گلوکز و ترشح انسولین

مقدمه

انسولین از سلول‌های بتا ترشح می‌شود.این سلولها در جزائر لانگرهانس واقع هستند. این هورمون مصرف مواد غذایی توسط بافت‌های محیطی را تقویت می‌کند و مهمترین هورمونی است که می‌تواند سطح گلوکز خون را کاهش دهد و با اثرات هورمون‌هایی همچون گلوکاگن، اپی‌نفرین، کورتیزول و هورمون رشد بر قندخون که همانا افزایش سطح گلوکز است به مقابله برخیزد.

در افراد غیر دیابتی، سطح گلوکز خون در محدودة باریکی (mg/dl 130-80) حفظ می‌شود. از آنجا که میزان گلوکز دریافتی تغییرات قابل ملاحظه‌ای دارد، به نظر می‌رسد سلول‌های بتا قادر هستند:

· تغییرات کوچک در غلظت گلوکز را حس کنند.

· به آسانی با آزادسازی فوری انسولین به این تغییرات پاسخ دهند.

· میزان ساخت انسولین را بر اساس احتیاجات ترشحی تعدیل کنند.

گلوکز محرک اصلی ترشح انسولین است. آرژنین، گلوکاگن، سکرتین و هم اثرهای بتا- آدرنرژیک از محرک‌های دیگر ترشح انسولین به شمار می‌آیند. ترشح انسولین طی چند مرحله صورت می‌گیرد. انسولین دارای ترشح پایه ثابتی است که حتی در غیاب تمام محرک‌های ویژه آن رخ می‌دهد. با این وجود به نظر می‌رسد این روند به حضور گلوکز نیاز دارد. نوع دیگری از آزادسازی انسولین وجود دارد که وابسته به تحریک است. این نوع‌ آزادسازی در دو مرحله صورت می‌گیرد:

· مرحله رهاسازی بسیار سریع که ظرف 5-3 دقیقه به بیشترین میزان ترشح می‌انجامد و در حدود 10 دقیقه طول می‌کشد.

· مرحله رهاسازی کند که تا زمانی که سطح گلوکز بالا است ادامه پیدا می‌کند. میزان ترشح هورمون در واحد زمان در این مرحله بسیار کمتر از مرحله پیشین است.

به نظر می‌رسد مرحله رهاسازی بسیار سریع حاصل تخلیه وزیکول‌های حاوی هورمون است که در نزدیکی غشای پلاسمایی سلول‌های بتا قرار دارند و مرحله رهاسازی کند ناشی از یک مخزن درون سلولی است که پیوسته توسط پروانسولین‌های تازه ساز پر می‌شود.

همان‌طور که گفته شد به غیر از گلوکز عوامل دیگری بر ترشح انسولین تأثیر می‌گذارند. برای مثال، تجویز گلوکز به صورت خوراکی نسبت به تزریق درون رگی، ترشح مقدار انسولین بیشتری را در پی دارد. این اثر را به اعمال هورمون‌های لوله گوارش از جمله گاسترین، سکرتین و کوله سیستوکینین نسبت داده‌اند. این هورمون‌ها به دنبال غذا خوردن ترشح می‌شوند. همچنین عوامل که موجب افزایش قند خون می‌شوند از جمله هورمون‌های تیروئید و هم اثرهای بتا – آدرنرژیک (مثل آدرنالین) به طور غیر مستقیم باعث ترشح انسولین می‌شوند. به علاوه، هورمون‌های گلوکاگن و سوماتوستاتین با تأثیر مستقیم بر سلول‌های بتا می‌تواند بر ترشح انسولین تأثیر گذارند. گلوکاگن به صورت تحریکی و سوماتوستاتین به صورت مهاری عمل می‌کند.



نحوه تأثیر گلوکز بر ترشح انسولین

برای راه‌اندازی ترشح انسولین سوخت و ساز گلوکز در درون سلول‌های بتا ضروری است. گلوکز به کمک ناقل ویژگلوکز در سلول‌های بتا( GLUT2 ) وارد آنها می‌شوند. سپس گلوکز به وسیله گلوکوکیناز به گلوکز –6- فسفات تبدیل می‌شود. گلوکوکیناز ایزوفرم هگزوکیناز است که Km بسیار بالایی دارد. لذا بیشترین فعالیت را در مقادیر بالای گلوکز دارد. فسفوریلاسیون گلوکز مرحله اصلی و محدود‌کننده سرعت در سوخت و ساز گلوکز در سلول‌های بتا است و بنابراین، نقش مهمی در ترشح وابسته به گلوکز انسولین ایفا می‌کند. سپس، گلوکز –6- فسفات روند گلیکولیز و چرخة کربس‌ را تجربه می‌کند. بر اساس پذیرفته شده‌ترین فرضیه، افزایش نسبت آدنوزین‌تری فسفات (ATP) به آدرنوزین دی فسفات (ADP) منجر به مهار (بسته شدن) نوعی کانال پتاسیمی حساس به ATP می‌شود. هنگامی که این کانال بسته می‌شود، تجمع بارهای مثبت در درون سلول به دپلاریزاسیون سلول و باز شدن کانال‌های کلسیمی وابسته به ولتاژ است. وقتی کانال‌های کلسیمی باز شدند، میزان کلسیم درون سلولی افزایش می‌یابد. افزایش کلسیم آبشاری از فسفوریلاسیون پروتئین‌ها را به راه می‌اندازد که منجر به برون تراوش و زیکول‌های حاوی انسولین و در واقع آزادسازی انسولین است.


چند نکته

· در سلول‌های بتا گلوکز –6- فسفات برای ساخت گلیکوژن مصرف نمی‌شود و فعالیت مسیر پنتوز فسفات بسیار پایین است. به علاوه، فعالیت لاکتات دهیدروزناز در این سلو‌ل‌ها ناچیز است. از این رو، به ناچار کل گلوکز –6- فسفات تولید شده توسط گلوکوکیناز به پیرووات و سپس استیل کوآ تبدیل می‌شود. این فرآورده‌ها در چرخه اسید سیتریک واکنش‌های اکسیداسیونی را متحمل می‌شوند. بنابراین، گلوکز در سلول‌های بتا به ناچار باید مسیر هوازی را طی کند که به تولید ATP می‌انجامد.

· در نوعی دیابت غیر وابسته به انسولین که وراثت اتوزومی غالب را نشان می‌دهد و پیش از 25 سالگی بروز پیدا می‌کند (MODY) جهش‌هایی در ژن گلوکوکیناز مشاهده شده است. این جهش‌ها به کاهش حساسیت سلول‌های بتا به گلوکز می‌انجامند. در نتیجه ترشح انسولین پایین است.

· از آنجاکه فسفوریلاسیون اکسیداتیو نقش مهمی در ترشح انسولین دارد، جهش در DNA میتوکندری و کاهش توان اکسیدایتو میتوکندری‌ها که با افزایش سن رخ می‌دهد از عوامل مؤثر در دیابت غیر وابسته به انسولین برشمرده شده است.

/ 2 نظر / 581 بازدید
محمد باقربرمکی

سربلند وموفق باشید مطالب از نظر علمی عالیست

علی

عالی بود دستت درد نکنه