Inzulín - centrálny hormón regulácie cukru v krvi - FETeV

Inzulín je centrálny hormón regulujúci hladinu cukru v krvi v našom tele. Je to sférický hormón zložený z jednotlivých bielkovinových zložiek, z aminokyselín. Inzulín hrá základnú úlohu v metabolizme uhľohydrátov, tukov a bielkovín a úzko súvisí s vývojom inzulínovej rezistencie, diabetes mellitus a metabolickým syndrómom. Okrem toho podporuje alebo inhibuje veľké množstvo ďalších reakcií v celom metabolizme.

hormón

Vzdelávanie a uvoľňovanie

Hormón pozostáva z 52 aminokyselín, ktoré sú spojené vo forme dvoch reťazcov cez niekoľko mostíkov. Hormón sa hromadí v tele a vytvára sférickú štruktúru.

Používa sa hlavne v pankreas tvorené v takzvaných beta bunkách. Pravdepodobne môže byť inzulín dokonca tvorený v mozgu [Ger 2003]. Podľa definovaného plánu sa tento vytvára v tele z predbežnej fázy (preproinzulín) Prekurzorový hormón (Proinzulín). V tomto prípade sú dva reťazce stále spojené medziproduktom (C-peptid).

Proinzulín sa ukladá v bunke v malých vezikulách nazývaných granuly. Špeciálne enzýmy štiepia C-peptid iba v prípade potreby a vytvárajú tak aktívny inzulín. To sa potom dostane do krvi.

Mechanizmus uvoľňovania inzulínu je zložitý:

  1. Po jedle sa glukóza transportuje do črevných buniek pomocou špecifických transportérov.
  2. Cukor sa krvou dostáva do beta buniek pankreasu a je absorbovaný iným transportérom.
  3. Toto lievik iba nalieva glukózu do buniek nad určitú koncentráciu cukru v krvi (10 mmol/l alebo 180 mg/dl). Tým sa zabráni uvoľneniu veľkého množstva inzulínu, aj keď sa nalačno. Normálna hladina cukru v krvi nalačno je okolo 5 mmol/l alebo 90 mg/dl.
  4. Po požití sa glukóza štiepi viacstupňovým procesom, pri ktorom sa uvoľňuje energia vo forme ATP.
  5. Zvyšujúca sa koncentrácia ATP uzatvára draslíkové kanály v bunkovej membráne a vytvára akúsi nerovnováhu náboja. To zase vedie k otvoreniu vápnikových kanálov. Prichádzajúci vápnik potom spúšťa uvoľňovanie inzulínu.
  6. Inzulín sa dostane do cieľových buniek krvou.

Inzulín sa uvoľňuje nielen po jedle, ale aj v malom množstve pri hladovaní/hladovaní. Neustále sa uvoľňuje takzvaný bazálny inzulín. Denná potreba je okolo 35 inzulínových jednotiek (približne 1,5 mg). Uvoľňovanie inzulínu potom prebieha v dvoch fázach.

Prvá fáza začína po jedle. Tu dochádza k pulznému uvoľňovaniu inzulínu, aby sa využila rýchlo absorbovaná glukóza a obmedzila produkcia glukózy v pečeni.

V druhej fáze sa inzulín postupne formuje a uvoľňuje po dlhšiu dobu, aby sa využila glukóza zo sacharidov, ktoré sa trávia a vstrebávajú pomalšie.

Sacharidy a jedlá s vysokým obsahom cukru spôsobiť jeden rýchle a vysoké hladiny inzulínu v krvi, ktorá potom opäť rýchlo klesá. Ak je v jedle len málo sacharidov alebo cukru, hladina inzulínu stúpa pomalšie a je plochejšia. Tuky, bielkoviny a vláknina oddialiť zvýšenie inzulínu v krvi. Rozsah zvýšenia inzulínu a cukru v krvi po jedle je opísaný pomocou glykemického indexu.

Potom je časť inzulínu metabolizovaná cieľovými bunkami. Hormón sa enzymaticky štiepi v pečeni a obličkách a potom sa vylučuje.

Účinky na metabolizmus

Hlavnou úlohou inzulínu je Hladina cukru v krvi, napríklad po jedle, znížiť. Podporuje metabolické procesy, ktoré vedú k absorpcii glukózy v bunkách alebo k ich využitiu. Zároveň brzdí procesy, pri ktorých vzniká nový cukor. Inzulín okrem toho pôsobí na množstvo ďalších metabolických ciest, ako je tvorba a ukladanie tukov alebo syntéza bielkovín.

Účinok v bunke je tiež prísne regulovaný. Nie všetky bunky závislé od glukózy potrebujú na otvorenie dverí inzulín. Svalové a tukové bunky na druhej strane potrebujú, aby bol hormón dodávaný s glukózou ako palivom. Za týmto účelom sa inzulín viaže na konkrétny otvárač dverí (receptor) v bunkovej membráne. Toto preposiela hormonálny signál do bunky.

Tkanivá závislé od inzulínu

  • Muskulatúra
  • Tukové tkanivo (→ tukové tkanivo)

Tkanivá nezávislé od inzulínu

  • červené krvinky
  • Pečeň (→ pečeň)
  • mozog
  • lymfatické tkanivo (→ lymfatický systém)

Účinky na svaly

Príjem glukózy, tvorba glykogénu, inhibícia rozkladu glykogénu

Vo svaloch podporuje inzulín absorpciu glukózy do buniek. Týmto spôsobom je už veľká časť glukózy odstránená z krvi. Sval okamžite rozkladá malú časť glukózy pre svoje vlastné zásobovanie energiou. Toto odbúravanie (glykolýza) je tiež stimulované inzulínom.

