Ինսուլինի կենսաքիմիա և հորմոնի գործողության հիմնական մեխանիզմները

Ենթաստամոքսային գեղձի հորմոններ: Ինսուլինի գործողության մեխանիզմ: Շաքարախտի կենսաքիմիական նշաններ

Ինսուլինը սինթեզվում է Langerhans ենթաստամոքսային գեղձի կղզիների β-բջիջների միջոցով պրեկուրսորի ձևով `պրպրոինսուլին: Նրանից ազդանշանային հաջորդականության մաքրումը հանգեցնում է պրովսուլինի ձևավորմանը, որը բաղկացած է A և B շղթաներից և դրանց միացնող C պեպտիդից: Պրոհորմոնի հասունացումը բաղկացած է սպիտակուցների միջոցով C- պեպտիդի «արտազատմանը»: Հասուն ինսուլինը պարունակում է A և B ցանցեր, որոնք կապված են երկու disulfide կամուրջների հետ: A շղթան պարունակում է 21 ամինաթթու մնացորդ և ունի մեկ դիսուլֆիդային կամուրջ: B շղթան բաղկացած է 30 ամինաթթվի մնացորդներից: Ինսուլինի ինսուլինի վերափոխումը սկսվում է Գոլգիի ապարատում և շարունակվում է β-բջիջների սեկրեցների հատիկավոր հասունացման մեջ:

Լինելով անմիջական գործողությունների հորմոն ՝ ինսուլինը արագորեն սինթեզվում է (մեկ ժամվա ընթացքում) և գաղտնազերծվում է 40 միավոր / օր արագությամբ: Ինսուլինի սեկրեցման հիմնական ֆիզիոլոգիական խթանը արյան գլյուկոզի աճն է: Ինսուլինը չունի արյան պլազմայում կրող պրոտեին, ուստի դրա կես կյանքը չի գերազանցում 3-5 րոպե: Արյան մեջ ինսուլինի ֆիզիոլոգիական կոնցենտրացիան կազմում է 10 -12 - 10 -9 մոլ / Լ:

Ինսուլինի համար թիրախային հյուսվածքները յուղ են, մկանները և լյարդի հյուսվածքները:

Ինսուլինի ընկալիչները տեղակայված են բջջային թաղանթում, գլիկոպրոտեիններ են, բաղկացած են երկու α- և երկու β-ենթաբաժիններից, որոնք կապված են դիսուլֆիդային կապերով, ունեն տիրոսինի կինազային գործունեություն:

Α-ենթախումբը ամբողջովին դուրս է բջիջից և ծառայում է ճանաչել ինսուլինի կապը: Երկու α ստորաբաժանում միմյանց հետ կապված են դիսուլֆիդային պարտատոմսերով: Β-ենթունիտը հատում է պլազմային մեմբրանը և ունի մեծ ցիտոպլազմիկ շրջան, որն ունի տիրոսին kinase գործունեություն, այսինքն. տիրոսինի վրա սպիտակուցները ֆոսֆորիլացնելու ունակությունը:

Ինսուլինի գործողության մեխանիզմ: Ինսուլինը առավել ուսումնասիրված սպիտակուցներից մեկն է. Առաջինը `սպիտակուցային հորմոնները, որոնք ստացված են մաքրված տեսքով, բյուրեղացված և սինթեզված քիմիապես և գենետիկական ճարտարագիտության միջոցով: Այս ոլորտում գիտնականի հաջողությունները պարգևատրվում են Նոբելյան մրցանակներով: Այնուամենայնիվ, մոլեկուլային մակարդակում դրա գործողության մեխանիզմը լիովին հասկանալի չէ, քան հորմոնների մեծ մասի համար: Ինսուլինի գործողության մեխանիզմն այժմ ներկայացված է հետևյալ կերպ. Կապելով ընկալիչի α-ենթախմբին, ինսուլինը ակտիվացնում է β-ենթաբաժինների տիրոսինի կինազը: Դրա համար առաջին սուբստրակտը հենց β-ենթախումբն է, այսինքն. ընկալիչի ավտոֆոսֆորիլացումը նկատվում է, երբ այն կապվում է ինսուլինի հետ: Ավելին, հորմոնալից ազդանշանը բջիջ է մտնում երկու ուղղություններով.

