Insulin kích hoạt receptor tế bào đích và những kết quả mang lại

2020-07-08 11:33 AM

Insulin liên kết với tiểu đơn vị của thụ thể của nó, gây ra quá trình tự phosphoryl hóa thụ thể - tiểu đơn vị, từ đó gây ra hoạt hóa tyrosine kinase.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Để bắt đầu nó tác động lên tế bào đích, đầu tiên insulin gắn và hoạt hóa receptor màng, là một protein có khối lượng khoảng 300,000 kDa (hình). Nó hoạt hóa receptor gây ra những tác động tiếp sau.

Sơ đồ của thụ thể insulin. Insulin liên kết với tiểu đơn vị của thụ thể

Hình. Sơ đồ của thụ thể insulin. Insulin liên kết với tiểu đơn vị của thụ thể của nó, gây ra quá trình tự phosphoryl hóa thụ thể - tiểu đơn vị, từ đó gây ra hoạt hóa tyrosine kinase.

Hoạt hóa tyrosine kinase của thụ thể bắt đầu một chuỗi phosphoryl hóa nội bào làm tăng hoặc giảm hoạt động của các enzyme, bao gồm các chất thụ thể insulin, làm trung gian tác động lên chuyển hóa glucose, chất béo và protein. Ví dụ, các chất vận chuyển glucose được chuyển đến màng tế bào để hỗ trợ glucose đi vào tế bào.

Receptor insulin gồm 4 tiểu đơn vị, chúng giữ nhau bằng những cầu nối disulfide: 2 tiểu đơn vị anpha nằm hoàn toàn phía ngoài màng tế bào và 2 tiểu đơn vị beta xuyên qua màng tế bào, nhô vào bên trong bào tương. Insulin gắn với tiểu đơn vị alpha ở phía ngoài tế bào, nhưng bởi có liên kết với tiểu đơn vị beta, các phần của tiểu đơn vị beta phía trong tế bào trở nên tự phosphoryl hóa. Vì vậy, receptor insulin là một ví dụ của enzyme liên kết receptor, đã được bàn luận ở chương 75. Quá trình tự phosphoryl hóa của tiểu đơn vị beta của receptor kích hoạt enzyme tyrosine kinase tại chỗ, nó sẽ gây ra sự phosphoryl hóa của nhiều enzyme nội bào khác, bao gồm 1 nhóm gọi là insulin-receptor subtrates (IRS). Những type khác nhau của IRS (VD: IRS-1, IRS-2, và IRS-3) biểu hiện ở những mô khác nhau. Thực tế, chúng có tác dụng hoạt hóa một số enzyme trong khi bất hoạt một số enzyme khác. Bằng cách này, insulin điều khiển bộ máy chuyển hóa nội bào để tạo ra những tác dụng muốn có trong chuyển hóa carbohydrat, chất béo và protein. Sau đây là những ảnh hưởng chính sau cùng của sự kích thích của insulin:

1. Trong vài giây sau khi insulin gắn với receptor màng, màng tế bào của khoảng 80% tế bào của cơ thể tăng rõ ràng sự hấp thu glucose. Hoạt động này đặc biệt đúng ở tế bào cơ và tế bào mỡ, nhưng nó không đúng với hầu hết nơ-ron ở não. Glucose được tăng vận chuyển vào trong tế bào ngay lập tức bị phosphoryl hóa và trở thành nguyên liệu cho chức năng chuyển hóa carbohydrate thông thường. Sự tăng glucose transport được cho là kết quả của việc chuyển nhiều túi nội bào tới màng tế bào; các túi mang nhiều phân tử protein glucose transport, chúng gắn lên màng tế bào và tạo điều kiện hấp thu dễ dàng glucose vào tế bào. Khi insulin không còn tác dụng, những túi tách ra từ màng tế bào trong 3-5 phút và trở lại bên trong tế bào để sử dụng lại khi cần thiết.

