Insulin

Insulin je hormon udružen sa viškom energije, što bi značilo, kada u ishrani postoji obilje hrane bogate energijom, insulin se sekretuje u velikoj količini i ima ulogu u deponovanju viška energetskih supstanci:

Hemijske osobine insulina

Insulin je molekula male molekulske mase, sastoji se od dva lanca, a lanci su povezani sa dve disulfidne veze. Kao i većina drugih hormona, insulin se sintetiše prvo kao prekursor preproinsulin na nivou ribozoma, a zatim preproinsulin podleže modifikaciji na endoplazmatskom retikulumu do proinsulina. Uklanjanjem par aminokiselina, proinsulin prelazi u aktivan oblik – insulin koji biva deponovan u vezikulama Goldžijevom aparata. Povećanjem koncentracije glukoze u krvi dolazi do lučenja insulina. Insulin sekretovan u krv skoro u potpunosti cirkuliše u nevezanom obliku. Poluživot u plazmi je veoma kratak, svega 10 minuta. Nakon toga neiskorišćene molekule insulina podležu procesu degradacije pod uticajem enzima insulinaza u jetri, a u manjoj meri u bubrezima i mišićima.

Delovanje insulina

Insulisko delovanje se ostvaruje aktivacijom receptora ciljnih ćelija. Vezivanje insulina za receptor dovodi do niza enzimskih rekacija, a rezultat ove aktivnosti predstavlja ulazak glukoze u ćeliju i smanjenje koncentracije glukoze u krvi. Moramo napomenuti da ćelije jetre i ćelije centralnog nervnog sistema nemaju ovakve receptore za insulin, te glukoza u ove ćelije ulazi posredstvom odgovarajućih transportera, nezavisno od aktivnosti hormona.

Regulacija lučenja insulina

insulin

Insulin

Pre obroka nivo glukoze u krvi se kreće od 3,3 do 5,5 mmol/L. Tada je lučenje insulina minimalna. Nakon obroka, kada smo uneli određenu količinu ugljenih hidrata u naš organizam, koncentracija glukoze u krvi raste, što stimuliše pankreas da pojača lučenje insulina. Nakon što koncetracija glukoze u krvi dostigne prvobitnu vrednost, lučenje insulina se obustavlja.

Sekrecija insulina nakon obroka se povećava u dve faze:

  1. Koncetracija insulina u plazmi se povećava skoro 10 puta tokom 3-5 minuta posle akutnog povećanja nivoa glukoze u krvi. To je rezultat trenutnog oslobađanja prethodno stvorenog insulina iz beta-ćelija. Ovaj inicijalno visok nivo sekrecije se ne održava.
  2. Oko 15 minuta kasnije, sekrecija raste po drugi put i dostiže plato za 2-3 sata. Ovaj nivo je viši od onog u inicijalnoj fazi.

Lekovi sa sulfonilureom stimulišu sekreciju insulina tako što se vezuju za ATP – senzitivne kalcijumove kanale i blokiraju njihovu aktivnost. Kao rezultat nastaje depolarizacija koja pokreće sekreciju insulina.

Uticaj insulina na metabolizam glukoze u mišićima

Tokom većeg dela dana za energetske potrebe nije potrebna glukoza, već su umesto nje potrebne masne kiseline.

Stanja u kojima mišići koriste velike količine glukoze su:

  • Za vreme umerenog ili teškog fizičkog rada, iskorišćavanje glukoze u ovim uslovima ne zahteva velike količine insulina, jer mišićna vlakna pri naprezanju postaju propustljivija za glukozu.
  • U periodu od nekoliko sati posle obroka, u to vreme koncentracija glukoze u krvi je visoka, istovremeno pankreas luči velike količine insulina, te dodatni insulin izaziva brz transport glukoze u mišićne ćelije.

Ako mišići nisu aktivni posle obroka, a glukoza se još u velikoj meri transportuje u mišićne ćelije, tada će se većim delom deponovati u mišiću u obliku glikogena, što mišići mogu kasnije iskoristiti za stvaranje energije (naročito anaerobne).

