Insuliinin synteesi

Insuliinin synteesi indusoituu organismissa syödessä. Insuliini on hormoni, joka indusoi solut ottamaan glukoosia solukalvon läpi. Insuliinisynteesin väheneminen johtaa veren sokeripitoisuuden nousuun.

Mikä on insuliinisynteesi?

Insuliini on kehossa ainoa hormoni, joka voi alentaa verensokeripitoisuutta veressä. Insuliinisynteesi on aina välttämätöntä, kun hiilihydraatteja otetaan ruoan kanssa. Insuliinin synteesi tapahtuu haiman Langerhans-soluissa.

Jos insuliinia tuotetaan liian vähän, verensokeritaso nousee, koska glukoosia ei enää kuljeteta soluihin. Liiallinen insuliinisynteesi johtaa matalaan verensokeriin (hypoglykemiaan), joka aiheuttaa ruokahalua, levottomuutta ja uhanalaisia ​​hermovaurioita.

Insuliinin synteesi tapahtuu välein, ja ruoan saanti stimuloi sitä aina. Jos hiilihydraattien saanti vähenee, esimerkiksi nälkään, verensokeri laskee. Muodostuu enemmän glukagonia kuin insuliinin antagonistina. Glukagon nostaa verensokeriarvoja glukoneogeneesin kautta. Seurauksena on, että insuliinin eritys vähenee ja sen synteesi rajoittuu.

Kaiken kaikkiaan insuliinisynteesi on osa monimutkaista säätelymekanismia verensokerin tason pitämiseksi vakiona.

Toiminto ja tehtävä

Insuliinin antaminen varmistaa, että vartalo toimittaa energiaa ja rakennuspalikoita. Insuliinilla on anabolinen vaikutus aineenvaihduntaan. Insuliinituotanto sisältää sekä insuliinisynteesiä että insuliinin eritystä.

Insuliinia tuotetaan ja varastoidaan haima Langerhansin saarekesoluissa. Kun verensokeritaso nousee, glukoosi kulkee Langerhansin saarekkeiden beeta-soluihin rakkuloiden kautta, jotka vapauttavat välittömästi varastoidun insuliinin. Samalla stimuloidaan insuliinin synteesiä.

Ensinnäkin ribosomeihin muodostuu passiivinen preproinsuliinimolekyyli, jossa on 110 aminohappoa. Tämä preproinsuliini koostuu signaalisekvenssistä, jossa on 24 aminohappoa, B-ketjusta 30 aminohappoa, kahdesta ylimääräisestä aminohaposta ja C-ketjusta, jossa on 31 aminohappoa, toisesta kahdesta aminohaposta ja A-ketjusta, jossa on 21 aminohappoa.

Muodostumisen jälkeen venytetty molekyyli taitetaan muodostamalla kolme disulfidisiltaa. Kaksi disulfidisiltaa yhdistää A- ja B-ketjut. Kolmas disulfidiryhmä on A-ketjussa. Preproinsuliini sijaitsee alun perin endoplasmisessa retikulumissa. Sieltä se kuljetetaan kalvon läpi päästäkseen Golgi-laitteeseen.

ER: n kulkiessa kalvon läpi signaalipeptidi hajoaa, mikä sitten pysyy endoplasmisen retikulumin säiliöissä. Sen jälkeen kun signaalisekvenssi on jaettu, muodostuu proinsuliini, jossa on 84 aminohappoa. Kun se on liitetty Golgi-laitteeseen, se varastoidaan sinne.

Jos vapautumiseen liittyy ärsyke, C-ketju katkaistaan ​​spesifisten peptidaasien vaikutuksella. Nyt muodostetaan insuliini, joka koostuu A- ja B-ketjuista. Kaksi ketjua yhdistävät vain kaksi disulfidisiltaa. Kolmas disulfidiryhmä sijaitsee A-ketjussa molekyylin stabiloimiseksi.

Sitten insuliini varastoidaan Golgi-laitteen vesikkeleihin sinkki-insuliinikompleksien muodossa. Muodostuu heksameereja, jotka stabiloivat insuliinin rakennetta. Tietyt ärsykkeet laukaisevat insuliinin vapautumisen. Verensokeritason nousu on tärkein laukaiseva ärsyke. Mutta erilaisten aminohappojen, rasvahappojen ja hormonien läsnäololla on myös stimuloiva vaikutus insuliinin vapautumiseen.

Laukaisuhormonit sisältävät sekretiinin, gastriinin, GLP-1: n ja GIP: n. Nämä hormonit muodostuvat aina kun syöt. Nielemisen jälkeen insuliinin eritys tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa varastoitu insuliini vapautuu, kun taas toisessa vaiheessa se syntetisoidaan uudelleen. Toinen vaihe ei ole valmis, ennen kuin hyperglykemia on päättynyt.

Sairaudet ja vaivat

Kun insuliinin synteesi on häiriintynyt, verensokeritaso nousee. Kroonista insuliinin puutetta kutsutaan diabetekseksi. Diabeetikkoa on kahta tyyppiä, tyypin I diabetes ja tyypin II diabetes.

Tyypin I diabetes on absoluuttinen insuliinipuute. Jos Langerhansin saarekesoluja ei ole tai johtuu sairaudesta, insuliinia ei tuoteta liian vähän tai ei ollenkaan. Mahdollisia syitä ovat haiman vakava tulehdus tai autoimmuunisairaudet. Verensokeritaso on erittäin korkea tässä diabeteksen muodossa. Ilman insuliinin korvaamista tauti johtaa kuolemaan.

Tyypin II diabetes johtuu suhteellisesta insuliinipuutoksesta. Prosessissa tuotetaan riittävästi insuliinia ja insuliinin eritys lisääntyy jopa. Insuliiniresistenssi kuitenkin lisääntyy, koska insuliinin teho vähenee reseptoreiden puutteen vuoksi. Haiman on tuotettava enemmän insuliinia samojen vaikutusten saavuttamiseksi. Tämä lisääntynyt insuliinisynteesi johtaa Langerhansin saarekkeiden pitkäaikaiseen sammumiseen. Tyypin II diabetes kehittyy.

Hormonisäätelyhäiriöiden yhteydessä voi myös kohota kohonnut verensokeritaso. Kortisolin aktiivisuuden lisääntyessä enemmän glukoosia tuotetaan aminohapoista glukoneogeneesin kautta. Seurauksena on, että insuliinisynteesiä stimuloidaan pysyvästi, jotta verensokeritaso lasketaan jälleen. Ylimääräinen glukoosi kuljetetaan rasvasoluihin, missä tapahtuu lisääntynyttä rasvan muodostumista. Rungon liikalihavuus kehittyy. Tauti tunnetaan Cushingin oireyhtymänä.

Pysyvästi korkea insuliinisynteesin taso voi myös laukaista kasvaimen Langerhansin saarekesoluissa. Se on hyperinsulinismi, jonka usein laukaisee insulinoomi ja johtaa toistuvaan hypoglykemiaan.