Jalur Transduksi Insulin

Jalur transduksi insulin adalah jalur biokimia di mana insulin meningkatkan penyerapan glukosa kedalam sel-sel lemak (Adiposa) dan otot. Selain itu insulin juga akan mengurangi sintesis glukosa di hati dan karenanya terlibat dalam mempertahankan homeostasis glukosa. Jalur ini juga dipengaruhi oleh keadaan makan, puasa, tingkat stres, dan berbagai hormon lainnya.

Ketika karbohidrat dikonsumsi, dicerna, dan diserap, pankreas akan merasakan peningkatan konsentrasi glukosa darah dan selanjutnya akan melepaskan insulin untuk meningkatkan penyerapan glukosa dari aliran darah. Ketika insulin berikatan dengan reseptor insulin, ikatan ini akan mengarah ke kaskade proses seluler yang mempromosikan penggunaan atau, dalam beberapa kasus, penyimpanan glukosa dalam sel. Efek insulin bervariasi tergantung pada jaringan yang terlibat, misal., Insulin paling penting dalam penyerapan glukosa oleh otot dan jaringan adiposa.

Jalur transduksi sinyal insulin ini terdiri dari mekanisme pemicu (mis., Mekanisme autofosforilasi) yang berfungsi sebagai sinyal di seluruh sel. Ada juga mekanisme kontra dalam tubuh untuk menghentikan sekresi insulin melampaui batas tertentu. Yaitu, mekanisme kontra-regulasi adalah glukagon dan epinefrin. Proses pengaturan glukosa darah (juga dikenal sebagai homeostasis glukosa) juga menunjukkan perilaku berosilasi.

Topik ini sangat penting untuk memahami gangguan tertentu dalam tubuh seperti diabetes, hiperglikemia, dan hipoglikemia.

 

Jalur transduksi

Berfungsinya jalur transduksi didasarkan pada pensinyalan ekstra seluler yang pada gilirannya menciptakan respons yang menyebabkan respons selanjutnya, sehingga menciptakan reaksi berantai, atau kaskade. Selama pensinyalan, sel menggunakan setiap respons untuk mencapai semacam tujuan di sepanjang jalurnya. Mekanisme sekresi insulin adalah contoh umum dari mekanisme jalur transduksi.

Insulin diproduksi oleh pankreas di wilayah yang disebut Islets of Langerhans. Di pulau Langerhans ini terdapat sel-sel beta, yang bertanggung jawab untuk produksi dan penyimpanan insulin. Insulin disekresi sebagai mekanisme respons untuk menangkal peningkatan jumlah glukosa dalam darah.

Glukosa dalam tubuh meningkat setelah konsumsi makanan. Terutama disebabkan oleh asupan karbohidrat, tetapi pada tingkat yang jauh lebih sedikit asupan protein juga dapat meningkatkan sekresi insuln. Glukosa merupakan senyawa polar yang untuk dapat melewati membrane lipid bilayer melalui difusi pasif melalui gerbang gula yang biasa kita kenal sebagai GLUT. GLUT bervariasi, yang keberadaannya bergantung pada jenis jaringannya. Dalam otot dan jaringan adiposa, glukosa masuk melalui reseptor GLUT 4 melalui difusi yang difasilitasi. Di otak, ginjal dan retina, glukosa masuk secara pasif. Dalam sel beta pankreas, glukosa masuk melalui reseptor GLUT 2.

 

Sekresi Insulin

Glukosa yang masuk ke aliran darah setelah konsumsi makanan juga memasuki sel beta di pulau Langerhans di pankreas. Glukosa secara pasif berdifusi dalam sel beta melalui vesikel GLUT-2. Di dalam sel beta.

Didalam sel beta, glukosa dikonversi menjadi Glukosa-6-Fosfat (G6P) melalui Glucokinase, dan G6P selanjutnya dioksidasi untuk membentuk ATP. Proses ini menghambat saluran ion kalium ATP-sensitif dari sel menyebabkan saluran ion Kalium untuk menutup dan tidak berfungsi lagi. Penutupan saluran kalium ATP-sensitif menyebabkan depolarisasi membran sel menyebabkan membran sel meregang yang menyebabkan saluran kalsium Volatage-gated pada membran terbuka menyebabkan masuknya ion Ca2 +. Masuknya ion ini kemudian akan memicu kontraksi sel beta yang pada akhirnya mendegranulasi sel beta dan mengeluarkan insulin ke saluran sistemik.

