Insulin (od latinskog insula "ostrvo") je polipeptidni hormon pankreasa, čija je funkcija da opskrbljuje ćelije tijela energijom. Mjesto sinteze inzulina je u Langerhansovim otočićima pankreasa, njihovim beta stanicama. Insulin je uključen u metabolizam svih ćelija tkiva, iako je na nivou domaćinstva povezan samo sa dijabetesom.
Opće informacije
Danas je insulin dovoljno proučen u svojoj strukturi. Otkriva se povezanost hormona sa metabolizmom proteina, koji se kod dijabetičara proizvode u nedovoljnim količinama, što dovodi do ranog trošenja ćelija. Uloga inzulina u sintezi proteina je da poveća unos aminokiselina iz krvi od strane ćelija, a zatim da od njih stvori proteine.
Osim toga, insulin je taj koji inhibira razgradnju proteina u ćelijama. Insulin također djeluje na lipide na način da se njegovim nedostatkom razvija acidoza i ateroskleroza. Zašto vezatiinsulin sa ćelijskom energijom? Jer obilnim obrokom, sinteza inzulina se značajno povećava, šećer se transportuje u ćelije i one skladište energiju. Istovremeno, razina glukoze u krvi se smanjuje - to je glavno svojstvo inzulina. Uz višak glukoze, inzulin je pretvara u glikogen koji se nakuplja u jetri i mišićima. Potreban je kada su ostali izvori energije iscrpljeni. Postoji direktna veza između insulina i sinteze glikogena. A kada ima puno glikogena, šećer se pretvara u mast (iz 1 molekula šećera se dobija 4 molekula masti) - taloži se sa strane.
Historija otkrića
Godine 1869. u Berlinu, vrlo mlad, 22-godišnji student medicine Paul Langerhans, dok je proučavao pankreas pod mikroskopom, primijetio je grupe ćelija raštrkanih po cijeloj žlijezdi, kasnije nazvane Langerhansova otočića.
Njihova uloga u početku je bila nejasna. Kasnije je E. Lagus izjavio da su ove ćelije uključene u probavu. Godine 1889., njemački fiziolog Oskar Minkowski se nije složio i uklonio je pankreas eksperimentalnom psu kao dokaz.
Laboratorijski asistent Minkowski primijetio je da urin operiranog psa privlači mnogo muva. Tokom njenog istraživanja pronađen je šećer. Ovo je bilo prvo iskustvo koje povezuje pankreas sa dijabetesom.
Godine 1900. ruski naučnik Leonid Vasiljevič Sobolev (1876-1919) iz laboratorije I. P. Pavlova eksperimentalno je dokazao da su Langerhansova otočića uključena u metabolizam ugljikohidrata.
Struktura hormona
Ljudski inzulin je protein molekulske težine 5808, koji se sastojiod 51 aminokiseline povezane u 2 peptidna lanca: A - sadrži 21, lanac B - 30 aminokiselina.
Njihova veza je podržana sa 2 disulfidne veze. Kada se ti mostovi unište, hormon se inaktivira. Strukturiran je, kao i svaki obični protein, u B-ćelijama.
Neke životinje imaju inzulin, po strukturi sličan ljudskom. To je omogućilo stvaranje sintetičkog inzulina za liječenje dijabetesa. Najčešće se koristi svinjski inzulin, koji se od ljudskog inzulina razlikuje samo po jednoj aminokiselini.
Goveđe - razlikuje se za 3 aminokiseline. Određivanje tačne sekvence svih aminokiselina u sastavu insulina izvršio je engleski mikrobiolog Frederick Sanger. Za ovo dekodiranje 1958. godine dobio je Nobelovu nagradu za hemiju.
Još malo istorije
Izolaciju insulina za praktičnu upotrebu napravili su 1923. godine naučnici Univerziteta u Torontu F. Banting i Best, koji su takođe dobili Nobelovu nagradu. Poznato je da se Banting u potpunosti slagao sa Sobolevljevom teorijom.
Malo anatomije
Gušterača je jedinstvena po svojoj strukturi. To znači da je to i endokrina i egzokrina žlijezda. Njegova egzofunkcija leži u učešću u probavi. Proizvodi vrijedne probavne enzime - proteaze, amilaze i lipaze, koji se izlučuju kroz kanale u njegovu šupljinu. Egzokrini dio zauzima 95% cjelokupne površine žlijezde.
A samo 5% otpada na otočiće Langerhans. Ovo ukazuje na snagu žlezde i njen ogroman rad u telu. Otočići su lokalizirani duž cijelog perimetra. 5% su milioni ostrva, iako je njihova ukupna masa samo 2 g.
