Ендокринологія молекулярні механізми секреції інсуліну і його дії на клітини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Цей файл узятий з колекції Medinfo

http://www.doktor.ru/medinfo

http://medinfo.home.ml.org

E-mail: medinfo@mail.admiral.ru

or medreferats@usa.net

or pazufu@altern.org

FidoNet 2:5030 / 434 Andrey Novicov

Пишемо реферати на замовлення - e-mail: medinfo@mail.admiral.ru


У Medinfo для вас найбільша російська колекція медичних

рефератів, історій хвороби, літератури, навчальних програм, тестів.


Заходьте на http://www.doktor.ru - Російський медичний сервер для всіх!


молекулярні механізми секреції інсуліну і його дії на клітини


Вступ


Інсулін  поліпептидний гормон, утворений 51 амінокислотами. Він секретується в кров -клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози. Головна функція інсуліну  регуляція метаболізму білків, жирів, вуглеводів. Це анаболічний гормон. Його ефекти на м'язи, печінку і адипозного тканина: стимуляція захоплення клітинами глюкози, амінокислот, жирних кислот; посилення синтезу глікогену, білків, тригліцеридів; стимуляція гліколізу; а також гальмування глюконеогенезу і розпаду глікогену, білків і тригліцеридів. Секреція інсуліну мінімальна при голодуванні, м'язової та нервової навантаженні, а також інших формах стресу, коли зростає потреба у використанні вуглеводів і жирів, і максимальна після прийому їжі.


Секреція інсуліну


Секреція інсуліну контролюється змінами концентрацій циркулюючих в крові нутрієнтів (глюкози, амінокислот, жирних кислот), гормонами шлунково-кишкового тракту, секретується в нервово-гуморальну фазу сокоотделенія (наприклад, ГІП, гастрин, секретин) і різними нейромедіаторами (крім класичного ацетилхоліну можна назвати такі пептидні медіатори, як ВІП і холецистокінін). Перераховані гормони та медіатори обумовлюють так звані ентероінсулярние стимули секреції інсуліну. Слід зазначити, що їх значення другорядне; тобто головними стимулами служать "харчові" стимули. У міру того, як концентрація, наприклад, глюкози в крові збільшується [зазвичай досягаючи рівня 6-9 ммоль / л (норма: 5 ммоль / л)], стимулюється секреція інсуліну, і цей ефект посилюється гормонами шлунково-кишкового тракту.

Показано, що ефекти нутрієнтів на секреторну активність -клітин підшлункової залози є результатом їх прямого взаємодії з клітинними мембранами залізистих клітин. Глюкоза і інші піддаються метаболізму поживні речовини (включаючи деякі амінокислоти і жирні кислоти) транспортуються в -клітини острівців Лангерганса, де в процесі їх метаболізму утворюється АТФ. Вважається, що продукція АТФ забезпечує стимул для початку секреції інсуліну зміною мембранного потенціалу, в кінцевому підсумку забезпечує потік іонів Са 2 + у цитоплазму.

У стані спокою мембранний потенціал (ПП) на внутрішній поверхні мембрани дорівнює-50-70мВ. Як відомо, зміни ПП більшою мірою контролюються зміною мембранної проникності для калію. У мембранах -клітин існують 2 типу калієвих каналів (АТФ-чутливих і Са-чутливі), обидва з яких беруть участь у секреції інсуліну.

Утворився АТФ викликає закриття АТФ-чутливих калієвих каналів. Це запобігає виходу К + з клітини, що є результатом накопичення в ній позитивних зарядів і, відповідно, деполяризації мембрани. Після досягнення порогу (зниження потенціалу на 15 мВ) відкриваються потенціал-чутливі Са канали, забезпечуючи потік іонів Са 2 + в клітини. Са-чутливі калієві канали відкриваються в міру того, як Са 2 + надходить у клітину, завдяки чому К + виходить з неї, відновлюючи ПП.

Іони Са 2 + забезпечують секрецію інсуліну із секреторних гранул декількома шляхами:

1) Позитивно заряджені іони Са 2 + полегшують екзоцитоз (інсулін секретується з клітин саме таким шляхом), зменшуючи електростатичне відштовхування між негативно зарядженими поверхнями плазматичної мембрани та мембран секреторних гранул.

2) Са 2 + полегшує пересування гранул усередині клітин, тому що впливає на функцію скоротливих білків, які містять актин і тубулін (мікротрубочок і мікрофіламентів).

3) Са 2 + зв'язується з калмодуліном; це активує фермент аденілатциклазу, каталізують перетворення АТФ в цАМФ. Цей вторинний посередник також утворюється в результаті прямої активації АЦ гормонами шлунково-кишкового тракту. Циклічний АМФ потенциирует секрецію інсуліну шляхом збільшення чутливості -клітин до стимулюючій дії кальцію. Про клітинних процесах, що лежать в основі збільшення чутливості -клітин до Са 2 +, відомо мало. Передбачається, що активуються ферменти (такі як протеїнкінази), що впливають на функціонування мітротрубочек і мікрофіламентів.

4) Чутливість -клітин до Са 2 + збільшується і іншими вторинними мессенджерами (Інозитолтрифосфат і диацилглицерол) імовірно таким же шляхом. Ці вторинні посередники утворюються при взаємодії нейромедіаторів ентероінсулярной осі (асh, холецистокінін) з фосфоліпазою С, вбудованої в плазматичну мембрану.

Ще раз варто підкреслити, що перераховані вище вторинні месенджери служать для збільшення секреції інсуліну; тоді як головним стимулом служить збільшення концентрації глюкози.


Дія інсуліну на клітини


Після секреції інсуліну у міжклітинний простір він проходить через ендотеліальний бар'єр і потрапляє в кров. Нещодавно став відомий механізм захоплення глюкози клітинами. У цих клітинах є невеликі везикули, що містять специфічні білкові макромолекули, які називаються транспортерами глюкози. Інсулін стимулює сплавлення мембран везикул з плазматичною мембраною і активує транспортери глюкози, які переносять глюкозу в клітину. Інсулін відповідає за синтез ферменту гексокінази, який фосфорилирует глюкозу, як тільки вона проникає в клітину. Ефекти гормону на клітинному рівні досягаються шляхом активації або, навпаки, гальмування активності ферментів або ж зміною швидкості синтезу ферментів на рівні транскрипції і трансляції.

Шлях трансмембранного проведення гормонального сигналу  тірозінкіназной. Ініціація дії інсуліну обумовлюється взаємодією гормон-рецептор. Рецептори інсуліну відносяться до сімейства гетеротетрамерних рецепторів тирозинкінази. Вони утворені двома парами  і  субодиниць, скріпленими дисульфідними містками. Дві  субодиниці формують один зв'язує центр для ліганду. Освіта Г-Р комплексу обумовлює автофосфорилювання ферментів, "вмонтованих" в  субодиниці, по залишках тирозину, у результаті чого підвищується ферментативна (тірозінкіназной) активність рецептора. Сигнал передається далі за допомогою каскадних реакцій:

1) Каскад ферментів (кіназ і фосфатаз) призводить до посилення або гальмування активності ферментів, які обумовлюють ефекти інсуліну, шляхом фосфорилювання або дефосфорилювання. Наприклад, інсулін справляє стимулюючий ефект на глікогенобразованіе, підвищуючи активність глікогенсинтетазу (дефосфорілірованіе) і інгібуючи глікогенфосфорілазу.

2) Ефекти інсуліну, як уже згадувалося, можуть також модулюватися зміною швидкості синтезу ферментів на рівні транскрипції і трансляції. Цей шлях включає в себе: фосфорилювання каскаду МАР-кіназ  фосфорилювання з-myc (або c-fos)  взаємодію з-myc (або з-fos) з с-myc (з-fos)-залежними елементами ДНК  зміна швидкості синтезу ферментів.


Патологічні процеси, пов'язані з порушенням молекулярних механізмів секреції інсуліну і його дії на клітини


З глибокими порушеннями вуглеводного і жирового обміну у людини пов'язана важка ендокринна хвороба  цукровий діабет. В даний час вважають, що в основі патогенезу діабету лежить поєднане порушення регулюючого дії інсуліну і, можливо, ряду інших гормонів на тканині; в результаті чого в організмі виникає абсолютна або відносна недостатність інсуліну, що поєднується з абсолютним або відносним надлишком глюкагону або інших "діабетогенних" гормонів.

Дисбаланс дії гормонів приводить відповідно до розвитку стійкої гіперглікемії (концентрація цукру в крові вище 130 мг%), глюкозурії і поліурії. Останні два симптоми і дали назву захворюванню  цукрове мочеизнурение, або цукровий діабет. Поряд з порушенням утилізації та депонування вуглеводів при діабеті виникають різні розлади жирового обміну, що призводять до гіперліпацідеміі і, відповідно, підвищеного утворення кетонових тіл (це зумовлює зниження рН  ацидоз).


Виділяють такі форми діабету:

  • При недостатній секреції інсуліну розвивається інсулін-залежна (інсулін-чутлива) форма діабету.

  • При різко зниженою чутливості тканин-мішеней до інсуліну розвивається неінсулін-залежна (інсулінорезистентності) форма.

Для лікування цукрового діабету застосовують різні препарати інсуліну (лише при першій формі захворювання); маловуглеводних дієту; цукрознижувальні синтетичні препарати  сульфанілсечовини і бігуанідние (ці ліки стимулюють секрецію інсуліну і / або підвищують чутливість клітин-мішеней до гормону).

Таким чином, знання молекулярних механізмів секреції інсуліну і дії його на клітини необхідно для з'ясування, на якому рівні виник патологічний процес і який шлях лікування діабету буде ефективним.


Використана література:


  • Peter R. Flatt and Clifford J. Bailey. "Molecular mechanisms of insulin secretion and insulin action". Journal of Biological Education (1991) 25 (1)

  • В. Б. Розен. Основи ендокринології (1994)

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Медицина | Реферат
18.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Молекулярні механізми секреції інсуліну і його дії на клітини
Молекулярні механізми реалізації нейротропної дії вітаміну РР та його біологічно активних похідних
Ферменти та білки живої клітини це молекулярні біологічні автомати з програмним управлінням
Молекулярні механізми сплайсингу
Молекулярні механізми гормональної регуляції
Молекулярні механізми різноманіття антитіл
Молекулярні механізми регуляції клітинного циклу
Клітинні та молекулярні механізми депріваціонних змін
Будова і хімічний склад м`язів Молекулярні механізми м`язового скорочення і розслаблення
© Усі права захищені
написати до нас