Insulinas (iš lot. insula „sala“) – polipeptidinis kasos hormonas, kurio funkcija aprūpinti organizmo ląsteles energija. Insulino sintezės vieta yra Langerhanso kasos salelėse, jų beta ląstelėse. Insulinas dalyvauja visų audinių ląstelių metabolizme, nors buityje jis siejamas tik su diabetu.
Bendra informacija
Šiandien insulino struktūra pakankamai ištirta. Atskleidžiamas hormono ryšys su b altymų, kurių diabetikams gaminasi nepakankamai, apykaita, o tai lemia ankstyvą ląstelių susidėvėjimą. Insulino vaidmuo b altymų sintezėje yra padidinti aminorūgščių pasisavinimą iš kraujo ląstelėse ir iš jų gaminti b altymus.
Be to, būtent insulinas slopina b altymų skilimą ląstelėse. Insulinas taip pat veikia lipidus taip, kad jo trūkumas išsivysto acidozė ir aterosklerozė. Kam surištiinsulinas su ląstelių energija? Mat sočiai pavalgius ryškiai padidėja insulino sintezė, į ląsteles transportuojamas cukrus, jos kaupia energiją. Tuo pačiu metu sumažėja gliukozės kiekis kraujyje – tai pagrindinė insulino savybė. Esant gliukozės pertekliui, insulinas ją paverčia glikogenu, kuris kaupiasi kepenyse ir raumenyse. Jis reikalingas, kai išsenka kiti energijos š altiniai. Tarp insulino ir glikogeno sintezės yra tiesioginis ryšys. O kai glikogeno daug, cukrus virsta riebalais (iš 1 molekulės cukraus gaunamos 4 riebalų molekulės) – nusėda šonuose.
Atradimų istorija
1869 m. Berlyne labai jaunas, 22 metų medicinos studentas Paulas Langerhansas, mikroskopu tyrinėdamas kasą, pastebėjo po visą liauką išsibarsčiusias ląstelių grupes, vėliau pavadintas Langerhanso salelėmis.
Jų vaidmuo iš pradžių buvo neaiškus. Vėliau E. Lagus pareiškė, kad šios ląstelės dalyvauja virškinime. 1889 m. vokiečių fiziologas Oskaras Minkowskis nesutiko ir kaip įrodymą pašalino eksperimentinio šuns kasą.
Laborantas Minkovskis pastebėjo, kad operuoto šuns šlapimas pritraukia daug musių. Jos tyrimo metu buvo rastas cukrus. Tai buvo pirmoji patirtis, susijusi su kasa ir diabetu.
1900 m. rusų mokslininkas Leonidas Vasiljevičius Sobolevas (1876-1919) iš I. P. Pavlovo laboratorijos eksperimentiškai įrodė, kad Langerhanso salelės dalyvauja angliavandenių apykaitoje.
Hormono struktūra
Žmogaus insulinas yra b altymas, kurio molekulinė masė yra 5808 ir kurį sudaroiš 51 aminorūgšties, sujungtos į 2 peptidines grandines: A – yra 21, grandinėje B – 30 aminorūgščių.
Jų ryšį palaiko 2 disulfidiniai ryšiai. Kai šie tiltai sunaikinami, hormonas yra inaktyvuotas. Jis yra struktūrizuotas, kaip ir bet kuris įprastas b altymas, B ląstelėse.
Kai kurie gyvūnai turi insulino, savo struktūra panašią į žmogaus. Tai leido sukurti sintetinį insuliną diabetui gydyti. Dažniausiai naudojamas kiaulių insulinas, kuris nuo žmogaus insulino skiriasi tik viena aminorūgštimi.
Jautis – skiriasi 3 aminorūgštimis. Tikslią visų aminorūgščių seką insulino sudėtyje nustatė anglų mikrobiologas Frederickas Sangeris. Už šį dekodavimą 1958 m. jis gavo Nobelio chemijos premiją.
Daugiau istorijos
Praktiniam naudojimui insuliną išskyrė 1923 m. Toronto universiteto mokslininkai F. Bantingas ir Bestas, kuris taip pat gavo Nobelio premiją. Yra žinoma, kad Bantingas visiškai sutiko su Sobolevo teorija.
