmiddelen: Actrapid MC (varkens, monocomponent), Actrapid MP (varkens, monopisch), Actrapid HM (genetisch gemodificeerd), Insuman Rapid HM en Humulin Regular (genetisch gemodificeerd). Begint 15-20 minuten na injectie te werken. Het maximale effect wordt opgemerkt in 1,5-3 uur vanaf het moment van injectie, de totale werkingsduur is 6-8 uur.
  2. NPH-insulines of langwerkende insulines. Eerder in de USSR werden ze protamine-zink-insulines (PCI) genoemd. Aanvankelijk werden ze eenmaal per dag voorgeschreven om basale secretie na te bootsen, en kortwerkende insulines werden gebruikt om de stijging van de bloedglucose na het ontbijt en het avondeten te compenseren. De effectiviteit van deze methode voor het corrigeren van stoornissen in het koolhydraatmetabolisme bleek echter onvoldoende en op dit moment bereiden fabrikanten kant-en-klare mengsels met NPH-insuline voor die het aantal insuline-injecties tot twee per dag verminderen. Na subcutane toediening begint het effect van NPH-insuline na 2-4 uur, bereikt een maximum na 6-10 uur en houdt 16-18 uur aan. Dit type insuline wordt op de markt gebracht door de volgende geneesmiddelen: Insuman Basal, Humulin NPH, Protaphane HM, Protaphane MC, Protaphane MP.
  3. Kant-en-klare vaste (stabiele) mengsels van NPH en kortwerkende insuline. Tweemaal daags subcutaan geïnjecteerd. Niet geschikt voor alle patiënten met diabetes. In Rusland is er maar één stabiel kant-en-klaar mengsel van Humulin M3, dat 30% Humulin Regular korte insuline en 70% Humulin NPH bevat. Deze verhouding veroorzaakt minder snel het optreden van hyper- of hypoglykemie..
  4. Super langwerkende insulines. Ze worden alleen gebruikt voor de behandeling van patiënten met diabetes mellitus type II die een constant hoge concentratie insuline in het bloedserum nodig hebben vanwege de weerstand (weerstand) van weefsels ertegen. Deze omvatten: Ultratard HM, Humulin U, Ultralente. De werking van insulines op lange termijn begint 6-8 uur na hun subcutane injectie. Het maximum wordt bereikt na 16-20 uur en de totale werkingsduur is 24-36 uur.
  5. Genetisch gemanipuleerde, kortwerkende humane insuline-analogen (Humalog). Ze beginnen binnen 10-20 minuten na subcutane toediening te werken. Piek in 30-90 minuten, totale werkingsduur 3-5 uur.
  6. Piekloze (langwerkende) humane insuline-analogen. Hun therapeutische effect is gebaseerd op het blokkeren van de synthese van het hormoon glucagon, een insuline-antagonist, door de alfacellen van de pancreas. De werkingsduur is 24 uur, er is geen piekconcentratie. Vertegenwoordigers van deze groep medicijnen - Lantus, Levemir.

Insulinereceptor

Biologische ritmes van insulinesecretie

Het circadiane ritme van insulinesecretie kan worden beoordeeld door het gebruik van de "Biostator" en een insulineklem. Bij het gebruik van de "Biostator" die insuline injecteerde in de aderen van diabetici met absolute insufficiëntie in overeenstemming met het glucosegehalte in het bloed, werd een stijging van de glucose in de vroege ochtend (het fenomeen van de dageraad) vastgesteld. De late namiddag (ongeveer tussen 15.00 en 14.00 uur) wordt gekenmerkt door een daling van de glucosespiegel.

De insulineklemmethode, die glucose op aanvraag levert, gaat ervan uit dat de snelheid waarmee glucose wordt afgegeven de insulinegevoeligheid weerspiegelt. De laagste snelheid werd waargenomen om 0831 uur en de hoogste om 19,4 uur. de auteurs concluderen dat de insulinegevoeligheid 's nachts afneemt, gedurende de dag toeneemt. De onderzoekers beweren dat het circadiane ritme van insulinesecretie niet gerelateerd is aan bloedglucose en insulinespiegels, insuline klaring, lichaamsbeweging, voedselinname en slaap. Er werd een negatieve correlatie aangetoond tussen fluctuaties in de snelheid van glucosetoediening en fluctuaties in de productie van glucose door de lever, veroorzaakt door veranderingen in het niveau van FFA en cortisol..

Het fenotypische kenmerk van de functie is het oscillerende type B-celsecretie. Bij gezonde personen wordt het alleen op een lege maag waargenomen en stopt het volledig wanneer de glucoseconcentratie stijgt tot 6 mmol / l. De basale insulinesecretie bij mensen fluctueert met intervallen van 8 tot 14 minuten, met een amplitude van 1,6 mU / ml, met een gemiddelde waarde van 4,6 mU / ml. pulssecretie is duidelijk gecorreleerd met fluctuaties in C-peptide-, glucagon- en secretinespiegels.

