Insulin (fra latin insula "øy") er et polypeptidhormon i bukspyttkjertelen, hvis funksjon er å forsyne cellene i kroppen med energi. Stedet for insulinsyntese er i bukspyttkjerteløyene i Langerhans, deres betaceller. Insulin er involvert i metabolismen av alle vevsceller, selv om det på husholdningsnivå bare er assosiert med diabetes.
Generell informasjon
I dag har insulin blitt tilstrekkelig studert i sin struktur. Forbindelsen mellom hormonet og metabolismen av proteiner, som produseres i utilstrekkelige mengder hos diabetikere, avsløres, noe som fører til tidlig slitasje av celler. Rollen til insulin i proteinsyntesen er å øke opptaket av aminosyrer fra blodet av cellene og deretter lage proteiner fra dem.
I tillegg til dette er det insulin som hemmer nedbrytningen av proteiner i cellene. Insulin påvirker også lipidene på en slik måte at acidose og åreforkalkning utvikler seg med mangelen. Hvorfor bindeinsulin med celleenergi? For med et solid måltid øker insulinsyntesen markant, sukker transporteres inn i cellene, og de lagrer energi. Samtidig synker nivået av glukose i blodet - dette er hovedegenskapen til insulin. Med et overskudd av glukose omdanner insulin det til glykogen, som akkumuleres i leveren og musklene. Det er nødvendig når andre energikilder er oppbrukt. Det er en direkte sammenheng mellom insulin og glykogensyntese. Og når det er mye glykogen, omdannes sukker til fett (4 molekyler fett får man fra 1 molekyl sukker) - det avsettes på sidene.
Oppdagelseshistorikk
I 1869 i Berlin la en veldig ung, 22 år gammel medisinstudent Paul Langerhans, mens han studerte bukspyttkjertelen under et mikroskop, merke til grupper av celler spredt over hele kjertelen, senere k alt holmene i Langerhans.
Rollen deres var først uklar. Senere utt alte E. Lagus at disse cellene er involvert i fordøyelsen. I 1889 var den tyske fysiologen Oskar Minkowski uenig og fjernet bukspyttkjertelen fra en forsøkshund som bevis.
Laboratorieassistent Minkowski la merke til at urinen fra en operert hund tiltrekker seg mange fluer. Under forskningen hennes ble det funnet sukker. Dette var den første opplevelsen som koblet bukspyttkjertelen til diabetes.
I 1900 beviste den russiske forskeren Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) fra laboratoriet til I. P. Pavlov eksperimentelt at holmene i Langerhans er involvert i metabolismen av karbohydrater.
Strukturen til hormonet
Human insulin er et protein med en molekylvekt på 5808, bestående avav 51 aminosyrer koblet i 2 peptidkjeder: A - inneholder 21, kjede B - 30 aminosyrer.
Bindingen deres støttes av 2 disulfidbindinger. Når disse broene blir ødelagt, inaktiveres hormonet. Det er strukturert, som et hvilket som helst vanlig protein, i B-celler.
Noen dyr har insulin, lignende struktur som mennesker. Dette gjorde det mulig å lage syntetisk insulin for behandling av diabetes. Det mest brukte er svininsulin, som skiller seg fra humant insulin med bare én aminosyre.
Bovint - skiller seg med 3 aminosyrer. Bestemmelsen av den nøyaktige sekvensen av alle aminosyrer i sammensetningen av insulin ble gjort av den engelske mikrobiologen Frederick Sanger. For denne dekodingen i 1958 mottok han Nobelprisen i kjemi.
Litt mer historie
Isolering av insulin for praktisk bruk ble laget i 1923 av University of Toronto-forskerne F. Banting og Best, som også mottok Nobelprisen. Det er kjent at Banting var helt enig i Sobolevs teori.
Litt av anatomi
Bukspyttkjertelen er unik i sin struktur. Dette betyr at det er både en endokrin kjertel og en eksokrin kjertel. Eksofunksjonen ligger i deltakelse i fordøyelsen. Den produserer verdifulle fordøyelsesenzymer - proteaser, amylaser og lipaser, som skilles ut gjennom kanalene inn i hulrommet. Den eksokrine delen opptar 95 % av hele arealet av kjertelen.
Og bare 5 % faller på holmene Langerhans. Dette indikerer kraften til kjertelen og dens enorme arbeid i kroppen. Øyer er lokalisert langs hele omkretsen. 5 % er millioner av øyer, selv om deres totale masse bare er 2 g.
