Андрей Смирнов
Время чтения: ~23 мин.
Просмотров: 1

Функции инсулина, где вырабатывается гормон, его норма и следствие повышенного содержания

Скачиваний:53Добавлен:23.03.2015Размер:437.86 КбСкачать☆

Инсулин.

Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови. Впервые был выделен канадскими учёными Ф. Бантингом и Ч. Бестом (1921—22).

Строение

Молекула инсулина образована двумя полипептидными цепями, содержащими 51 аминокислотный остаток: A-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, B-цепь образована 30 аминокислотными остатками. Полипептидные цепи соединяются двумя дисульфидными мостиками через остатки цистеина, третья дисульфидная связь расположена в A-цепи.

Первичная структура инсулина у разных биологических видов несколько различается, как различается и его важность в регуляции обмена углеводов. Наиболее близким к человеческому является инсулин свиньи, который различается с ним всего одним аминокислотным остатком: в 30 положении B-цепи свиного инсулина расположен аланин, а в инсулине человека — треонин; бычий инсулин отличается тремя аминокислотными остатками.

Биосинтез инсулина включает образование двух неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Биосинтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с ЭР. Сигнальный пептид проникает в просвет ЭР и направляет поступление в просвет ЭР растущей полипептидной цепи. После окончания синтеза препроинсулина сигнальный пептид, включающий 24 аминокислотных остатка, отщепляется (рис. 11-24).

Проинсулин (86 аминокислотных остатков) поступает в аппарат Гольджи, где под действием специфических протеаз расщепляется в нескольких участках с образованием инсулина (51 аминокислотный остаток) и С-пептида, состоящего из 31 аминокислотного остатка.

Инсулин и С-пептид в эквимолярных количествах включаются в секреторные гранулы. В гранулах инсулин соединяется с цинком, образуя димеры и гексамеры. Зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, и инсулин и С-пептид секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. После секреции в кровь олигомеры инсулина распадаются. Т1/2 инсулина в плазме крови составляет 3-10 мин, С-пептида — около 30 мин.

Биологическая роль— Инсулин резко повышает проницаемость стенок мышечных и жировых клеток для глюкозы. Т. к. все процессы усвоения глюкозы происходят внутри клеток, а инсулин способствует транспорту глюкозы в них, то он обеспечивает утилизацию глюкозы организмом, синтез гликогена (резервного углевода) и накопление его в мышечных волокнах. Увеличивая поступление глюкозы в клетки жировой ткани, инсулин стимулирует образование жира в организме. Кроме того, инсулин стимулирует и синтез белка в клетке, увеличивая проницаемость клеточных стенок для аминокислот.

Гипергликемия — увеличение уровня сахара в крови.

В состоянии гипергликемии увеличивается поступление глюкозы как в печень, так и в периферические ткани. Как только уровень глюкозы зашкаливает, поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин.

Гипогликемия — патологическое состояние, характеризующееся снижением уровня глюкозы периферической крови ниже нормы (3 ммоль/л при оценке по цельной капиллярной крови, 9 ммоль/л — по венозной плазме). Развивается вследствие передозировки сахароснижающих препаратов или избыточной секреции инсулина в организме. Тяжёлая гипогликемия может привести к развитию гипогликемической комы и вызвать гибель человека. Инсулинома — доброкачественная опухоль из бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающая избыточное количество инсулина. Клиническая картина характеризуется эпизодически возникающими гипогликемическими состояниями.

компьютерное изоброжение

Схема биосинтеза инсулина в β-клетках островков Лангерханса. ЭР — эндоплазматический ретикулум. 1 — образование сигнального пептида; 2 — синтез препроинсулина; 3 — отщепление сигнального пептида; 4 — транспорт проинсулина в аппарат Гольджи; 5 — превращение проинсулина в инсулин и С-пептид и включение инсулина и С-пептида в секреторные гранулы; 6 — секреция инсулина и С-пептида.

Структура инсулина человека. А. Первичная структура инсулина. Б. Модель третичной структуры инсулина (мономер): 1 — А-цепь; 2 — В-цепь; 3 — участок связывания с рецептором

Глюкогон

Глюкагон — гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном.

Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислот и имеет молекулярный вес 3485 дальтон. Глюкагон был открыт в 1923 году Кимбеллом и Мерлином.

биосинтез

Основным местом синтеза глюкагона служат α-клетки островкового аппарата поджелудочной железы . Однако довольно большие количества этого гормона могут вырабатываться и в других местах желудочно-кишечного тракта .