De eerste, vroege fase duurt ongeveer 10 minuten, wordt gekenmerkt door een piekafgifte van ongeveer 5-7% van het insuline-gehalte binnen het eiland en gaat gepaard met een pool van onmiddellijke respons. Het wordt geleverd door korrels grenzend aan het B-celmembraan. In de tweede fase vindt de insulinesecretie geleidelijk plaats, goed voor 93-95% van de insulinereserves. Voor de isolatie is ATP-afhankelijke mobilisatie van insuline-bevattende korrels vereist, die geleidelijk naar de eerste pool gaan, gevolgd door exocytose. Normaal gesproken worden als resultaat van de eerste fase 50-100 secretoire insulinekorrels afgegeven, en als resultaat van de tweede fase geeft de β-cel ongeveer 40 korrels per minuut af. Op het hoogtepunt van de vroege insulinesecretie geeft de β-cel korrels af met een interval van 3 seconden; in de langzame fase van secretie wordt deze periode verlengd tot 10 seconden. Zo draagt ​​de eerste fase van uitscheiding bij aan de snelle verzadiging van de cel met substraten..

De vroege piek van insulinesecretie speelt een grote rol bij het verzekeren van een normaal glucosemetabolisme, hoewel het slechts 10% uitmaakt van alle insuline die per dag wordt uitgescheiden. Dit bevordert de snelle opname van stoffen in cellen. Bij patiënten met NIDDM en hun verwanten van de eerste graad van verwantschap, evenals bij personen met een verminderde glucosetolerantie, werden schendingen van de vroege fase en pulserende aard van secretie geregistreerd. Deze schending van de insulinesecretie wordt beschouwd als een metabolische marker van de ontwikkeling van de ziekte. Het verdwijnen van de vroege piek kan worden geregistreerd in de preklinische periode bij personen met een hoog risico. Zwaarlijvige mensen keren na gewichtsverlies terug naar oscillerende insulinesecretie.

Synthese

In een vereenvoudigd schema ziet insulinesynthese in een cel er als volgt uit:

  1. Bètacellen vormen een insulinesubstantie die naar het Golgi-apparaat van de cel wordt gestuurd. Hier wordt het verder verwerkt.
  2. Het Golgi-complex is een structuur van het celmembraan die zich ophoopt, synthetiseert en vervolgens de noodzakelijke verbindingen door het membraan verwijdert.
  3. Transformatie van alle stadia en leidt tot het ontstaan ​​van een capabel hormoon.
  4. Insuline is nu verpakt in speciale secretoire korrels. Het wordt op aanvraag bewaard en rijpt. De korrels slaan ook C-peptide, zinkionen, amyline en proinsuline residu's op. De synthese en afscheiding van insuline begint met voedselopname: spijsverteringsenzymen komen binnen, de volledig afgewerkte korrel versmelt met het celmembraan en de inhoud wordt volledig uit de cel in het bloed geperst.
  5. Wanneer zich hyperglycemie ontwikkelt, is insuline al onderweg - het wordt vrijgegeven en begint te werken. Het sijpelt in de haarvaten van de alvleesklier, waarvan er een massa is, ze dringen door en door de klier binnen.

Insulinesynthese wordt gereguleerd door het glucose-sensorische systeem van bètacellen. Het reguleert volledig de balans tussen suikerinname en insulineproductie.

Samenvatting: Insulinesynthese in het lichaam wordt geactiveerd bij hyperglycemie. Maar insuline stijgt alleen tijdens de maaltijden, maar wordt de klok rond geproduceerd..

Niet alleen glucose reguleert de synthese en afscheiding van insuline. Tijdens de maaltijden zijn er extra prikkels: eiwitten in de voeding (aminozuren leucine en arginine), oestrogenen en cholecystokinine, ionen van K, Ca, vetzuren uit vetten. Een afname van de insulinesecretie wordt opgemerkt met een toename van het bloed van de insuline-antagonist glucagon. Het wordt geproduceerd in dezelfde pancreaseilandjes, maar in alfacellen. De rol van glucagon bij de afbraak en consumptie van glycogeen. Dit laatste wordt vervolgens omgezet in glucose. Na verloop van tijd (met de leeftijd) nemen de kracht en activiteit van de pancreaseilandjes af, wat na 40 jaar merkbaar wordt.

Het ontbreken van insulinesynthese veroorzaakt onomkeerbare veranderingen in veel organen en systemen. De norm van insuline in het bloed bij een volwassene is 3-25 μE / ml, na 58-60 jaar - 7-36 μE / ml. Insuline is ook altijd verhoogd bij zwangere vrouwen..

Naast het reguleren van hyperglykemie heeft insuline anabole en antikatabole functies. Met andere woorden, beide processen zijn deelnemers aan het metabolisme. Een ervan activeert, de ander remt het metabolische proces. Door hun consistentie blijft de homeostase van het lichaam constant.

