Glikoz Homeostazı ve İnsülin Fizyolojisi
Glikoz homeostazı, alım ve harcamadaki büyük dalgalanmalara rağmen kan glikozunu dar bir fizyolojik aralıkta tutan düzenleyici süreçler bütünüdür. Pankreatik adacık hormonları insülin ve glukagon merkezi kontrolörlerdir: insülin, yemek sonrası glikoz alımını ve depolanmasını teşvik ederek glikozu düşürürken, glukagon ve diğer karşı-düzenleyici hormonlar açlık sırasında glikozu yükseltmektedir. Bu alan, okuyucuyu bu sinyallerin nasıl üretildiğine, karaciğer, kas ve yağ üzerinde nasıl etki ettiğine ve tok ile açlık durumları arasında nasıl entegre edildiğine yönlendirmektedir.
Tanım
Glikoz homeostazı, kan glikoz konsantrasyonunun koordineli hormonal ve metabolik kontrolüdür; bu kontrol, başlıca insülinin (anabolik, glikoz düşürücü) ve glukagonun diğer karşı-düzenleyici hormonlarla birlikte (katabolik, glikoz yükseltici) karaciğer, iskelet kası ve yağ dokusu üzerindeki zıt etkileri aracılığıyla sağlanmaktadır.
Kapsam
Bu alan, sağlıklı bireylerde glikoz regülasyonunun fizyolojisini kapsamaktadır: endokrin pankreasın yapısı, insülinin sentezi ve salgılanması, insülin reseptörü ve aşağı akış sinyalizasyonu, glukagon ve karşı-düzenleyici hormonların rolü ile beslenme ve açlık arasındaki metabolizma entegrasyonu ele alınmaktadır. Bu, normal düzenleyici fizyolojinin ve metabolik hastalıkların temelini oluşturan kavramların referans-eğitim amaçlı bir genel bakışıdır; tanı veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Langerhans adacıkları glikozu nasıl algılar ve bunu insülin ve glukagon salgılanmasına nasıl dönüştürür?
- İnsülin, hedef dokularında kan glikozunu hangi reseptör ve sinyal mekanizmalarıyla düşürmektedir?
- Glukagon ve diğer karşı-düzenleyici hormonlar, açlık sırasında hipoglisemiye karşı nasıl savunma sağlamaktadır?
- Tüm vücut metabolizması, tok (depolama) ve aç (mobilizasyon) durumları arasında nasıl geçiş yapmaktadır?
- Bu sistemlerin düzensizliği insülin direncine ve hiperglisemiye nasıl yol açmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Langerhans Adacıkları (alfa ve beta hücreleri)
- Glikozla uyarılan insülin salgılanması
- İnsülin reseptör sinyalizasyonu
- Karşı-düzenleyici hormonlar
- Hepatik glikoz çıkışı
- İnsülin direnci
- Tok-aç metabolik anahtarı
Temel kuramlar
- Gliseminin insülin-glukagon bihormonal kontrolü
- Kan glikozu, insülin ve glukagonun karşılıklı dengesi tarafından yönetilmektedir: insülin tok durumda depolamayı teşvik etmek için baskınken, glukagon açlıkta hepatik glikozu mobilize etmek için baskındır ve insülin-glukagon oranı net metabolik yönü belirlemektedir.
Mekanizmalar
Yemek sonrası, yükselen glikoz beta hücre insülin salgılanmasını tetiklemektedir; insülin, reseptör tirozin kinazı aracılığıyla kas ve yağda glikoz alımını (GLUT4 yoluyla) uyarmakta, glikojen ve lipid sentezini teşvik etmekte ve hepatik glikoz üretimini baskılamaktadır. Açlık sırasında, düşen glikoz ve insülin ile yükselen glukagon bu dengeyi tersine çevirerek, beynin glikoz tedarikini sürdürmek için hepatik glikojenoliz ve glukoneogenezi yönlendirmektedir. Karşı-düzenleyici hormonlar (glukagon, epinefrin, kortizol, büyüme hormonu) hipoglisemiye karşı savunma sağlamaktadır. Bir alanda, bu mekanizmalar katmanlıdır: adacık glikoz algılaması, insülin sinyal iletimi, hepatik glikoz akışı ve dokuya özgü yakıt seçimi birlikte öglisemiyi sürdürmektedir (Saltiel & Kahn, 2001; Henquin, 2009).
Klinik önem
Normal glikoz homeostazını anlamak, metabolik hastalıkları anlamanın temelini oluşturmaktadır. İnsülin direnci ve beta hücre disfonksiyonu tip 2 diyabetin temelinde yer almakta, bozulmuş karşı-düzenleme ise hipogliseminin temelini oluşturmaktadır; bu kavramlar, klinisyenlerin ve araştırmacıların glisemik fizyolojiyi nasıl yorumladığını çerçevelemektedir. Bu alan, eğitim referansı için normal regülasyonu ve düzensizliğin temelini tanımlamaktadır; bireysel tanı veya tedavi için bir temel değildir.
Epidemiyoloji
Bu fizyolojinin klinik önemi, dünya genelinde önemli ölçüde artan ve kardiyovasküler, renal ve oftalmik komplikasyonların önemli bir nedeni olan tip 2 diabetes mellitus'un küresel yükünde yansımaktadır. Glikoz homeostazı bozuklukları, küresel olarak en yaygın kronik metabolik durumlardan biridir (Zheng, Ley, & Hu, 2018).
Tarihçe
Bu alanın modern anlayışı, 1920'lerde insülinin izolasyonu ve ardından glukagonun karşı-düzenleyici ortağı olarak karakterize edilmesiyle gelişmiştir. Yirminci yüzyılın sonlarında, insülin reseptörü ve sinyal kaskadı tanımlanmış, beta hücresi tarafından glikoz algılaması aydınlatılmış ve insülin direnci kavramı geliştirilerek adacık fizyolojisi tüm vücut yakıt metabolizmasıyla entegre edilmiştir (Saltiel & Kahn, 2001; DeFronzo, 2009).
Tartışmalar
- Tip 2 diyabet öncelikli olarak insülin direnci hastalığı mıdır, yoksa beta hücre yetmezliği hastalığı mıdır?
- Glikoz düzensizliği hem doku insülin duyarlılığının azalmasını hem de insülin salgılanmasının bozulmasını içermektedir; bu kusurların göreceli önceliği ve sırası ile kaç organ sisteminin katkıda bulunduğu, metabolik fizyolojide merkezi bir çerçeveleyici soru olmaya devam etmektedir.
Öne çıkan isimler
- C. Ronald Kahn
- Alan Saltiel
- Ralph DeFronzo
- Jean-Claude Henquin
- Gerald Shulman
İlgili konular
Temel eserler
- saltiel-kahn-2001
- defronzo-2009
- henquin-2009
Sıkça sorulan sorular
- Yemek aralarında kan glikozunu ne sabit tutar?
- Açlık sırasında glikoz ve insülin düştüğünde, glukagon ve diğer karşı-düzenleyici hormonlar yükselir ve karaciğere depolanmış glikozu salması (glikojenoliz) ve yeni glikoz üretmesi (glukoneogenez) için sinyal vererek beynin kan tedarikini sabit tutar.
- Glikoz homeostazının iki ana hormonu nelerdir?
- Kan glikozunu alım ve depolamayı teşvik ederek düşüren insülin ve hepatik glikozu mobilize ederek yükselten glukagon. Bu ikisinin dengesi, yani insülin-glukagon oranı, genel metabolik yönü belirlemektedir.