Insulin là gì?
Insulin là một hormone peptide được tiết ra bởi các tế bào beta của đảo tụy Langerhans và duy trì mức đường huyết bình thường bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho sự hấp thu glucose của tế bào, điều hòa chuyển hóa carbohydrate, lipid, protein và thúc đẩy sự phân chia và tăng trưởng của tế bào thông qua các tác động phân bào của nó.
Insulin là một dipeptide chứa các chuỗi A và B tương ứng, được liên kết bởi các cầu nối disulphide và chứa 51 axit amin với trọng lượng phân tử là 5802. Điểm đẳng điện của nó là pH 5.5. Chuỗi A gồm 21 axit amin và chuỗi B gồm 30 axit amin. Chuỗi A có một chuỗi xoắn ở đầu N được liên kết với chuỗi xoắn ở đầu C đối song song. Chuỗi B có một phân đoạn xoắn ốc trung tâm. Hai chuỗi được nối với nhau bằng 2 liên kết disulphide, nối các vòng xoắn ở đầu N và C của chuỗi A với chuỗi xoắn trung tâm của chuỗi B. Trong pro-insulin, một peptide kết nối liên kết đầu N của chuỗi A với đầu C của chuỗi B.
Insulin được mã hóa trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể 11 và được tổng hợp trong tế bào beta của đảo tụy Langerhans dưới dạng tiền chất của nó là tiền insulin. Proinsulin được tổng hợp trong các ribosome của mạng lưới nội chất thô từ mRNA dưới dạng tiền proinsulin. Tiền proinsulin được hình thành bằng cách tổng hợp tuần tự peptide tín hiệu, chuỗi B, peptide kết nối và sau đó là chuỗi A bao gồm một chuỗi đơn gồm 100 axit amin. Việc loại bỏ peptide tín hiệu tạo thành tiền insulin, proinsulin này thu được cấu trúc 3 chiều đặc trưng của nó trong mạng lưới nội chất. Các túi tiết vận chuyển tiền insulin từ RER đến bộ máy golgi, nơi có môi trường nước giàu kẽm và canxi tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các hexamers tiền insulin hòa tan có chứa kẽm. Khi các túi dự trữ chưa trưởng thành hình thành từ golgi, các enzyme hoạt động bên ngoài golgi sẽ chuyển đổi tiền insulin thành insulin và C-peptide. Insulin tạo thành hexamer chứa kẽm không hòa tan, kết tủa dưới dạng tinh thể ổn định về mặt hóa học ở pH 5.5. Khi các hạt trưởng thành được tiết vào tuần hoàn bằng quá trình xuất nào, insulin và tỷ lệ C-peptide cân bằng được giải phóng. Proinsulin và kẽm thường chiếm không quá 6% lượng bài tiết của tế bào tiểu đảo.
Bài tiết insulin từ các tế bào tiểu đảo vào các tĩnh mạch cửa có tính dao động đặc trưng, phản ứng sự tổng hợp của các đợt bài tiết phối hợp từ hàng triệu tế bào tiểu đảo. Một mô hình giải phóng insulin dao động cực đại ngoài sự thay đổi sau bữa ăn đã được báo cáo. Để đáp ứng với một kích thích như glucose, sự tiết insulin đặc trưng là hai pha, với giai đoạn đầu tiết insulin nhanh, sau đó là sự giải phóng hormone ít mãnh liệt hơn nhưng kéo dài hơn. Glucose có nhiều ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp và bài tiết insulin.
Sự tổng hợp và bài tiết insulin được điều hòa bởi cả cơ chế tiết chất dinh dưỡng và không phải chất dinh dưỡng, trong bối cảnh các kích thích môi trường và tác động qua lại của các hormon khác. Các chất dinh dưỡng như glucose dường như kích hoạt sự tiết insulin từ tế bào beta bằng cách tăng ATP nội bào và đóng các kênh K+-ATP. Việc tạo ra AMP vòng và các chất trung gian năng lượng tế bào khác cũng được tăng cường, tăng cường giải phóng insulin hơn nữa. Glucose không cần tác dụng của insulin để đi vào tế bào beta. Các chất tiết không phải chất dinh dưỡng có thể hoạt động thông qua các kích thích thần kinh như con đường cholinergic và adrenergic hoặc thông qua các hormon peptide và axit amin cation.
Glucose là tác nhân kích thích chính để tiết insulin, mặc dù các chất dinh dưỡng đa lượng khác, hormone, yếu tố thể dịch và đầu vào thần kinh có thể thay đổi phản ứng này. Insulin cùng với glucagon - hormon đối kháng chính của nó điều chỉnh nồng độ glucose trong máu. Các tế bào beta tuyến tụy tiết ra 0.25- 1.5 đơn vị insulin mỗi giờ trong trạng thái nhịn ăn, đủ để cho phép glucose phụ thuộc vào insulin xâm nhập vào tế bào. Mức này ngăn chặn quá trình thủy phân không kiểm soát được của chất béo trung tính và hạn chế quá trình tân tạo đường, do đó duy trì mức đường huyết lúc đói bình thường. Bài tiết insulin cơ bản chiếm hơn 50% tổng số bài tiết insulin trong 24 giờ. Sau khi tiết insulin vào hệ thống tĩnh mạch cửa, 60% sau đó được gan loại bỏ. Vì vậy, nồng độ insulin tĩnh mạch cửa đến gan tiếp cận gấp ba lần so với tuần hoàn ngoại biên. Ở những người gầy khỏe mạnh, nồng độ insulin lưu thông lúc đói trong tĩnh mạch là khoảng 3 - 15 mIU/L hoặc 19 - 90 pmol/L. Bài tiết insulin liên quan đến bữa ăn chiếm phần còn lại trong tổng sản lượng hàng ngày.
Insulin là hormon quan trọng điều chỉnh việc cung cấp năng lượng cho tế bào và cân bằng các chất dinh dưỡng đa lượng, chỉ đạo các quá trình đồng hóa ở trạng thái được nạp vào. Insulin cần thiết cho việc vận chuyển glucose trong tế bào vào các mô phụ thuộc insulin như cơ và mô mỡ. Báo hiệu sự dồi dào của năng lượng ngoại sinh, quá trình phân hủy chất béo ở mô mỡ bị ức chế và quá trình tổng hợp của nó được thúc đẩy. Trong tế bào cơ, sự xâm nhập của glucose cho phép glycogen được tổng hợp và lưu trữ, đối với carbohydrate chứ không phải axit béo được sử dụng làm nguồn năng lượng có sẵn ngay lập tức cho sự co cơ. Do đó, insulin thúc đẩy quá trình tổng hợp glycogen và lipid trong tế bào cơ, đồng thời ngăn chặn quá trình phân giải mỡ và tân tạo đường từ các axit amin cơ. Khi có đủ nguồn cung cấp axit amin, insulin sẽ được đồng hóa trong cơ bắp.
Kháng insulin được xác định khi mức insulin bình thường hoặc tăng cao tạo ra phản ứng sinh học suy yếu. Về mặt kinh điển, điều này đề cập đến tình trạng suy giảm độ nhạy đối với việc thải bỏ glucose qua trung gian insulin.
Hội chứng kháng insulin đề cập đến một nhóm các bất thường và kết quả thể chất liên quan xảy ra phổ biến hơn ở những người kháng insulin. Do sự khác biệt của mô về sự phụ thuộc và độ nhạy cảm với insulin, các biểu hiện của hội chứng kháng insulin có khả năng phản ứng tác động tổng hợp của lượng insulin dư thừa và khả năng kháng insulin thay đổi đối với các hoạt động của nó.
Về mặt sinh lý, ở cấp độ toàn bộ cơ thể, hoạt động của insulin bị ảnh hưởng bởi sự tương tác của các hormon khác. Insulin mặc dù là hormon chủ đạo thúc đẩy các quá trình trao đổi chất ở trạng thái được cho ăn, hoạt động phối hợp với hormon tăng trưởng và IGF-1 được tiết ra để đáp ứng với insulin, ngăn ngừa hạ đường huyết do insulin gây ra. Các hormon điều hòa khác bao gồm glucagon, glucocorticoid và catecholamin. Những hormon này thúc đẩy quá trình trao đổi chất ở trạng thái nhịn ăn. Glucagon thúc đẩy quá trình phân giải glycogen, tạo glucose và tạo ketone. Tỷ lệ insulin so với glucagon xác định mức độ phosphoryl hóa hoặc khử phospho cả các enzyme liên quan. Catecholamin thúc đẩy quá trình phân giải lipid và glycogenolysis. Glucocorticoid thúc đẩy quá trình dị hóa cơ, tạo đường và phân giải mỡ. Sự bài tiết quá mức các hormon này có thể góp phần gây ra tình trạng kháng insulin.
Kháng insulin trong hầu hết các trường hợp được cho là biểu hiện ở cấp độ tế bào thông qua các khiếm khuyết sau thụ thể trong việc truyền tín hiệu insulin. Mặc dù những phát hiện đầy hứa hẹn ở động vật thí nghiệm liên quan đến một loạt các khiếm khuyết về tín hiệu insulin, nhưng mối liên quan của chúng với tình trạng kháng insulin ở người hiện vẫn chưa rõ ràng. Các cơ chế có thể bao gồm điều chỉnh giảm, thiếu sót hoặc đa hình di truyền của quá trình phosphoryl tyrosine của thụ thể insulin, protein IRS hoặc PIP-3 kinase hoặc có thể liên quan đến sự bất thường của chức năng GLUT-4.
Một số nguyên nhân liên quan đến tình trạng kháng insulin, bao gồm:
Ngoài ra, một số bệnh lý liên quan đến tình trạng đề kháng insulin, bao gồm:
Bài viết trên đã trả lời được câu hỏi insulin và đề kháng insulin là gì? Kháng insulin làm giảm nhạy cảm của tế bào trước insulin, giảm lượng glucose vận chuyển vào tế bào và qua đó sẽ đóng vai trò chính trong quá trình tiến triển đến bệnh đái tháo đường thực sự. Việc tăng cường vận động thể lực hiệu quả hằng ngày, chế độ dinh dưỡng giàu chất xơ và bổ sung thực phẩm chức năng chứa Nicotinamide mononucleotide (NMN) sẽ làm tăng nhu cầu sử dụng glucose làm năng lượng, tăng tính nhạy cảm của tế bào đối với insulin và qua đó góp phần phòng ngừa đái tháo đường type 2.
.jpeg)