Insuline-medicijnclassificatie

Ze zijn gecombineerd en enkelvoudig. Deze laatste bevatten een extract van de alvleesklier van één dier.

Gecombineerd - combineer klierextracten van verschillende diersoorten. Vrijwel niet gebruikt vandaag.

Insuline wordt naar oorsprong of soort gebruikt door insuline van mensen en varkens, runderen of walvissen. Ze verschillen in sommige aminozuren. De meest geprefereerde na de mens - varkensvlees, verschilt slechts in één aminozuur.

In Rusland wordt geen insuline gebruikt van runderen (verschilt in 3 aminozuren).

Afhankelijk van de mate van zuivering, kan insuline traditioneel zijn (bevat onzuiverheden van andere pancreashormonen), mono-piek (MP) - extra gefilterd op de gel, onzuiverheden erin zijn niet meer dan 1 × 10−3, monocomponent (MC) - in oplopende volgorde. De laatste is de zuiverste - 99% zuivering (1 • 10−6 onzuiverheden).

Insuline verschilt ook in begin, piek en werkingsduur - het kan middellang en langdurig zijn - langdurig en ultralang. De keuze is aan de dokter.

Structuur

Aanvankelijk worden transcripten van alternatieve INSR-gen-splitsingsvarianten vertaald om een ​​van de twee monomere isomeren te vormen: IR-A, waarin exon 11 wordt uitgesneden, en IR-B, waarin exon 11 wordt uitgesneden, en IR-B, dat exon 11 heeft. Opname van exon 11 resulteert in de toevoeging van 12 aminozuren stroomopwaarts van furine op de proteolytische plaats. splitsen.

Insulinereceptor kleurcoderingsschema

Tijdens receptordimerisatie, na proteolytische splitsing van de α- en β-ketens, blijven er 12 extra aminozuren achter op het C-uiteinde van de α-keten (aangeduid als αCT), waar ze vermoedelijk de interactie van de receptor en ligand beïnvloeden [5].

Elk isomeer monomeer wordt structureel onderverdeeld in 8 verschillende domeinen; leucinerijk herhalend domein (L1, residuen 1-157), cysteïnerijk gebied (CR, residuen 158-310), extra leucinerijk herhalend domein (L2, residuen 311-470), drie typen fibronectine III-domeinen; FnIII-1 (residuen 471-595), FnIII-2 (residuen 596-808) en FnIII-3 (residuen 809-906). Bovendien bevat het ingevoegde domein (ID-residuen 638-756), gelokaliseerd in FnIII-2, een α / β-furinesplitsingsplaats, waarvan de proteolyse werkt in zowel de IDα- als de IDβ-domeinen. In de β-keten onder het FnIII-3-gebied bevindt zich een transmembraanhelix en een intracellulair perimembraangebied, onmiddellijk stroomopwaarts van het intracellulaire katalytische tyrosinekinasedomein, dat verantwoordelijk is voor de activering van intracellulaire signaalroutes [6].
Wanneer het monomeer wordt gesplitst in de overeenkomstige α- en β-ketens, wordt de receptor homo- of geheterodimeriseerd via een covalente disulfidebinding, en worden er twee disulfidebindingen gevormd tussen de monomeren in het dimeer, die zich uitstrekken vanaf elke α-keten. De algemene structuur van het 3D-ectodomein [en], heeft vier ligandbindingsplaatsen, lijkt op een omgekeerde V. Elk monomeer draait ongeveer 2 keer rond een as die parallel loopt aan de geïnverteerde V-, L2- en FnIII-1-domeinen van elk monomeer en vormt de top van de omgekeerde V [6].

Werkingsmechanisme

Als we het hebben over hoe insuline in het lichaam werkt, moet worden opgemerkt dat het rechtstreeks via het receptoreiwit werkt. Het is een complex integraal eiwit van het celmembraan, dat uit 2 subeenheden bestaat. In de geneeskunde worden ze a en b genoemd. Elk van deze subeenheden heeft zijn eigen polypeptideketen.


Polypeptideketens van de insuline-subeenheid

Insuline werkt als volgt: ten eerste bindt het zich aan de a-subeenheid, waardoor de conformatie verandert. Daarna is de b-subeenheid betrokken bij het proces, dat een vertakte kettingreactie op gang brengt om de enzymen te activeren die nodig zijn voor de afbraak van glucose en de assimilatie ervan in cellen..

Opgemerkt moet worden dat ondanks het feit dat het effect van insuline in het lichaam al eeuwenlang door wetenschappers is bestudeerd, de biochemische eigenschappen ervan nog niet volledig zijn bestudeerd. Het is echter reeds bekend geworden dat bij dit hele proces secundaire "mediatoren" betrokken zijn, in de rol daarvan zijn diacylglycerolen en inositoltrifosvaten. Ze zorgen voor de activering van proteïnekinase C met een fosforylerend effect en hebben een verband met het intracellulaire metabolisme..

