Beta-ćelije (β-ćelije) su tip ćelija u gušteračinim otočićima koje sintetiziraju i luče insulin i amilin. Beta-ćelije čine 50 – 70% ćelija u ljudskim otočićima. Kod pacijenata sa dijabetesom tipa 1, masa i funkcija beta-ćelija su smanjene, što dovodi do nedovoljnog lučenja insulina i hiperglikemije.
Funkcija Primarna funkcija beta-ćelija je da proizvode i oslobađaju insulin i amilin. Oba su hormoni koji snižavaju glukozu u krvi različitim mehanizmima. Beta-ćelije mogu brzo reagirati na skokove koncentracije glukoze u krvi, tako što luče dio svog uskladištenog insulina i amilina, a istovremeno proizvode više.
Sinteza insulina Beta ćelije su jedino mesto sinteze insulina kod sisara. Kako glukoza stimulira lučenje insulina, ona istovremeno povećava biosintezu proinsulina, uglavnom kroz translacijsku kontrolu.
Insulinski gen se prvo transkribuje u iRNK i prevodi u preproinzulin. Nakon genetika)|translacije, prekursor preproinsulina sadrži signalni peptid N-terminala koji omogućava translokaciju u grubom endoplazmatskom retikulumu (RER). Inside the RER, thesignal peptide is cleaved to form proinsulin. Zatim dolazi do savijanja proinsulina formiranjem tri disulfidne veze. Nakon savijanja proteina, proinsulin se transportuje do Golgijevog aparata i ulazi u nezrele insulinske granule gdje se cijepa da formira insulin i C-peptid. Nakon sazrijevanja, ove sekretorne vezikule zadržavaju insulin, C-peptid i amilin sve dok kalcij ne pokrene egzocitozu sadržaja granula.
Putem translacijske obradu, insulin je kodiran kao prekursor od 110 aminokiselina, ali se izlučuje kao protein od 51 aminokiseline.
Sekrecija insulina 285px|Konsenzusni model sekrecije insulina inducirane glukozom|thumb U beta-ćelijama oslobađanje insulina stimulira prvenstveno glukoza prisutna u krvi. Kako se razina glukoze u cirkulaciji povećava, naprimjer nakon uzimanja obroka, insulin se luči na način koji ovisi o dozi. Ovaj sistem oslobađanja se obično naziva glukozom stimulisano lučenje insulina (GSIS). Postoje četiri ključna dijela za "Model konsenzusa" GSIS-a: GLUT2 ovisno o preuzimanju glukoze, metabolizam glukoze, zatvaranje KATP kanala i otvaranje naponskih kalcijskih kanala koji uzrokuju fuziju granula insulina i egzocitozu.
U plazmamembranu beta-ćelija ugrađeni su naponski ovisni ionski kanali i ATP-senzitivni kalijevi ionski kanali. Ovi ATP-osjetljivi kalijevi ionski kanali su normalno otvoreni, a kalcijevi ionski kanali su normalno zatvoreni. Ioni kalija difundiraju iz ćelije, niz njihov koncentracijski gradijent, čineći unutrašnjost ćelije negativnijom u odnosu na vanjštinu (pošto ioni kalija nose pozitivan naboj). U mirovanju, ovo stvara razliku potencijala preko površinske ćelijske membrane od –70 mV.
Kada je koncentracija glukoze izvan ćelije visoka, njene molekule kreću se u ćeliju olakšanom difuzijom, niz njen gradijent koncentracije kroz GLUT2 transporter. Budući da beta-ćelije koriste glukokinazu da kataliziraju prvi korak glikolize, metabolizam se odvija samo oko fizioloških nivoa glukoze u krvi i više. Metabolizam glukoze proizvodi ATP, što povećava odnos ATP prema ADP.
Kada ovaj omjer poraste zatvaraju se kanali kalijevih iona koji su osjetljivi na ATP. To znači da kalijevi joni više ne mogu difundirati iz ćelije. Kao rezultat toga, razlika potencijala preko membrane postaje pozitivnija (kako se ioni kalija akumuliraju unutar ćelije). Ova promjena razlike potencijala otvara naponski regulirane kalcijske kanale, koji omogućavaju ionima kalcija izvan ćelije da difundiraju niz njihov koncentracijski gradijent. Kada ioni kalcija uđu u ćeliju, uzrokuju pomicanje vezikula koje sadrže insulin na površinu ćelijske membrane i spajaju se s njom, oslobađajući insulin egzocitozom u jetrenu portnu venu.
Također pogledajte Amilin Insulin Alfa-ćelija Gušterača Langerhansovi otočići
Reference
Kategorija:Ćelije koje luče peptidne hormone Kategorija:Ćelije