Инсулин - ИТМ Институт за клетъчен метаболизъм
Инсулин
Инсулинът е хипогликемичният хормон. Като такава, основната му функция е да намали концентрацията на глюкоза в кръвта (гликемия), насърчавайки нейния транспорт в клетките, но в този смисъл действа само върху мастната тъкан (адипоцити), мускулите (мускулните влакна или миоцитите) и сърцето ( сърдечни влакна или кардиомиоцити). Инсулинът изпълнява тази функция чрез активиране на глюкозния транспортер GLUT4, който се намира само в плазмената мембрана на тези клетки. Глюкозата е не много полярно вещество и като такава може да дифузира свободно през клетъчните мембрани. Всички клетки обаче имат специфични глюкозни транспортери, за да ускорят транзита си през техните мембрани, но единственият инсулинозависим транспортер е само в споменатите клетки, които също имат неинсулинозависими транспортери.
Глюкозните транспортери са протеини, интегрирани в плазмената мембрана на клетките, които позволяват или улесняват транспортирането на специфични вещества в двете посоки (от извънклетъчната среда до цитоплазмата или в обратна посока, според термодинамичните условия). Известни са до дванадесет различни транспортьори на глюкоза (вж. Таблица 1) [1, 2]. Най-общият и най-повсеместният е GLUT1. Транспортерът GLUT3 се намира само в мозъка, а GLUT4 (намира се в мускулите, сърцето и мастната тъкан) е единственият от дванадесетте, който е чувствителен към инсулина. По този начин повечето клетки не се нуждаят от инсулин, за да консумират глюкоза.
1. Medina, R. A. & Owen, G. I. (2002) Транспортери на глюкоза: експресия, регулация и рак. Биологични изследвания, 35, 9-26.
2. Maher, F., Vannucci, S. J. & Simpson, I. A. (994) Глюкозни транспортни протеини в мозъка. Вестник FASEB, 8, 1003-1011.
Таблица 1. Глюкозни транспортери (GLUT) в различни тъкани
В някои текстове обаче на инсулина погрешно се приписва функцията да бъде хормон, необходим за нормалната консумация на глюкоза от клетките. Това предположение е безсмислено и неустойчиво. Наистина няма данни или логична причина, която да подкрепи тази идея, но има много, които категорично показват, че инсулинът играе съвсем различна роля:
(а) Основната причина за това предложение се основава предимно на логиката на метаболизма: като начин за снабдяване с енергия на клетките, активността на гликолизата не може да зависи от (външен) хормонален сигнал и по-малко от хормон, чийто живот е само няколко минути . Външен сигнал, като адреналин или глюкагон, може да подготви извънклетъчната среда, увеличавайки глюкозата в кръвта, готова за консумация, но консумацията на глюкоза от всяка клетка за задоволяване на нейните енергийни нужди трябва да се регулира от вътреклетъчни сигнали, които ще зависят от вашите специфични енергийни нужди.
(б) Всички клетки консумират глюкоза в по-голяма или по-малка степен, за предпочитане като енергийно гориво, но също и като предшественик на много метаболитни продукти и както може да се види в Таблица 1, инсулинът не участва в транспорта на глюкоза в повечето от носни кърпи.
(в) Има няколко хипергликемични хормона: главно глюкагон, адреналин, глюкокортикоидите (кортизон и кортизол) и хормон на растежа. Всички те насърчават повишаване на кръвната захар, макар и по различни причини. Всеки има специфична функция и неговата секреция отговаря на специални нужди, които изискват специфични тъкани или специфични функции на организма, и те се секретират в отговор на различни стимули, според всеки отделен случай:
Глюкагон. Глюкагонът е глюкостатичен хормон, чийто ефект е антагонистичен на този на инсулина. Той се секретира от клетките на панкреаса при понижаване на кръвната захар. Действа върху черния дроб, насърчавайки освобождаването на глюкоза в кръвта от чернодробния гликоген, за да балансира кръвната глюкоза.
Адреналин и другите катехоламини. Адреналинът е хормонът на стреса. Той се секретира от клетките на надбъбречната медула в отговор на стимули от централната нервна система за повишаване на концентрацията на глюкоза в кръвта, когато се очаква увеличаване на консумацията на глюкоза.
Глюкокортикоиди. Глюкокортикоидите са хормони, секретирани от надбъбречната кора, които активират синтеза на глюкоза и гликоген (глюконеогенеза) в черния дроб и бъбреците. Неговият хипергликемичен ефект е косвен ефект от тази дейност.
Хормон на растежа. Хормон, който регулира растежа на тъканите. Нейният хипергликемичен ефект е общ ефект за тази функция.
Въпреки това, в лицето на толкова много хипергликемични хормони, инсулинът е единственият хипогликемик, което показва, че значението на хормона, чиято функция е да понижава кръвната глюкоза, не е процес за снабдяване с енергийно гориво на клетките за различни цели, а просто начин за ниво на кръвната захар. Всеки хипергликемичен хормон се секретира в отговор на различен специфичен стимул, представляващ специфична метаболитна нужда. Напротив, механизмите, които произвеждат секреция на инсулин, зависят изключително от нивото на глюкозата в кръвта. По този начин ролята на инсулина, според стимула, който насърчава неговата секреция, не е свързана с енергийните нужди на клетките, а стриктно с нивото на глюкозата в кръвта. Следователно трябва да заключим, че инсулинът не е хормон, който работи в услуга на клетките, а в услуга на кръвта, тъй като неговата цел не е свързана с клетъчния метаболизъм, а с хомеостазата на кръвта.