2. Màng tế bào trở nên tăng tính thấm với amino acid, K+, PO43-, do tăng vận chuyển những đơn vị này vào trong tế bào.

3. Tác dụng chậm hơn xuất hiện trong vòng 10-15 phút tiếp theo do thay đổi mức độ hoạt động của những enzyme chuyển hóa nội bào. Tác dụng này là kết quả chính từ sự thay đổi trạng thái phosphoryl hóa của các enzyme.

4. Tác dụng kéo dài hơn tiếp tục xảy ra trong nhiều giờ, thậm chí vài ngày. Nó là kết quả từ thay đổi tốc độ dịch mã mARN tại ribosome để hình thành protein mới và vãn còn tác dụng chậm do thay đổi tốc độ phiên mã của AND trong nhân tế bào. Bằng cách này, insulin bù đắp bộ máy enzyme nội bào để đem lại một vài tác dụng chuyển hóa của nó.

Bài viết cùng chuyên mục

Dược lý của hệ thần kinh tự chủ

Các thuốc có tác dụng gián tiếp lên hệ giao cảm tại vị trí các cơ quan đích của hệ giao cảm bị kích thích trực tiếp. Bao gồm các thuốc ephedrine, tyramine, và amphetamine.

Điều hòa chức năng thực vật và nội tiết của vùng dưới đồi

Để minh họa cấu tạo của vùng dưới đồi cũng như đơn vị chức năng của vùng dưới đồi, chúng ta tổng hợp chức năng thực vật và nội tiết quan trọng ở đây.

Điện thế nhận cảm: sự chuyển đối kích thích cảm giác thành xung thần kinh

Khi điện thế nhận cảm tăng trên ngưỡng sẽ xuất hiện điện thế hoạt động trong sợi thần kinh gắn với receptor, từ đó, điện thế hoạt động sinh ra.

Tăng huyết áp: huyết áp trong hoạt động cơ và các tuyp stress

Nhiều tuyp của stress cùng với hoạt động cơ là giống nhau ở sự tăng huyết áp. Ví dụ trong hoảng sợ quá mức huyết áp có thể tăng thêm 70-100 mmHg trong 1 vài giây.

Ô xy của tế bào: sự chuyển hóa và sử dụng

Càng tăng nồng độ của ADP làm tăng chuyển hóa và sử dụng O2 (vì nó kết hợp với các chất dinh dưỡng tế bào khác nhau) thì càng tăng giải phóng năng lượng nhờ chuyển đổi ADP thành ATP.

Tổn thương cơ tim: dòng điện tim bất thường

Phần tim bị tổn thương mang điện âm vì đó là phần đã khử cực và phát điện âm vào dịch xung quanh, trong khi những vùng còn lại của tim trung tính hoặc dương điện.

Dịch não tủy và chức năng đệm của nó

Chức năng chính của dịch não tủy là lót đệm cho não trong hộp sọ cứng. Não và dịch não tủy có cùng trọng trượng riêng (chỉ khác biệt 4%), do đo não nổi trong dịch não tủy.

Sợi thần kinh: sự tương quan về trạng thái

Một số tế bào thần kinh trong hệ thần kinh trung ương hoạt động liên tục vì ngay cả trạng thái kích thích bình thường cũng trên ngưỡng cho phép.

Dịch vào ra của cơ thể: cân bằng trong trạng thái ổn định

Dịch trong cơ thể rất hằng định, bởi vì nó liên tục được trao đổi với môi trường bên ngoài cũng như với các bộ phận khác trong cơ thể.

Cấu trúc của màng bào tương

Màng bào tương của các tế bào động vật điển hình có tỉ lệ về mặt khối lượng giữa protein và lipid  xấp xỉ 1: 1 và tỉ lệ về mặt số lượng phân tử giữa chúng là 1 protein: 50 lipid.

Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể

Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể là một cơ chế điều nhiệt hữu hiệu hơn nhiều các nhà sinh lý học từng thừa nhận trước đây, nó là một cơ chế thực sự hữu hiệu để duy trì nhiệt độ trong các môi trường rất lạnh.

