působení inzulínu

Úloha inzulínu

Historie objevu

Prakticky ihned od okamžiku, kdy britský vědec Edward Sharpey-Schafer lokalizoval látku ovlivňující metabolismus glukózy do slinivky, začaly pokusy o léčbu cukrovky pomocí extraktů ze slinivky. Tento způsob se brzy prokázal jako neúčinný a proto se pozornost zaměřila na získání inzulínu a jeho aplikaci přímo do krve. Po sérii neúspěšných pokusů se nakonec v roce 1922 podařilo Fredericku Bantingovi a Charlesi Bestovi vyizolovat čistý inzulín. První testy byly prováděny na fence, které byla odstraněna slinivka. Výsledky byly velice dobré a tak byl v následujícím roce poprvé inzulín aplikován čtrnáctiletému pacientovi, který prakticky umíral. Po aplikaci inzulínu hladina cukru v krvi velice rychle poklesla a pacient mohl druhý den odejít domů. Pomocí inzulínových injekcí pak mohl vést téměř normální život. Po tomto objevu začala farmaceutická společnost Eli Lilly s masovou výrobou, přičemž inzulín se získával z prasečích slinivek. Později byl tento výrobní postup nahrazen fermentační technologií. Dnes se humánní inzulín vyrábí pomocí geneticky modifikovaných buněk Escherichia Coli, kterým byl uměle vpraven lidský gen pro tvorbu tohoto hormonu.

 

02-0052 frederick banting

Paradoxem bylo, že zatímco Bantingovy výzkumy byly vysoce ceněny a za svou práci získal i Nobelovu cenu, Bestovy výzkumy doceněny nebyly. Banting však svému kolegovi jako výraz uznání přenechal polovinu získaných peněz.

Tvorba inzulínu

V těle se tvoří nejprve proinzulín, obsahující 84 aminokyselin. Teprve po odštěpení C-řetězce vzniká aktivní hormon. Uvnitř buňky vzniká granula, obsahující inzulín a procesem nazývaným exocytóza se její obsah uvolňuje do mezibuněčného prostoru. Exocytóza probíhá stejným mechanismem jako u pinocytózy, popsané v kapitole o tenkém střevě, pouze však opačným směrem.

 

02-0053 slinivka

Inzulín se tvoří ve slinivce, speciálně v buňkách Langerhansových ostrůvků. Rozlišujeme 3 typy buněk označované A, B a C.

Buňky typu A

Buňky typu A produkují hormon glukagon a jejich podíl činí asi 25%. Tento hormon se produkuje především při hladovění a podporuje přeměnu jaterního glykogenu na glukózu. Dále stimuluje rozklad svalových bílkovin na jednotlivé aminokyseliny a jejich přeměnu na glukózu a v neposlední řadě i uvolňování a rozklad tuků z tukové tkáně za současného uvolnění glycerolu. Tento je pak opět přeměňován na glukózu. Velmi zjednodušeně řečeno, glukagon má za úkol zásobovat krev glukózou v době hladovění a zajistit její fyziologickou rovnováhu v krvi v době, kdy ji tělo nemůže získávat z potravy.

Buňky typu B

Buňky typu B produkují inzulín a jejich podíl činí 60%.

Úloha inzulínu je opačná, to znamená, že zajišťuje snížení obsahu glukózy v krvi, při jejím zvýšení nad fyziologickou hodnotu a její ukládání v těle. Jeho účinkem dochází ke zvýšenému příjmu glukózy, především do svalových buněk, podporuje odbourávání glukózy v těchto buňkách jednak na laktát, nebo přímo na vodu a oxid uhličitý.

V játrech naopak podporuje syntézu jaterního glykogenu.

Po jídle při zvýšení obsahu glukózy v krvi podporuje syntézu svalových bílkovin a taktéž tvorbu tuků a jejich ukládání do tukových tkání. Při nadměrném příjmu cukrů v potravě se překročí kapacita pro tvorbu a ukládání jaterního glykogenu a játra nemají kam další glukózu uložit. Proto se začne glukóza přeměňovat na mastné kyseliny a ty jsou transportovány do tukových tkání. Zde jsou ukládány ve formě tuků. Za této situace inzulín výrazně tlumí odbourávání tuků v těchto tkáních a proto dochází pří přejídání sladkostmi i k ukládání zejména podkožního tuku.

Podporuje také příjem draselných iontů do buněk. Proti účinku inzulínu působí zejména hormony kůry nadledvinek adrenalín a noradrenalín. Jenom pro úplnost je třeba dodat, že svalová práce zvyšuje až 10x rychlost přenosu glukózy do svalu, a to i při tak malém množství přítomného inzulínu, které by vůbec transport glukózy do svalových buněk nestimulovalo. Proč k tomuto ději dochází, zatím biochemici nedokáží spolehlivě vysvětlit.

