Kryštáliky inzulínu

Inzulín je peptidový hormón produkovaný Langerhansovými ostrovčekmi podžalúdkovej žľazy (pankreasu). Umožňuje, aby sa glukóza získaná z potravy dostala do vnútra bunky a tam bola premenená na energiu.
Názov pochádza z latinského slova insula znamenajúceho „ostrov“.

Účinky

V pečeni zvyšuje vychytávanie glukózy z krvi a podporuje tvorbu zásobného glykogénu; blokuje ketogenézu (= vznik ketoacidózy, t. j. vnútorného rozvratu metabolizmu). V svaloch aktivuje systémy transportu glukózy do myocytov a tým zabezpečuje dodávku primárnej energie svalom. V tukovom tkanive inzulín zvyšuje tvorbu tukov (preto sa pri cukrovke II. typu alebo pri zvýšenej spotrebe inzulínu priberá).
Celkovo teda inzulín zvyšuje v pečeni, svaloch a v tukovom väzive vychytávanie glukózy z krvi a jej ukladanie vo forme zásobného glykogénu (v pečeni a svaloch). Zastavuje využitie tukov na tvorbu energie tým, že zabraňuje uvoľňovaniu glukagónu. S výnimkou diabetes mellitus a metabolického syndrómu inzulín zabezpečuje v tele stabilnú koncentráciu glukózy v krvi. Keď úroveň glukózy v krvi klesne pod určitú hladinu, telo začne využívať ako zdroj energie glykogenolýzu, ktorá rozkladá glykogén uložený v pečeni a svaloch na glukózu, ktorá je následne využitá na tvorbu ATP. Inzulín má anabolický efekt a uplatňuje sa aj v metabolizme minerálov.

Štruktúra

Štruktúra inzulínu sa medzi živočíšnymi druhmi líši. Inzulín zo živočíšnych zdrojov sa preto líši v stupni schopnosti ovplyvňovať metabolizmus glukózy v ľudskom organizme. Najbližšie k ľudskej verzii má inzulín ošípaných. Ľudský inzulín je proteínový hormón skladajúci sa z dvoch polypeptidických reťazcov (A,B), ktoré sú spojené disulfidickými mostíkmi a ktoré majú dohromady 51 aminokyselín – reťazec A obsahuje 21 a reťazec B 30 aminokyselín.

U stavovcov je sekvencia aminokyselín inzulínu extrémne zakonzervovaná. Hovädzí inzulín sa odlišuje od toho ľudského len v troch a u ošípaných len v jednej aminokyseline. Aj niektoré druhy rýb majú inzulín natoľko podobný ľudskému, že je u človeka klinicky efektívny. Inzulín u niektorých bezstavovcov je čiastočne podobný ľudskému a má rovnaké fyziologické účinky.

Inzulín je produkovaný a ukladaný v tele ako hexamér (jednotka obsahujúca 6 molekúl inzulínu), zatiaľ čo účinná forma je monomér. Hexamér je neaktívna forma s dlhodobou stabilitou, ktorá slúži na ochranu vysoko reaktívneho inzulínu, ak nie je potrebný. To, že inzulín je rýchlo reagujúca látka, v praxi znamená, že injekcia inzulínu nemusí byť podaná hodiny pred jedlom, čo dáva diabetikom väčšiu flexibilitu pri ich dennom liečebnom pláne.

Vznik inzulínu

• 1. fáza: vzniká pre-proinzulín v ribozómoch Langerhansových ostrovčekov
• 2. fáza: v endoplazmatickom retikule sa pre-proinzulín mení na proinzulín, ktorý je tvorený reťazcami A a B spojenými C-peptidom (v angl. connection peptid)
• 3. fáza: proinzulín putuje do sekrečných granúl B-buniek, kde je v Golgiho aparáte rozštiepený na C-peptid a inzulín
• 4. fáza: inzulín sa zrazí s iónmi zinku (kvôli svojej nižšej rozpustnosti) a je skladovaný do času potreby v sekrečných granulách B-buniek

Vylučovanie inzulínu

Inzulín sa spolu s C-peptidom (v granuliach) procesom exocytózy dostáva cez bunkovú membránu von z bunky. Tento proces je stimulovaný vzostupom ATP, ktorý je stimulovaný vzostupom glykémie (hladiny glukózy v krvi) a následne vzostupom vnútrobunkového katiónu Ca²⁺. Vylučovanie inzulínu je riadené predovšetkým koncentráciou glukózy v krvi, ale i inými hormónmi (napr. adrenalínom). Glukóza a ostatné živiny vstrebané z jedla sú primárnymi stimulátormi vylučovania inzulínu.

Celková denná dávka inzulínu u nediabetika je cca 20 – 40 IU. Z toho polovica pripadá na bazálne vylučovanie (= inzulín produkovaný nezávisle od príjmu potravy) a polovica na bolusové vylučovanie (= vylučovanie inzulínu stimulované glukózou).

Príjem inzulínu bunkou

Na každej bunke, ktorá prijíma inzulín sa nachádzajú inzulínové receptory. Na ne sa môže „prichytiť“ len molekula inzulínu a tým následne umožní vďaka glukózovým transportérom (GLUT 4) vstup glukózy do bunky. Najväčší počet týchto receptorov obsahujú bunky svalov (myocyty), pečene (hepatocyty) a tukového tkaniva (adipocyty).

Inzulín ako liek

Inzulín je lekársky využívaný na liečbu rôznych podôb cukrovky. Pacienti s diabetes mellitus I. typu sú životne závislí na podávaní inzulínu (väčšinou injekčne), pretože tento hormón ich telo neprodukuje. Pacienti s diabetes mellitus II. typu sú často voči inzulínu odolní (ich tkanivá slabo reagujú na jeho normálnu hladinu) a trpia tak vlastne jeho relatívnym nedostatkom. Až 40 % pacientov s týmto typom môže nakoniec vyžadovať inzulín, ak iné lieky pri kontrole hladiny glukózy v krvi nemajú dostatočný účinok.

Choroby

• hyperinzulinizmus
• hypoinzulinizmus
• cukrovka – diabetes mellitus

Iné projekty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Inzulín

Zdroj

• Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Insulin na anglickej Wikipédii.

Chemický portál Biologický portál