Inzulín

Inzulín je peptidový hormón zložený z 51 aminokyselín. Skladá sa z dvoch reťazcov, reťazca A (21 aminokyselín) a reťazca B (30 aminokyselín). Oba reťazce sú spojené 2 disulfidovými mostíkmi, tretí disulfidovou mostík stabilizuje reťazec A.

Tento hormón produkujú bunky typu B (β-bunky) v Langerhansových ostrovčekoch pankreasu, ktoré tvoria približne iba 2% -ný podiel (pankreas obsahuje 1 až 2 milióny Langerhansových ostrovčekov, ich priemer je asi 0,3 mm). B bunky sú uložené predovšetkým okolo krvných kapilár.

Ako vzniká inzulín

Najprv sa na ribozómoch vytvorí preprohormon (zložený z 104 aminokyselín), ktorý prechádza v endoplazmatickej retikule modifikáciou na prohormón (proinzulínu, 84 aminokyselín). Ten je transportným vačkom prenesený do Golgiho aparátu. Tu sa mení na aktívny inzulín, dochádza k asociácii s ďalšími fragmentami peptidov a následnému vylučovaniu pomocou sekrečných vačkov smerom k bunkovej membráne. Tento sekrečnú vačok (označuje sa aj ako granula β) obsahuje popri hotovom inzulíne aj malé množstvo proinzulínu bez biologickej účinnosti a odštiepený peptid C.

Procesom zvaným exocytózy sa vylučuje inzulín do medzibunkového priestoru a následne sa dostáva do krvi. Sekrécia inzulínu je induktívna, čo znamená, že je spúšťaná po nejakej aktivácii. Najdôležitejším spúšťacím mechanizmom je zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi. Podporne tiež pôsobia aminokyseliny s rozvetveným bočným reťazcom a gastrointestinálne hormóny. Po jedle začne stúpať hladina inzulínu v krvi po približne 6 až 10 minútach (tento čas záleží od zloženia prijímanej potravy).

Ako sa reguluje vylučovanie inzulínu 

U zdravého človeka môže stúpnuť koncentrácia glukózy v krvi po jedle z 5,5 mmol / l až na takmer 8 mmol / l. Naopak pri dlhodobom hladovaní môže jej koncentrácia v krvi klesnúť až na hodnotu 4 mmol / l. Ak by došlo k výraznejšiemu zníženiu koncentrácie glukózy v krvi, išlo by o život ohrozujúci stav. Hypoglykémia (nedostatok cukru v krvi) je oveľa nebezpečnejšia, než prechodná hyperglykémia (prechodný nadbytok cukru v krvi). Preto stojí proti jedinému hormónu znižujúcemu koncentráciu glukózy v krvi (inzulín) celý rad hormónov, ktoré koncentráciu glukózy naopak zvyšujú (glukagón, adrenalín, kortizol a i.).

Hyperglykémia a niektoré aminokyseliny stimulujú vylučovanie inzulínu a inhibujú (potláčajú) tvorbu glukagónu. Oba tieto hormóny sú vylučované priamo do portálneho riečiska, a preto ovplyvňujú metabolické pochody predovšetkým v pečeni. Tu inzulín stimuluje syntézu glykogénu, glykolýzu, lipogenézu a proteosyntézu, naopak inhibuje glykogenolýzu, glukoneogenézy, lipolýzu a proteolýzu.

Zvyšujúca sa koncentrácia glukózy v krvi je spúšťacím faktorom pre vylúčenie inzulínu z pankreatických β-buniek. Inzulín spôsobí v konečnom dôsledku zrýchlený prenos glukózy do buniek a tým aj jej premenu. Cieľom je v čo najkratšom čase znížiť koncentráciu glukózy v krvi na fyziologickú hodnotu. Pankreas reaguje na zvýšenú hladinu glukózy v krvi už v priebehu niekoľkých minút uvoľnením zásob aktívneho inzulínu, pričom súčasne klesá hladina glukagónu.

Po tejto prvej fáze pôsobenia inzulínu nastáva približne po 20 až 30 minútach druhá fáza, pri ktorej sa už naplno vylučuje novovytvorený inzulín. Túto produkciu stimulujú práve gastrointestinálne hormóny, predovšetkým už spomínaný gastrín, sekretín a peptidový hormón GLP-1. Obsah inzulínu v pankrease zdravého dospelého človeka je asi 6 – 10 mg, z čoho sa denne spotrebujú približne 2 mg. Polčas degradácie inzulínu sa uvádza v rozmedzí 8 až 30 minút (závisí to aj na fyzickej aktivite, telesnej stavbe a pod.) a odbúrava sa predovšetkým v pečeni a obličkách. Aplikáciou 4 mikrogramov inzulínu na 1 kg hmotnosti človeka vnútrožilovo sa zníži glykémia asi na polovicu (za predpokladu normálneho účinku receptora pre inzulín).

Inzulín a cukrovka

Pankreas, teda presnejšie povedané Langerhansove ostrovčeky, produkujú inzulín, ktorý zaisťuje metabolizmus cukru a jeho premenu na energiu. Zabezpečuje tak nesmierne dôležitú funkciu potrebnú pre náš život. Pri poruche tejto činnosti – mnoho krát oveľa skôr, než sa objaví diabetes mellitus – človek nielen že začne byť unavený, ale hoci má mnohé plány, nemá dostatok síl na ich uskutočnenie.

Príčin zaťaženia tohto významného orgánu je veľa, ale väčšina sa stále točia okolo jedla a samozrejme predovšetkým okolo konzumácia cukru. Jednoduchý cukor, zvlášť potom sacharóza, má tú vlastnosť, že nepotrebuje na svoje vstrebanie prítomnosť črevných enzýmov a ide priamo a rýchlo do krvi. Tým núti organizmus k rýchlej produkcii inzulínu, ktorý zareaguje a odstráni cukor z krvi.

Kladie to veľký nárok na rýchlosť vylučovania inzulínu a tiež na jeho kvantitu. Keďže tento dej je nárazový a nie plynulý treba viac inzulínu a tak dôjde k tomu, že po zjedení jednoduchého cukru najprv rýchlo stúpa hladina cukru v krvi, nasleduje rýchle vyplavenie inzulínu a rýchle odstránenie cukru v krvi. Tým vznikne rýchlo ďalšie potreba cukru a tá sa prejaví túžbou po sladkom. Tým tiež vzniká veľké zaťaženie pankreasu, ktorý je nútený pracovať nielen intenzívne, ale aj rýchlo.

Striedaním hladiny cukru v krvi sa dostavuje nepokoj, nervozita, striedanie nálad, bolesti hlavy, poruchy spánku a mnohé iné. Toto štádium môže trvať mnoho rokov, než dôjde k vyčerpaniu pankreasu, ktorý už nemá silu a schopnosť produkovať toľko inzulínu a tým vzniká diabetes mellitus. Avšak vznik cukrovky nie je tak priamočiary- svoju úlohu tu zohráva viac faktorov, ako napr. genetická informácia a stav pečene, ktoré priamo ovplyvňujú výkonnosť pankreasu, ale aj celkové zloženie jedla, nielen obsah cukru v ňom.