Ďalšia časť cukru sa používa na vytvorenie svalového zásobníka energie glykogénu, ktorý dodáva svalom medzi jedlami. Hormón podporuje aj tento proces (syntéza glykogénu). Zároveň je inhibovaný rozklad glykogénu (glykogenolýza).

Tvorba tuku

Ak sa do svalu dostane viac glukózy, ako dokáže zadržať zásoba glykogénu, cukor - tiež prospešný z inzulínu - sa premení na tuk (syntéza lipidov) a uloží sa medzi svalové vlákna.

Vstrebávanie aminokyselín a tvorba bielkovín

Inzulín tiež podporuje vstrebávanie niektorých aminokyselín, ako je alanín, do svalov a tým podporuje tvorbu nového proteínu (syntéza bielkovín).

Vstrebávanie draslíka

Príjem draslíka do bunky nakoniec stimuluje aj hormón.

Účinky na tukové tkanivo

Príjem glukózy

Inzulín tiež vedie k zvýšenej absorpcii glukózy v tukovom tkanive. Tukové tkanivo je tiež schopné absorbovať veľké množstvo cukru po jedle a tým rýchlo vrátiť hladinu cukru v krvi do normálu.

Absorpcia voľných mastných kyselín, tvorba tuku

V tukovej bunke podporuje inzulín rozklad glukózy (glykolýza) a jej premenu na tuk (syntéza lipidov). Hormón súčasne podporuje aj vstrebávanie voľných mastných kyselín z krvi a ich ukladanie v tukovom tkanive. To sa dosiahne okrem iného stimuláciou enzýmu (lipoproteín lipáza).

Inhibícia odbúravania tukov

Štiepenie tuku (lipolýza) je však inhibované pôsobením inzulínu. Inzulín sa tak významne podieľa na ukladaní telesného tuku alebo sťažuje jeho odbúravanie.

Účinky na pečeň

Nová tvorba tuku, inhibícia odbúravania tukov

Na rozdiel od svalového a tukového tkaniva má pečeň transportéry, ktoré dokážu transportovať glukózu do buniek aj bez inzulínu. Inzulín napriek tomu stimuluje tvorbu nového glykogénu, mastných kyselín a triglyceridov a brzdí odbúravanie tukov. Aj tu teda inzulín spôsobuje prechod z degradačného (katabolického) na anabolický (anabolický) metabolizmus.

Štiepenie a regenerácia glukózy alebo uvoľňovanie glukózy do krvi

V prípade vysokej hladiny cukru v krvi (hyperglykémia) podporuje inzulín odbúravanie glukózy v pečeni na výrobu energie (glykolýza). Zároveň je potlačený vznik novej glukózy (glukoneogenéza). V prípade hypoglykémie naopak pečeňové bunky uvoľňujú glukózu do krvi bez ohľadu na to, aká je vysoká hladina inzulínu.

Účinky na cievy

Tvorba oxidu dusnatého podporuje krvný obeh

Inzulín podporuje produkciu oxidu dusnatého v cievach. Toto má vazodilatačný účinok a inhibuje pripojenie buniek k stene cievy (adhézia buniek), aglomeráciu krvných doštičiek (agregácia trombocytov) a delenie buniek hladkého svalstva. Týmto spôsobom inzulín podporuje prietok krvi a zlepšuje transport glukózy do svalového a tukového tkaniva.

Účinky na mozog

Tvorba neurotransmiterov

V mozgových bunkách zase hormón stimuluje tvorbu neurotransmiterov ako napr

  • Acetylcholín (dôležitý pre pamäť)
  • Serotonín (má upokojujúci a relaxačný účinok)
  • Kyselina gama-aminomaslová, GABA (inhibuje vzrušenie) a
  • Glutamát (používaný na komunikáciu a činnosť v mozgu).

Poruchy tvorby a uvoľňovania inzulínu

Nedostatočná alebo chýbajúca tvorba inzulínu vedie ku klinickému obrazu Cukrovka. Často človek ide Rezistencia na inzulín dopredu. Potom bunky tela už nie sú schopné reagovať na inzulín a absorbovať glukózu z krvi. To vedie k vysokej hladine cukru v krvi, čo vedie k ešte väčšiemu uvoľňovaniu inzulínu. Po dlhú dobu sa bunky pankreasu vyčerpajú alebo poškodia, a potom už nemôže byť produkovaný inzulín.

Inzulínová rezistencia má ďalekosiahle následky a úzko súvisí s inými chorobami, ako sú:

  • Poruchy metabolizmu lipidov
  • Mastná pečeň
  • PCOS (syndróm polycystických vaječníkov)
  • vysoký krvný tlak
  • Pribrať
  • ischemická choroba srdca a jej následky (srdcový infarkt, cievna mozgová príhoda)
  • a viac.

Záver

Inzulín je najviac anabolický hormón v tele a jeho hlavnou úlohou je znižovať hladinu cukru v krvi.

Inzulín podporuje stavebné procesy

  • Tvorba tuku
  • Doplnenie zásob glykogénu
  • Rast svalov
  • Nová tvorba bielkovín
  • Atď.

Inzulín inhibuje degradačné procesy

  • Spaľovanie tukov (neaktivovaný metabolizmus tukov)
  • Vyčerpanie glykogénu
  • Atď.