Metabolikus jelátvitel izom- és zsírszövetben az inzulin megvonása és a növekedési hormon injekció beadása után.

Az I-es típusú diabetes mellitusra (DMI) az endogén inzulin hiánya jellemző, és ezeknek a betegeknek a túlélése 100%-ban inzulinszubsztitúciótól függ.

Az inzulin egy erős anabolikus hormon, amelynek elsődleges célpontjai a máj, - a vázizomszövet és - a zsírszövet.

A májban fokozza a glikogenezist és gátolja a glikogenolízist és a glükoneogenezist.

A vázizomszövetben fokozza a glükóz sejtbejutását, a glikogenezist, a glikolízist, a glükóz oxidációt és a fehérjeszintézist.

A zsírszövetben gátolja a lipolízist és fokozza a lipogenezist.

Ez azt jelzi, hogy a szérum inzulinszintjének csökkenése megnövekedett vércukorszinthez és az FFA-k (szabad zsírsavak) szintjének emelkedéséhez vezet a vérben, ami végül ketontermeléshez vezet.

Ha ezt az állapotot nem korrigálják, az ketoacidózishoz vezet, amely potenciálisan életveszélyes állapot, amelyet a kórházi felvétel során folyadékterápiával, elektrolit- és inzulinpótlással kell korrigálni.

Az inzulint alaposan tanulmányozták, és a jelátviteli útvonalak jól ismertek.

Érdekes út a lipolízis elnyomása. A triglicerid hidrolízisben a legfontosabb és sebességkorlátozó lipáz a zsíros triglicerid lipáz (ATGL) (1-5). Összefüggést mutattak ki az ATGL és a G0/G1 switch gén (G0S2) között (6,7). A lipolízis során az ATGL felfelé, a G0S2 pedig lefelé szabályozott, a G0S2 promoterrégiója pedig kötőhelyeket tartalmaz a glükózhoz, az inzulinfüggő transzkripciós faktorokhoz és a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptorokhoz y (PPAR-y) (8).

Egy korábbi tanulmány kimutatta, hogy az éhezés csökkenti a G0S2-t és növeli az ATGL-t humánus zsírszövetben (7).

Feltételezhető, hogy az inzulin lipolitikus hatását a G0S2 fokozott transzkripciója közvetíti, ami aztán gátolja az ATGL-t. Ezzel szemben fokozott lipolízis inzulinhiány esetén.

A növekedési hormon és a növekedési hormon függő szintézise és az IGF-1 (inzulinszerű növekedési faktor - 1) kulcsfontosságú az emberi növekedéshez serdülőkor előtt és alatt. Felnőttként a GH és az IGF-1 még mindig erős növekedési faktorok, és alapvető szabályozó tulajdonságokat fejtenek ki az emberi anyagcserére (9,10)

A GH-jelátviteli útvonalak a GH-receptoron mennek keresztül, amely foszforilálja és így aktiválja a receptorhoz kapcsolódó Janus Kinase 2-t (JAK2). Az innen származó jeleket számos tanulmány vizsgálta.

Rágcsálókban a jel háromféleképpen fut (9,10). A humán fibroblaszt sejtekkel végzett vizsgálatok ezen útvonalak közül kettőt támogattak (MAPK – mitogén által aktivált protein kináz és STAT – jelátalakító és transzkripció aktivátor), de nem az inzulinreceptor szubsztrát (IRS) és a foszfatidilinozitol 3-kináz (PI3-K) útvonalon keresztül.

Humán (in vivo) vizsgálatokban a GH-stimuláció és a STAT5 foszforilációja nyilvánvaló volt, azonban nem mutattak ki összefüggést a GH-stimuláció, valamint a MAPK és a PI3-K aktiválása között (11).

Ez utóbbi érdekes és figyelemre méltó, figyelembe véve a GH inzulin-agonista és antagonista hatásait.

A GH serkenti a lipolízist, de nem teljesen ismert, hogy a GH lipolitikus tulajdonságai pontosan hogyan közvetítődnek. Azonban kimutatták, hogy a GH hatással van a hormonérzékeny lipázra (12) (HSL).

Más lehetőség lehet a rágcsálóknál tapasztalt kölcsönhatás a PI3-K jelátviteli útvonalon vagy a G0S2/ATGL kölcsönhatáson keresztül, akár közvetlenül, akár az IGF-1-en keresztül.

A humán intracelluláris jelátviteli útvonalak a ketózis/ketoacidózis kialakulása során nem jól ismertek. A kutatók úgy vélik, hogy ezen utak és a ketoacidózis kialakulásának hátterében álló pontos mechanizmusok megértése nagyon fontos.