1. Bản chất hoá học và cấu tạo của phân tử insulin
Insulin là một protein nhỏ với trọng lượng phân tử 5.808. Nó được cấu tạo bởi hai chuỗi acid amin có nối với nhau bằng những cầu nối disulfua. Khi hai chuỗi acid amin này bị tách ra thì hoạt tính sẽ mất.
2. Vận chuyển và thoái hoá insulin
Trong máu insulin hầu như hoàn toàn nằm dưới dạng tự do. Thời gian bán huỷ của insulin là 6 phút và sau 10-15 phút nó mới được bài xuất hoàn toàn ra khỏi máu.
Nồng độ insulin trung bình lúc đói là 69 pmol/l. Ở người Việt Nam trưởng thành (16-36 tuổi) bình thường nồng độ insulin lúc đói là 0,178 ± 0, 077 nmol/l.
3. Tác dụng của insulin
3.1. Tác dụng lên chuyển hoá carbohydrat
- Tăng thoái hoá glucose ở cơ
Màng tế bào cơ bình thường chỉ cho glucose khuếch tán qua rất ít trừ phi có tác dụng kích thích của insulin. Ngoài bữa ăn lượng insulin bài tiết rất ít nên glucose khó khuếch tán qua màng tế bào cơ. Tuy nhiên khi lao động nặng hoặc luyện tập thì tế bào cơ có thể sử dụng một lượng lớn glucose mà không cần một lượng insulin tương ứng vì khi đó có một lý do nào đó chưa rõ đã làm cho màng tế bào cơ đang vận động tăng tính thấm đối với glucose.
Trường hợp thứ hai tế bào cơ sử dụng nhiều glucose đó là trong thời gian vài giờ sau bữa ăn. Lúc này nồng độ glucose trong máu tăng cao, tuyến tuỵ bài tiết một lượng lớn insulin. Nồng độ insulin tăng đã làm vận chuyển glucose vào tế bào.
- Tăng dự trữ glycogen ở cơ
Nếu sau bữa ăn mà cơ không vận động thì glucose vẫn được vận chuyển vào tế bào cơ. Lượng glucose không được sử dụng sẽ được tích trữ lại dưới dạng glycogen và được dùng khi cần.
- Tăng thu nhập, dự trữ và sử dụng glucose ở gan:
+ Hầu hết glucose được hấp thu từ ruột vào máu sau bữa ăn trở thành dạng glycogen dự trữ hầu như ngay tức khắc tại gan. Khi đói nồng độ glucose giảm trong máu, tuyến tuỵ sẽ giảm bài tiết insulin, lúc này glycogen của gan sẽ được phân giải thành glucose làm cho nồng độ glucose trong máu không giảm xuống quá thấp.
+ Khi lượng glucose được đưa vào tế bào gan quá nhiều thì hoặc là chúng được dự trữ dưới dạng glycogen như đã trình bày ở trên hoặc là dưới tác dụng của insulin, lượng glucose thừa này sẽ được chuyển thành acid béo và được chuyển đến mô mỡ dưới dạng phân tử lipoprotein tỷ trọng thấp và lắng đọng dưới các mô mỡ dự trữ.
- Ức chế quá trình tạo đường mới
+ Insulin làm giảm số lượng và hoạt tính của các enzym tham gia vào quá trình tạo đường mới.
+ Insulin làm giảm giải phóng acid amin từ các cơ và từ các mô khác vào gan do đó làm giảm nguyên liệu của quá trình tạo đường mới.
Chính vì các tác dụng đã nêu ở trên nên insulin là hormon có tác dụng làm giảm nồng độ glucose trong máu.
3.2. Tác dụng lên chuyển hoá lipid
- Tăng tổng hợp acid béo và vận chuyển acid béo đến mô mỡ
Dưới tác dụng của insulin, một mặt lượng glucose được sử dụng nhiều cho mục đích sinh năng lượng nên đã "tiết kiệm" được lipid, mặt khác lượng glucose không được sử dụng hết sẽ được tổng hợp thành acid béo ở gan và được vận chuyển đến mô mỡ.
- Tăng tổng hợp triglycerid từ acid béo để tăng dự trữ lipid ở mô mỡ.
3.3. Tác dụng lên chuyển hoá protein và sự tăng trưởng
- Tăng vận chuyển tích cực các acid amin vào trong tế bào.
- Tăng sao chép chọn lọc phân tử DNA mới ở nhân tế bào đích để tạo thành RNA thông tin.
- Tăng dịch mã RNA thông tin tại ribosom để tạo thành các phân tử protein mới.
Do các tác nhân trên nên insulin có tác dụng tăng tổng hợp và dự trữ protein và do vậy tham gia làm phát triển cơ thể.
4. Điều hoà bài tiết insulin
4.1. Cơ chế thể dịch
- Nồng độ glucose: Ở nồng độ glucose trong máu là 80-90 mg/dl, lượng insulin được bài tiết rất ít. Nếu nồng độ glucose đột ngột tăng lên 2-3 lần cao hơn bình thường và giữ ở mức này thì insulin được bài tiết nhiều. Nồng độ glucose tăng trên 100mg/dl, insulin có thể được bài tiết tăng từ 10-25 lần so với mức cơ sở. Đây là một cơ chế điều hoà rất quan trọng nhằm điều hoà nồng độ glucose của cơ thể.
- Nồng độ acid amin: Một số acid amin đặc biệt arginin, lysin cũng có tác dụng kích thích bài tiết insulin. Khi nồng độ các acid amin này tăng lên thì insulin cũng được bài tiết nhiều tuy nhiên nếu chỉ đơn thuần acid amin thì tác dụng kích thích bài tiết insulin yếu hơn nhiều so với glucose hoặc phối hợp với glucose.
- Nồng độ hormon do thành ống tiêu hoá bài tiết như gastrin, secretin, cholecystokinin cũng có tác dụng bài tiết insulin. Những hormon này thường được bài tiết sau bữa ăn và nhờ có tác dụng làm tăng bài tiết insulin mà chúng tham gia làm cho glucose và acid amin được hấp thu dễ dàng hơn.
4.2. Cơ chế thần kinh
Dưới những điều kiện nhất định, kích thích thần kinh giao cảm và phó giao cảm có thể làm tăng bài tiết insulin. Tuy nhiên hình như hệ thần kinh tự chủ ít có vai trò điều hoà bài tiết insulin trong trường hợp bình thường.