Hver holme inneholder cellene A, B, D, PP. De produserer alle sine forbindelser som er involvert i utveksling av BJU fra innkommende mat. Insulinsyntese skjer i B-celler.
Hvordan det skjer
Den detaljerte prosessen for produksjon av insulin er ikke akkurat etablert i dag. Av denne grunn er diabetes klassifisert som en uhelbredelig patologi. Ved å etablere mekanismen for insulindannelse vil det være mulig å kontrollere diabetes ved i første omgang å påvirke prosessen med insulinsyntese.
Kompleksiteten i flertrinnsprosessen. Med det skjer flere transformasjoner av stoffer, som et resultat av at inaktivt insulin blir aktivt. Forenklet skjema: forløper - preproinsulin - proinsulin - aktivt insulin.
Synthesis
Insulinsyntese i en celle i et forenklet oppsett ser slik ut:
- Betaceller danner et insulinstoff, som sendes til cellens Golgi-apparat. Her behandles det videre.
- Golgi-komplekset er en slik struktur av cellemembranen som akkumuleres, syntetiseres og deretter fjerner de nødvendige forbindelsene gjennom membranen.
- Forvandlingen av alle stadier fører til utseendet til et dyktig hormon.
- Insulin er nå pakket i spesielle sekretoriske granulat. Lagres til etterspørsel og modnes. Granulene lagrer også C-peptid, sinkioner, amylin og proinsulinrester. Syntese og sekresjon av insulin begynner under måltider:fordøyelsesenzymer kommer inn, det ferdig tilberedte granulatet smelter sammen med cellemembranen, og innholdet presses fullstendig ut av cellen og inn i blodet.
- Når hyperglykemi utvikler seg, er insulin allerede på vei – det frigjøres og begynner å virke. Det siver inn i kapillærene i bukspyttkjertelen, som det er mye av, de trenger gjennom og gjennom kjertelen.
Insulinsyntese reguleres av betacellenes glukosesensorsystem. Den regulerer fullstendig balansen mellom sukkerinntak og insulinproduksjon.
Opsummering: Insulinsyntese i kroppen aktiveres under hyperglykemi. Men insulin stiger bare med måltider, men det produseres hele døgnet.
Ikke bare glukose regulerer syntesen og utskillelsen av insulin. Under måltider finner også ytterligere stimuli sted: proteiner som finnes i mat (aminosyrer leucin og arginin), østrogener og kolecystokinin, K, Ca-ioner, fettsyrer fra fett. En reduksjon i insulinsekresjon er notert med en økning i blodet til insulinantagonisten - glukagon. Det produseres i de samme bukspyttkjertelholmene, men i alfaceller. Rollen til glukagon i nedbrytningen og forbruket av glykogen. Sistnevnte omdannes deretter til glukose. Over tid (med alderen) avtar styrken og aktiviteten til bukspyttkjerteløyene, noe som blir merkbart etter 40 år.
Mangel på insulinsyntese forårsaker irreversible endringer i mange organer og systemer. Hastigheten av insulin i blodet til en voksen er 3-25 μU / ml, etter 58-60 år - 7-36 μU / ml. Insulin er også alltid forhøyet hos gravide kvinner.
Foruten reguleringhyperglykemi, insulin har en anabol og anti-katabolisk funksjon. Med andre ord er begge disse prosessene deltakere i metabolismen. En av dem aktiverer, den andre hemmer den metabolske prosessen. Konsistensen deres lar deg opprettholde konstansen til kroppens homeostase.
Funksjoner av insulin
Insulin danner noen av mekanismene for gjæring i cellene, og støtter metabolismen. Når det frigjøres, øker det inntaket og bruken av glukose i vev, dets lagring i muskler og lever og fettvev.
Hovedformålet er å oppnå normoglykemi. For å gjøre dette må glukose distribueres et sted, så insulin øker cellenes evne til å absorbere glukose, aktiverer enzymer for glykolyse, øker intensiteten av glykogensyntese, som går til leveren og musklene, reduserer glukoneogenesen i leveren, i hvilke glukoselagre i leveren reduseres.
Anabole funksjoner
Anabole funksjoner inkluderer:
- Øke cellenes evne til å fange opp aminosyrer (leucin og valin).
- Øke tilførselen av mineraler til celler - K, Ca, Mg, P.
- Aktivering av proteinsyntese og DNA-duplisering.
- Deltakelse i dannelsen av estere (forestring) fra fettsyrer som er nødvendige for fremkomsten av triglyserider. Antikatabolisk funksjon.
- Redusere nedbrytningen av proteiner ved å blokkere prosessen med nedbrytning til aminosyrer (hydrolyse).
