Image

Sekrécia inzulínu

Hlavným stimulátorom sekrécie endogénneho inzulínu je glukóza, zvýšenie koncentrácie v systéme portálnej žily spôsobuje sekréciu inzulínu. Glukóza obsiahnutá v β-bunke je metabolizovaná anaeróbnou glykolýzou na fosfoenolpyruvát, čo zase zvyšuje koncentráciu iónov Ca2 +. Je potrebné pripomenúť, že proces sekrécie inzulínu nastáva potom, ako glukóza vstúpi do β-bunky a v reakcii na to sú uzavreté ATP-senzitívne draslíkové kanály, čo vedie k depolarizácii bunkovej membrány.

Obr. 3. Sekrécia inzulínu v závislosti od hladiny glukózy v krvi

Začína otvorenie vápnikových kanálov a začína sa opačný pohyb iónov vápnika do bunky a inzulínu z bunky. Zvýšenie obsahu NADPH vo vzťahu k NADPH, zvýšenie obsahu cAMP v cytosóle bunky a posun v pH bunky na kyslé médium tiež stimulujú produkciu inzulínu. Bez ohľadu na iniciačný faktor, ióny c-AMP a ióny Ca2 + sú priamymi stimulátormi uvoľňovania inzulínu. Je potrebné pripomenúť, že práve intracelulárna fosforylácia glukózy, a nie jej priamy transport do p-buniek, je faktorom, ktorý obmedzuje účinok sacharidov na sekréciu inzulínu.

Okrem samotnej glukózy je endokrinná regulácia funkcie ostrovčekov Langerhans dôležitá pre sekréciu inzulínu. Predpokladá sa, že až dve tretiny inzulínu vylučovaného zvyčajne požitím sú spôsobené inzulinotropným účinkom tzv. Inkretínových hormónov. Najdôležitejšie hormóny - prírastky sú inzulínotropný polypeptid závislý od glukózy (GIP), predtým známy ako polypeptid inhibujúci žalúdok a peptid podobný glukagónu (GLP-1, GLP-1). Obaja sú silnými inzulínotropnými hormónmi uvoľňovanými perorálnou glukózou, ako aj zmiešanými potravinami.

U zdravých ľudí je GLP-1 vylučovaný L-bunkami tenkého čreva a je jednou z najsilnejších inzulínových sekretagógov. Až 70% postprandiálnej sekrécie inzulínu je spôsobené práve účinkom inkretínov, čo je významne znížené u pacientov s diabetom 2. typu a IGT. GLP-1 patrí do nadrodiny peptidových hormónov glukagón-sekretín, ktoré sú spojené podobnosťou aminokyselinovej sekvencie s molekulou glukagónu v rozsahu od 21 do 48%. Napriek tomu, že tieto peptidy pochádzajú z rovnakého prekurzora, proglukagónu, významne sa líšia svojím účinkom na hlavné metabolické procesy.

ISU je vylučovaný K bunkami s najvyššou hustotou v dvanástniku, ale nachádzajú sa v sliznici celého tenkého čreva.

Sekrécia inkretínov je stimulovaná absorbovanými sacharidmi a tukmi. Interakcia GLP-1 a HIP so špecifickými receptormi na p-bunkách spôsobuje zvýšenie hladiny cAMP, čo zase zvyšuje intracelulárnu koncentráciu vápnika a zvyšuje exocytózu granúl obsahujúcich inzulín.

Pankreatické hormóny

Pankreas, jeho hormóny a príznaky ochorenia

Pankreas je druhým najväčším železom tráviaceho systému, jeho hmotnosť je 60-100 g, dĺžka je 15-22 cm.

Endokrinnú aktivitu pankreasu vykonávajú Langerhansove ostrovčeky, ktoré sa skladajú z rôznych typov buniek. Približne 60% zariadenia ostrovčekov pankreasu je p-buniek. Produkujú hormón inzulín, ktorý ovplyvňuje všetky typy metabolizmu, ale primárne znižuje hladinu glukózy v krvnej plazme.

Tabuľka. Pankreatické hormóny

Inzulín (polypeptid) je prvý proteín získaný synteticky mimo tela v roku 1921 Beilisom a Banti.

Inzulín dramaticky zvyšuje priepustnosť membrány svalových a tukových buniek pre glukózu. V dôsledku toho sa rýchlosť prechodu glukózy do týchto buniek zvyšuje približne 20-krát v porovnaní s prechodom glukózy do buniek v neprítomnosti inzulínu. Vo svalových bunkách inzulín podporuje syntézu glykogénu z glukózy a tukových buniek - tuku. Pod vplyvom inzulínu sa permeabilita bunkovej membrány zvyšuje aj pre aminokyseliny, z ktorých proteíny sú syntetizované v bunkách.

Obr. Veľké hormóny ovplyvňujúce hladinu glukózy v krvi

Druhý pankreatický hormón, glukagón, je vylučovaný a-bunkami ostrovčekov (približne 20%). Glukagón je polypeptid v chemickom charaktere a antagonista inzulínu vo fyziologickom účinku. Glukagón zvyšuje rozklad glykogénu v pečeni a zvyšuje hladinu glukózy v krvnej plazme. Glukagón pomáha mobilizovať tuk z depotu. Množstvo hormónov pôsobí ako glukagón: rastový hormón, glukokortukán, adrenalín, tyroxín.

Tabuľka. Hlavné účinky inzulínu a glukagónu

Typ výmeny

inzulín

glukagón

Zvyšuje priepustnosť bunkovej membrány pre glukózu a jej využitie (glykolýza)

Stimuluje syntézu glykogénu

Znižuje hladinu glukózy v krvi

Stimuluje glykogenolýzu a glukoneogenézu

Poskytuje kontrainsular akcie

Zvyšuje hladinu glukózy v krvi

Množstvo ketónových teliesok v krvi sa znižuje

Zvyšuje sa množstvo ketónových telies v krvi

Tretí pankreatický hormón, somatostatín, je vylučovaný 5 bunkami (približne 1-2%). Somatostatín inhibuje uvoľňovanie glukagónu a absorpciu glukózy v čreve.

Hyper-a hypofunkcia pankreasu

Keď sa vyskytne hypofunkcia pankreasu, diabetes mellitus. Vyznačuje sa množstvom príznakov, ktorých výskyt je spojený so zvýšením hladiny cukru v krvi - hyperglykémia. Zvýšená hladina glukózy v krvi, a teda aj glomerulárny filtrát vedie k tomu, že epitel renálnych tubulov sa úplne neabsorbuje glukózu, takže sa vylučuje močom (glukozúria). Pri močení močom dochádza k strate cukru.

Množstvo moču sa zvýši (polyúria) z 3 na 12 a vo výnimočných prípadoch na 25 litrov. Je to spôsobené tým, že nezreagovaná glukóza zvyšuje osmotický tlak moču, ktorý v ňom zadržiava vodu. Voda nie je dostatočne absorbovaná tubulami a zvyšuje sa množstvo moču vylučované obličkami. Dehydratácia tela spôsobuje smäd u pacientov s diabetom, čo vedie k bohatému príjmu vody (asi 10 litrov). V súvislosti s elimináciou glukózy v moči dramaticky zvyšuje výdavky na bielkoviny a tuky ako látky, ktoré poskytujú energetický metabolizmus organizmu.

Oslabenie oxidácie glukózy vedie k narušeniu metabolizmu tukov. Vytvárajú sa produkty neúplnej oxidácie tukov - teliesok ketónov, čo vedie k presunu krvi na kyslú stranu - acidózu. Nahromadenie teliesok ketónov a acidóza môže spôsobiť ťažký stav, ktorý ohrozuje smrť - diabetickú kómu, ktorá vedie k strate vedomia, zhoršenému dýchaniu a krvnému obehu.

Hyperfunkcia pankreasu je veľmi zriedkavé ochorenie. Nadmerný inzulín v krvi spôsobuje v ňom prudký pokles cukru - hypoglykémia, ktorá môže viesť k strate vedomia - hypoglykemickej kóme. Je to preto, že centrálny nervový systém je veľmi citlivý na nedostatok glukózy. Zavedenie glukózy odstraňuje všetky tieto javy.

Regulácia funkcie pankreasu. Produkcia inzulínu je regulovaná negatívnym mechanizmom spätnej väzby v závislosti od koncentrácie glukózy v krvnej plazme. Zvýšená hladina glukózy v krvi prispieva k zvýšenej produkcii inzulínu; v podmienkach hypoglykémie je naopak inhibovaná tvorba inzulínu. Produkcia inzulínu sa môže zvyšovať so stimuláciou nervu vagus.

Endokrinné funkcie pankreasu

Pankreas (hmotnosť u dospelých 70-80 g) má zmiešanú funkciu. Acinarové tkanivo žľazy produkuje tráviacu šťavu, ktorá sa vylučuje do lúmenu dvanástnika. Endokrinné funkcie v pankrease vykonávajú zhluky (od 0,5 do 2 miliónov) buniek epiteliálneho pôvodu, známe ako Langerhansove ostrovy (Pirogov - Langerhans) a tvoriace 1-2% jeho hmotnosti.

Parakrinná regulácia buniek Langerhansových ostrovčekov

Ostrovčeky majú niekoľko typov endokrinných buniek:

  • a-bunky (asi 20%) tvoriace glukagón;
  • p-bunky (65-80%), syntetizujúce inzulín;
  • ô-bunky (2-8%) syntetizujúce somatostatín;
  • PP bunky (menej ako 1%) produkujúce pankreatický polypeptid.

Mladšie deti majú G-bunky, ktoré produkujú gastrín. Hlavnými hormónmi pankreasu, ktoré regulujú metabolické procesy, sú inzulín a glukagón.

