Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin

2020-07-08 11:12 AM

Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do. Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Insulin là một protein nhỏ. Insulin người là một phân tử có khối lượng 5808 kDa, gồm 2 chuỗi acid amin (xem hình) được liên kết với nhau bởi những cầu nối disulfide. Khi 2 chuỗi amino acid này bị tách ra, phân tử insulin bị mất hoạt tính chức năng.

Sơ đồ của phân tử proinsulin

Hình. Sơ đồ của phân tử proinsulin của người, trong đó được phân cắt trong bộ máy Golgi của các tế bào beta tuyến tụy để hình thành peptide kết nối (C peptide) và insulin, bao gồm các chuỗi A và B được kết nối bởi các liên kết disulfide. Peptide C và insulin được đóng gói dưới dạng hạt và được tiết ra với số lượng bằng nhau, cùng với một lượng nhỏ proinsulin.

Insulin được tổng hợp ở tế bào beta bởi hệ thống tổng hợp protein thông thường của tế bào, như đã trình bày ở chương 3, bắt đầu bằng việc dịch mã insulin ARN bởi ribosom gắn trên lưới nội sinh chất hạt để hình thành preproinsulin. Phân tử preproinsulin ban đầu có khối lượng 11500 kDa, nhưng sau đó bị cắt ra tại lưới nội chất hạt để hình thành proinsulin có khối lượng 9000 kDa và gồm 3 chuỗi polypeptide A, B, C. Hầu hết proinsulin được cắt tiếp tục ở bộ máy Golgi để hinh thành insulin, gồm hai chuỗi A và B liên kết với nhau bởi các cầu nối disulfide, và chuỗi peptide C, được gọi là connecting peptide (peptide C). Insulin và peptide C được bao gói chung trong hạt tiết và được bài tiết một lượng cân bằng. Khoảng 5-10% sản phẩm tiết cuối cùng vẫn ở dạng proinsulin.

Proinsulin và peptide C gần như không có tác dụng của insulin. Tuy nhiên, peptide C gắn với một cấu trúc màng tế bào, rất có thể là receptor màng bắt cặp với protein G (G protein – coupled membrain receptor, GPCR), và gây ra kích hoạt ít nhất hai hệ thống enzyme, Na-K adenosine triphosphatase và endothelial NO synthase. Mặc dù cả hai hệ thống enzyme này có nhiều chức năng sinh lý nhưng tầm quan trọng của peptide C trong điều hòa những enzyme này vẫn chưa rõ ràng.

Mức độ peptide C có thể đo được bằng phản ứng miễn dịch phóng xạ (Radioimmunoassay: RIA) ở những bệnh nhân đái tháo đường được điều trị bằng insulin để phát hiện có bao nhiêu insulin tự nhiên vẫn được tổng hợp. Những bệnh nhân đái tháo đường type 1 không thể sản xuất insulin sẽ thường có mức độ peptide C giảm đáng kể.

Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do (unbound form). Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn trong 10-15 phút.

Ngoại trừ phần insulin kết hợp với receptor tại tế bào đích, insulin bị phân hủy bởi enzyme insulinase chủ yếu xảy ra ở gan, một lượng nhỏ hơn ở thận và cơ, và một lượng rất nhỏ ở những mô khác. Sự loại bỏ nhanh chóng insulin khỏi huyết tương là quan trọng vì nó làm nhanh chóng “tắt” những chức năng kiểm soát đã được “bật” bởi insulin.

Bài viết cùng chuyên mục

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức năng lượng trong cơ thể

Lượng năng lượng cần để thực hiện hoạt động thể chất chiếm 25% tổng năng lượng tiêu thụ của cơ thể, thay đổi nhiều theo từng người, tuỳ thuộc vào loại và lượng hoạt động được thực hiện.

Tủy sống: tổ chức hoạt động chức năng vận động

Mỗi đốt tủy có hàng triệu neurons trong chất xám. Đặt sang một bên các neuron trung gian truyền tín hiệu cảm giác, chúng ta có 2 loại neurons còn lại: neurons vận động tại sừng trước tủy sống và các neurons liên hợp.

Cuồng động nhĩ: rối loạn nhịp tim

Cuồng nhĩ gây ra nhịp dẫn truyền nhanh nhĩ thường là 200-350 nhịp/ phút. Tuy nhiên, bởi vì một phía của nhĩ co trong khi phía kia đang giãn, lượng máu nhĩ bơm rất ít.

Chức năng sinh lý của thể hạnh nhân

Thể hạnh nhân nhận xung động thần kinh từ vùng vỏ limbic, và cả từ thùy thái dương, thùy đỉnh và thùy chẩm – đặc biệt từ vùng thính giác và thị giác. Do những phức hợp liên kết này, thể hạnh nhân được gọi là “cửa sổ”.

Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương

Sự định hướng không gian của các tín hiệu sau đó sẽ được truyền tới vỏ não thính giác, nơi mà hướng của âm thanh được xác định bởi vị trí các tế bào thần kinh bị kích thích tối đa.

Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động

Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Tác dụng của corticoid lên chuyển hóa protein

Một tác dụng chính của corticoid lên hệ thống chuyển hóa của cơ thể làm giảm dự trữ protein trong tất cả các tế bào của cơ thể ngoại trừ các tế bào gan.

Sinh lý nhóm máu

Trên màng hồng cầu người, người ta đã tìm ra khoảng 30 kháng nguyên thường gặp và hàng trăm kháng nguyên hiếm gặp khác. Hầu hết những kháng nguyên là yếu, chỉ được dùng để nghiên cứu di truyền gen và quan hệ huyết thống.

Tăng lưu lượng tim và tăng huyết áp: vai trò của thần kinh xương và thần kinh cơ xương

Mặc dù hoạt động thần kinh điều khiển tuần hoàn nhanh nhất là qua hệ thần kinh tự chủ, nhưng một vài trường hợp hệ thần kinh cơ xương lại đóng vai trò chính trong đáp ứng tuần hoàn.

Điều hòa vận động: ứng dụng lâm sàng của phản xạ căng cơ

Trong thăm khám lâm sàng, chúng ta thường kiểm tra các phản xạ căng cơ nhằm mục đích xác định mức độ chi phối của não đến tủy sống. Các thăm khám này có thể thực hiện như sau.

Tế bào: đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể

Tế bào chỉ có thể sống, phát triển và thực hiện các chức năng của nó trong môi trường tập trung của oxygen, glucose, các ion, amino acid, chất béo và các chất cần thiết khác trong một môi trường.

Đặc điểm cấu trúc chức năng sinh lý của thận

Thận có hình hạt đậu nằm ở phía sau phúc mạc. Mỗi thận nặng khoảng 130g. Trên mặt phẳng cắt dọc, thận chia làm 2 vùng riêng biệt có màu sắc và cấu tạo khác nhau.

Chất dẫn truyền thần kinh: đặc điểm của nhóm phân tử lớn

Sự hình thành các chất dẫn truyền nhóm phân tử lớn này phức tạp hơn, nên số lượng của chúng nhỏ hơn so với nhóm phân tử nhỏ.

Cân bằng dịch acid base và chức năng thận ở trẻ sơ sinh

Tốc độ chuyển hóa ở trẻ sơ sinh cũng gấp đôi người trưởng thành khi cùng so với trọng lượng cơ thể, chúng có nghĩa là bình thường acid được hình thành nhiều hơn, tạo ra xu hướng nhiễm toan ở trẻ sơ sinh.

Điều khiển bài tiết hormone qua cơ chế feedback

Mặc dù nồng độ các hormone trong huyết tương luôn dao động theo từng mức độ kích thích khác nhau trong ngày, nhưng sự xuất hiện của tất cả hormone phải được kiểm soát chặt chẽ.

Sự điều hòa bài tiết pepsinogen ở dạ dày

Tốc độ bài tiết pepsinogen - tiền chất của pepsin gây nên sự tiêu hóa protein - bị ảnh hưởng rất mạnh bởi lượng acid có mặt trong dạ dày. Ở những bệnh nhân mất khả năng bài tiết lượng acid cơ bản.

Hoạt động chuyển hóa tế bào của Aldosterol

Aldosterol không có tác dụng vận chuyển natri ngay lập tức; đúng hơn tác dụng này phải chờ hình thành liên tục những chất đặc biệt cần thiết vận chuyển natri.

Thích nghi của trẻ sơ sinh với cuộc sống ngoài tử cung

Sau khi đứa bé ra khỏi người mẹ không được gây mê, đứa bé thường bắt đầu thở trong vài giây và nhịp thở bình thường đạt được trong vòng 1 phút sau khi sinh.

Sự lan truyền điện thế hoạt động màng tế bào

Quá trình khử cực di chuyển dọc theo toàn bộ chiều dài dây thần kinh. Sự lan truyền của quá trình khử cực dọc theo một dây thần kinh hoặc sợi cơ được gọi là một xung động thần kinh hay cơ.

Khúc xạ ánh sáng: nguyên lý quang học nhãn khoa

Chỉ số khúc xạ của không khí là 1.00. Do đó, nếu ánh sáng đi trong một loại thủy tinh với tốc độ là 200,000km/s thì chỉ số khúc xạ của loại thủy tinh này 300,000 chia cho 200,000, hay 1.50.

Hệ nội tiết và sinh sản của nữ

Những hormone FSH và LH hormone thùy trước tuyến yên, hormone kích thích nang trứng (FSH) và hormone hoàng thể hormone buồng trứng, estrogen và progesteron, được bài tiết với nồng độ liên tục thay đổi trong suốt các gai đoạn khác nhau của chu kỳ kinh nguyệt.