Az inzulin - a vércukor-szabályozás központi hormonja - FETeV
Az inzulin a testünk vércukorszintjét szabályozó központi hormon. Ez egy gömb alakú hormon, amely egyes fehérjekomponensekből, az aminosavakból áll. Az inzulin alapvető szerepet játszik a szénhidrátok, zsírok és fehérjék metabolizmusában, és szoros kapcsolatban áll az inzulinrezisztencia, a diabetes mellitus és a metabolikus szindróma kialakulásával. Ezenkívül számos más reakciót elősegít vagy gátol a teljes anyagcserében.
Oktatás és szabadon bocsátás
A hormon 52 aminosavból áll, amelyek két lánc formájában több hídon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. A hormon felhalmozódik a testben, hogy gömb alakú struktúrát képezzen.
Főleg a hasnyálmirigy az úgynevezett béta sejtekben képződik. Feltehetően az inzulin akár az agyban is képződhet [Ger 2003]. Egy meghatározott terv szerint ez egy előzetes stádiumban jön létre a testben (preproinsulin) Prekurzor hormon (Proinsulin). Ebben az esetben a két láncot továbbra is egy köztes lánc (C-peptid) köti össze.
A proinzulint a sejtekben kis vezikulákban, úgynevezett granulátumokban tárolják. A speciális enzimek csak szükség esetén hasítják el a C-peptidet, amely aktív inzulint hoz létre. Ez aztán bejut a véráramba.
Az inzulin felszabadulás mechanizmusa összetett:
- Étkezés után a glükóz specifikus transzportereken keresztül kerül a bélsejtekbe.
- A cukor a véren keresztül jut el a hasnyálmirigy béta sejtjeibe, és egy másik transzporter felszívja.
- Ez csak egy bizonyos vércukor-koncentráció (10 mmol/l vagy 180 mg/dl) felett tölti be a glükózt a sejtekbe. Ez megakadályozza, hogy nagy mennyiségű inzulin szabaduljon fel még éhgyomorra. A normál éhomi vércukorszint 5 mmol/l vagy 90 mg/dl körül van.
- Lenyelés után a glükóz többlépcsős folyamatban bomlik le, amelynek során az energia felszabadul ATP formájában.
- A növekvő ATP-koncentráció bezárja a sejtmembrán káliumcsatornáit, ami egyfajta töltési egyensúlyhiányt eredményez. Ez pedig a kalciumcsatornák megnyílásához vezet. Ezután a beérkező kalcium kiváltja az inzulin felszabadulását.
- Az inzulin a véren keresztül éri el a célsejteket.
Az inzulin nemcsak evés után szabadul fel, hanem böjt/éhes állapotban is kis mennyiségben. Az úgynevezett bazális inzulin folyamatosan felszabadul. A napi szükséglet körülbelül 35 inzulinegység (kb. 1,5 mg). Az inzulin felszabadulása ezután két fázisban megy végbe.
Az első szakasz étkezés után kezdődik. Itt az inzulin impulzusszerű felszabadulása van a gyorsan felszívódó glükóz felhasználása és a máj glükóztermelésének korlátozása érdekében.
A második fázisban az inzulin fokozatosan képződik és hosszabb ideig felszabadul, hogy az emészthető és lassabban felszívódó szénhidrátokból származó glükózt hasznosítsa.
Szénhidrátban és cukorban gazdag ételek okozzon egyet gyors és magas inzulinszint a vérben, amely aztán gyorsan újra leesik. Ha csak kevés szénhidrát vagy cukor van az ételben, az inzulinszint lassabban emelkedik és laposabb. Zsírok, fehérjék és rostok késleltesse az inzulin emelkedését a vérben. Étkezés után az inzulin és a vércukorszint növekedésének mértékét a glikémiás index segítségével írják le.
Ezután az inzulin egy részét a célsejtek metabolizálják. A hormon enzimatikusan lebomlik a májban és a vesében, majd kiválasztódik.
Az anyagcsere hatása
Az inzulin fő feladata: Vércukorszint, például evés után, leengedni. Elősegíti az anyagcsere folyamatokat, amelyek a glükóz felvételéhez vagy a sejtek hasznosulásához vezetnek. Ugyanakkor gátolja azokat a folyamatokat, amelyek során új cukor képződik. Ezenkívül az inzulin számos más anyagcsere útra hat, például a zsír felhalmozódására és tárolására vagy a fehérjeszintézisre.
A sejtben kifejtett hatás szintén szigorúan szabályozott. Nem minden glükózfüggő sejtnek van szüksége inzulinra az ajtók nyitásához. Az izom- és zsírsejteknek viszont szükségük van a hormonra, hogy tüzelőanyagként glükózt kapjanak. Ehhez az inzulin a sejtmembránban egy adott ajtónyitóhoz (receptorhoz) kötődik. Ez továbbítja a hormon jelet a sejtbe.
Inzulinfüggő szövetek
- Izomzat
- Zsírszövet (→ zsírszövet)
Inzulinfüggetlen szövetek
- vörös vérsejtek
- Máj (→ máj)
- agy
- nyirokszövet (→ nyirokrendszer)
Hatások az izmokra
A glükóz bevitele, a glikogén képződése, a glikogén lebontásának gátlása
Az izmokban az inzulin elősegíti a glükóz felszívódását a sejtekben. Ily módon a glükóz nagy részét már eltávolítják a vérből. Az izom a saját energiaellátása érdekében azonnal lebontja a glükóz egy kis részét. Ezt a lebontást (glikolízist) az inzulin is stimulálja.