Uticaj insulina na podsticanje preuzimanja, deponovanja i iskorišćavanja glukoze u jetri

Insulin izaziva trenutno deponovanje većeg dela glukoze, apsorbovane posle obroka, u jetru u obliku glikogena, tako što:

  • Inaktiviše fosforilazu, enzim koji izaziva razlaganje jetrenog glikogena u glukozu, u jetri. Ovo sprečava razlaganje glikogena koji se već nalazi u ćelijama jetre.
  • Povećava preuzimanje glukoze iz krvi u jetrene ćelije. To čini povećanjem aktivnosti enzima glikokinaze, koji izaziva inicijalnu fosforilaciju glukoze posle njene difuzije u ćelije jetre. Ta fosforilisana glukoza privremeno je zarobljena u ćelijama jetre, jer ne može difundovati natrag kroz ćelijsku membranu.
  • Povećana aktivnost enzima koji podstiču sintezu glikogena, uključujući i enzim glikogensintetazu, koja je odgovorna za polimerizaciju jedinica monosaharida u molekul glikogena.

Između obroka, kada hrana nije na raspolaganju, koncentracija glukoze u krvi počinje da opada. Tada se glikogen iz jetre razlaže nazad u glukozu, koja se oslobađa ponovo u krv i tako sprečava da se koncetracija glukoze u krvi suviše snizi. Ovo insulin obavlja na sledeći način:

  • Smanjenje koncektracije u krvi utiče na pankreas da smanji sekreciju insulina.
  • Nedostatak insulina zaustavlja dalju sintezu glikogena u jetri i sprečava jetru da dalje preuzima glukozu iz krvi, čuvajući tako njen nivo.
  • Usled nedostatka insulina dolazi do aktivacije enzima fosforilaze, koja izaziva razlaganje glikogena u glukozofosfat.
  • Enzim glukozofosfataza, koju je ingibisao insulin, sada aktivira nedostatak insulina, što za posledicu ima odvajanje fosfatnog radikala od glukoze, to omogućuje da slobodna glukoza difunduje nazad u krv.

Insulin podstiče pretvaranje viška glukoze u masne kiseline i inhibiše glikoneogenezu u jetri:

  • Kada je količina glukoze koja uzlazi u jetrene ćelije veća nego što se može deponovati kao glikogen ili koristiti u lokalnom metabolizmu u jetri, insulin podstiče pretvaranje svog viška glukoze u masne kiseline, koje se posle deponuju kao mast.
  • Insulin ihibiše glukoneogenezu smanjenjem u jetri količine i aktivnosti enzima koji su neophodni za glukoneogenezu.

Insulin i mozak

Ćelije mozga su propustljive za glukozu bez posredovanja insulina. Zato je od esencijalnog značaja da se nivo glukoze u krvi održava uvek iznad kritičnog nivoa. Kada glukoza u krvi padne suviše nisko u opsegu 1,1 do 2,7 mmol/L, razvijaju se simptomi hipoglikemijskog šoka, što vodi krizu svesti, konvulzije i čak u komu.

Dejstvo insulina na metabolizam masti

Insulin podstiče sintezu i deponovanje masti. Faktori koji dovode do povećane sinteze masnih kiselina u jetri su sledeći:

Insulin povećava transport glukoze u ćelije jetre:

  • Kada se koncetracija glikogena u jetri poveća dolazi do inhibicije dalje sinteze glikogena, tada sva dodatna glukoza koja ulazi u ćelije jetre postaje raspoloživa za stvaranje masti
  • Glukoza se razlaže do piruvata, a piruvat se pretvara u Acetil CoA iz koga se sintetišu masne kiseline.
  • Kada se veća količina glukoze koristi za stvaranje energije, stvara se višak citratnih i izocitratnih jona u ciklusu limunske kiseline. Ovi joni imaju direktan efekat u aktivaciji Acetil CoA-karboksilaze, koja je potrebna za karboksilaciju Acetil CoA i stvaranje malonil-CoA (prvi stepen sinteze masnih kiselina).
  • Veći deo masnih kiselina se sintetiše u samoj jetri i koristi za stvaranje triglicerida, uobičajene forme deponovane masti.

Insulin ima još dva bitna dejstva koja su neophodna za deponovanje masti u masne ćelije:

  • Insulin inhibira dejstvo hormon-senzitivne lipaze (enzim za hidrolizu triglicerida u mansim ćelijama) – inhibicija oslobađanja masnih kiselina u krv.
  • Insulin podstiče transport glukoze kroz ćelijsku membranu masne ćelije, od glukoze se stvaraju velike količine alfa-glicerofosfata koji daje glicerol, dalje se glicerol kombinuje sa masnim kiselinama i daje trigliceride.

Nedostatak insulina

Kako nedostatak insulina podstiče razgradnju masnog tkiva? Kada nema insulina, dolazi do snažne aktivacije hormon-senzitivne lipaze. Lipaza zatim hidrolizuje deponovane trigliceride, dolazi do oslobađanja velike količine masnih kiselina i glicerola u krv, ove masne kiseline postaju glavni supstrat koji koriste tkiva za dobijanje energije, izuzev mozga.