Deze mediatoren zorgen voor een verhoogde stroom van glucose in de cellen van het lichaam, waardoor ze worden verzadigd met energie. Eerst wordt het insulinereceptorcomplex ondergedompeld in het cytosol en vervolgens wordt het vernietigd in de lysosomen, waarna afbraakprocessen plaatsvinden - een deel van de insuline wordt vernietigd en het andere deel wordt naar de celmembranen geleid en wordt er weer in opgenomen..

Insuline is een hormoon dat een direct effect heeft op stofwisselingsprocessen door het hele lichaam. Veel van de effecten worden waargenomen door de actieve werking op een aantal enzymen. Het is uniek in zijn soort waarvan is aangetoond dat het de bloedsuikerspiegel helpt verlagen. Dit gebeurt door:

  • het verbeteren van de opname van glucose door celmembranen;
  • activering van glycolyse-enzymen;
  • het verhogen van de activiteit van glycogeenproductie;
  • afname van de synthese van gluconeogenese, die verantwoordelijk is voor de vorming van glucose in levercellen.

Basiseigenschappen van insuline

Insuline is het enige hormoon dat de opname verbetert van aminozuren die nodig zijn voor hun normale werking door cellen, evenals de toevoer van kalium-, magnesium- en fosfaationen. Bovendien verhoogt insuline de productie van vetzuren door glucose om te zetten in triglyceriden. Als er een tekort aan insuline in het lichaam is, leidt dit tot de mobilisatie van vetten en hun afzetting in de weefsels van interne organen..

Het antikatabole effect van insuline op het lichaam is te wijten aan een afname van het proces van eiwithydrolyse, waardoor hun afbraak afneemt (vanwege het feit dat insulinedeficiëntie wordt waargenomen bij patiënten met diabetes, neemt de eiwitafbraak toe, waardoor de spierspanning afneemt en zwakte optreedt).

Bovendien vermindert insuline lipolyse, waardoor de concentratie van vetzuren in het bloed en de risico's op cholesterolziekte, tromboflebitis, enz. veel kleiner geworden.

Insuline regels

Het toedieningsschema en de meest geschikte dosis moeten worden vastgesteld door een bekwame behandelend arts, rekening houdend met alle kenmerken van een persoon met diabetes mellitus. Er moet ook rekening worden gehouden met de aard van het beloop van de ziekte en de huidige gezondheidstoestand..

De prijs van insuline is ongeveer 600-700 roebel. Dit medicijn mag uitsluitend onder medisch toezicht worden gebruikt..

De werkingsmechanismen van het hormoon insuline zijn duidelijk voor de moderne geneeskunde. Voor de behandeling van mensen met diabetes worden medicijnen gebruikt die voldoen aan een bepaalde classificatie.

De volgende soorten insuline worden onderscheiden:

  1. Snelwerkende insuline. Het effect van zo'n stof treedt binnen 5 minuten na toediening op. Het maximale resultaat is binnen een uur. De werking van dergelijke insuline verdwijnt snel op hem. Het wordt met voedsel geconsumeerd,
  2. Kortwerkende insuline. Een persoon voelt de werking van het hormoon binnen een half uur. Insuline moet vóór de maaltijd worden gegeven,
  3. Insuline van gemiddelde duur. Dit type medicijn moet worden gebruikt in combinatie met een kortwerkende insuline of een snelwerkende versie. Zo wordt een blijvend effect bereikt.,
  4. Langwerkende insuline. Het wordt 's ochtends geïntroduceerd en is de hele dag geldig. Het kan worden gebruikt in combinatie met snelwerkende of kortwerkende insuline.

Er zijn verschillende manieren waarop mensen met diabetes nu toegang hebben tot insuline. Het hormoon kan worden geïnjecteerd via een spuit met moderne fijne naalden. Op deze manier kunnen snelle en pijnloze injecties worden uitgevoerd. Zo'n naald wordt in vetweefsel of in dergelijke delen van het lichaam ingebracht:

  • onder de huid,
  • in de buik,
  • billen,
  • schouders,
  • heupen.

Samen met insuline kunnen ze een spuitpen verkopen die is uitgerust met een doseringsschaal. In veel gevallen heeft zo'n apparaat een ingebouwde cartridge..

Het hormoon kan ook via een naald worden geïnjecteerd, maar de injectie gebeurt met de trekker, niet met de zuiger. Zo'n apparaat is handig in gebruik voor kinderen die het medicijn zelf moeten toedienen..

De pomp maakt het mogelijk om regelmatig subcutaan insuline te injecteren. In de regel wordt het apparaat gebruikt voor de buikstreek. Op het juiste moment stuurt de pomp insuline via een buisje het lichaam in. De pomp is een populair apparaat dat de noodzaak van injecties overbodig maakt..

