Download - Insulina i jej receptor
![Page 1: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/1.jpg)
Insulina i jej receptorBIOCHEMIA SEMINARIUM 15/12/2014
ARTUR NOWAKOWSKI
PATRYCJA GÓRALCZYK
![Page 2: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan prezentacji
![Page 3: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/3.jpg)
Komórki B trzustki
Miejscem wytwarzania insuliny są komórki B
wysp trzustkowych. Dziennie powstaje około 1-2
mg insuliny.
Komórki B mają bardzo dobrze rozwinięty AG,
wykształcone RER oraz liczne ziarnistości
zawierające zmagazynowany prohormon.
Komórki te są :
Obficie ukrwione (zapewnienie możliwości
szybkiego przejścia hormonów do krwi)
Unerwione przez bezmielinowe
zakończenia układu autonomicznego
Wyspy Langerhansa pobrane z trzustki szczura. (kolor niebieski – jądra
komórkowe, kolor zielony – insulina, kolor czerwony – glukagon)
![Page 4: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/4.jpg)
Biosynteza proinsuliny i insuliny
Preproinsulina
Produkt wyjściowy reakcji syntetyzowany
na rybosomach RER
Usunięcie 23-aminokwasowego peptydu
sygnałowego powoduje przekształcenie
jej w proinsulinę, która przechodzi do
przestrzeni siateczki śródplazmatycznej
![Page 5: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/5.jpg)
Biosynteza proinsuliny i insuliny
Proinsulina
Pojedynczy łańcuch polipeptydowy: N-koniec 30-aminokwasowy łańcuch B – 33-aminokwasowy peptyd łączący – 21-aminokwasowy łańcuch A
Pomiędzy łańcuchami A i B wytwarzają się 2 mostki dwusiarczkowe
Fizjologicznie nieczynna ale przy oznaczaniu za pomocą metod immunochemicznych nie daje się odróżnić od insuliny
Endoprotezay odszczepiają peptyd C powstaje insulina
Niewielkie ilości proinsuliny dostają się do krwi stanowią pulę tzw.'' dużej insuliny''
![Page 6: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/6.jpg)
Cząsteczka insuliny
Składa się z 2 łańcuchów peptydowych:
A- zawiera 21 aminokwasów
B- zawiera 30 aminokwasów
Łańcuchy połączone są 2 mostkami
dwusiarczkowymi
Zależnie od stężenia, pH i temperatury
może występować w postaci polimerów
Insulinę otrzymano w postaci kryształków
zawierających ślady cynku (który jest
składnikiem zmagazynowanej postaci
hormonu)
Jej okres biologiczny półtrwania wynosi 3-
5 minut a szczyt działania występuje po 3-
4 godzinach
Proteoliza zachodzi głównie w wątrobie
oraz częściowo w nerkach Cząsteczka insuliny
![Page 7: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/7.jpg)
Mechanizm działania insuliny
Insulina działa na komórki docelowe (np.
adipocyty, hepatocyty) za
pośrednictwem receptora insulinowego
Receptor insuliny jest tetramerem
zbudowanym z :
2 podjednostek alfa
2 podjednostek beta
Podjednostki połączone są mostkami
dwusiarczkowymi
Podczas internalizacji kompleksu z błony
komórkowej uwalniana jest proteaza
insulinowa (ogranicza działanie insuliny).
Biologiczny okres półtrwania receptora
insulinowego to 7 godzin.
Receptor insulinowy
![Page 8: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/8.jpg)
Mechanizm działania insuliny
1. Insulina + podjednostka alfa
2. Autofosforylacja
3. Podjednostki beta
4. Internalizacja kompleksu
5. Fosforylacja białek enzymatycznych
6. Inkorporacja transporterów glukozy do
błony komórkowej
7. Ułatwiony transport dokomórkowy
glukozy
![Page 9: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/9.jpg)
Wydzielanie insuliny Dobowe zapotrzebowanie na insulinę wynosi 50
jm. (20% całkowitej zmagazynowanej ilości tego hormonu w komórkach B wysp trzustkowych)
Możemy wyróżnić 2 pule insuliny:
Faza I, czyli szybko i łatwo uwalniana
Faza II, czyli uwalniana powoli
Etapy wytwarzania i uwalniania insuliny:
1. Biosynteza proinsuliny pod wpływem ↑wewnątrzkomórkowego stężenia glukozy
2. ''Paczkowanie'' proinsuliny w AG
3. Tworzenie ziarnistości i wiązanie ich z
układem MT
4. Napływ Ca2+ skurcz MT przesunięcie
ziarnistości w kierunku błony
5. Egzocytoza do krwi i endocytoza zużytych
pęcherzyków
![Page 10: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/10.jpg)
Regulacja wydzielania insuliny
Wydzielanie podstawowe insuliny do krwi zachodzi stale w
małych stężeniach pomimo braku bodźców zewnętrznych.
Wydzielanie to waha się w rytmie okołodobowym:
Szczyt w godzinach rannych
↓ wydzielania insuliny w godzinach wieczornych
Dodatkowo wydzielanie insuliny jest znacznie większe u osób
otyłych niż szczupłych.
