Белки гормоны инсулин

Содержание
  1. Инсулин — функции гормона в организме человека
  2. Что такое инсулин?
  3. Какой орган вырабатывает?
  4. Роль в организме человека
  5. Инсулинзависимые ткани
  6. Нормы в крови
  7. Белки и чувствительность к инсулину: теория и практика
  8. Инсулин – самый молодой гормон
  9. Синтез
  10. Схема синтеза инсулина
  11. Регуляция синтеза и секреции
  12.  Схема внутриклеточной регуляции секреции инсулина при участии глюкозы
  13. Мишени
  14. Механизм действия
  15. Скорость эффектов действия инсулина
  16. Очень быстрые эффекты (секунды)
  17. Быстрые эффекты (минуты)
  18. Печень
  19. Мышцы
  20. Жировая ткань
  21. Медленные эффекты (минуты-часы)
  22. Очень медленные эффекты (часы-сутки)
  23. Инактивация инсулина
  24. Гипофункция
  25. Найти
  26. Общая биохимия
  27. Инсулин, инсулинорезистентность, кортизол и диабет
  28. Что делать, если есть признаки повышенного уровня инсулина?
  29. Как работает кортизоловая система?
  30. Что провоцирует повышение кортизола?

Инсулин — функции гормона в организме человека

Белки гормоны инсулин

Это хлесткое слово инсулин. Писано-переписано о нем немало. Кто-то воспринимает его как приговор, кто-то как надежду, а кому-то разговор на эту тему совершенно безразличен.

Но уж если по какой-либо причине читатель заинтересовался этой проблематикой, значит, у еще остались открытые вопросы и не все ему понятно.

Постараемся объяснить понятным языком, используя поменьше медицинских терминов, для чего нужен организму этот продукт деятельности поджелудочной железы, какие функции возложены на него и как важен для человека этот островок жизни.

Да, именно так переводится с латыни insula – островок.

Что такое инсулин?

3D-молекула инсулина

Не совсем правы те, кто однобоко рассматривает функцию инсулина. Отводя ему роль этакого биологического такси, которое должно доставить глюкозу из пункта А в пункт Б, при этом забывая, что этот гормон обеспечивает не только обмен углеводов, но и еще электролитов, жиров и белков.

Его коммуникационную способность в транспортировке сквозь клеточную мембрану таких биологических элементов, как аминокислоты, липиды, нуклеотиды переоценить просто невозможно.

Поэтому не стоит отрицать, что именно иммунореактивный инсулин (ИРИ) выполняет решающую регулятивную функцию проницаемости мембран.

Вышеперечисленные рабочие характеристики позволяют этот биологический продукт позиционировать как белок с анаболическими свойствами.

Различают две формы гормона:

  1. Свободный инсулин – он стимулирует усвоение глюкозы жировыми и мышечными тканями.
  2. Связной – он не вступает в реакцию с антителами и активен только в отношении жировых клеток.

Какой орган вырабатывает?

Сразу стоит отметить, что орган синтезирующий «обменный мотиватор», равно как и сам процесс его производства, это не ширпотребовская лавка из полуподвального помещения. Это сложный многофункциональный биологический комплекс. В здоровом организме его действие по надежности сравнимо со швейцарскими часами.

Имя этому задающему генератору – поджелудочная железа. Издревле была известна ее жизнеутверждающая функция, влияющая на превращение потребленной пищи в жизненную энергию. Позже эти процессы получили название метаболические или обменные.

Для большей убедительности приведем пример: уже в древнем Талмуде, своде жизненных правил и канонов иудеев, поджелудочная железа упоминается, как «божий палец».

Слегка коснувшись анатомии человека, подчеркнем, что она располагается за желудком в брюшной полости. По своей структуре, железа, действительно, напоминает отдельный живой организм.

У нее есть почти все его составляющие:

  • головка;
  • хвост;
  • тело, как основная часть.

«Поджелудка» состоит из клеток. Последние, в свою очередь, образуют островные локации, получившие наименование – панкреатические островки. Другое их название дано в честь открывателя этих жизненных островков патологоанатома из Германии Пауля Лангерганса – островки Лангерганса.

Наличие островных клеточных образований зафиксировал немец, но русскому врачу Л. Соболеву принадлежит открытие, что именно эти клетки выделяют (синтезируют) инсулин.

Познавательное видео:

Роль в организме человека

Процесс познания механизма генерации инсулина и понимания на то, как он влияет на обмен веществ, занимает умы не только медиков, но и биологов, биохимиков и генных инженеров.

Ответственность за его производство возложена на β-клетки.

Отвечая за уровень сахара в крови и метаболические процессы, он выполняет следующие функции:

  • мотивирует мембранные клетки к повышению их проницаемости;
  • является главным катализатором расщепления глюкозы;
  • мотивирует синтез гликогена, такого сложного углеводного компонента, хранящего жизненную энергию;
  • активизирует процессы производства липидов и протеинов.

При недостатке гормона создаются предпосылки для возникновения тяжкого заболевания – сахарного диабета.

У читателя, который до конца не понимает, для чего нужен этот гормон, может сложиться превратное мнение о его роли в жизненном процессе. Дескать, это такой абсолютный регулятор всех жизненных функций, приносящий одну только пользу.

Это далеко не так. Все должно быть дозировано в меру, подано правильно, в нужном количестве, в нужное время.

На минутку представьте, если вы станете «лопать» ложками, банками, кружками, такой полезный майский мед.

То же можно сказать о ласковом утреннем солнышке и нещадном полуденном солнцепеке.

