Инсулин - централният хормон в регулирането на кръвната захар - FETeV

Инсулинът е централният хормон, регулиращ кръвната захар в нашето тяло. Това е сферичен хормон, съставен от отделни протеинови компоненти, аминокиселините. Инсулинът играе елементарна роля в метаболизма на въглехидратите, мазнините и протеините и е тясно свързан с развитието на инсулинова резистентност, захарен диабет и метаболитен синдром. В допълнение, той насърчава или инхибира редица други реакции в целия метаболизъм.

Образование и освобождаване

Хормонът се състои от 52 аминокиселини, които са свързани под формата на две вериги чрез няколко моста. Хормонът се натрупва в тялото, за да образува сферична структура.

Използва се главно в панкреас образувани в така наречените бета клетки. Предполага се, че инсулинът може дори да се образува в мозъка [Ger 2003]. Според дефиниран план предшественикът (препроинсулин) се създава в тялото Предшественик хормон (Проинсулин). В този случай двете вериги все още са свързани с междинна верига (С-пептид).

Проинсулинът се съхранява в клетката в малки везикули, наречени гранули. Специалните ензими разделят С-пептида само когато е необходимо, създавайки активен инсулин. След това попада в кръвта.

Механизмът на освобождаване на инсулин е сложен:

След поглъщане на храна, глюкозата се въвежда в чревните клетки чрез специфични транспортери.
Захарта достига до бета клетките на панкреаса чрез кръвта и се абсорбира от друг транспортер.
Това само канализира глюкозата в клетките над определена концентрация на кръвна захар (10 mmol/l или 180 mg/dl). Това предотвратява отделянето на големи количества инсулин, дори когато гладувате. Нормалното ниво на кръвната захар на гладно е около 5 mmol/l или 90 mg/dl.
След поглъщане глюкозата се разгражда в многоетапен процес, при който енергията се освобождава под формата на АТФ.
С увеличаване на концентрацията на АТФ, калиевите канали в клетъчната мембрана се затварят, създавайки един вид дисбаланс на заряда. Това от своя страна води до отваряне на калциевите канали. След това постъпващият калций задейства отделянето на инсулин.
Инсулинът достига до целевите клетки чрез кръвта.

Инсулинът се отделя не само след хранене, но и в малки количества, когато гладува/гладува. Така нареченият базален инсулин се освобождава непрекъснато. Дневната нужда е около 35 инсулинови единици (приблизително 1,5 mg). Тогава освобождаването на инсулин се осъществява в две фази.

Първата фаза започва след хранене. Тук има пулсоподобно освобождаване на инсулин, за да се използва бързо абсорбираната глюкоза и да се ограничи производството на глюкоза в черния дроб.

Във втората фаза инсулинът постепенно се образува и освобождава за по-дълъг период от време, за да използва глюкозата от въглехидратите, които се усвояват и усвояват по-бавно.

Въглехидрати и храни с високо съдържание на захар причини едно бързи и високи нива на инсулин в кръвта, която след това отново бързо пада. Ако в храната има само няколко въглехидрати или захар, нивото на инсулина се повишава по-бавно и е по-плоско. Мазнини, протеини и фибри забавяне повишаването на инсулина в кръвта. Степента на повишаване на инсулина и кръвната захар след хранене се описва с помощта на гликемичния индекс.

Тогава част от инсулина се метаболизира от целевите клетки. Хормонът се разгражда ензимно в черния дроб и бъбреците и след това се екскретира.

Ефекти върху метаболизма

Основната работа на инсулина е да Ниво на кръвната захар, например след ядене, да понижи. Той насърчава метаболитните процеси, които водят до усвояване на глюкозата в клетките или тяхното оползотворяване. В същото време той инхибира процесите, при които се образува нова захар. Освен това инсулинът действа върху редица други метаболитни пътища като натрупване и съхранение на мазнини или синтез на протеини.

Ефектът в клетката също е строго регламентиран. Не всички клетки, които зависят от глюкозата, се нуждаят от инсулин, за да отворят врати. Мускулните и мастните клетки, от друга страна, се нуждаят от хормона, за да бъде снабден с глюкоза като гориво. За целта инсулинът се свързва със специфичен отварач на вратата (рецептор) в клетъчната мембрана. Това препраща хормоналния сигнал в клетката.

Инсулинозависими тъкани

Мускулатура
Мастна тъкан (→ мастна тъкан)

Инсулинонезависими тъкани

червени кръвни телца
Черен дроб (→ черен дроб)
мозък
лимфна тъкан (→ лимфна система)

Ефекти върху мускулите

Прием на глюкоза, образуване на гликоген, инхибиране на разграждането на гликогена

В мускулите инсулинът насърчава усвояването на глюкозата в клетките. По този начин голяма част от глюкозата вече се отстранява от кръвта. Мускулът незабавно разгражда малка част от глюкозата за собствено снабдяване с енергия. Този разпад (гликолиза) се стимулира и от инсулина.

