Effets physiologiques de l’insuline

Origin: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/pancreas/insulin_phys.html
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Se tenir debout sur un s’et demander les gens s’ils savent ce que l’insuline est, et beaucoup vont répondront, « il n’a-t-elle quelque chose à voir avec le sucre dans le sang? » En effet, c’est exact, mais une telle réponse est un peu comme dire « Mozart? N’était-il pas une sorte d’un musicien? »

L’insuline est un acteur clé dans le contrôle du métabolisme intermédiaire, et le tableau d’ensemble est qu’il organise l’utilisation des combustibles pour stockage ou oxydation. Grâce à ces activités, l’insuline a des effets profonds sur le métabolisme des glucides et des lipides tant et des influences significatives sur le métabolisme des protéines et de minéraux. En conséquence, dérangements dans la signalisation de l’insuline ont des effets très répandues et dévastateurs sur de nombreux organes et tissus.

Le récepteur de l’insuline et le mécanisme d’Action

Comme les récepteurs d’autres hormones protéiques, les récepteurs de l’insuline sont incorporé dans la membrane plasmique. Le récepteur de l’insuline est composé de deux sous-unités alpha et deux sous-unités bêta reliées par des ponts disulfures. Les chaînes alpha sont des domaines de liaison de l’insuline entièrement extracellulaire et la maison, tandis que les chaînes bêta lié pénètrent à travers la membrane plasmique.

l’insuline

Le récepteur de l’insuline est une kinase de tyrosine. En d’autres termes, elle fonctionne comme une enzyme qui transfère des groupements phosphate de l’ATP aux résidus de tyrosine sur protéines cibles intracellulaires. Liaison de l’insuline pour les sous-unités alpha provoque les sous-unités bêta de phosphoryler eux-mêmes (autophosphorylation), activant ainsi l’activité catalytique du récepteur. Les récepteurs activés phosphoryle ensuite un certain nombre de protéines intracellulaires, qui à son tour modifie leur activité, générant ainsi une réponse biologique.

Plusieurs protéines intracellulaires ont été identifiés comme des substrats de la phosphorylation du récepteur de l’insuline, est la mieux étudiée dont substrat de récepteur de l’insuline 1 ou IRS-1. Lorsque IRS-1 est activée par phosphorylation, beaucoup de choses se produisent. Entre autres choses, IRS-1 est un type de centre d’accueil pour le recrutement et l’activation d’autres enzymes qui interviennent en fin de compte les effets de l’insuline. Un aperçu plus détaillé de ces processus est présenté dans la section sur la Transduction de Signal de l’insuline.

L’insuline et le métabolisme des glucides

Glucose est libéré de glucides alimentaires tels que l’amidon ou du sucrose par hydrolyse dans  l’intestin grêleet est ensuite absorbée dans le sang. Des concentrations élevées de glucose dans le sang stimulent la libération d’insuline, et l’insuline agit sur les cellules thoughout le corps pour stimuler la consommation, l’utilisation et le stockage du glucose. Les effets de l’insuline sur le métabolisme du glucose varient selon le tissu cible. Deux effets importants sont :

1. l’insuline facilite l’entrée du glucose dans les muscles, les tissus adipeux et plusieurs autres tissus. Le seul mécanisme par lequel les cellules peuvent occuper de glucose est par diffusion facilitée grâce à une famille de transporteurs hexose. Dans de nombreux tissus – muscle étant un excellent exemple – le transporteur majeur utilisé pour l’absorption de glucose (appelé GLUT4) est mis à disposition dans la membrane plasmique grâce à l’action de l’insuline.

Lorsque les concentrations d’insuline sont faibles, les transporteurs de glucose GLUT4 sont présents dans des vésicules cytoplasmiques, où ils sont inutiles pour le transport de glucose. Liaison de l’insuline à des récepteurs sur les cellules conduit rapidement à la fusion de ces vésicules avec la membrane plasmique et l’insertion des transporteurs de glucose, donnant ainsi à la cellule une capacité à absorber efficacement de glucose. Lorsque les taux sanguins de récepteurs d’insuline insuline et diminution sont occupés n’est plus, les transporteurs de glucose sont recyclés dans le cytoplasme.

Il convient ici de noter qu’il existe certains tissus ne nécessitant pas l’insuline pour une absorption efficace de glucose : cerveau et le foie sont des exemples importants. C’est parce que ces cellules n’utilisent GLUT4 pour l’importation de glucose, mais plutôt, un autre transporteur qui n’est pas insulino-dépendant.

Glygen

2. l’insuline stimule le foie pour stocker le glucose sous forme de glycogène. Une grande partie du glucose absorbé dans l’intestin grêle est immédiatement reprise par les hépatocytes, qui convertissent en le glycogène de polymère de stockage.

L’insuline a plusieurs effets dans le foie qui stimulent la synthèse du glycogène. Tout d’abord, il active l’enzyme hexokinase, qui phosphoryle le glucose, emprisonnant dans la cellule. Soit dit en passant, l’insuline agit pour inhiber l’activité de la glucose-6-phosphatase. L’insuline active également plusieurs des enzymes qui sont directement impliqués dans la synthèse du glycogène, y compris la phosphofructokinase et glycogène synthase. L’effet net est clair : lorsque l’apport de glucose est abondante, l’insuline  » dit  » le foie à la Banque autant de lui que possible pour utilisation ultérieure.

3. un effet bien connu de l’insuline est de diminuer la concentration de glucose dans le sang, qui fasse sens étant donné les mécanismes décrits ci-dessus. Une autre considération importante est que, comme les concentrations de glucose de sang tombent, la sécrétion d’insuline ne répond plus. En l’absence d’insuline, une majeure partie des cellules dans le corps deviennent incapables de relever du glucose et commencer un commutateur à l’aide de carburants de remplacement comme les acides gras en énergie. Neurones, cependant, nécessitent un apport constant de glucose, qui, à court terme, est fournie à partir des réserves de glycogène.

Lorsque le taux d’insuline dans le sang chute, diminue la synthèse de glycogène dans le foie et enzymes responsables de la dégradation du glycogène deviennent actifs. Glycogénolyse est stimulée, non seulement par l’absence d’insuline, mais aussi par la présence du glucagon, qui est sécrétée lorsque la glycémie chute sous la normale.

L’insuline et le métabolisme des lipides

Les voies métaboliques de l’utilisation des graisses et des hydrates de carbone sont profondément et intimement liés. Compte tenu des effets profonds de l’insuline sur le métabolisme glucidique, il va de soi que l’insuline a aussi des effets importants sur le métabolisme des lipides, dont les suivants :

Fatspare

1. l’insuline favorise la synthèse des acides gras dans le foie. Comme indiqué ci-dessus, l’insuline est stimulant à la synthèse de glycogène dans le foie. Cependant, comme le glycogène s’accumule à des concentrations élevées (environ 5 % de la masse du foie), plus la synthèse est fortement supprimée.

Lorsque le foie est saturé de glycogène, n’importe quel autre glucose absorbé par les hépatocytes est shunté vers des voies conduisant à la synthèse des acides gras, qui sont exportés par le foie comme les lipoprotéines. Les lipoprotéines sont déchirés dans la circulation, fournissant des acides gras libres pour une utilisation dans d’autres tissus, y compris les adipocytes, qui les utilisent pour synthétiser triglycérides.

2. l’insuline inhibe la dégradation des graisses dans le tissu adipeux en inhibant la lipase intracellulaire qui hydrolyse les triglycérides afin de libérer des acides gras.

L’insuline facilite l’entrée du glucose dans les adipocytes, et au sein de ces cellules, glucose peut être utilisé pour synthétiser le glycérol. Ce glycérol, ainsi que les acides gras provenant du foie, sont utilisés pour synthétiser les triglycérides dans l’adipocyte. Par ces mécanismes, l’insuline est impliqué dans plus d’accumulation de triglycérides dans les cellules adipeuses.

Du point de vue de tout le corps, l’insuline a un effet de graisse en réserve. Non seulement il conduit la plupart des cellules pour oxyder préférentiellement des glucides plutôt que des acides gras en énergie, l’insuline stimule indirectement l’accumulation de graisse dans le tissu adipeux.

Autres effets notables de l’insuline

En plus de l’effet de l’insuline à l’entrée du glucose dans les cellules, il stimule aussi l’absorption des acides aminés, contribuant encore à son effet anabolique dans l’ensemble. Lorsque les taux d’insuline est faibles, comme dans l’état de jeûne, le solde est poussé vers la dégradation des protéines intracellulaires.

L’insuline augmente aussi la permiability de nombreuses cellules aux ions de potassium, de magnésium et phosphate. L’effet sur le potassium est cliniquement important. L’insuline active sodium-potassium ATPases dans de nombreuses cellules, provoquant un flux de potassium dans les cellules. Dans certaines circonstances, une injection d’insuline peut tuer les patients en raison de sa capacité à réprimer aiguë des concentrations plasmatiques de potassium.

Une carence en insuline et maladies excès

Diabète sucré, sans doute la plus importante maladie métabolique de l’homme, est un état de carence en insuline. C’est également une cause importante de maladie chez les chiens et les chats. Deux principales formes de cette maladie sont reconnues :

  • Type I ou diabète insulino-dépendant , est le résultat d’une carence franche de l’insuline. L’apparition de cette maladie est généralement dans l’enfance. C’est en raison de la destruction cellules bêta du pancréas, vraisemblablement le résultat de l’auto-immunité à un ou plusieurs composants de ces cellules. Bon nombre des effets aigus de cette maladie peuvent être contrôlés par la thérapie de remplacement de l’insuline. Maintenir un contrôle strict des concentrations de glucose de sang de surveillance, le traitement par l’insuline et diétothérapie réduira les effets néfastes à long terme de ce trouble sur les vaisseaux sanguins, les nerfs et les autres systèmes d’organe, ce qui permet une vie saine.
  • Non-insulino-dépendant, diabète sucré de type II ou commence comme un syndrome d’insulino-résistance. Autrement dit, les tissus cibles ne parviennent pas à répondre de manière appropriée à l’insuline. En règle générale, l’apparition de cette maladie est à l’âge adulte. Malgré les efforts de recherche monumentale, la nature exacte des défauts menant au diabète de type II ont été difficiles à vérifier, et la pathogenèse de cette affection est manifestement multifactorielle. L’obésité est clairement un facteur de risque majeur, mais dans certains cas d’obésité extrême chez les humains et les animaux, la sensibilité à l’insuline est normale. Parce qu’il n’est pas, du moins au début, une incapacité à sécréter des quantités suffisantes d’insuline, injections d’insuline ne sont pas utiles pour la thérapie. Plutôt, la maladie est contrôlée via la thérapie alimentaire et hypoglycémiants.

Hyperinsulinémie ou sécrétion excessive d’insuline est le plus souvent une conséquence de la résistance à l’insuline, associée à diabète de type 2 ou le syndrome métabolique. Plus rarement, une hyperinsulinémie résulte d’une tumeur sécrétant de l’insuline (insulinome) dans le pancréas. Hyperinsulinémie en raison d’une injection accidentelle ou intentionnelle d’insuline excessive est dangereuse et peut être aiguë mortelle car les concentrations sanguines de glucose descendre rapidement et le cerveau devient affamé pour l’énergie (choc d’insuline).

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