Для понимания рассмотрим таблицу, дающую представление о его разнополярных по значимости функциях:

Положительные свойстваОтрицательные свойства
Замедляет образованию в печени кетоновых тел: ацетона, бетаоксимасляной и ацетоуксусной кислоты.Мотивирует производство гликогена, т. н. полисахарида – второго по значимости энергетического хранилища.Купирует процесс распада гликогена.Усиливает механизм расщепления сахара.Активирует процесс создания рибосом, которые, в свою очередь, синтезируют белок и как результат, мышечную массу.Препятствует катаболизму (разрушению) белков.Служит коммуникатором аминокислот для мышечных клеток.Усиливает процесс липогенеза, образование жирных кислот и накопления жировой энергии (жира), блокируя гормонорецепторную липазу.Сохраняет жир, мешая использованию его энергии.Переносит глюкозу в жировые клетки.Его излишки выступают разрушителями артерий, так как провоцируют их закупорку, создавая вокруг них мягкие мышечные ткани.Как результат вышеописанного явления – повышается артериальное давление.Установлена его связь в появлении новых опасных образований в организме. Инсулин — это гормон и его избыток служит мотиватором клеточного размножения, включая и раковые.

Инсулинзависимые ткани

Деление тканей организма по признакам зависимости основаны на механизме, с помощью которого сахар попадает в клетки. В инсулинзависимые ткани глюкоза попадает с помощью инсулина, а в другие, соответственно, наоборот – самостоятельно.

К первому типу относится печень, жировая ткань и мышцы. В них имеются рецепторы, которые взаимодействуя с этим коммуникатором, увеличивают чувствительность и пропускную способность клетки, запуская обменные процессы.

При сахарном диабете это «взаимопонимание» нарушается. Приведем пример с ключом и замком.

Глюкоза хочет проникнуть в дом (в клетку). На доме есть замок (рецептор). Для этого у нее есть ключ (инсулин). И все хорошо, когда все хорошо – ключ спокойно открывает замок, впуская клетку.

Но вот проблема – сломался замок (патология в организме). И тот же самый ключ, не может открыть тот же самый замок. Глюкоза не может войти, оставаясь вне дома, т. е. в крови.

Что делает поджелудочная, которой ткани посылают сигнал — у нас недостаточно глюкозы, нет энергии? Ну, она-то не знает, что сломан замок и дает глюкозе еще такой же ключ, вырабатывая еще больше инсулина.

Который также неспособен «открыть» дверцу.

В наступившей инсулинорезистентности (невосприимчивости) железа вырабатывает все новые и новые порции. Уровень сахара критически растет.

За счет высокой накопившейся концентрации гормона, глюкоза все-таки «протискивается» в инсулинзависимые органы. Но так продолжаться долго не может. Работая на износ, β-клетки истощаются.

Уровень сахара в крови достигает порогового значения, такого, что характеризует наступление сахарного диабета 2 типа.

У читателя может возникнуть законный вопрос, а какие внешние и внутренние факторы могут спровоцировать инсулинорезистентность?

Все довольно просто. Извините за грубость, но это неуемный жор и ожирение. Именно жир, обволакивая мышечную ткань и печень, приводит к тому, что клетки теряют свою чувствительность. На 80% сам человек, и только сам, благодаря безволию и безразличию к себе, вводит себя в такое тяжкое состояние. Другие 20% – это предмет разговора другого формата.

Стоит отметить интересный факт — как в организме человека, реализуется один из эволюционных законов философии – закон единства и борьбы противоположностей.

Речь идет о поджелудочной железе и функционировании α-клеток и β-клеток.

Каждая из них синтезирует свой продукт:

  • α-клетки – производят глюкагон;
  • β-клетки – соответственно инсулин.

Инсулин и глюкагон, являясь, по сути, непримиримыми антагонистами, тем не мене играют решающую роль в балансе метаболических процессов.

Суть состоит в следующем:

  1. Глюкагон – полипептидный гормон, мотивирует повышение уровня глюкозы в крови, провоцируя процесс липолиза (образование жира) и энергетический обмен.
  2. Инсулин – это белковый продукт. Он, наоборот, включен в процесс снижения сахара.

Их непримиримая борьба, как ни парадоксально звучит, стимулирует в положительном плане многие жизненные процессы в организме.

от эксперта:

Нормы в крови

Излишне говорить о важности стабильного его уровня, который должен колебаться от 3 до 35 мкЕд/мл. Этот показатель говорит о здоровой поджелудочной железе и качественном выполнении ею возложенных функций.

В статье мы коснулись понятия, что «…все должно быть в меру». Это, несомненно, относится и к работе эндокринных органов.

Повышенный уровень – это бомба со взведенным часовым механизмом. Это состояние говорит о том, что поджелудочная вырабатывает гормоны, но в силу определенной патологии, клетки не воспринимают (не видят) его. Если не принять экстренных мер, цепная реакция наступит незамедлительно, затрагивая не только отдельные внутренние органы, но и целые комплексные составляющие.

Если у вас повышенный инсулин, то это может быть спровоцировано:

  • значительными физическими нагрузками;
  • депрессией и длительными стрессами;
  • печеночной дисфункцией;
  • возникновением сахарного диабета по второму типу;
  • акромегалией (патологический избыток гормона роста);
  • ожирением;
  • дистрофической миотонией (нервно-мышечное заболевание);
  • инсулиномой – активной опухолью β-клеток;
  • нарушением резистентности клеток;
  • разбалансировкой гипофиза;
  • поликистозом яичников (полиэндокринное гинекологическое заболевание);
  • онкологией надпочечников;
  • патологией поджелудочной железы.

