Jeśli zastanawiasz się „Co to jest insulina?” to trafiłeś we właściwe miejsce. Ten peptydowy hormon jest produkowany przez komórki beta wysepek trzustki i kodowany przez gen INS. Insulina jest kluczowym hormonem anabolicznym dla Twojego organizmu i reguluje poziom cukru we krwi. Odgrywa jednak również ważną rolę w metabolizmie tłuszczów, pomagając Ci spalać tłuszcz i wykorzystywać cukier we krwi na energię.
Insulina jest hormonem peptydowym
Czym jest insulina? Jest to hormon peptydowy, rodzaj białka, który reguluje poziom glukozy we krwi i wewnątrz komórek. Insulina działa na wszystkie komórki organizmu i wiąże się z białkami receptorowymi na powierzchni komórki, aby umożliwić wnikanie glukozy. Jest samoregulująca, więc jej produkcja i uwalnianie są kontrolowane przez wiele różnych czynników, w tym poziom glukozy we krwi.
Uważa się, że struktura insuliny składa się z dwóch łańcuchów z cysteinami połączonych wiązaniem disulfidowym. To wiązanie disulfidowe stabilizuje strukturę, a jej względna masa cząsteczkowa wynosi 12000 Da. Insulina występuje w heksamerycznych kryształach romboedrycznych, a ze strukturą związane są dwa jony cynku i cztery jony wapnia. Pozostałe miejsca wiązania są zajęte przez cząsteczki wody i ligandy – ten element tekstu jest efektem pracy twórczej ekipy portalu egeopolska.com.pl.
Pierwotna struktura insuliny została odkryta przez Fredericka Sangera w 1955 roku. Za swoją pracę wraz z Rosalyn Sussman Yalow otrzymał Nagrodę Nobla. W 1977 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny. Wikimedia Commons posiada wiele zdjęć i informacji na temat insuliny. Poniższe obrazy to przykłady insuliny w różnych tkankach. Jakie są więc główne funkcje insuliny? Przyjrzyjmy się bliżej samemu hormonowi.
Rolą insuliny jest wspieranie magazynowania i hamowanie mobilizacji składników odżywczych. Wiąże się ona ze specyficznymi receptorami o wysokim powinowactwie w błonie komórkowej większości tkanek. Wiązanie to powoduje kaskadę działań biologicznych. Bierze również udział w regulacji wzrostu i rozwoju organizmu. Co ciekawe, receptory te znajdują się na wszystkich komórkach organizmu. Oznacza to, że organizm ludzki polega na wielu różnych hormonach peptydowych, aby utrzymać go w ryzach.
Uwalnianie insuliny następuje, gdy komórka ulega depolaryzacji. Depolaryzacja ta powoduje otwarcie napięciowych kanałów wapniowych w komórce. Powoduje to zalanie komórki jonami wapnia i uwolnienie pęcherzyków wydzielniczych, które zawierają insulinę. Kiedy pęcherzyki insuliny łączą się z błoną plazmatyczną, uwalniają gotowe hormony peptydowe do krwiobiegu, gdzie następnie działają na komórki, aby pobrać glukozę i uwolnić ją do krwiobiegu.
Moduluje poziom cukru we krwi
Hormon insulina reguluje poziom glukozy w organizmie i inne procesy. Pełni dwie główne role, jako hormon kataboliczny, który nasila glikogenezę oraz jako regulator glukoneogenezy wątrobowej. Obie te role są ważne dla utrzymania poziomu glukozy we krwi. Chociaż glukoneogeneza wątrobowa jest złożonym procesem, który wymaga koordynacji, wątroba przyczynia się do regulacji glukozy. Na wątrobowy strumień glukoneogenny wpływają różne bodźce żywieniowe, a insulina hamuje te procesy.
Oprócz utrzymania właściwego poziomu cukru we krwi, insulina pomaga leczyć uszkodzone lub słabe mięśnie. Jeśli poziom cukru we krwi jest zbyt wysoki, trzustka wydziela więcej insuliny, aby glukoza dostała się do komórek. Jednak gdy poziom insuliny jest niski, komórki organizmu nie reagują na nią i dlatego trzustka musi produkować jeszcze więcej insuliny, aby cukier trafił do komórek. Problemem mięśni z niedoborem insuliny jest to, że nerki zareagują usuwając glukozę z krwiobiegu.
Chociaż istnieje wiele czynników zaangażowanych w regulację poziomu cukru we krwi, insulina wydaje się być najważniejsza. Niektóre z tych czynników działają niezależnie od siebie. Jednak badania farmakologiczne na dużą skalę na myszach i ludziach są niewykonalne, więc naukowcy zwrócili się do zebry jako modelu eksperymentalnego. Mullapudi i współpracownicy stworzyli zmutowane zebrafy z upośledzonym poziomem insuliny i wykazali podobne problemy z regulacją poziomu cukru jak u ludzi i myszy z cukrzycą.