Kako nedostatak insulina utiče na koncetraciju holesterola i fosfolipida u plazmi? Pri nedostatku insulina, lipoproteini (pogotovo holesterol) plazme se povaćavaju do 3 puta, dolazi do njihovog nagomilavanja na zidovima arterija i nastaje ateroskleroza.

Prekomerena upotreba masti u uslovima nedostatka insulina uzrokuje ketozu i acidozu. Nedostatak insulina uzrokuje stvaranje ogromnih količina acetosirćetne kiseline u ćelijama jetre. Takođe se smanjuje iskorišćavanje acetosirćetne kiseline u perifernim tkivima. Acetosirćetna kiselina se pretvara u ketonska tela i nastaje ketoza. Acetosirćetna kiselina i beta-hidroksibuterna kiselina mogu izazvati tešku acidozu i komu.

Uticaj insulina na metabolizam proteina i rast

Insulin podstiče sintezu i deponovanje proteina tako što:

  • Stimuliše transport aminokiselina iz krvi unutar ćelija, ovo povećava translaciju iRNK i tako utiče na stvaranje novih proteina.
  • Povećava i brzinu transkripcije DNK, tako što stvara povećane količine RNK i još više sintetisanih proteina.
  • Inhibira katabolizam proteina, smanjujući na taj način oslobađanje aminokiselina iz ćelija.
  • U jetri smanjuje brzinu glikoneogeneze.

Nedostatak insulina izaziva smanjenje proteina u plazmi, a povećanje aminokiselina

  • Kada nema insulina, dolazi do prestanka deponovanja proteina.
  • Povećava se katabolizam proteina, a prestaje njegova sinteza. Ovim procesom se velike količine aminokiselina oslobađaju u plazmu, što dalje uzrokuje povećanje ekskrecije uree u urinu. Javlja se ekstremna slabost i poremećaji funkcije organa.

Uloga insulina u metabolizmu masti i sećera

Hormon rasta i kortozol se sekretuju kao odgovor na hipoglikemiju i oba inhibišu ćelijsko iskorišćavanje glukoze, dok stimulišu iskorišćavanje masti. Adrenalin povećava koncetraciju glukoze u plazmi za vreme perioda stresa, kada je nadražen sipatikus. On deluje različito od drugih hormona jer povećava i koncetraciju masnih kiselina u plazmi, razlozi za ovo su:

  • Adrenalin ima veoma snažan efekat u izazivanju glukogenolize u jetri, na koji način se u roku od nekoliko minuta oslobađa velike količine glukoze u krv.
  • On takođe ima direktan lipolitički efekat na adipozne ćelije, jer aktiviše hormon-zavisnu lipazu, povećavajući na taj način i koncetraciju masnih kiselina u krvi.
Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

6 • Pitanja i odgovori

  1. Poštovani, imate li neki lek ili savet za INSULINSKU REZISTENCIJU. Moja 23-ogodišnja ćerka ima problem sa mesečnim ciklusom i kao uzrok joj je navedena pomenuta dijagnoza,drugih tegoba nema.
    Hvala unapred na odgovoru.

    • Studenti medicine

      Insulin je peptidni hormon, više o peptidima i njihovom značaju možete pronaći u članku peptidi. Naš digestivni trakt razgrađuje proteine odnosno peptide, tako kada bi uneli peptidni hormon oranlo, insulin bi izgubio svoju strukturu, a samim tim i biološku funkciju, jer bi bio razgrađen od strane pomenutog trakta.

  2. Radio sam test tolerancije na glukozu (OGTT) privatno, radio sam jer imam glavobolju i umor posle obroka bogatog ugljenim hidratima i hteo sam da utvrdim da li mi je secer stabilan. Rezultati nakon prvog i drugog sata su mi na donjoj granici. Secer pre testa je bio 3,1. Bilo koja ideja za resenja ovog problema ce mi dobro doci. Ako neko ima slicne simptome molio bih da odgovori.

    • Studenti medicine

      Pokušajte sa malo većim unosom tečnosti (vode) tokom dana, minimum 2-5l dnevno, ako pijete manje od navedene vrednosti ovo može biti vrlo verovatan uzrok glavobolje, naročito posle obroka bogatog ugljenim hidratima. Da ne dodje do zabune, vodu treba piti pre obroka, nakon obroka ne piti ništa 30-60min.

Napišite Vaš odgovor/pitanje