Кроме того, в особо тяжелых случаях, при высоком уровне гормонов, у больных может наступить инсулиновый шок, ведущий к потере сознания.

При повышенном содержании гормона у человека проявляется жажда, зуд кожного покрова, вялость, слабость, быстрая утомляемость, обильное мочеиспускание, плохое заживление ран, потеря веса при отменном аппетите.

Низкая же концентрация, наоборот, говорит об усталости организма и об изношенности поджелудочной железы в частности. Она уже неспособна качественно функционировать и не вырабатывает нужное количество вещества.

Причины пониженного показателя:

  • наличие сахарного диабета 1 типа;
  • гиподинамия;
  • сбои в работе гипофиза;
  • запредельные физические нагрузки, особенно на голодный желудок;
  • злоупотребление рафинированными продуктами из белой муки и сахара;
  • нервное истощение, депрессии;
  • хронические инфекционные заболевания.

Симптомы:

  • дрожь в теле;
  • тахикардия;
  • раздражительность;
  • беспокойство и немотивированная тревога;
  • потливость, обморок;
  • неестественно сильный голод.

Контроль за уровнем сахара, своевременное введение инсулина в кровь человека снимает эту симптоматику и нормализует общее самочувствие больного.

Так все-таки какая же концентрация инсулина считается нормальной для мужчин и женщин?

В усредненном виде, он почти одинаков для обоих полов. Однако у женщины есть определенные обстоятельства, которых нет у сильного пола.

Норма инсулина в крови у женщин натощак (мкЕд/мл):

Возраст от 25 до 50При беременностиВозраст старше 60 лет
3< insula

Источник: https://DiabetHelp.guru/diagnostics/insulin/gormon.html

Белки и чувствительность к инсулину: теория и практика

Белки гормоны инсулин

Белки и чувствительность к инсулину: теория и практика. У высокобелковых диет есть много плюсов, таких как профилактика снижения мышечной массы при низком калораже, положительное влияние на гормоны сытости и голода (GIP, GLP-1, грелин) за счет чего и достигается снижение потребления калорий, увеличенный термогенный эффект и т.п.

Отдельно нужно рассмотреть роль аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА), которые в сочетании с западной диетой заметно увеличивают риски метаболических нарушений. В свете широкого распространения популяризации употребления больших количество белка (карнивор, зерокарб, мясо вместо углей и т.п.

) возникает вопрос чувствительности к инсулину на фоне высокобелковых диет. 

Дело в том, что есть противоречивые экспериментальные данные. Одни исследования показывают, что белковые диеты увеличивают чувствительность к инсулину и способствуют похудению, другие – наоборот.

Давайте разберемся, почему так происходит и как именно белки влияют на чувствительность к инсулину и почему данные противоречивы. С одной стороны, белковые диеты помогают похудеть, а похудение сопровождается повышением чувствительность к инсулину.

С другой стороны, большое количество белка снижает чувствительность к инсулину. 

Повышается чувствительность к инсулину. Метанализ рекомендует для профилактики и лечения сахарного диабета, для улучшения чувствительности к инсулину потребление белка в 1,2-1,5 грамм на килограмм массы тела.

Однако этот совет дается в контексте снижение углеводов, увеличения физической активности, потребления разных добавок. (Low Carb High Protein Diets as Management Tool of Insulin Resistance in Patients with Obesity and/or Type 2 Diabetes Mellitus.

Obes Open Access 3(2): doi http://dx.doi. org/10.16966/2380-5528.131).

Не меняется чувствительность к инсулину. Еще ряд исследований показывает, что разницы в чувствительности к инсулину нет. Так, это утверждается в данном мета-анализе (Medicine (Baltimore).

2018 Nov; 97(46): e13149.

diabetesAn updated meta-analysis), так и пишут, что «No significant evidence of heterogeneity among studies was found in the analysis for fasting glucose, fasting insulin, and HbA1c».

Снижается чувствительность к инсулину. В одном из исследований сравнивались группы 0,8 г белка на 1 кг массы тела и не менее 1,2 г белка при равном калораже. Любопытно, что все участники похудели. Но у высокобелковой группы снизилась чувствительность к инсулину. 

Высокобелковая диета в этом исследовании действительно на 45% замедлила снижение мышечной массы. Но при этом высокобелковая диета не снизила уровень окислительного стресса и другие положительные эффекты снижение веса по сравнению с группой в 0,8 г.

Белка.

Разница в действии диет на изображении из исследования (High-Protein Intake during Weight Loss Therapy Eliminates the Weight-Loss-Induced Improvement in Insulin Action in Obese Postmenopausal Women Cell VOLUME 17, ISSUE 3, P849-861, OCTOBER 11, 2016)

Другое исследование у больных с сахарным диабетом. Группа 30% калорий из белка и 40% калорий из углеводов и 55% калорий из углеводов и 15% калорий из белка. В более высокоуглеводной группе гликированный гемоглобин, тощаковая глюкоза уменьшились, а чувствительность к инсулину выросла.

При этом никаких изменений в высокобелковой группе не произошло. J Am Diet Assoc. 2005 Apr;105(4):573-80.Effect of high protein vs high carbohydrate intake on insulin sensitivity, body weight, hemoglobin A1c, and blood pressure in patients with type 2 diabetes mellitus.

Другие исследования в целом поддерживанию связь между высоким количеством белка (особенно животного) и снижением чувствительности к инсулину (Curr Dev Nutr. 2017 Apr; 1(4): e000299.

Animal-Protein Intake Is Associated with Insulin Resistance in Adventist Health Study 2 (AHS-2) Calibration Substudy Participants: A Cross-Sectional Analysis). 

