Insuline synthese wordt in het organisme geïnduceerd wanneer voedsel wordt ingenomen. Insuline is een hormoon dat induceert glucose opname door cellen over de celmembraan. Een afname in insuline synthese leidt tot een toename van bloed glucose niveaus in het bloed.
Wat is insulinesynthese?
Insuline is het enige hormoon in het lichaam dat kan dalen bloed glucose niveaus in het bloed. Insulinesynthese is altijd nodig wanneer koolhydraten worden verstrekt tijdens voedselopname. Insuline is het enige hormoon in het organisme dat het kan verlagen bloed glucosespiegel in het bloed. Insulinesynthese is altijd nodig wanneer koolhydraten worden verstrekt tijdens voedselopname. Insulinesynthese vindt plaats in de Langerhans-cellen van de alvleesklier. Als er te weinig insuline wordt aangemaakt, stijgt de bloedglucosespiegel doordat de glucose niet meer naar de cellen wordt getransporteerd. Overmatige insulinesynthese leidt tot een lage bloed suiker (hypoglycemie) met onbedwingbare trek, rusteloosheid en de dreiging van zenuwschade Insulinesynthese vindt met tussenpozen plaats en wordt altijd gestimuleerd door voedselinname. Als de inname van koolhydraten wordt verminderd, bijvoorbeeld door verhongering, daalt de bloedglucosespiegel. glucagon, de antagonist van insuline, wordt in grotere mate gevormd. glucagon verhoogt de bloedglucosespiegels door gluconeogenese. Als gevolg hiervan neemt de afscheiding van insuline af en wordt de synthese ervan beperkt. Over het algemeen maakt insulinesynthese deel uit van een gecompliceerd regulerend mechanisme om de bloedglucosespiegels constant te houden.
Functie en rol
De levering van insuline zorgt voor de toevoer van energie en anabole stoffen naar het lichaam. Insuline heeft een anabole invloed op de stofwisseling. In deze context omvat insulinevoorziening zowel insulinesynthese als insulinesecretie. Insuline wordt geproduceerd en opgeslagen in de eilandcellen van Langerhans in de alvleesklier. Wanneer de bloedglucosespiegel stijgt, komt glucose via blaasjes het binnenste van de bètacellen van de eilandjes van Langerhans binnen, die onmiddellijk opgeslagen insuline vrijgeven. Tegelijkertijd wordt de insulinesynthese gestimuleerd. Aanvankelijk een inactief preproinsulinemolecuul met 110 aminozuren wordt gevormd op de ribosomen Dit preproinsuline bestaat uit een signaalsequentie met 24 aminozuren, de B-keten met 30 aminozuren, nog twee aminozuren en een C-keten met 31 aminozuren, nog twee aminozuren en een A-keten met 21 aminozuren. Na zijn vorming wordt het uitgerekte molecuul gevouwen door de vorming van drie disulfiden bruggen Twee disulfide bruggen verbind elk van de A- en B-kettingen. De derde disulfidegroep bestaat binnen de A-keten. Het preproinsuline bevindt zich aanvankelijk in het endoplasmatisch reticulum. Van daaruit wordt het over het membraan getransporteerd om het Golgi-apparaat binnen te gaan. Tijdens ER-membraanpassage wordt het signaalpeptide gesplitst, dat vervolgens in de cisternae van het endoplasmatisch reticulum achterblijft. Na splitsing van de signaalsequentie wordt pro-insuline gevormd, dat 84 heeft aminozuren Na opname in het Golgi-apparaat wordt het daar opgeslagen. Wanneer er een stimulus is voor afgifte, wordt de C-keten afgesplitst door de werking van specifieke peptidasen. Er wordt nu insuline gevormd, dat bestaat uit een A-ketting en een B-ketting. De twee ketens zijn alleen verbonden door twee disulfiden bruggen Een derde disulfidegroep bevindt zich in de A-keten om het molecuul te stabiliseren. Insuline wordt vervolgens opgeslagen in de blaasjes van het Golgi-apparaat in de vorm van zink-insulinecomplexen. Er worden hexameren gevormd die de structuur van insuline stabiliseren. De afgifte van insuline wordt veroorzaakt door bepaalde prikkels. De verhoging van de bloedglucosespiegel is de belangrijkste prikkel. De aanwezigheid van verschillende aminozuren zuren, vetzuren en hormonen hebben ook een stimulerend effect op de insulinesecretie. Het triggeren hormonen omvatten secretin, gastrine, GLP-1 en GIP. Deze hormonen worden altijd gevormd wanneer voedsel wordt ingenomen. Na voedselinname vindt insulinesecretie plaats in twee fasen. In de eerste fase komt opgeslagen insuline vrij, terwijl in de tweede fase de nieuwe synthese plaatsvindt. De tweede fase is pas voltooid als de hyperglycemie.
Ziekten en medische aandoeningen
Wanneer de insulinesynthese verstoord is, is er een stijging van de bloedglucosespiegels. Chronisch tekort aan insuline wordt genoemd suikerziekte mellitus. Er zijn twee soorten suikerziekte, diabetes type I en diabetes type II. Type I suikerziekte impliceert een absoluut gebrek aan insuline. Door het ontbreken of door een ziekte van de eilandcellen van Langerhans wordt er te weinig of geen insuline aangemaakt. Oorzaken zijn onder meer ernstig ontsteking van de pancreas or autoimmuunziekten De bloedglucosespiegel is extreem hoog bij deze vorm van diabetes. Zonder insulinesubstitutie leidt de ziekte tot de dood. Type II-diabetes wordt veroorzaakt door een relatief gebrek aan insuline. In dit geval wordt voldoende insuline geproduceerd en wordt de insulinesecretie zelfs verhoogd. Echter, insuline-resistentie wordt verhoogd omdat de effectiviteit van insuline wordt verminderd door een gebrek aan receptoren. De alvleesklier moet nog meer insuline aanmaken om dezelfde effecten te bereiken. Op de lange termijn leidt deze verhoogde insulinesynthese tot de uitputting van de eilandjes van Langerhans. Type II-diabetes ontwikkelt zich. Verhoogde bloedglucosespiegels kunnen ook optreden als onderdeel van hormonale regulatiestoornissen. Dus toegenomen Cortisol activiteit resulteert in verhoogde glucose uit amino zuren door gluconeogenese. Hierdoor wordt de insulinesynthese permanent gestimuleerd om de bloedglucosespiegel weer te verlagen. De overtollige glucose wordt daardoor naar de vetcellen getransporteerd, waar een verhoogde vetvorming plaatsvindt. Truncal zwaarlijvigheid ontwikkelt. De voorwaarde staat bekend als het syndroom van Cushings. Een permanent hoge insulinesynthese kan ook worden veroorzaakt door een tumor in de eilandcellen van Langerhans. Dit is hyperinsulinisme, die vaak wordt veroorzaakt door een insulinoom en leidt tot herhaling hypoglycemie.