Inzulín je polypeptid pozostávajúci z 2 reťazcov (A-reťazec pozostáva z 21 aminokyselinových zvyškov a B-reťazec pozostáva z 30 aminokyselinových zvyškov) spojených disulfidovými mostíkmi. Inzulín je transportovaný krvou hlavne vo voľnom stave a jeho obsah je 16-160 µU / ml (0,25-2,5 ng / ml). Počas dňa (3 bunky dospelého zdravého človeka produkujú 35-50 U inzulínu (približne 0,6-1,2 U / kg telesnej hmotnosti).

Tabuľka. Mechanizmy transportu glukózy do bunky

Druh tkaniny

mechanizmus

Na transport glukózy v bunkovej membráne je potrebný proteínový nosič GLUT-4.

Pod vplyvom inzulínu sa tento proteín pohybuje z cytoplazmy do plazmatickej membrány a glukóza vstupuje do bunky uľahčením difúzie.

Stimulácia inzulínu vedie k zvýšeniu rýchlosti príjmu glukózy do bunky o 20 až 40-násobok najväčšieho rozsahu inzulínu, ktorý závisí od transportu glukózy vo svaloch a tukovom tkanive.

Bunková membrána obsahuje rôzne proteíny transportujúce glukózu (GLUT-1, 2, 3, 5, 7), ktoré sú vložené do membrány nezávisle od inzulínu.

Pomocou týchto proteínov, uľahčením difúzie, sa glukóza transportuje do bunky pozdĺž gradientu koncentrácie.

Medzi tkanivá nezávislé od inzulínu patria: mozog, gastrointestinálny epitel, endotel, erytrocyty, šošovky, p-bunky ostrovčekov Langerhans, medulla obličiek, semenné váčky

Sekrécia inzulínu

Sekrécia inzulínu je rozdelená na bazálnu, s výrazným denným rytmom a stimulovaná potravou.

Bazálna sekrécia poskytuje optimálnu hladinu glukózy v krvi a anabolických procesov v tele počas spánku av intervaloch medzi jedlami. Je to asi 1 U / h a predstavuje 30-50% dennej sekrécie inzulínu. Bazálna sekrécia sa významne znižuje počas dlhodobej fyzickej námahy alebo nalačno.

Sekrécia stimulovaná jedlom je zvýšenie bazálnej sekrécie inzulínu spôsobenej príjmom potravy. Jeho objem je 50-70% denne. Táto sekrécia udržiava hladinu glukózy v krvi za podmienok krížového suplementácie z čreva, umožňuje účinné vychytávanie a využitie buniek. Vyjadrenie sekrécie závisí od dennej doby, má dvojfázový charakter. Množstvo inzulínu vylučovaného do krvi zhruba zodpovedá množstvu prijatých sacharidov a na každých 10-12 g sacharidov je 1-2,5 U inzulínu (2-2,5 U ráno, 1-1,5 U večer, asi 1 U večer). ). Jedným z dôvodov pre túto závislosť sekrécie inzulínu na dennú dobu je vysoká hladina kontraindínových hormónov (primárne kortizolu) v krvi ráno a jej pokles vo večerných hodinách.

Obr. Mechanizmus sekrécie inzulínu

Prvá (akútna) fáza stimulovanej sekrécie inzulínu netrvá dlho a je spojená s exocytózou β-buniek hormónu, ktorá už bola nahromadená medzi jedlami. Je spôsobený stimulačným účinkom na β-bunky, nie toľko glukózy, ako hormóny gastrointestinálneho traktu - gastrín, enteroglukagón, glytintín, peptid podobný glukagónu 1, vylučovaný do krvi počas príjmu potravy a trávenia. Druhá fáza sekrécie inzulínu je spôsobená stimuláciou sekrécie inzulínu na p-bunkách glukózou samotnou, ktorej hladina v krvi stúpa v dôsledku jej absorpcie. Tento účinok a zvýšená sekrécia inzulínu pokračujú až dovtedy, kým hladina glukózy nedosiahne normálnu hodnotu pre osobu, t. 3,33-5,55 mmol / lv žilovej krvi a 4,44-6,67 mmol / lv kapilárnej krvi.

Inzulín pôsobí na cieľové bunky stimuláciou 1-TMS-membránových receptorov aktivitou tyrozínkinázy. Hlavnými cieľovými bunkami inzulínu sú hepatocyty pečene, myocyty kostrových svalov, adipocyty tukového tkaniva. Jedným z jeho najdôležitejších účinkov je redukcia glukózy v krvi, inzulín sa realizuje prostredníctvom zvýšenej absorpcie glukózy z krvi cieľovými bunkami. To sa dosahuje aktiváciou transmebranických transportérov glukózy (GLUT4), uložených v plazmatickej membráne cieľových buniek a zvýšením rýchlosti prenosu glukózy z krvi do buniek.

Inzulín sa metabolizuje na 80% v pečeni, zvyšok v obličkách av malých množstvách vo svalových a tukových bunkách. Jeho polčas z krvi je asi 4 minúty.

Hlavné účinky inzulínu

Inzulín je anabolický hormón a má celý rad účinkov na cieľové bunky rôznych tkanív. Už bolo spomenuté, že jedným z jej hlavných účinkov je zníženie hladiny glukózy v krvi zvýšením jej príjmu cieľovými bunkami, urýchlením glykolýznych procesov a oxidáciou sacharidov. Zníženie hladín glukózy je podporované stimuláciou syntézy inzulínu glykogénu v pečeni a svaloch, potlačením glukoneogenézy a glykogenolýzou v pečeni. Inzulín stimuluje príjem aminokyselín cieľovými bunkami, znižuje katabolizmus a stimuluje syntézu proteínov v bunkách. Stimuluje tiež premenu glukózy na tuky, akumuláciu triacylglycerolov v tukovom tkanive v adipocytoch a potláča v nich lipolýzu. Inzulín má teda všeobecný anabolický účinok, ktorý zvyšuje syntézu sacharidov, tukov, proteínov a nukleových kyselín v cieľových bunkách.

Inzulín má na bunkách množstvo ďalších účinkov, ktoré sú v závislosti od rýchlosti prejavu rozdelené do troch skupín. Rýchle účinky sa realizujú sekundy po naviazaní hormónu na receptor, napríklad vychytávanie glukózy, aminokyselín, draslíka bunkami. Pomalé účinky sa vyvíjajú v priebehu niekoľkých minút od začiatku pôsobenia hormónov - inhibície aktivity enzýmov katabolizmu proteínov, aktivácie syntézy proteínov. Oneskorené účinky inzulínu začínajú v priebehu niekoľkých hodín po jeho naviazaní na receptory - transkripcii DNA, translácii mRNA a urýchlení rastu a reprodukcie buniek.

Obr. Mechanizmus účinku inzulínu

Hlavným regulátorom bazálnej sekrécie inzulínu je glukóza. Zvýšenie jeho obsahu v krvi na úroveň vyššiu ako 4,5 mmol / l je sprevádzané zvýšením sekrécie inzulínu nasledujúcim mechanizmom.

Glukóza → uľahčila difúziu zahŕňajúcu proteínový transportér GLUT2 v β-bunkovej → glykolýze a akumulácii ATP → uzavretie draslíkových kanálov citlivých na ATP → oneskorenie uvoľňovania, akumuláciu iónov K + v bunke a depolarizáciu jej membrány → otvorenie vápnikových kanálov závislých od napätia a prítok Ca2 iónov + do bunky → akumulácia iónov Ca2 + v cytoplazme → zvýšená exocytóza inzulínu. Sekrécia inzulínu je stimulovaná rovnakým spôsobom ako hladiny galaktózy, manózy, kyseliny p-keto, arginínu, leucínu, alanínu a lyzínu v krvi.

Obr. Regulácia sekrécie inzulínu

Hyperkalémia, deriváty sulfonylmočoviny (lieky na liečbu diabetes mellitus typu 2) blokovaním draslíkových kanálov plazmatickej membrány p-buniek zvyšujú ich sekrečnú aktivitu. Zvýšenie sekrécie inzulínu: gastrín, sekretín, enteroglukagón, glycín, peptid podobný glukagónu 1, kortizol, rastový hormón, ACTH. Zvýšenie sekrécie inzulínu acetylcholínom sa pozoruje, keď sa aktivuje parasympatické delenie ANS.

Inhibícia sekrécie inzulínu sa pozoruje pri hypoglykémii, pôsobením somatostatínu, glukagónu. Katecholamíny majú inhibičný účinok, uvoľňujú sa so zvýšením aktivity SNA.

Glukagón je peptid (29 aminokyselinových zvyškov) tvorený a-bunkami zariadenia ostrovčekov pankreasu. Preprava krvou vo voľnom stave, kde jej obsah je 40-150 pg / ml. Má svoje účinky na cieľové bunky, stimuluje receptory 7-TMS a zvyšuje v nich hladinu cAMP. Polčas hormónu je 5-10 minút.

Kontinuálne pôsobenie glukogónu:

  • Stimuluje β-bunky Langerhansových ostrovčekov a zvyšuje sekréciu inzulínu
  • Aktivuje inzulínovú inzulínu
  • Má antagonistické účinky na metabolizmus.

Schéma funkčného systému, ktorý podporuje optimálnu hladinu glukózy v krvi pre metabolizmus

Hlavné účinky glukagónu v tele

Glukagón je katabolický hormón a antagonista inzulínu. Na rozdiel od inzulínu zvyšuje hladiny glukózy v krvi zvýšením glykogenolýzy, potláčaním glykolýzy a stimuláciou glukoneogenézy v hepatických hepatocytoch. Glukagón aktivuje lipolýzu, spôsobuje zvýšený prísun mastných kyselín z cytoplazmy do mitochondrií pre ich β-oxidáciu a tvorbu ketónových telies. Glukagón stimuluje katabolizmus proteínov v tkanivách a zvyšuje syntézu močoviny.

Sekrécia glukagónu sa zvyšuje s hypoglykémiou, poklesom hladiny aminokyselín, gastrínu, cholecystokinínu, kortizolu, rastového hormónu. Zvýšená sekrécia sa pozoruje pri zvyšujúcej sa aktivite CNS a stimulácii p-AR katecholamínmi. To sa deje počas fyzickej námahy, pôstu.

Sekrécia glukagónu je inhibovaná hyperglykémiou, nadbytkom mastných kyselín a ketónov v krvi, ako aj účinkom inzulínu, somatostatínu a sekretínu.

Porušenie endokrinnej funkcie pankreasu sa môže prejaviť ako nedostatočná alebo nadmerná sekrécia hormónov a viesť k dramatickým poruchám homeostázy glukózy - rozvoju hyper- alebo hypoglykémie.

Hyperglykémia je zvýšenie hladiny glukózy v krvi. Môže byť akútna a chronická.

Akútna hyperglykémia je často fyziologická, pretože je zvyčajne spôsobená prúdením glukózy do krvi po jedle. Jeho trvanie zvyčajne nepresahuje 1-2 hodiny, pretože hyperglykémia potláča uvoľňovanie glukagónu a stimuluje sekréciu inzulínu. So zvýšením glukózy v krvi nad 10 mmol / l sa začne vylučovať močom. Glukóza je osmoticky aktívna látka a jej prebytok je sprevádzaný zvýšením osmotického tlaku krvi, čo môže viesť k dehydratácii buniek, rozvoju osmotickej diurézy a strate elektrolytov.

Chronická hyperglykémia, pri ktorej sa zvýšená hladina glukózy v krvi udržuje niekoľko hodín, dní, týždňov alebo viac, môže spôsobiť poškodenie mnohých tkanív (najmä krvných ciev), a preto sa považuje za pred-patologický a / alebo patologický stav. Je charakteristickým znakom skupiny metabolických ochorení a porúch funkcie endokrinnej žľazy.

Jedným z najbežnejších a najzávažnejších z nich je diabetes mellitus (DM), ktorý postihuje 5-6% populácie. V ekonomicky rozvinutých krajinách sa počet pacientov s diabetom zdvojnásobuje každých 10-15 rokov. Ak sa diabetes vyvinie v dôsledku porušenia sekrécie inzulínu β-bunkami, potom sa nazýva diabetes mellitus 1. typu - diabetes mellitus-1. Toto ochorenie sa tiež môže vyvinúť so znížením účinnosti pôsobenia inzulínu na cieľové bunky u starších ľudí a nazýva sa diabetes mellitus typu 2 diabetes mellitus 2. To znižuje citlivosť cieľových buniek na účinok inzulínu, ktorý môže byť kombinovaný s porušením sekrečnej funkcie p-buniek (strata 1. fázy sekrécie potravy).

Bežným príznakom DM-1 a DM-2 je hyperglykémia (zvýšenie hladiny glukózy v žilovej krvi na prázdny žalúdok nad 5,55 mmol / l). Keď hladina glukózy v krvi stúpne na 10 mmol / l a viac, glukóza sa objaví v moči. Zvyšuje osmotický tlak a objem konečného moču, čo je sprevádzané polyuriou (zvýšenie frekvencie a objemu uvoľneného moču na 4-6 l / deň). U pacienta sa vyvinie smäd a zvýšený príjem tekutín (polydipsia) v dôsledku zvýšeného osmotického tlaku krvi a moču. Hyperglykémia (najmä s DM-1) je často sprevádzaná akumuláciou produktov neúplnej oxidácie mastných kyselín - kyseliny hydroxymaslovej a kyseliny acetoctovej (ketónové telieska), čo sa prejavuje výskytom charakteristického zápachu vydychovaného vzduchu a (alebo) moču, rozvoja acidózy. V závažných prípadoch môže spôsobiť dysfunkciu centrálneho nervového systému - rozvoj diabetickej kómy sprevádzanej stratou vedomia a smrťou tela.

Nadmerný obsah inzulínu (napríklad pri nahradení inzulínovej terapie alebo stimulácii sekrécie sulfonylmočovinovými liečivami) vedie k hypoglykémii. Jeho nebezpečenstvo spočíva v tom, že glukóza slúži ako hlavný energetický substrát pre mozgové bunky a keď je jeho koncentrácia znížená alebo chýba, je aktivita mozgu narušená v dôsledku dysfunkcie, poškodenia a (alebo) smrti neurónov. Ak nízka hladina glukózy pretrváva dostatočne dlho, môže dôjsť k smrti. Preto je hypoglykémia so znížením hladiny glukózy v krvi o menej ako 2,2-2,8 mmol / l považovaná za stav, pri ktorom by lekár akejkoľvek špeciality mal poskytnúť pacientovi prvú pomoc.

Hypoglykémiu možno rozdeliť na reaktívne, vyskytujúce sa po jedle a nalačno. Príčinou reaktívnej hypoglykémie je zvýšená sekrécia inzulínu po jedle v prípade vrodenej zhoršenej tolerancie na cukry (fruktóza alebo galaktóza) alebo zmena citlivosti na aminokyselinu leucín, ako aj u pacientov s inzulínom (p-bunkový nádor). Príčinou hypoglykémie nalačno môže byť zlyhanie glykogenolýzy a (alebo) glukoneogenéza v pečeni a obličkách (napríklad ak je nedostatok kontrainzulárnych hormónov: glukagón, katecholamíny, kortizol), nadmerné využitie glukózy v tkanivách, predávkovanie inzulínom atď.

Hypoglykémia sa prejavuje v dvoch skupinách znakov. Stav hypoglykémie je pre organizmus stresujúci, v reakcii na vývoj ktorého sa zvyšuje aktivita sympatoadrenálneho systému, hladina katecholamínov sa zvyšuje v krvi, spôsobuje tachykardiu, mydriázu, triašku, studený pot, nevoľnosť a pocit silného hladu. Fyziologickým významom aktivácie hypoglykémie sympatoadrenálneho systému je aktivácia neuroendokrinných mechanizmov katecholamínov na rýchlu mobilizáciu glukózy do krvi a normalizáciu jej hladiny. Druhá skupina príznakov hypoglykémie je spojená s dysfunkciou centrálneho nervového systému. U ľudí sa prejavujú poklesom pozornosti, rozvojom bolesti hlavy, pocitmi strachu, dezorientáciou, poruchou vedomia, záchvatmi, prechodnou paralýzou, kómou. Ich vývoj je spôsobený prudkým nedostatkom energetických substrátov v neurónoch, ktoré nemôžu dostávať dostatočné množstvo ATP s nedostatkom glukózy. Neuróny nemajú mechanizmy na ukladanie glukózy vo forme glykogénu, ako sú hepatocyty alebo myocyty.

Lekár (vrátane zubného lekára) musí byť pripravený na takéto situácie a musí byť schopný poskytnúť prvú pomoc diabetickým pacientom v prípade hypoglykémie. Pred pokračovaním v zubnom ošetrení je potrebné zistiť, aké choroby pacient trpí. Ak má diabetes, pacient by mal byť požiadaný o jeho stravu, dávky inzulínu a normálnu fyzickú aktivitu. Je potrebné mať na pamäti, že stres, ktorý sa vyskytol počas liečby, je ďalším rizikom hypoglykémie u pacienta. Preto by mal mať zubný lekár cukor pripravený v akejkoľvek forme - sáčky s cukrom, cukríky, sladké šťavy alebo čaj. Ak má pacient príznaky hypoglykémie, okamžite ukončite liečebný postup a ak je pacient pri vedomí, ústne mu dajte cukor v akejkoľvek forme. Ak sa stav pacienta zhorší, je potrebné okamžite prijať opatrenia na zabezpečenie účinnej lekárskej starostlivosti.

Inzulín. Typy syntézy a sekrécie. Fyziologický účinok.

- polypeptid pozostávajúci z 51 aminokyselinových zvyškov, kombinovaný do dvoch podjednotiek (A-reťazec - 21a / k, B-reťazec - 30 a / k).

Je syntetizovaný a vylučovaný b-bunkami pankreatických ostrovčekov Langerhans, ako aj niektorými bunkami difúzneho endokrinného systému.

Okrem inzulínu je glukagón vylučovaný alfa bunkami Langerhansovými ostrovčekmi. Glukagón normálne stimuluje sekréciu inzulínu a somatostatín inhibuje sekréciu inzulínu a glukagónu.

Syntéza inzulínu začína tvorbou preproinzulínu, ktorý sa štiepi proteázou na proinzulín. V sekrečných granulách Golgiho aparátu sa C-peptid štiepi z proinzulínu a vytvára sa inzulín. C-peptid a inzulín sa uvoľňujú do krvi v dôsledku exocytózy. Normálne je hladina C-peptidu 0,5-3,0 ng / ml.

Hlavným stimulátorom sekrécie inzulínu je glukóza. Inzulín sa uvoľňuje ako reakcia na zvýšenie hladín glukózy v krvi v dvoch fázach:

  1. Prvá, akútna fáza, trvá niekoľko minút a je spojená s uvoľňovaním inzulínu, ktorý sa nahromadil v beta-bunke medzi jedlami.
  2. Druhá fáza pokračuje, až kým hladina glykémie nedosiahne normálnu hladinu.

Podľa portálového systému sa inzulín dostáva do pečene - hlavného cieľového orgánu. Hepatické receptory viažu polovicu vylučovaného hormónu (80%) a druhá polovica vstupuje do systémového obehu, dosahuje svalov a tukového tkaniva, kde sa metabolizuje.

Normálne vylučuje pankreas 35-50 U inzulínu denne, čo je 0,6-1,2 U na kg.

Existujú dva typy sekrécie inzulínu:

  1. Bazálne, vykonávané nepretržite, aj s pôstom a hypoglykémiou.
  2. Stimulovaná je reakcia beta buniek na hyperglykémiu. 1 - 12 rokov

Sekrécia inzulínu nie je podmienená iba jedlom, ale aj dennými výkyvmi, to znamená, že v ranných hodinách sa zvyšuje potreba inzulínu a postupne sa znižuje.

Ráno 1XE - 2 U, Obed-1XE - 1,5 U, Večera - 1XE - 1,0 Un. Dôvodom zmeny citlivosti na inzulín je vysoká hladina množstva kontrainzulárnych hormónov, predovšetkým kortizolu, ráno.

Fyziologický účinok inzulínu

Účinok na metabolizmus sacharidov

- zaisťuje prívod glukózy do buniek tkanív závislých od inzulínu (pečeň, tukové tkanivo a svaly). Tkanivá závislé od inzulínu - CNS a PNS, vaskulárny endotel, šošovka, krvné bunky, dostávajú glukózu bez ohľadu na inzulín.

- stimuluje syntézu a inhibuje rozklad glykogénu vo svaloch a pečeni.

- inhibuje glukoneogenézu (GNG je metabolická cesta, ktorá vedie k tvorbe glukózy z nekarbohydrátových zlúčenín, slúži ako dôležitý zdroj glukózy v podmienkach nedostatočného glykogénu (dlhodobé hladovanie, ťažké fyzické cvičenie). GNG je nevyhnutnou súčasťou cyklu Corey (po intenzívnom fyzickom cvičení laktátu) v kostrových svaloch sa vracia do pečene a vracia sa späť do glukózy, ktorá opäť vstupuje do svalov alebo sa mení na glykogén), okrem toho sa GNG m / b používa na premenu vytvoreného pyruvátu deaminácia a / c alanínu a serínu HNG sa vyskytuje v pečeni, menej intenzívne v kortikálnej substancii obličiek a črevnej sliznice, HNG a glykolýza sú regulované recipročne: ak je bunka dostatočne pod napätím, glykolýza sa zastaví a glykolýza začne a keď je glykolýza aktivovaná GNG je pozastavené.)

- stimuluje glykolýzu v pečeni (proces oxidácie glukózy, pri ktorom sa tvoria 2 molekuly PVC z 1 molekuly glukózy. To je univerzálny spôsob katabolizmu glukózy spolu s PPP a Entner-Dudorov. Kyslík nie je potrebný na glykolýzu. Za aeróbnych podmienok je PVC ďalej dekarboxylovaný, kombinovaný s koenzýmom A a je zapojený do Krebsovho cyklu a počas anaeróbnych podmienok alebo počas hypoxie prechádza počas fermentácie ďalšími transformáciami.)

Účinok na metabolizmus lipidov

- stimuluje syntézu a inhibuje rozklad lipidov.

- stimuluje ukladanie lipidov vo VT.

- stimuluje syntézu FA z glukózy.

- stimuluje oxidáciu ketónových telies (metabolické produkty, vznikajú v pečeni z acetyl-CoA) v pečeni.

- stimuluje rozpad lipoproteínov v krvi (stimuláciou syntézy lipázy).

Účinok na metabolizmus proteínov

- stimuluje syntézu a inhibuje rozklad proteínov.

- zvyšuje permeabilitu bunkových membrán pre a / c.

- stimuluje syntézu mRNA.

- stimuluje syntézu a / c v pečeni.

Účinky na iné hormóny

- stimuluje sekréciu a zvyšuje účinky rastového hormónu.

- stimuluje vylučovanie CA.

- stimuluje vylučovanie prolaktínu.

- stimuluje vylučovanie kortikotropínu.

- inhibuje vylučovanie glukagónu.

- inhibuje vylučovanie neuropeptidu Y.

- zvyšuje účinok na gastrointestinálny trakt gastrín, sekretín a cholecystokinín.

Regulácia sekrécie

- Hladina inzulínu je regulovaná hladinou glukózy v krvi podľa princípu pozitívnej spätnej väzby: zvyšuje sa so zvyšujúcou sa hladinou glukózy a klesá s jej poklesom.

- tiež stimulované: glukagónom, antidiuretickým hormónom, gastrínom, cholecystokinínom, vazoaktívnym intestinálnym peptidom, sekretínom, somatotropínom, kortikotropínom a prostaglandínom E. Sympatikum NS.

- sekrécia inzulínu sa zvyšuje s vysokými koncentráciami v krvi a / c, teliesok ketónov, FA, draslíka v krvi, tehotenstva.

- inhibované: somatostatín a CA. Parasympatikum NS.

Inzulín: vzdelávanie, utajenie a konanie

Inzulín (z latiny. Insula - ostrov) je peptidový hormón, ktorý sa tvorí v beta bunkách pankreatických ostrovčekov Langerhans. Má mnohostranný účinok na metabolizmus takmer vo všetkých tkanivách. Hlavným účinkom inzulínu je zníženie koncentrácie glukózy v krvi.

Inzulín zvyšuje priepustnosť plazmy pre glukózu, aktivuje kľúčové glykolytické enzýmy, stimuluje tvorbu glykogénu v pečeni a svaloch z glukózy a zvyšuje syntézu tukov a proteínov. Inzulín navyše inhibuje aktivitu enzýmov a tukov rozštiepených glykogénom. Inzulínový účinok má okrem anabolického účinku aj antikatabolický účinok.

Porušenie sekrécie inzulínu v dôsledku deštrukcie beta buniek - absolútny nedostatok inzulínu - je kľúčovým prvkom v patogenéze diabetu 1. typu. Porušenie účinku inzulínu na tkanivo - relatívny nedostatok inzulínu - má dôležité miesto vo vývoji diabetu 2. typu.

Vzdelanie a sekrécia inzulínu

Hlavným stimulom pre syntézu a uvoľňovanie inzulínu je zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi.

Syntéza inzulínu v bunke

Syntéza a uvoľňovanie inzulínu je komplexný proces zahŕňajúci niekoľko krokov. Spočiatku vzniká neaktívny prekurzor hormónu, ktorý sa po sérii chemických transformácií v procese zrenia zmení na aktívnu formu.

Gén kódujúci primárnu štruktúru prekurzora inzulínu je lokalizovaný v krátkom ramene chromozómu 11.

Na ribozómoch hrubého endoplazmatického retikula sa syntetizuje prekurzorový peptid - tzv. preproinsulin. Je to polypeptidový reťazec konštruovaný zo 110 aminokyselinových zvyškov a zahŕňa lokalizované v sérii: L-peptid, B-peptid, C-peptid a A-peptid.

Takmer okamžite po syntéze v EPR je signálny (L) peptid odštiepený z tejto molekuly - sekvencie 24 aminokyselín, ktoré sú nevyhnutné na to, aby syntetizovaná molekula prešla cez hydrofóbnu lipidovú membránu EPR. Vzniká proinzulín, ktorý sa transportuje do Golgiho komplexu, potom do nádrží, v ktorých dochádza k tzv. Dozrievaniu inzulínu.

Zrenie je najdlhším štádiom tvorby inzulínu. V procese dozrievania je C-peptid, fragment 31 aminokyselín spájajúci B-reťazec a A-reťazec, vyrezaný z proinzulínovej molekuly použitím špecifických endopeptidáz. To znamená, že molekula proinzulínu je rozdelená na inzulín a biologicky inertný peptidový zvyšok.

V sekrečných granulách sa inzulín kombinuje so zinočnatými iónmi za vzniku kryštalických hexamérnych agregátov.

Regulácia vzdelávania a sekrécia inzulínu

Hlavným stimulátorom uvoľňovania inzulínu je zvýšenie hladín glukózy v krvi. Okrem toho sa počas jedla stimuluje tvorba inzulínu a jeho uvoľňovanie, a nie len glukóza alebo sacharidy. Sekrécia inzulínu je zosilnená aminokyselinami, najmä leucínom a arginínom, určitými hormónmi gastroenteropankreatického systému: cholecystokinínom, HIP, GLP-1, ako aj hormónmi, ako sú glukagon, ACTH, STH, estrogén, atď., Sulfonylmočovinové prípravky. Sekrécia inzulínu tiež zvyšuje hladinu draslíka alebo vápnika, voľných mastných kyselín v krvnej plazme.

Sekrécia inzulínu sa znižuje pod vplyvom somatostatínu.

Beta bunky sú tiež pod vplyvom autonómneho nervového systému:

    • Parasympatická časť (cholinergné zakončenia nervu vagus) stimuluje sekréciu inzulínu;
    • Sympatická časť (aktivácia a2-adrenoreceptorov) potláča sekréciu inzulínu.

Okrem toho je syntéza inzulínu re-stimulovaná glukózovými a cholinergnými nervovými signálmi.

Účinok inzulínu

V každom prípade inzulín ovplyvňuje všetky typy metabolizmu v celom tele. V prvom rade sa však účinok inzulínu týka výmeny sacharidov. Hlavný účinok inzulínu na metabolizmus sacharidov je spojený so zvýšeným transportom glukózy cez bunkové membrány. Aktivácia inzulínového receptora spúšťa intracelulárny mechanizmus, ktorý priamo ovplyvňuje tok glukózy do bunky reguláciou množstva a fungovania membránových proteínov, ktoré prenášajú glukózu do bunky.

Transport glukózy v dvoch typoch tkanív závisí v najväčšej miere od inzulínu: svalového tkaniva (myocytov) a tukového tkaniva (adipocytov) - to je tzv. tkanivami závislými od inzulínu. Spolu s takmer 2/3 celej bunkovej hmoty ľudského tela vykonávajú v tele také dôležité funkcie ako pohyb, dýchanie, krvný obeh, atď., A uchovávajú energiu uvoľnenú z potravy.

Mechanizmus účinku

Podobne ako iné hormóny, inzulín pôsobí prostredníctvom receptorového proteínu.

Inzulínový receptor je komplexný integrálny proteín bunkovej membrány, konštruovaný z 2 podjednotiek (a a b), z ktorých každý je tvorený dvoma polypeptidovými reťazcami.

Inzulín s vysokou špecificitou sa viaže a je rozpoznávaný podjednotkou receptora, ktorá po pridaní hormónu mení svoju konformáciu. To vedie k vzniku aktivity tyrozínkinázy v podjednotke b, ktorá spúšťa rozsiahly reťazec reakcií na aktiváciu enzýmov, ktorý začína receptorovou samofosforyláciou.

Celý komplex biochemických účinkov interakcie inzulínu a receptora ešte stále nie je úplne jasný, ale je známe, že v prechodnom štádiu tvoria sekundárne mediátory: diacylglyceroly a inozitoltrifosfát, jedným z účinkov ktorých je aktivácia enzýmu - proteínkinázy C, s fosforylačným (a aktivačným) účinkom na enzýmy a súvisiace zmeny intracelulárneho metabolizmu.

Zvýšený príjem glukózy do bunky je spojený s aktivačným účinkom inzulínových mediátorov na inklúziu cytoplazmatických vezikúl obsahujúcich proteín glukózového transferu GluT 4 do bunkovej membrány.

Komplex inzulín-receptor, po vytvorení, je ponorený do cytozolu a je ďalej zničený v lyzozómoch. Okrem toho degradácia prechádza len zvyškom inzulínu a uvoľnený receptor sa transportuje späť na membránu a znovu sa do nej vloží.

Fyziologické účinky inzulínu

Inzulín má komplexný a mnohostranný účinok na metabolizmus a energiu. Mnohé z účinkov inzulínu sa realizujú prostredníctvom jeho schopnosti pôsobiť na aktivitu mnohých enzýmov.

Inzulín je jediný hormón, ktorý znižuje hladinu glukózy v krvi.

    • zvýšený príjem glukózy a iných látok do buniek;
    • zvýšenie intenzity syntézy glykogénu - inzulín núti glukózu skladovať v pečeni a svalových bunkách polymerizáciou na glykogén;
    • zníženie intenzity glukoneogenézy - redukcia tvorby glukózy z rôznych látok v pečeni;
    • zvyšuje bunkový príjem aminokyselín (najmä leucínu a valínu);
    • zvyšuje transport iónov draslíka do bunky, ako aj horčíka a fosfátov;
    • zvyšuje replikáciu DNA a biosyntézu proteínov;
    • zvyšuje syntézu mastných kyselín a ich následnú esterifikáciu - v tukovom tkanive av pečeni inzulín prispieva k premene glukózy na triglyceridy; s nedostatkom inzulínu, naopak - mobilizácia tuku;
    • inhibuje hydrolýzu proteínov - znižuje degradáciu proteínov;
    • znižuje lipolýzu - znižuje tok mastných kyselín v krvi.

Regulácia glukózy v krvi

Udržiavanie optimálnej koncentrácie glukózy v krvi je výsledkom mnohých faktorov, kombinácie koordinovanej práce takmer všetkých telesných systémov. Hlavnú úlohu pri udržiavaní dynamickej rovnováhy medzi procesmi tvorby a využívania glukózy však patrí hormonálna regulácia.

V priemere sa hladina glukózy v krvi zdravého človeka pohybuje od 2,7 do 8,3 mmol / l, ale bezprostredne po jedle sa koncentrácia na krátky čas prudko zvyšuje.

Dve skupiny hormónov majú opačný účinok na koncentráciu glukózy v krvi:

    1. Jediným hypoglykemickým hormónom je inzulín;
    1. Hyperglykemické hormóny (napríklad glukagón, rastový hormón a adrenalín), ktoré zvyšujú hladinu glukózy v krvi.

Keď hladiny glukózy klesnú pod normálne fyziologické hodnoty, uvoľňovanie inzulínu z B-buniek sa spomalí (ale zvyčajne sa nikdy nezastaví). Ak hladina glukózy klesne na nebezpečnú úroveň, uvoľnia sa takzvané kontrainzulárne (hypergilemické) hormóny (najznámejší glukagón β-buniek pankreatických ostrovčekov), ktoré spôsobujú uvoľňovanie glukózy z bunkových zásob do krvi. Adrenalín a iné stresové hormóny silne inhibujú vylučovanie inzulínu do krvi.

Presnosť a účinnosť tohto komplexného mechanizmu je nevyhnutnou podmienkou pre normálne fungovanie celého organizmu, zdravia. Predĺžený zvýšený krvný glukózy (hyperglykémia) je hlavným príznakom a poškodzujúcim faktorom diabetu. Hypoglykémia - znižovanie hladiny glukózy v krvi - má často ešte závažnejšie následky. Takže extrémny pokles hladín glukózy môže byť plný vývoja hypoglykemickej kómy a smrti.

hyperglykémia

Hyperglykémia - zvýšenie hladiny cukru v krvi.

V stave hyperglykémie sa príjem glukózy zvyšuje v pečeni aj v periférnych tkanivách. Akonáhle hladina glukózy stúpa, pankreas začína produkovať inzulín.

hypoglykémie

Hypoglykémia je patologický stav charakterizovaný poklesom hladiny glukózy v periférnej krvi pod normálnu hodnotu (zvyčajne 3,3 mmol / l). Vyvíja sa v dôsledku predávkovania liekmi znižujúcimi glukózu, nadmerným vylučovaním inzulínu v tele. Hypoglykémia môže viesť k rozvoju hypoglykemickej kómy a viesť k smrti.

Inzulín je najmladší hormón.

štruktúra

Inzulín je proteín pozostávajúci z dvoch peptidových reťazcov A (21 aminokyselín) a B (30 aminokyselín) spojených disulfidovými mostíkmi. Celkovo je v zrelom ľudskom inzulíne prítomných 51 aminokyselín a jeho molekulová hmotnosť je 5,7 kDa.

syntéza

Inzulín sa syntetizuje v p-bunkách pankreasu vo forme preproinzulínu, na konci ktorého je terminálna signálna sekvencia 23 aminokyselín, ktorá slúži ako vodič pre celú molekulu do dutiny endoplazmatického retikula. Terminálna sekvencia je okamžite odštiepená a proinzulín je transportovaný do Golgiho aparátu. V tomto štádiu sú A-reťazec, B-reťazec a C-peptid prítomné v proinzulínovej molekule (spojenie je pripojenie). V Golgiho aparáte je proinzulín zabalený do sekrečných granúl spolu s enzýmami potrebnými na "zrenie" hormónu. Keď sa granule pohybujú na plazmatickú membránu, vytvárajú sa disulfidové mostíky, C-peptidové spojivo sa narezáva (31 aminokyselín) a vytvára sa konečná inzulínová molekula. V hotových granulách je inzulín v kryštalickom stave vo forme hexaméru vytvoreného za účasti dvoch iónov Zn2 +.

Schéma syntézy inzulínu

Regulácia syntézy a sekrécie

Sekrécia inzulínu prebieha kontinuálne a asi 50% inzulínu uvoľňovaného z p-buniek nie je v žiadnom prípade spojený s príjmom potravy alebo inými vplyvmi. Počas dňa pankreas uvoľňuje asi 1/5 inzulínových rezerv v ňom.

Hlavným stimulátorom sekrécie inzulínu je zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi nad 5,5 mmol / l, maximálna sekrécia dosahuje 17-28 mmol / l. Zvláštnosťou tejto stimulácie je dvojfázové zvýšenie sekrécie inzulínu:

  • Prvá fáza trvá 5-10 minút a koncentrácia hormónov sa môže zvýšiť 10-násobne, potom sa jej množstvo znižuje,
  • Druhá fáza začína približne 15 minút po nástupe hyperglykémie a pokračuje počas celého obdobia, čo vedie k zvýšeniu hladiny hormónu o 15-25 krát.

Čím dlhšie je koncentrácia glukózy v krvi, tým väčší je počet p-buniek spojený s vylučovaním inzulínu.

Indukcia syntézy inzulínu nastáva od momentu prenikania glukózy do bunky po transláciu mRNA inzulínu. Reguluje sa zvýšením transkripcie inzulínového génu, zvýšením stability inzulínovej mRNA a zvýšením translácie inzulínovej mRNA.

Aktivácia sekrécie inzulínu

1. Po penetrácii glukózy do β-buniek (cez GluT-1 a GluT-2) je fosforylovaný hexokinázou IV (glukokináza, má nízku afinitu k glukóze),

2. Potom sa glukóza oxiduje aeróbne, pričom rýchlosť oxidácie glukózy závisí lineárne od jej množstva,

3. Výsledkom je akumulácia ATP, ktorej množstvo tiež priamo závisí od koncentrácie glukózy v krvi,

4. Akumulácia ATP stimuluje uzavretie iónových K + kanálov, čo vedie k depolarizácii membrán,

5. Depolarizácia membrány vedie k otvoreniu potenciálovo závislých Ca2 + kanálov a prívodu iónov Ca2 + do bunky,

6. Prichádzajúce ióny Ca2 + aktivujú fosfolipázu C a spúšťajú mechanizmus prenášajúci vápnik-fosfolipidový signál s tvorbou DAG a inozitol-trifosfátu (IF3)

7. Vzhľad IF3 v cytozole otvára kanály Ca2 + v endoplazmatickom retikule, ktoré urýchľuje akumuláciu iónov Ca2 + v cytosóle,

8. Prudké zvýšenie koncentrácie iónov Ca2 + v bunke vedie k prenosu sekrečných granúl na plazmatickú membránu, ich fúzii s ňou a exocytóze zrelých inzulínových kryštálov na vonkajšiu stranu,

9. Ďalej rozpad kryštálov, separácia iónov Zn2 + a uvoľňovanie aktívnych molekúl inzulínu do krvného obehu.

Schéma intracelulárnej regulácie syntézy inzulínu s účasťou glukózy

Opísaný vodiaci mechanizmus môže byť nastavený jedným alebo druhým smerom pod vplyvom mnohých ďalších faktorov, ako sú aminokyseliny, mastné kyseliny, gastrointestinálne hormóny a iné hormóny, nervová regulácia.

Z aminokyselín lyzín a arginín najviac ovplyvňujú sekréciu hormónu. Ale samy o sebe takmer nestimulujú sekréciu, ich účinok závisí od prítomnosti hyperglykémie, t.j. aminokyseliny len potencujú účinok glukózy.

Voľné mastné kyseliny sú tiež faktormi, ktoré stimulujú sekréciu inzulínu, ale tiež len v prítomnosti glukózy. Keď majú hypoglykémia opačný účinok, potláčajú expresiu génu inzulínu.

Logická je pozitívna citlivosť sekrécie inzulínu na pôsobenie hormónov gastrointestinálneho traktu - inkretíny (enteroglukagón a inzulínotropný polypeptid závislý od glukózy), cholecystokinín, sekretín, gastrín, gastrický inhibičný polypeptid.

Klinicky dôležitá a do určitej miery nebezpečná je zvýšená sekrécia inzulínu s predĺženou expozíciou somatotropného hormónu, ACTH a glukokortikoidov, estrogénov, progestínov. To zvyšuje riziko deplécie p-buniek, zníženie syntézy inzulínu a výskyt inzulínu závislého diabetes mellitus. Toto možno pozorovať pri použití týchto hormónov v terapii alebo patológiách spojených s ich hyperfunkciou.

Nervová regulácia pankreatických p-buniek zahŕňa adrenergnú a cholinergnú reguláciu. Akékoľvek namáhania (emocionálna a / alebo fyzická námaha, hypoxia, hypotermia, poranenia, popáleniny) zvyšujú aktivitu sympatického nervového systému a inhibujú sekréciu inzulínu v dôsledku aktivácie α2-adrenergné receptory. Na druhej strane, stimulácia β2-adrenoreceptory vedú k zvýšenej sekrécii.

Sekrécia inzulínu je tiež zvýšená n.vagus, ktorý je zase kontrolovaný hypotalamom, ktorý je citlivý na koncentráciu glukózy v krvi.

terč

Inzulínové receptory sa nachádzajú na takmer všetkých bunkách tela, s výnimkou nervových buniek, ale v rôznych množstvách. Nervové bunky nemajú receptory inzulínu, pretože posledne uvedená jednoducho neprenikne cez hematoencefalickú bariéru.

Mechanizmus účinku

Podrobnosti o mechanizme účinku inzulínu sú opísané na nasledujúcej strane.

Rýchlosť účinkov inzulínu

Biologické účinky inzulínu sa delia rýchlosťou vývoja:

Veľmi rýchle efekty (sekundy)

Tieto účinky sú spojené so zmenami transmembránových transportov:

1. Aktivácia Na + / K + -ATPázy, ktorá spôsobuje uvoľňovanie Na + iónov a vstup K + iónov do bunky, čo vedie k hyperpolarizácii membrán buniek citlivých na inzulín (okrem hepatocytov).

2. Aktivácia výmenníka Na + / H + na cytoplazmatickej membráne mnohých buniek a výstup z buniek H + iónov výmenou za ióny Na +. Tento účinok je dôležitý v patogenéze hypertenzie u diabetes mellitus 2. typu.

3. Inhibícia membránového Ca2 + -ATPázy vedie k retencii iónov Ca2 + v cytosóle bunky.

4. Vstúpte na membránu myocytov a adipocytov transportérov glukózy GluT-4 a zvýšte 20 - 50-násobok objemu transportu glukózy do bunky.

Rýchle efekty (minúty)

Rýchle účinky spočívajú v zmene rýchlosti fosforylácie a defosforylácie metabolických enzýmov a regulačných proteínov. V dôsledku toho sa aktivita zvyšuje.

  • glykogénsyntáza (ukladanie glykogénu),
  • glukokináza, fosfofruktokináza a pyruvátkináza (glykolýza),
  • pyruvát dehydrogenázu (získanie acetyl-SKOA),
  • HMG-Scoa reduktáza (syntéza cholesterolu),
  • acetyl-Sko-karboxyláza (syntéza mastných kyselín),
  • glukóza-6-fosfátdehydrogenáza (cesta fosforečnanu pentózy),
  • fosfodiesteráza (zastavenie účinkov mobilizujúcich hormónov adrenalínu, glukagónu atď.).

Pomalé efekty (minúty až hodiny)

Pomalé účinky sú zmena rýchlosti transkripcie génov proteínov zodpovedných za metabolizmus, rast a delenie buniek, napríklad:

1. Indukcia syntézy enzýmov

  • glukokináza a pyruvátkináza (glykolýza),
  • ATP-citrátová lyáza, acetyl-SCA-karboxyláza, syntetáza mastných kyselín, cytosolická malátdehydrogenáza (syntéza mastných kyselín),
  • glukóza-6-fosfátdehydrogenáza (cesta fosforečnanu pentózy),

2. Represia syntézy mRNA, napríklad pre PEP karboxykinázu (glukoneogenéza).

3. Zvyšuje sérovú fosforyláciu ribozomálneho proteínu S6, ktorý podporuje procesy translácie.

Veľmi pomalé účinky (hodina denne)

Veľmi pomalé účinky realizujú mitogenézu a reprodukciu buniek. Tieto účinky napríklad zahŕňajú

1. Zvýšenie syntézy somatomedínu v pečeni v závislosti od rastového hormónu.

2. Zvýšenie bunkového rastu a proliferácia v synergii so somatomedínom.

3. Prechod buniek z fázy G1 do fázy S bunkového cyklu.

patológie

hypofunkcia

Diabetes mellitus závislý od inzulínu a bez inzulínu. Na diagnostiku týchto patológií na klinike aktívne využívajú záťažové testy a stanovenie koncentrácie inzulínu a C-peptidu.

Regulácia sekrécie inzulínu v normálnom a diabetes mellitus typu 2: úloha inkretínov

O článku

Autor: Ametov A.S. (FSBEI DPO RMANPO Ministerstva zdravotníctva Ruska, Moskvy, Štátneho rozpočtového zdravotníckeho zariadenia „Z.A. Bashlyaeva Detská klinická nemocnica“, Moskva DZ)

Pre citáciu: Ametov A.S. Regulácia sekrécie inzulínu pri normálnom a diabetes mellitus typu 2: úloha inkretínov // BC. 2006. №26. 1867

Diabetes typu 2 je heterogénne ochorenie, ktoré sa vyvíja v dôsledku kombinácie vrodených a získaných faktorov. Podľa profesora Ralpha De Fronza patofyziológia diabetes mellitus 2. typu predstavuje vyvrcholenie dvoch súčasne sa vyskytujúcich procesov: na jednej strane inzulínová rezistencia, na druhej strane nedostatočná funkcia b-buniek na prekonanie inzulínovej rezistencie zvýšením hladín inzulínu. V tomto ohľade je výskum funkcie b-buniek za normálnych a patologických podmienok predmetom skúmania výskumníkov.