В других исследованиях было обнаружено, что высокобелковые диеты улучшают метаболическое здоровье пациентов с снижают сердечно-сосудистые риски, но при этом чувствительность к инсулину все равно у них снижается, в среднем на 19%.

Авторы считают, что это «метаболическая адаптация» и она не несет ничего негативного. (Nutrients. 2017 Dec; 9(12): 1291.

The Effect of a Diet Moderately High in Protein and Fiber on Insulin Sensitivity Measured Using the Dynamic Insulin Sensitivity and Secretion Test (DISST)). 

Теория 1. Гиперинсулинемия и хроническая активация mTOR.

Хроническая гиперактивация mTOR ведет к изменению транскрипции и фосфорилирования ряда белков (не буду нагружать вас схемой), что в конченом счете приводит к формированию резистентности (Mechanism of amino acid-induced skeletal muscle insulin resistance in humans Diabetes. 2002; 51:599–605). Поэтому важен в первую очередь избыток именно лейцина и других ВСАА в питании. Подробно я писал про лейцин здесь: https://www.beloveshkin.com/2016/07/lejcin-i-mtors.html

Даже у здоровых людей гиперинсулинемия на протяжении двух суток может на 20% снизить чувствительность к инсулину. Обычный белок (сыворотоный, тунец, индейка, яичный альбумин) дает мощную инсулиновую реакцию (Nutrient-induced insulin resistance in human skeletal muscle Curr. Med. Chem. 2004; 11:901–908.

Углеводы – это лишь половина всего инсулина, что у нас вырабатывается, остальное – это влияние белковых продуктов. ВСАА вызывает повышение уровней глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) и глюкозозависимого инсулинотропного полипептида (ГИП), которые уже вызывают повышение уровня инсулина. Связь ВСАА с инсулинорезистентностью была обнаружена уже давно.

При этом сама концентрация ВСАА в крови является надёжным маркером развития диабета в ближайшее время. 

Теория 2. Ключевую роль играют не ВСАА напрямую, а продукты их катаболизма, такие как С3 и С5 ацилкарнитины. Чем больше в еде ВСАА, тем выше в плазме уровень ацилкарнитинов.

В зависимости от индивидуальной генетики, есть существенные вариации в подъеме уровня ацилкарнитинов в ответ на потребление ВСАА. Далее С3 и С5 ацилкарнитины приводят к образованию избыточного количества пропионил-КоА и сукцинил-КоА.

В свою очередь избыток пропионил-КоА и сукцинил-КоА нарушает работу цикла трикарбоновых кислот и приводит к снижению эффективности их окисления, накоплению промежуточных субстратов, ухудшению митохондриальной функции и т.п. до инсулинорезистентности. (Cell Metab.

 2012 May 2;15(5):606-14. doi:10.1016/j.cmet.2012.01.024.Interplay between lipids and branched-chain aminoacids in development of insulin resistance.)

Теория 3. Дисбаланс глюкагон и инсулин.

17 обычных аминокислот индуцируют высвобождение инсулина и глюкагона в равных пропорциях, но вот в случае ВСАА происходит все наоборот: инсулин сильно повышается, а вот глюкагона секреция подавляется.

В случае нарушение баланса этих гормонов есть сдвиг в сторону липогенеза и подавление липолиза, что в длительной перспективе способствует набору веса. 

1. Повышение концентрации белка в диете может быть полезно для достижения краткосрочных целей, но в долгосрочной перспективе может ухудшить чувствительность к инсулину со всеми вытекающими рисками. Многие из функций белковых диет могут быть достигнуты другими способами (тренировка для мышечной массы, клетчатка в зелени и овощах для сытости и т.п.)

2. Советы высокому уровню белка 1,5 грамм, распределению его на все приемы пищи равномерно и обязательно не менее трех грамм лейцина в каждый прием пищи могут негативно повлиять в долгосрочной перспективе на метаболическое здоровье. 

3. Влияние белка зависит от его состава. Чем меньше содержание ВСАА, тем меньше описанный эффект. Растительный белок (но не весь) имеет меньше подобных свойств. 

4. Индивидуальные вариации. Количество белка может варьироваться от вашего возраста, уровня физической активности, состояния метаболизма и генетических особенностей.

5. Избегайте сочетания белок + углеводы. Либо отдельно белковая пища с низкоуглеводными овощами, либо отдельно углеводы без добавления белка.

Ешьте суточный белок в один-два приема пищи, оставляя «веганский» прием пищи без белка.

Не потребляйте много белковых продуктов с высокими содержанием лейцина, не употребляйте добавки сывороточного протеина и BCАА, если вы не профессиональный спортсмен.

“,”author”:null,”date_published”:null,”lead_image_url”:”https://3.bp.blogspot.com/-xFyK1JDvl_A/XJxACbSxa-I/AAAAAAAAP7I/3WNSezJ1urEz7Wpn6s5wV2Dmr1cgu03zACLcBGAs/w1200-h630-p-k-no-nu/%25D0%2591%25D0%25B5%25D0%25BB%25D0%25BE%25D0%25BA.jpg”,”dek”:null,”next_page_url”:null,”url”:”https://www.beloveshkin.com/2019/03/blog-post_27.html”,”domain”:”www.beloveshkin.com”,”excerpt”:”Блог Андрея Беловешкина о ресурсах здоровья”,”word_count”:1079,”direction”:”ltr”,”total_pages”:1,”rendered_pages”:1}

Источник: https://www.beloveshkin.com/2019/03/blog-post_27.html

Инсулин – самый молодой гормон

Белки гормоны инсулин

Инсулин представляет собой белок, состоящий из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками. Всего в зрелом инсулине человека присутствует 51 аминокислота и его молекулярная масса равна 5,7 кДа.

