Cơ chế bài tiết insulin

Hình cho thấy cơ chế cấp độ tế bào của việc bài xuất insulin bởi tế bào beta đảo tụy đáp ứng với sự tăng nồng độ glucose trong máu, cơ chế chính điều khiển sự bài tiết insulin. Tế bào beta có một lượng lớn glucose transporter cho phép một lượng glucose nằm trong ngưỡng sinh lý vào trong tế bào. Bên trong tế bào, glucose được phosphoryl hóa thành glucose-6-phosphate bởi glucokinase. Sự phosphoryl hóa này có một ngưỡng cho chuyển hóa glucose ở tế bào beta, được cho là cơ chế chính của sự nhạy cảm với glucose gây tiết insulin.

Hình. Các cơ chế cơ bản của kích thích glucose của insulin bài tiết bởi các tế bào beta của tuyến tụy. GLUT, chất vận chuyển glucose.

Glucose-6-phosphat sau đó bị oxy hóa để hình thành ATP, gây ức chế kênh K+ nhạy cảm với ATP (ATP-sensitive potassium channels) của tế bào. Kênh kali đóng gây khử cực màng tế bào, làm mở kênh calci (voltage-gated calcium channels), kênh nhạy cảm với sự thay đổi điện thế của màng. Hiệu ứng này làm cho Calci vào tế bào kích thích những túi chứa insulin đi ra kết hợp với màng tế bào dẫn đến insulin được bài tiết theo hiện tượng xuất bào.

Những chất khác, như một vài amino acid, cũng có thể được chuyển hóa tại tế bào beta làm tăng mức ATP nội bào và kích thích tiết insulin. Một vài hooc-môn, như glucagon, glucose-dependent insulinotropic peptite (gastric inhibitory peptide – GIP), và acetylcholine, tăng calci nội bào thông qua con đường tín hiệu khác và tăng tác dụng của glucose, mặc dù vậy chúng không có nhiều tác dụng trong việc tiết insulin trong thiếu hụt glucose. Những hooc-môn khác, bao gồm somatostatin và norepinephrine (kích thích receptor anpha của hệ adrenergic), ức chế quá trình xuất bào của insulin.

Thuốc sunfonylurea kích thích bài tiết insulin bằng cách gắn vào kênh K+ nhạy cảm ATP và block hoạt động của chúng. Cơ chế này dẫn đến tác dụng khử cực màng rồi bài tiết insulin, làm cho thuốc này kích thích bài tiết insulin ở bệnh nhân đái tháo đường type 2. Bảng tổng kết những yếu tố có thể làm tăng hay giảm bài tiết insulin.