Глюкагон синтезируется в виде крупного предшественника — проглюкагона (мол. масса около 9 000). Обнаружены и более крупные молекулы, однако не ясно, являются ли они предшественниками глюкагона или близкородственными пептидами. Лишь 30-40% иммунореактивного «глюкагона» в плазме приходится на долю панкреатического глюкагона. Остальная часть — это более крупные молекулы, лишенные биологической активности.

В плазме глюкагон находится в свободной форме. Поскольку он не связывается с транспортным белком, период полужизни глюкагона мал (около 5 мин).

Инактивация этого гормона происходит в печени под действием фермента, который, расщепляя связь между Ser-2 и Gln- 3, удаляет с N-конца две аминокислоты. Печень — первый барьер на пути секретируемого глюкагона, и, поскольку она быстро инактивирует этот гормон, содержание его в крови воротной вены гораздо выше, чем в периферической крови.

Биологическая роль

Глюкагон практически не оказывает действия на гликоген скелетных мышц, по-видимому, из-за практически полного отсутствия в них глюкагоновых рецепторов. Глюкагон вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых β-клеток поджелудочной железы и торможение активности инсулиназы. Это является, по-видимому, одним из физиологических механизмов противодействия вызываемой глюкагоном гипергликемии.

Глюкагон оказывает сильное инотропное и хронотропное действие на миокард вследствие увеличения образования цАМФ (то есть оказывает действие, подобное действию агонистов β-адренорецепторов, но без вовлечения β-адренергических систем в реализацию этого эффекта). Результатом является повышение артериального давления, увеличение частоты и силы сердечных сокращений.

В высоких концентрациях глюкагон вызывает сильное спазмолитическое действие, расслабление гладкой мускулатуры внутренних органов, в особенности кишечника, не опосредованное аденилатциклазой.

Глюкагон участвует в реализации реакций типа «бей или беги», повышая доступность энергетических субстратов (в частности, глюкозы, свободных жирных кислот, кетокислот) для скелетных мышц и усиливая кровоснабжение скелетных мышц за счёт усиления работы сердца. Кроме того, глюкагон повышает секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников и повышает чувствительность тканей к катехоламинам

Глюкагон – гормон поджелудочной железы. Его действие противоположно действию инсулина. При сахарном диабете взаимное действие инсулина и глюкагона проявляется в том, что недостаточная выработка инсулина сопровождается усиленной продукцией глюкагона. Именно повышенный уровень гормона глюкагона в крови является причиной повышения уровня глюкозы (гипергликемии). Механизм действия глюкагона хорошо виден на примере лечения инсулинзависимого сахарного диабета (то есть недостаточности инсулина). В случае недостаточной выработки инсулина поджелудочной железой развивается гипергликемия (повышение уровня сахара в крови) и метаболический ацидоз (увеличение кислотности организма), которые можно предотвратить, снижая уровень глюкагона в крови. Для этого назначают соматостатин (гормон поджелудочной железы), который подавляет выработку и выделение в кровь глюкагона. После этого даже при полном отсутствии инсулина уровень сахара в крови ненамного превышает норму.

Значительное повышение содержания гормона глюкагона в крови является признаком глюкагономы (опухоли надпочечников). При глюкагономе избыток глюкагона способствует повышению уровня сахара в крови и развитию сахарного диабета.

Первичная структура молекулы глюкагона следующая: NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe- Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser- Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu- Met-Asn-Thr-COOH

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #07.11.2018140.8 КбИИН_бакалавры_семинары_контрольные.doc
  • #23.03.2015208.9 Кб47индивидуальные задания по физике.doc
  • #23.03.2015119.81 Кб17Инновации и инновационные процессы.doc
  • #23.03.2015142.34 Кб12Инновационная стратегия.doc
  • #08.03.20162.57 Mб117Институциональная экономика. Текст лекций.doc
  • #23.03.2015437.86 Кб53Инсулин.docx
  • #23.03.2015811.01 Кб13Информ культура УМК (Управл).doc
  • #23.03.20152.08 Mб199Информационные системы и технологии.pdf
  • #23.03.2015720.38 Кб188Информационные технологии в экономике(ЛЕКЦИИ).doc
  • #08.03.201640.45 Кб46Информационные технологии в юридической деятельности ЗАДАНИЕ.doc
  • #03.11.2018420.35 КбИОГП методичка.doc

Строение

Инсулин представляет собой белок, состоящий из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками. Всего в зрелом инсулине человека присутствует 51 аминокислота и его молекулярная масса равна 5,7 кДа.