A cukor egy másik részét az izomenergia-raktározó glikogén felépítésére használják fel, amely az izmokat az étkezések között látja el. A hormon is támogatja ezt a folyamatot (glikogénszintézis). Ugyanakkor a glikogén lebomlása (glikogenolízis) gátolt.
A zsír kialakulása
Ha több glükóz kerül az izomba, mint amennyit a glikogénkészlet elfér, a cukor - amely szintén előnyös az inzulinból - zsírokká alakul (lipidszintézis) és az izomrostok között tárolódik.
Az aminosavak felszívódása és a fehérje képződése
Az inzulin támogatja bizonyos aminosavak, például az alanin felszívódását az izmokban, és ezáltal elősegíti az új fehérje képződését (fehérjeszintézis).
A kálium felszívódása
Végül a kálium sejtbe történő felvételét a hormon is stimulálja.
Hatások a zsírszövetre
A glükóz bevitele
Az inzulin fokozott glükózfelvételhez vezet a zsírszövetben is. A zsírszövet étkezés után is képes nagy mennyiségű cukrot felszívni, és így gyorsan visszaállítani a vércukorszintet.
Szabad zsírsavak felszívódása, zsírképződés
A zsírsejtben az inzulin elősegíti a glükóz lebontását (glikolízis) és annak zsírrá történő átalakulását (lipidszintézis). Ugyanakkor a hormon elősegíti a szabad zsírsavak felszívódását a vérből és azok zsírszövetben történő tárolását is. Ez többek között egy enzim (lipoprotein lipáz) stimulálásával érhető el.
A zsírvesztés gátlása
A zsír lebontása (lipolízis) azonban az inzulin hatására gátolt. Az inzulin ezért jelentős mértékben részt vesz a testzsír felhalmozódásában, és megnehezíti annak lebontását.
A májra gyakorolt hatás
Új zsírképződés, a zsír lebontásának gátlása
Az izom- és zsírszövetekkel ellentétben a májban vannak transzporterek, amelyek inzulin nélkül is képesek szállítani a glükózt a sejtekbe. Ennek ellenére az inzulin serkenti az új glikogén, zsírsavak és trigliceridek képződését, és gátolja a zsír lebontását. Tehát itt is az inzulin váltást vált le a lebontó (katabolikus) anabolikus (anabolikus) anyagcseréről.
A glükóz lebontása és regenerálása, vagy glükóz felszabadítása a vérbe
Magas vércukorszint (hiperglikémia) esetén az inzulin elősegíti a glükóz lebontását a májban energiatermelés céljából (glikolízis). Ugyanakkor az új glükóz képződése (glükoneogenezis) gátolt. Hipoglikémia esetén viszont a májsejtek felszabadítják a glükózt a vérbe, függetlenül attól, hogy milyen magas az inzulinszint.
Az erekre gyakorolt hatás
A nitrogén-oxid képződése elősegíti a vérkeringést
Az inzulin elősegíti a nitrogén-oxid termelődését az erekben. Ennek értágító hatása van, és gátolja a sejtek érfalhoz való kötődését (sejtadhézió), a vérlemezkék agglomerációját (trombocita aggregáció) és a simaizomsejtek osztódását. Ily módon az inzulin elősegíti a véráramlást és javítja az izom- és zsírszövet glükóztranszportját.
Az agyra gyakorolt hatások
A neurotranszmitterek képződése
Az agysejtekben viszont a hormon stimulálja az olyan neurobotranszmitterek képződését, mint pl
- Acetilkolin (fontos a memória szempontjából)
- Szerotonin (nyugtató és relaxáló hatású)
- Gamma-amino-vajsav, GABA (gátolja az izgalmat) és
- Glutamát (az agy kommunikációjára és tevékenységére használják).
Az inzulin termelésének és felszabadulásának zavarai
Az inzulin elégtelen termelése vagy hiánya az Diabetes mellitus. Gyakran megy az ember Inzulinrezisztencia előre. Ekkor a test sejtjei már nem képesek reagálni az inzulinra és felszívni a glükózt a vérből. Ez magas vércukorszinthez vezet, ami viszont még magasabb inzulin felszabadulást eredményez. Hosszú idő alatt a hasnyálmirigy sejtjei kimerülnek vagy megsérülnek, ezután már nem lehet inzulint termelni.
Az inzulinrezisztencia messzemenő következményekkel jár, és szorosan kapcsolódik más betegségekhez, például:
- A lipid anyagcserezavarai
- Kövér máj
- PCOS (policisztás petefészek szindróma)
- magas vérnyomás
- Súlygyarapodás
- szívkoszorúér-betegség és következményei (szívroham, stroke)
- és több.
Következtetés
Az inzulin a leginkább anabolikus hormon a szervezetben, és fő feladata a vércukorszint csökkentése.
Az inzulin elősegíti az építési folyamatokat
- A zsír kialakulása
- A glikogénkészletek feltöltése
- Izomnövekedés
- Új fehérjeképződés
- Stb.
Az inzulin gátolja a lebomlási folyamatokat
- Zsírégetés (nem aktivált zsíranyagcsere)
- Glikogén kimerülés
- Stb.