تخليق الإنسولين واختلال وظيفة خلايا بيتا

رحلة من السلائف إلى الهرمون

الأنسولين لا يظهر ببساطة بشكل كامل؛ بل يخضع لعملية إنشاء معقدة ومتعددة الخطوات.

Preproinsulin: المخطط: يتم تصنيع الأنسولين في البداية كجزيء طليعي يسمى preproinsulin.
Proinsulin: الوسيط: تتم معالجة preproinsulin بسرعة إلى proinsulin. يعمل هذا الجزيء كهيكل أحادي السلسلة حيث ترتبط السلسلة A والسلسلة B المستقبلية للأنسولين بجزء يعرف باسم C-peptide (الببتيد الرابط). يعتبر C-peptide هذا أمرًا بالغ الأهمية لأنه يسهل الطي الصحيح لجزيء proinsulin، مما يضمن أن هرمون الأنسولين النشط يشكل هيكله المناسب.
التحويل والتخزين: داخل حبيبات إفراز خلايا بيتا، يتم شطر proinsulin، مما ينتج منتجين بكميات متساوية (متساوية المولات): هرمون الأنسولين الناضج والنشط و C-peptide غير النشط بيولوجيًا. ثم يتم تخزين كلاهما في هذه الحبيبات، في انتظار إشارة للإفراج.

كما تلاحظ الخلاصة المجردة: "ثم يتم تحويل Proinsulin إلى الأنسولين و C-peptide ويتم تخزينه في حبيبات إفرازية في انتظار الإفراج عند الطلب. يتم تنظيم تخليق الأنسولين على المستويين النسخي والترجمي." يسلط هذا الضوء على أن معدل الإنتاج الإجمالي للهرمون يمكن تعديله على المستوى الجيني لتلبية الاحتياجات الأيضية المتغيرة للجسم.

ديناميكيات إفراز الأنسولين

الإشارة الرئيسية التي تؤدي إلى إطلاق الأنسولين هي زيادة في جلوكوز الدم.

عندما ترتفع مستويات جلوكوز الدم بعد الوجبة، تمتص خلايا بيتا الجلوكوز وتستقلبه. تولد هذه العملية إشارة داخل الخلايا (بشكل أساسي زيادة في ATP، يليها تدفق أيونات الكالسيوم) والتي تعمل كآلية "الإفراج عند الطلب"، مما يتسبب في اندماج الحبيبات الإفرازية مع غشاء الخلية وإراقة محتوياتها - الأنسولين و C-peptide - في مجرى الدم.

يمكن للمغذيات الأخرى مثل الأحماض الدهنية الحرة والأحماض الأمينية، بالإضافة إلى الهرمونات المختلفة (مثل GLP-1 والميلاتونين)، أيضًا ضبط وتضخيم هذا الإفراز الناتج عن الجلوكوز.

خلل خلايا بيتا: الطريق إلى مرض السكري

ينصب التركيز الأساسي لهذه المقالة البحثية على فشل هذا النظام، المعروف باسم خلل خلايا بيتا.

في كل من مرض السكري من النوع الأول والنوع الثاني، لا تستطيع خلايا بيتا مواكبة متطلبات الجسم.

مرض السكري من النوع الأول: هذا عادة ما يكون مرضًا مناعيًا ذاتيًا حيث يدمر الجهاز المناعي عن طريق الخطأ خلايا بيتا المنتجة للأنسولين، مما يؤدي إلى نقص مطلق في الأنسولين.
مرض السكري من النوع الثاني: هذا أكثر تعقيدًا، ويبدأ بـ مقاومة الأنسولين (حيث لا تستجيب خلايا الجسم جيدًا للأنسولين). تحاول خلايا بيتا في البداية التعويض عن طريق الإفراط في العمل وإطلاق المزيد من الأنسولين. ومع ذلك، بمرور الوقت، تصبح مرهقة وتفقد القدرة على إنتاج أو إفراز ما يكفي من الأنسولين، مما يؤدي إلى الفشل في نهاية المطاف.

تستكشف المقالة كيف أن العوامل الوراثية والبيئية (مثل ارتفاع السكر المزمن في الدم، وخلل شحميات الدم، والالتهابات) تضغط على خلايا بيتا، مما يؤدي في النهاية إلى خلل وظيفي وتطور المرض.

إن فهم الضوابط الجزيئية الدقيقة على تخليق وإفراز الأنسولين أمر حيوي لأنه يساعد الباحثين على تحديد أهداف جديدة للعلاجات التي يمكن أن تحمي أو تستعيد أو تجدد خلايا بيتا البنكرياسية الحاسمة هذه.