Ռեցեպտոր kinase- ն ընդգրկում է մի շարք բջջային ֆերմենտների ֆոսֆորիլացման կասկադ: Սա առաջացնում է կոնֆորմացիոն ինչպես ընկալիչի մոլեկուլում, այնպես էլ բջջային թաղանթում: Արդյունքում, K +, Ca 2+, գլյուկոզայի ամինաթթուների համար բջջային թափանցելիությունը մեծանում է: Այսպիսով, ինսուլինի ընկալիչի ենթածրագրի սպիտակուցները (IRS) ֆոսֆորիլացված և ակտիվացված են, որոնք ակտիվացնում են սերինին և տրեոնին սպիտակուցային kinases, որոնք ֆոսֆորիլատ (արդեն Ser կամ Tre մնացորդներում) տարբեր սպիտակուցներ, ներառյալ սպիտակուցային ֆոսֆատազներ, այսինքն. ֆոսֆոպրոտեիններից ֆոսֆատի մնացորդները մաքրող ֆերմենտներ: Այսպիսով, ինսուլինի գործողությունը հանգեցնում է որոշ սպիտակուցների հատուկ ֆոսֆորիլացման և այլոց դեֆոսֆորիլացմանը: Սպիտակուցներ, որոնք ֆոսֆորիլատ են արձագանքում ինսուլին ի պատասխան և ակտիվանում են. PDE, cAMP, 6S ribosomal protein, cytoskeleton սպիտակուցներ (MAP-2, actin, tubulin, fodrin և այլ): Ytիտոսկետային սպիտակուցների ֆոսֆորիլացումը բջիջին ինսուլինի միացումից անմիջապես հետո հեշտացնում է գլյուկոզի փոխադրող սպիտակուցների (= գլյուկոզայի փոխադրիչներ) արագորեն հակադարձելի փոխանցումը ներբջջային պահեստից (EPR վեզիկուլներ) դեպի պլազմային մեմբրան: Խցում գլյուկոզի կլանման արագությունը 30-ից 40 անգամ ավելանում է: Գոյություն ունեն առնվազն 6 տեսակի գլյուկոզի փոխադրողներ ՝ GLUT-1, GLUT-2 և մինչ GLUT-6: նրանք բոլորն են գլիկոպրոտեիններ:

Այնուամենայնիվ, ավելի հաճախ ինսուլինը առաջացնում է սպիտակուցային dephosphorylation: Ֆերմենտային գործունեությունը կարող է.

բարձրացում - գլիկոգեն սինթետազ, ացետիլ-CoA կարբոքսիլազ, α-գլիցերին ֆոսֆատ ացիլտրրանսֆերազ, պիրվատ դեհիդրոգենազ, պիրուվատ կինազա հիդրոքսիմեթիլ գլուտարիլ CoA ռեդուկտազ,

նվազում - ֆոսֆորիլազ A, ֆոսֆորիլազ B kinase, հյուսվածքների լիպազ, ֆոսֆենոպրիրվատ կարբոքսիլազ և GNG այլ ֆերմենտներ:

Ինսուլինի բջիջից ազդանշանի փոխակերպման մեկ այլ ուղղություն կապված է հատուկ G սպիտակուցային ընկալիչի տիրոսին կինազայի ֆոսֆորիլացման հետ, որը կարող է նշանակվել որպես ջինս: Սա հանգեցնում է որոշակի ֆոսֆոլիպազ C- ի ակտիվացմանը: Ֆոսֆոլիպազի առանձնահատկությունն այն է, որ այն ակտիվանում է այն դեպքում, երբ միայն ինսուլինը կապվում է ընկալիչի հետ և չի գործում նորմալ ֆոսֆոլիպիդի վրա, բայց միայն ֆոսֆոլիպիդիլինոզիտ գլիկանի վրա: Ի տարբերություն ֆոսֆաթիլլինլինոզոլի, այս գլիկոլիպիդային պրեկուրսորը պարունակում է միայն հագեցած ճարպաթթուների մնացորդներ, իսկ ածխաջրածին հաջորդականությունը ավելացվում է ինոզիտոլում, որն իր մեջ ներառում է գալակտոզա, գալակտոսամին: Ինսուլինը, որը հատուկ ֆոսֆոլիպազ C է, կատալիզացնում է երկու միջնորդի ձևավորումը. DAG- ի անսովոր կառուցվածքը, որը պարունակում է միայն հագեցած ճարպաթթուներ և GIF: Լիպոֆիլային DAG- ը մնում է պլազմայի մեմբրանում և ուժեղացնում գլյուկոզայի, ամինաթթուների և իոնների (K +, Ca 2+) տեղափոխումը բջիջ: Հիդրոֆիլային GIFF- ն ազատորեն շարժվում է ցիտոպլազմում և փոխում է մի շարք ֆերմենտների գործունեությունը: Այսպիսով, ավելանում է hexakinase, phosphofstrucokinase, glycerol-3-fosphate acyl transferase, Na + / K + -ATPase գործունեությունը, նվազում է ադենիլատիկ ցիկլազի, PK A, FEP-carboxylase և GNG այլ ֆերմենտների ակտիվությունը:

Ինսուլինի հետ ընկալիչի հետ կապված բարդությունը 30 վայրկյան անց կապվելուց հետո անցնում է էնդոցիտոզ (բջիջների ներքինացում) և բջիջներում անջատվում է, հորմոնի մեծ մասը ոչնչացվում է լիզոսոմային պրոտեինազներով, իսկ ինսուլինի անվճար ընկալիչը հիմնականում վերադառնում է բջջային մակերեսին (այսպես կոչված ընկալիչների վերամշակումը):