Svako otočiće sadrži ćelije A, B, D, PP. Svi oni proizvode svoja jedinjenja uključena u razmjenu BJU iz pristigle hrane. Sinteza insulina se dešava u B ćelijama.
Kako se to dešava
Detaljan proces proizvodnje insulina danas nije tačno utvrđen. Iz tog razloga, dijabetes je klasifikovan kao neizlječiva patologija. Uspostavljanjem mehanizma formiranja insulina biće moguće kontrolisati dijabetes inicijalnim uticajem na proces sinteze insulina.
Složenost višestepenog procesa. Uz to dolazi do nekoliko transformacija tvari, zbog čega neaktivni inzulin postaje aktivan. Pojednostavljena shema: prekursor - preproinsulin - proinsulin - aktivni inzulin.
Sinteza
Sinteza inzulina u ćeliji u pojednostavljenoj šemi izgleda ovako:
- Beta ćelije formiraju insulinsku supstancu, koja se šalje u Golgijev aparat ćelije. Ovdje se dalje obrađuje.
- Golgijev kompleks je takva struktura ćelijske membrane koja akumulira, sintetiše, a zatim uklanja neophodna jedinjenja kroz membranu.
- Transformacija svih faza dovodi do pojave sposobnog hormona.
- Insulin je sada upakovan u posebne sekretorne granule. Čuva se do potražnje i sazrije. Granule takođe pohranjuju ostatke C-peptida, jona cinka, amilina i proinzulina. Sinteza i lučenje insulina počinje tokom obroka:ulaze probavni enzimi, potpuno pripremljena granula se stapa sa ćelijskom membranom, a njen sadržaj se potpuno istiskuje iz ćelije u krv.
- Kada se razvije hiperglikemija, insulin je već na putu – oslobađa se i počinje da deluje. Prodire u kapilare pankreasa kojih ima dosta, prodiru kroz žlijezdu.
Sintezu inzulina reguliše sistem beta ćelija koji detektuje glukozu. Potpuno reguliše ravnotežu između unosa šećera i proizvodnje insulina.
Sažetak: Sinteza insulina u telu se aktivira tokom hiperglikemije. Ali inzulin raste samo s obrocima, ali se proizvodi 24 sata dnevno.
Ne samo da glukoza reguliše sintezu i lučenje insulina. Tokom obroka se dešavaju i dodatni stimulansi: proteini sadržani u hrani (aminokiseline leucin i arginin), estrogeni i holecistokinin, joni K, Ca, masne kiseline iz masti. Smanjenje lučenja inzulina bilježi se povećanjem krvi antagonista inzulina - glukagona. Proizvodi se na istim otočićima pankreasa, ali u alfa stanicama. Uloga glukagona u razgradnji i potrošnji glikogena. Potonji se zatim pretvara u glukozu. Vremenom (s godinama) snaga i aktivnost otočića pankreasa opadaju, što postaje vidljivo nakon 40 godina.
Nedostatak sinteze insulina uzrokuje nepovratne promene u mnogim organima i sistemima. Stopa inzulina u krvi odrasle osobe je 3-25 μU / ml, nakon 58-60 godina - 7-36 μU / ml. Takođe, insulin je uvek povišen kod trudnica.
Osim propisahiperglikemije, insulin ima anaboličku i antikataboličku funkciju. Drugim riječima, oba ova procesa sudionici su u metabolizmu. Jedan od njih aktivira, drugi inhibira metabolički proces. Njihova konzistencija vam omogućava da održite postojanost homeostaze tijela.
Funkcije insulina
Inzulin formira neke od mehanizama fermentacije u ćelijama, podržavajući metabolizam. Kada se oslobodi, povećava unos i upotrebu glukoze u tkivima, njeno skladištenje u mišićima, jetri i masnom tkivu.
Njegova glavna svrha je postizanje normoglikemije. Da bi se to postiglo, glukozu je potrebno negdje rasporediti, pa insulin povećava sposobnost ćelija da apsorbuju glukozu, aktivira enzime za njenu glikolizu, povećava intenzitet sinteze glikogena koji ide u jetru i mišiće, smanjuje glukoneogenezu u jetri, u koje skladište glukoze u jetri se smanjuju.
Anaboličke funkcije
Anaboličke funkcije uključuju:
- Povećanje sposobnosti ćelija da hvataju aminokiseline (leucin i valin).
- Povećanje opskrbe ćelija mineralima - K, Ca, Mg, P.
- Aktivacija sinteze proteina i dupliciranja DNK.
- Učešće u formiranju estera (esterifikacija) iz masnih kiselina neophodnih za nastanak triglicerida. Anti-katabolička funkcija.
- Smanjenje razgradnje proteina blokiranjem procesa njihove razgradnje na aminokiseline (hidroliza).
