انسولین یک هورمون محوری در متابولیسم انسانی است، سازماندهی چگونگی ذخیره و استفاده از انرژی از مواد غذایی است که به طور انحصاری توسط سلول های بتا از پانکراس تولید می شود، انسولین تنظیم کننده اصلی هومیوپاتی گلوکز خون است بدون عملکرد انسولین مناسب، گلوکز در جریان خون انباشته می شود، که منجر به اختلالات متابولیکی مانند دیابت میلوتوس می شود، این مقاله یک بررسی معتبر، در تحقیقات عمیق از مکانیسم های مقاومت در مسیر و ساختار مرکزی آن، و نقش متابولیسم آن را فراهم می کند.

انسولین چیست؟

انسولین یک هورمون پپتید کوچک متشکل از 51 اسید آمینه است که در دو زنجیره (A و B) که توسط پیوندهای disulfide پیوند می یابد، به عنوان یک پیش نویس بزرگتر، پروینulin، که به انسولین و C-پتید پیوند می یابد، سنتز می شود. سلول های بتای لانگرهان در پانکراس تولید و ذخیره انسولین در فیبرهای خون مخفی، هنگامی که آن را به سلولهای انسولین و فیبرهای گردش خون منتقل می کنند.

ماموریت اصلی انسولین این است که جذب گلوکز را به عضله، بافت آسپیپوز و کبد، در نتیجه کاهش غلظت گلوکز خون است. فراتر از دفع گلوکز، انسولین یک شبکه گسترده از مسیرهای آنابولیک را اداره می کند: آن را تحریک می کند سنتز گلیکوژن، لیپوژنز، و سنتز پروتئین در حالی که جلوگیری از فرآیندهای متابولیکی مانند گلوکونئووژن، گلیسین، و لیپولیزوز.

کشف و زمینه تاریخی

کشف انسولین در سال 1921 توسط Frederick Banting، Charles Best، James Collip و John Macleod دیابت نوع 1 را از یک بیماری کشنده به یک بیماری مزمن قابل کنترل تبدیل کرد.قبل از انسولین، بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 با رژیم های گرسنگی و مرگ زودرس مواجه شدند. انزوای موفق انسولین از پنکتا منجر به تزریق اول انسان در سال 1922، پس از آن یک نوآوری هسته ای از آن، به طور چشمگیری افزایش یافته است.com سیگنال های بالینی و سیگنال دهی شده است.

نقش انسولین در متابولیسم

انسولین اثرات آن را بر تقریبا هر بافت اعمال می کند، اما مهم ترین اقدامات متابولیک آن در کبد، عضلات اسکلتی و بافت پروپوپس رخ می دهد.هر پاسخ به خوبی تنظیم شده است تا تعادل انرژی را حفظ کند.

← جذب و عدم تعادل

در سلول های عضلانی و چربی، انسولین باعث انتقال نوع انتقال گلوکز 4 (GLUT4) از vesicles داخل سلول می شود.این اجازه می دهد تا گلوکز به سرعت وارد سلول ها شود.هنگامی که در داخل، گلوکز به گلوکز-6 فسفات تزریق می شود، و آن را به گلیولیس (برای انرژی فوری) یا سنتز گلیکوژن (برای ذخیره سازی انسولین، بدون GL4، و جلوگیری از آن نمی تواند به طور موثر وارد شود.

Glycogen سنتز و ذخیره سازی

در کبد و عضلات اسکلتی، انسولین synthase گلیکوژن را فعال می کند، آنزیمی که مولکول های گلوکز را به گلیکوژن زنجیره ای می دهد، در عین حال فسفریکوژن گلیکاز را فعال می کند، که گلیکوژن را تجزیه می کند، این عمل دوگانه تعادل را به شدت به سمت ذخیره سازی تغییر می دهد. کبد می تواند تا حدود 100 گرم از گلیکوژن ذخیره کند، در حالی که عضلات تقریبا 300400 - در طول فرایند ناشتا و یا معکوس کردن این عمل.

