췌장과 인슐린의 생합성, 분비 및 생리작용
인슐린의 구조, 분비, 생리작용 등 인슐린에 대한 전반적인 내용을 기술한 리포트입니다. 다양한 그림이 독자의 이해를 높이는 글입니다. 췌장과인슐린의생합성분비및생리작용
1. 당뇨병과 인슐린 연구의 선구자들
2. 인슐린의 구조
3. 인슐린 생합성
4. 인슐린 유전자의 특징
5. 인슐린 분비
(1) 포도당
(2) 아미노산
(3) 호르몬
(4) 세포내 매개체
6. 인슐린 대사
7. 인슐린의 생리 작용
(1) 인슐린의 세포막 운반에 대한 효과
(2) 포도당 대사에 대한 효과
(3) Gluconeogenesis 작용
(4) 지방 대사에 대한 작용
(5) 단백질 대사에 대한 작용
(6) 세포 증식에 대한 작용
8 당뇨
(1) 당뇨병이란
(2) 당뇨병의 증상
9. 췌장과 위장관 호르몬 (Pancrease and Gastrointestinal Hormones)
(1) 췌장의 구조
(2) 췌장의 기능
(3) 랑게르한스섬(Islets of Langerhans)의 구성
(4) 조절
(5) 췌장액의 구성
(6) 인슐린, 글루카곤, 소마토스타틴(Insulin, Glucagon, Somatostatin)
3. 인슐린 생합성
처음 합성되는 인슐린은 분자량이 11,500인 preprohormone으로서 N-terminal 부위에 위치한 소수성 아미노산 23개로 구성된 leader peptide가 이것을 소포체(endoplasmic reticulum)으로 유도하며, 여기에서 leader sequence가 절단되면서 disulfide bond가 형성되어 3차 구조를 이루면 분자량 9,000인 proinsulin이 된다.
Proinsulin은 A와 B 사슬 사이를 연결하는 펩타이드(connecting peptide)를 가지고 있는 것이 특징이며 Golgi body로 운반되면 proteolysis과정에 의해 절단되어 성숙한 인슐린을 합성하게 된다. Connecting peptide가 절단되는 과정에는 trypsin-like protease와 carboxypeptidase-B like protease가 기능을 하며 췌장의 islet 세포에서 합성되는 다른 호르몬들도 이와 유사한 과정을 거친다.
대부분의 proinsulin은 insulin을 형성한 후 세포의 원형질막을 통해 exocytosis에 의해 분비되어 인체에서 고유의 기능을 나타내게 된다.
4 인슐린 유전자의 특징
Central dogma에 따라 DNA가 전사(transcription)과정을 거쳐 mRNA를 합성하고, mRNA가 번역(해독, translation)과정을 거쳐 단백질을 만드는 것과 마찬가지로 인슐린의 전구체인 preprohormone도 특정 유전자(gene)로부터 합성되며, 이 유전자를 인슐린 유전자(insulin gene)이라고 한다.
인슐린 유전자는 11번 염색체의 short arm에 위치하고 있으며, 이 유전자에 돌연변이가 발생하는 경우 당연히 이 유전자로부터 합성되는 단백질의 아미노산 서열도 정상과 달라지게 되므로 기능에 이상이 생긴 인슐린이 합성된다. 따라서 인슐린 기능에 이상이 발생하므로 인슐린 의존성 당뇨병(IDDM)이 발생할 수 있다. 현재까지 밝혀진 기능에 이상이 있는 인슐린 유전자의 돌연변이만도 5가지 이상이며 기능 이상이 확인되지 않은 인슐린 유전자의 돌연변이는 수시로 발견되고 있으므로 정확한 숫자를 확인하기도 힘든 상황이다.
5. 인슐린 분비
보통 성인의 췌장 속에 저장되어 있는 인슐린의 양은 보통 250～300 unit이고, 하루에 분비되는 양은 40～50 unit 정도이다. 인슐린의 분비에는 체내 탄수화물 섭취량 외에도 수많은 인자들이 관여하고 있으며 이 중 대표적인 것 몇 가지를 예로 들면 아래와 같다.
