Свързани термини:
- Глюкоза
- Ейкозаноиден рецептор
- Ензими
- Пептидаза
- Глюкагон
- Инсулин
- Пептид
- Протеин
- Клетъчната мембрана
Изтеглете като PDF
За тази страница
Инкретини и секреция на инсулин
Кристофър Х.С. Макинтош,. Су-Джин Ким, във Витамини и хормони, 2010
Черен дроб и скелетен мускул
Хормони и транспортни системи
Денован П. Бег, във Витамини и хормони, 2015
Резюме
Панкреатичният хормон инсулин играе добре описана роля в периферията, основана главно на способността му да понижава нивата на циркулиращата глюкоза чрез активиране на транспортери на глюкоза. Въпреки това, инсулинът действа и в централната нервна система (ЦНС), за да промени редица физиологични резултати, вариращи от енергийния баланс и глюкозната хомеостаза до когнитивните резултати. Инсулинът се транспортира в ЦНС чрез наситен рецептор-медииран процес, за който се предполага, че зависи от инсулиновия рецептор. Транспортът на инсулин в мозъка зависи от множество фактори, включително диета, гликемия, състояние на диабет и по-специално затлъстяването. Затлъстяването води до значително намаляване на транспорта на инсулин от периферията в ЦНС и биологичната основа на това намаляване на транспорта остава неразрешена. Въпреки десетилетия изследвания на ефектите на централния инсулин върху широк спектър от физиологични функции и неговия транспорт от периферията до ЦНС, много въпроси остават без отговор, включително кой рецептор е отговорен за транспорта и точните механизми на действие на инсулина в мозъка.
Хормонално сигнализиране към мозъка за контрол на храненето/енергийния баланс
Инсулин
Инсулинът е панкреатичен хормон, който регулира нивата на кръвната захар, като стимулира превръщането на глюкозата в гликоген. В допълнение към тази роля в метаболизма на въглехидратите, инсулинът потиска апетита, както се вижда от ефекта от директните инжекции на инсулин в мозъка. Инсулиновите рецептори се разпределят в хипоталамуса и NTS и са особено концентрирани върху NPY и POMC невроните в дъгообразното ядро, където тяхното разпределение е подобно на това на лептиновия рецептор. Тази допълнителна роля на инсулина може да бъде свързана с неговата функция в липидната хомеостаза, тъй като, освен че насърчава съхранението на въглехидрати, инсулинът насърчава и съхраняването на мазнини. Общите нива на инсулин корелират със степента на затлъстяване по начин, подобен на корелацията, показана от лептина.
Захарен диабет
Патофизиология
При здрави индивиди инсулинът действа съвместно с допълнителен панкреатичен хормон, глюкагон (както и други не панкреатични хормони), за да поддържа базовото ниво на кръвната глюкоза (евгликемия). Докато инсулинът понижава кръвната захар по време на хипергликемия, глюкагонът увеличава кръвната захар по време на хипогликемия. При индивиди със захарен диабет способността за поддържане на евгликемично състояние в най-добрия случай е нарушена и по-често напълно нарушена. Липсата на инсулин или намалена реакция на хормона води до хипергликемия поради невъзможността да се премести глюкозата от кръвта в тъканите. Хипергликемията допълнително се преувеличава от повишената секреция на глюкагон, тъй като отделянето му обикновено се инхибира от инсулина. Сумирането на тези две събития оказва дълбоко влияние върху метаболизма.
Том 2
Инсулин
Друг периферен хормон с основна роля в регулирането на репродукцията е панкреатичният хормон, инсулинът. 8 Ключовата функция на инсулина като основен метаболитен регулатор отдавна е всеобщо призната и подробната рекапитулация на метаболитните му характеристики явно надхвърля целите и обхвата на тази глава. Независимо от това, за целите на този преглед е важно да се отбележи, че инсулинът действа като основен регулатор на синтеза на лептин и по този начин техните нива (и биологични действия) често са тясно свързани. В съответствие с това твърдение се предлага инсулинът също да играе роля като модулатор на оста HPG с преобладаващи стимулиращи действия, както е ясно илюстриран от факта, че състояния на ниски или нулеви нива на инсулин, като неконтролиран диабет, често се свързват с потиснати нива на гонадотропин и различни форми на репродуктивна недостатъчност. 8 И все пак репродуктивното измерение на действието на инсулина остава по-слабо характеризирано от това на лептина, въпреки наличните доказателства, предполагащи значима физиологична роля на инсулиновата сигнализация при регулирането на оста на HPG.
ХИ Хормони извън червата: Централна и периферна нервна система ☆
Суперсемейството Secretin/Glucagon/VIP/PHI/PACAP/GIP
Суперсемейството на структурно свързани пептиди, което включва класически чревни хормони секретин и глюкозозависим инсулинотропен пептид (GIP) и панкреатичния хормон глюкагон, също така включва основни невропептидни предаватели като VIP, PHI и PACAP. В случая на глюкагон има добри доказателства, че една молекула предшественик може да даде няколко различни продукта чрез алтернативна посттранслационна обработка. В алфа клетките на панкреатичните островчета самият глюкагон е основен продукт; в чревните L клетки глюкагоноподобният пептид-1 (GLP-1) и GLP-2 са първични продукти (но не и глюкагон). Невроните на ЦНС приличат на червата по-близо от панкреаса при обработката на предшественика на глюкагона; една от възможните роли на GLP на ЦНС е в контрола на приема на храна. Двама членове на семейството, които изглежда са преобладаващо експресирани в неврони, а не в ендокринни клетки, са VIP (предшественикът на които също води до свързания пептид PHI) и тясно свързания пептид PACAP.
Нови насоки във фармакологичното лечение на пристрастяване към храни, преяждане и затлъстяване
Амелия А. Дейвис,. Марк С. Голд, в поведенчески зависимости, 2014
Прамлинтид
Прамлинтид е сравнително ново допълнение за диабет, както тип 1, така и тип 2, което е инжекционен антихипергликемичен агент, който имитира панкреатичния хормон амилин и заедно с инсулина регулира контрола на глюкозата след хранене. Амилинът е малък пептиден хормон, който се освобождава от β-клетките в панкреаса заедно с инсулин (Neff & Aronne, 2007) и напълно липсва при лица с диабет тип 1 (Johns, 2007). Въпреки че не е одобрен от FDA за отслабване, доказано е, че насърчава загубата на тегло чрез увеличаване на ситостта и намаляване на приема на храна. Мултицентрово проучване от фаза 2 при 204 пациенти, лекувани без инсулин със или без диабет тип 2, показва загуба на тегло с 3,7% и намаляване на обиколката на талията с 3,6 cm (Edelman, Maier и Wilhelm, 2008). Също така, около 31% от пациентите, лекувани с прамлинтид, постигат 5% намаление на теглото, в сравнение с само 2% от пациентите, лекувани с плацебо (Edelman et al., 2008). Най-честите нежелани реакции са гадене и нежелани реакции, свързани с инжектиране. Леки хипогликемични събития, които отзвучават без медицинска намеса, са докладвани при 8% от пациентите, лекувани с прамлинтид, и няма съобщения за умерена или тежка хипогликемия (Edelman et al., 2008).
Сигнални пътища, включени в когнитивното подобрение
Томас Дж. Нелсън,. Даниел Л. Алкон, в Когнитивно подобрение, 2015
Инсулин
Животните с изкуствен диабет, индуциран от стрептозотоцин, показват недостатъци на паметта (Mayer et al., 1990). Въпреки че инсулинът обикновено се смята за панкреатичен хормон, инсулинът и свързаните с него инсулинови пептиди изглежда се отделят и синтезират независимо в мозъка (Zhao et al., 1999), главно в хипоталамуса, хипокампуса, обонятелната луковица и малкия мозък. Инсулинът също преминава през кръвно-мозъчната бариера чрез наситен транспортер, специфичен за инсулина (Banks, 2004).
Инсулинът може да има различна функция в мозъка, отколкото в периферията, въпреки че много от мозъчните ефекти на инсулина и инсулиноподобните пептиди са важни поведенчески адаптации към енергийната наличност, като способността да усеща хранителни вещества и да оценява възможностите за получаване на ценна храна . Това доведе до хипотезата, че инсулинът и инсулиноподобният растежен фактор-1 (IGF-1) могат да бъдат полезни като мощни синаптични подобрители (Derakhshan and Toth, 2013). Въпреки това, както при невростероидите, тези пептиди имат силни невронални ефекти в периферията, които правят предизвикателни поведенчески тестове на системно прилагани лекарства.
Съобщава се, че острото интраназално приложение на инсулин подобрява вербалната памет при пациенти с болест на Алцхаймер и по-възрастни пациенти с леко когнитивно увреждане (Reger et al., 2006, 2008). Инсулинът стимулира растежа на невритите, вероятно чрез въздействие върху пътищата надолу по веригата от NGF (Recio-Pinto et al., 1984). IGF-1 и инсулинът също предпазват клетките от апоптоза (Tanaka et al., 1998; Ghasemi et al., 2013).
Розиглитазон е антидиабетно лекарство, продавано преди това като Avandia от GlaxoSmithKline. Той се свързва с активирания от пероксизома пролифератор рецептор γ и регулира експресията на гени, свързани с усвояването и изхвърлянето на глюкоза (Derosa and Maffioli, 2012). Тъй като се смята, че притежават противовъзпалителна активност и намаляват инсулиновата чувствителност, розиглитазон и пиоглитазон са били подложени на клинични изпитвания при пациенти с болестта на Алцхаймер, но досега е установено, че са неефективни (Miller et al., 2011). Въпреки това, някои доклади показват, че розиглитазон може да подобри синаптичната пластичност в зъбната извивка на възрастни плъхове, вероятно чрез подобряване на използването на глюкозата (Derakhshan and Toth, 2013). По този начин, розиглитазон или негово производно все още може да намери приложение като общ когнитивен подобрител.