متابولیسم لبوئید

انسولین یک محرک قوی برای لیپوژنز در کبد است، باعث می شود تبدیل گلوکز اضافی به اسیدهای چرب، که سپس به تری گلیسیرید ها و بسته بندی شده به لیپوپروتئین های بسیار کم عمق - در بافت لیپولیز، انسولین افزایش فعالیت لیپوپروتئیناز، تسهیل جذب اسیدهای چرب از طریق کاهش چربی و جلوگیری از آن (به این ترتیب کاهش چربی ذخیره شده است).

پروتئین سنتز

انسولین باعث افزایش متابولیسم پروتئین با تحریک جذب اسید آمینه به سلول ها، به ویژه در عضله می شود، همچنین عوامل شروع ترجمه (به عنوان مثال، mTOR) را فعال می کند و باعث افزایش کارایی ریبوزوزوزوم می شود، به طور همزمان، انسولین مانع از پروتولیز، کم کردن اسید آمینه برای رشد و تعمیر می شود.این اثر آنابولیک یکی از دلایلی است که انسولین برای بهبود و به ویژه پس از تمرین بسیار مهم است.

مقررات Gluconeogenesis

در کبد، انسولین گلوکوneogenesis را سرکوب می کند – تولید گلوکز جدید از پیش سازهای غیر کربوهیدرات مانند lactate، گلیکول و اسیدهای آمینه.آن را با کاهش آنزیم های گلوکونیوژنیک کلیدی (به عنوان مثال، فسفاتو گوگردات کربوهیدرات، گلوکز6-فاکس) و در دسترس بودن مولکول های پیش بینی شده است که در حال حاضر به آن اضافه کردن سیگنال های کبدی فراوان است.

ترشح انسولین: چگونه Pancreas به Glucose پاسخ می دهد

ترشح انسولین یک فرایند تنظیم شده محکم است که سیگنال ها را از گلوکز، سایر مواد مغذی، هورمون های روده و سیستم عصبی ادغام می کند. سلول بتا به عنوان یک سنسور گلوکز عمل می کند و متابولیسم را به اگزوکیوز متصل می کند.

Glucose Sensing و The ماشه

گلوکز وارد سلول های بتا از طریق حمل کنندگان GLUT2 (در انسان، همچنین GLUT1) و بلافاصله توسط گلوکوکیناز وارد می شود، این مرحله محدود کننده نرخ است و به عنوان سنسور گلوکز اولیه (Glycsis) و میتوکندری تولید غشای داخلی، افزایش نسبت ATP / ADP است. افزایش در ATP نزدیک ATP (Ftpoling کلسیم) است.

تقویت مسیر و اثر Increting

علاوه بر مسیر ماشه، سلول های بتا یک مسیر تقویت کننده را نشان می دهند که شامل تولید ATP بیشتر نیست، اما افزایش انسولین پس از افزایش کلسیم است. هورمون های Gut شناخته شده به عنوان incretins - عمدتا GLP1 وریدی (glucagon-likelike) و GIP (به عنوان پلی پپتید وابسته به انسولین) -bind به سلول های حاوی همان واکنش های حاوی گلوکز بیشتر از این است.

ترشح انسولین Biphasic

When glucose is rapidly elevated, insulin secretion follows a characteristic biphasic pattern. The first phase (within 2–5 minutes) represents the release of pre‑docked granules and lasts about 10 minutes. The second phase (sustained release over 30–120 minutes) involves the mobilization of reserve granules and continued synthesis of new insulin. The first phase is often blunted or absent in prediabetes and early type 2 diabetes, a key defect in the progression of the disease.

مسیر سیگنال دهی انسولین: چگونه سلول ها پاسخ می دهند

انسولین به گیرنده انسولین متصل می شود، گیرنده ترانسمبرمن tyrosine kinase متشکل از دو آلفا و دو زیرمجموعه بتا است. Binding باعث تحریک خودکار فسفorylation از زیرمجموعه های بتا می شود، فعال کردن فعالیت ذاتی گیرنده.

IRS-PI3K-Akt Axis

پروتئین های گیرنده انسولین فعال شده، به ویژه پروتئین های گیرنده انسولین (IRS) به ویژه IRS-1 و IRS-Fosphorylated IRS با فسفاتاتیودیلینوستول 3-kinase (PI3K)، که PIP3 را تولید می کند (Faridylinositol (3،4،5)-tris فسفات) و فعال کردن رونویسی های مرکزی (همچنین پروتئین شناخته شده) است.