 

02-0054 řez slinivkou

Ve slinivce je obsaženo asi 6 až 10 mg inzulínu, přičemž přibližně 2 mg se ho v průběhu celého dne uvolňuje. Pokud se injekčně do těla vpraví 4 μg na 1 kg hmotnosti člověka, klesne glykémie asi na polovinu. Systém likvidující jeho aktivitu působí velice rychle. Aktivní zůstává inzulín asi 8 až 15 minut, maximálně však do 30 minut a je postupně odbouráván v játrech a ledvinách na neaktivní fragmenty. Hlavním podnětem pro uvolňování inzulínu je zvýšený obsah glukózy v krvi. Jeho uvolňování stimulují některé hormony produkované trávicím ústrojím (gastrin, pankreozymin, sekretin a látka podobná glukagonu), aminokyseliny lyzin, arginin a leucin, hormony produkované hypofýzou i některými steroidními hormony. Sekreci inzulínu zvýší i nárazové zvýšení obsahu draslíku v mimobuněčných tekutinách. V neposlední řadě stimuluje uvolňování i glukagon, avšak jeho působení se omezuje pouze na tkáň slinivky.

 

02-0032 struktura inzulínu

Buňky typu C

Ve zbývajících buňkách Langerhansových ostrůvků, v buňkách typu C, vzniká somatostatin. Tento hormon působí proti účinku jak glukagonu, tak i inzulínu. Jeho úloha tedy spočívá v omezování využití živin vstřebaných z trávicího ústrojí. Tento hormon snižuje i vylučování trávicích šťáv a tím zpřístupňování živin pro jejich vstřebávání. V posledních letech zaznamenáváme snahu některých výzkumných týmů využít účinků tohoto hormonu při léčbě obezity.

Mechanismus působení inzulínu

Fyziologická aktivita inzulínu spočívá v jeho vazbě na vnější stranu buněčné membrány, čímž dochází uvnitř buňky k určitým změnám a aktivují se procesy rychlejšího přenosu glukózy a aminokyselin dovnitř buňky. Jinými slovy, inzulín výrazně zvyšuje propustnost buněčných membrán pro glukózu a aminokyseliny. Pokud buňka vyžaduje dodávku energie, inzulín podporuje spalování glukózy na vodu a oxid uhličitý, přičemž buňka získává energii. Je-li však energetických zásob uvnitř buňky dostatek, podporuje naopak inzulín tvorbu svalového glykogenu. Inzulín však není schopen do buněk pronikat, jeho účinek na procesy uvnitř buňky je tedy zprostředkován receptorem, který je zakotven v buněčné membráně. Pro funkci tohoto receptoru je důležitá přítomnost kationtu trojmocného chrómu. Připojením chrómu na receptor dochází k jeho aktivaci, a tím se vytvoří podmínky pro možnost následného připojení inzulínu na tento receptor. Inzulín zajišťuje konstantní hladinu glukózy v krvi.

 

02-0243 model inzulínu

Při nedostatku cukru v krvi je brzděna sekrece inzulínu, naopak při nadbytku glukózy v krvi je sekrece inzulínu zvýšena. Intenzita vylučování inzulínu buňkami B se řídí obsahem glukózy v tekutině, která obklopuje tyto buňky. Sekreci inzulínu zvyšují také hormony zažívacího traktu. Aktivní inzulín má poločas rozpadu asi 35 minut. Inaktivace probíhá v játrech a klíčovou sloučeninou pro inaktivaci inzulínu je glutathion.

Inzulín podporuje vstup glukózy do tkání, u jater naopak brzdí její vylučování do krve (působí proti rozkladu glykogenu). Pokud se vlivem zvýšené fyzické námahy vytvoří ve svalech více kyseliny mléčné, podporuje inzulín její transport do jater a její přeměnu na glukózu a jaterní glykogen. V tukové tkáni inzulín brzdí rozklad tuků a uvolňování mastných kyselin do krve. Naopak, při nadbytku glukózy podporuje přeměnu cukru na tuk, zejména v játrech.

Na tomto místě je třeba zdůraznit, že zvýšení hladiny cukru v krvi je spíše důsledek poruchy regulace. Pokud periferní tkáně z nějakého důvodu (například slabší účinek inzulínu) nejsou schopny přijmout nabízenou glukózu z krve, vede to ke zvýšení její koncentrace. Tělo na tuto situaci reaguje zvýšeným vylučováním glukózy ledvinami a to si vyžaduje současné vylučování vody. Proto se u diabetiků projevuje významně zvýšená potřeba tekutin (projevy žízně) a jejich moč je sladká.

Aktivita inzulínu

Aktivita inzulínu se udává v jednotkách, přičemž standardní preparáty obsahují průměrně 25 jednotek v 1 mg krystalického inzulínu. Aplikačními formami jsou naředěné roztoky. V poslední době zaznamenáváme výrazný pokrok zejména u aplikačních forem inzulínu určeného pro diabetiky. Hlavní předností těchto nových preparátů je to, že obsahují různým způsobem modifikovaný a chráněný inzulín, který se jednak pomaleji vstřebává a navíc nepodléhá tak rychlé přeměně a inaktivaci.

Související články

Chróm

Cukrovka

Glukóza

Glukózotoleranční faktor

Inzulín - odborný článek

Co je DiaChrom a jak působí?

Infarkt jako důsledek stresu

Odkazy

Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.

Zajímavé stránky

Hubnutí s Kerbetem

Odběr NOVINEK

Zasláním Vaší
e-mailové adresy Vás budeme pravidelně informovat o zařazení nových článků na web galenus.cz.

Novinky

novinky o vlasech

Zajímavosti

baner diabetes - neodepírat si sladké baner kerbet - jak ovlivnit sve zdravi stravou 

 Inzerce

baner Hubnutí s Kerbetem

coded by o-design © Administrace | Články