- Smanjite razgradnju lipida (lipolizu, koja normalno oslobađa masne kiseline u krv).
Eliminacija (uklanjanje) insulina
Ovaj proces se odvija u jetri i bubrezima. Više od polovine izlučuje jetra. Ovdje postoji poseban enzim - insulinaza, koji inaktivira inzulin uništavajući njegove strukturne veze s aminokiselinama. 35% insulina se razgrađuje u bubrezima. Ovaj proces se dešava u lizozomima epitela bubrežnih tubula.
Inzulin može povećati ili smanjiti proizvodnju. Javlja se u različitim patologijama. Ako se takva kršenja produže, razvijaju se nepovratne promjene u vitalnim sistemima tijela.
Interakcija između glukoze i inzulina
Glukoza je sveprisutno jedinjenje u tjelesnim tkivima. Gotovo svi ugljikohidrati koji dolaze s hranom se pretvaraju u njega. Najvažnije svojstvo glukoze je da služi kao izvor energije, posebno mišići i mozak odmah uoče njen nedostatak.
Da ne bi došlo do nedostatka glukoze u ćelijama, potreban je insulin. Djeluje kao ključ za ćelije. Bez toga, glukoza ne može ući u ćelije, bez obzira koliko šećera jedete. Na površini ćelija postoje posebni proteinski receptori za vezivanje za insulin.
Hormon posebno vole miociti i adipociti (masne ćelije), a nazivaju se inzulinsko zavisne. Oni čine skoro 70% svih ćelija. Oni osiguravaju procese disanja, cirkulacije krvi, kretanja. Na primjer, mišić bez inzulina neće raditi.
Biohemija insulinske neutralizacije glukoze
Takođe višestruki proces, razvija se u fazama. Prvi se odmah aktiviraju proteini - transporteri, čija je uloga da hvataju molekule glukoze i transportuju ih kroz membranu.
Ćelija je zasićena šećerom. Dio glukoze se šalje u hepatocite, gdje se pretvara u glikogen. Njegovi molekuli već idu u druga tkiva. Šta uzrokuje nedostatak inzulina u tijelu.
Nedostatak sinteze insulina uzrokuje dijabetes tipa 1. Ako je proizvodnja hormona dovoljna, ali ćelije ne reaguju na njega zbog pojave inzulinske rezistencije kod njih, razvija se dijabetes tipa 2.
Klasifikacija preparata insulina
Oni su kombinovani i jednovrstni. Potonji sadrže ekstrakt iz pankreasa jedne životinje.
Kombinirano - kombinujte ekstrakte žlijezda nekoliko životinjskih vrsta. Danas skoro nikad korišten.
Po poreklu ili vrsti, insulin koriste ljudi i svinje, goveda ili kitovi. Razlikuju se u nekim aminokiselinama. Najpoželjnija nakon ljudskog je svinjetina, razlikuje se samo u jednoj aminokiselini.
U Rusiji se ne koristi inzulin od goveda (razlikuje se za 3 aminokiseline).
Prema stepenu prečišćavanja insulin može biti tradicionalni (sadrži nečistoće drugih hormona pankreasa), monopeak (MP) - dodatno filtriran na gelu, nečistoća u njemu nije više od 1•10−3, monokomponentna (MK) - u rastućem redoslijedu. Poslednji je najčistiji - 99% prečišćavanja (1•10−6 nečistoća).
Insulin se također razlikuje po početku, vrhuncu i trajanju djelovanja - može biti ultrakratak, kratak, srednji iproduženo - dugo i ekstra dugo. Izbor je na doktoru.
Kako napuniti insulin
Hirurške i fizičke metode oporavka do danas nisu kreirane. Inzulin je moguće koristiti samo u injekcijama. PSSP također može podržati iscrpljeni pankreas - smanjuju hiperglikemiju. Ponekad se inzulinska terapija može dopuniti HNL - to su metode liječenja.
Ali postoji dovoljno improvizovanih načina da se utiče na proizvodnju insulina: dijeta sa smanjenom količinom ugljenih hidrata, što podrazumeva fragmentaciju ishrane i ishrane u isto vreme, učestalost unosa je 5-6 puta dan. Korisno je koristiti začine, izbjegavati jednostavne ugljikohidrate i prelaziti na složene sa niskim GI, povećati vlakna u ishrani, zeleni čaj i više morskih plodova, ispravne proteine i biljne lijekove. Preporučuju se aerobne vježbe i druge umjerene fizičke aktivnosti, a ovo je odmak od hipodinamije, gojaznosti, jer, kao što znate, fizičke vježbe pomažu u izbjegavanju mnogih problema.