Синтез

Инсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина, на N-конце которого находится концевая сигнальная последовательность из 23 аминокислот, служащая проводником всей молекулы в полость эндоплазматической сети. Здесь концевая последовательность сразу отщепляется и проинсулин транспортируется в аппарат Гольджи.

На данном этапе в молекуле проинсулина присутствуют А-цепь, В-цепь и С-пептид (англ. connecting – связующий). В аппарате Гольджи проинсулин упаковывается в секреторные гранулы вместе с ферментами, необходимыми для “созревания” гормона .

По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, вырезается связующий С-пептид (31 аминокислота) и формируется готовая молекула инсулина.

В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера, образуемого с участием двух ионов Zn2+.

Схема синтеза инсулина

Около 15% молекул проинсулина поступает в кровоток. Проинсулин обладает более слабой активностью (около 1:10), но большим периодом полувыведения (около 3:1), по сравнению с инсулином. Поэтому повышение его уровня может вызывать гипогликемические состояния, что наблюдается при инсулиномах.

Регуляция синтеза и секреции

Секреция инсулина происходит постоянно, и около 50% инсулина, высвобождаемого из β-клеток, никак не связано с приемом пищи или иными влияниями. В течение суток поджелудочная железа выделяет примерно 1/5 от запасов имеющегося в ней инсулина.

Главным стимулятором секреции инсулина является повышение концентрации глюкозы в крови выше 5,5 ммоль/л, максимума секреция достигает при 17-28 ммоль/л. Особенностью этой стимуляции является двухфазное усиление секреции инсулина:

  • первая фаза длится 5-10 минут и концентрация гормона может 10-кратно возрастать, после чего его количество понижается,
  • вторая фаза начинается примерно через 15 минут от начала гипергликемии и продолжается на протяжении всего ее периода, приводя к увеличению уровня гормона в 15-25 раз.

Чем дольше в крови сохраняется высокая концентрация глюкозы, тем большее число β-клеток подключается к секреции инсулина.

Индукция синтеза инсулина происходит от момента проникновения глюкозы в клетку до трансляции инсулиновой мРНК. Она регулируется повышением транскрипции гена инсулина, повышением стабильности инсулиновой мРНК и увеличением трансляции инсулиновой мРНК.

Активация секреции инсулина

1. После проникновения глюкозы в β-клетки (через ГлюТ-1 и ГлюТ-2) она фосфорилируется гексокиназой IV (глюкокиназа, обладает низким сродством к глюкозе),2. Далее глюкоза аэробно окисляется, при этом скорость окисления глюкозы линейно зависит от ее количества,3. В результате нарабатывается АТФ, количество которого также прямо зависит от концентрации глюкозы в крови,

4. Накопление АТФ стимулирует закрытие ионных K+-каналов, что приводит к деполяризации мембраны,

5. Деполяризация мембраны приводит к открытию потенциал-зависимых Ca2+-каналов и притоку ионов Ca2+ в клетку,
6. Поступающие ионы Ca2+ активируют фосфолипазу C и запускают кальций-фосфолипидный механизм проведения сигнала с образованием ДАГ и инозитол-трифосфата (ИФ3),
7. Появление ИФ3 в цитозоле открывает Ca2+-каналы в эндоплазматической сети, что ускоряет накопление ионов Ca2+ в цитозоле,
8. Резкое увеличение концентрации в клетке ионов Ca2+ приводит к перемещению секреторных гранул к плазматической мембране, их слиянию с ней и экзоцитозу кристаллов зрелого инсулина наружу,
9. Далее происходит распад кристаллов, отделение ионов Zn2+ и выход молекул активного инсулина в кровоток.

 Схема внутриклеточной регуляции секреции инсулина при участии глюкозы

Описанный ведущий механизм может корректироваться в ту или иную сторону под действием ряда других факторов, таких как аминокислоты, жирные кислоты, гормоны ЖКТ и другие гормоны, нервная регуляция.

Из аминокислот на секрецию гормона наиболее значительно влияют лизин и аргинин. Но сами по себе они почти не стимулируют секрецию, их эффект зависит от наличия гипергликемии, т.е. аминокислоты только потенциируют действие глюкозы.

Свободные жирные кислоты также являются факторами, стимулирующими секрецию инсулина, но тоже только в присутствии глюкозы. 

Логичной является положительная чувствительность секреции инсулина к действию гормонов желудочно-кишечного тракта – инкретинов (энтероглюкагона и глюкозозависимого инсулинотропного полипептида), холецистокинина, секретина, гастрина, желудочного ингибирующего полипептида.

Клинически важным и в какой-то мере опасным является усиление секреции инсулина при длительном воздействии соматотропного гормона, АКТГ и глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов. При этом возрастает риск истощения β-клеток, уменьшение синтеза инсулина и возникновение инсулинзависимого сахарного диабета. Такое может наблюдаться при использовании указанных гормонов в терапии или при патологиях, связанных с их гиперфункцией.

Нервная регуляция β-клеток поджелудочной железы включает адренергическую и холинергическую регуляцию.

Любые стрессы (эмоциональные и/или физические нагрузки, гипоксия, переохлаждение, травмы, ожоги) повышают активность симпатической нервной системы и подавляют секрецию инсулина за счет активации α2-адренорецепторов.

С другой стороны, стимуляция β2-адренорецепторов приводит к усилению секреции.