Normálne sa b-bunky rýchlo prispôsobujú zníženiu citlivosti na inzulín na úrovni pečeňových alebo periférnych tkanív, zvyšujú sekréciu inzulínu a bránia rozvoju hyperglykémie nalačno. Pri diabetes mellitus 2. typu sa hyperglykémia nalačno vyvíja v prípadoch nedostatočnej funkcie b-buniek z hľadiska produkcie a sekrécie inzulínu, čo je nevyhnutné na prekonanie inzulínovej rezistencie. Tieto faktory sú bezpochyby navzájom úzko prepojené, aj keď sa zdá byť úplne jasné, že bez narušenej sekrécie inzulínu sa hyperglykémia nemôže vyvinúť, a teda b bunky a ich funkcia sú „srdcom“ problému.
Pred viac ako 25 rokmi bolo presvedčivo dokázané, že pacienti s poruchou glukózovej tolerancie alebo cukrovky 2. typu majú zhoršenú kinetiku uvoľňovania inzulínu a zníženú inzulínovú odpoveď na záťaž potravou.
Vzhľadom na problémy sekrécie inzulínu v normálnom a pri diabete typu 2 je potrebné poznamenať, že u zdravých jedincov existuje konštantná bazálna sekrécia inzulínu, ku ktorej dochádza aj vtedy, keď neexistujú exogénne stimuly na sekréciu inzulínu. A dokonca aj v prípadoch, keď je hladina glukózy v plazme nízka po nočnom pôste (4,4–5,5 mmol / l), bazálna sekrécia inzulínu sa stále udržiava v ľudskom tele.
Je známe, že v postprandiálnom období glukóza vstupuje do krvného riečišťa priamo zo sacharidov absorbovaných v potrave a potom sa distribuuje - najmä do kostrových svalov prostredníctvom viacnásobného zvýšenia príjmu glukózy sprostredkovaného inzulínom (HGI). A vzhľadom na to, že pacienti s diabetes mellitus 2. typu majú obmedzené možnosti rýchleho nárastu HGI, postprandiálna glykémia sa v nich významne zvýši.
Je potrebné zdôrazniť, že postprandiálna hyperglykémia sa môže vyvíjať a existovať niekoľko rokov pred vývojom a výskytom hyperglykémie nalačno a pred klinickým prejavom diabetes mellitus.
Organizácia rezerv glukózy je primárne spôsobená svalovým tkanivom, čiastočne kvôli tomu, že toto tkanivo je schopné absorbovať glukózu pomerne rýchlo a vo veľkých množstvách, čo zabraňuje rozvoju postprandiálnej hyperglykémie za fyziologických podmienok. Okrem toho fluktuácie hladín postprandiálnej glukózy sú dôležitou zložkou celkovej dennej hyperglykémie.
Teraz je presvedčivo preukázané, že b-bunky sú vážne zodpovedné za udržiavanie hladín glukózy v pomerne úzkom rozmedzí v ľudskom tele. Podľa P.D. Home (2000), hladina glukózy u normálnych mladých ľudí a ľudí v strednom veku je cez noc absolútne stabilná a je tesne pred raňajkami 4,3 mmol / l. Po raňajkách stúpne koncentrácia glukózy, dosahuje sa 7,0 mmol / l počas 30 minút, potom klesá a dosahuje takmer 5,5 mmol / l po takmer rovnakú dobu.
Je potrebné poznamenať, že u pacientov s diabetom 2. typu je spomalenie a oslabenie zvýšenia sekrécie inzulínu v reakcii na príjem potravy. U niektorých pacientov inzulínová odpoveď na príjem potravy úplne chýba.
Osobitným miestom vo výskume sú informácie o bifázickej sekrécii inzulínu za normálnych a patologických stavov.
Teraz je známe, že uvoľňovanie inzulínu prebieha dvojfázovým spôsobom, ktorý je charakterizovaný prítomnosťou ostrých píkov, trvajúcich v priemere 10 minút (prvá fáza), po ktorom nasleduje postupné zvyšovanie sekrécie inzulínu (druhá fáza).
Existuje názor, že tieto dve fázy v skutočnosti predstavujú dva rôzne insulárne bazény inzulínu. Prvý súbor alebo skupina okamžitých odpovedí je v kvantitatívnom vyjadrení približne 5 - 10% vnútrosložkového obsahu. Hovoríme o inzulínových granulách, ktoré sú čo najbližšie k membráne b-buniek a predpokladá sa, že táto rýchlo vylučovaná zásoba poskytuje prvú skorú fázu sekrécie inzulínu.
Druhá skupina, buď skupina inzulínov pripravených na použitie, alebo rezervná skupina, ktorá vyžaduje mobilizáciu granulátov obsahujúcich inzulín adenosín trifosfát, postupne sa presúvajúcich do prvej skupiny, po ktorej nasleduje exocytóza, v skutočnosti predstavuje 90 - 95% zásob inzulínu obsiahnutých v b-bunkách v tejto jednotky času.
Niet pochýb o tom, že obe fázy sekrécie inzulínu sú dôležité pri udržiavaní normálnej glukózovej homeostázy. V súčasnosti sa však venuje väčšia pozornosť prvej fáze sekrécie inzulínu. Predpokladá sa, že toto je hlavný determinant pri "skorom" uvoľnení inzulínu počas prvých 30 minút po požití potravy alebo glukózy.
Je zaujímavé poznamenať, že inzulínová sekrečná odpoveď pankreatických b-buniek na glukózovú stimuláciu je vývoj prvej fázy, ktorá sa objavuje bezprostredne po intravenóznom podaní glukózy. Potom nasleduje zníženie sekrécie inzulínu na najnižšie hodnoty a potom vývoj predĺženej druhej fázy odpovede. Prvá fáza sekrécie inzulínu sa vyvíja v dôsledku aktivácie KATF-dependentných (spúšťacích) kanálov, ktoré zvyšujú koncentráciu vápnika a predpokladá sa, že uvoľnia granule zo skupiny „ready-to-release“. Z toho vyplýva, že druhá fáza zahŕňa prípravu granúl na vyprázdňovanie, ktoré môžu zahŕňať translokáciu a schopnosť naplniť sa pred exocytózou. Mechanizmy zodpovedné za vývoj druhej fázy sekrécie inzulínu zahŕňajú cestu KATP-dependentných kanálov v dôsledku potreby zvýšiť koncentráciu vápnika a ďalších signálov nezávisle od KATF-dependentných kanálov. Mechanizmy, ktoré sú základom takýchto dodatočných signálov, sú stále neznáme. Súčasné hypotézy poukazujú na zvýšenie cytosolického acetyl-CoA s dlhým reťazcom, malátový-pyruvátový cyklus, „export“ glutamátu z mitochondrií a zvýšenie pomeru ATP / ADP.
U ľudí každá b-bunka obsahuje približne 10 000 inzulínových granúl, z ktorých iba 100 sú „hotové“.
Je zrejmé, že stimulácia uvoľňovania použitím dokonca jediného stimulátora sekrécie, ako je glukóza, sa uskutočňuje podľa prísne koordinovanej interakcie mnohých faktorov s ohľadom na pohyb granúl: pripojenie k plazmatickej membráne, príprava na uvoľňovanie (explóziu) a exocytózu. Celkové množstvo granúl obsahujúcich inzulín v b-bunkách významne prevyšuje množstvo potrebné na kontrolu glykémie spojenej s jedným jedlom. Je charakteristické, že len veľmi malé percento granúl a teda celkový obsah inzulínu v granulách sa vylučuje v odpovedi na stimuláciu glukózy [Proks P. a kol., 1996].
Je dobre známe, že existujú glukózové stimuly vylučujúce inzulín, ako sú aminokyseliny, voľné mastné kyseliny a hormóny. Neurálna regulácia tiež hrá dôležitú úlohu pri stimulácii sekrécie inzulínu.
Treba tiež poznamenať, že mnoho hormónov ovplyvňuje b-bunky, buď stimuláciou alebo potlačením alebo moduláciou inzulínovej odpovede na glukózu.
V posledných rokoch je veľký záujem o štúdium úlohy hormónov v gastrointestinálnom trakte pri regulácii sekrécie inzulínu, a tým aj pri regulácii homeostázy glukózy v ľudskom tele.
V tomto ohľade je potrebné zdôrazniť, že v literatúre existujú dôkazy o významnej úlohe hormónov gastrointestinálneho traktu, ako napríklad glukagónu podobného peptidu 1 (GLP-1) a glukózo-dependentného inzulínotropného polypeptidu alebo gastrického inhibičného peptidu (HIP). Tieto hormóny sa nazývajú inkrekíny a ich pôsobenie, ktoré vedie k zvýšenej sekrécii inzulínu závislej od glukózy pankreatickými b bunkami, sa nazýva "inkretínový efekt". Mimochodom, „inkretínový účinok“ bol prvýkrát opísaný v roku 1960 a je pripisovaný peptidovým hormónom, ktoré sú vylučované črevnými K a L-bunkami v reakcii na príjem potravy.
Najobľúbenejšie a najviac študované v súčasnosti je GLP - 1.
GLP-1 je post-translačným produktom génu proglukagónu, člena nadrodiny glukagónu, ktorý zahŕňa peptidové hormóny, ako je glukagón, peptid 1 podobný glukagónu, peptid 2 podobný glukagónu, peptid inhibujúci žalúdok a exendín-4. Náš článok sa zameria na GPP-1.
GLP-1 je produkovaný entero-endokrinnými L-bunkami tenkého čreva a regulácia jeho sekrécie z endokrinných buniek gastrointestinálneho traktu sa uskutočňuje s použitím niekoľkých intracelulárnych signálov, vrátane proteínkinázy A, proteínkinázy C a vápnika. Početné experimentálne štúdie ukázali, že sekrécia GLP-1 je riadená živinami, ako aj neurálnymi a endokrinnými faktormi. Treba poznamenať, že plazmatické bazálne hladiny GLP-1 u ľudí sú v rozsahu 5 až 10 pM a zvyšujú sa po jedle na 50 pMol.
V štúdiách Kieffera T.Y. (1999), Drucker D.J. (1998), Massimo S.P. (1998), bolo ukázané, že GLP-1 je vylučovaný v reakcii na príjem zmiešaných potravín a určitých živín, ako je glukóza, mastné kyseliny a vláknina. Perorálna glukóza u ľudí teda viedla k dvojfázovému zvýšeniu GLP-1 v plazme, zatiaľ čo intravenózne infúzie glukózy mali minimálny účinok [Hermann C., 1995]. Vzhľadom k tomu, že väčšina L-buniek produkujúcich GLP-1 je umiestnená v distálnych častiach tenkého čreva, rýchle zvýšenie hladiny GLP-1 v plazme, pozorované po jedle, môže byť spôsobené nepriamymi stimulujúcimi účinkami. V tejto súvislosti Roberge J.N. (1993) sa predpokladal výskyt proximálnej - distálnej slučky, ktorá prenáša signály stimulujúce živiny z proximálnych častí čreva prostredníctvom nervových a endokrinných účinkov na distálne L-bunky.
