Insulinsyntes

De Insulinsyntes induceras i organismen när man äter. Insulin är ett hormon som inducerar cellerna att ta upp glukos genom cellmembranet. En minskning av insulinsyntesen leder till en ökning av sockernivån i blodet.

Vad är insulinsyntes?

Insulin är det enda hormonet i kroppen som kan sänka blodsockernivån i blodet. Insulinsyntes är alltid nödvändig när kolhydrater tas in med mat. Insulinsyntes sker i Langerhans-cellerna i bukspottkörteln.

Om för lite insulin produceras, stiger blodsockernivån eftersom glukosen inte längre transporteras in i cellerna. Överdriven insulinsyntes leder till lågt blodsocker (hypoglykemi) med mattrang, rastlöshet och hotad nervskada.

Insulinsyntes sker med intervaller och stimuleras alltid av matintag. Om kolhydratintaget reduceras, till exempel på grund av svält, sjunker blodsockernivån. Mer glukagon bildas än antagonisten mot insulin. Glukagon ökar blodsockernivån genom glukoneogenes. Som ett resultat minskar insulinutsöndringen och dess syntes är begränsad.

Sammantaget är insulinsyntesen en del av en komplicerad regleringsmekanism för att hålla blodsockernivån konstant.

Funktion & uppgift

Att tillhandahålla insulin säkerställer att kroppen förses med energi och byggstenar. Insulin har en anabol effekt på ämnesomsättningen. Insulinproduktion inkluderar både insulinsyntes och insulinsekretion.

Insulin produceras och lagras i Langerhans holmceller i bukspottkörteln. När blodsockernivån ökar når glukos det inre av betacellerna på Langerhans öar via vesiklar, som omedelbart släpper lagrat insulin. Samtidigt stimuleras insulinsyntesen.

Först bildas en inaktiv preproinsulinmolekyl med 110 aminosyror på ribosomerna. Detta preproinsulin består av en signalsekvens med 24 aminosyror, B-kedjan med 30 aminosyror, ytterligare två aminosyror och en C-kedja med 31 aminosyror, ytterligare två aminosyror och en A-kedja med 21 aminosyror.

När den sträckte molekylen har formats, viks den genom bildningen av tre disulfidbroar. Två disulfidbroar förbinder A- och B-kedjorna. Den tredje disulfidgruppen är inom A-kedjan. Preproinsulinet är initialt beläget i endoplasmatisk retikulum. Därifrån transporteras det genom membranet för att komma in i Golgi-apparaten.

Under passagen av ER genom membranet delas signalpeptiden bort, som sedan förblir i cisternerna i endoplasmatisk retikulum. Efter det att signalsekvensen har delats upp bildas proinsulin, som har 84 aminosyror. Efter att den har införlivats i Golgi-apparaten lagras den där.

Om det finns en stimulans att frigöra, delas C-kedjan av verkan av specifika peptidaser. Nu bildas insulin, som består av en A-kedja och en B-kedja. De två kedjorna är endast länkade av två disulfidbroar. En tredje disulfidgrupp är belägen inom A-kedjan för att stabilisera molekylen.

Insulinet lagras sedan i vesiklarna i Golgi-apparaten i form av zink-insulinkomplex. Hexamerer bildas, som stabiliserar insulinets struktur. Frisättningen av insulin utlöses av vissa stimuli. Ökningen i blodsockernivån är den främsta stimulerande effekten. Men närvaron av olika aminosyror, fettsyror och hormoner har också en stimulerande effekt på frisättningen av insulin.

De triggande hormonerna inkluderar sekretin, gastrin, GLP-1 och GIP. Dessa hormoner bildas alltid när du äter. Efter intag sker insulinutsöndring i två faser. I den första fasen frisätts det lagrade insulinet, medan det i den andra fasen syntetiseras. Den andra fasen avslutas inte förrän hyperglykemin har avslutats.

Sjukdomar och sjukdomar

När insulinsyntesen störs ökar blodsockernivån. En kronisk insulinbrist kallas diabetes mellitus. Det finns två typer av diabetes, typ I-diabetes och typ II-diabetes.

Diabetes av typ I är en absolut brist på insulin. Om Langerhans holmceller är frånvarande eller på grund av en sjukdom, produceras för lite eller inget insulin. Möjliga orsaker är allvarlig inflammation i bukspottkörteln eller autoimmuna sjukdomar. Blodsockernivån är extremt hög i denna form av diabetes. Utan insulinsubstitution leder sjukdomen till döden.

Typ II-diabetes orsakas av en relativ brist på insulin. Tillräckligt med insulin produceras i processen och insulinsekretionen ökar till och med. Insulinresistensen ökas emellertid eftersom insulinets effektivitet minskas på grund av bristen på receptorer. Bukspottkörteln måste producera mer insulin för att uppnå samma effekter. Denna ökade insulinsyntes leder till utmattning av Langerhans öar på lång sikt. Typ II-diabetes utvecklas.

I samband med hormonregleringsstörningar kan en ökad blodsockernivå också uppstå. Med ökad kortisolaktivitet produceras mer glukos från aminosyror genom glukoneogenes. Som ett resultat stimuleras insulinsyntesen permanent för att sänka blodsockernivån igen. Överskottet av glukos transporteras in i fettcellerna, där ökad fettbildning äger rum. En stamfetma utvecklas. Sjukdomen är känd som Cushings syndrom.

En permanent hög insulinsyntesnivå kan också triggas av en tumör i Langerhans holmceller. Det är en hyperinsulinism, som ofta utlöses av ett insulinom och leder till upprepad hypoglykemi.