Синтез

Инсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина, на N-конце которого находится концевая сигнальная последовательность из 23 аминокислот, служащая проводником всей молекулы в полость эндоплазматической сети. Здесь концевая последовательность сразу отщепляется и проинсулин транспортируется в аппарат Гольджи.

На данном этапе в молекуле проинсулина присутствуют А-цепь, В-цепь и С-пептид (англ. connecting – связующий). В аппарате Гольджи проинсулин упаковывается в секреторные гранулы вместе с ферментами, необходимыми для «созревания» гормона . По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, вырезается связующий С-пептид (31 аминокислота) и формируется готовая молекула инсулина. В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера, образуемого с участием двух ионов Zn2+.

Схема синтеза инсулина

Около 15% молекул проинсулина поступает в кровоток. Проинсулин обладает более слабой активностью (около 1:10), но большим периодом полувыведения (около 3:1), по сравнению с инсулином. Поэтому повышение его уровня может вызывать гипогликемические состояния, что наблюдается при инсулиномах.

Регуляция синтеза и секреции

Секреция инсулина происходит постоянно, и около 50% инсулина, высвобождаемого из β-клеток, никак не связано с приемом пищи или иными влияниями. В течение суток поджелудочная железа выделяет примерно 1/5 от запасов имеющегося в ней инсулина.

Главным стимулятором секреции инсулина является повышение концентрации глюкозы в крови выше 5,5 ммоль/л, максимума секреция достигает при 17-28 ммоль/л. Особенностью этой стимуляции является двухфазное усиление секреции инсулина:

  • первая фаза длится 5-10 минут и концентрация гормона может 10-кратно возрастать, после чего его количество понижается,
  • вторая фаза начинается примерно через 15 минут от начала гипергликемии и продолжается на протяжении всего ее периода, приводя к увеличению уровня гормона в 15-25 раз.

Чем дольше в крови сохраняется высокая концентрация глюкозы, тем большее число β-клеток подключается к секреции инсулина.

Индукция синтеза инсулина происходит от момента проникновения глюкозы в клетку до трансляции инсулиновой мРНК. Она регулируется повышением транскрипции гена инсулина, повышением стабильности инсулиновой мРНК и увеличением трансляции инсулиновой мРНК.

Активация секреции инсулина

1. После проникновения глюкозы в β-клетки (через ГлюТ-1 и ГлюТ-2) она фосфорилируется гексокиназой IV (глюкокиназа, обладает низким сродством к глюкозе),2. Далее глюкоза аэробно окисляется, при этом скорость окисления глюкозы линейно зависит от ее количества,3. В результате нарабатывается АТФ, количество которого также прямо зависит от концентрации глюкозы в крови,4. Накопление АТФ стимулирует закрытие ионных K+-каналов, что приводит к деполяризации мембраны,5. Деполяризация мембраны приводит к открытию потенциал-зависимых Ca2+-каналов и притоку ионов Ca2+ в клетку,6. Поступающие ионы Ca2+ активируют фосфолипазу C и запускают кальций-фосфолипидный механизм проведения сигнала с образованием ДАГ и инозитол-трифосфата (ИФ3),7. Появление ИФ3 в цитозоле открывает Ca2+-каналы в эндоплазматической сети, что ускоряет накопление ионов Ca2+ в цитозоле,8. Резкое увеличение концентрации в клетке ионов Ca2+ приводит к перемещению секреторных гранул к плазматической мембране, их слиянию с ней и экзоцитозу кристаллов зрелого инсулина наружу,9. Далее происходит распад кристаллов, отделение ионов Zn2+ и выход молекул активного инсулина в кровоток.

 Схема внутриклеточной регуляции синтеза инсулина при участии глюкозы

Описанный ведущий механизм может корректироваться в ту или иную сторону под действием ряда других факторов, таких как аминокислоты, жирные кислоты, гормоны ЖКТ и другие гормоны, нервная регуляция.

Из аминокислот на секрецию гормона наиболее значительно влияют лизин и аргинин. Но сами по себе они почти не стимулируют секрецию, их эффект зависит от наличия гипергликемии, т.е. аминокислоты только потенциируют действие глюкозы.

Свободные жирные кислоты также являются факторами, стимулирующими секрецию инсулина, но тоже только в присутствии глюкозы. При гипогликемии они оказывают обратный эффект, подавляя экспрессию гена инсулина.

Логичной является положительная чувствительность секреции инсулина к действию гормонов желудочно-кишечного тракта – инкретинов (энтероглюкагона и глюкозозависимого инсулинотропного полипептида), холецистокинина, секретина, гастрина, желудочного ингибирующего полипептида.