Sóng hô hấp trong áp suất động mạch

Tăng huyết áp trong giai đoạn sớm của thì thở ra và giảm trong phần còn lại của chu kỳ hô hấp. Khi thở sâu, huyết áp có thể tăng 20mmHg với mỗi chu kỳ hô hấp.

Trí nhớ ngắn hạn của con người

Nhiều nhà sinh lý học cho rằng loại trí nhớ ngắn hạn này do sự tiếp tục của hoạt động thần kinh từ tín hiệu các dây thần kinh đi vòng quanh và vòng quanh một dấu vết trí nhớ tạm thời ở một vòng của neuron phản xạ.

Các con đường gian nút và liên nhĩ: dẫn truyền xung động tim qua tâm nhĩ

Điện thế hoạt động bắt nguồn từ nút xoang đi ra ngoài vào trong các sợi cơ tâm nhĩ. Bằng cách này, điện thế hành động lan truyền qua toàn bộ khối cơ nhĩ và, cuối cùng, đến nút A-V.

Sự bài tiết huyết thanh và chất nhầy của nước bọt

Khi chất tiết chảy qua các ống dẫn, 2 quá trình vận chuyển tích cực chủ yếu diễn ra làm thay đổi rõ rệt thành phần ion trong dịch tiết nước bọt.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất động mạch lên hoạt động của tim

Khi nhiệt độ giảm mạnh thì nhịp tim cũng giảm, có lẽ do sự giảm chậm vài nhịp trên phút khi một người gần qua đời do giảm thân nhiệt cơ thể.

Thể tích hô hấp trong một phút

Thể tích hô hấp mỗi phút trung bình 6lit/phút. Một người có thể sống với giai đoạn ngắn nhất là thể tích hô hấp mỗi phút thấp khoảng 1,5lit/phút và tốc độ hô hấp chỉ khoảng 2-4 nhịp/ phút.

Thành phần của hệ renin angiotensin

Khi huyết áp động mạch giảm, phản ứng nội tại trong thận tạo ra nhiều phân tử prorenin trong các tế bào cận cầu thận để phân cắt và giải phóng renin.

Hoàn thiện của tinh trùng là thụ tinh với trứng

Có rất nhiều biến đổi xảy ra trong giai đoạn hoàn thiện tinh trùng mà nếu không có chúng, tinh trùng không thể xâm nhập vào bên trong trứng cà thực hiện quá trình thụ tinh.

Sinh lý phản xạ có điều kiện và không điều kiện

Bằng những công trình nghiên cứu trên hệ thần kinh trong nhiều năm, Pavlov đã phân biệt hai loại phản xạ: phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.

Giải phẫu và sinh lý của tụy

Tụy tiết nhiều hormon, như amylin, somatostatin, và pancreatic polypeptide, chức năng của chúng chưa được biết rõ. Mục đích chính là bàn về vai trò sinh lý của insulin và glucagon và sinh lý bệnh của các bệnh lý.

Rung thất: điện tâm đồ điển hình

Vì không có bơm máu trong khi rung thất nên tình trạng này sẽ dẫn đến tử vong nếu không có những liệu pháp mạnh như shock điện ngay lập tức.

Vận chuyển các chất qua màng bào tương bằng túi

Trong bào tương các túi nhập bào sẽ hoà lẫn với lysosome, các thành phần trong túi nhập bào sẽ bị thủy phân bởi các enzyme

Chức năng sinh dục nam bất thường

Rối loạn chức năng cương dương, hay gọi là “bất lực”, đặc trưng bởi sự mất khả năng duy trì độ cương cứng của dương vật để thực hiện quá trình giao hợp phù hợp.

Vòng phản xạ thần kinh: tín hiệu đầu ra liên tục

Các nơ-ron, giống các mô bị kích thích khác, phóng xung lặp đi lặp lại nếu mức điện thế màng kích thích tăng lên trên một ngưỡng nào đó. Điện thế màng của nhiều nơ-ron bình thường vẫn cao đủ để khiến chúng phóng xung liên tục.