Maar deze methode veroorzaakt nog steeds wat ongemak. Daarom werkt een groot aantal wetenschappers aan het ontdekken van gemakkelijkere manieren om insuline toe te dienen. Eerder was er een proces om de introductie van het hormoon met behulp van ademhaling te populariseren, maar dit had geen succes.

Momenteel is de verkoop van dergelijke apparaten verboden. Er wordt verder gewerkt aan het maken van speciale sprays en speciale pleisters waarmee het hormoon insuline door de mondholte kan worden geïnjecteerd. Dergelijke apparaten zijn echter nog niet beschikbaar voor algemeen gebruik..

Om langwerkende insuline in korte tijd in de bloedbaan te laten opnemen, moet het in de buik worden geïnjecteerd. Een bepaald deel van de mensen geeft de voorkeur aan injecties in de schouder. Het komt ook vaak voor dat mensen met diabetes insuline in de billen en dijen injecteren. Er moet aan worden herinnerd dat het medicijn heel langzaam in deze gebieden moet worden geïnjecteerd..

Als u de werkingsmechanismen van het hormoon insuline begrijpt, moet u regelmatig op dezelfde manier in hetzelfde deel van het lichaam injecteren. Maar om pijnlijke en zichtbare afdichtingen te voorkomen, is het soms nodig om het lichaamsdeel waarin insuline wordt geïnjecteerd, te veranderen. Meestal wisselen de injectieplaatsen elkaar af in een cirkel..

Bij het gebruik van insuline is het uitermate belangrijk om de bloedsuikerspiegel constant in de gaten te houden. Deze factor wordt beïnvloed door :. dieet en maaltijden,
de sport van de patiënt,
positieve of negatieve emoties ervaren,
kenmerken van therapie voor andere ziekten.

  • dieet en maaltijden,
  • de sport van de patiënt,
  • positieve of negatieve emoties ervaren,
  • kenmerken van therapie voor andere ziekten.

Dezelfde factoren kunnen het verloop van de ziekte bij verschillende mensen of in verschillende levensfasen op verschillende manieren beïnvloeden. U moet uw bloedsuikerspiegel meerdere keren per dag meten om uw huidige situatie en lichamelijke conditie volledig te kunnen volgen..

Om uw glucosespiegel te controleren, moet u bloed uit uw vingertop halen. Op basis van een dergelijke monitoring worden bepaalde conclusies getrokken. Van hoeveel suiker er in het bloed is geconcentreerd, wordt een schema berekend voor de toegediende insuline.

Er moet aan worden herinnerd dat diabetes type 1 meestal gedurende het hele leven voortduurt..

Daarom moet u uw lichamelijke conditie en de alvleesklier, die insuline aanmaakt, systematisch controleren..

Interactie van glucose en insuline

Glucose is een alomtegenwoordige verbinding die in lichaamsweefsels wordt aangetroffen. Bijna alle koolhydraten die uit voedsel komen, worden erin omgezet. De belangrijkste eigenschap van glucose is om als energiebron te dienen, vooral het tekort wordt onmiddellijk opgemerkt door spieren en hersenen.

Om een ​​tekort aan glucose in de cellen te voorkomen, is insuline nodig. Het fungeert als een sleutel voor de cellen. Zonder glucose kan glucose de cellen niet binnendringen, ongeacht hoeveel suiker u eet. Er zijn speciale eiwitreceptoren op het celoppervlak die aan insuline binden.

Het hormoon houdt vooral van myocyten en adipocyten (vetcellen), en ze worden insulineafhankelijk genoemd. Ze vormen bijna 70% van alle cellen. De processen van ademhaling, bloedcirculatie en beweging worden door hen verzorgd. Spieren werken bijvoorbeeld niet zonder insuline..

Insuline-injecties

Bij het ontstaan ​​van diabetes mellitus moet direct actie worden ondernomen. In de regel wordt bij mensen eerst de diagnose T2DM gesteld, en alleen als diëten en de regels voor het nemen van medicijnen niet worden gevolgd, ontwikkelt zich T1DM, waarbij men gewoon niet zonder insuline-injecties kan..

Met de ontwikkeling van diabetes mellitus type 1 kunnen alleen insuline-injecties terugkeren naar het normale leven.

Tegenwoordig worden de volgende soorten insuline-bevattende geneesmiddelen onderscheiden:

  • Snelle actie. Ze beginnen al 5 minuten na subcutane toediening te werken en bereiken hun maximale piek na 1 uur. Maar dergelijke medicijnen hebben één nadeel: ze duren niet lang en hun introductie moet vóór elke maaltijd worden uitgevoerd of met het begin van hypoglycemisch coma.
  • Kort acteren. Effectiviteit wordt 30 minuten na toediening waargenomen. Dergelijke injecties worden ook vóór de maaltijd gebruikt. De werking ervan duurt echter veel langer dan bij snelwerkende insuline..
  • Medium actie. Deze medicijnen worden gebruikt in combinatie met snel- of kortwerkende insulines. Effectiviteit na inname wordt gedurende enkele uren waargenomen.
  • Actie op lange termijn. Hypoglycemische geneesmiddelen, waarvan de effectiviteit gedurende de dag wordt waargenomen. Dergelijke medicijnen moeten echter ook worden gebruikt met korte en snelwerkende insulines. Ze worden meerdere keren per dag gebruikt voor het eten met regelmatige tussenpozen..