Terdapat 3 subfamili kanal Ca2+, yaitu  Tipe L, Non-L (termasuk Tipe R) dan tipe T. terdapat dua fase sekresi insulin, fase pertama melibatkan saluran tipe L dan fase kedua melibatkan saluran tipe R. Masuknya Ca2+ yang dihasilkan oleh saluran tipe R tidak cukup untuk menyebabkan eksositosis insulin, akan tetapi, hal ini meningkatkan mobilisasi vesikel menuju membran sel.

 

Pengaruh lemak terhadap sekresi Insulin

Asam lemak juga mempengaruhi sekresi insulin. Pada diabetes tipe 2, asam lemak mampu mempotensiasi pelepasan insulin untuk mengimbangi peningkatan kebutuhan insulin. Ditemukan bahwa sel-sel β mengekspresikan reseptor asam lemak bebas di permukaannya, di mana asam lemak dapat mempengaruhi fungsi sel-β. Asil-CoA rantai panjang dan DAG adalah metabolit yang dihasilkan dari metabolisme intraseluler asam lemak. Asil-CoA rantai panjang memiliki kemampuan untuk mengasilasi protein yang penting dalam fusi granula insulin. Di sisi lain, DAG mengaktifkan PKC yang terlibat dalam sekresi insulin.

Aksi Insulin di Sel

Setelah insulin memasuki aliran darah, ia berikatan dengan reseptor glikoprotein yang berada di membran. Glikoprotein ini tertanam dalam membran seluler dan memiliki domain reseptor ekstraseluler, terdiri dari dua subunit α, dan domain katalitik intraseluler yang terdiri dari dua subunit β. Subunit α bertindak sebagai reseptor insulin dan molekul insulin bertindak sebagai ligan. Bersama-sama, mereka membentuk kompleks reseptor-ligan.

Pengikatan insulin dengan α-subunit menghasilkan perubahan konformasi dalam glikoprotein yang terikat membran, yang mengaktifkan domain tirosin kinase pada setiap subunit β. Aktivitas tirosin kinase menyebabkan fosforilasi otomatis dari beberapa residu tirosin dalam subunit β. Fosforilasi 3 residu tirosin diperlukan untuk amplifikasi aktivitas kinase.

Setelah tirosin kinase diaktifkan dalam reseptor insulin, ia memicu aktivasi docking protein, atau biasa disebut IRS (1-4) yang penting dalam Signaling Pathway, dan kemudian mengaktivasi PI-3K dan MAP.

Kedua enzim Mitogen-activated Protein Kinase (MAP-Kinase) dan Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI-3K, Phosphoinositide 3-kinase) masing-masing bertanggung jawab untuk mengekspresikan aksi mitogenik dan metabolik Insulin.

Aktivasi MAP-Kinase mengarah pada fungsi mitogenik seperti pertumbuhan sel dan ekspresi gen. sementara aktivasi PI-3K mengarah ke fungsi metabolisme penting seperti sintesis lipid, protein dan glikogen. Ini juga mengarah pada kelangsungan hidup sel dan proliferasi sel. Yang paling penting, jalur PI-3K bertanggung jawab untuk distribusi glukosa untuk fungsi sel penting. Aktivasi PI-3K mengarah pada aktivasi PKB (AKT) yang menginduksi dampak insulin pada hati. Misalnya, penurunan sintesis glukosa hati dan aktivasi sintesis glikogen. Oleh karena itu, PKB memiliki peran penting dalam hubungan transporter glukosa (GLUT4) dengan jalur pensinyalan insulin. GLUT4 yang teraktivasi akan mentranslokasi ke membran sel dan meningkatkan transportasi glukosa ke intraseluler.

Dengan demikian, peran insulin lebih merupakan promotor untuk penggunaan glukosa dalam sel daripada menetralkan atau menangkalnya.

Oke sekian dahulu, nanti saya sambung pada bagian mekanisme umpan balik negative dan positif, kemudian di jalur PI-3K dan MAP.

 

Penulis

Rian Nurdiana

0 responses on "Jalur Transduksi Insulin"

    Leave a Message

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Semua yang tercantum di Website ini adalah hak cipta dari  Belajar Obat © All rights reserved 2017-2020.
    Ada pertanyaan? Sini tanya mimin
    X