سیستم تنظیم ترشح انسولین
اثر گلوکز
افزایش گلوکز خون ، مهمترین عامل فیزیولوژیک تنظیم کننده ترشح انسولین است. غلظت گلوکز خون در حالت ناشتا (۸۰ - ۱۰۰ میلی گرم درصد) آستانه غلظتی است که تجاوز از آن با تحریک ترشح انسولین همراه است. و بیشترین اثر محرک گلوکز زمانی حاصل میشود که غلظت آن در خون به حدود ۵۰۰ - ۳۰۰ میلیگرم درصد برسد.
اثر اسیدهای آمینه ، اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی
غذاهای غنی از پروتئین ، ترشح انسولین را تحریک مینمایند و اسیدهای آمینه آرژینین ، لیزین و لوسین از محرکهای قوی ترشح انسولین هستند. اثر غلظتهای فیزیولوژیک اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی در تحریک ترشح انسولین بسیار ضعیف است.
اثر سایر هورمونها
تعداد زیادی از هورمونها در ترشح انسولین موثر هستند. پلیپپتید مهار کننده معدهای (گیپ) ، غلظتهای زیاد گاسترین ، سکرتین و گلوکاگن رودهایاز طریق افزایش غلظت امپ حلقوی داخل سلولی ، در تحریک ترشح انسولین شرکت دارند. اثر غلظتهای زیاد و طولانی هورمون رشد ، کورتیزول ، لاکتوژن جفتی ، استروژن و پروستروژن نیز منجر به افزایش ترشح انسولین میگردد.
اثر انسولین در تبادلات غشاهای سلولی
سرعت واکنشهای فسفوریلاسیون گلوکز و متابولیسم گلوکز در سلولهای عضلانی و بافت چربی با سرعت انتقال گلوکز به داخل سلول متناسب است. گلوکز و قندهای شبیه به آن برای عبور از غشا سلول نیاز به حامل دارند و در اغلب بافتها انسولین نقش تقویت کننده این سیستم حامل را بر عهده دارد. تحت تاثیر انسولین تعداد حاملها افزایش مییابد. علاوه بر گلوکز ، انسولین عمل انتقال اسیدهای آمینه ، یونهای پتاسیم و کلسیم ، نوکلئوتیدها و فسفات معدنی را از غشاهای سلولی تقویت میکند.
دو زنجیره پپتیدی آ و ب تشکیل یافته است. تعداد اسیدهای آمینه در زنجیرهها که در زنجیره آ برابر ۲۱ و در زنجیره ب برابر ۳۰ میباشد ، در انسولینهای جدا شده از اغلب گونههای حیوانی ثابت است. این دو زنجیره به کمک دو پل دیسولفور ، یکی بین اسیدهای آمینه شماره ۷ از دو زنجیره و دیگری میان اسیدهای آمینه شماره ۲۰ از زنجیره ا و شماره ۱۹ از زنجیره ب با یکدیگر اتصال دارند. علاوه بر این ، ریشههای اسید آمینه ردیف ۶ و ۱۱ در داخل زنجیره آ بوسیله پیوند دیسولفور به یکدیگر متصل هستند. مکان این پیوندها در گونههای مختلف ، ثابت است.
پژوهشگران با بررسی اثرات تغییرات شیمیایی هر یک از اسیدهای آمینه در ردیفهای مختلف ساختمان انسولین موفق شدهاند، قسمتهایی از ساختمان انسولین را که برای بروز اثرات زیست شناختی آن ضروری هستند را تعیین کنند. انسولین در غلظتهای فیزیولوژیک به صورت یک مونومر ساده میباشد و در غلظتهای بالاتر ، انسولین پلیمریزه شده و ساختمان کمپلکس را به خود میگیرد و یونهای روی (زنن ) نقش بسیار مهمی را در ایجاد این کمپلکس بر عهده دارند.
بیوسنتز انسولین
بیوسنتز انسولین و بسته بندی هورمون به صورت دانههای ترشح کننده با نظم معین در درون سلولهای بتا جزایر لانگرهانس غده لوزوالمعده صورت میگیرد. ابتدا هورمون به صورت پری پرو انسولین توسط ریبوزومهایی که بر روی شبکه آندوپلاسمی خشن سلولها قرار گرفتهاند ساخته میشود. این پیش ساز که دارای ۲۳ اسیدآمینه آب گریز بنام قطعه رهبر است به داخل شبکه آندوپلاسمی هدایت میشود. در داخل شبکه این قطعه جدا شده و پیش ساز به "پرو انسولین" تبدیل میشود. آرایش فضایی این مولکول به صورتی است که شرایط ایجاد پلهای دیسولفور را فراهم میسازد.
در ساختمان پروانسولین ، از جهت ریشه آمین اتنهایی ، ابتدا زنجیره ب قرار گرفته که با یک رشته اسید آمینه به نام "پپتید س" متصل شده و انتهای دیگر پپتید س با زنجیره آ پیوند یافته است. پروانسولین به داخل دستگاه گلژی منتقل شده تا تحت تاثیر آنزیمهای پروتئولیز کننده ، مولکولهای انسولین آزاد میشوند که پس از تجزیه دو زنجیره آ و ب پپتید س آزاد میشود. دو زنجیره آ و ب بوسیله پیوندهای دیسولفور به هم متصل میشوند و انسولین کامل را به وجود میآورند. ساختمان و شکل دانههای ترشح کننده انسولین در حین عبور از داخل غشای پلاسمایی تکمیل میشود. این هورمون با یون روی ترکیب شده و هگزامرهایی را تشکیل میدهند. این دانهها تحت تاثیر تحریکات خاصی با غشای سلول درآمیخته و محتوای خود را به روش اگزوسیتوز به خارج میریزند.