Друга част от захарта се използва за изграждане на мускулен енергиен запас гликоген, който доставя мускулите между храненията. Хормонът също подпомага този процес (синтез на гликоген). В същото време разграждането на гликогена (гликогенолиза) се инхибира.

Образуване на мазнини

Ако в мускула попадне повече глюкоза, отколкото може да побере запасът от гликоген, захарта - също се възползва от инсулина - се превръща в мазнина (синтез на липиди) и се съхранява между мускулните влакна.

Абсорбция на аминокиселини и образуване на протеин

Инсулинът също така подпомага усвояването на някои аминокиселини като аланин в мускулите и по този начин насърчава образуването на нов протеин (протеинов синтез).

Абсорбция на калий

В крайна сметка поемането на калий в клетката също се стимулира от хормона.

Ефекти върху мастната тъкан

Прием на глюкоза

Инсулинът също води до повишено усвояване на глюкоза в мастната тъкан. Мастната тъкан също е способна да абсорбира големи количества захар след хранене и по този начин бързо връща нивото на кръвната захар до нормалното.

Абсорбция на свободни мастни киселини, образуване на мазнини

В мастната клетка инсулинът насърчава както разграждането на глюкозата (гликолиза), така и превръщането й в мазнини (липиден синтез). В същото време хормонът също така насърчава усвояването на свободните мастни киселини от кръвта и тяхното съхранение в мастната тъкан. Това се постига, наред с други неща, чрез стимулиране на ензим (липопротеин липаза).

Инхибира загубата на мазнини

Разграждането на мазнините (липолиза) обаче се инхибира под действието на инсулин. Следователно инсулинът участва значително в натрупването на телесни мазнини и затруднява разграждането им.

Ефекти върху черния дроб

Ново образуване на мазнини, инхибиране на разграждането на мазнините

За разлика от мускулната и мастната тъкан, черният дроб има транспортери, които могат да транспортират глюкоза в клетките дори без инсулин. Независимо от това, инсулинът стимулира образуването на нов гликоген, мастни киселини и триглицериди и инхибира разграждането на мазнините. Така че и тук инсулинът води до преминаване от разграждащ (катаболен) към анаболен (анаболен) метаболизъм.

Разграждане и регенериране на глюкоза или освобождаване на глюкоза в кръвта

В случай на високи нива на кръвната захар (хипергликемия), инсулинът насърчава разграждането на глюкозата в черния дроб за производство на енергия (гликолиза). В същото време образуването на нова глюкоза (глюконеогенеза) се инхибира. В случай на хипогликемия обаче чернодробните клетки отделят глюкоза в кръвта, независимо колко високо е нивото на инсулин.

Ефекти върху кръвоносните съдове

Образуване на азотен оксид, насърчаване на кръвообращението

Инсулинът насърчава производството на азотен оксид в кръвоносните съдове. Това има съдоразширяващ ефект и инхибира прикрепването на клетки към съдовата стена (клетъчна адхезия), агломерацията на кръвни тромбоцити (тромбоцитна агрегация) и разделянето на гладкомускулните клетки. По този начин инсулинът насърчава притока на кръв и подобрява транспорта на глюкозата до мускулната и мастната тъкан.

Ефекти върху мозъка

Образуване на невротрансмитери

В мозъчните клетки от своя страна хормонът стимулира образуването на невротрансмитери като

Ацетилхолин (важен за паметта)
Серотонин (има успокояващ и релаксиращ ефект)
Гама-амино-маслена киселина, GABA (инхибира възбудата) и
Глутамат (използван за комуникация и активност в мозъка).

Нарушения на производството и освобождаването на инсулин

Недостатъчното или липсващо производство на инсулин води до клиничната картина на Захарен диабет. Често човек отива Инсулинова резистентност напред. Тогава клетките на тялото вече не са в състояние да реагират на инсулин и да абсорбират глюкозата от кръвта. Това води до високи нива на кръвната захар, което от своя страна води до още по-високо освобождаване на инсулин. В продължение на дълъг период от време клетките на панкреаса се изтощават или увреждат, след което инсулинът вече не може да се произвежда.

Инсулиновата резистентност има далечни последици и е тясно свързана с други заболявания като:

Нарушения на липидния метаболизъм
Мастен черен дроб
СПКЯ (синдром на поликистозните яйчници)
високо кръвно налягане
Качване на тегло
коронарна болест на сърцето и нейните последици (инфаркт, инсулт)
и още.

Заключение

Инсулинът е най-анаболният хормон в организма и основната му работа е да понижава нивата на кръвната захар.

Инсулинът насърчава строителните процеси

Образуване на мазнини
Попълване на запасите от гликоген
Мускулен растеж
Ново образуване на протеин
И т.н.

Инсулинът инхибира процесите на разграждане

Изгаряне на мазнини (не активиран метаболизъм на мазнините)
Изчерпване на гликоген
И т.н.