Ինսուլինի Ֆիզիոլոգիական նշանակությունը

Ինսուլինը պեպտիդային բնույթի հորմոն է, որն առաջանում է ենթաստամոքսային գեղձի β-Լանգերհանսյան բջիջների կողմից։ Այն կարգավորում է ածխաջրերի, սպիտակուցների և ճարպերի փոխանակությունը։

Ինսուլինի Ֆիզիոլոգիական նշանակությունը

Ինսուլինն ազդում է գրեթե բոլոր հյուսվածքների նյութափոխանակային գործընթացների, հատկապես՝ ածխաջրային փոխանակության վրա։ Ինսուլինը սկզբում սինթեզվում է հսկա նախահորմոնի տեսքով և մինչև ներզատման պահը պահվում է β-բջիջների հատիկներում։ Ներզատվելուց առաջ պեպտիդազների ազդեցությամբ նախաինսուլինի մոլեկուլից պոկվում է C պեպտիդը և առաջանում է ինսուլինը, որը կազմված է երկսուլֆիդային կամրջակներով միացված A և B շղթաներից։

Լանգերհանսի կղզյակների β-բջիջները զգայուն են արյան մեջ գլյուկոզի քանակի տատանման նկատմամբ։ Արյան մեջ գլյուկոզի խտաստիճանի բարձրացման դեպքում ինսուլինի հյութազատման մեխանիզմը հետևյալն է.

• գլյուկոզը թափանցում է β-բջիջների մեջ, որտեղ սկզբում ենթարկվում է գլիկոլիզի, այնուհետև օքսիդանում է շնչառական ցիկլում և արդյունքում առաջանում է ԱԵՖ,
• ԱԵՖ-ը՝ կալիումական անցուղիների փակման միջոցով հանգեցնում է թաղանթի ապաբևեռացման,
• ապաբևեռացման հետևանքով բացվում են պոտենցիալակախյալ կալցիումական անցուղիները, որի արդյունքում կալցիումն անցնում է բջիջներ,
• բջիջներում կալցիումի քանակի ավելացումն ազատում է ներբջջային կապված կալցիումը և բարձրացնում այս իոնների խտաստիճանը,
• բջիջներում կալցիումի իոնների քանակի բարձրացումն էկզոցիտոզի եղանակով առաջ է բերում նախօրոք սինթեզված ինսուլինի հյութազատում։

Ինսուլինի գլխավոր ազդեցությունը գլյուկոզի քանակի նվազեցումն է արյան մեջ։ Այն իրագործվում է հետևյալ մեխանիզմներով. ինսուլինը մեծացնում է բոլոր տեսակի մկանային և ճարպային բջիջների թաղանթների թափանցելիությունը գլյուկոզի նկատմամբ, ուժեղացնում է բջիջների կողմից գլյուկոզի յուրացումն ու օգտագործումը, լյարդում և մկաններում խթանում է գլյուկոզից գլիկոգենի առաջացումը, ընկճում է գլյուկոնեոգենեզն ու գլիկոգենի քայքայումը, համապատասխան ֆերմենտների ակտիվացման եղանակով մեծացնում է գլիկոլիզը։ Հաշվի առնելով ինսուլինի հզոր անաբոլիկ ազդեցությունը սպիտակուցների վրա, այն որպես բաղադրիչ ավելացնում են սպորտով զբաղվողների հավելյար սննդակարգում։

Ինսուլինը գործնականում չի ազդում գլյուկոզի նկատմամբ նյարդային բջիջների թափանցելիության վրա։ Դրա ֆիզիոլոգիական իմաստը կայանում է նրանում, որ նույնիսկ գլյուկոզի նվազագույն խտության դեպքում նյարդային բջիջները արյունից կարողանան ստանալ և օգտագործել անհրաժեշտ քանակի գլյուկոզ։