(1) 포도당
인슐린 분비에 가장 중요한 요소로 작용하며 혈중농도 300～500mg%일 때 인슐린 분비를 가장 왕성하게 한다. 일단 포도당이 주입되면 즉시 인슐린 분비가 많아졌다가 5～10분 후에 감소하여 분비상태의 30% 이하까지 떨어진 후 다시 서서히 분비가 증가한 다음 1시간 정도 지나면 급격히 분비가 감소하게 된다. 이것은 포도당이 얼마나 오랜 기간 주입되느냐에 따라 영향을 받는다.
포도당 투여 방법은 경구 투여시 정맥주사보다 더 효과적으로 반응한다. (술에 취했을 때 해독을 위해 포도당을 투여하는 상황과 비교해 보라)
포도당이 인슐린 분비를 증가시키는 기전은 포도당이 B 세포 원형질막에 존재하는 수용체에 결합하여 인슐린 분비를 증가시키는 기전과 세포 내에서 탄수화물에 대사되는 과정에서 생겨날 수 있는 중간대사물들이 인슐린 분비를 촉진시키는 기전, 이 두 가지로 설명하고 있다.
(2) 아미노산
단백질을 섭취하는 경우 인슐린 분비가 자극되며 포도당과 동시에 투여되는 경우에는 상승작용이 강하다. 특히 Leucine의 경우 인슐린 분비 촉진 효과가 강하게 나타나며 지방산도 약하지만 인슐린 분비 촉진 효과를 지닌다.
(3) 호르몬
호르몬의 종류에 따라 인슐린 분비에 미치는 작용이 다르다. 일반적으로 cAMP를 증가시키는 기전에 관여하는 호르몬들은 대부분 인슐린 분비를 증가시키지만 α-adrenergic agonist로 작용하는 에피네프린의 경우에는 인슐린 분비를 억제시킨다.
성장 호르몬, 에스트로겐, 태반 락토겐 등도 인슐린 분비를 증가시키므로 임산부에서는 임신말기로 갈수록 인슐린 분비가 증가된다.
(4) 세포내 매개체
cAMP는 인슐린 분비를 증가시키는 대표적인 세포내 매개체이며 특히 포도당이나 아미노산에 의해 인슐린이 유도되는 경우 이 작용이 특징적으로 나타난다. 작용 기전은 신호전달 기전에 작용하는 Ca2+ 유리를 증가시키거나 특수한 kinase를 활성화시킴으로서 microfilament microtubule system의 구성성분중 어딘가를 인산화시켜서 Ca2+에 민감한 구조를 유도하여 수축효과를 일으켜 인슐린 분비를 증가시킨다.
이 외에도 세포내 Ca2+ 유리에 영향을 미치는 세포내 매개체들은 모두 인슐린 분비에 일부 기능을 담당하고 있다.
6. 인슐린 대사
인슐린은 혈장내에 운반을 담당하는 단백질이 없으므로 그 반감기가 3～4분밖에 안 될 정도로 짧다. 일단 분비된 인슐린은 주로 간장, 신장, 태반 등에서 대사된다.
인슐린 대사는 첫째, 인슐린에 특이하게 작용하는 단백질 부해 효소(protease)에 의해 분해되는 것으로서 이 효소는 여러 조직에 존재하나 간장, 신장, 태반에 특히 많이 존재하고, 생리 pH인 중성에서 활성을 가지며 sulfhydryl기에 의존성인 특징이 있다. 다른 대사 과정은 간장에서 일어나며 glutathione-insulin transhydrogenase에 의한 대사이다. 이 효소는 인슐린의 disulfide 결합을 환원시켜 인슐린을 A와 B 사슬로 분해하고 이 사슬은 섭취된 아미노산과 비슷한 경로를 돌며 대사되어 분해된다.
7. 인슐린의 생리 작용
인슐린의 생리작용을 추리하려면 당뇨병 환자에서 어떤 증상이 나타나는지를 유추해 보면 된다. 당뇨병의 주증상인 고혈당과 당뇨는 (1) 혈장 내 포도당이 세
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자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=16133049&sid=qjfRnf777&key=
[문서정보]
문서분량 : 17 Page
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파일이름 : 췌장과 인슐린의 생합성, 분비 및 생리작용.doc
키워드 : 췌장과,인슐린의,생합성,분비,및,생리작용
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