Ինսուլինի կենսաբանական հետևանքները

Մինչ այժմ շարունակվում է երկրորդային ինսուլինի միջնորդների որոնումը: Նրանց դերը հավակնում էր ինսուլինի ուսումնասիրության վաղ փուլերում. CGMP, Ca 2+, NO, H₂Օ₂փոփոխված լիպիդային միջնորդներ (DAG, GIF), պեպտիդներ և այլն: Այնուամենայնիվ, այս հարցը վերջնականապես լուծված չէ (դրանց կառուցվածքը չի վերծանվել):

Մեմբրանային թափանցելիության բարձրացման մեխանիզմ.

Պլազմային մեմբրանի սպիտակուցների կոնֆորմացիոն փոփոխությունները ընկալիչի autophosphorylation- ի ընթացքում,

Na + / K + -ATPase- ի, կալիումի հատուկ մեխանիզմների ակտիվացում: գլյուկոզի փոխադրիչի մոբիլիզացման փոխանակիչներ,

Մեմբրանի PL կազմի փոփոխություններ (PLdmethyltransferase- ի արգելակում):

Ինսուլինի ազդեցությունը ածխաջրածինների և լիպիդային նյութափոխանակության վրա մեծապես պայմանավորված է գ AMP- ի մակարդակի անկմամբ `ադենիլատիկ ցիկլազի արգելակման և PDE c AMP ակտիվացման շնորհիվ:

Ինսուլինը իջեցնում է արյան գլյուկոզան հետևյալով.

Խթանելով գլյուկոզի տեղափոխումը թիրախային բջիջների պլազմային մեմբրանով,

Գլյուկոզի ուժեղացված օգտագործումը: Բջջում, դրա մոտավորապես կեսը տրոհվում է գլիկոլիզի մեջ `առանցքային ֆերմենտների` HA, FFK, PK- ի ազդեցության տակ: Գլյուկոզի 30-40% -ը անցնում է լիպիդների սինթեզին, հատկապես յուղային հյուսվածքում, մոտ 10% -ը անցնում է գլիկոգենի սինթեզին (գլիկոգեն սինթազի ակտիվացում),

Մյուս կողմից, գլիկոգենի խզումը խոչընդոտվում է (ֆոսֆորիլազ A- ի գործունեության նվազում), և GNG- ն արգելակվում է (դրա հիմնական ֆերմենտների գործունեության նվազման պատճառով - ֆոսֆենոլպիրվատ կարբոքսիլազը, ֆրուկտոզա բիսֆոսֆատազը և գլյուկոզա-6-ֆոսֆատազը և GNG + ամինոլպտների հիմնական բաղադրիչի բացակայությունը) . Գլյուկոզա GKoy- ը և ասես «փակված» է խցում,

Fարպաթթուների սինթեզի ամրապնդում (ացետիլ CoA կարբոքսիլազի ակտիվացում)

TAG- ի սինթեզի ամրապնդում (գլիցերոլֆոսֆատի ացիլtransferase- ի ակտիվացում)

Լիպոլիզի խանգարում (հյուսվածքների լիպազի գործունեության նվազում)

Կետոնային մարմինների ձևավորման արգելակումը (ձևավորվում է հիմնականում գլյուկոզայից, ացետիլ-CoA- ից, անցնում է ՍԴ և լիպիդային սինթեզ)

Արյան մեջ նկատվում է լիպազի լիպոպրոտեինների ակտիվացում, որը գործում է TAG- ում `որպես լիպոպրոտեինների մի մաս (քիլոմիկրոններ, VLDL), դրանով իսկ կարգավորելով լիպեմիայի մակարդակը:

Ամինաթթուների բջիջի ուժեղացված փոխադրում

Հյուսվածքների սպիտակուցների խանգարման պատճառով սպիտակուցների խզման խանգարում

Սպիտակուցների սինթեզի ակտիվացում: Հորմոնի արագ ազդեցությունը սպիտակուցային սինթեզի վրա (մինչև մեկ ժամ) որոշվում է հիմնականում փոխագրման և թարգմանության կարգավորմամբ. Արագանում են պեպտիդային ցանցերի սկիզբը և երկարացումը, ավելանում են ռիբոսոմների քանակը և ակտիվությունը, ակտիվանում է ribosomal S6 սպիտակուցի ֆոսֆորիլացումը, որին հաջորդում է պոլիսոմների ձևավորումը: Եթե ​​բջիջում ինսուլինի գործողությունը տևում է ավելի քան 1 ժամ, ապա նուկլեինաթթուների սինթեզը մեծանում է, ինչը ուղեկցվում է բջջային բաժանման, աճի և զարգացման ամբողջ մասով:

Այսպիսով, ինսուլինի ազդեցությունը նյութափոխանակության վրա կարող է բնութագրվել որպես անաբոլիկ, որն ուղեկցվում է ազոտի դրական հավասարակշռությամբ:

Ենթաստամոքսային գեղձի թուլացած հորմոնալ ֆունկցիան

Համեմատաբար հազվադեպ է ինսուլինի գերբարձրացումը (դասագիրք), ավելի հաճախ նկատվում է հորմոնների անբավարարություն: Ինսուլինի անբավարարությամբ կամ ինսուլինի դիմադրությամբ (նրա գործողությանը դիմադրություն) զարգանում է շաքարախտը: Ռուսաստանում շաքարախտը տառապում է մոտ 1 միլիոն 900 հազար մարդու կամ ընդհանուր բնակչության 1,2 տոկոսի վրա: Ավելին, հիվանդների 16% -ում ՝ ինսուլինից կախված շաքարային դիաբետ (IDDM) կամ տիպ 1 շաքարախտ: Հիվանդների 84% -ը ունեն ինսուլինից կախված շաքարախտ (NIDDM) կամ տիպ 2 շաքարախտ:

IDDM կամ 1 տիպի շաքարախտով արյան ինսուլինի մակարդակի նվազում է նկատվում ենթաստամոքսային գեղձի β- բջիջների վնասվածքի կամ լյարդի և արյան մեջ ինսուլինի արագացված անգործության պատճառով: NIDDM- ի կամ 2-րդ տիպի շաքարախտով ինսուլինի մակարդակը նորմալ է կամ նույնիսկ բարձրացված, բայց թիրախային բջիջները կորցնում են դրա նկատմամբ զգայունությունը:

Ինսուլինի դիմադրության պատճառները կարող են լինել.

հորմոնի հասունացման և դրա ընկալիչի փոփոխություն փոփոխված մոլեկուլների հայտնվելով և դրանց կենսաբանական գործառույթների խախտմամբ.

ինսուլինի ընկալիչներին հակամարմինների առկայություն, որոնք խանգարում են ինսուլինի ընկալիչի ընկալմանը,

ինսուլինի համալիրի էնդոցիտոզի (ներքինացում) խախտում ընկալիչի հետ, ինսուլինի ընկալիչների դեգրադացիայի բարձրացում,

IR-ra- ի վաղաժամ արատ,

ընկալիչի ավտոֆոսֆորիլացիայի նվազում, որին հաջորդում է ինսուլինի միջնորդների թուլացման ձևավորումը և այլն:

Ավելին, ազդանշանի փոխանցման ուղու ցանկացած բլոկ հորմոնից բջիջ կարող է հանգեցնել նյութափոխանակության վրա ինսուլինի գործողության լիարժեք կամ մասնակի կորստի, նույնիսկ մարմնում նրա բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում:

Շաքարախտի կենսաքիմիական նշաններ

Դիաբետի շաքարային դիաբետի փոփոխությունները նյութափոխանակության մեջ գրեթե հակառակն են, քան ինսուլինը: Նյութերի տեղափոխումը բջիջների մեջ նվազում է, c AMP- ի պարունակությունը մեծանում է, այսինքն: հյուսվածքներում, այսպես կոչված, հակահարվածային հորմոնների ազդեցությունը, առաջին հերթին գլյուկագոն, սկսում է գերակշռել ՝ նյութափոխանակության համապատասխան փոփոխություններով: Շաքարախտի հիմնական նշանը հիպերգլիկեմիան է, որը զարգանում է հետևյալի հետևանքով.

Գլյուկոզի տեղափոխումը բջիջների կրճատում,

Նվազեցված հյուսվածքների գլյուկոզի օգտագործումը (IDDM- ով, միայն 5% գլյուկոզան վերածվում է ճարպի, գլիկոլիզացումը և գլիկոգենի սինթեզը խանգարվում են)

Գլյուկոզի արտադրության բարձրացում (գլիկոգենոլիզ և ամնաթթուներից GNG):

Ազատ գլյուկոզան կարող է փախչել բջիջներից արյան մեջ: Երբ դրա պլազմայի պարունակությունը գերազանցում է երիկամային շեմն (10 մմոլ / Լ), նկատվում է գլյուկոզուրիա: Այս դեպքում մեզի ծավալը մեծանում է osmotic diuresis- ի պատճառով, այսինքն: նկատվում են պոլիուրիա, ջրազրկում և պոլիդիպսիա (ջրի ավելցուկ սպառում): Գլյուկոզուրիան առաջացնում է կալորիաների զգալի կորուստ (4,1 արտանետվող գլյուկոզի դիմաց 4,1 կկալ), որը, զուգակցելով պրոտեոլիզի և լիպոլիզի ակտիվացման հետ, հանգեցնում է մարմնի քաշի կտրուկ կորստի, չնայած մեծ ախորժակի բարձրացմանը (պոլիֆագիա):