Welk medicijn aan de patiënt wordt voorgeschreven, hangt af van zijn individuele kenmerken en de ernst van het beloop van de ziekte. Om de juiste remedie te kiezen, moeten artsen de moleculaire eigenschappen van bloed in meer detail bestuderen. Hiervoor moet biochemie van veneus bloed en bloed uit een vinger worden gedaan.

Op basis van de resultaten van het onderzoek kan de arts niet alleen het medicijn kiezen, maar ook de dosering, die het meest effectief en veilig is voor de patiënt. Omdat de verkeerde dosering van insuline kan leiden tot hypoglykemie en ernstige complicaties. Daarom mag u in geen geval zelfmedicatie toedienen. Het gebruik van insuline-injecties dient plaats te vinden onder strikt toezicht van een arts..

Insuline

Aanvullende, meer gedetailleerde informatie over insuline staat op de volgende pagina..

Structuur

Het is een polypeptide van 51 aminozuren met een gewicht van 5,7 kDa, bestaande uit twee ketens A en B, verbonden door disulfidebruggen.

Synthese

Het wordt in de cellen van de alvleesklier gesynthetiseerd in de vorm van pro-insuline, in deze vorm wordt het verpakt in secretoire korrels en worden hier al insuline en C-peptide gevormd.

Regulatie van synthese en secretie

Ze activeren synthese en secretie:

  • bloedglucose is de belangrijkste regulator, de drempelconcentratie voor insulinesecretie is 5,5 mmol / l,
  • vetzuren en aminozuren,
  • invloed van n.vagus - staat onder controle van de hypothalamus, waarvan de activiteit wordt bepaald door de concentratie van bloedglucose,
  • gastro-intestinale hormonen: cholecystokinine, secretine, gastrine, enteroglucagon, maagremmend polypeptide,
  • chronische blootstelling aan groeihormoon, glucocorticoïden, oestrogenen, progestagenen.

Verminderen: het effect van het sympatho-bijnierstelsel.

Werkingsmechanisme

Zodra insuline aan de receptor bindt, wordt het enzymatische domein van de receptor geactiveerd. Omdat het tyrosinekinase-activiteit heeft, fosforyleert het intracellulaire eiwitten - substraten van de insulinereceptor. Verdere ontwikkeling van gebeurtenissen is te wijten aan twee richtingen: MAP-kinase-route en fosfoinositol-3-kinase werkingsmechanismen (in detail).

Na activering van het fosfoinositol-3-kinasemechanisme, is het resultaat snelle effecten - de activering van GluT-4 en de opname van glucose in de cel, veranderingen in de activiteit van metabole enzymen - TAG-lipase, glycogeensynthase, glycogeenfosforylase, glycogeenfosforylasekinase, acetyl-SCoA-carboxylase en andere.

Tijdens de implementatie van het MAP-kinase-mechanisme (mitogeen-geactiveerd eiwit) worden langzame effecten gereguleerd - celproliferatie en differentiatie, de processen van apoptose en anti-apoptose.

Twee werkingsmechanismen van insuline

Doelen en effecten

Het belangrijkste effect is een afname van de bloedglucose als gevolg van een verhoogd transport van glucose naar myocyten en adipocyten en activering van intracellulaire reacties van glucosegebruik.

Lever

  • activering van glycolyse-enzymen (hexokinase, fosfofructokinase, pyruvaatkinase) en glycogenese (glycogeensynthase),
  • onderdrukking van gluconeogenese,
  • verhoogde synthese van vetzuren (activering van acetyl-SCoA-carboxylase) en lipoproteïnen met zeer lage dichtheid (VLDL),
  • verhoogde cholesterolsynthese (activering van HMG-SCoA-reductase),
  • versnelling van de pentosefosfaatroute (activering van glucose-6-fosfaatdehydrogenase),
  • remming van de effecten van glucagon (activering van fosfodiësterase, dat cAMP vernietigt).

Spier

  • stimulatie van glucosetransport naar cellen (activering van GluT-4),
  • verhoogde glycogeensynthese (activering van glycogeensynthase),
  • verhoogd transport van neutrale aminozuren naar spieren,
  • stimulatie van translatie (ribosomale eiwitsynthese).

Vetweefsel

  • stimulatie van glucosetransport naar cellen (activering van GluT-4),
  • activering van lipoproteïne lipase synthese en de overgang van vetzuren van CM en VLDL naar cellen,
  • verhoogde synthese van vetzuren door activering van acetyl-SCoA-carboxylase en inductie van synthese van palmitaatsynthase,
  • verhoogde synthese van triacylglycerolen door remming van hormoongevoelige lipase.

Een aantal effecten van insuline zijn het veranderen van de transcriptie van genen en de translatiesnelheid van enzymen die verantwoordelijk zijn voor metabolisme, groei en celdeling. Dit verhoogt de synthese van koolhydraatmetabolisme-enzymen (glucokinase en pyruvaatkinase, glucose-6-fosfaatdehydrogenase), lipidemetabolisme (ATP-citraatlyase, acetyl-SCoA-carboxylase, vetzuursynthase, cytosolische malaatdehydrogenase).

Pathologie

Hypofunctie

Insuline-afhankelijke en niet-insulineafhankelijke diabetes mellitus. Om deze pathologieën te diagnosticeren, gebruikt de kliniek actief stresstests en de bepaling van de concentratie van insuline en C-peptide..

U kunt uw mening vragen of achterlaten.

Soorten hormonen en duur van de werking

Naast de natuurlijke insuline die door de alvleesklier wordt geproduceerd, hebben sommige mensen een hormoon nodig in de vorm van een medicijn. Het middel komt de cellen binnen door geschikte subcutane injecties uit te voeren.

De werkingsduur van dergelijke insuline is onderverdeeld in 3 categorieën:

  1. De eerste periode waarin insuline in de bloedbaan van de patiënt komt. Op dit moment heeft het hormoon een hypoglycemisch effect..
  2. Hoogtepunt. Gedurende deze periode wordt het maximale glucoseverlagingspunt bereikt..
  3. Looptijd. Deze periode duurt langer dan voorgaande periodes. Gedurende deze tijd neemt het bloedsuikergehalte af..

Afhankelijk van de duur van het effect van insuline, kan het hormoon dat in de geneeskunde wordt gebruikt van de volgende typen zijn:

  1. Basaal. Het werkt de hele dag, dus één injectie per dag is voldoende. Het basale hormoon heeft geen piek in actie, het verlaagt de suiker een tijdje niet, maar stelt je in staat om de achtergrondglucosewaarde gedurende de dag te behouden.
  2. Bolus. Het hormoon is een meer operatief middel om de bloedglucosewaarde te beïnvloeden. Eenmaal in het bloed geeft het direct het gewenste effect. De piek van de werking van het bolushormoon treedt alleen op tijdens de maaltijden. Het wordt gebruikt door type 1-diabetespatiënten om de bloedsuikerspiegel aan te passen met een geschikte injectiedosis..

De insulinedosering mag niet alleen door patiënten met diabetes worden berekend. Als het aantal eenheden van het hormoon de norm aanzienlijk overschrijdt, kan zelfs een dodelijke afloop optreden. Het is alleen mogelijk een leven te redden als de patiënt een helder bewustzijn heeft. Om dit te doen, moet u een glucose-injectie toedienen voordat u diabetisch coma begint..

Biologische synthese en structuur van insuline

Het hormoon in de vorm van preproinsuline wordt gesynthetiseerd in speciale bètacellen van de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier. Het totale volume van de eilandjes is ongeveer 2% van de totale massa van de klier. Met een afname van de activiteit van het eilandje treedt een tekort aan gesynthetiseerde hormonen op, hyperglycemie, de ontwikkeling van endocriene ziekten.

Nadat de speciale signaalketens zijn afgesplitst van preproinsuline, wordt pro-insuline gevormd, dat bestaat uit A- en B-ketens met een verbindend C-pethide. Naarmate het hormoon rijpt, nemen proteïnasen de peptideketen over, die wordt vervangen door twee disulfidebruggen. Rijping vindt plaats in het Golgi-apparaat en in de secretoire korrel van bètacellen.

Het volwassen hormoon bevat 21 aminozuren in de A-keten en 30 aminozuren in de tweede keten. Synthese duurt gemiddeld ongeveer een uur, net als voor de meeste direct werkende hormonen. Het molecuul is stabiel, vervangende aminozuren worden gevonden in onbeduidende delen van de polypeptideketen.

De receptoren die verantwoordelijk zijn voor het insulinemetabolisme zijn glycoproteïnen die zich direct op het celmembraan bevinden. Na het vangen en uitvoeren van metabolische processen wordt de structuur van insuline vernietigd, de receptor keert terug naar het celoppervlak.

De stimulus die de afgifte van insuline veroorzaakt, is een verhoging van de glucosespiegels. Bij afwezigheid van een speciaal transporteiwit in het bloedplasma is de halfwaardetijd maximaal 5 minuten. Er is geen extra eiwit nodig voor transport, aangezien hormonen rechtstreeks in de pancreasader en van daaruit in de poortader terechtkomen. De lever is het belangrijkste doelwit voor het hormoon. Wanneer het de lever binnenkomt, produceert zijn bron tot 50% van het hormoon.