Ինսուլինը լյարդում ակտիվացնում է ամինաթթուների սինթեզը, խթանում է բջիջների կողմից ամինաթթուների կլանումը և սպիտակուցների կենսասինթեզը, մեծացնում է կալիումի, մագնեզիումի և ֆոսֆորի իոնների անցումը բջիջներ, խթանում ճարպաթթուների սինթեզն ու դրանց եթերացումը ճարպային հյուսվածքում, իսկ լյարդում նպաստում է գլյուկոզի վերածմանը ազատ ճարպաթթուների և եռգլիցերիդների, ինչպես նաև ուժեղացնում է կետոնային նյութերի օքսիդացումը։

Լյարդում գլյուկոզի մի մասը վերածվում է գլիկոգենի, իսկ ավելցուկն ինսուլինի ազդեցությամբ վերածվում է ճարպաթթուների, որոնք արյան միջոցով փոխադրվում են ճարպային հյուսվածք և գլիցերոլի հետ միասին օգտագործվում ճարպի սինթեզի համար։ Արյան մեջ ինսուլինի քանակի նվազումն ուղեկցվում է լիպազի ակտիվացմամբ և, որպես հետևանք, ուժեղանում է ճարպերի քայքայումը։

Ինսուլինի անբավարարության դեպքում ճարպային փոխանակության խանգարման հետևանքով ացետաքացախաթթուն վերածվում է β-օքսիկարագաթթվի և ացետոնի, որոնք հայտնի են որպես կետոնային մարմիններ և կուտակվում արյան մեջ։ Սրանով է բացատրվում շաքարային դիաբետի ժամանակ առաջացող արյան թթվագարությունը, որի դեպքում հիվանդների արտաշնչած օդից ացետոնի հոտ կարող է գալ։

Ինսուլինն ունի նաև հակակատաբոլիկ ազդեցություն. այն թուլացնում է սպիտակուցների և ճարպերի տրոհման գործընթացը։ Արյան մեջ անցած ինսուլինի մեծ մասը (60 %) քայքայվում է լյարդում, իսկ մնացածը՝ երիկամներում։ Ինսուլինի անբավարար քանակն առաջացնում է շաքարային դիաբետ, իսկ գերարտադրությունը՝ հիպոգլիկեմիա։

1-տիպի շաքարային դիբետի առաջացումը պայմանավորված է ինսուլինի անբավարարությամբ, իսկ 2-րդ տիպի շաքարային դիաբետինը՝ ինսուլինային ընկլաիչների պակասով կամ զգայնության նվազմամբ ինսուլինի նկատմամբ։

Ինսուլինի արտադրման կարգավորումը

Ինսուլինի առաջացման ու հյութազատության հիմնական խթանիչն արյան մեջ գլյուկոզի խտաստիճանի բարձրացումն է. որքան բարձր է գլյուկոզի մակարդակը, այնքան շատ ինսուլին է հյութազատվում։ Ինսուլինի արտադրությունը խթանում են նաև խոլեցիստոկինինը, գլյուկագոնը, գլյուկոկորտիկոիդները, սեկրետինը, գաստրինը, ԱԿՏՀ-ն, աճի հորմոնը, էստրոգենները, արյան պլազմայում գտնվող ամինաթթուների, ճարպաթթուների, կալիումի և կալցիումի իոնների քանակի ավելացումը։ Դրանց հակառակ, սոմատոստատինը, կալցիտոնինը, լեպտինը, քաղցը, նորադրենալին ու ադրենալինը թուլացնում են ինսուլինի արտադրությունը։ Ինսուլինի քանակը կարգավորվում է նաև ինքնակարգավորման մեխանիզմով. արյան մեջ ինսուլինի քանակի նվազումը խթանում է իր իսկ հյութազատությունը և հակառակը։

Պարասիմպաթիկ նյարդային համակարգը խթանում, իսկ սիմպաթիկն՝ ընկճում է ինսուլինի արտադրությունը։