Når vi spiser sukkerholdige fødevarer og kulhydrater, bliver disse disaccharider og polysaccharider nedbrudt til glukose. Når glukose i blodet binder sig til glukose-receptoren, starter en signalkaskade inde i bugspytkirtlen, som resulterer i, at insulin frigives i blodbanen. Hormonet cirkulerer derefter i blodet og binder sig til sidst til insulinreceptorer på andre celler.

Denne glykoproteinreceptor er indlejret i den cellulære membran og har et ekstracellulært receptordomæne, der består af to α-underenheder, og et intracellulært katalytisk domæne, der består af to β-underenheder. α-underenhederne fungerer som insulinreceptorer, og insulinmolekylet fungerer som en ligand. Når insulin binder til receptoren, finder fosforylering sted og indleder signaltransduktionsprocessen i cellen.

Inden for cellen lagrer vesikler et transmembranprotein kaldet GLUT-4. Ved afslutningen af signalkaskaden inkorporeres det i cellens plasmamembran. GLUT-4-transporteren udgør derefter en kanal for glukose til at komme ind i cellen, hvor det kan bruges i glykolyse og celleatmning. Eventuel overskydende glukose pakkes ind i glykogen og lagres i leveren, eller det omdannes til fedtsyrer og lagres som fedt i vævene.

Angiv for hver af følgende tilstande, om blodglukoseniveauet vil ØGE eller NEDSÆTTE.

___ 1. Der blev ikke produceret insulin af bugspytkirtlen.

___ 2. Glut-4-protein når ikke frem til cellemembranen.

___ 3. Insulin bliver overproduceret af bugspytkirtlen.

___ 4. Et antagonistmolekyle binder sig til α-underenhederne og blokerer bindingen af insulin.
___ 5. Mitokondrier producerer ikke nok ATP.
___ 6. Alpha-helix- og beta-ark-proteiner er blevet denatureret.
___ 7. Glut-4 transportprotein er blevet denatureret.
___ 8. Antallet af Glut-4 transportproteiner er steget.

Diabetes type 1 opstår, når kroppens immunsystem angriber betacellerne i bugspytkirtlen. Det er de celler, der er ansvarlige for at producere insulin. Personer med type 1-diabetes tager injektioner med insulin som en behandling af denne sygdom. Uden disse injektioner kan cellerne ikke få glukose ind i cellerne. Glukose bliver ved med at ophobes i blodbanen, fordi det ikke bliver optaget. Nogle af de tidlige symptomer på diabetes er øget tørst og vandladning, da nyrerne forsøger at rense det overskydende sukker fra kroppen. Sukker i urinen er et klassisk symptom på sygdommen, og læger ville historisk set smage på urinen som et diagnostisk værktøj. Desværre var der, indtil insulin blev opdaget i 1921, ingen måde at behandle børn for diabetes på, og de døde som regel.

Type 2-diabetes opstår, når cellernes receptorer bliver resistente over for insulin. Celsignalet når ikke frem til målcellen. Som reaktion herpå laver bugspytkirtlen mere insulin, men i nogle tilfælde er det stadig ikke nok til at optage glukose fra blodet. Fedme er forbundet med insulinresistens, og mange patienter med type 2-diabetes kan behandles med kostændring og med ekstra insulin. Der er også genetiske faktorer involveret i udviklingen af type 2-diabetes.

I begge typer diabetes kan forhøjede niveauer af glukose i blodet føre til langsigtede komplikationer, som f.eks. diabetisk neuropati. Denne tilstand opstår, når nerveceller bliver beskadiget, hvilket kan resultere i følelsesløshed i ekstremiteterne, langsom sårheling og endog blindhed.

11. Baseret på din viden om biologi. Hvad er den umiddelbare virkning for en celle, der ikke kan få glukose? Brug specifikke termer, du har lært, når du udarbejder dit svar.

12. Hvorfor forbedrer en forøgelse af mængden af insulin optagelsen af glukose for en person med type 2-diabetes?

13. Forbind det endokrine system med nervesystemet ved at forklare sammenhængen mellem glukose og neuropati.