Клинически важным и в какой-то мере опасным является усиление секреции инсулина при длительном воздействии соматотропного гормона, АКТГ и глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов. При этом возрастает риск истощения β-клеток, уменьшение синтеза инсулина и возникновение инсулинзависимого сахарного диабета. Такое может наблюдаться при использовании указанных гормонов в терапии или при патологиях, связанных с их гиперфункцией.

Нервная регуляция β-клеток поджелудочной железы включает адренергическую и холинергическую регуляцию. Любые стрессы (эмоциональные и/или физические нагрузки, гипоксия, переохлаждение, травмы, ожоги) повышают активность симпатической нервной системы и подавляют секрецию инсулина за счет активации α2-адренорецепторов. С другой стороны, стимуляция β2-адренорецепторов приводит к усилению секреции.

Также выделение инсулина повышается n.vagus, в свою очередь находящегося под контролем гипоталамуса, чувствительного к концентрации глюкозы крови.

Мишени

Рецепторы инсулина находятся практически на всех клетках организма, кроме нервных, но в разном количестве. Нервные клетки не имеют рецепторов к инсулину, т.к. последний просто не проникает через гематоэнцефалический барьер.

Наибольшая концентрация рецепторов наблюдается на мембране гепатоцитов (100-200 тыс на клетку) и адипоцитов (около 50 тыс на клетку), клетка скелетной мышцы имеет около 10 тысяч рецепторов, а эритроциты — только 40 рецепторов на клетку.

Механизм действия

После связывания инсулина с рецептором активируется ферментативный домен рецептора. Так как он обладает тирозинкиназной активностью, то фосфорилирует внутриклеточные белки — субстраты инсулинового рецептора. Дальнейшее развитие событий обусловлено двумя направлениями: MAP-киназный путь и ФИ-3-киназный механизмы действия (подробно).

При активации фосфатидилинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты – активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности «метаболических» ферментов – ТАГ-липазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и других.

При реализации MAP-киназного механизма (англ. MAP mitogen-activated protein) регулируются медленные эффекты – пролиферация и дифференцировка клеток, процессы апоптоза и антиапоптоза.

Два механизма действия инсулина

Скорость эффектов действия инсулина

Биологические эффекты инсулина подразделяются по скорости развития:

Очень быстрые эффекты (секунды)

Эти эффекты связаны с изменением трансмембранных транспортов:

1. Активации Na+/K+-АТФазы, что вызывает выход ионов Na+ и вход в клетку ионов K+, что ведет к гиперполяризации мембран чувствительных к инсулину клеток (кроме гепатоцитов).

2. Активация Na+/H+-обменника на цитоплазматической мембране многих клеток и выход из клетки ионов H+ в обмен на ионы Na+. Такое влияние имеет значение в патогенезе артериальной гипертензии при сахарном диабете 2 типа.

3. Угнетение мембранной Ca2+-АТФазы приводит к задержке ионов Ca2+ в цитозоле клетки.

4. Выход на мембрану миоцитов и адипоцитов переносчиков глюкозы ГлюТ-4 и увеличение в 20-50 раз объема транспорта глюкозы в клетку.

Быстрые эффекты (минуты)

Быстрые эффекты заключаются в изменении скоростей фосфорилирования и дефосфорилирования метаболических ферментов и регуляторных белков.

Печень
  • торможение эффектов адреналина и глюкагона (фосфодиэстераза),
  • ускорение гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (ацетил-SКоА-карбоксилаза),
  • формирование ЛПОНП,
  • повышение синтеза холестерина (ГМГ-SКоА-редуктаза),
Мышцы
  • торможение эффектов адреналина (фосфодиэстераза),
  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),
  • стимуляция гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиливает транспорт нейтральных аминокислот в мышцы,
  • стимулирует трансляцию (рибосомальный синтез белков).
Жировая ткань
  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация Глют-4),
  • активирует запасание жирных кислот в тканях (липопротеинлипаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (активация ацетил-SКоА-карбоксилазы),
  • создание возможности для запасания ТАГ (инактивация гормон-чувствительной-липазы).

Медленные эффекты (минуты-часы)

Медленные эффекты заключаются в изменении скорости транскрипции генов белков, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток, например:

1. Индукция синтеза ферментов в печени

  • глюкокиназы и пируваткиназы (гликолиз),
  • АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы (синтез жирных кислот),
  • глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (пентозофосфатный путь),

2. Индукция в адипоцитах синтеза глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы и синтазы жирных кислот.

