Анатомия и физиология на инсулина
Инсулин или "антидиабетният хормон" е единственият хормон с хипогликемично действие от тялото. Заслугата е на лекаря и учения Николае Паулеску, въпреки че Нобеловата награда за медицина награждава канадците Колип, Бантинг, Бест и Маклауд 2 години по-късно, през 1923 г., за демонстриране на терапевтичното действие на инсулина при лечението на диабет в човече. [1]
Името "инсулин" показва произхода му, а именно Лангерхансовите острови, но първоначално този хормон се нарича "панкреас", име, дадено от Паулеску през 1921 г.
Производство и освобождаване на инсулин
Инсулинът се секретира от ендокринен компонент на панкреаса, което е представено с около 800 000-1 200 000 острова Лангерханс, което означава само 1-2% от общата маса на панкреаса. [2]
Островите Лангерханс се състоят от няколко вида клетки, всяка със спецификата на секретиране на друго съединение. Основното значение обаче принадлежи на В-клетките (бета), които отделят инсулин и амилин; тези клетки са разположени в центъра на Лангерхансовите острови и са най-многобройни, като представляват около 80% от общия брой клетки. Клетка (алфа), разположена в периферията, тайна глюкагон, секретирани С клетки панкреатичен полипептид и накрая секретираните D (делта) клетки соматостатин.
Химически инсулинът е a полипептид с молекулно тегло приблизително 6000 Da, който се състои от две вериги аминокиселини: верига A, състояща се от 21 аминокиселини, и верига B, състояща се от 30 аминокиселини, като тези две вериги са свързани помежду си чрез два дисулфидни моста . Синтезът на инсулин се появява в рибозомите на бета клетки, под формата на преинсулин; това е голяма молекула, съставена от 108 аминокиселини, която споделя 3 различни фрагмента. Първият от тях е "сигналният пептид", състоящ се от 23 аминокиселини и който се отделя бързо от молекулата, а останалите 86 аминокиселини с общо тегло от 9000 Da, представляващи фрагмента, наречен "проинсулин". Получената проинсулинова молекула ще бъде транспортирана от рибозомите (първоначалното място) до ендоплазмения ретикулум, където ще бъде подложена на процес на "опаковане", след което ще достигне до апарата на Голджи, на което ниво се образуват секреторните везикули. По време на процеса на узряване на тези везикули, молекулата на проинсулина се разцепва от конвертази (специфичен тип ензим) в инсулин (съставен от 51 аминокиселини) и пептид С (състоящ се от 33 аминокиселини). [2. 3]
Най-важният физиологичен стимул, който определя секрецията на инсулин, е глюкозата. Той навлиза в бета-клетката чрез глюкозен транспортер, наречен GLUT 2, което ще доведе до активиране на хексокиназа, считана за истински сензор за кръвна глюкоза, и нейното активиране ще стимулира производството на АТФ (аденозин трифосфат). Когато съотношението ATP/ADP се увеличи, ще настъпи деполяризация на бета клетъчната мембрана поради затварянето на калиевите канали. Това явление на деполяризация ще доведе до автоматично отваряне на калциевите канали, които са зависими от напрежението; следователно калцият ще навлезе в клетката и в резултат на това ще протече процесът на екзоцитоза на гранули, съдържащи инсулин. [2] екзоцитоза представлява освобождаването в извънклетъчната среда на компонентите от везикуларните структури.
Следователно бета-клетката е поляризирана клетка, тя има характеристиките на възбудима клетка, чийто стимул е представен от повишаването на плазмените нива на глюкоза и целта е да се освободи инсулин от секреторните везикули.
Инсулиновата секреция се проявява както на изходно ниво, така и след стимулация, като последната се появява, когато кръвната глюкоза (концентрацията на глюкоза в кръвта) надвишава 80 mg/dl, достигайки максимум при нива над 300 mg/dl. . [2. 3]
Следователно може да се твърди, че секрецията на инсулин има a прекъснат, пулсиращ, трептящ характер. При нормални индивиди без диабет инсулинът се секретира паралелно с плазменото ниво на глюкоза в кръвта.