Также выделение инсулина повышается n.vagus, в свою очередь находящегося под контролем гипоталамуса, чувствительного к концентрации глюкозы крови.

К лекарственным регуляторам секреции инсулина относятся производные сульфанилмочевины (глибенкламид, гликлазид) и глиниды (старликс, новонорм). Обе группы связываются с разными участками одного рецептора и блокируют АТФ-зависимые калиевые каналы, открывая Ca2+-каналы, и этим индуцируя секрецию инсулина.

Мишени

Рецепторы инсулина находятся практически на всех клетках организма, кроме нервных, но в разном количестве. Нервные клетки не имеют рецепторов к инсулину, т.к. последний просто не проникает через гематоэнцефалический барьер.

Наибольшая концентрация рецепторов наблюдается на мембране гепатоцитов (100-200 тыс на клетку) и адипоцитов (около 50 тыс на клетку), клетка скелетной мышцы имеет около 10 тысяч рецепторов, а эритроциты – только 40 рецепторов на клетку.

Механизм действия

После связывания инсулина с рецептором активируется ферментативный домен рецептора. Так как он обладает тирозинкиназной активностью, то фосфорилирует внутриклеточные белки – субстраты инсулинового рецептора. Дальнейшее развитие событий обусловлено двумя направлениями: MAP-киназный путь и ФИ-3-киназный механизмы действия (подробно).

При активации фосфатидилинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты – активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности “метаболических” ферментов – ТАГ-липазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и других.

При реализации MAP-киназного механизма (англ. MAP – mitogen-activated protein) регулируются медленные эффекты – пролиферация и дифференцировка клеток, процессы апоптоза и антиапоптоза.

Скорость эффектов действия инсулина

Биологические эффекты инсулина подразделяются по скорости развития:

Очень быстрые эффекты (секунды)

Эти эффекты связаны с изменением трансмембранных транспортов:

1. Активации Na+/K+-АТФазы, что вызывает выход ионов Na+ и вход в клетку ионов K+, что ведет к гиперполяризации мембран чувствительных к инсулину клеток (кроме гепатоцитов).

2. Активация Na+/H+-обменника на цитоплазматической мембране многих клеток и выход из клетки ионов H+ в обмен на ионы Na+. Такое влияние имеет значение в патогенезе артериальной гипертензии при сахарном диабете 2 типа.

3. Угнетение мембранной Ca2+-АТФазы приводит к задержке ионов Ca2+ в цитозоле клетки.

4. Выход на мембрану миоцитов и адипоцитов переносчиков глюкозы ГлюТ-4 и увеличение в 20-50 раз объема транспорта глюкозы в клетку.

Быстрые эффекты (минуты)

Быстрые эффекты заключаются в изменении скоростей фосфорилирования и дефосфорилирования метаболических ферментов и регуляторных белков.

Печень

  • торможение эффектов адреналина и глюкагона (фосфодиэстераза),
  • ускорение гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (ацетил-SКоА-карбоксилаза),
  • формирование ЛПОНП,
  • повышение синтеза холестерина (ГМГ-SКоА-редуктаза),

Мышцы

  • торможение эффектов адреналина (фосфодиэстераза),
  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),
  • стимуляция гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиливает транспорт нейтральных аминокислот в мышцы,
  • стимулирует трансляцию (рибосомальный синтез белков).

Жировая ткань

  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация Глют-4),
  • активирует запасание жирных кислот в тканях (липопротеинлипаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (активация ацетил-SКоА-карбоксилазы),
  • создание возможности для запасания ТАГ (инактивация гормон-чувствительной-липазы).

Медленные эффекты (минуты-часы)

Медленные эффекты заключаются в изменении скорости транскрипции генов белков, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток, например:

1. Индукция синтеза ферментов в печени

  • глюкокиназы и пируваткиназы (гликолиз),
  • АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы (синтез жирных кислот),
  • глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (пентозофосфатный путь),

2. Индукция в адипоцитах синтеза глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы и синтазы жирных кислот.

3. Репрессия синтеза мРНК, например, для ФЕП-карбоксикиназы (глюконеогенез).

4. Обеспечивает процессы трансляции, повышая фосфорилирование по серину рибосомального белка S6.

Очень медленные эффекты (часы-сутки)

Очень медленные эффекты реализуют митогенез и размножение клеток. Например, к этим эффектам относится

1. Повышение в печени синтеза соматомедина, зависимого от гормона роста.

2. Увеличение роста и пролиферации клеток в синергизме с соматомединами.

3. Переход клетки из G1-фазы в S-фазу клеточного цикла.

Инактивация инсулина

Удаление инсулина из циркуляции происходит после его связывания с рецептором и последующей интернализации (эндоцитоза) гормон-рецепторного комплекса, в основном в печени и мышцах.

После поглощения комплекс разрушается и белковые молекулы лизируются до свободных аминокислот. В печени захватывается и разрушается до 50% инсулина при первом прохождении крови, оттекающей от поджелудочной железы.

В почках инсулин фильтруется в первичную мочу и, после реабсорбции в проксимальных канальцах, разрушается.

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.

Найти

Появился вопрос? Спрашиваем в группе

Общая биохимия

Источник: https://biokhimija.ru/gormony/insulin.html

Инсулин, инсулинорезистентность, кортизол и диабет

Белки гормоны инсулин

Поговорим об об инсулинорезистентности. Что это такое и откуда берется.

Научно: Это состояние, сопровождающееся снижением чувствительности клеток тела к биологическому действию гормона инсулина.

На деле: Инсулинорезистентность позволяет нам эффективнее запасать жир, который будет нужен в периоды недостатка пищи. Это свойство помогает организму благополучно пережить голод.

