Kāda ir insulīna receptora funkcija?

Kad insulīns pieķeras alfa apakšvienībām, receptora ārējā daļa maina formu, un šī formas maiņa pārnesas uz beta apakšvienībām šūnas iekšpusē. Abas beta apakšvienības tagad var sasniegt viena otru un pieliek fosfātu grupas viena otras tirozīna atlikumiem. Šo savstarpējo fosforilēšanu sauc par autofosforilēšanu, un tā ir slēdzis, kas receptoru ieslēdz.

Ieslēgtais receptors piesaista un fosforilē starpnieka olbaltumus, pirmām kārtām insulīna receptora substrātus. Tie savukārt aktivē fosfatidilinozitol-3-kināzes ceļu, kas atbild par vielmaiņas iedarbību, un mitogēno ceļu, kas atbild par šūnas augšanu un dalīšanos.

Vielmaiņas ceļa galvenais redzamais rezultāts muskuļos un taukaudos ir glikozes pārnesēja GLUT4 pārvietošana. Šie pārnesēji mierā glabājas pūslīšos šūnas iekšienē; insulīna signāls liek pūslīšiem saplūst ar šūnas membrānu, un šūnas virsma uz laiku kļūst caurlaidīga glikozei. Kad insulīna kļūst mazāk, pārnesējus ievelk atpakaļ.

Aknās insulīna signāls apstādina glikozes ražošanu no jauna un no glikogēna krājumiem, vienlaikus veicinot glikogēna sintēzi un taukskābju veidošanu. Tieši aknu atbilde visvairāk nosaka cukura līmeni asinīs tukšā dūšā.

Skeleta muskuļos galvenā darbība ir glikozes ieplūde un glikogēna uzkrāšana. Muskuļi ir lielākais glikozes patērētājs pēc ēšanas, tāpēc muskuļu masas zudums pasliktina cukura vielmaiņu pat tad, ja aizkuņģa dziedzeris strādā normāli.

Taukaudos insulīns veicina tauku uzkrāšanu un, kas ir vismaz tikpat svarīgi, bremzē tauku sadalīšanos. Tāpēc insulīna trūkuma gadījumā taukskābes nekontrolēti izplūst asinīs un aknas no tām ražo ketonvielas.

Turklāt receptora signāls iedarbojas uz kālija pārvietošanu šūnās un uz asinsvadu sieniņu, kur tas veicina slāpekļa oksīda veidošanos un vieglu paplašināšanos. Tas izskaidro, kāpēc insulīna vielmaiņas traucējumi tik cieši saistīti ar asinsspiedienu.

Biežākā problēma nav receptoru trūkums, bet gan signāla vājināšanās aiz receptora. Tauku uzkrāšanās muskuļos un aknās, hronisks iekaisums un pastāvīgi augsts insulīna līmenis traucē substrāta olbaltumu darbību, un šūna uz to pašu insulīna devu atbild vājāk. To sauc par insulīna rezistenci; aizkuņģa dziedzeris to kādu laiku kompensē, ražojot vairāk insulīna, līdz vairs nespēj, un attīstās 2. tipa cukura diabēts.

Retos gadījumos pašā receptora gēnā ir mutācija. Tad rodas smagas iedzimtas insulīna rezistences formas, kurām raksturīga ļoti augsta insulīna koncentrācija asinīs kopā ar normālu vai zemu cukura līmeni. Atsevišķi cilvēki veido antivielas pret savu insulīna receptoru, kas rada līdzīgu ainu.

Viena no redzamajām insulīna rezistences pazīmēm ir acanthosis nigricans, tas ir, samtaini tumša, sabiezējusi āda kakla krokās, padusēs un cirkšņos. Tā rodas tāpēc, ka ļoti augsts insulīna līmenis aktivē arī radniecīgos augšanas faktoru receptorus ādā.

Pie ārsta jādodas, ja parādās pastāvīgas slāpes, biežāka urinēšana, neizskaidrojams svara zudums, nogurums vai lēna brūču dzīšana. Ar šiem jautājumiem nodarbojas ģimenes ārsts un endokrinologs; cukura līmeni un glikētā hemoglobīna rādītāju nosaka ar vienkāršu asins analīzi.

Visbiežāk to sajauc ar pašu insulīnu. Insulīns ir hormons, ko ražo aizkuņģa dziedzera beta šūnas un kas ceļo ar asinīm; receptors ir nekustīga olbaltumviela mērķa šūnas virsmā. 1. tipa cukura diabēts ir hormona trūkums, 2. tipa diabēta pamatā galvenokārt ir receptora signāla vājums. Tāpēc pirmajā gadījumā insulīns ir obligāts no paša sākuma, bet otrajā ilgi pietiek ar citiem līdzekļiem.

Otrs sajaukums ir ar glikozes pārnesējiem GLUT. Receptors ir signāla uztvērējs, GLUT ir durvis, pa kurām glikoze iekļūst. Smadzeņu un sarkano asins šūnu pārnesēji strādā bez insulīna, tāpēc šie audi glikozi saņem arī tad, kad insulīna nav.

Trešais sajaukums ir ar insulīnam līdzīgā augšanas faktora receptoru. Tie ir tik līdzīgi, ka veido pat jauktus receptorus, un ļoti liela insulīna koncentrācija spēj iedarbināt arī otra receptora signālu.

Muskuļu šūnā ir otrs, no insulīna neatkarīgs veids, kā izcelt GLUT4 uz virsmas: pati muskuļa saraušanās. Saraušanās laikā šūnā krītas enerģijas līmenis, aktivējas AMP atkarīgā kināze, un pārnesēju pūslīši tiek nosūtīti uz membrānu bez jebkādas insulīna līdzdalības.

Tā ir praktiski svarīgākā atziņa par insulīna receptoru: cilvēkam ar insulīna rezistenci fiziska slodze strādā tur, kur hormona signāls jau ir vājš. Turklāt pēc slodzes muskulis vairākas stundas uzņem glikozi labāk arī uz insulīna, jo tukšie glikogēna krājumi jāpapildina.

No tā izriet arī bieža kļūda domāšanā. Insulīna rezistence nav slimība, kas vienkārši „ir vai nav“; tā ir pakāpe, kas mainās nedēļu laikā līdz ar miega, kustību un ēšanas paradumiem.