3. Репрессия синтеза мРНК, например, для ФЕП-карбоксикиназы (глюконеогенез).

4. Обеспечивает процессы трансляции, повышая фосфорилирование по серину рибосомального белка S6.

Очень медленные эффекты (часы-сутки)

Очень медленные эффекты реализуют митогенез и размножение клеток. Например, к этим эффектам относится

1. Повышение в печени синтеза соматомедина, зависимого от гормона роста.

2. Увеличение роста и пролиферации клеток в синергизме с соматомединами.

3. Переход клетки из G1-фазы в S-фазу клеточного цикла.

Именно группой медленных эффектов объясняется «парадокс» наличия инсулинорезистентности адипоцитов (при сахарном диабете 2 типа) и одновременное увеличение массы жировой ткани и запасание в ней липидов под влиянием гипергликемии и инсулина.

Инактивация инсулина

Удаление инсулина из циркуляции происходит после его связывания с рецептором и последующей интернализации (эндоцитоза) гормон-рецепторного комплекса, в основном в печени и мышцах. После поглощения комплекс разрушается и белковые молекулы лизируются до свободных аминокислот. В печени захватывается и разрушается до 50% инсулина при первом прохождении крови, оттекающей от поджелудочной железы. В почках инсулин фильтруется в первичную мочу и, после реабсорбции в проксимальных канальцах, разрушается.

Патология

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.

09.02.2018

Все диабетики знают, что такое инсулин, и что он нужен для снижения уровня глюкозы в крови. Но какова его структура, какой орган вырабатывает инсулин и какой механизм действия? Об это и пойдет речь в этой статье. Самым любопытным диабетикам посвящается…

Какой орган вырабатывает инсулин в организме человека

Человеческий орган, отвечающий за выработку гормона инсулина — это поджелудочная железа.  Основная функция железы — эндокринная.

Ответ на вопрос: «Что или какой человеческий орган вырабатывает инсулин» — поджелудочная железа.

Благодаря  панкреатическим островкам (Лангерганса), производятся 5 видов гормонов, большинство которых регулируют «сахарные дела» в организме.

  • a клетки — вырабатывают глюкагон (стимулирует распад гликогена печени в глюкозу, поддерживая уровень сахара на постоянном уровне)
  • b клетки — производят инсулин
  • d клетки — синтезирует соматостатин (способен уменьшать выработку инсулина и глюкагона поджелудочной)
  • G клетки — продуцируется гастрин (регулирует секрецию сомастотина, и участвует в работе желудка)
  • ПП клетки — вырабатывают панкреатический полипептид (стимулирует выработку желудочного сока)

Большую часть клеток составляют бета клетки (b клетки), которые находятся в основном на кончике и в головном отделе железы, и секретируют диабетический гормон инсулин.

Ответ на вопрос: «Что вырабатывает поджелудочная железа кроме инсулина» — гормоны для работы желудка.

Состав инсулина, строение молекулы

Как мы видим на рисунке, молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей. Каждая цепь состоит из аминокислотных остатков. В цепи А содержится 21 остаток, в цепи В — 30. И того, инсулин состоит из 51 аминокислотного остатка. Цепи соединены в одну молекулу дисульфидными мостиками, которые образуются между остатками цистеина.

Интересно то, что у свиней строение молекулы инсулина практически такое же, отличие есть только в одном остатке — вместо треонина у свинок в цепи В находится аланин. Именно из-за этого сходства свиной инсулин часто используют для изготовления инъекций. Кстати, бычий тоже используют, но он отличается уже на 3 остатка, а значит менее подходит для организма человека.

Выработка инсулина в организме, механизм действия, свойства

Инсулин вырабатывается поджелудочной железой, когда повышается уровень глюкозы в крови.

Образование  гормона можно разделить на несколько этапов:

  • Изначально в железе образуется неактивная форма инсулина — препроинсулин. Он состоит из 110 аминокислотных остатков, созданных объединением четырех пептидов — L, B, C  и А.
  • Далее происходит синтез препроинсулина в эндоплазматическая сеть. Для того, чтобы пройти сквозь мембрану, отщепляется L-пептид, который состоит из 24 остатков. Таким образом возникает проинсулин.
  • Проинсулин поступает в комплекс Гольджи, где и продолжит свое созревание. Во время созревание отделяется С-пептид ( состоящий из 31 остатка), который соединял В и А пептиды. В этот момент молекула проинсулина разделяется на две полипептидные цепи, образуя необходимую молекулу инсулина.

