Σύνθεση ινσουλίνης

ο Σύνθεση ινσουλίνης προκαλείται στον οργανισμό κατά το φαγητό. Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που προκαλεί στα κύτταρα να προσλαμβάνουν γλυκόζη μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η μείωση της σύνθεσης ινσουλίνης οδηγεί σε αύξηση του επιπέδου σακχάρου στο αίμα.

Τι είναι η σύνθεση ινσουλίνης;

Η ινσουλίνη είναι η μόνη ορμόνη στο σώμα που μπορεί να μειώσει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Η σύνθεση της ινσουλίνης είναι πάντα απαραίτητη όταν οι υδατάνθρακες λαμβάνονται μαζί με τροφή. Η σύνθεση της ινσουλίνης λαμβάνει χώρα στα κύτταρα Langerhans του παγκρέατος.

Εάν παράγεται πολύ λίγη ινσουλίνη, το επίπεδο σακχάρου στο αίμα αυξάνεται επειδή η γλυκόζη δεν μεταφέρεται πλέον στα κύτταρα. Η υπερβολική σύνθεση ινσουλίνης οδηγεί σε χαμηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα (υπογλυκαιμία) με πόθους για φαγητό, ανησυχία και απειλή βλάβης των νεύρων.

Η σύνθεση της ινσουλίνης εμφανίζεται σε διαστήματα και διεγείρεται πάντα από την πρόσληψη τροφής. Εάν η πρόσληψη υδατανθράκων μειωθεί, για παράδειγμα λόγω λιμοκτονίας, το επίπεδο σακχάρου στο αίμα μειώνεται. Περισσότερο γλυκαγόνη σχηματίζεται από τον ανταγωνιστή της ινσουλίνης. Η γλυκαγόνη αυξάνει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα μέσω της γλυκονεογένεσης. Ως αποτέλεσμα, η έκκριση ινσουλίνης μειώνεται και η σύνθεσή της περιορίζεται.

Συνολικά, η σύνθεση ινσουλίνης αποτελεί μέρος ενός πολύπλοκου ρυθμιστικού μηχανισμού για να διατηρείται σταθερό το επίπεδο σακχάρου στο αίμα.

Λειτουργία & εργασία

Η παροχή ινσουλίνης διασφαλίζει ότι το σώμα διαθέτει ενέργεια και δομικά στοιχεία. Η ινσουλίνη έχει αναβολική επίδραση στο μεταβολισμό. Η παραγωγή ινσουλίνης περιλαμβάνει τόσο τη σύνθεση ινσουλίνης όσο και την έκκριση ινσουλίνης.

Η ινσουλίνη παράγεται και αποθηκεύεται στα νησάκια Langerhans στο πάγκρεας. Όταν αυξάνεται το επίπεδο σακχάρου στο αίμα, η γλυκόζη εισέρχεται στα βήτα κύτταρα των νησιών Langerhans μέσω κυστιδίων, τα οποία απελευθερώνουν αμέσως αποθηκευμένη ινσουλίνη. Ταυτόχρονα, διεγείρεται η σύνθεση ινσουλίνης.

Πρώτον, ένα αδρανές μόριο προπροϊνσουλίνης με 110 αμινοξέα σχηματίζεται στα ριβοσώματα. Αυτή η προπροϊνσουλίνη αποτελείται από μια αλληλουχία σήματος με 24 αμινοξέα, τη Β αλυσίδα με 30 αμινοξέα, δύο επιπλέον αμινοξέα και μια αλυσίδα C με 31 αμινοξέα, άλλα δύο αμινοξέα και μια αλυσίδα Α με 21 αμινοξέα.

Μόλις σχηματιστεί, το τεντωμένο μόριο διπλώνεται μέσω του σχηματισμού τριών δισουλφιδικών γεφυρών. Δύο γέφυρες δισουλφιδίου συνδέουν τις αλυσίδες Α και Β. Η τρίτη ομάδα δισουλφιδίου βρίσκεται στην αλυσίδα Α. Η προπροϊνσουλίνη βρίσκεται αρχικά στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Από εκεί μεταφέρεται μέσω της μεμβράνης για να μπει στη συσκευή Golgi.

Κατά τη διέλευση του ER μέσω της μεμβράνης, το πεπτίδιο σήμα διαχωρίζεται, το οποίο στη συνέχεια παραμένει στις δεξαμενές του ενδοπλασματικού δικτύου. Αφού διαχωριστεί η αλληλουχία σήματος, σχηματίζεται προϊνσουλίνη, η οποία έχει 84 αμινοξέα. Αφού ενσωματωθεί στη συσκευή Golgi, αποθηκεύεται εκεί.

