====== Az intermedier anyagcsere szabályozása II. ====== ===== Bélhormonok hatása az inzulinszakrécióra ===== A bél által termelt glukózdependens inzulinotrop hormon serkenti a β-sejtek inzulinelválasztását. A katekolaminok nagy koncentrációban inkább csökkentik az inzulinszekréciót α2-receptoron keresztül. A keringő szomatosztatin - ugyanúgy, mint a γ-sejtek által parakrin módon - szintén gátolja az inzulinszakréciót. ===== A inzulin hatása ===== ==== Az inzulinreceptor ==== Az inzulinreceptor **tetramer** szerkezetű, két α és két β alegysége van. Az α alegységek kötik meg az inzulint, míg a β alegységek **tirozin-kináz** aktivitásúak, egymás szubsztrátjai. A foszforilált inzulin-receptorokhoz **IRS-1**((Inzulinreceptor-szubsztrát)) fehérje kötődik, amely önmaga is foszforilálódik, és kötőhelyet szolgátat fehérjéknek, amelyek újabb jelátvitelt indítanak el. - GRB-2 * MAP-kinázok útján mitogén szignálokat indít el - PI3-kináz * Az enzim foszfatidilinozitolokat foszforilál, amelynek hatására aktiválódik a PDK1((Foszfoinozitid-dependens kináz)), ami aktiválja a PKB((Protein-kináz B))-t - Egyéb jelátviteli utak ==== A GLUT4 glukóztranszporter kihelyeződése ==== A sejtek cytoplazmájában a GLUT4 transzportvezikulák falában helyezkedik el egy RAB-fehérje társaságában. Az IRS-1 által megindított jelátviteli folyamat hatására a RAB-fehérje ledisszociál a transzportvezikuláról, így az egyesülhet a membránnal. A működő izmokban az AMP-aktivált kináz önmagában is előidézheti a transzporterek kihelyeződését. A GLUT4 glukóztranszporter KM-értéke alacsony, a fiziológiás glukózkoncentrációnál már gyakorlatilag telített. Így a GLUT4-et tartalmazó sejtek glukózfelvétele **minden esetben emelkedik**, ha azok kikerülnek a membránra. ==== Sejttípusok glukózfelvétele ==== ^Inzulindependens^Inzulinindependens^ |Zsírszövet|Pancreas β-sejt| |Izom|Máj| |Pancreas α-sejt|vese| |Kötőszövet|bél| |Limfoid szövet|agy| |stb|vörösvértest| |:::|cornea| A jobb oldalon felül az inzulinszenzor-funkcióval rendelkező sejtek vannak, míg alul az obligát glukózfelhasználó sejtek. Bal oldalt a többi, szöveti sejt. ==== Az inzulin hatása az aminosav-anyagcserére ==== Az inzulin **segíti az aminosavak felvételét és a beépülésüket** a sejtekbe. Ezt a hatását testépítők is kihasználják, de ez az okozott hypoglikemia miatt **veszélyes**. ==== Az inzulin hatásai az ionháztartásra ==== Az inzulin **serkenti a K+-felvételét a sejtekbe**. A táplálékkal együtt rendszerint jelentős mennyiségű K+-t is veszünk fel, és ez a mechanizmus fontos az alacsony extracelluláris [K+] fenntartásában. > A szervezet azonban a [K+]-t alacsony inzulinkoncentráció mellett is normalizálja. Inzulinhiányos betegnek inzulint adva a sejtek nagy mennyiségű K-ot vehetnek fel, így hipokalemiát és ezzel szívritmus-zavarokat okozhatunk. ==== Az inzulin hatása a sejtek anyagcseréjére ==== Az inzulin **aktiválja a cAMP-foszfodiészteráz** működését, csökkentve a cAMP szintjét. Ennek eredménye a glukózanyagcsere serkentése. Ezen kívül transzkripciós faktorokat is aktivál, amelyek végül **fehérjék szintézisét** serkentik. ===== Inzulin hatása egyes szervekre ===== ==== A máj intermedier anyagcseréje ==== A máj glukózt felvehet és leadhat. Energiahordozóként felvehet még laktátot, glicerint és szabad zsírsavakat. Leadhat ketontesteket hypoglikemiában a többi szövet táplálására. === Inzulin hatására === * Csökken a glikogénlebontás, serketődik a glikogénszintézis. * Nő a fruktóz-2,6-biszfoszfát mennyisége, ez aktiválja a foszfofruktokinázt, ami fruktóz-6-foszfátból fruktóz-1,6-biszfoszfátot készít. * A glukóz serkentett