В современном мире: У современных людей, при потреблении в большом количестве калорийной сладкой и жирной пищи, приводит к ожирению и метаболическому синдрому.

Как это происходит: вы съели конфету, поджелудочная железа «отправляет» инсулин в клетку, чтобы тот «постучался» и сообщил, что энергия прибыла в организм, можно смело бегать-прыгать, т.е. ее расходовать.

Допустим, вы едите конфеты в большом количестве. Тогда поджелудочная железа тоже в большом количестве раз за разом отправляет инсулин к клеткам.

А клеткам уже все равно, они устали и не хотят ничего расходовать, они плотно кутаются в свои жировые одеяла и говорят, «Давай, до понедельника».

ВАЖНО! ОПРЕДЕЛИТЕ У СЕБЯ: если отношение объёма талии к объёму бёдер превышает 0,8, то у вас можно предполагать инсулинорезистентность.

Также о наличии инсулинорезистентности (ИР) можно говорить по индексу HOMA (глюкоза натощак (ммоль/л) х ИРИ натощак (мкЕД/мл)/22,5.

На чувствительность тканей к инсулину влияют различные факторы:

  • возраст,
  • наличие избыточной массы тела,
  • распределение жировой ткани (область живота),
  • питание (избыточное потребление быстрых углеводов),
  • избыточная выработка кортизола (хронический стресс),
  • показатели артериального давления (наличие повышенного давления),
  • повышение холестерина,
  • общее физическое состояние и тренированность организма,
  • курение,
  • ишемическая болезнь сердца,
  • наличие сахарного диабета в роду.

Что делать, если есть признаки повышенного уровня инсулина?

  1. Первым делом, нужно ограничить калораж, особенно за счет углеводов. Это сведет все побочные эффекты ИР к минимуму.
  2. Повышаем физическую активность.
  3. Нормализуем пищевое поведение.
  4. Принимаем медикаментозные препараты и БАДы, назначенные специалистом по результатам анализов.

Если совсем просто: кушаешь много сладкого и «быстроуглеводного» – быстро повышается уровень глюкозы в крови. Поджелудочная железа реагирует на это выбросом инсулина, который упаковывает глюкозу в клетки тела. Если клетки наелись, а хозяин всё кушает, то тело включает инсулинорезистентность – как защиту от «перекармливания» клеток.

В итоге, клетки не реагируют на обычную концентрацию инсулина. Когда глюкозы много, она токсична для сосудов, печени и поджелудочной железы. В итоге, мозг, находясь между молотом и наковальней, вынужден стимулировать поджелудочную железу на больший выброс инсулина. Но клетки сытые, соответственно, тело реагирует на новое «закармливание» ещё большей инсулинорезистентностью.

Формируется порочный круг, который рано или поздно истощает поджелудочную железу, что приводит к снижению выработки инсулина. И это начало диабета…

Многие спрашивают: «Как так, проблем со сладким нет, а инсулинорезистентность есть?». Давайте разбираться.

Инсулинорезистентность может быть спровоцирована не только употреблением быстрых углеводов в большом количестве, но и разного рода воспалительными процессами!

Сегодня основными факторами воспаления, которые приводят к инсулинорезистентности, признаны – ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6, NFKB. Эти факторы воспаления повреждают клетки, не давая им связываться с инсулином. Пройдемся вкратце по каждому из них.

Интерлейкин-6 (ИЛ-6) – компонент иммунной системы (цитокин), является мощнейшим медиатором острого воспаления. Его переизбыток вызывает повреждение суставов и костной ткани при ревматоидном артрите, увеличивает риск развития сахарного диабета 2 типа.

Откуда берется: вырабатывается при наличии инфекции, хроническом стрессе, ожирении (жировые клетки вырабатывают медиаторы воспаления), переизбытке быстрых углеводов в пище.

Интерлейкин-1 (ИЛ-1) – один из основных медиаторов воспалительной реакции, влияющий на работу иммунной, нервной и эндокринных систем. Избыток ИЛ-1 приводит к повышению температуры тела, развитию лихорадки, сонливости (в том числе, к синдрому хронической усталости), нарушению аппетита. В печени стимулирует выработку белков острого воспаления (с-реактивный белок и др.)

Откуда берется: вырабатывается при инфекции, хроническом стрессе, ожирении (жировые клетки вырабатывают медиаторы воспаления), переизбытке быстрых углеводов в пище.

Фактор некроза опухоли альфа (ФНО-а) – специальный белок иммунной системы (цитокин), активирует воспалительные молекулы, влияет на обмен жиров, свёртываемость крови, инсулинорезистентность, болезнь Альцгеймера, рак, депрессию, хроническую тревожность, псориаз и воспалительные заболевания кишечника (болезнь Крона, язвенный колит).

Откуда берется: резистентная к инсулину жировая ткань в области живота вырабатывает ФНО-а при избыточном потреблении потреблении пищи (особенно простые углеводы и насыщенные животные жиры). Это ещё больше усиливает инсулинорезистентность, формируя замкнутый круг. Также ФНО-а вырабатывается при хроническом стрессе (за счёт эффекта гормона кортизола).

NF-kB – фактор, контролирующий экспрессию генов иммунного ответа и запрограммированного самоуничтожения клетки. Нарушение регуляции NF-kB вызывает воспаление, аутоиммунные заболевания, а также развитие вирусных инфекций и рака.

