Insulina i jej oddziaływanie
Insulina jest hormonem wydzielanym przez komórki beta trzustki i zmagazynowana w pęcherzykach w ich wnętrzu.
Mechanizm wydzielania insuliny Podczas posiłku, gdy stężenie glukozy w jelicie cienkim przekroczy stężenie 30 mM, zostaje uruchomiony transport glukozy do komórek beta trzustki, za pośrednictwem transportera GLUT 2. GLUT 2 umożliwia transport ułatwiony, zgodny z gradientem stężeń. Glukoza w komórce jest przekształcana w glukozo-6-fosforan, co zapobiega wyrównaniu stężeń glukozy i podtrzymaniu transportu do komórki. We wnętrzu komórek beta, glukoza podlega przemiano w cyklu Krebsa, w wyniku czego jest produkowane ATP. Na skutek ciągłego napływu glukozy, poziom ATP znacznie wzrasta, co z kolei powoduje hamowanie kanału potasowego i ustanie wypływu jonów z komórki. We wnętrzu komórki rośnie stężenie jonów potasowych i staje się ono elektrododatnie aż dochodzi do wyrównania ładunków na błonie i depolaryzacji. Depolaryzacja aktywuje zależny od napięcia kanał wapniowy typu L, powodując napływ jonów wapnia do komórki. Jony wapnia aktywują kanał rianodynowy zlokalizowany w błonie pęcherzyków magazynujących insulinę, indukując ich przemieszczenie do błony komórkowej i uwolnienie zawartości. Schematyczna ilustracja mechanizmu wydzielania insuliny z komórek beta trzustki jest przedstawiona na rysunku 1 (źródło: http://stephanieschaefer.ca/2011/03/longtime-mystery-solved-the-mechanism-of-insulin-secretion/).
Oddziaływanie insuliny na receptor Wydzielona insuliny dociera do komórek docelowych i oddziałuje na swoisty receptor błonowy IR. Receptor insulinowy składa się z dwóch podjednostek a zlokalizowanych na zewnątrz błony komórkowej, oraz dwóch błonowych podjednostek b. Aktywacja receptora powoduje autofosforylację podjednostek b, które rekrutują kolejne białka komórkowe. Insulina może aktywować kilka szlaków sygnałowych. Szlak IRS/PI3-K/PKB może oddziaływać na syntezę białek, lipidów, ruchliwość komórek, transport glukozy, ekspresję genów, czy proces biogenezy, za pośrednictwem różnych białek wykonawczych. Drugim szlakiem aktywowanym przez insulinę jest droga zależna od Ras/Raf/MEK/MAPK, która jest odpowiedzialna za podtrzymanie przeżycia komórek. Skrócony schemat oddziaływania insuliny oraz jej efektów biologicznych przedstawia rysunek 2.
Literatura
- Lizcano JM, Alessi DR. The insulin signalling pathway. Curr Biol 2002; 12:R236-8.
- Wojtaszewski JF, Jørgensen SB, Frøsig C, MacDonald C, Birk JB, Richter EA. Insulin signaling: effects of prior exercise. Acta Physiol Scand 2003; 178:321-8.
- Pessin J, Saltiel A. Signaling pathways in insulin action: molecular targets of insulin resistance. J Clin Invest 2000; 106:165-9.
- http://en.wikipedia.org/wiki/Insulin_signal_transduction_pathway_and_regulation_of_blood_glucose