مسیر MAPK و دیگر شاخه ها

انسولین همچنین مسیر Ras-MAPK (میتوژن فعال پروتئین کیناز) را فعال می کند که رشد سلول، تمایز و بیان ژن را تنظیم می کند.این شاخه برای اثرات آنابولیک طولانی مدت انسولین و نقش آن در بقای سلول مهم است.

مقاومت در برابر انسولین: علل و مکانیسم های مولکولی

مقاومت به انسولین به عنوان یک توانایی کاهش انسولین برای ارتقاء جذب گلوکز و سرکوب تولید گلوکز است.این یک نشانه از پیش دیابت، دیابت نوع 2 و سندرم متابولیک است. درک etiology آن برای پیشگیری و درمان حیاتی است.

چاقی و اختلال بافت Adipose

کمبود چربی اضافی - به ویژه چربی در برابر التهابی - قوی ترین عامل خطر برای مقاومت به انسولین است. سلول های چربی بزرگ آزاد مقدار زیادی از اسیدهای چرب آزاد و سیتوکین التهابی را افزایش می دهند (به عنوان مثال، آسیب پذیری استروژن بالا به عنوان اختلال عملکرد PI3-alpha، interleukin-6).

التهاب مزمن

التهاب کم درجه در حال حاضر به عنوان یک محرک کلیدی مقاومت به انسولین شناخته شده است. سلول های Immune (به ویژه ماکروفاژها) به بافت adipose نفوذ می کنند و التهاب سیتوکین هایی تولید می کنند که خویشاوند استرس را فعال می کنند - مانند gutic N-ulase (JNK) و مهار کننده kappa B kinase (IK) که فسفری1 را در مهار کننده های سیستم عامل مرتبط با این سیگنال دهی انسولین متصل می کند.

فعالیت فیزیکی و متابولیسم عضلانی

عضله اسکلتی بزرگترین depot غیر عفونی گلوکز پس از یک وعده غذایی است.یک سبک زندگی بی تحرک توانایی جذب گلوکز را کاهش می دهد، به دلیل کاهش بیان GLUT4 و کاهش فعالیت آنزیم های اکسیداتیو میتوکندری. ورزش، در مقابل، افزایش فعالیت پروتئین فعال AMP (AMPK) و افزایش حساسیت به انسولین برای ساعات پس از یک جلسه.

عوامل ژنتیکی و اپی ژنتیک

مطالعات خانوادگی نشان می دهد که وراثت 30 تا 70 درصد از خطر مقاومت به انسولین را تشکیل می دهد. پلی مورفیسم های رایج در ژن هایی مانند IRS-1 PPARG، TCF7L2 و ENPP1 با افزایش متوسط در معرض خطر قرار گرفته اند.

انسولین در نوع 1 و دیابت نوع 2

دیابت نوع 1

دیابت نوع 1 یک بیماری خود ایمنی است که در آن حملات سیستم ایمنی و از بین بردن سلول های بتا از پانکراس است. تخریب توسط سلول های T واسطه می شود، اغلب در افرادی با HLA هاپلویپ خاص و ایجاد شده توسط عوامل محیطی (به عنوان مثال، عفونت های ویروسی) به عنوان کاهش توده سلول بتا، توانایی تولید انسولین، در نهایت منجر به کمبود انسولین شدید یا کمبود انسولین، معمولاً بیماری های بیش از حد حاد.

نوع 2 دیابت

دیابت نوع 2 با مقاومت به انسولین همراه با ترشح انسولین جبران نشده مشخص می شود.در مراحل اولیه، پانکراس تولید انسولین را برای حفظ سطح گلوکز طبیعی افزایش می دهد.در طول زمان، سلول های بتا به اختلال عملکرد تبدیل می شوند و ترشح انسولین اغلب به بیش از حدگلیسمی منجر می شود. مکانیسم های اساسی شامل گلو سمی بودن، لیپو سمیت، رسوب در پلاکت ها، و داروهای ژنتیکی غیر قابل تشخیص، اغلب می توانند نوع 2، درمان های ضد عفونی شوند.