Как работает инсулин

Для того, чтобы высвободить инсулин из гранул, в которых он теперь хранится, нужно сообщить поджелудочной о повышении уровня глюкозы в крови. Для этого существует целая цепочка взаимосвязанных процессов, которые активизируются при повышении сахара.

  • Глюкоза в клетке подвергается гликолизу и образует аденозинтрифосфат (АТФ).
  • АТФ контролирует закрытие ионных калиевых каналов, вызывая деполяризацию мембраны клетки.
  • Деполяризация открывает кальциевые каналы, вызывая ощутимый приток кальция в клетку.
  • Гранулы, в которых хранится инсулин, реагируют на это повышение, и высвобождают необходимое количество инсулина.  Высвобождение происходит с помощью экзоцитоза. То есть гранула сливается с мембраной клетки, цинк, который сковывал активность инсулина, отщепляется, и активный инсулин поступает в организм человека.

Таким образом, организм человека получает необходимый регулятор глюкозы в крови. 

За что отвечает инсулин, роль в организме человека

Гормон инсулин  участвует во всех обменных процессах в организме человека. Но самая важная его роль — углеводный обмен. Влияние инсулина на углеводный обмен состоит в транспортировке глюкозы непосредственно в клетки организме. Жировые и мышечные ткани, которые составляют две трети тканей человека, являются инсулинозависимыми. Без инсулина глюкоза не может попасть в их клетки. Кроме этого, инсулин также:

  • регулирует поглощение аминокислот
  • регулирует транспортировку калия, магния и ионов фосфатов
  • усиливает синтез жирных кислот
  • уменьшает разрушение белков

Очень интересное видео про инсулин ниже.

Ответ на вопрос: «Для чего нужен инсулин в организме» — регулирование углеводного и других обменных процессов в организме.

Заключения

В этой статье я постаралась максимально доступно рассказать какой орган вырабатывает инсулин, процесс выработки и как действует гормон на человеческий организм. Да, пришлось использовать некоторые сложные термины, но без них нельзя было бы максимально полно раскрыть тему. Зато теперь вам видно, какой на самом деле сложный процесс появления инсулина, его работы и влияния на наше здоровье.

Каждый знает, что инсулиновый препарат вводят больным сахарным диабетом. А что это за вещество? Для чего нужен инсулин и как он влияет на организм? Откуда он берется в нашем теле? Все об инсулине попытаемся рассказать в данной статье.

Инсулиновый препарат это что?

Что такое вещество инсулин? Инсулин это важный гормон. В медицине гормонами называются вещества, их молекулы, которые выполняют в организме функции связи между органами, способствуют обмену веществ. Как правило, вырабатываются эти молекулы различными железами.

Инсулин у человека, зачем он нужен? Роль инсулина в организме человека весьма существенна. В нашем организме все продумано до мелочей. Многие органы выполняют сразу несколько функций. Каждое вещество выполняет важные задачи. Без любого из них нарушается самочувствие и здоровье человека. Гормон инсулин поддерживает нормальное содержание глюкозы. Глюкоза необходима человеку. Она является основным источником энергии, обеспечивает возможность человека совершать физическую и умственную работу, дает возможность органам тела выполнять свои задачи. Исчерпывается ли функция инсулина в нашем организме только этим? Давайте разбираться.

Основанием гормона является белок. Химическая формула гормона определяет, на какие органы он будет влиять. По кровеносной системе гормоны проникают в нужный орган.

Строение инсулина основано на том, что это пептидный гормон, состоящий из аминокислот. Молекула включает в себя 2 полипептидные цепи — A и B. У цепи A аминокислотный остаток 21, у цепи B — 30. Знание структуры гормона позволило ученым создать искусственный препарат для борьбы с диабетом.

Где вырабатывается гормон?

Какой орган вырабатывает инсулин? Выработка человеческого гормона инсулина осуществляется поджелудочной железой. Та часть железы, которая ответственна за гормоны, называется островками Лангерганса-Соболева. Эту железу включают в пищеварительную систему. В поджелудочной железе вырабатывается пищеварительный сок, который участвует в переработке жиров, белков и углеводов. Работа железы состоит в:

  • выработке ферментов, с помощью которых усваивается пища;
  • нейтрализации кислот, содержащихся в перевариваемой пище;
  • снабжении организма необходимыми веществами (внутренняя секреция);
  • переработке углеводов.