С освобождаването на инсулин в порталната вена, той също се освобождава пептид С, състоящ се от 35 аминокиселини. За разлика от пептид С, инсулинът достига около 50% в черния дроб, където остава в капан, така че само половината от първоначално секретираното количество инсулин ще достигне общото кръвообращение. Пептидът С обаче не е "секвестиран" в черния дроб, така че ще достигне общото кръвообращение. Тъй като инсулинът и С-пептидът се секретират в равни, еквимолекулни количества, определянето на нивото на пептичен С в периферната кръв индиректно, но достоверно отразява ендогенната секреция на инсулин. [4]
Ролята и значението на инсулина
Благодарение на своите жизненоважни, множество и сложни роли, инсулинът с право може да се счита за истински "хормон на живота". Основната цел на инсулина е регулиране нивата на кръвната захар, В този смисъл това е единственият хипогликемичен хормон в цялото тяло. Инсулинът упражнява своето действие върху повечето клетки в тялото, с изключение на определени видове клетки, като нервните клетки. [8]
Инсулин позволява усвояването на глюкозата от мускулни и мастни клетки, като по този начин насърчава използването му на периферно ниво. Когато има излишък на глюкоза в кръвта, инсулинът насърчава нейното съхранение под формата на чернодробен гликоген, така че той да не достигне общото кръвообращение, което би причинило още по-голямо увеличение на кръвната захар. Този хормон той също така открива високи нива на липидите в кръвта, ситуация, при която тя ще насърчи прехвърлянето на мазнини до мастното ниво, което води до угояване. [6], [7]
В допълнение, инсулин също така стимулира усвояването на аминокиселини от кръвта, допринася за растежа и развитието на клетките. [5]
На сърдечно ниво благоприятства доставката на кислород, подобряване на съкратителната функция на миокарда. Електролитично, инсулинът понижава калия в кръвта, насърчава вътреклетъчния транспорт на магнезий и фосфати и също така увеличава бъбречната реабсорбция на натрий.
Дисбаланс в секрецията на инсулин
Инсулинова хиперсекреция
Инсулинова хипосекреция
Инсулиновата хипосекреция е патологичният субстрат на диабета. Както диабетът тип 1, така и тип 2 имат общо хипергликемия, което, независимо дали е причинено от абсолютен или относителен дефицит на инсулин, е свързано с хроничен ход, причиняващ нарушаване не само на метаболизма на въглехидратите, но и на други метаболизми: липиден, протеинов, киселинно-алкален, хидро-електролитен - всички причинявайки с течение на времето увреждане на кръвоносните съдове, сърцето, нервите, бъбреците, очите.
Дефицитът на инсулин създава хипергликемичния контекст, ситуация, при която се появява преувеличена осмотична диуреза, която клинично ще се изрази с полиурия (елиминиране на урина в количества 3000-5000 ml/24 часа, с обезцветен външен вид, хипохромна, но с висока плътност от 1030-1040), което може да бъде придружено от никтурия (често уриниране през нощта), евентуална енуреза при деца и инконтиненция при възрастни хора. При много високи нива на гликемия се появява и гликозурия (отделяне на глюкоза с урината).
Хипергликемията продължава да води до прекомерна загуба на вода, електролити (калий, натрий, калций, магнезий), допълнителни загуби, повръщане, прекомерно изпотяване или повишена температура - известно е, че треската губи приблизително 350 ml вода на градус Допълнителен Целзий.
Други прояви, които бележат хипергликемия, причинена от хипоинсулинемия, са полидипсия (жажда), усещане, което се подчертава с пристрастие през нощта, пациентът усеща устата си "суха", но също така и полифагия (глад), което често е трудно да се забележи, тъй като се появява в противоречие. със загуба на тегло, произведена поради дехидратация и недохранване с азот, чрез протеолиза и липолиза - ситуации след невъзможност за използване на глюкоза като енергиен субстрат. [9]