1.2.1. Sinh tổng hợp và cấu trúc của Insulin
Insulin là hormon chính chịu trách nhiệm trong chuyển hoá glucose, nó đƣợc tổng hợp từ tế bào β của tiểu đảo Langerhans của tuyến tụy.
Tế bào β chủ yếu có ở phần trƣớc đầu, thân và đuôi tụy (70 – 80%), phần sau đuôi tụy chỉ có 15 -20 %. Các tế bào β nằm ở trung tâm của đảo tụy, dòng máu chảy từ trung tâm mang theo hàm lƣợng Insulin cao ra ngoại vi sẽ ức chế các tế bào α bài tiết glucagon [2].
Ở ngƣời, gen điều hoà bài tiết Insulin nằm trên cánh tay ngắn của nhiễm sắc thể thứ 11. Quá trình sinh tổng hợp Insulin có thể tóm tắt qua các bƣớc sau:
- Đầu tiên ở ribosom tổng hợp chất preproinsulin, một polypeptid có đoạn gồm 23 acid amin ở đầu N - tận, có trọng lƣợng phân tử khoảng 11500. Chuỗi này có tác dụng nhƣ một chuỗi tín hiệu, giúp protein đƣợc tổng hợp bởi Polyribosome.
- Chất preproinsulin đƣợc chuyển đến lƣới nội nguyên sinh và chuyển thành proinsulin có trọng lƣợng phân tử khoảng 9000.
- Tiếp đó, phần lớn proinsulin đƣợc chuyển đến bộ Golgi, ở đó xảy ra quá trình cắt chuỗi peptid nối gồm 31 acid amin, tức C - peptid. Sự tạo thành Insulin từ proinsulin tiếp tục ở nang bài tiết. Dƣới tác dụng của ion Ca++, các nang bài tiết đƣợc chuyển đến sát tế bào. Nhƣ vậy preproinsulin và proinsulin không hoạt động và là những tiền thân của Insulin hoạt động. Có khoảng 1/6 sản phẩm đƣợc bài tiết dƣới dạng proinsulin. Ở trong máu Insulin chủ yếu ở dƣới dạng tự do phần nhỏ ở dạng kết hợp với protein kiềm, dạng tự do là dạng hoạt động còn dạng kết hợp và proinsulin là dạng không hoạt động. Do đó một số trƣờng hợp dạng kết hợp của Insulin có nồng độ bình thƣờng, nhƣng dạng Insulin tự do giảm vẫn gây nên bệnh đái tháo đƣờng [14].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - Cơ chế kích thích tổng hợp Insulin.
Nhiều yêú tố tham gia vào sự tổng hợp Insulin, quá trình tổng hợp Insulin chậm hơn so với quá trình đẩy những hạt bài tiết Insulin ra ngoài tế bào. Glucagon từ tế bào alpha của tiểu đảo Langerhans kết hợp với những thụ thể màng của tế bào bêta, những thụ thể này (sau khi kết hợp với hormon) hoạt hoá protein G, protein G đƣợc hoạt hoá, hoạt hoá hệ thống adenylat –cyclase (AC), tạo ra AMP vòng (AMPc). Những yếu tố peptid khác bài tiết bởi ruột, cũng tới và kết hợp với thụ thể màng tế bào bêta của đảo tụy, hoạt hoá hệ AMPc. Những yếu tố trên cấu thành một “trục ruột - tụy”, từ ruột tới tiểu đảo Langerhans có thể điều chỉnh sự bài tiết của Insulin theo nhu cầu tăng lên bởi sự tiêu hoá. Cholecystokinin tạo thành bởi tế bào tá tràng hoạt hoá sự tổng hợp và bài tiết Insulin [15], [16].
Những yếu tố trên hoạt hoá adenylat - cyclase và hoạt hoá protein – kinase A của tế bào bêta. Nhiều protein đƣợc phosphoryl hoá bởi kinase trên có thể một số yếu tố phiên mã nhƣ HNF - 1 đƣợc phosphoryl hoá, tới nhân, ở đó yếu tố phiên mã kết hợp với các trình tự đặc hiệu của AND, có thể hoạt hoá sự phiên mã của gen Insulin [15], [1].
1.2.2. Tiết Insulin
Tuyến tụy của ngƣời bình thƣờng tiết khoảng 40 – 50 đơn vị Insulin mỗi ngày. Nồng độ Insulin nền trong máu lúc đói ở ngƣời trung bình là 10 UI /ml. Ở ngƣời bình thƣờng Insulin huyết tƣơng ít khi tăng tới 100UI/ml sau bữa ăn thông thƣờng. Nồng độ Insulin ở máu ngoại vi bắt đầu tăng và đạt đỉnh cao sau 30 -45 phút sau đó giảm nhanh cùng với giảm nồng độ glucose huyết tƣơng sau khi ăn và nồng độ glucose sẽ trở về giá trị ban đầu sau 90 – 120 phút [1], [15].
1.2.3. Hiện tượng kháng Insulin
Kháng Insulin là sự suy giảm hiệu quả tác dụng sinh học của Insulin trên tế bào đích, biểu hiện thông thuờng bằng gia tăng nồng độ Insulin trong máu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Có thể nói cách khác kháng Insulin xảy ra khi tế bào của mô đích không đáp ứng hoặc bản thân các tế bào chống lại sự tăng Insulin máu. Một trong những tác dụng chính của Insulin là giúp chuyển hoá glucose, vì bất thƣờng về tác dụng của Insulin sẽ đƣa đến một số biểu hiện lâm sàng. Insulin từ tế bào bêta lƣu hành trong máu tác dụng lên tế bào đích, các biến cố xảy ra ở bất cứ khâu nào cũng sẽ ảnh hƣởng tác dụng của hormon này [1], [2], [15], [28], [47].