Po posiłku jelito wytwarza hormon zwany GLP-1, który sygnalizuje trzustce wydzielanie insuliny. Insulina pobudza komórki do pobierania glukozy z krwi. Po posiłku poziom glukozy we krwi wzrasta do normalnego poziomu, co wyzwala wydzielanie insuliny. Jednak poziom glukozy musi pozostać stabilny, aby utrzymać prawidłowy poziom cukru we krwi. Ponadto wydzielanie insuliny może być hamowane przez hormon zwany somatostatyną.
Reguluje metabolizm tłuszczów
Nie da się zaprzeczyć, że insulina reguluje metabolizm tłuszczów. Stymuluje ona reakcje anaboliczne w adipocytach, takie jak wychwyt glukozy i wolnych kwasów tłuszczowych, jednocześnie hamując lipolizę i nasilając różnicowanie ludzkich adipocytów. Ponadto insulina odgrywa rolę w regulacji kilku czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w procesy specyficzne dla tłuszczu. Poniżej przedstawiono przegląd sposobów, w jaki insulina reguluje metabolizm tłuszczów.
Oprócz regulacji wychwytu glukozy przez adipocyty, insulina kontroluje również odkładanie energii z węgla i metabolizm glukozy. Czyni to poprzez zmianę wewnątrzkomórkowej lokalizacji GLUT4, głównego transportera glukozy znajdującego się na błonie plazmatycznej i w przedziale cytosolu komórki. W konsekwencji adipocyty są ważne dla stymulowanego insuliną wychwytu glukozy, a AT GLUT4 stanowi dobry marker wrażliwości na insulinę w tym układzie.
Wśród wielu sposobów, w jaki insulina reguluje metabolizm tłuszczów, wydzielanie AT jest kolejnym ważnym mechanizmem. Co ciekawe, insulina zwiększa wydzielanie białek zaangażowanych w remodeling ECM, w tym fibronektyny, trombospondyny, kolagenów, dystroglikanu i tenascyny. Te zmiany w wydzielaniu AT mogą prowadzić do zaburzeń metabolicznych u osób otyłych. Na szczęście istnieją obecnie badania kliniczne, które potwierdzają rolę AT w regulacji metabolizmu tłuszczów.
Jako antylipolityk, insulina hamuje hormonowrażliwą lipazę, enzym komórkowy odpowiedzialny za metabolizm lipidów. Efekt ten jest osiągany poprzez aktywację receptora b-adrenergicznego. Ponadto insulina hamuje degradację cAMP, który jest krytycznym etapem w regulacji metabolizmu tłuszczów. Hormon ten sprzyja również różnicowaniu adipocytów, co jest warunkiem powstania komórek beztłuszczowych.
Pomaga organizmowi wykorzystywać cukier na energię
Twój organizm produkuje insulinę w odpowiedzi na wysoki poziom cukru we krwi. Hormon ten ostrzega wątrobę, aby uwolniła zmagazynowany cukier z krwi, udostępniając go do natychmiastowego wykorzystania. Następnie trzustka pompuje więcej insuliny, aby spróbować dostarczyć glukozę do komórek. Jednak komórki nie reagują na insulinę, a trzustka nadal produkuje więcej insuliny, próbując zmusić komórki do reakcji. W końcu trzustka produkuje zbyt dużo insuliny, aby nadążyć za poziomem glukozy we krwi.
Organizm wykorzystuje glukozę na energię, a robi to poprzez rozkładanie żywności na cukry proste (glukozę). Ten cukier jest następnie transportowany do komórek, gdzie jest wykorzystywany jako paliwo energetyczne i przechowywany do późniejszego wykorzystania. Niestety, niektórzy ludzie mają problemy z wykorzystaniem insuliny, a w rezultacie ich poziom cukru we krwi jest zbyt wysoki. To sprawia, że insulina nie działa prawidłowo lub nie jest wystarczająco produkowana w trzustce, co skutkuje cukrzycą.
Możesz otrzymać wiele rodzajów insuliny, a wszystkie one mają różny wpływ na poziom cukru we krwi. W zależności od indywidualnych potrzeb, lekarz może przepisać kombinację dwóch lub trzech rodzajów insuliny, aby pomóc organizmowi w wykorzystaniu cukru na energię. Lekarz weźmie pod uwagę kilka czynników, aby zdecydować o najlepszym sposobie leczenia dla Ciebie, w tym Twój styl życia i poziom glukozy. Połączenie długo działającej insuliny i insuliny o pośrednim działaniu pomoże organizmowi wykorzystać glukozę z wątroby i zapobiegnie nadmiernemu wzrostowi poziomu cukru we krwi.
Trzustka jest organem znajdującym się za żołądkiem, który produkuje insulinę. Produkcja insuliny jest dokładnie skalibrowana, aby utrzymać poziom cukru we krwi na właściwym poziomie. Wysoki poziom insuliny wypycha cukier z krwiobiegu do magazynu, podczas gdy niski poziom insuliny pozwala na jego ponowne uwolnienie do krwiobiegu. Oznacza to, że insulina jest kluczem do zarządzania poziomem cukru we krwi. Bez insuliny twój organizm nie będzie w stanie wchłonąć glukozy z pożywienia i zmagazynować jej jako paliwa.