Поджелудочная железа самая крупная из всех желез человека. По функциям она делится на 2 части — большая часть и островки. Большая часть участвует в пищеварительном процессе, островками вырабатываются описываемый гормон. Так же островками кроме искомого вещества вырабатывается глюкагон, который тоже регулирует поступление глюкозы в кровь. Но если инсулин ограничивает сахаросодержание, то гормоны глюкагон, адреналин и соматотропин увеличивают его. Искомое вещество в медицине называют гипогликемическим. Это иммунореактивный инсулин (ИРИ). Теперь понятно, где вырабатывается инсулин.

Работа гормона в организме

Поджелудочная железа направляет инсулин в кровь. Инсулин человеческий снабжает клетки организма калием, рядом аминокислот и глюкозой. Он регулирует углеводный обмен, снабжает все наши клетки необходимым питанием. Влияя на углеводный обмен, он регулирует и метаболизм белков и жиров, поскольку при нарушении метаболизма углеводов страдают и другие обменные процессы.

Как действует инсулин? Действия инсулина на наш организм заключаются в том, что он влияет на большинство вырабатываемых организмом ферментов. Но все же, основная его функция — поддержка уровня глюкозы в пределах нормы. Глюкоза является источником энергии человека и отдельных его органов. Иммунореактивный инсулин помогает ей усвоиться и преобразоваться в энергию. Функции инсулина можно определить следующим перечнем:

  1. Он содействует проникновению глюкозы в клетки мышц и жировых тканей и аккумулированию глюкозы на клеточном уровне.
  2. Он увеличивает пропускаемость мембран клеток, что способствует проникновению в клетки нужных веществ. Молекулы, которые наносят вред клетке, выводятся через мембрану.
  3. Благодаря этому гормону в клетках печени и в мышцах появляется гликоген.
  4. Гормон поджелудочной железы способствует процессу, в котором образуется белок и накапливает их в организме.
  5. Он способствует жировым тканям в получении глюкозы и преобразовании ее в запасы жира.
  6. Помогает ферментам усилить разрушение молекул глюкозы.
  7. Мешает другим ферментам, которые стремятся разложить жиры и полезный организму гликоген.
  8. Способствует синтезу рибонуклеиновой кислоты.
  9. Помогает образованию гормона роста.
  10. Препятствует образованию кетоновых тел.
  11. Подавляет расщепление липидов.

Действие инсулина распространяется на каждый обменный процесс организма. Основные эффекты инсулина заключаются в том, что он один противостоит гипергликемическим гормонам, которых у человека намного больше.

Как происходит образование гормона

Механизм действия инсулина следующий. Инсулин вырабатывается при повышении концентрации в крови углеводов. Любая съеденная нами пища, попав в пищеварительную систему, запускает выработку гормона. Это может быть белковая или жировая пища, а не только углеводная. Если человек плотно покушал, содержание вещества повышается. После голодания его уровень падает.

Еще инсулин в организме человека вырабатывается благодаря другим гормонам, а также некоторым веществам. К ним относятся калий и необходимый для здоровья костей кальций. Ряд жирных аминокислот тоже стимулируют выработку гормона. Обратное действие оказывает соматотропин, который способствует росту человека, и в какой-то степени соматостатин.

Достаточно ли у человека инсулина, это можно определить, сделав анализ венозной крови на количество глюкозы. В моче глюкозы быть не должно, иные результаты говорят о заболевании.

Нормальный уровень глюкозы, его превышение и снижение

Кровь «на сахар», как повелось говорить, сдают утром натощак. Нормой количества глюкозы считается от 4,1 до 5,9 ммоль/л. У малышей она ниже — от 3,3 до 5,6 ммоль/л. У пожилых людей сахара больше — от 4,6 до 6,7 ммоль/л.

Чувствительность к инсулину у всех разная. Но, как правило, превышение уровня сахара свидетельствует о недостатке вещества или о других патологиях эндокринной системы, печени, почек, о том, что не в порядке поджелудочная железа. Его содержание увеличено при инфаркте и инсульте.

О патологиях перечисленных органов может говорить и снижение показателя. Мало глюкозы бывает у пациентов, злоупотребляющих алкоголем, у подвергающихся слишком большим физическим нагрузкам, у увлекающихся диетами, у голодающих людей. Снижение содержания глюкозы может говорить о нарушении обмена веществ.

Недостаток гормона можно определить до обследования по характерному запаху ацетона изо рта, который возникает из-за кетоновых тел, не подвергающихся подавлению с помощью этого вещества.

