Molekulární mechanismy výlevu insulinu

Abstract

Insulin reduces glucose levels in blood and has impact on metabolism, cell- cycle and proliferation of target body cells. Its secretion from pancreatic β cells is induced right after food consumption, utilization in digestion system and nutrient elevation in blood circulation. Under physiological conditions molecular mechanisms include simultaneous effect of glucose, fatty acids, amino acids, ions, reactive oxygen species and neural and humoral system. The primary inducer is glucose, which is necessary also for insulin gene expression. Glucose modulates the fate of other nutrients, which enhance glucose stimulated insulin secretion. In general, glucose decreases fatty acid beta oxidation and increases the level of effector lipid intermediates in cytoplasm. The key processes within insulin release pathways are the Krebs cycle, pyruvate cycling and glycerole-3-phosphate/free fatty acids cycle. Moreover, endocrine signaling molecules, hormones and nervous system regulate insulin secretion through their receptors on β cell membranes. Disruption of regulatory mechanisms and insulin sensitivity of peripheral tissues may lead to development of diabetes mellitus.

Inzulin snižuje hladinu glukózy v krvi a ovlivňuje metabolismus, buněčný cyklus a proliferaci tělních buněk. Jeho výlev z β buněk slinivky břišní stimuluje po příjmu potravy a jejím zpracování v trávicí soustavě zvýšená hladina živin v krvi. Za fyziologických podmínek molekulární mechanismy zahrnují společné působení glukózy, mastných kyselin, aminokyselin, iontů, reaktivních forem kyslíku, nervové a hormonální řízení. Nezbytným induktorem je glukóza, která je nutná také pro celkovou expresi genu inzulinu. Ta ovlivňuje mechanismus zpracování ostatních živin v buňce a ty následně podporují jí stimulovanou inzulinovou sekreci. Glukóza potlačuje beta oxidaci mastných kyselin a zvyšuje ukládání z lipidů odvozených výkonných intermediátů v cytoplasmě. Klíčovými procesy při výlevu inzulinu jsou Krebsův cyklus, pyruvátový cyklus a cyklus glycerol-3-fosfátu a mastných kyselin. Do regulace se skrze vlastní receptory na membránách β buněk zapojují endokrinní signální molekuly, hormony a nervová soustava. Narušení regulačních mechanismů a citlivosti buněk k inzulinu může vést až k rozvoji onemocnění diabetes mellitus.