Tác dụng của insulin lên chuyển hóa protein và tăng trưởng

Insulin làm tăng tổng hợp và sự trữ protein

Protein, carbohydrate và chất béo được dự trữ ở mô trong vòng một vài giờ sau bữa ăn khi có một lượng chất dinh dưỡng dư thừa trong tuần hoàn; insulin cần thiết cho quá trình dự trữ này xảy ra. Cách mà insulin làm tăng tổng hợp protein chưa được hiểu rõ như với cơ chế trong dự trữ glucose và chất béo. Đây là một vài kết quả ghi nhận trong thực tế:

1. Insulin kích thích vận chuyển nhiều amino acid vào trong tế bào. Trong các amino acid, vận chuyển mạnh nhất là valine, leucine, isoleucine, tyrosine và phenylalanine. Do đó insulin cùng với hormon tăng trưởng làm tăng hấp thu amino acid vào tế bào. Tuy nhiên, amino acid bị tác động độc lập không nhất thiết phải cùng acid amin khác.

2. Insulin tăng dịch mã để tạo nên protein mới. Bằng một cách chưa rõ, insulin “bật” bộ máy ribosome. Khi thiếu hụt insulin, ribosome đơn giản là ngừng làm việc, gần như insulin hoạt động theo một cơ chế “bật-tắt”.

3. Trong một khoảng thời gian dài, insulin cũng tăng tỷ lệ phiên mã các chuỗi AND chọn lọc trong nhân tế bào, do đó hình thành nên sự tăng lượng ARN và tổng hợp protein đặc biệt làm tăng nhiều enzyme cho dự trữ carbohydrate, chất béo và protein.

4. Insulin ức chế dị hóa protein, do đó giảm tỷ lệ amino acid được giải phóng từ tế bào, đặc biệt là từ tế bào cơ. Có thể kết quả này từ khả năng của insulin làm giảm sự giáng hóa bình thường của tế bào bởi lysosome.

5. Ở gan, insulin giảm tỷ lệ tân tạo glucose bằng cách giảm hoạt động của enzyme làm tăng quá trình tân tạo đường. Vì những nguồn nguyên liệu để tổng hợp glucose trong tân tạo đường là amino acid huyết tương, sự ức chế này tiết kiểm amino acid ở protein dự trữ trong cơ thể.

Tổng kết lại, insulin làm tăng hình thành protein và ngăn chặn giáng hóa protein.

Thiếu hụt insulin gây ra cạn kiệt protein và tăng acid amin huyết tương

Thực tế thì tất cả quá trình dự trữ protein dừng lại khi thiếu insulin. Dị hóa protein tăng, tổng hợp protein dừng lại và một lượng lớn acid amin giải phóng vào huyết tương. Nồng độ amino acid huyết tương tăng đáng kể, và hầu hết amino acid dư thừa được sử dụng trực tiếp để tạo năng lượng hoặc nguyên kiệu cho tân tạo đường. Giáng hóa amino acid cũng dẫn đến tăng urê bài xuất trong nước tiểu. Kết quả là protein bị hao hụt dần là một trong những ảnh hưởng quan trọng của đái tháo đường. Nó có thể dẫn đến sút cân nghiêm trọng và suy giảm chức năng nhiều cơ quan.

Insulin và hormon tăng trưởng tương tác hiệp đồng để làm tăng cường phát triển

Do insulin cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, nó cần thiết như một hooc-môn tăng trưởng cho sự phát triển của động vật. Như hình, cắt bỏ tuyến tụy, cắt tuyến yên ở chuột nếu không được điều trị hiếm phát triển được dù chỉ một chút. Hơn nữa, Sự điều khiển bởi một trong 2 hormon này tại một thời điểm hầu như không tạo ra sự phát triển. Tuy nhiên sự kết hợp giữa hai hormon này đem lại sự phát triển ấn tượng, do đó xuất hiện sự tương tác chức năng của hai hormon này giúp thúc đẩy tăng trưởng, với từng vai trò chức năng đặc thù riêng biệt. Có lẽ cần thiết cả 2 hormon cho sự phát triển xuất phát từ thực tế rằng mỗi hormon tăng cường sự hấp thu vào tế bào một cách chọn lọc những amino acid khác nhau, và tất cả chúng đều cần thiết để tăng trưởng.

Hình. Tác dụng của hormone tăng trưởng, insulin và tăng trưởng hoóc môn cộng với insulin trên sự tăng trưởng ở một con chuột bị suy giảm và giảm sinh.