Լիպոլիզի նկատմամբ լիպոլիզի գերակշռությունը հանգեցնում է պլազմայում ճարպաթթուների պարունակության բարձրացման: Երբ այն գերազանցում է լյարդի ճարպաթթուները ածխածնի երկօքսիդի և ջրի օքսիդացնելու ունակությունը, ակտիվանում է ketone մարմինների սինթեզը և նկատվում է ketonemia and ketonuria, արյան pH- ի փոփոխություն `կապված նյութափոխանակության acidosis- ի զարգացման հետ: Հիվանդներից գալիս է ացետոնի հոտ, որը զգացվում է նույնիսկ հեռավորության վրա: Եթե ​​ինսուլին չեք մտնում, հիվանդը կմահանա դիաբետիկ կոմայից: Լիպոպրոտեինային լիպազայի գործունեության նվազումը փոխում է LP ֆրակցիաների հարաբերակցությունը, որպես կանոն, ավելանում է VLDL և LDL մակարդակը, ինչը հանգեցնում է աթերոսկլերոզի զարգացման: 1-ին տիպի շաքարախտով փոքր անոթները ավելի հաճախ են տառապում, այսինքն. զարգանում են միկրոանկիոպաթիաները, որոնք կարող են դրսևորվել, որպես կանոն, ուղեղային զարկերակների ձևով և ավելի հաճախ ՝ սրտի իշեմիկ հիվանդության տեսքով: Պատահական չէ, որ շաքարախտը այժմ կոչվում է ոչ միայն էնդոկրինոլոգիայի խնդիր, այլև սրտաբանություն:

Սպիտակուցի սինթեզի նվազում, քայքայման ակտիվացում և ամինաթթուների տեղափոխում բջիջների տեղափոխում, հանգեցնում են հիպերամինոզիդեմիայի և ամինոազիդուրիայի (այսինքն ՝ մեզի մեջ ազոտի կորուստ): Ամինաթթուների կատաբոլիզմի բարձրացումը հանգեցնում է արյան մեջ ուրայի մակարդակի բարձրացմանը և մեզի մեջ նրա արտանետումների ավելացմանը: Այսպիսով, մարդու մոտ ինսուլինի անբավարարությունը ուղեկցվում է ազոտի բացասական հավասարակշռությամբ:

Այսպիսով, նշված են շաքարախտի հիմնական նշանները: Կան շաքարախտի բազմաթիվ ձևեր ՝ տարբեր աստիճանի և ծանրության և ախտանիշների շարքում: Այսպիսով, հիվանդության մեղմ ձևերը (այսպես կոչված, լատենտ շաքարային դիաբետ, լատենտ, պրանիաբետ) դրսևորվում են միայն ավելի մեծ քանակությամբ, քան սովորական հիպերգլիկեմիան ուտելուց հետո, այսինքն: գլյուկոզի հանդուրժողականության նվազում:

Շաքարախտի մի շարք ձևեր կարող են որոշվել այլ հորմոնների թուլացած սեկրեցմամբ, օրինակ ՝ վահանաձև գեղձերով (ավելի հաճախ տարածված է հիպոթիրեոզը, ինչը բարդացնում է շաքարախտի ընթացքը, շաքարախտի վահանաձև հիպերֆունկցիան ավելի քիչ տարածված է և ավելի քիչ բարդություններ է առաջացնում):

Շաքարախտի բարդությունների կենսաքիմիա

Լիպիդային նյութափոխանակության փոփոխություններից բացի, հիպերգլիկեմիան մեծ դեր է խաղում դրանց զարգացման մեջ: Այդ հյուսվածքները տառապում են, որտեղ գլյուկոզան ներթափանցում է ինքնուրույն ինսուլինից `երիկամներ, ցանցաթաղանթ և աչքի ոսպնյակ, նյարդեր և զարկերակներ: Նրանց մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան նույնն է, ինչ արյան մեջ, այսինքն: նորմայից բարձր: Սա հանգեցնում է սպիտակուցների ոչenzymatic glycosylation- ի ավելացմանը, օրինակ, նկուղային մեմբրանի կոլագենի և այլ սպիտակուցների: Գլիկոսիլացիան փոխում է սպիտակուցների հատկությունները և խաթարում դրանց գործառույթը, օրինակ, հեմոգլոբինի գլիկոզիլացումը մեծացնում է նրա հարազատությունը թթվածնի համար, հյուսվածքները ավելի վատ մատակարարվում են թթվածնով: HDL գլիկոսիլացիան հանգեցնում է դրանց կատաբոլիզմի արագացմանը, իսկ LDL գլիկոսիլացիան դանդաղեցնում է դրանց վերացումը արյունից և քայքայումից, այսինքն. HDL- ի մակարդակը նվազում է, և LDL- ն բարձրանում է, ինչը նպաստում է աթերոսկլերոզի զարգացմանը: Որոշ բջիջներում (զարկերակային պատի բջիջներ, Շվանի բջիջներ, էրիթրոցիտներ, ոսպնյակ և ցանցաթաղանթ, թեստեր) գլյուկոզան ենթարկվում է NADP- ի կախվածության ալդո ռեդուկտազին `6-ատոմային ալկոհոլի ձևավորման միջոցով` սորբիտոլ: Սորբիտոլը թույլ է ներթափանցում բջջային մեմբրանների միջոցով, դրա կուտակումը հանգեցնում է բջիջների osmotic այտուցվածության և թույլ տեսողություն ունեցող գործառույթի: Ոսպնյակների այտուցվածությունը և դրանում գլիկոզիլացված սպիտակուցների կուտակումը հանգեցնում են կծկման և կատարակտների զարգացման: Նյարդերը ազդում են երիկամների մազանոթների, ցանցաթաղանթի (մինչև կուրության) վրա և այլն: Այդ իսկ պատճառով, շաքարախտի բուժման գործընթացում նրանք ձգտում են պահպանել գլյուկոզի մակարդակը, որը մոտ է նորմալին:

Ինսուլինի գործողության մեխանիզմ

Ինսուլինի կենսաքիմիան բջջային մեմբրանների միջոցով գլյուկոզի ներթափանցումն ուժեղացնելն ու արագացնելն է: Ինսուլինի լրացուցիչ խթանումը տասնյակ անգամ արագացնում է գլյուկոզի տեղափոխումը:

Ինսուլինի գործողության մեխանիզմը և գործընթացի կենսաքիմիան հետևյալն են.

1. Ինսուլինի կառավարումից հետո բջջային մեմբրաններում տեղի է ունենում հատուկ տրանսպորտային սպիտակուցների քանակի աճ: Սա թույլ է տալիս արագորեն և նվազագույն էներգիայի կորստով հեռացնել գլյուկոզի արյունը և ճարպային բջիջների վերամշակումը: Ինսուլինի արտադրության անբավարարությամբ, ինսուլինի հետագա խթանումը պահանջվում է աջակցելու տրանսպորտային սպիտակուցների պահանջվող քանակին:
2. Ինսուլինը մեծացնում է փոխազդեցությունների բարդ շղթայի միջոցով գլիկոգենի սինթեզում ներգրավված ֆերմենտների ակտիվությունը և խանգարում է դրա քայքայման գործընթացներին:

Ինսուլինի կենսաքիմիան ներառում է ոչ միայն մասնակցություն գլյուկոզի նյութափոխանակությանը: Ինսուլինը ակտիվորեն ներգրավված է ճարպերի, ամինաթթուների և սպիտակուցների սինթեզի մեջ: Ինսուլինը նույնպես դրականորեն է ազդում գեների տառադարձման և վերարտադրության գործընթացների վրա: Մարդու սրտում, կմախքի մկաններում, ինսուլինը օգտագործվում է ավելի քան 100 գեների փոխակերպման համար

Լյարդի և ոսպի հյուսվածքի մեջ ինքնին ինսուլինը խանգարում է ճարպերի ճեղքմանը, ինչի արդյունքում ուղղակիորեն արյան մեջ ճարպաթթուների կոնցենտրացիան նվազում է: Համապատասխանաբար, անոթներում խոլեստերինի ավանդների ռիսկը նվազում է, իսկ անոթների պատերի թողունակությունը վերականգնվում է:

Ինսուլինի ազդեցության տակ լյարդում ճարպերի սինթեզը խթանում է ացետիլԿո-կարբոքսիլազով և լիպոպրոտեինային լիպազային ֆերմենտներով: Սա մաքրում է արյունը, ճարպերը հանվում են ընդհանուր արյան հոսքից:

Լիպիդային նյութափոխանակությանը մասնակցությունը բաղկացած է հետևյալ հիմնական կետերից.

• Attyարպաթթուների սինթեզն ուժեղացվում է ացետիլ CoA կարբոքսիլազի ակտիվացման հետ,
• Հյուսվածքային լիպազի գործունեությունը նվազում է, լիպոլիզի գործընթացը խոչընդոտվում է,
• Կետոնային մարմինների ձևավորման խոչընդոտումը կատարվում է, քանի որ ամբողջ էներգիան ուղղվում է լիպիդների սինթեզին:

Ինսուլինի կենսաբանական սինթեզը և կառուցվածքը

Պրեպրոինսուլինի տեսքով հորմոնը սինթեզվում է ենթաստամոքսային գեղձում տեղակայված Լանգերհանի կղզիների հատուկ բետա բջիջներում: Կղզիների ընդհանուր ծավալը կազմում է գեղձի ընդհանուր զանգվածի մոտ 2% -ը: Կղզիների գործունեության նվազումով, տեղի է ունենում սինթեզված հորմոնների անբավարարություն, հիպերգլիկեմիա, էնդոկրին հիվանդությունների զարգացում:

Պրոպրոինսուլինից հատուկ ազդանշանային շղթաների պեղումից հետո ձևավորվում է պրինսուլին, որը բաղկացած է A և B շղթաներից `միացնող C-petid- ով: Հորմոնը հասունանալիս սպիտակուցները գրավում են պեպտիդների ցանցը, որը փոխարինվում է երկու դիսուլֆիդային կամուրջով: Ծերացումը տեղի է ունենում Գոլգիի ապարատում և բետա բջիջների գաղտնի հատիկում:

Հասուն հորմոնը A շղթայում պարունակում է 21 ամինաթթու, իսկ երկրորդ շղթայում 30 ամինաթթուն: Սինթեզը միջին հաշվով տևում է մոտ մեկ ժամ, ինչպես շատ արագ գործող հորմոնների դեպքում: Մոլեկուլը կայուն է, փոխարինող ամինաթթուները հայտնաբերվում են պոլիպեպտիդ շղթայի աննշան մասերում:

Ինսուլինի նյութափոխանակության համար պատասխանատու ընկալիչները գլիկոպրոտեիններ են, որոնք գտնվում են անմիջապես բջջային թաղանթում: Գրավման և նյութափոխանակության գործընթացներից հետո ինսուլինի կառուցվածքը քանդվում է, ընկալիչը վերադառնում է բջջային մակերեսին:

Ինսուլինի ազատումը խթանող խթանը գլյուկոզայի աճ է: Հատուկ սպիտակուցի բացակայության դեպքում `արյան պլազմայում փոխադրող, կիսաքաղցրությունը տևում է մինչև 5 րոպե: Փոխադրման համար անհրաժեշտ չէ լրացուցիչ սպիտակուց, քանի որ հորմոնները ուղղակիորեն մտնում են ենթաստամոքսային գեղձի երակային մեջ, իսկ այնտեղից `պորտալարի երակային: Լյարդը հորմոնի հիմնական թիրախն է: Երբ այն մտնում է լյարդը, նրա ռեսուրսը արտադրում է հորմոնի մինչև 50% -ը:

Չնայած այն փաստին, որ ապացույցների բազայի հետ գործողության սկզբունքները `ենթաստամոքսային գեղձը հեռացնելիս արհեստականորեն վարակված շաքարախտով շունը ներկայացվել է 19-րդ դարի վերջին, մոլեկուլային մակարդակում, փոխգործակցության մեխանիզմը շարունակում է բուռն քննարկումներ առաջացնել և լիովին հասկանալի չէ: Սա վերաբերում է գեների և հորմոնալ նյութափոխանակության հետ կապված բոլոր ռեակցիաներին: Շաքարախտի բուժման համար խոզի և հորթի ինսուլինը սկսեց օգտագործվել 20-րդ դարի 20-ական թվականներից:

Ո՞րն է մարմնում ինսուլինի պակասի վտանգը

Ինսուլինի բնական արտադրության անբավարարությամբ կամ սննդից ածխաջրերի ավելցուկով առաջանում են շաքարախտի, համակարգային նյութափոխանակության հիվանդության զարգացման նախադրյալներ:

Հետևյալ ախտանշանները դառնում են նյութափոխանակության խանգարումների սկզբնական փուլի բնորոշ նշաններ.

• Մշտական ​​ծարավ, ջրազրկում: Սննդաբանները գովում են հարբած ջրի քանակի համար: Իրականում, այս պայմանը նախորդում է շաքարային դիաբետին և կարող է տևել մի քանի ամիս կամ նույնիսկ տարիներ: Վիճակը հատկապես բնորոշ է գլյուկոզի չարաշահողների, ֆիթնեսի էնտուզիաստների, նստակյաց աշխատանքով և ակտիվ ուղեղի աշխատանքով մտավոր աշխատանքի ներկայացուցիչների համար:
• Հաճախակի urination: Ֆիթնեսի սիրահարները ուրախանում են `քաշը նորմալ է, մարմինը հեռացնում է տոքսինները: Նստակյաց աշխատողները կարծում են, որ decongestants- ն աշխատել է: Եթե ​​արտանետվող հեղուկի ընդհանուր ծավալը ավելի քան 4-5 լիտր է, սա ցավոտ ախտանիշ է:
• Մկանների թուլություն, մշտական ​​հոգնածության վիճակ, հոգնածություն:
• Կետոնեմիա, երիկամներում ցավը, լյարդը, բերանից կամ մեզի միջոցով ացետոնի հոտը:
• Մարմնի ակնթարթային դրական արձագանքը քաղցրավենիքին. Աշխատունակությունը վերականգնվում է, հայտնվում են ուժեր և նոր գաղափարներ:
• Արյան ստուգումը ցույց կտա, բացի արյան բարձր շաքարից, ճարպաթթուների, մասնավորապես խոլեստերինի բարձրացում: Մի urinalysis ցույց կտա ացետոնի առկայությունը մեզի մեջ:

Հասկանալով ինսուլինի գործողության մեխանիզմը և մարմնում գործընթացների ընդհանուր կենսաքիմիան օգնում է ճիշտ դիետա կառուցել և չի վտանգում մարմնին ՝ օգտագործելով գլյուկոզի բարձր դոզաները իր մաքուր ձևով, օրինակ, որպես թեթև խթանիչ կամ արագ ածխաջրերի բարձր դոզաներ:

Ինսուլինի համակենտրոնացման բարձրացման վտանգը

Սննդառության ավելացումով, սննդի մեջ ածխաջրերի պարունակության բարձրացում, ծայրահեղ ֆիզիկական ճնշում, աճում է ինսուլինի բնական արտադրությունը: Ինսուլինի պատրաստուկները սպորտում օգտագործվում են մկանային հյուսվածքների աճը բարձրացնելու, կայունությունը բարձրացնելու և վարժությունների հանդուրժողականության բարձրացման համար:

Երբ ծանրաբեռնվածությունը դադարում է կամ վերապատրաստման ռեժիմը թուլանում է, մկանները արագորեն դառնում են թրթռում, և տեղի է ունենում ճարպաթափման գործընթաց: Հորմոնալ հավասարակշռությունը խանգարվում է, ինչը նույնպես հանգեցնում է շաքարախտի:

2-րդ տիպի շաքարախտով, մարմնում ինսուլինի արտադրությունը մնում է նորմալ մակարդակում, բայց բջիջները դառնում են դիմացկուն նրա հետևանքներին: Նորմալ ազդեցության հասնելու համար անհրաժեշտ է հորմոնի քանակության զգալի աճ: Հյուսվածքների դիմադրության արդյունքում դիտվում է ընդհանուր կլինիկական պատկերը, որը նման է հորմոնի պակասի, բայց դրա ավելցուկային արտադրության հետ:

Ինչու, կենսաքիմիական պրոցեսների առումով, անհրաժեշտ է արյան մեջ գլյուկոզի մակարդակը նորմալ մակարդակի վրա պահել

Թվում է, որ սինթեզված ինսուլինը ի վիճակի է ամբողջությամբ լուծել շաքարախտի բարդությունների խնդիրը, արագ հեռացնում է գլյուկոզան և նորմալացնում նյութափոխանակությունը: Ըստ այդմ, իմաստ չունի վերահսկել շաքարի մակարդակը: Բայց սա այդպես չէ:

Հիպերգլիկեմիան ազդում է այն հյուսվածքների վրա, որոնցում գլյուկոզան ազատորեն ներթափանցվում է առանց ինսուլինի մասնակցության: Տուժում են նյարդային համակարգը, շրջանառու համակարգը, երիկամները և տեսողության օրգանները: Գլյուկոզի մակարդակի բարձրացումը ազդում է հյուսվածքների սպիտակուցների հիմնական գործառույթների վրա, իսկ բջիջներին թթվածնի մատակարարումը վատթարանում է հեմոգլոբինի փոփոխությունների պատճառով:

Գլիկոզիլացիան խանգարում է կոլագենի գործառույթին `արյան անոթների ավելացման փխրունություն և խոցելիություն, ինչը հանգեցնում է աթերոսկլերոզի զարգացման: Հիպերգլիկեմիայի բնութագրիչ բարդությունները ներառում են բյուրեղային աչքի այտուցվածություն, ցանցաթաղանթի վնասում և կատարակտի զարգացում: Տուժում են նաև երիկամների հյուսվածքները և մազանոթները: Հաշվի առնելով բարդությունների վտանգը ՝ շաքարախտի բուժման դեպքում խորհուրդ է տրվում շաքարի մակարդակը նորմալ մակարդակի վրա պահել:

Շատ զարգացած երկրների բնակչության մոտ 6% -ը տառապում է ինսուլինից կախված շաքարային դիաբետից, և նման քանակությունը վտանգավոր է մոտ ինսուլինային կախվածությունից: Սրանք հսկայական թվեր են, որոնք հաստատվում են արհեստական ​​հորմոնի սպառման մասշտաբով:

Շաքարի չափազանց մեծ սպառումը, հատկապես խմիչքների, արագ ածխաջրերի տեսքով, ցնցում է մարդու նյութափոխանակությունը ՝ հրահրելով դեգեներատիվ և հիվանդությունների զարգացումը: Ամեն տարի ինսուլինից կախված մարդկանց թիվը, ովքեր պահանջում են հորմոնի էկզոգեն ձևեր, աճում են բնականության նկատմամբ նրանց անձեռնմխելիության պատճառով: