Wie signalisiert Insulin, dass eine Zelle Glukose aus dem Blut aufnimmt?
Biologische Signale
So wie wir Signale aus unserer Umgebung empfangen und darauf reagieren, empfangen und handeln unsere Zellen auch Signale aus ihrer Umgebung, unserem Körper. Dies ist ein notwendiges biologisches Ereignis, das die Zellen am Leben erhält und funktionsfähig bleibt. Insulin ist ein Hormon, das von unserer Bauchspeicheldrüse freigesetzt wird und die Zellen auf spezifische Weise signalisiert, um sie zur Aufnahme, Verwendung und Speicherung von Glukose anzuregen.
Funktion von Insulin
Nach der Nahrungsaufnahme wird Ihre Mahlzeit abgebaut und verdaut. Als Ergebnis wird Glukose in Ihren Blutkreislauf freigesetzt. Hohe Glukosekonzentrationen im Blut sind ein Signal für die Freisetzung von Insulin für die Betazellen des Pankreas. Dieses Hormon wirkt wie ein Schlüssel, um die schützenden Zellmembranen zu entsperren und den Durchgang von Glukose in die Zelle zu ermöglichen.
Mechanismus des Insulins
Insulin verringert die Glukosekonzentration im Blut und erleichtert den Transport in die Zellen durch Bindung an spezielle Rezeptoren, die in ihre Membranen eingebettet sind. Obwohl es einige Gewebe wie das Gehirn und die Leber gibt, die kein Insulin für die Glukoseaufnahme benötigen, könnten die meisten unserer Zellen ohne Glukose nicht auf Blutzucker zugreifen. Glukose ist die Energiequelle für alle Zellen und wird für ihr Überleben benötigt.
Der Insulinsignalweg umfasst einen Insulinrezeptor, der aus zwei Rezeptoruntereinheiten besteht, die an der Außenseite der Zellmembran angeordnet sind, und zwei Untereinheiten, die die Membran durchdringen. Diese Untereinheiten sind chemisch miteinander verbunden. Die extrazellulären (außerhalb der Zelle) Untereinheiten enthalten eine Bindungsstelle für Insulin. Wenn Insulin an die extrazellulären Untereinheiten bindet, aktiviert es eine chemische Reaktion, die durch die verbundenen Untereinheiten in die Zelle gelangt. Dieser Mechanismus sendet chemische Signale an Proteine innerhalb der Zelle und bewirkt, dass diese ihre Aktivität verändern, was wiederum die Bewegung von Glucosetransportern zur Zellmembran initiiert.
Glukosetransporter sind die Methode der Zellen zum Übertragen von Glukose durch die Zellmembran aus dem Blut und in die Zelle. Die Glukose-Transporter sind immer in Organellen vorhanden, die als Vesikel im Zytoplasma der Zellen bezeichnet werden. Sie sind jedoch unbrauchbar, Glukose ohne Aktivierung von Insulin zu transportieren. Die Bindung von Insulin an die Zelle führt zu einer schnellen Bewegung der Vesikel zur Zellmembran, wo sie mit dieser verschmelzen und die Glucosetransporter einsetzen. Dies gibt der Zelle die Möglichkeit, sich für die Übertragung von Glukose aus dem Blut zu öffnen. Wenn der Blutzuckerspiegel sinkt, bindet Insulin nicht mehr an die Zellrezeptoren, und die Glukosetransporter werden in das Zytoplasma der Zelle zurückgeführt.
