Insulin adalah hormon peptida yang diproduksi oleh sel beta di dalam pankreas. Insulin bertanggung jawab untuk mengatur pergerakan glukosa dari darah ke dalam sel.
Artikel ini akan mempertimbangkan struktur insulin, bagaimana disintesis dan disekresikan, tindakannya pada tubuh dan kondisi klinis yang berhubungan dengan kesalahan dalam produksinya.
Struktur Insulin
Insulin terdiri dari dua rantai polipeptida, rantai alfa dan rantai beta, yang secara kovalen dihubungkan oleh dua jembatan disulfida antar-rantai. Ada jembatan disulfida intra-rantai ketiga.
Sintesis Insulin
Insulin disintesis dalam sel Beta di pulau Langerhans. Pertama, mRNA Insulin diterjemahkan sebagai prekursor rantai tunggal yang disebut preproinsulin. Kemudian ada penghilangan peptida sinyalnya di ujung-N selama penyisipan di retikulum endoplasma. Ini menghasilkan proinsulin.
Dalam retikulum endoplasma, endopeptidase mengeksisi peptida penghubung (c-peptida) antara rantai A dan B. Ini memecah rantai tunggal menjadi dua untaian (A dan B) yang disatukan oleh jembatan disulfida – yaitu ini menghasilkan bentuk insulin yang matang. Jumlah yang sama dari insulin dan c-peptide bebas dikemas dalam Golgi ke dalam vesikel penyimpanan yang terakumulasi dalam sitoplasma.
Sekresi Insulin
Peningkatan kadar glukosa dalam Extra-Cellular Fluid (ECF) adalah stimulus untuk pelepasan insulin.
Glukosa diangkut ke dalam sel Beta dengan difusi yang difasilitasi melalui saluran GLUT2. Oleh karena itu peningkatan konsentrasi glukosa dalam ECF = peningkatan konsentrasi glukosa dalam sel Beta. Hal ini menyebabkan depolarisasi membran saluran K + sensitif ATP, membuka saluran Ca2 +. Dengan demikian masuknya kalsium ekstraseluler.
Peningkatan cairan intraseluler Ca2 + memicu pelepasan insulin melalui proses dua tahap:
- Marginasi: proses dimana vesikel penyimpanan insulin bergerak ke permukaan sel.
- Eksositosis: Ini adalah fusi membran vesikel dengan membran plasma, dengan pelepasan seluruh isi vesikel
Sekresi insulin mengikuti pola bifasik – yaitu terjadi dalam dua fase:
Pelepasan Pulsatile (onset cepat)
Kontrol glukosa darah jangka pendek: membersihkan nutrisi yang diserap dari darah setelah makan).
Rilis berlarut-larut (lebih lama)
Pelepasan insulin jangka panjang untuk penyerapan glukosa, mis. untuk pertumbuhan sel, pembelahan sel, merangsang sintesis protein dan replikasi DNA.
Mekanisme aksi Insulin
Insulin berikatan dengan reseptor insulin yang sangat spesifik pada permukaan sel.
Reseptor adalah dimer: 2 sub-unit identik yang membentang membran sel. 2 subunit terbuat dari:
- Satu rantai alfa (pada bagian luar membran sel)
- Satu rantai beta (merentang membran sel dalam satu segmen)
Ini terhubung oleh ikatan disulfida tunggal.
Ketika insulin terdeteksi, rantai alfa bergerak bersama dan melilit insulin. Ini menggerakkan rantai beta bersama-sama membuatnya menjadi tirosin kinase aktif. Ini memulai kaskade fosforilasi yang menghasilkan peningkatan ekspresi GLUT4 – saluran protein untuk memungkinkan pengambilan glukosa. Hasilnya adalah peningkatan penyerapan glukosa oleh sel.
Fungsi Insulin keseluruhan
Secara keseluruhan, Insulin dapat dianggap sebagai “anabolik” atau hormon pembangun – ini membantu proses yang membangun senyawa untuk penyimpanan dan mengurangi proses yang memecah cadangan penyimpanan tersebut.
- Di otot dan hati, insulin meningkatkan glikogenesis, dan menurunkan glikogenolisis.
- Penurunan glukoneogenesis di hati
- Peningkatan glikolisis di hati dan jaringan adiposa.
- Mengurangi pemecahan asam amino di hati.
- Peningkatan penyerapan asam amino dan sintesis protein dalam otot, hati, dan jaringan adiposa.
- Lipolisis menurun
- Peningkatan lipogenesis dan esterifikasi asam lemak di hati dan jaringan adiposa.
Relevansi Klinis – Diabetes Mellitus Tipe 2
DM tipe 2 melibatkan patologi ganda: ada resistensi insulin, yaitu ada sekresi insulin normal tetapi jaringan menjadi tidak sensitif, kehilangan penerimaan terhadap insulin. Dalam upaya kompensasi, sel beta bekerja lebih keras untuk menghasilkan insulin. Ini tidak dapat dipertahankan dan akhirnya ada juga kekurangan insulin relatif pada Diabetes Melitus Tipe 2.
Ini dapat hadir dengan trias gejala klasik; poliuria, polidipsia, dan penurunan berat badan, walaupun kemungkinannya kurang terlihat dibandingkan dengan mereka yang menderita Diabetes Tipe 1 karena merupakan proses yang lebih bertahap.
Awalnya Diabetes Tipe 2 dapat diobati dengan memperbaiki diet saja, namun mungkin perlu menggunakan obat-obatan seperti metformin atau akhirnya insulin untuk membantu mengendalikan kadar glukosa darah.