مدیریت سطح انسولین و حساسیت

این که آیا یک فرد متابولیسم گلوکز طبیعی، پیش دیابت ها یا دیابت های تثبیت شده دارد، استراتژی هایی که حساسیت به انسولین یا تنظیم انسولین را بهبود می بخشد، برای سلامت متابولیک مرکزی هستند.

رویکردهای تغذیه ای

رژیم غذایی کم در کربوهیدرات های تصفیه شده و قند اضافه شده باعث کاهش قندهای پس از مصرف می شود و بنابراین تقاضای سلولهای بتا را کاهش می دهد.تقاد تمام غذاها - سبزیجات غیرارستارشی، پروتئین های لاغر، چربی های اشباع نشده و کربوهیدرات های فیبر بالا - برخی شواهد نشان می دهد که رژیم های کم کربوهیدرات می توانند به طور چشمگیری بهبود و کاهش حساسیت به انسولین را در افزایش زمان محدود، کاهش دهند.

فعالیت فیزیکی

هر دو تمرین هوازی و تمرینات مقاومتی به طور مستقل حساسیت به انسولین را بهبود می بخشد. ورزش هوازی باعث افزایش تراکم میتوکندری، ظرفیت حمل و نقل گلوکز و اکسیداسیون اسید چرب می شود. تمرینات مقاومتی توده عضلانی را افزایش می دهد که باعث می شود یک سینک بزرگتر برای دفع گلوکز فراهم شود.انجمن دیابت آمریکا حداقل 150 دقیقه فعالیت هوازی شدید در هفته، به علاوه دو جلسه مقاومت در برابر ورزش، حتی مزایای آموزش کوتاه مدت (IH) نشان داده است.

مدیریت وزن و جراحی باریایک

کاهش وزن 5 تا 10 درصد می تواند به طور قابل توجهی حساسیت به انسولین و تحمل گلوکز را بهبود بخشد، به ویژه در افرادی که چربی بیش از حد در برابر چاقی دارند و دیابت نوع 2، جراحی باریاtric اغلب منجر به بهبودی قابل توجه دیابت می شود که توسط کاهش وزن و تغییرات عمیق در هورمون های روده که ترشح و حساسیت به انسولین را افزایش می دهد، هدایت می شود.

مداخلات دارویی

متوformin اولین درمان برای دیابت نوع 2 است و عمدتا با سرکوب گلوکونوتوز کبدی و بهبود حساسیت به انسولین کار می کند. Thiazolidinediones (pioglitazone) به عنوان آنتی اکسیدان های وابسته به PPAR عمل می کند تا حساسیت های گلوکز را افزایش دهد. GLP1 آگونیست های گیرنده (به عنوان مثال، لیره، seluide)، باعث تحریک دقیق تر شدن مقدار گلوکز می شوند (gglizeglizeglizelizelizelizeg2).

نتیجه گیری

انسولین بسیار بیشتر از یک تنظیم کننده گلوکز ساده است - به عنوان هماهنگ کننده ارشد آنابولیسم عمل می کند، تاثیر بر کربوهیدرات، چربی و متابولیسم پروتئین در سراسر بدن. ترشح آن یک شگفتی از سنجش بیولوژیکی است و شبکه سیگنال دهی آن یک مدل از pleiotropy مربوط به هورمون است، هنگامی که این سیستم های falter، عواقب عمیق هستند، منجر به مقاومت به انسولین، جلوگیری از درمان سلول های بتا، و کنترل موثر است که ما می تواند بر اساس شواهد عمل بنیادی آن، و شواهد عمل، نظارت بر اساس عملکرد اساسی آن را نشان دهد.

[[ویرایش] [۱] [۱۰]

  • انجمن دیابت آمریکا (FLT:0) پایه های Insulin
  • موسسه ملی بهداشت (FLT:0) Bioشیمی، اثرات متابولیک انسولین
  • در این میان، در صورتی که در آن به صورت زیر به صورت زیر و در دسترس باشد، به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر و [...]
  • کلینیک میو (FLT:0) درمان در نوع 2 دیابت