Εάν υπάρχει ένα ερέθισμα για απελευθέρωση, η αλυσίδα C διαχωρίζεται από τη δράση συγκεκριμένων πεπτιδασών. Τώρα σχηματίζεται ινσουλίνη, η οποία αποτελείται από μια αλυσίδα Α και μια αλυσίδα Β. Οι δύο αλυσίδες συνδέονται μόνο με δύο δισουλφιδικές γέφυρες. Μια τρίτη ομάδα δισουλφιδίου βρίσκεται εντός της αλυσίδας Α για τη σταθεροποίηση του μορίου.

Στη συνέχεια, η ινσουλίνη αποθηκεύεται στα κυστίδια της συσκευής Golgi με τη μορφή συμπλοκών ψευδαργύρου-ινσουλίνης. Τα εξαμερή σχηματίζονται, τα οποία σταθεροποιούν τη δομή της ινσουλίνης. Η απελευθέρωση ινσουλίνης προκαλείται από ορισμένα ερεθίσματα. Η αύξηση του επιπέδου σακχάρου στο αίμα είναι το κύριο ερέθισμα. Αλλά η παρουσία διαφόρων αμινοξέων, λιπαρών οξέων και ορμονών έχει επίσης διεγερτική επίδραση στην απελευθέρωση ινσουλίνης.

Οι ενεργοποιητικές ορμόνες περιλαμβάνουν εκκριτική, γαστρίνη, GLP-1 και GIP. Αυτές οι ορμόνες σχηματίζονται πάντα όταν τρώτε. Μετά την κατάποση, η έκκριση ινσουλίνης εμφανίζεται σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση η αποθηκευμένη ινσουλίνη απελευθερώνεται, ενώ στη δεύτερη φάση επανασυντίθεται. Η δεύτερη φάση δεν έχει ολοκληρωθεί έως ότου τελειώσει η υπεργλυκαιμία.

Ασθένειες και παθήσεις

Όταν διαταράσσεται η σύνθεση ινσουλίνης, αυξάνεται το επίπεδο σακχάρου στο αίμα. Μια χρόνια ανεπάρκεια ινσουλίνης ονομάζεται σακχαρώδης διαβήτης. Υπάρχουν δύο τύποι διαβήτη, ο διαβήτης τύπου Ι και ο διαβήτης τύπου II.

Ο διαβήτης τύπου Ι είναι η απόλυτη έλλειψη ινσουλίνης. Εάν τα νησάκια Langerhans απουσιάζουν ή οφείλονται σε ασθένεια, παράγεται πολύ λίγη ή καθόλου ινσουλίνη. Πιθανές αιτίες είναι σοβαρή φλεγμονή του παγκρέατος ή αυτοάνοσες ασθένειες. Το επίπεδο σακχάρου στο αίμα είναι εξαιρετικά υψηλό σε αυτήν τη μορφή διαβήτη. Χωρίς υποκατάσταση ινσουλίνης, η ασθένεια οδηγεί σε θάνατο.

Ο διαβήτης τύπου II προκαλείται από σχετική έλλειψη ινσουλίνης. Κατά τη διαδικασία παράγεται επαρκής ινσουλίνη και η έκκριση ινσουλίνης αυξάνεται ακόμη περισσότερο. Ωστόσο, η αντίσταση στην ινσουλίνη αυξάνεται επειδή η αποτελεσματικότητα της ινσουλίνης μειώνεται λόγω της έλλειψης υποδοχέων. Το πάγκρεας πρέπει να παράγει περισσότερη ινσουλίνη για να επιτύχει τα ίδια αποτελέσματα. Αυτή η αυξημένη σύνθεση ινσουλίνης οδηγεί στην εξάντληση των νησιών Langerhans μακροπρόθεσμα. Ο διαβήτης τύπου II αναπτύσσεται.

Στο πλαίσιο των διαταραχών ορμονικής ρύθμισης, μπορεί επίσης να εμφανιστεί αυξημένο επίπεδο σακχάρου στο αίμα. Με αυξημένη δραστικότητα κορτιζόλης, περισσότερη γλυκόζη παράγεται από αμινοξέα μέσω γλυκονεογένεσης. Ως αποτέλεσμα, η σύνθεση ινσουλίνης διεγείρεται μόνιμα προκειμένου να μειωθεί ξανά το επίπεδο σακχάρου στο αίμα. Η περίσσεια γλυκόζης μεταφέρεται στα λιπώδη κύτταρα, όπου λαμβάνει χώρα αυξημένος σχηματισμός λίπους. Η παχυσαρκία του κορμού αναπτύσσεται. Η ασθένεια είναι γνωστή ως σύνδρομο Cushing.

Ένα μόνιμα υψηλό επίπεδο σύνθεσης ινσουλίνης μπορεί επίσης να προκληθεί από έναν όγκο στα νησάκια Langerhans. Πρόκειται για έναν υπερινσουλιναρισμό, ο οποίος συχνά προκαλείται από ένα ινσουλίνη και οδηγεί σε επαναλαμβανόμενη υπογλυκαιμία.