Insulin je centralni hormon u regulaciji metaboličkih puteva. Povećane vrednosti sreću se kod tumora pankreasa
Glukoza, koja se unese putem hrane ili se sintetiše u samom organizmu, u zavisnosti od trenutnih potreba, može se uključiti u nekoliko metaboličkih puteva.
U normalnim uslovima glukoza predstavlja glavni izvor energije. Ukoliko je organizmu potrebna energija, glukoza se oksiduje a višak se skladišti u obliku glikogena u jetri, mišićima i drugim tkivima. Kada se kapacitet skladištenja glikogena u tkivima prevaziđe, višak glukoze se transformiše u masne kiseline i skladišti u masnom tkivu u obliku triglicerida. Male količine se prevode u druge ugljene hidrate ili se iz glukoze, tačnije njenih metabolita, sintetišu neesencijalne aminokiseline.
Regulacija metabolizma ugljenih hidrata i održavanje stalne koncentracije glukoze postiže se koordinisanim dejstvom nekoliko hormona. Insulin snižava koncentraciju glukoze, a njegovi antagonisti (glukagon, kortizol, adrenalin i hormon rasta) povećavaju nivo glukoze u krvi.
Insulin – sinteza, oslobađanje, razgradnja
Insulin je polipeptidni hormon koji nastaje u beta ćelijama pankreasa – gušterače. Pankreas je organ složene strukture sa razdvojenom endokrinom i egzokrinom funkcijom. Endokrini deo predstavljaju Langerhansova ostrvca a u centralnom delu ostrvca su beta ćelije. Tu nastaje tzv. pre-proinsulin, koji zatim prelazi u proinsulin. U sledećem koraku proinsulin sa tek 5% insulinske aktivnosti prelazi u slobodni insulin. Insulin je upakovan u sekretorne granule koje složenim mehanizmom migriraju do membrane beta ćelija i procesom egzocitoze insulin se oslobađa u cirkulaciju.
Do oslobađanja insulina iz sekretornih granula dolazi nakon povećanja koncentracije glukoze u krvi oko beta ćelija. Tačnije, povišena koncentracija glukoze je glavni stimulus za oslobađanje već sintetisanog insulina i to se dešava nekoliko sekundi od stimulusa a traje oko 10 minuta. Nakon toga nastupa druga faza (postepen porast insulina) u kojoj se sintetiše novi insulin i dalje oslobađa u cirkulaciju. Ova faza obuhvata vremenski period od nekoliko minuta do nekoliko sati.
Kako insulin utiče na metabolizam
Najvažniji efekti insulina na metabolizam ugljenih hidrata, lipida i proteina svode se na stimulaciju korišćenja glukoze i stimulaciju sinteze proteina.
Insulin olakšava transport glukoze kroz ćelijsku membranu, ubrzava sintezu glikogena, stimuliše katabolizam (razgradnju glukoze), inhibira sintezu glukoze, stimuliše skladištenje triglicerida u masnom tkivu, inhibira ketogenezu i stimuliše sintezu proteina.
U metabolizmu glukoze najvažniju ulogu imaju jetra, mišićno i masno tkivo. Mišići i masno tkivo apsorbuju glukozu iz krvi i zatim je skladište u vidu glikogena odnosno triglicerida. Jetra kontroliše glikolizu (proces razgradnje glukoze) i glukoneogenezu (proces sinteze glukoze). Svi ovi procesi su zavisni od insulina koji, kao glavni anabolički hormon u organizmu, učestvuje u održavanju ravnoteže između metabolizma proteina, masti i ugljenih hidrata.
Za normalan metabolizam glukoze i održavanje homeostaze u organizmu najvažnija su dva procesa:
1). Insulinska senzitivnost: predstavlja sposobnost insulina da smanji nivo glukoze u krvi (stimuliše insulin-osetljiva tkiva da preuzmu glukozu i istovremeno zaustavlja oslobađanje glukoze iz glikogena preko zaustavljanja sinteze glukoze i razgradnje glikogena iz jetre);
2). Normalna funkcija beta ćelija pankreasa: predstavlja sposobnost ovih ćelija da oslobađaju adekvatnu količinu insulina u cilju održavanja normalne koncentracije glukoze u krvi.
Ova dva procesa su tesno povezana: ako dođe do smanjenja insulinske senzitivnosti, tj. do porasta rezistencije na dejstvo insulina, zdrave beta ćelije pankreasa odgovaraju povećanjem lučenja insulina da bi sprečile povišen šećer u krvi. Ako beta ćelije izgube ovu funkciju doćiće do patološkog stanja.
Insulin je najznačajniji hormon koji učestvuje u regulaciji metaboličkih puteva. Povećava sadržaj glikogena u jetri, u mišićima njegovo dejstvo se ispoljava na sličan način, ako se glukoza koja uđe u mišićne ćelije ne potroši za energetske potrebe rada mišića, ona se skladišti u obliku glikogena, ali u manjim količinama nego u jetri.
Uticaj insulina na metabolizam lipida je sporiji i manje izražen u poređenju sa efektom ovog hormona na metabolizam ugljenih hidrata. Dugoročno, ovaj uticaj je fiziološki vrlo značajan, što najbolje dokazuju teški poremećaji metabolizma lipida koji se javljaju u dijabetesu. Insulin stimuliše sintezu masnih kiselina i skladištenje triglicerida u masnom tkivu. Zbog svog uticaja na sintezu proteina, insulin je potreban za normalan rast, na koji deluje sinergistički sa hormonom rasta.
Kako insulin ostvaruje svoje dejstvo
Da bi ispoljio svoja dejstva na nivou ćelije, insulin mora da se veže za specifične receptore koji se nalaze na membrani ćelija osetljivih na insulin. Najvažnija insulin-zavisna tkiva su skeletni mišići, masno tkivo i jetra. Transport glukoze kroz membranu ćelija perifernih tkiva odvija se preko posebnih kanala koji se otvaraju tek nakon aktivacije insulinskih receptora. Vezivanje za insulinske receptore dovodi do promena unutar ćelija čiji je krajnji rezultat anabolizam – sinteza složenih jedinjenja iz prostih.
Koje su normalne, referentne vrednosti insulina
Insulin je prvi proteinski hormon kome je određena sekvenca, prva supstanca čija je koncentracija određena pomoću radioimunoanalize i prvo jedinjenje proizvedeno rekombinantnom DNK tehnologijom za široku upotrebu. Insulin se određuje u laboratorijama imunohemijskim metodama (RIA, CLIA, ECLIA i druge).
Referentne vrednosti insulina zavise od metode i same laboratorije, okvirno se kreću od 6 do 27µU/ml. Insulin se određuje nakon 12-satnog gladovanja, dva sata nakon jela ili u toku oralnog testa opterećenja glukozom (na svakih 30 minuta u toku 2h).
Povišene vrednosti insulina
Povišene vrednosti insulina u plazmi našte mogu se naći kod pacijenata sa insulinomom (tumori endokrinog pankreasa), a da je pri tome prisutna hipoglikemija.
O karcinomu pankreasa za PharmaMedicu je govorio Prof dr Dejan Radenković. Pogledajte intervju: https://www.youtube.com/watch?v=S1UEThiLooI
Povećane vrednosti insulina mogu biti povezane sa insulinskom rezistencijom koja nastaje kao rezultat smanjenog broja receptora na ćelijama insulin zavisnih tkiva ili usled poremećaja u prenosu signala nakon vezivanja insulina za receptore. U ovom slučaju prisutna je povišena koncentracija glukoze jer insulin ne ostvaruje svoje dejstvo. Smanjena vrednost insulina u plazmi javlja se kod dijabetes melitusa tipa 1.
Možda vas interesuje i: Test opterećenja glukozom i insulinska rezistencija
Takođe insulin pospešuje ulazak glukoze u ćelije srčanog mišića i ćelije masnog tkiva, a nema uticaj na moždane ćelije koje su propustljive za glukozu i bez posredovanja ovog hormona.