Substancje hamujące wydzielanie insuliny:
Noradrenalina, adrenalina, somatostatyna
Substancje pobudzające wydzielanie insuliny:
Monocukry (glukoza, mannoza, fruktoza)
Produkty pośrednie cyklu Krebsa (pirogronian, fumaran)
Kwasy tłuszczowe
Hormony (glikokortykosteroidy, hormon wzrostu)
![Page 11: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/11.jpg)
Zmiany stężenia insuliny we krwi
Przy prawidłowym stężeniu glukozy we krwi( 80-90
mg %) wydzielanie insuliny jest bardzo małe
Gdy stężenie glukozy we krwi ↑ 2-3 kronie
następuje:
Gwałtowny wyrzut insuliny do krwi spichrzanej
w ziarnistościach, proporcjonalnie do stężenia
glukozy (faza I która trwa 3-5 minut)
Zmniejszenie stężenia insuliny do wartości
wyjściowej (po 5-10 minutach)
Utrzymywanie się wysokiego stężenia glukozy
we krwi przez dłuższy czas skutkuje
uwalnianiem insuliny spichrzonej oraz nowo
utworzonego hormonu (szczyt po 2-3
godzinach-faza II)
Przerost komórek B (faza III)
![Page 12: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/12.jpg)
Oś jelitowo-trzustkowa Węglowodany w świetle jelita także pobudzają uwalnianie
insuliny za co odpowiedzialna jest oś jelitowo-trzustkowa (w
tym odruchy nerwowe oraz inkretyna)
Odruch jelitowo-trzustkowy:
Uczestniczą w nim nerwy błędne wydzielające
neurotransmitery : VIP i ACh
Działa pobudzająco na uwalnianie insuliny
Układ współczulny:
Poprzez neurotransmitery adrenergiczne i receptor alfa 2
hamują wydzielanie insuliny przez komórki B wysp trzustkowych
Somatostatyna komórek D trzustki, hamuje wydzielanie insuliny
na drodze parakrynnej przez komórki trzustki.
Kortyzol a także STH wywierają pobudzający wpływ na
uwalnianie insuliny (ważnym elementem jest zawartość
glukozy we krwi – w preparatach izolowanych hormony te nie
powodują uwalniania insuliny z trzustki)
![Page 13: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/13.jpg)
Fizjologiczne skutki działania insuliny
Bezpośrednim skutkiem działania insuliny jest zwiększenie
dokomórkowego transportu błonowego:
Glukozy
Aminokwasów
Jonów K+
Do skutków pośrednich działania insuliny możemy
zaliczyć:
Stymulacja syntezy białka
Aktywacja syntetazy glikogenu
Zahamowanie fosforylaz i enzymów glukoneogenezy
Hipoglikemia – związana z przyspieszonym
transportem glukozy przez błony komórkowe spowodowanym ↑ transporterów GLUT.
![Page 14: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/14.jpg)
Transportery GLUT
![Page 15: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/15.jpg)
Fizjologiczne skutki działania insuliny
Insulina wzmaga zużycie glukozy w komórkach podnosząc współczynnik
oddechowy (RQ) do około 1,0.
Oprócz tego insulina zwiększa aktywność Na+-K+-ATP-azy, która
wpompowuje więcej jonów K+ do wnętrza komórki
Insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów i wzmaga syntezę białka
pobudza syntezę RNA a tym samym transkrypcje DNA
Insulina współdziała z hormonem wzrostu, ponieważ podobnie jak
somatotropina działa anabolicznie, powodując produkcję białka i
możliwość wzrostu organizmu.
![Page 16: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/16.jpg)
Fizjologiczne skutki działania insuliny
Hamuje uwalnianie kwasów tłuszczowych poprzez hamowanie cyklazy
adenylanowej zmniejszenie produkcji cAMP brak pobudzenia lipazy
brak uwalniania kwasów tłuszczowych do krwi
Insulina pobudza lipogenezę z glukozy i octanu w tkance tłuszczowej
kiedy nadmiar glukozy dostarczonej do organizmu musi być w niej
zdeponowany w postaci triacylogliceroli
![Page 17: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/17.jpg)
Fizjologiczne skutki działania insuliny
Następuje również wzmożona glikoliza na skutek indukcji takich enzymów
jak: glikokinazy, fosfofruktokinazy oraz kinazy pirogronianowej.
Hamuje enzymy katalizujące glukoneogenezę zwłaszcza: karboksylazę
pirogronianową, karboksylazy fosfopirogronianowej , fruktozo-1,6-
bisfosfatazy oraz glukozo-6fosfatazy.
Podsumowując: w wątrobie zwiększa się zużycie glukozy(glikoliza)
zmniejsza tworzenie nowych cząsteczek glukozy (glukoneogeneza) oraz
zwiększa się odkładanie glukozy w postaci glikogenu (glikogenogeneza)
W momencie braku insuliny spada aktywność glukokinazy i heksokinazy
brak fosforylacji glukozy brak zarówno tworzenia glikogenu(odkładania
glukozy) jak i glikolizy (rozkładu uwalniania glukozy z wątroby)
![Page 18: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/18.jpg)
Bibliografia
![Page 19: Insulina i jej receptor](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052317/55ae414d1a28abfe648b479a/html5/thumbnails/19.jpg)
Dziękujemy za uwagę!