Diyabet
Patofizyoloji

İnsülin, glukozun kandan hücrelere (başta kas ve yağ hücreleri olmak üzere, ama santral sinir sistemi hücrelerine değil) geçişini düzenleyen en önemli hormondur. Bu yüzden, insülin yetersizliği ya da insülin reseptörünün insüline karşı hassasiyetinin kaybolması, tüm diyabet türlerinde önemli bir rol oynar.
Besinlerle alınan karbohidratlar alınmalarından birkaç saat sonra bir monosakkarit olan glukoza dönüştürülür. Glukoz, kanda bulunan temel karbohidrattır ve vücut tarafından enerji kaynağı olarak kullanılır. Bu dönüşüm işlemi, fruktoz, pek çok disakkarit (sukroz ve bazı bireylerde laktoz haricinde) ve nişasta haricindeki hemen bütün polisakkaritler için geçerlidir. İnsülin pankreasın Langerhans adacıklarında bulunan Beta hücrelerinden (β-hücreleri) kandaki glukoz seviyesinin artmasına (basitçe yemeklerden sonra) yanıt olarak salgılanır. İnsülin vücuttaki hücrelerin yaklaşık üçte ikisi tarafından kandaki glukozu alıp, onu enerji kaynağı olarak kullanmak, başka moleküllere çevirmek ya da depolamak için kullanılır.
İnsülin ayrıca karaciğer ve kas dokusunda glukozu glikojen halinde depolamak için gerekli sinyali sağlayan ana hormondur. Kandaki glukoz seviyesinin düşmesi, hem pankreastan salgılanan insülin miktarının azalmasına hem de glikojenin parçalanarak glukoza dönüşmesine neden olur. Bu işlem esasen glukagon hormonu tarafından kontrol edilir. Glukagon insülinin etkisine ters etki gösteren bir hormondur. Glikojenin parçalanmasıyla oluşan glukoz tekrar dolaşıma verilerek kan glukoz seviyesi arttırılır. Bu mekanizma kas hücrelerinde mevcut değildir. Kas hücrelerinde depolanan glikojen glukoza dönüştürüldükten sonra sadece kas hücreleri tarafından acil ihtiyaci karşılamak için kullanılır.
Yüksek insülin seviyeleri hücre büyümesini ve hücre bölünmesini artırmak, protein sentezini ve yağ depolanmasını artırmak gibi bazı anabolik (Özümleme ya da yapım) etkiler yapar. İnsülin pek çok iki yönlü metabolik yolakta işlemin katabolizma'dan (Yadımlama ya da yıkım) anabolizma ya doğru olması için gerekli sinyali sağlar. Bu durumda insülin yokluğu sözü edilen metabolik işlemlerin anabolizmadan katabolizmaya doğru olmasına yol açar. Yani düşük insülin düzeyleri vücudun yağ moleküllerini yakmaya başlamasına neden olur ve bunun sonusunda vücut ketozis denilen metabolik durum içerisine girer.
Eğer mevcut insülin miktarı yeterli değilse, hücreler insülinin etkisine zayıf derece yanıt veriyorlarsa (insülin duyarlığının azalması ya da insülin direnci) ya da insülin molekülünde herhangi bir bozukluk varsa, hücreler ihtiyaç duydukları glukozu hücre içerisine alamazlar ya da sonra kullanılmak üzere karaciğer ve kasta depolayamazlar. Bu durumun net sonucu olarak, kan şekeri yükselir, protein sentezi azalır ve asidoz gibi metabolik bozukluklar ortaya çıkar.
Pankreasın Beta hücrelerinden insülinin salgılanması glukoz metabolizması tarafından uyarılır. Glukozun metabolize olmasıyla sentezlenen ATP hücre içindeki ATP / ADP oranı artırır. Bu durum ATP-duyarlı Potasyum (K+) kanallarının (KATP) kapanmasına neden olur. Hücre dışına çıkamayan K+ hücre içindeki potansiyelin yükselmesine ve hücre membranının depolarize olmasına yol açar. Bu durum voltaj-duyarlı Kalsiyum (Ca2+) kanallarını açar ve hüçre içine giren Ca2+ insülinin depo edildiği granüllerden egzositoz yoluyla hücre dışına çıkmasına neden olur