foszforilációja miatt a sejtben csökken a glukózszint, aminöveli a glukóztranszport gradiensét. * Az acetil-koenzim A szabad zsírsavak szintézisére használódik fel, a ketontestek szintézisére szolgáló út gátlás alá kerül. * A glukoneogenezis gátlás alá kerül mind az aminosavakat metabolizáló, mind a foszfoenolpiruvát-karboxikináz enzim gátlása révén. ==== A zsírszövet intermeider anyagcseréje ==== A zsírszvövet glukózt vesz fel. A metabolizmus során keletkező, illete felvett zsírsavak foszfogliceráttal együtt **trigliceridek** előállítására fordulnak. A zsírsejtekben **glicerin-kináz nincs**, így glicerinből itt nem képződhetnek trigliceridek, a trigliceridszintézishez **glukózfelvételre van szükség**. === Inzulin hatására === Az inzulin felvétele serkenti a glukóz lebonását a zsírszövetben. Ennek igazán a foszfoglicerát keletkezéséen van szerepe, a zsírsavak főként a vérből, lipoproteinekből kerülnek felvételre. ==== Az izomszövet ==== Az izomszövet jelentős mennyiségű glikogént és fehérjét raktároz. Fel tud használni ketontesteket és zsírsavakat is az anyagcseréjéhez. Hypoxiás állapotban laktátot szekretál. === Inzulin jelenlétében === Fokozódik a glukózfelvétel. Ha nincs szükség energiára, glikogénszintézis történik. Ha a glikogénraktárak is megteltek, a glukóz metabolizmusa gátlás alá kerül, így a sejtben felhalmozódó glukóz csökkenti a gradienst, így áll le a glukózfelvétele az izmoknak. ==== Inzulin injekciója ==== Inzuli bejuttatásának hatására a létrejött hipoglikémia a glukagon, kortizol és növekedési hormon szintjének emelkedését okozza, és aktiválódik a szimpatikus idegrendszer, ami adrenalin és noradrenalin felszabadulását okozza. ===== Glukagon ===== A glukagon szekrécióját serkenti: * **hypoglikemia** * aminosavak * szimpatikus idegrendszer * katekolaminok * kortizol * növekedési hormon Gátolja a szekréciót: * glukóz (GLUT4 transzporteren keresztül) * **inzulin** (a glukóztranszport serkentése és a génátírás szabályozása által) * szomatosztatin * szabad zsírsavak Az α-sejt glukóz hatására depolarizálódik. Növekvő glukózkoncentráció hatására gátlódik az akciós potenciálhullámok kialakulása, mert a depolarizáció miatt a feszültségfüggő csatornák nem képesek dezinaktiválódni. Aminosavak jelenléte serkenti a glukagon szekrécióját, de glukóz jelenléte ezt elnyomja. Szimpatikus aktivitás hatására nő a glukagonelválasztás, és ezzel együtt a plazma glukózszintje. A szomatosztatin mind a glukagon-, mind az inzulintermelést gátolja. ===== Katekolaminok és glukagon hatásai ===== Gs-fehérjével kapcsolt jelátvitelen át serkenti az adenilát-cikláz működését. Ugyanilyen hatása van a szimpatikus aktivitás által serkentett katekolaminoknak is. ==== Májszövet ==== A glukagon és a katekolaminok serkentik a glikogén lebontását, így a májsejtek glukózt szabadítanak fel. Ezen kívül a májban megindul a **glukoneogenezis**, amelynek kiindulási anyagai a laktát, glicerin és aminosavak. Megindul a ketontestek szintézise is. ==== Izomszövet ==== Adrenalin vagy glukagon hatására a glikogénlebontás mértéke nő. Mivel azonban az izomban nincs glukóz-6-foszfatáz, az izom **nem szabadít fel glukózt**, csak kerülőúton: az anyagcsere folyamán laktátot szabadít fel, ami a máj glukoneogenezisének alapanyagául szolgál majd. ==== Zsírszövet ==== Az adrenalin és glukagon aktiválják a zsírszövet **hormonszenzitív lipáz**át, így szabad zsírsavakat és glicerint szabadítanak fel a zsírszövetből. Ezek a hormonok a zsírszövet glukózfelvételét nem, viszont a metabolizmust gátolják, így itt is a megemelkedő glukózszint és az így lecsökkenő gradiens lesz a glukózfelvétel gátja.