- Reduser lipidnedbrytning (lipolyse, som norm alt frigjør fettsyrer til blodet).
Eliminering (fjerning) av insulin
Denne prosessen foregår i leveren og nyrene. Mer enn halvparten av det skilles ut av leveren. Det er et spesielt enzym her - insulinase, som inaktiverer insulin ved å ødelegge dets strukturelle bindinger til aminosyrer. 35 % av insulin brytes ned i nyrene. Denne prosessen skjer i lysosomene i epitelet til nyretubuli.
Insulin kan øke eller redusere produksjonen. Det forekommer i forskjellige patologier. Hvis slike krenkelser er langvarige, utvikles irreversible endringer i kroppens vitale systemer.
Interaksjon mellom glukose og insulin
Glukose er en allestedsnærværende forbindelse i kroppsvev. Nesten alle karbohydrater som følger med maten omdannes til det. Den viktigste egenskapen til glukose er å tjene som en energikilde, spesielt musklene og hjernen merker umiddelbart mangelen.
For at det ikke skal være mangel på glukose i cellene, trengs insulin. Den fungerer som en nøkkel for celler. Uten det kan ikke glukose komme inn i cellene, uansett hvor mye sukker du spiser. På overflaten av cellene er det spesielle proteinreseptorer for binding til insulin.
Hormonet er spesielt elsket av myocytter og adipocytter (fettceller), og de kalles insulinavhengige. De utgjør nesten 70 % av alle celler. Respirasjonsprosessene, blodsirkulasjonen, bevegelsen er gitt av dem. En muskel uten insulin vil for eksempel ikke fungere.
Biokjemi for insulinnøytralisering av glukose
Også en mangefasettert prosess som utvikler seg i etapper. Proteiner er de første som aktiveres umiddelbart - transportører, hvis rolle er å fange opp glukosemolekyler og transportere dem gjennom membranen.
Cellen er mettet med sukker. En del av glukosen sendes til hepatocytter, hvor den omdannes til glykogen. Dens molekyler går allerede til andre vev. Hva forårsaker mangel på insulin i kroppen.
Mangel på insulinsyntese forårsaker diabetes type 1. Hvis produksjonen av hormonet er tilstrekkelig, men cellene ikke reagerer på det på grunn av insulinresistens i dem, utvikles diabetes type 2.
Klassifisering av insulinpreparater
De er kombinert og enkeltart. Sistnevnte inneholder et ekstrakt fra bukspyttkjertelen til ett dyr.
Kombinert - kombiner ekstrakter av kjertlene til flere dyrearter. Nesten aldri brukt i dag.
Etter opprinnelse eller art brukes insulin av mennesker og gris, storfe eller hval. De er forskjellige i noen aminosyrer. Det mest foretrukne etter menneske er svinekjøtt, det skiller seg bare med én aminosyre.
I Russland brukes ikke insulin fra storfe (det skiller seg med 3 aminosyrer).
I henhold til graden av rensing kan insulin være tradisjonelt (inneholder urenheter av andre bukspyttkjertelhormoner), monopeak (MP) - i tillegg filtrert på gelen, urenheter i den er ikke mer enn 1•10−3, monokomponent (MK) - i stigende rekkefølge. Den siste er den reneste - 99 % rensing (1•10−6 urenheter).
Insulin er også forskjellig i begynnelse, topp og virkningsvarighet - det kan være ultrakort, kort, middels oglangvarig - lang og ekstra lang. Valget er opp til legen.
Hvordan fylle på insulin
Kirurgiske og fysiske utvinningsmetoder har ikke blitt opprettet til dags dato. Det er mulig å bruke insulin kun i injeksjoner. PSSP kan også støtte en utmattet bukspyttkjertel - de reduserer hyperglykemi. Noen ganger kan insulinbehandling suppleres med HRT – dette er medisineringsmetoder.
Men det er nok improviserte måter å påvirke produksjonen av insulin på: en diett med redusert mengde karbohydrater, som innebærer fragmentering av ernæring og spising på samme tid, inntaksfrekvensen er 5-6 ganger pr. dag. Det er nyttig å bruke krydder, unngå enkle karbohydrater og gå over til komplekse med lav GI, øke fiber i kosten, grønn te og mer sjømat, riktig protein og urtemedisin. Aerobic øvelser og annen moderat fysisk aktivitet anbefales, og dette er et avvik fra hypodynami, fedme, fordi fysisk øvelser som du vet bidrar til å unngå mange problemer.