Уровень гормона в организме

Инсулин в крови по количеству не отличается у детей и взрослых. Но на нее оказывает влияние прием разнообразной пищи. Если пациент ест много углеводных продуктов, содержание гормона увеличивается. Поэтому анализ на инсулин в крови лаборант делает после не менее 8-часового воздержания от приема пищи пациентом. Перед анализом нельзя колоть себе гормон, иначе исследование будет не объективно. Тем более, что чувствительность к инсулину может подвести пациента.

Повышенное содержание гормона

Действие инсулина на человека зависит от его количества в крови. Превышение гормоном нормы может говорить о:

  1. Наличии инсулиномы — новообразования на островках поджелудочной железы. Значение наличия глюкозы в этом случае понижено.
  2. Заболевании инсулиннезависимым сахарным диабетом. В этом случае постепенно начинается уменьшение уровня гормона. А количество сахара — расти.
  3. Ожирении пациента. Тут трудно отличить причину от следствия. Вначале повышенный гормон способствует откладыванию жиров. Он повышает аппетит. Затем ожирение способствует повышению содержания вещества.
  4. Заболевание акромегалией. Оно заключается в нарушении функций передней доли гипофиза. Если человек здоров, то понижение содержания гормона вызывает рост содержания соматотропина. При акромегалии такого не происходит. Хотя надо делать скидку на разную чувствительность к инсулину.
  5. Появление синдрома Иценко-Кушинга. Это состояние, при котором отмечается повышение содержания в организме глюкокортикоидных гормонов надпочечников. При нем увеличивается пигментация кожи, усиливаются белковый и углеводный обмены, снижается жировой обмен. При этом из организма выводится калий. Повышается артериальное давление и происходит множество других неприятностей.
  6. Проявлении дистрофии мышц.
  7. Беременности, протекающей с повышением аппетита.
  8. Непереносимость фруктозы и галактозы.
  9. Болезни печени.

Снижение гормона в крови говорит о сахарном диабете 1 или 2 типа:

  • 1-ый тип диабета — выработка инсулина в организме понижена, уровень глюкозы повышен, наблюдается присутствие сахара в моче.
  • 2-ой тип — гормон повышен, глюкоза в крови тоже выше нормы. Это происходит, когда организм теряет чувствительность к инсулину, как бы не замечает его присутствия.

Сахарный диабет — грозное заболевание, когда у человека нет энергии для функционирования всех органов в штатном режиме. Болезнь распознать просто. Врач обычно назначает комплексное лечение — лечит поджелудочную железу, которая не справляется со своими функциями, и одновременно искусственно повышает уровень гормона в крови с помощью инъекций.

При диабете 2-го типа падает чувствительность к инсулину, а повышенный показатель может привести к образованию холестериновых бляшек в сосудах ног, сердца и мозга. При нем повреждаются нервные волокна. Человеку грозит слепота, инсульт, инфаркт, почечная недостаточность, необходимость ампутировать ногу или руку.

Виды гормона

Влияние инсулина на организм используется при врачевании. Лечение при сахарном диабете назначает врач после исследования. Какой тип диабета поразил больного, какие у него есть личные особенности, аллергия и непереносимость лекарственных препаратов. Зачем нужен инсулин при диабете, понятно — снизить уровень глюкозы.

Типы инсулинового гормона, которые назначают при диабете:

  1. Быстродействующий инсулин. Его действие начинается через 5 минут после инъекции, но быстро заканчивается.
  2. Короткий. Что это такое за гормон? Он начинает действовать позже — через полчаса. Но помогает в течение более длительного времени.
  3. Средней длительности. Определяется по воздействию на больного сроком около полусуток. Часто его вводят вместе с быстрым, чтобы больной сразу почувствовал облегчение.
  4. Длинного действия. Этот гормон действует в течение суток. Его вводят с утра на голодный желудок. Тоже часто применяют вместе с гормоном быстрого действия.
  5. Смешанный. Он получается путем перемешивания гормона быстрого действия и среднего действия. Предназначен для людей, которые затрудняются сами смешать 2 гормона разного действия в нужной дозировке.

Как работает инсулин, мы рассмотрели. Каждый человек по-разному реагирует на его инъекцию. Это зависит от системы питания, занятий физкультурой, от возраста, пола, сопутствующих заболеваний. Поэтому больной сахарным диабетом должен находиться под непрерывным наблюдением врача.

Используемые источники:

  • https://studfile.net/preview/2438607/
  • https://biokhimija.ru/gormony/insulin.html
  • https://diabetdieta.ru/chto-takoe-insulin/
  • https://gormonytela.ru/endokrinologiya/insulin.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации