Inzulin hatásmechanizmus

• Diagnosztika

(glükóz transzporter, glükóz elősegített diffúziós rendszer)

A szövetekben a glükóz felvétel nő

Az inzulin fiziológiai hatásai.

Hipoglikémiás hatás: növeli a glükóz transzportot a sejtmembránokon keresztül, aktiválja a glükóz foszforilációt, növeli a glikogén szintézist, gátolja a glikogenolízist és a glükoneogenezist.

A zsír anyagcserére gyakorolt ​​hatás:aktiválja a trigliceridek képződését és lerakódását, gátolja a zsírsavak keto-savakká történő átalakulását, csökkenti a lipolízist, gátolja az intracelluláris lipázt.

A fehérje metabolizmusára gyakorolt ​​hatás:növeli az aminosavakból származó fehérjeszintézist, gátolja az aminosavak keto-savakká történő átalakulását.

Cukorbetegség kezelésére.

A gyermekek az 1. típusú cukorbetegség kialakulását okozzák, amit az RV β-sejtek megsemmisítése és az abszolút inzulinhiány (autoimmun, idiopátiás) okoz.

Inzulin adagolás:a vér glükózszintjétől, glikozuriától, acetonuriától függően. 1 PIECE inzulin 2,5-5 gramm cukrot tartalmaz. Pontosabban: 1 U inzulin csökkenti a glikémiát 2,2 mmol / l (általában éhgyomri glükóz = 3,3-5,5 mmol / l) vagy 0,3-0,8 U / testtömeg kg / nap értékben.

Először vegye fel a maximális értéket, majd válassza ki az adagot. Az inzulin adag kiválasztása során a vér glükózszintjét naponta 7-9-szer mérik. A gyermekek inzulinra gyakorolt ​​érzékenysége sokkal magasabb, mint a felnőtteké.

Inzulin kezelés.

- hagyományos: rövid hatású inzulint injekciózunk szubkután vagy intramuszkulárisan naponta 4-5 alkalommal 30 perccel az étkezés előtt.

- bázis-bolus (intenzív): rövid hatású inzulin 30 perccel étkezés előtt + közepes és hosszú hatású inzulin injekciók, alapszintű inzulinszintet biztosítanak, de nem szüntetik meg a postprandialis hiperglikémiát, amelyet a rövid hatású inzulinok eliminálnak (a legjobb humánus).

Inzulinokat is használnak.

- a testtömeg hiányával való étvágy növelése,

- a polarizációs terápia részeként,

- 2. típusú diabetes mellitus esetén

- skizofrénia (kóros terápia).

hipoglikémia(nehezebb, mint a hiperglikémia):

Tachycardia, izzadás, remegés, hányinger, éhség, központi idegrendszeri funkciók (zavartság, furcsa viselkedés), encephalopathia, görcsök, kóma.

Segítség: könnyen emészthető reggeli, édesség. Kómával 40% -os glükózoldatban.

lipodisztrófiábanaz inzulin beadásának helyén - a szubkután zsírlerakódás eltűnése vagy növekedése. A rosszul tisztított inzulin bevezetése eredményeként alakul ki, ha a gyógyszer beadásának technikáját (hideg, felületes beadás (mélyen szubkután)) kell megsérteni ugyanazon a helyen. Az inzulin felszívódik a leggyorsabban és teljesen az elülső hasfal alatti szövetéből, lassabban a vállból, a comb elejéből és nagyon lassan az alsó részből és a fenékből. Egy helyen legfeljebb 16 U inzulint adunk be, 60 napon belül 1 alkalommal.

Allergiás reakciók (viszketés, kiütés, anafilaxiás sokk). Ez az inzulin, a tartósítószerek, az állati inzulin gyenge tisztításának eredménye. Szükséges a beteg áthelyezése egy kevésbé immunogén gyógyszerbe (humán inzulin), hogy antihisztaminokat írjanak elő, HA.

Az agy, a tüdő, a belső szervek duzzadása.

Súlygyarapodás (elhízottság).

Β-sejtek atrófiája, inzulinrezisztencia(az inzulin szükségesnél nagyobb, mint 2 U / testtömeg kg, naponta több mint 60 NE bevitelével).

Elektrolit változások, anyagcsere zavarok, eszméletvesztés, reflexek depressziója, anuria, hemodinamikai rendellenességek.

A különbség nehéz: 40% -os glükózoldatban.

Csepp rövid hatású inzulin (10-20 U) + szükség esetén glükóz.

Továbbá, szubkután vagy intramuszkulárisan 5-10 U inzulint a glükózszint ellenőrzése során.

Infúziós terápia - nátrium-klorid, kálium-klorid izotóniás oldatai.

Ha a vér pH-ja kisebb, mint 7,0 w / nátrium-hidrogén-karbonát-oldat.

Kókarboxiláz a keton testek szintjének csökkentése érdekében.

2. típusú inzulinfüggő diabetes mellitus

Orális hipoglikémiás szereket írnak fel, amelyeket gyermekgyógyászatban nem használnak.

Orális hipoglikémiás szerek

Inzulin hatásmechanizmus

Az inzulin egy olyan peptid jellegű hormon, amelyet hasnyálmirigy sejtek alkotnak. Ez befolyásolja a szervezetben előforduló metabolikus folyamatokat, és szinte minden szövetet lefed. Ennek egyik fő funkciója a vérben a glükóz koncentrációjának csökkentése, így a hormon hiánya gyakran provokálja a cukorbetegség kialakulását. Abszolút inzulinhiány esetén a betegben az 1. típusú betegség alakul ki, és relatív hormonhiány esetén a 2. típusú cukorbetegség jelentkezik.

Inzulin: a hormon összetétele

A hasnyálmirigyben előállított hormon az inzulin prekurzora. Több egymást követő kémiai reakció során a hormon aktív formájává alakul át, amely képes a szervezetben tervezett funkcióinak végrehajtására.
Mindegyik inzulinmolekula összetételében 2 polipeptid lánc kapcsolódik, amelyeket diszulfidhidak (C-peptid) kötnek össze:

1. A lánc. 21 aminosavmaradékot tartalmaz.
2. B-lánc. 30 aminosavból áll.

Az inzulin nagy hatásfokmal rendelkezik, így egy órán belül szintetizálódik. A hormon termelésének ösztönzése az élelmiszerek nagy mennyiségű szénhidrát bevitele, ami a vércukorértékek ugrását eredményezi.

Az egyes fajok inzulinjának szerkezeti különbségei vannak, így a szénhidrát-anyagcsere szabályozásában betöltött szerepe is eltérő. A leginkább hasonlít a humán hormonhoz a sertés inzulin, amely csak 1 aminosavval különbözik ettől. Az inzulin szarvasmarha három ilyen maradékban különbözik az emberi hormontól.

Hogyan szabályozzák a vércukorszintet?

Az optimális cukorkoncentráció a testrendszer összes funkciójának teljesítménye miatt fennmarad. Ennek a folyamatnak a fő szerepe azonban a hormonok hatásához tartozik.

A glükóz koncentrációt két hormoncsoport befolyásolja:

1. Az inzulin (természetes hiperglikémiás hormon) - csökkenti annak szintjét.
2. A hiperglikémiás csoport hormonjai (például növekedési hormon, glukagon, adrenalin) fokozzák szintjét.

Abban a pillanatban, amikor a glükózérték a fiziológiai szint alá csökken, az inzulin termelés lelassul. A vércukorszint kritikus csökkenése esetén a hiperglikémiás hormonok felszabadulása kezdődik, ami a glükózt a sejtes áruházakból irányítja. A további inzulinszekréció elnyomására a vérben stresszhormonok és adrenalin aktiválódnak.

A következő tényezők befolyásolhatják az inzulin termelését, hatását vagy a sejtmembránnak a hormonra való érzékenységét:

• Az inzulin és a receptor érési folyamatának megzavarása;
• A módosított molekulák megjelenése, valamint a biológiai funkciók megsértése;
• Az antitestek jelenléte a szervezetben a hormon hatására, ami a hormon és receptor közötti kommunikáció elvesztéséhez vezet;
• A hormon receptorok lebomlása;
• A hormon endocitózisának megszakítása a receptorral.

A sejtben lévő inzulin jelének bármilyen akadálya teljesen vagy részlegesen megzavarhatja annak hatását a teljes anyagcsere-folyamatra. Fontos megérteni, hogy a test ezen állapotában a hormon magas koncentrációja nem tudja korrigálni a helyzetet.

Az inzulin hatása és szerepe

Az inzulin fontos funkciókat lát el a szervezetben, és sokrétű hatást gyakorol az anyagcsere-folyamatokra.

A hormon hatásától függően általában három fő csoportra oszlik:

• anabolikus;
• metabolikus;
• Anti-katabolikus.

Az anyagcsere hatásai a következők:

1. A testbe bejutó sejtek felszívódása fokozódik. A glükóz az egyik fontos összetevő, ezért felszívódása lehetővé teszi a vércukorszint szabályozását.
2. Az ilyen poliszacharid szintézisének mennyisége glikogénként nő.
3. A glikogenezis intenzitása csökken (a glükóz képződése a különböző anyagok májjában csökken).

A hormon anabolikus hatása úgy van kialakítva, hogy fokozza a fehérje komponensek bioszintézisét és a DNS (dezoxiribonukleinsav) replikációját. Az inzulin hatására a glükóz szerves vegyületekké, például trigliceridekké alakul. Ez lehetővé teszi a zsírok felhalmozódásához szükséges feltételek megteremtését a hormonhiány idején.

Az antikatabolikus hatás 2 területre terjed ki:

• Csökkenti a fehérjék hidrolízisének mértékét (lebomlás);
• Csökkenti a zsírsavak penetrációját a vérsejtekben;
• A vér inzulin hatása alatt a normál cukorszint fennmarad.

Az inzulin expozíció hatása speciális receptoron keresztül jelentkezik, és egy másik időtartam után következik be:

• Rövid idő alatt (perc vagy akár másodperc), amikor a szállítás, enzim gátlás, ribonukleinsav szintézise, ​​fehérje-foszforiláció történik;
• Hosszú idő (több óra) után a DNS-szintézis, a fehérje és a sejtek növekedési folyamata.

Hogyan működik a hormon?

Az inzulin szinte minden anyagcsere-folyamatban részt vesz, de fő hatása a szénhidrátok metabolizmusára vonatkozik. Ezeknek az anyagoknak a hormonra gyakorolt ​​hatása nagyrészt a felesleges glükóz átadási sebességének köszönhető a sejtmembránokon keresztül. Ennek eredményeként az inzulin receptorok aktiválódnak, és egy intracelluláris mechanizmus aktiválódik, amely közvetlenül befolyásolhatja a sejtek glükóz felvételét. Az inzulin hatásmechanizmusa az ilyen anyagokat leadó membránfehérjék számának szabályozásán alapul.

A glükóz szövetekre való szállítása teljesen függ az inzulintól. Ezek a szövetek rendkívül fontosak az emberi test számára és felelősek olyan fontos funkciókért, mint a légzés, a mozgás, a vérkeringés és a bejövő élelmiszerből izolált energia tartalékképzése.

A sejtmembránban található hormon receptorok a következő összetételűek:

1. Alfa alegységek (2 db). Ezek a ketrecen kívül helyezkednek el.
2. Béta alegységek (2 db). Átmennek a sejtmembránon, majd a citoplazmába kerülnek.

Ezeket az összetevőket két polipeptidlánc képezi, amelyek diszulfidkötésekkel kapcsolódnak és tirozin kináz aktivitással jellemezhetők.

Az inzulinnal való kommunikáció után olyan események fordulnak elő, mint:

1. A receptor konformációja változhat, kezdetben csak az a-alegységet érintve. Ezen kölcsönhatás eredményeként a tirozin-kináz aktivitás a második alegységben (béta) jelenik meg, a reakcióláncot az enzimek hatásának fokozására indítjuk.
2. A receptorok a kötődésük folyamatában mikroaggregátumokat vagy foltokat képeznek.
3. Receptor internalizáció történik, ami megfelelő jelet eredményez.

Ha az inzulint nagy mennyiségben tartalmazza a plazmában, csökken a receptorok száma, és csökken a sejtek érzékenysége a hormonra. A receptorok számának csökkenése az inzulin behatolásának a sejtmembránba történő behatolása idején bekövetkezett csökkenéséből adódik. Ennek következtében előfordul az elhízás, vagy olyan betegség alakul ki, mint a diabetes mellitus (leggyakrabban a 2. típus).

A hormon típusai és időtartama

A hasnyálmirigy által termelt természetes inzulin mellett néhány embernek gyógyszerként kell használnia egy hormonot. A hatóanyag a megfelelő szubkután injekciók végrehajtásával lép be a sejtekbe.

Az ilyen inzulin időtartama három kategóriába sorolható:

1. A kezdeti időszak, amikor az inzulin belép a beteg vérébe. Ekkor a hormonnak hypoglykaemiás hatása van.
2. Peak. Ebben az időszakban a glükóz csökkentésének maximális pontja érhető el.
3. Időtartam. Ez a rés hosszabb, mint az előző időszakokban. Ez idő alatt a vércukor-tartalom csökken.

Az inzulin hatásának időtartamától függően az orvostudományban alkalmazott hormonok a következő típusok lehetnek:

1. A bazális. Egész napra érvényes, így naponta egy injekció elegendő. A bazális hormonnak nincs csúcshatása, egy ideig nem csökkenti a cukrot, hanem lehetővé teszi a glükóz háttérértékének fenntartását a nap folyamán.
2. Bolus. A hormon gyorsabban befolyásolja a vércukorértéket. A vérbe jutás után azonnal eléri a kívánt hatást. A bolushormon hatásának csúcsa csak étkezést jelent. Az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegek a megfelelő dózis adagolásával korrigálják a cukorszintet.

Az inzulin dózisát nem szabad a diabéteszes betegek kiszámítani. Ha a hormon egységek száma jelentősen meghaladja a normát, akkor akár halálos is lehet. Az élet megmentése csak akkor lehetséges, ha a beteg egy világos elme. Ehhez glükóz injekciót kell készítenie még a diabeteses kóma kialakulása előtt.

Hormon injekciók: gyakori hibák

Az endokrinológusok gyakran hallanak panaszokat a betegekről az inzulin injekciók hatástalanságáról a gyakorlat során. A vércukorszint nem csökkenhet, ha a technikát a hormon beadása során zavarják.

A következő tényezők provokálhatják:

1. A lejárt inzulin használata, ha a lejárati idő már lejárt.
2. A gyógyszer szállítási és tárolási feltételeinek megsértése.
3. Különböző típusú hormonok keverése 1 üvegben.
4. A befecskendezésre készült fecskendőbe belépő levegő.
5. Az alkohol alkalmazása az injekció helyére, ami az inzulin megsemmisítéséhez vezet.
6. Használjon sérült fecskendőt vagy tűt az injekció beadása közben.
7. A tű gyors eltávolítása közvetlenül a hormon bevezetése után, ami a gyógyszer egy részének elvesztéséhez vezethet. Ennek eredményeként az inzulint elégtelen mennyiségben fogyasztották. Ez a hiba hiperglikémiát (a cukor hirtelen emelkedését) okozhatja. Ellenkező esetben, ha inzulint kapunk, mint amennyit a glükóz semlegesítéséhez szükséges, akkor hypoglykaemia lép fel (cukorcsepp). Mindkét állapot veszélyes a cukorbetegek számára.

Inzulin készítmények. Az inzulin hatásmechanizmusa. A metabolikus folyamatokra gyakorolt ​​hatás. Az inzulin adagolásának elvei a cukorbetegség kezelésében. Az inzulin készítmények összehasonlító jellemzői.

Inzulin (inzulin). A humán inzulin egy kis fehérje, amely = 5,808 Igen, 51 aminosavból áll. Az inzulint a hasnyálmirigy b-sejtjeiben preproinsulin formájában állítják elő, amely 110 aminosavat tartalmaz. Az endoplazmatikus retikulumból való kilépés után a 24 aminosav N-terminális szignálpeptid a molekulából hasad, és proinsulin keletkezik. A Golgi komplexben proteolízissel 4 bázisos aminosavat és 31 aminosavból álló C-peptidet távolítunk el a proinsulin molekula közepéről. Ennek eredményeként 2 inzulin lánc képződik - egy 21 aminosavból álló A-lánc (diszulfidkötést tartalmaz) és egy 30 aminosavból álló B-lánc. Az A és B láncok egymás között két diszulfid kötéssel kapcsolódnak. Ezt követően a b-sejt szekréciós granulátumokban inzulint kapunk kristályok formájában, amelyek 2 cink atomból és 6 inzulin molekulából állnak. Általában a humán hasnyálmirigy legfeljebb 8 mg inzulint tartalmaz, ami nagyjából megfelel a 200 páciens inzulinnak.

Az inzulin hatásmechanizmusa. Az inzulin a transzmembrán inzulin receptorokra hat, amelyek a célszövetek (vázizom, máj, zsírszövet) felületén találhatók, és aktiválja ezeket a receptorokat.

Az inzulinreceptor 2 alegységet tartalmaz: az a-alegységet, amely a membrán külső oldalán és a b-alegységen helyezkedik el, amely áthatolja a membránt. Amikor az inzulin kötődik a receptorokhoz, akkor aktiválódnak, és a receptor molekulák párosítva egyesülnek és tirozin kináz aktivitást szereznek (azaz képesek foszforilálni a tirozinmaradékokat számos fehérje molekulájában). Az aktivált receptor autofoszforiláción megy át, és ennek következtében a tirozin kináz aktivitása tízszeresére nő. Továbbá a receptorból származó jelet két módon továbbítják:

· Azonnali válasz (néhány perc alatt alakul ki). A foszfatidilinozitol-3-kinázt (PI-3 kinázt) aktiváló IRS-2 fehérje tirozinmaradékainak foszforilációjával társult. A kináz molekula hatására a foszfatidilinozitol-biszfoszfát (PIP₂) foszfatidil-inozitol-trifoszfáttá (PIP)₃). PIP₃ aktiválja a protein kinázok sorozatát, amelyek befolyásolják:

Þ transzmembrán transzporter tápanyag-aktivitás;

Þ szénhidrát és zsír anyagcsere intracelluláris enzimek aktivitása;

Þ transzkripció számos gén sejtmagjában.

· Lassú válasz (néhány óra elteltével alakul ki). Ennek oka az IRS-1 molekulában lévő tirozinmaradványok foszforilációja, amely stimulálja a mitogén-aktivált protein kinázokat (MAPK) és megkezdi a sejtnövekedés és a DNS-szintézis folyamatát.

Az inzulin fiziológiai hatásai. Az inzulin fő hatása a glükóz sejtekbe történő szállítására gyakorolt ​​hatása. A sejtmembránon keresztül a glükóz áthatol a könnyű szállításból a speciális hordozók - glükóz transzporterek GLUT miatt. Ezeknek a szállítószalagoknak 5 típusa van, amelyek három családba sorolhatók:

· GLUT-1,3,5 - glükóz transzporterek inzulin-független szövetekbe. Az ilyen transzporterek működéséhez az inzulin nem szükséges. Rendkívül nagy affinitással rendelkeznek a glükózhoz (K_m"1-2 mM", és glükóz transzportot biztosítanak a vörösvérsejtekbe, az agyi neuronokba, a bél epitéliumba és a vesékbe, a placentába.

· GLUT-2 - glükóz transzporter az inzulin szabályozó szövetekhez. Szintén nem igényel inzulint a munkájához, és csak nagy glükózkoncentrációban aktiválódik, mivel rendkívül alacsony affinitása van rá (K_m"15-20 mM". Ez biztosítja a glükóz szállítását a hasnyálmirigy és a máj sejtjeire (azaz azoknak a szöveteknek, ahol az inzulin szintetizálódik és lebomlik). Részt vesz az inzulin szekréció szabályozásában a glükózszint növekedésével.

· GLUT-4 - glükóz transzporter inzulinfüggő szövetekbe. Ez a transzporter közepes affinitással rendelkezik a glükózhoz (K_m"5 mM", de inzulin jelenlétében a glükóz affinitása drámai módon nő, és az izomsejtek, az adipociták és a máj glükózt rögzíti.

Az inzulin hatására a GLUT-4 molekulák mozgása a sejt citoplazmájától a membránig terjed (a hordozó molekulák száma a membránban növekszik), a hordozó affinitása a glükózhoz nő, és a sejt belsejébe megy. Ennek eredményeképpen a vérben a glükóz koncentrációja csökken és a sejtben nő.

A 3. táblázat az inzulin hatását mutatja az inzulin-függő szövetek (máj, csontváz, zsírszövet) metabolizmusára.

3. táblázat: Az inzulin hatása a célszervek metabolizmusára.

Általában az inzulint anabolikus hatás jellemzi a fehérjék, zsírok és szénhidrátok metabolizmusára (azaz a szintetikus reakciók növekedésére) és az antikatabolikus hatásokra (glikogén és lipid lebontás gátlása).

Az inzulin terápiás hatásai a cukorbetegség azzal a ténnyel jár, hogy az inzulin normalizálja a glükóz transzportját a sejtbe, és megszünteti a cukorbetegség minden megnyilvánulását (4. táblázat).

4. táblázat: Az inzulin terápiás hatásai.

Az inzulin készítmények jellemzői. Az orvosi gyakorlatban 3 típusú inzulint használjon - marhahús, sertés, emberi. Az inzulin szarvasmarha csak 3 aminosavban különbözik a humán inzulintól, míg a sertés inzulin csak egy aminosavban különbözik. Ezért a sertés inzulin jobban homológ a humán inzulinnal, és kevésbé antigén, mint a szarvasmarha inzulin. Jelenleg minden fejlett országban a cukorbetegek kezelésére nem ajánlott szarvasmarha-inzulin használata.

A xenogén inzulinokat (szarvasmarha, sertés) sav-alkohol módszerrel extraháljuk, gyakorlatilag ugyanazt az elvet alkalmazva, amelyet a Banting és a Best of Toronto több mint 80 évvel ezelőtt javasolt. Azonban az extrakciós folyamat javul, és az inzulinhozam 0,1 g / 1000,0 g hasnyálmirigyszövet esetében. A kapott extraktum 89-90% inzulint tartalmaz, a többi szennyeződés - proinsulin, glukagon, szomatosztatin, hasnyálmirigy polipeptid, VIP. Ezek a szennyeződések az inzulin immunogénét eredményezik (az antitestek képződéséhez vezetnek), csökkentik annak hatékonyságát. Az immunogenitás fő hozzájárulását a proinsulin teszi lehetővé molekulája minden állatban C-peptidet tartalmaz, fajspecifikus.

A kereskedelmi inzulin készítményeket tovább finomítjuk. A tisztítási fok szerint 3 típusú inzulin van:

· Kristályosított inzulinok - ismételt átkristályosítással és oldódással tisztíthatók.

· A mono-csúcs inzulinokat kristályosított inzulinok gélkromatográfiás tisztításával nyerjük. Ugyanakkor az inzulin három csúcs formájában szabadul fel: A - endokrin és exokrin peptideket tartalmaz; B - proinsulint tartalmaz; C - inzulint tartalmaz.

· Egykomponensű inzulinok - többkromatográfiás inzulinok, gyakran ioncserélő kromatográfiával és molekulaszűrő módszerrel.

Elvileg a humán inzulin 4 módon állítható elő:

· Teljes kémiai szintézis;

· Emberi hasnyálmirigy kitermelése;

A fenti módszerek közül az első 2-et jelenleg nem használják fel a gazdaságtalan teljes szintézis és a nyersanyagok (emberi hasnyálmirigy) hiánya miatt az inzulin tömegtermelésére a második módszerrel.

A félszintetikus inzulint sertésből nyerik a B-lánc 30-as pozíciójában lévő alanin aminosav enzimatikus cseréjével treoninra. Ezt követően a kapott inzulint kromatográfiás tisztításnak vetjük alá. Ennek a módszernek a hátránya az inzulin termelésének a nyersanyagok forrásától való függése - sertés inzulin.

Az inzulin készítmények aktivitása biológiai módszerek kifejezése az ED-ben. 1 NE esetén az inzulin mennyiségét, amely 45 mg / dl-nél csökkenti a vérben a vérben lévő glükóz koncentrációját egy nyúlban, vagy egerekben hypoglykaemiás görcsöket okoz. 1 U inzulin körülbelül 5,0 g vércukorszintet alkalmaz. 1 mg nemzetközi standard inzulin 24 U-t tartalmaz. Az első készítmények 1 U-t tartalmaztak ml-ben, a modern kereskedelmi forgalomban kapható inzulin készítmények 2 koncentrációban állnak rendelkezésre:

· U-40 - 40 V / ml. Ezt a koncentrációt az inzulin hagyományos fecskendővel és gyerekekkel történő bevitelére használják.

· U-100 - 100 V / ml. Ezt a koncentrációt az inzulin fecskendővel történő beadásakor használják.

Az inzulin készítmények nómenklatúrája. A hatás időtartamától függően az inzulin készítmények több csoportra oszlanak:

1. Rövid hatású inzulinok (egyszerű inzulinok);

2. Bővített inzulinok (közepes időtartamú inzulinok);

3. Hosszú hatású inzulinok;

4. Vegyes inzulinok (rövid és tartós inzulin kész keverékei).

Rövid hatású inzulinok. Ezek tiszta inzulin vagy inzulin oldata kis mennyiségű ionizált cinkkel. A szubkután beadás után ezek az inzulinok 0,5-1,0 óra múlva kezdenek hatni, maximális hatásuk 2-3 óra, és a hipoglikémiás hatás időtartama 6-8 óra. Ebben a csoportban a gyógyszerek valódi oldatok, szubkután, intramuszkulárisan és intravénásan adhatók be. Általában a "gyors" vagy "rendszeres" szavak a gyógyszercsoportok nevében jelennek meg ebben a csoportban.

Bővített hatású inzulinok. Az inzulin hatásának növelése az abszorpció lassulásával érhető el. A következő inzulinkészítményeket használják:

Az amorf cink-inzulin szuszpenziója inzulint tartalmaz ionizált cink feleslegével, ami elősegíti a kis, rosszul oldódó inzulin kristályok kialakulását.

· Izofán inzulin vagy inzulin NPH (semleges protamin Hagedorn) szuszpenzió - ekvimoláris mennyiségű inzulin és az alapvető protamin fehérje keverékét tartalmazza, amely az inzulinnal rosszul oldható komplexet képez.

· Protamin cink inzulinszuszpenzió - az inzulint és a felesleges ionizált cinket tartalmazó protamin keverék.

A cukorcsökkentő hatás kialakulásának idejét a kiterjesztett inzulin bevétele után a 7. táblázat mutatja be. A csoport termékei általában a „tard”, a „midi”, a „tape” szavakat tartalmazzák.

Korábban kiterjesztett inzulin (például inzulin-C) formájában egy inzulin és a Surfen szintetikus anyag (aminohurid) komplexet is alkalmaztunk. Azonban ezek a gyógyszerek nem találtak széles körű alkalmazást, tekintettel arra, hogy a szörfözés gyakran allergiát okozott, és savas pH-ja volt (injekciói elég fájdalmasak voltak).

Hosszú hatású inzulinok. Reprezentálja a kristályos cink inzulin szuszpenziót. Hosszú ideig a szarvasmarha-inzulint használták ezeknek a gyógyszereknek az előállításához A-lánc több hidrofób aminosavat tartalmaz, mint a sertések vagy az emberek inzulinja (alanin és valin), és valamivel kevésbé oldódik. 1986-ban a Novo Nordisk humán inzulin alapú kiterjesztett inzulint hozott létre. Emlékeztetni kell arra, hogy a sertés inzulin alapú hosszú hatású gyógyszer létrehozása jelenleg nem lehetséges, és a sertés inzulin alapú gyógyszer hosszú távú hatóanyagként való bejelentésére irányuló kísérletet hamisításnak kell tekinteni. Általában a hosszú hatású gyógyszerek nevében egy "ultra" fragmens van.

Kombinált inzulinok. A rövid és hosszabb inzulint használó betegek kényelmét szolgáló, rövid hatású inzulin és NPH-inzulin keverékei készítenek különböző 10/90, 20/80, 30/70, 40/60 és 50/50 kombinációkban. A legnépszerűbbek a 20/80 keverékek (amelyeket az NIDDM-ben használnak az inzulinszükséglet fázisában) és 30/70 (az IDDM-ben szenvedő betegeknél 2-szeres injekciók esetén használják).

Az inzulin terápia indikációi. A főbb indikációk az inzulin kijelölésével járnak a cukorbetegség kezelésére:

· Inzulin-függő diabetes mellitus (I. típusú diabétesz).

· Cukorbetegségben (ketoacidotikus, hyperosmoláris, hiperlaktacidémiás) hiperglikémiás kórokozók kezelése - erre a indikációra csak rövid hatástartalmú gyógyszereket alkalmaz, amelyeket intravénásan vagy intramuszkulárisan adnak be.

· Az inzulinszükséglet fázisában a nem inzulinfüggő diabetes mellitus kezelése (hosszú távú betegek, akik nem képesek kontrollálni a vércukorszintet diétával és orális gyógyszerekkel).

· Terhes nőknél a nem inzulinfüggő diabetes mellitus kezelése.

· A nem inzulinfüggő diabetes mellitus kezelése fertőző betegségek során, sebészeti beavatkozások elvégzése során.

Néha az inzulint a cukorbetegséghez nem kapcsolódó állapotok kezelésére használják: 1) kálium-polarizáló keverékekben (200 ml 5-10% -os glükózoldat, 40 ml 4% -os kalcium-klorid-oldat és 4-6 NE inzulin keveréke) az aritmiák és hypokalemia kezelésében ; 2) inzulin-kóros terápiában szkizofrén betegeknél, akik kifejezett negatív tünetekkel rendelkeznek.

Az adagolás és az inzulin használatának elvei:

1. Az inzulin dózisok kiválasztását a kórházban végzik, a glikémiás szint ellenőrzése mellett, és képzett orvos felügyelete alatt.

2. Az inzulin injekciós üvegeket hűtőszekrényben kell tárolni, hogy megakadályozzák az oldat fagyását. Használat előtt az inzulint testhőmérsékletre kell melegíteni. Szobahőmérsékleten egy üveg inzulint csak fecskendőben tárolható.

3. Az inzulinkészítményeket szubkután kell beadni, az injekció beadási helyét rendszeresen módosítani kell. A páciensnek tudnia kell, hogy a leggyakrabban inzulin felszívódik a comb szubkután szövetéből, a vállszövetben abszorpciós sebessége 2-szer magasabb, a hasi rostból 4-szer. Az intravénás adagolás csak rövid hatású inzulin esetén lehetséges, mivel igazi megoldások.

4. Egy fecskendőben a rövid hatású inzulin csak NPH-inzulinnal keverhető, mert Ezek az inzulinok nem tartalmaznak felesleges protamint vagy cinket. Minden más kiterjesztett inzulinban szabad cink vagy protamin van, amely a rövid hatású inzulint kötődik, és kiszámíthatatlanul lassítja a hatását. Ha inzulint fecskendőbe injektál, először a rövid hatású inzulint kell gyűjtenie, és csak akkor húzza ki a hosszú hatású inzulint a fecskendőbe.

5. Az inzulin beadása 30 perccel étkezés előtt történik, hogy szinkronizálja az inzulin hatását a posztprandialis glikémiával.

6. Az inzulin adag elsődleges választása az ideális testtömeg és a betegség időtartama.

Ideális testtömeg, kg = (magasság, cm - 100) - 10% - férfiaknál;

Ideális testtömeg, kg = (magasság, cm - 100) - 15% - nők esetében;

8. táblázat: Az inzulin adag kiválasztása a betegség időtartamától függően.

Ha a beteg naponta több mint 0,9 U / kg inzulint kap, ez azt jelzi, hogy túladagolt, és az inzulin adagját csökkenteni kell.

7. Az inzulin bevezetése oly módon történik, hogy utánozza az inzulin szekréció természetes ritmusát és az egészséges személy glikémiás profilját. Használjon két fő kezelési módot:

· Intenzív vagy bázis-bolus beadás. A beteg az inzulinszekréció alapszintjét utánozza, 1-2 injekcióval hosszabb ideig tartó inzulinnal (and napi dózis) és az inzulinszekréció csúcsával, rövid injekció beadása előtt minden étkezés előtt (⅔ napi adag). A rövid inzulin dózisának eloszlása ​​a reggeli, ebéd és vacsora között a számításból fogyasztott élelmiszer mennyiségétől függően történik:

1,5-2,0 U inzulin 1 kenyéregységre (1 XE = 50 kcal) reggeli előtt;

0,8-1,2 U inzulin 1 XE előtt ebéd előtt;

A vacsora előtt 1,0-1,5 U inzulint 1 XE-re.

· Rövid és hosszú hatású inzulin keverékének 2-szeres injekciójának módja. Ebben az üzemmódban reggeli előtt ⅔ az inzulin napi adagját adják be, és vacsora előtt a fennmaradó ⅓. Minden adagban ⅔ hosszan tartó inzulin és ⅓ rövid hatású inzulin. Ehhez a rendszerhez szigorúan be kell tartani az étkezési időket (különösen az ebédet és a közbenső fogadásokat - a második reggelit és a délutáni snacket), ami a magas inzulinémia miatt a nap folyamán a hosszú ideig tartó inzulin nagy dózisának köszönhető.

8. Az inzulin dózisának módosítása az éhomi vércukorszint mérése alapján történik (a következő étkezés előtt) és 2 órával az étkezés után. Emlékeztetni kell arra, hogy az inzulin dózisának egy adagra történő változása nem haladhatja meg a 10% -ot.

· A reggeli glikémia lehetővé teszi az inzulin esti adagjának megfelelőségét;

· Glikémia 2 órával a reggeli után - a rövid inzulin adagja.

· Glikémia ebéd előtt - a tartós inzulin reggeli adagja.

· Alvás előtti glikémia - rövid inzulin adagja.

9. A beteg xenogén inzulinról humán inzulinra történő áthelyezésekor az adagot 10% -kal kell csökkenteni.

NE (az inzulinkezelés szövődményei):

1. Inzulinra adott allergiás reakciók. Az antigén tulajdonságokkal rendelkező inzulin-szennyeződések jelenléte a készítményekben. A humán inzulin ritkán okozza ezt a szövődményt. Az allergiás reakciók viszketés, égés, kiütés az injekció helyén jelentkeznek. Súlyos esetekben angioödéma, lymphadenopathia (duzzadt nyirokcsomók) és anafilaxiás sokk alakulhat ki.

2. Lipodistrofiák - a szubkután szövetekben a lipogenezis és a lipolízis romlása az inzulin injekciók területén. A rostok teljes eltűnése (lipoatrófia) a bőrön belüli depressziók formájában vagy a csomók formájában kialakuló növekedés formájában (lipohypertrófia). A megelőzésükhöz ajánlott az injekciós helyek időszakos megváltoztatása, ne használjon tompa tűket és hideg inzulint.

3. Inzulin ödéma - a kezelés kezdetekor fordul elő, amely a poliuria megszűnésével és az intracelluláris folyadék térfogatának növekedésével jár (mivel a glükóz beáramlása a sejtbe és következésképpen az intracelluláris ozmotikus nyomás, amely a vízbe áramlik). Általában függetlenül jár.

4. A hajnal jelensége. Hyperglykaemia a kora reggeli órákban (5-8 óra között). Ennek oka a kontra-insularis hormonok - cortisol és STH - szekréciójának cirkadián ritmusa, amely a glükóz szintjének növekedését, valamint a tartós inzulin hatásának elégtelen időtartamát okozza, amelyet a páciens vacsorázni kezd. Ennek a hatásnak a csökkentése érdekében késleltetve el kell halasztania a hosszan tartó inzulin esti injekcióját.

5. Hipoglikémiás állapotok és hipoglikémiás kóma. Ezeket az inzulin beadagolt inzulin adagjának vagy az inzulin-terápiás kezelés megsértésének (az inzulin beadása után, az étkezés utáni bevétel nélkül, intenzív edzés) megsértésével társítják. Jellemzője az éhség, az izzadás, a szédülés, a kettős látás, az ajkak és a nyelv zsibbadása. A páciens tanulói élesen kitágultak. Súlyos esetekben izomgörcsök fordulnak elő a kóma következő fejlődése során. segít 50,0-100,0 g cukrot fogyasztunk meleg vízben vagy teában feloldva, édességet, mézet, lekvárt használhatunk. Ha a beteg elvesztette az eszméletét, 20-40 ml 40% -os glükózoldatot kell beadni intravénásan, vagy dörzsölje be a mézbe (fruktózt tartalmaz, amely jól felszívódik a szájnyálkahártyán keresztül). Javasoljuk, hogy az egyik kontrainsularis hormonot - 0,5 ml 0,1% -os adrenalin oldatot szubkután vagy 1-2 ml glükagon intramuszkulárisan vezessék be.

6. Inzulinrezisztencia (a szöveti érzékenység csökkenése az inzulin hatására és annak szükségessége, hogy napi adagját 100-200 U-re növelje). Az inzulinrezisztencia fő oka az inzulin és receptorai elleni antitestek termelése. Leggyakrabban az antitestek termelését xenogén inzulinok okozzák, ezért ezeket a betegeket humán inzulinokra kell áthelyezni. Azonban még a humán inzulin is okozhat ellenanyagok képződését. Ez annak köszönhető, hogy az inzulin szubkután szövet antigén peptidek kialakulásával megsemmisül.

7. Sommodji szindróma (krónikus inzulin túladagolás). Az inzulin nagy dózisainak alkalmazása kezdetben hipoglikémiát okoz, de a hiperglikémia reflexiálisan alakul ki (kontrainsularis hormonok - kortizol, adrenalin, glukagon) kompenzáló felszabadulása. Ugyanakkor a lipolízis és a ketogenezis stimulálódik, ketoacidózis alakul ki. A szindróma a vér glükózszintjének éles ingadozása, a hypoglykaemia, a ketoacidózis és a ketonuria glikozuria nélkül, fokozott étvágy és súlygyarapodás, a súlyos cukorbetegség ellenére. A szindróma kiküszöböléséhez csökkenteni kell az inzulin adagját.

FV: 5 és 10 ml-es palackok és patronok, 40 U / ml és 100 U / ml aktivitással.

Új inzulin készítmények.

Ultrashort-hatású inzulin készítmények.

Lizproinsulin (Lysproinsulin, Humalog). Hagyományos inzulin képződik az oldatban és a szubkután szövet hexamerikus komplexei, amelyek valamivel lassítják a vérbe történő felszívódását. A lisproinsulinban az aminosavak szekvenciáját a B-lánc 28-as és 29-es pozíciójában β-pro-lys-il-pro-val módosítjuk. Ez a változás nem befolyásolja az inzulin aktív centrumát, amely kölcsönhatásba lép a receptorral, de csökkenti annak képességét, hogy a hexamert és a dimert 300-szor hozza létre.

A lispro inzulin hatása már 12-15 perc múlva kezdődik, és a maximális hatás 1-2 óráig tart, teljes időtartama 3-4 óra. Ez a hatás kinetikája a posztprandialis glikémiához képest nagyobb fiziológiai kontrollhoz vezet, és ritkábban hipoglikémiás állapotokat okoz az étkezés között.

A lizproinsulint közvetlenül az étkezés előtt vagy közvetlenül utána kell bevinni. Ez különösen kényelmes a gyermekeknél, mert A normál inzulin bevezetése megköveteli, hogy egy személy szigorúan mért kalóriát fogyasztjon, de a gyermek étvágya a hangulatától, a szeszélyektől és a szülőktől nem mindig tudja meggyőzni őt arra, hogy a megfelelő mennyiségű ételt enni. A lizproinsulin étkezés után bevihető, és kiszámítja a gyermek által kapott kalóriák számát.

FV: 10 ml-es injekciós üveg (40 és 100 V / ml), 1,5 és 3 ml-es patronok (100 U / ml).

Aspartszinsulin (aszpartin aszpart, NovoRapide). Szintén módosított ultrahangos inzulin. A B-lánc 28-as pozíciójában lévő prolinmaradékot aszparaginsavval helyettesítjük. Közvetlenül étkezés előtt adják be, míg a postprandialis glikémiában kifejezettebb csökkenés érhető el, mint a szokásos inzulin bevezetésével.

FV: 1,5 és 3 ml (100 NE / ml) patronok

Az inzulinkészítmények, amelyeknek nincs csúcshatása.

Glargininsulin (Glargineinsulin). A polipeptidláncban három szubsztitúcióval rendelkező inzulin: az A-lánc 21. pozíciójában lévő glicin és a B-lánc 31. és 32. pozíciójában lévő további arginin-maradékok. Egy ilyen helyettesítés az izoelektromos pont és az inzulin oldhatóságának megváltozásához vezet. Az NPH inzulinokkal összehasonlítva a glargin koncentrációs görbéje laposabb, és a hatás csúcsa rosszul kifejezett.

Ezt az inzulint ajánlott az inzulin alapkiválasztás modellezésére intenzívebb inzulinterápiás kezeléssel rendelkező egyénekben.

Inzulin készítmények enterális használatra.

A jelenleg kialakított orális beadásra szánt inzulin készítmények. A proteolitikus enzimek pusztulásának megakadályozása érdekében az ilyen készítményekben lévő inzulint egy speciális aeroszolba (Oralin, Generex) helyezzük, amelyet orális nyálkahártyán vagy gélben (Ransuline) permeteznek. Az orosz Orvostudományi Akadémia által kifejlesztett utolsó gyógyszer.

Ezeknek a gyógyszereknek a legfőbb hátránya a jelen szakaszban az, hogy nem lehet elég pontos adagolást végezni ezek felszívódási sebessége változó. Lehetséges azonban, hogy ezek a gyógyszerek az inzulin-igényes fázisban inzulin-független cukorbetegségben szenvedő embereknél alkalmazzák az inzulin szubkután adagolásának alternatívájaként.

Az elmúlt években beszámoltak arról, hogy a Merck Co. megvizsgálja a gomba anyagát, az afrikai növények egyes fajainak levelein parazitást. Az előzetes adatok szerint ez a vegyület a célszervek inzulinomimetikus aktiváló inzulin receptorainak tekinthető.

Az inzulin a legfiatalabb hormon.

struktúra

Az inzulin olyan fehérje, amely két A peptidláncból (21 aminosav) és B (30 aminosavból) áll, amelyet diszulfidhidak kötnek össze. Összességében 51 aminosav van az érett humán inzulinban, és molekulatömege 5,7 kDa.

szintézis

Az inzulint a hasnyálmirigy β-sejtjeiben preproinsulin formájában szintetizálják, amelynek N-végén a terminális 23-aminosav szignálszekvencia, amely a teljes molekula vezetőjeként szolgál az endoplazmatikus retikulum üregébe. Itt a terminális szekvenciát azonnal levágjuk, és a proinsulint a Golgi készülékbe szállítjuk. Ebben a szakaszban az A-lánc, a B-lánc és a C-peptid jelen van a proinsulin molekulában (a csatlakozás az összekötő). A Golgi készülékben a proinsulin szekréciós granulátumba van csomagolva a hormon "érleléséhez" szükséges enzimekkel együtt. Mivel a granulátumok a plazmamembránba kerülnek, diszulfid hidak képződnek, a C-peptid kötőanyagot (31 aminosavat) kivágjuk és a végső inzulinmolekulát alakítjuk ki. A kész granulátumban az inzulin kristályos állapotban van, egy hexamer formában, amely két Zn 2+ ion részvételével képződik.

Inzulin-szintézis-rendszer

A szintézis és a szekréció szabályozása

Az inzulin szekréció folyamatosan jelentkezik, és a β-sejtekből felszabaduló inzulin körülbelül 50% -a semmilyen módon nem kapcsolódik az élelmiszer-bevitelhez vagy más hatásokhoz. A nap folyamán a hasnyálmirigy kb.

Az inzulin szekréció fő ösztönzője a vér glükózkoncentrációjának megnövekedése 5,5 mmol / l felett, a maximális szekréció 17-28 mmol / l. Ennek a stimulációnak a sajátossága az inzulin szekréció kétfázisú növekedése:

• Az első fázis 5-10 percig tart, és a hormonkoncentráció 10-szeresére nőhet, ezután csökken a mennyisége.
• A második fázis kb. 15 perccel a hiperglikémia kialakulása után kezdődik, és az egész periódus alatt folytatódik, ami a hormon szintjének 15-25-szeres növekedéséhez vezet.

Minél hosszabb a glükóz vérkoncentrációja, annál nagyobb a β-sejtek száma az inzulin szekrécióhoz.

Az inzulinszintézis indukciója a sejtbe a glükóz behatolásától az inzulin mRNS transzlációjáig terjed. Ezt az inzulin gén transzkripciójának növekedése, az inzulin mRNS stabilitásának növekedése és az inzulin mRNS transzlációjának növekedése szabályozza.

Az inzulin szekréció aktiválása

1. Miután a glükóz behatol a β-sejtekbe (GluT-1 és GluT-2), a hexokináz IV-vel (glükokináz, alacsony glükóz affinitással) foszforilálódik,

2. Ezután a glükózt aerob oxidálja, míg a glükóz oxidációs sebessége lineárisan függ a mennyiségétől,

3. Ennek eredményeként az ATP felhalmozódik, amelynek mennyisége közvetlenül függ a vérben lévő glükóz koncentrációjától is.

4. Az ATP felhalmozódása stimulálja az ionos K + csatornák bezárását, ami membrán depolarizációhoz vezet,

5. A membrán depolarizációja a potenciálisan függő Ca 2+ csatornák megnyitásához és a Ca 2+ ionok beáramlásához vezet,

6. A bejövő Ca 2+ ionok aktiválják a foszfolipáz C-t, és aktiválják a kalcium-foszfolipid jelátviteli mechanizmust DAG és inozit-trifoszfát (IF₃)

7. Az IF megjelenése₃ a citoszolban Ca 2+ csatornákat nyit az endoplazmatikus retikulumban, ami felgyorsítja a Ca 2+ ionok felhalmozódását a citoszolban,

8. A Ca 2+ ionok koncentrációjának éles növekedése a sejtben a szekréciós granulátumok plazmamembránba történő átviteléhez, a fúzióhoz és az érett inzulin kristályok exocitózisához vezet,

9. Ezután a kristályok lebomlása, a Zn 2+ ionok elválasztása és az aktív inzulin molekulák felszabadulása a véráramba.

Az inzulinszintézis intracelluláris szabályozása a glükóz részvételével

A leírt vezetőmechanizmust számos más tényező, például aminosavak, zsírsavak, gyomor-bélrendszeri hormonok és más hormonok, idegrendszeri szabályozás befolyásolhatja.

Az aminosavak közül a lizin és az arginin leginkább befolyásolja a hormon kiválasztását. De önmagukban szinte nem stimulálják a szekréciót, hatásuk a hiperglikémia jelenlététől függ, vagyis a szubsztitúciótól függ. az aminosavak csak fokozzák a glükóz hatását.

A szabad zsírsavak szintén olyan tényezők, amelyek stimulálják az inzulin szekréciót, de csak glükóz jelenlétében. Amikor a hipoglikémia ellentétes hatást fejt ki, elnyomja az inzulin gén expresszióját.

A logikus az inzulinszekréció pozitív érzékenysége a gyomor-bélrendszer hormonjainak hatására - inkretinek (enteroglukagon és glükóz-függő inzulinotróp polipeptid), kolecisztokinin, szekretin, gasztrin, gyomor-gátló polipeptid.

A szomatotróp hormon, az ACTH és a glükokortikoidok, az ösztrogének, a progesztinek hosszabb ideig tartó inzulinszekréciójának növelése klinikailag fontos és bizonyos mértékig veszélyes. Ez növeli a β-sejtek kimerülésének kockázatát, az inzulinszintézis csökkenését és az inzulinfüggő diabetes mellitus előfordulását. Ez megfigyelhető, ha ezeket a hormonokat a terápiában vagy a hiperfunkciójukhoz kapcsolódó patológiákban alkalmazzák.

A hasnyálmirigy β-sejtek idegrendszeri szabályozása magában foglalja az adrenerg és a kolinerg szabályozást. Bármilyen stressz (érzelmi és / vagy fizikai terhelés, hipoxia, hipotermia, sérülések, égések) növeli a szimpatikus idegrendszer aktivitását és gátolja az inzulin szekrécióját az α aktiválása miatt.₂-adrenerg receptorok. Másrészt a β stimulációja₂-az adrenoreceptor fokozott szekrécióhoz vezet.

Az inzulinszekréciót az n.vagus is szabályozza, amelyet viszont a hypothalamus szabályoz, amely érzékeny a vércukorszint koncentrációjára.

célpont

Az inzulin célszervek magukban foglalják az összes olyan szövetet, amelynek receptora van. Az inzulin receptorok szinte minden sejtben megtalálhatók, kivéve az idegsejteket, de különböző mennyiségekben. Az idegsejtek nem rendelkeznek inzulin receptorokkal, mert egyszerűen nem hatol át a vér-agy gáton.

Az inzulin receptor egy olyan glikoprotein, amely két dimerből áll, amelyek mindegyike α- és β-alegységekből áll (αβ).₂. Mindkét alegységet a 19. kromoszóma egy génje kódolja, és egyetlen prekurzor részleges proteolízise eredményeként alakul ki. A receptor felezési ideje 7-12 óra.

Amikor az inzulin kötődik a receptorhoz, a receptor konformációja megváltozik, és kötődnek egymáshoz, mikroaggregátumokat képezve.

Az inzulin kötődése a receptorhoz foszforilációs reakciók enzimatikus kaszkádját indítja el. Először is, az autofoszforilezett tirozinmaradékok a receptor intracelluláris doménjén. Ez aktiválja a receptort, és az inzulin receptor szubsztrát (SIR, vagy gyakrabban az angol inzulin receptor szubsztrátból származó IRS) szerinmaradékainak foszforilációjához vezet. Négyféle ilyen IRS - IRS - 1, IRS - 2, IRS - 3, IRS - 4. Az inzulin receptor szubsztrátok közé tartoznak a Grb-1 és a Shc fehérjék is, amelyek eltérnek az IRS aminosav-szekvenciától.

Két mechanizmus az inzulin hatásainak megvalósítására

További események két területre oszthatók:

1. A foszfoinozitol-3-kinázok aktiválásával kapcsolatos folyamatok - elsősorban a fehérjék, szénhidrátok és lipidek metabolizmusának metabolikus reakcióit szabályozzák (az inzulin gyors és nagyon gyors hatásai). Ez magában foglalja a glükóz transzporterek aktivitását és a glükóz felszívódását szabályozó folyamatokat is.

2. A MAP kináz enzimek aktivitásával kapcsolatos reakciók - általában kontrollálják a kromatin aktivitást (az inzulin lassú és nagyon lassú hatásai).

Azonban ez az alosztály feltételes, mivel vannak olyan enzimek a sejtben, amelyek érzékenyek mindkét kaszkádút aktiválására.

A foszfatidil-inozitol-3-kináz aktivitásával kapcsolatos reakciók

Az aktiválás után az IRS-fehérje és számos segédfehérje hozzájárul a foszfoinozitol-3-kináz-szabályozó p85-t tartalmazó heterodimer enzim rögzítéséhez (a név az MM fehérjéből származik, 85 kDa) és a katalitikus p110 alegységből a membránon. Ez a kináz foszforilálja a membránfoszfatidil-inozitol-foszfátokat a 3. helyen a foszfatidil-inozitol-3,4-difoszfátra (PIP).₂) és a foszfatidil-inozitol-3,4,5-trifoszfát (PIP) előtt₃). Úgy tekinthető, mint egy pip₃ az inzulin hatására más elemek számára membrán-horgonyként működhet.

A foszfatidilinozitol-3-kináz hatása a foszfatidil-inozitol-4,5-difoszfátra

Ezeknek a foszfolipideknek a képződése után aktiválódik a protein-kináz PDK1 (3-foszfoinozitidfüggő protein kináz-1), amely a DNS-protein-kinázzal (DNS-PK, angol-DNS-függő protein kináz, DNS-PK) kétszer foszforilálódik a protein-kináz B-vel. AKT1, angol RAC-alfa szerin / treonin-protein kináz), amely PIP-hez csatlakozik a membránhoz₃.

A foszforiláció aktiválja a fehérje-kináz B-t (AKT1), elhagyja a membránt és mozog a citoplazmába és a sejtmagba, ahol foszforilál számos célfehérjét (több mint 100 darab), ami további sejtválaszot biztosít:

Foszfoinozitol 3-kináz inzulin hatásmechanizmusa

• különösen a protein kináz B (AKT1) hatása vezet a GluT-4 glükóz transzporterek mozgásához a sejtmembránra és a glükóz felszívódására a miociták és az adipociták által.
• az aktív protein kináz B (AKT1) például foszfodiészterázt (PDE) foszforilál és aktivál, amely a cAMP-t AMP-re hidrolizálja, így a cAMP koncentrációja a célsejtekben csökken. Mivel a cAMP részvételével aktiválódik a protein-kináz A, amely stimulálja a glikogén TAG-lipázt és a foszforilázt, az adipociták inzulin hatására, a lipolízis elnyomódik, és a májban a glikogenolízis megáll.

Foszfodiészteráz aktivációs reakciók

• Egy másik példa a protein kináz B (AKT) hatása a glikogén szintáz kinázra. Ezen kináz foszforilációja inaktiválja azt. Ennek eredményeként nem képes glikogén szintázra hatni, foszforilálni és inaktiválni. Így az inzulin hatása a glikogén szintáz aktív formában való visszatartásához és a glikogén szintéziséhez vezet.

A MAP kináz útvonal aktiválásával kapcsolatos reakciók

Ennek az útnak a kezdetén egy másik inzulin receptor szubsztrát jön létre - a Shc fehérje (Src (transzformált fehérjét 1 tartalmazó homológia 2 domén), amely az aktivált (autofoszforilált) inzulin receptorhoz kötődik. Ezután a Shc-fehérje kölcsönhatásba lép a Grb-fehérjével (a növekedési faktor receptorhoz kötött fehérjével), és arra kényszeríti, hogy csatlakozzon a receptorhoz.

Szintén a membránban folyamatosan jelen van a Ras fehérje, amely nyugodt állapotban van a GDP-hez. A Ras fehérje közelében vannak "segéd" fehérjék - a GEF (eng. GTF cserefaktor) és az SOS (eng. Sonless of sevenless) és a fehérje GAP (eng. GTPase aktiváló faktor).

A Shc-Grb fehérje komplex képződése aktiválja a GEF-SOS-GAP csoportot, és a GDP fehérjét GTP-vel helyettesíti a Ras fehérjében, ami aktiválja (a Ras-GTP komplex) és a jelátvitel a Raf-1 protein kinázhoz.

A protein-kináz aktiválásakor a Raf-1 kötődik a plazmamembránhoz, foszforilálja a további kinázokat tirozin, szerin és treonin maradékokon, és egyidejűleg kölcsönhatásba lép az inzulinreceptorral.

Ezután aktivált Raf-1 foszforilál (aktiválja) a MAPK fehérje-kinázját (angol mitogén-aktivált protein kináz, más néven MEK, angol MAPK / ERK kináz), amely viszont foszforilálja a MAPK enzimet (MAP kináz, vagy ERK, angol extracelluláris jelszabályozott kináz).

1. A MAP-kináz aktiválása után közvetlenül vagy további kinázokon keresztül foszforilálja a citoplazmatikus fehérjéket, megváltoztatva aktivitását, például:

• az A2 foszfolipáz aktiválása az arachidonsav foszfolipidekből történő eltávolítását eredményezi, amelyet ezután eikozanoidokká alakítanak,
• a riboszomális kináz aktiválása fehérje transzlációt vált ki,
• a fehérje foszfatázok aktiválása számos enzim defoszforilációjához vezet.

2. Nagyon nagy léptékű hatás az inzulin jel átadása a magra. A MAP-kináz egymástól függetlenül foszforilál és ezáltal számos transzkripciós faktorot aktivál, biztosítva az osztás, differenciálódás és más celluláris válaszok szempontjából fontos gének olvasását.

MAP-függő út az inzulinhatásokra

Ennek a mechanizmusnak az egyik fehérje a CREB transzkripciós faktor (eng. CAMP válaszelem-kötő fehérje). Inaktív állapotban a faktor defoszforilálódik és nem befolyásolja a transzkripciót. Aktiváló jelek hatására a faktor bizonyos CRE-DNS-szekvenciákhoz kötődik (eng. CAMP-válaszelemek), erősíti vagy gyengíti a DNS-ből származó információk olvasását és végrehajtását. A MAP-kináz út mellett a faktor érzékeny a protein kináz A-val és a kalcium-kalmodulinnal kapcsolatos jelátviteli útvonalakra.

Az inzulin hatásának sebessége

Az inzulin biológiai hatásait a fejlettség aránya osztja:

Nagyon gyors hatások (másodpercek)

Ezek a hatások a transzmembrán szállítások változásaihoz kapcsolódnak:

1. Na + / K + -ATPázok aktiválása, ami a Na + ionok felszabadulását és a K + ionok bejutását a sejtbe vezet, ami az inzulin-érzékeny sejtek membránjainak hiperpolarizációjához vezet (kivéve a hepatocitákat).

2. A Na + / H + hőcserélő aktiválása sok sejt citoplazmatikus membránján és a H + ionok sejtből való kilépése Na + ionok cseréjében. Ez a hatás fontos a 2. típusú diabetes mellitusban a magas vérnyomás patogenezisében.

3. A membrán Ca 2+ -ATPázok gátlása a sejt citoszoljában lévő Ca 2+ ionok késleltetéséhez vezet.

4. A GluT-4 myociták és a glükóz transzporterek adipocitáinak membránjára lépjen ki, és a sejtbe a glükóz transzport mennyiségének 20–50-szeresére nő.

Gyorshatások (perc)

A gyors hatások a metabolikus enzimek és a szabályozó fehérjék foszforilációjának és defoszforilációjának sebességének változásai. Ennek eredményeként a tevékenység növekszik.

• glikogén szintáz (glikogén tárolás), t
• glükokináz, foszfofruktokináz és piruvát kináz (glikolízis),
• piruvát-dehidrogenáz (acetil-SkoA);
• HMG-Scoa reduktáz (koleszterin szintézis), t
• acetil-SCA-karboxiláz (zsírsav-szintézis),
• glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz (pentóz-foszfát út), t
• foszfodiészteráz (az adrenalin, glukagon stb. hormonizáló hatásainak megszüntetése).

Lassú hatások (perctől óráig)

Lassú hatás a fehérjék génjeinek transzkripciós sebességének változása, amely a sejtek metabolizmusáért, növekedéséért és megoszlásáért felelős, például:

1. Az enzimszintézis indukálása

• glükokináz és piruvát kináz (glikolízis),
• ATP-citrát-liáz, acetil-SCA-karboxiláz, zsírsav-szintáz, citoszol malát-dehidrogenáz (zsírsavak szintézise),
• glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz (pentóz-foszfát út), t

2. Az mRNS-szintézis visszaszorítása, például a PEP-karboxi-kaáz (glükoneogenezis) esetében.

3. Növeli az S6 riboszomális fehérje szérum foszforilációját, amely támogatja a transzlációs folyamatokat.

Nagyon lassú hatások (óra-nap)

Nagyon lassú hatások a mitogenezist és a sejtek szaporodását eredményezik. Például ezek a hatások közé tartozik

1. A szomatomedin szintézisének növekedése a növekedési hormontól függően.

2. Növelje a szomatomedin szinergizmusában a sejtek növekedését és szaporodását.

3. A sejtek áthelyezése a G1 fázisból a sejtciklus S fázisába.

patológia

alulműködése

Inzulin-függő és inzulin-függő diabetes mellitus. Ezeknek a patológiáknak a diagnosztizálására a klinikán aktívan alkalmazzák a stresszteszteket és az inzulin és a C-peptid koncentrációjának meghatározását.