Откуда берется: переедание (особенно быстроуглеводная пища), пищевые аллергены, бактериальные и вирусные продукты (токсины) и факторы стресса, низкий уровень витамина D3, курение, лектины бобовых, нарушение сна, ультрафиолетовые лучи, физическая перегрузка, алкоголь, избыток «плохого холестерина» в крови, ожирение, избыток насыщенных жиров в пище, тяжелые металлы, высокобелковая диета, ягоды Годжи, препараты Лития.

Все эти факторы оказывают влияние на выработку кортизола.

Далее поговорим о том, как «гормон стресса» кортизол влияет на восприимчивость клеток к инсулину.

Начну с позитива. Все привыкли винить стресс во всех бедах, но «гормон стресса» кортизол не всегда враг нам.

Кортизол является гормоном, помогающим организму мобилизовать энергию в экстренных ситуациях. Кроме того, что он повышает уровень адреналина, фокусируя сознание на источнике опасности. Но как говорится, лучшее– враг хорошего. Хроническое повышение уровня кортизола изнашивает организм и несет в себе множество опасностей.

Как работает кортизоловая система?

  • Человек сталкивается со стрессом.
  • Надпочечники секретируют кортизол.
  • Кортизол готовит тело для борьбы или бегства с помощью наполнения его глюкозой, поставляя непосредственный источник энергии для больших мышц.
  • Подавляет выработку инсулина в попытке предотвратить утилизацию глюкозы в хранилища и сохранить ее в пользу немедленного использования.
  • Сужает артерии, а адреналин увеличивает частоту сердечных сокращений, что заставляет кровь перекачиваться сильнее и быстрее.
  • Происходят отдельные реакции организма на определенные ситуации, решение проблемы.

Но чаще всего человек не устраняет причину стресса, а заедает его. Организм не справляется со стрессом, а временно приглушает с помощью сладкой и высококалорийной пищи. Что, в свою очередь, тоже является стрессом для организма.

В ответ он начинает откладывать жир вокруг живота, формируется инсулинорезистентность (из-за воздействия кортизола), что приводит к развитию диабета 2 типа.

Что провоцирует повышение кортизола?

  • Голодание. Низкий уровень глюкозы в крови является одним из важнейших факторов, повышающих уровень кортизола. При этом, особенно явно этот фактор будет проявляться на фоне сочетания с любым другим из списка ниже.
  • Нервные перегрузки заставляют организм использовать всю доступную энергию на решение текущей задачи — именно это является главной функцией кортизола.

    Однако постоянное нахождение в подобном режиме выматывает.

  • Кофе. Всего лишь чашка кофе поднимает уровень кортизола примерно на 30% на несколько следующих часов. Постоянное употребление кофе и иных стимуляторов буквально взвинчивает кортизол до максимума — особенно на фоне стресса и недостатка сна.

  • Дефицит сна приводит к увеличению уровня кортизола, что приводит к повреждению мозга и деменции, увеличению массы тела, диабету, инфарктам, повышенному артериальному давлению, депрессии, остеопорозу, снижению иммунитета и др.
  • Применение оральных контрацептивов.
  • Прочие причины.

Чтобы определить, является ли ваш уровень кортизола в пределах нормы, имеет смыл сдать анализы. Имеются три вида анализов для упределения уровня кортизола – в слюне, моче и крови.

Анализ крови на уровень кортизола Полученные показания следует интерпретировать следующим образом:

• норма – от 5 до 23 мкг/дл (утром); от 3 до 16 мкг/дл (вечером).

Кортизол свободный в суточной моче
Интерпретация: норма – в пределах 60–413 нмоль/сут.

Кортизол свободный в слюне Интерпретация: • 7,0–26,0 нмоль/л — утром;

• 0,6–3,3 нмоль/л — вечером.

Кроме определения уровня кортизола, можно сделать самостоятельный тест на определение возможных проблем с инсулином. Нужно ответить на несколько вопросов:

  • В истории моей семьи были случаи преддиабета, диабета, гипогликемии или алкоголизма.
  • У меня синдром поликистозных яичников (СПКЯ) или бесплодие.
  • У меня волосы растут там, где не должны (повышенное оволосенение).
  • У меня избыточный вес и жир откладывается в области талии.
  • Я часто ем сладкое просто так, в отрыве от остальных приёмов пищи.
  • Я испытываю непреодолимую тягу к сахару и сладостям, хотя затем у меня наступает упадок сил.
  • Я чувствую себя неважно два-три часа после еды (особенно, углеводистой).
  • Если я пропускаю прием пищи, то ощущаю нервозность, слабость или усталость.
  • Если я съедаю завтрак только из одних углеводов, у меня не получается контролировать свое пищевое поведение весь остаток дня.
  • Если я начинаю есть сладкое, то не могу остановиться.
  • У меня возникает учащенное сердцебиение после того, как я поем сладкого.
  • У меня есть тенденции к отекам (задержке жидкости).
  • Еда меня успокаивает, снимает тревожность.
  • Я потею по ночам без видимой причины.
  • Я чувствую усталость большую часть времени суток.
  • У меня повышенное артериальное давление (выше 139\89).
  • У меня есть сердечно-сосудистые заболевания.
  • У меня хронические грибковые инфекции (паховая экзема, вагинальные грибковые инфекции или очаги сухой шелушащейся кожи).

Если вы ответили ДА более 10 раз, советую сдать необходимые анализы для уточнения состояния вашего здоровья.

Антон Поляков, врач-эндокринолог
Инстаграм: doctorpolyakoff

Также, рекомендуем прочитать статью Гормональные причины набора веса: кортизол

Источник: https://preventmed.ru/veshchestva/hormones/insulinorezistentnost-i-kortizol/

Моя щитовидка
Добавить комментарий