Pri analýze experimentálnej práce bolo navrhnuté, aby ISU a acetylcholín mohli byť kandidátmi pre takýto vysielač. Avšak u ľudí HIP nestimuluje sekréciu GLP-1, čo bolo presvedčivo preukázané v štúdiách Naucka M.A. (1993). Úloha peptidu produkujúceho gastrín [Hermann - Rinke C., 2000] a n je tiež diskutovaná v literatúre. vagus, ktorý hrá dôležitú úlohu pri zabezpečovaní rýchleho uvoľňovania GLP-1 z distálnych L-buniek v reakcii na príjem živín [Rocca A.S., 1999].
Preto sa môže vyskytnúť bifázická sekrécia GLP - 1 v dôsledku integrácie hormonálnych a nervových faktorov, ktoré stimulujú skoré uvoľňovanie GLP - 1 (10 - 15 minút) a priamy kontakt živín s L - bunkami stimuluje druhú fázu (30 - 60 minút). Sekrécia GLP-1 [Kieffer TY, 1999].
Aj keď je tento problém menej študovaný, treba tiež poznamenať, že inzulín a somatostatín - 28 [Hansen L., 2000], ako aj galantínový neuropeptid [Hermann - Rinke C., 2000], sú potláčané sekréciou GLP - 1.
Polčas cirkulujúceho biologicky aktívneho GLP-1 je kratší ako 2 minúty. Taký krátky plazmatický polčas v plazme je spôsobený proteázovou aktivitou enzýmu dipeptidyl peptidázy IV (DPP-IV). DPP-IV je široko exprimovaný v mnohých tkanivách a orgánoch, vrátane pankreasu, centrálneho nervového systému, vaskulárnej siete endotelu tenkého čreva, ktorý sa nachádza v tesnej blízkosti miesta sekrécie GLP-1.
Je potrebné poznamenať, že primárna dráha klírensu GLP-1 sa uskutočňuje cez obličky prostredníctvom mechanizmov, vrátane glomerulárnej filtrácie a tubulárneho metabolizmu [Dearcor C.F., 1996]. V tomto ohľade sú zaujímavé údaje, že u pacientov po bilaterálnej nefrektómii alebo u pacientov s urémiou bola hladina imunoreaktívneho GLP-1 v plazme zvýšená.
Viacnásobné biologické účinky GLP-1 sa prejavujú na rôznych úrovniach (tabuľka 1).
Bolo zistené, že pôsobenie GLP-1 nie je obmedzené len na zvýšenú exocytózu sekrečných granúl obsahujúcich inzulín z b-buniek, ale ako vyplýva z údajov uvedených v tabuľke 1, GLP-1 tiež ovplyvňuje pankreatické a-bunky, potláčajúce sekréciu glukagónu, čo zase obmedzuje postprandiálne zvýšenie glukózy.
GLP-1 zvyšuje regeneráciu buniek ostrovčekov ovplyvňovaním transkripčných faktorov, ako je PDX-1. Tento rastový účinok GLP-1 môže hrať úlohu v adaptácii ostrovčekov na rastúce požiadavky na b-bunky, napríklad v podmienkach inzulínovej rezistencie, na pozadí obezity. GLP-1 má extra pankreatický účinok, vrátane distribúcie glukózy nezávislej od inzulínu a zlepšenej citlivosti na inzulín [M.A. Nauck a kol., 1997].
Obzvlášť zaujímavé sú údaje, že účinok GLP-1 sa prejavuje silnou amplifikáciou, ako je explózia (flash) sekrécie inzulínu. Podávanie GLP-1 však neovplyvňuje frekvenciu a amplitúdu pulznej sekrécie inzulínu [Porksen W., 1998].
Okrem toho existuje dôkaz, že GLP-1 pôsobí ako látka, ktorá zvyšuje citlivosť b-buniek na glukózu. Takže GLP-1 môže podporovať tvorbu ATP v mitochondriách. V každom prípade skutočnosť, že sulfonylmočovinové liečivá, ktoré sa viažu na draslíkové kanály citlivé na ATP a uzatvárajú ich, a tým spôsobujú depolarizáciu membrány a prítok iónov vápnika do bunky, môže vypnúť závislosť GLP-1 od glukózy má významný klinický význam. Podávanie GLP-1 izolovanej potkanovej pankrease v perfúznom roztoku s nízkou koncentráciou glukózy, ktorá zvyčajne neovplyvňuje sekréciu inzulínu, viedlo k významnej stimulácii sekrécie inzulínu v prípadoch, keď boli sulfonylmočovinové prípravky vopred vstreknuté do žľazy. Ukázalo sa, že cAMP, ktorý vzniká ako výsledok aktivácie GLP-1 receptorov, môže tiež priamo ovplyvniť proces exocytózy a podľa výskumníkov tento proces predstavuje 70% celkovej sekrečnej inzulínovej odpovede. Klinicky dôležitým dôsledkom závislosti účinkov GLP-1 na koncentrácii glukózy v krvi, ktorá zodpovedá normálnej alebo nad normálnej glykémii nalačno, je, samozrejme, že GLP-1 nemôže spôsobiť rozvoj ťažkej hypoglykémie (okrem prípadu simultánneho použitia so sulfonylmočovinovými liečivami).
Nedávno sa ukázalo, že GLP-1 je schopný inhibovať apoptózu b-buniek. Vzhľadom k tomu, že normálny počet b-buniek je podporovaný rovnováhou apoptóznych a proliferačných procesov, tieto údaje sú veľmi zaujímavé a otvárajú možnosť, že GLP-1 môže byť účinný pri patologických stavoch spojených so zvýšenou apoptózou b-buniek. To všetko naznačuje, že GLP-1 môže byť schopný stimulovať tvorbu nových b-buniek (neogenéza) u pacientov s diabetom typu 2 a nedostatočným počtom funkčných buniek (hoci ešte nie je jasné, ako je tento proces exprimovaný u ľudí).
Obzvlášť zaujímavé sú údaje týkajúce sa štúdie sekrécie HIP a GLP-1 u diabetu 2. typu.
Napríklad v štúdii Toft-Nielsen sa zistilo, že hladiny HIP nalačno u pacientov s diabetom typu 2 sa približujú normálnym hodnotám. Zároveň títo autori, ktorí študovali sekréciu GLP-1 u pacientov s diabetom 2. typu, odhalili významné poškodenia tohto ethogormónu pri tomto ochorení.
Pri porovnávaní sekrécie inzulínu v odpovedi na orálnu a intravenóznu záťaž glukózy v podmienkach rovnakej koncentrácie glukózy sa ukázalo, že nadbytok sekrécie inzulínu na orálne podávanie u zdravých jedincov bol významne vyšší ako u diabetes mellitus typu 2 [Nauck, 1986].
Keď už hovoríme o porušení inkretínového efektu u diabetes mellitus 2. typu, je dôležité zdôrazniť, že pri tomto ochorení sa vylučovanie GLP - 1 znižuje o 20 - 30%, pričom sa všeobecne zachováva jeho stimulácia inzulínom. Zároveň je potrebné zdôrazniť, že sekrécia HIP pri diabetes mellitus sa nemení, ale bol stanovený pokles jeho stimulačného účinku na b-bunky pankreasu.
Príčiny týchto porúch nie sú definitívne stanovené, hoci väčšina výskumníkov usudzuje, že porušenie sekrécie GLP-1 je zjavne dôsledkom diabetu 2. typu.
Na záver treba povedať, že v poslednom desaťročí sa vďaka fundamentálnemu a klinickému výskumu vyvinul nový a sľubný smer v liečbe diabetes mellitus 2. typu, založený na použití inkretínového efektu. Študovali sa teda vlastnosti a terapeutický potenciál GLP-1 a dnes nie je pochýb o jeho terapeutickej účinnosti. V tomto ohľade sú zásadne dôležité glukózovo závislá stimulácia sekrécie inzulínu a inhibícia sekrécie glukagónu. Súčasne, možná inhibícia apoptózy pankreatických b-buniek a zvýšenie ich regenerácie dávajú určitú nádej, že s diabetes mellitus typu 2 bude možné zastaviť progresívny pokles hmotnosti funkčných b-buniek s rozvojom deficitu sekrécie inzulínu.
Výsledkom mnohých rokov klinického výskumu, ktorý uskutočnili spoločnosti Eli Lilly a Amilin Pharmaceuticals, bol vývoj Exenatidu, exogénneho funkčného analógu GLP-1 a prvého zástupcu liekovej triedy inkretínových mimetík. Exenatid je indikovaný u diabetes mellitus 2. typu ako doplnok metformínu, derivátu sulfonylmočoviny alebo kombinácie metformínu a derivátov sulfonylmočoviny na zlepšenie kontroly glykémie. Nespornou výhodou Exenatidu, ktorá umožňuje jeho klinické použitie (na rozdiel od GLP-1), bol dlhý polčas 2,4 hodiny (1 až 2 minúty pre GLP-1). Aminokyselinová sekvencia exenatidu čiastočne zodpovedá sekvencii ľudského GLP-1, v dôsledku čoho sa viaže a aktivuje receptory GLP-1 u ľudí, čo vedie k zvýšeniu syntézy závislej od glukózy a sekrécii inzulínu z b-buniek pankreasu s cyklickými AMP a / alebo inými intracelulárnymi signálnymi dráhami, Exenatid zároveň stimuluje uvoľňovanie inzulínu z b-buniek v prítomnosti zvýšených koncentrácií glukózy, čo minimálne ovplyvňuje uvoľňovanie inzulínu počas normálnej glykémie, čo vedie k nízkemu riziku hypoglykémie. Normalizácia metabolizmu uhľohydrátov pri menovaní exenatidu sa dosahuje nielen kvôli glukózovo závislej stimulácii syntézy inzulínu, ale aj realizáciou takých dôležitých účinkov, ako je potlačenie nedostatočne zvýšenej hladiny glukagónu, strata chuti do jedla, inhibícia evakuácie obsahu žalúdka a zvýšenie hmotnosti b-buniek, spôsobené stimuláciou proliferácie a neogenézu na jednej strane a inhibíciu apoptózy na strane druhej. Všetky vyššie uvedené nám dávajú istotu, že mimický inkretín nájde svoje správne miesto v sérii liekov používaných na liečbu diabetu.

V septembri 2006 je doktorát známym endokrinológom Alexandrom Sergejevom Ametovom.