Tác dụng của Insulin lên chuyển hóa chất béo

2020-07-08 01:56 PM

Insulin có nhiều tác dụng dẫn đến dự trữ chất béo tại mô mỡ. Đầu tiên, insulin tăng sử dụng glucose ở hầu hết các mô, điều này tự động làm giảm sử dụng chất béo, do đó, chức năng này như là dự trữ chất béo.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Mặc dù không hoàn toàn rõ ràng như tác dụng nhanh của insulin lên chuyển hóa carbohydrat, tác dụng của insulin lên chuyển hóa chất béo là về lâu dài và quan trọng không kém. Đặc biệt ấn tượng là ảnh hưởng lâu dài của tình trạng thiếu insulin trong việc gây ra xơ vữa động mạch, thường dẫn đến các cơn đau tim, đột quỵ não, tai biến mạch máu khác. Đầu tiên, tuy nhiên, chúng ta hãy thảo luận về những tác dụng nhanh của insulin lên quá trình chuyển hóa chất béo.

Insulin làm tăng tổng hợp và dự trữ chất béo

Insulin có nhiều tác dụng dẫn đến dự trữ chất béo tại mô mỡ. Đầu tiên, insulin tăng sử dụng glucose ở hầu hết các mô, điều này tự động làm giảm sử dụng chất béo, do đó, chức năng này như là dự trữ chất béo. Tuy nhiên, insulin cũng làm tăng tổng hợp acid béo, đặc biệt khi có quá nhiều carbohydrate được hấp thu hơn lượng cần thiết sử dụng để cung cấp năng lượng, cung cấp nguyên liệu cho tổng hợp chất béo. Hầu như tất cả quá trình tổng hợp này bắt đầu ở tế vào gan, và acid béo sau đó được vận chuyển từ gan tới dự trữ tại các tế bào mỡ nhờ các lipoprotein trong máu. Những yếu tố sau dẫn đến tăng tổng hợp acid béo tại gan:

1. Insulin tăng vận chuyển glucose vào tế bào gan. Sau khi nồng độ glycogen trong gan tăng 5-6%, quá trình tổng hợp glycogen bị ức chế. Tất cả glucose được vận chuyển thêm vào gan trở thành dạng mỡ. Glucose được cắt thành phân tử pyruvat trong quá trình đường phân, và sau đó pyruvat chuyển thành acetyl coenzyme A (acetyl-CoA), nguyên liệu để tổng hợp acid béo.

2. Lượng ion citrate và isocitrate thừa được hình thành bở chu trình acid citric khi quá nhiều glucose được sử dụng để sinh năng lượng. Những ion này sau đó trực tiếp hoạt hóa enzyme acetyl-CoA carboxylase, enzyme cần thiết chuyển acetyl-CoA thành malonyl-CoA, giai đoạn đầu tiên của quá trình tổng hợp acid béo.

3. Hầu hết acid béo được tổng hợp tại gan và được sử dụng để hình thành triglyceride, dạng dự trữ thông thường của chất béo. Chúng giải phóng từ tế bào gan vào máu dưới dạng lipoprotein. Insulin hoạt hóa lipoprotein lipase ở thành mao mạch của mô mỡ, cắt trigliceride trở lại thành acid béo, cần thiết cho sự hấp thu chúng vào tế bào mỡ, nơi chúng được chuyển lại thành trigliceride và được dự trữ.

Vai trò của insulin trong dự trữ chất béo ở tế bào mỡ

1. Insulin ức chế hoạt động của lipase nhạy cảm với hormon (hormone-sensitive lipase). Lipase là enzyme giúp thủy phân triglyceride đã dự trữ ở tế bào mỡ. Do đó, ức chế giải phóng acid béo từ mô mỡ vào tuần hoàn.

2. Insulin tăng cường vận chuyển glucose qua màng tế bào vào tế bào mỡ theo cùng cách làm tăng vận chuyển glucose vào tế bào cơ. Một phần nhỏ glucose được sử dụng để tổng hợp một lượng nhỏ acid béo, nhưng quan trọng hơn, nó cũng được dùng để tạo thành một lượng lớn α-glycerol phosphate. Phân tử này cung cấp glycerol để kết hợp với acid béo để hình thành trigliceride, dự trữ trong tế bào mỡ. Do đó, khi không có insulin, sự dự trữ một lượng lớn acid béo được vận chuyển đến từ gan trong lipoprotein hầu như bị chặn lại.

Thiếu hụt insulin làm tăng sử dụng chất béo tạo năng lượng

Tất cả những cách giáng hóa chất béo để cung cấp năng lượng được tăng cường rất nhiều trong điều kiện thiếu insulin. Kể cả bình thường, điều này cũng xảy ra giữa các bữa ăn khi lượng tiết insulin là rất nhỏ, nhưng nó trở nên mạnh mẽ hơn ở những người mắc đái tháo đường khi lượng tiết insulin gần như bằng không. Kết quả của hiệu ứng này được mô tả ở phần sau.

Thiếu hụt insulin gây ra thoái hóa mỡ dự trữ và giải phóng acid béo tự do

Trong điều kiện thiếu insulin, tất cả hiệu ứng của insulin được ghi ở trên giúp dự trữ chất béo bị đảo ngược. Hiệu ứng quan trọng nhất là enzyme lipase nhạy cảm với hooc-môn ở tế bào mỡ trở nên hoạt động mạnh hơn. Điều này làm thủy phân triglyceride dự trữ, giải phóng một lượng lớn acid béo và glycerol vào tuần hoàn máu. Kết quả là, nồng độ acid béo tự do bắt đầu tăng. Những acid béo tự do này trở thành nguồn năng lượng chính được sử dụng ở tất cả các mô trong cơ thể ngoại trừ não.

Hình cho thấy tác động của sự thiếu hụt insulin lên nồng độ acid béo tự do trong huyết tương. Ghi nhận dường như ngay lập tức sau khi loại bỏ tụy, nồng độ acid béo tự do trong huyết tương bắt đầu tăng, thậm chí nhanh hơn tốc độ tăng nồng độ glucose.

Tình trạng thiếu hụt insulin làm tăng nồng độ cholesterol và phospholipid huyết tương

Sự dư thừa acid béo trong huyết tương liên quan đến sự thiếu hụt insulin làm tăng sự chuyển đổi tại gan của một số acid béo thành phospholipid và cholesterol, hai sản phẩm chính của chuyển hóa chất béo. Hai phân tử này, song song với sự dư thừa triglyceride được tổng hợp tại gan cùng thời điểm, rồi được đổ vào máu dưới dạng lipoprotein. Ngẫu nhiên lipoprotein huyết tương tăng khoảng 3 lần trong tình trạng thiếu hụt insulin, chiếm vài phần trăm trong tổng nồng độ lipid huyết tương chứ không phải như bình thường 0.6%. Nồng độ lipid cao đặc biệt là nồng độ cholesteron cao làm tăng sự tiến triển của bệnh xơ vữa động mạch ở bệnh nhân đái tháo đường.

Dư thừa sử dụng chất béo trong thiếu hụt insulin gây ra ketosis và acidosis

Thiếu hụt insulin cũng gây ra dư thừa một lượng acid acetoacetic được hình thành trong tế bào gan. Sự dư thừa này là kết quả của hiệu ứng sau: Thiếu hụt insulin nhưng trước tình trang thừa acid béo ở tế bào gan, cơ chế vận chuyển cartinine giúp vận chuyển acid béo vào ty thể trở nên tăng cường hoạt động. Ở ty thể, quá trình beta oxi hóa acid béo diễn ra nhanh chóng, giải phóng ra một lượng lớn acetyl-CoA. Phần lớn của lượng acetyl-CoA dư thừa này sau đó được chuyển thành acid acetoacetic. Sau đó giải phóng vào máu. Hầu hết acid acetoacetic đi tới những tế bào ngoại vi, nơi chúng được chuyển trở lại thành acetyl-CoA và sử dụng cho năng lượng như bình thường.

Cùng lúc đó, sự thiếu hụt insulin cũng làm giảm sử dụng acid acetoacetic ở mô ngoại vi. Do đó, rất nhiều acid acetoacetic được giải phóng từ gan không thể được chuyển hóa hoàn toàn ở mô. Như trong hình, nồng độ acid acetoacetic tăng trong vài ngày sau khi dừng tiết insulin, đôi khi, mức tăng nồng độ lên đến 10 mEq/l hoặc nhiều hơn, đó là trạng thái nhiễm toan nghiêm trọng của dịch cơ thể.

Tác dụng của việc loại bỏ tuyến tụy đối với nồng độ gần đúng của glucose trong máu

Hình. Tác dụng của việc loại bỏ tuyến tụy đối với nồng độ gần đúng của glucose trong máu, axit béo tự do trong huyết tương và axit acetoacetic.

Như đã trình bày trong phần 69, một phần acid acetoacetic cũng chuyển thành acid β-hydroxybutyric và aceton. 2 phân tử này, song song với acid acetoacetic, được gọi là thể ketone, và sự xuất hiện với một lượng lớn của chúng trong dịch cơ thể được gọi là ketosis. Chúng ta sẽ thấy lại chúng trong tiểu đường nặng, acid acetoacetic và acid β-hydroxybutyric có thể dẫn đến nhiễm toan nặng và hôn mê, có thể dẫn đến tử vong.

Bài viết cùng chuyên mục

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.

Nhĩ thu và thất thu với các sóng: điện tâm đồ bình thường

Trước khi co bóp của cơ có thể xảy ra, sự khử cực phải lan truyền qua cơ. Sóng P xảy ra vào lúc bắt đầu của co bóp của tâm nhĩ, và phức bộ QRS của các sóng xảy ra vào lúc bắt đầu co bóp của tâm thất.

Sự tăng trưởng và phát triển của trẻ em

Phát triển hành vì chủ yếu liên quan đến sự hoàn thiện của hệ thần kinh. Nó khó để phân biệt giữa hoàn thiện cấu trúc giải phẫu của hệ thống thần kinh hay do giáo dục.

Sinh lý tuyến tuỵ nội tiết

Tụy nằm trong khung tá tràng, sau dạ dày. Trọng lượng 70-80g. Dài 10-18cm, cao 6cm, dày 1-3cm. Tụy nội tiết gồm những đảo Langerhans (gồm từ 1-2 triệu đảo), là những tế bào tụ thành từng đám, chiếm 1g tổ chức tụy, thường ở gần mạch máu.

Vùng dưới đồi: cơ quan đầu não của hệ limbic

Vùng dưới đồi, mặc dù kích thước nhỏ, chỉ vài cm (nặng khoảng 4 gram),  nhưng có 2 đường truyền tới tất cả cấu trúc của hệ limbic. Vùng dưới đồi và cấu trúc phụ liên quan gửi xung động đi ra theo 3 đường.

Bạch huyết: các kênh bạch huyết của cơ thể

Hầu như tất cả các mô của cơ thể có kênh bạch huyết đặc biệt dẫn dịch dư thừa trực tiếp từ khoảng kẽ. Các trường hợp ngoại lệ bao gồm các phần của bề mặt da, hệ thống thần kinh trung ương, các màng của cơ bắp và xương.

Đại cương sinh lý nước điện giải trong cơ thể

Nước là thành phần đơn độc lớn nhất của cơ thể. Trẻ em có tỷ lệ phần trăm nước so với trọng lượng cơ thể cao nhất, chiếm 75%

Dịch ngoại bào: môi trường trong cơ thể

Dịch ngoại bào và máu luôn có quá trình trao đổi qua lại với nhau nhờ quá trình khuếch tán dịch và chất tan qua thành các mao mạch, dịch ngoại bào chứa các ion và các chất dinh dưỡng và là môi trường.

Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin

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.

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.

Vận chuyển CO2 trong máu: các dạng vận chuyển và hiệu ứng Hanldane

Một lượng lớn CO2 đó có vai trò tạo nên sự cân bằng axit-bazơ của các chất dịch cơ thể. Dưới điều kiện bình thường khi nghỉ ngơi, trong mỗi 100 ml máu trung bình có 4ml CO2 được vận chuyển từ mô tới phổi.

Vai trò của ion canxi trong co cơ

Nồng độ Ca nội bào tăng khi Ca++ đi vào trong tế bào qua kênh Ca trên màng tế bào hoặc được giải phóng từ lưới cơ tương. Ca++ gắn với camodulin (CaM) trở thành phức hợp Ca++-CaM, hoạt hóa chuỗi nhẹ myosin kinase.

Các yếu tố điều chỉnh lượng thực phẩm ăn vào cơ thể

Sự điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào có thể được chia thành điều chỉnh ngắn hạn, nó quan tâm chủ yếu tới việc hạn chế lượng thức ăn trong một bữa, và điều chỉnh dài hạn, kiểm soát chủ yếu là duy trì số lượng bình thường dự trữ năng lượng trong cơ thể.

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.

Sự bài tiết cholesterol của gan và sự hình thành sỏi mật

Muối mật được hình thành trong các tế bào gan từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, mỗi ngày khoảng 1 - 2 gam cholesterol được loại bỏ khỏi huyết tương và bài tiết vào trong mật.

Block nhĩ thất không hoàn toàn: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Một điện tâm đồ có P-R kéo dài khoảng 0.3s thay vì bình thường khoảng 0,2s hoặc ít hơn. Do đó, block độ 1 được định nghĩa là sự chậm dẫn truyền từ nhĩ đến thất chứ không phải mất hẳn dẫn truyền.

Kiểm soát giải phóng năng lượng trong tế bào

Cơ chế xúc tác phản ứng hoá học của enzyme, trước hết là nhờ sự kết hợp lỏng lẻo với một trong các chất phản ứng, thay thế cầu nối bền chặt trong phân tử chất để có thể phản ứng được với các chất khác.

Giảm chức năng thận: gây tăng huyết áp mãn tính

Mức độ tăng vừa phải của huyết áp cũng dẫn đến sự rút ngắn kỳ vọng sống. Tăng huyết áp nghiêm trọng nghĩa là giá trị huyết áp trung bình tăng 50% hoặc ở trên ngưỡng bình thường thì kỳ vọng sống là không lớn hơn một vài năm, trừ khi được điều trị thích hợp.

Hệ thống co mạch giao cảm: sự kiểm soát của nó bởi hệ thống thần kinh trung ương

Trung tâm vận mạch ở não dẫn truyền tín hiệu phó giao cảm qua dây X đến tim và tín hiệu giao cảm qua tủy sống và sợi giao cảm ngoại vi đến hầu như tất cả động mạch, tiểu động mạch và tĩnh mạch của cơ thể.

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.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Những hệ thống kiểm soát hằng số nội môi ở trẻ sinh thiếu tháng

Những hệ thống cơ quan khác nhau chưa hoàn thiện chức năng ở trẻ sơ sinh thiếu tháng làm cho các cơ chế hằng định nội môi của cơ thể không ổn định.

Sinh lý học các chất điện giải trong cơ thể

ADH tăng tái hấp thu nước ở ống lượn xa và ống góp. Khi Na+ máu dưới 135 mEq/l, thuỳ sau tuyến yên ngừng tiết ADH gây bài xuất nhiều nước tiểu loãng.

Phân tích đồ thị bơm máu của tâm thất

Đường cong áp suất tâm thu được xác định nhờ ghi lại áp suất tâm thu đạt được khi tâm thất co tại mỗi thể tích được làm đầy.

Tổ chức lại cơ để phù hợp với chức năng

Các đường kính, chiều dài, cường độ, và cung cấp mạch máu của chúng bị thay đổi, và ngay cả các loại của sợi cơ cũng bị thay đổi ít nhất một chút.