Ondanks het feit dat de werkingsprincipes met een wetenschappelijke basis - een hond met kunstmatig geïnduceerde diabetes bij het verwijderen van de alvleesklier, aan het einde van de 19e eeuw werden gepresenteerd, op moleculair niveau, blijft het interactiemechanisme aanleiding geven tot verhitte discussies en wordt het niet volledig begrepen. Dit geldt voor alle reacties met genen en hormonaal metabolisme. Voor de behandeling van diabetes werd in de jaren 20 van de 20e eeuw insuline van varkens en kalfsvlees gebruikt..

Insuline hormoon samenstelling

Het hormoon dat in de alvleesklier wordt gevormd, is een voorloper van insuline. In het proces van verschillende opeenvolgende chemische reacties wordt het omgezet in een actieve vorm van het hormoon, dat in staat is om de functies uit te voeren die ervoor in het lichaam zijn bedoeld.
Elk insulinemolecuul bevat 2 polypeptideketens die zijn verbonden door disulfidebruggen (C-peptide):

  1. Een ketting. Het bevat 21 aminozuurresiduen.
  2. B-ketting. Het bevat 30 aminozuurresten.

Insuline wordt gekenmerkt door een hoge werkingssnelheid, daarom wordt het binnen een uur vanaf het moment van productie gesynthetiseerd. De prikkel voor de aanmaak van het hormoon is de opname van voedsel met een grote hoeveelheid koolhydraten, waardoor een sprong in de bloedglucosewaarde ontstaat.

Insuline heeft structurele verschillen in elke biologische soort, dus de rol ervan bij de regulering van het koolhydraatmetabolisme is ook verschillend. Het meest gelijkende op het menselijke hormoon is varkensinsuline, die er slechts 1 aminozuurresidu van verschilt. Runderinsuline verschilt van menselijk hormoon door drie van dergelijke residuen.

Wat is insuline

Insuline is een speciaal hormoon dat betrokken is bij de regulering van de meeste chemische processen in het lichaam.

Om te weten welke behandeling een persoon ten goede zal komen, is het belangrijk dat hij het werkingsmechanisme van insuline in het lichaam, de synthese of biosynthese ervan, het werkingsprincipe op elke receptor begrijpt..

In het bijzonder moet u het volgende bekendmaken:

  • kenmerken van chemische reacties die optreden met insuline,
  • soorten medicijnen met dit hormoon,
  • insulinebehoefte,
  • methoden van introductie,
  • redenen voor de noodzaak van systematische monitoring van de fysieke toestand van een persoon.

Insuline wordt van nature in het menselijk lichaam geproduceerd. Wanneer voedsel wordt verteerd, worden koolhydraten uit voedsel omgezet in bloedglucose. Insuline is de belangrijkste energieleverancier van het lichaam. Het hormoon wordt aangemaakt in de alvleesklier.

Het hormoon speelt een belangrijke rol bij de vorming van glucose, in het bijzonder de vorming van zijn reserve. Samen met insuline zijn bij dit proces andere hormonen betrokken, bijvoorbeeld amyline en glucagon..

Insuline werkt als een natuurlijke katalysator voor chemische reacties waarop de stofwisseling van het lichaam is gebaseerd. Dit hormoon voert een belangrijk biochemisch proces uit: de overdracht van glucose naar verschillende organen en weefsels en zet het om in glycogeen.

Insuline-tekort kan leiden tot de vorming van diabetes. De belangrijkste symptomen zijn:

  • overvloedig urineren (6-10 liter per dag),
  • constante dorst,
  • staat van hyperklykemie,
  • ketonemie,
  • abnormaal eiwitmetabolisme,
  • een ernstige afname van de hoeveelheid glycogeen die is opgeslagen in spieren en lever,
  • lipidemie (verhoogd vetgehalte in het bloed),
  • glucosurie.

Insuline beïnvloedt actief de glycogeensynthese en remt de omzetting van aminozuren in glucose. Dit verklaart de noodzaak om insuline te injecteren onmiddellijk nadat iemand lichamelijk werk heeft verricht..

Insuline is onder meer betrokken bij de levering van aminozuren aan cellen, waardoor de groei van de kiemvezels ontstaat. Maar soms heeft dit hormoon een negatieve invloed op het menselijk lichaam. Dit komt tot uiting in de afzetting van triglyceriden, die in vetweefsel worden aangetroffen. Dus het onderhuidse vet wordt groter..

Dit is een van de belangrijkste nadelen van het gebruik van dit hormoon..

Meer Over De Diagnose Van Diabetes

Suikerniveau in urineanalyse

Analyses

Etiologie van het fenomeenDe norm van suiker in urine is niet hoger dan 0,008 mmol per liter. Het verschijnen in de urine van een hogere glucoseconcentratie is een alarmerend teken.