Šiek tiek anatomijos
Kasa yra unikali savo struktūra. Tai reiškia, kad tai yra ir endokrininė, ir egzokrininė liauka. Jo egzofunkcija yra dalyvavimas virškinime. Jis gamina vertingus virškinimo fermentus – proteazes, amilazes ir lipazes, kurios per latakus išskiriamos į jo ertmę. Egzokrininė dalis užima 95% visos liaukos ploto.
Ir tik 5 % patenka ant Langerhanso salelių. Tai rodo liaukos galią ir didžiulį jos darbą organizme. Salelės yra lokalizuotos per visą perimetrą. 5 % yra milijonai salų, nors bendra jų masė yra tik 2 g.
Kiekvienoje salelėje yra A, B, D, PP ląstelės. Visi jie gamina junginius, susijusius su BJU mainais iš gaunamo maisto. Insulino sintezė vyksta B ląstelėse.
Kaip tai atsitinka
Išsamus insulino gamybos procesas šiandien nėra tiksliai nustatytas. Dėl šios priežasties diabetas priskiriamas nepagydomai patologijai. Nustačius insulino susidarymo mechanizmą, bus galima kontroliuoti diabetą iš pradžių darant įtaką insulino sintezės procesui.
Kelių etapų proceso sudėtingumas. Su juo įvyksta keletas medžiagų transformacijų, dėl kurių neaktyvus insulinas tampa aktyvus. Supaprastinta schema: pirmtakas – preproinsulinas – proinsulinas – aktyvus insulinas.
Sintezė
Insulino sintezė ląstelėje pagal supaprastintą schemą atrodo taip:
- Beta ląstelės sudaro insulino medžiagą, kuri siunčiama į ląstelės Golgi aparatą. Čia jis toliau apdorojamas.
- Golgi kompleksas yra tokia ląstelės membranos struktūra, kuri kaupiasi, sintezuojasi, o paskui per membraną pašalina reikalingus junginius.
- Visų etapų transformacija lemia galimo hormono atsiradimą.
- Dabar insulinas supakuotas į specialias sekrecijos granules. Laikoma iki paklausos ir sunoksta. Granulėse taip pat yra C-peptido, cinko jonų, amilino ir proinsulino likučių. Insulino sintezė ir sekrecija prasideda valgio metu:virškinimo fermentai patenka, pilnai paruošta granulė susilieja su ląstelės membrana, o jos turinys visiškai išspaudžiamas iš ląstelės į kraują.
- Kai išsivysto hiperglikemija, insulinas jau yra pakeliui – jis išsiskiria ir pradeda veikti. Jis prasiskverbia į kasos kapiliarus, kurių yra daug, jie prasiskverbia pro liauką.
Insulino sintezę reguliuoja beta ląstelių gliukozės jutimo sistema. Jis visiškai reguliuoja pusiausvyrą tarp suvartojamo cukraus ir insulino gamybos.
Santrauka: Insulino sintezė organizme suaktyvėja hiperglikemijos metu. Tačiau insulino padaugėja tik valgant, bet jis gaminamas visą parą.
Ne tik gliukozė reguliuoja insulino sintezę ir sekreciją. Valgymo metu taip pat atsiranda papildomų dirgiklių: maiste esantys b altymai (aminorūgštys leucinas ir argininas), estrogenai ir cholecistokininas, K, Ca jonai, riebalų rūgštys iš riebalų. Insulino sekrecijos sumažėjimas pastebimas padidėjus insulino antagonisto - gliukagono - kraujyje. Jis gaminamas tose pačiose kasos salelėse, bet alfa ląstelėse. Gliukagono vaidmuo skaidant ir vartojant glikogeną. Pastaroji vėliau paverčiama gliukoze. Laikui bėgant (su amžiumi) kasos salelių stiprumas ir aktyvumas mažėja, o tai tampa pastebima po 40 metų.
Insulino sintezės trūkumas sukelia negrįžtamus daugelio organų ir sistemų pokyčius. Insulino norma suaugusio žmogaus kraujyje yra 3-25 μU / ml, po 58-60 metų - 7-36 μU / ml. Be to, nėščioms moterims insulino kiekis visada yra padidėjęs.
Be reguliavimohiperglikemija, insulinas atlieka anabolinę ir antikatabolinę funkciją. Kitaip tariant, abu šie procesai yra medžiagų apykaitos dalyviai. Vienas iš jų aktyvina, kitas slopina medžiagų apykaitos procesus. Jų nuoseklumas leidžia išlaikyti organizmo homeostazės pastovumą.
Insulino funkcijos
Insulinas formuoja kai kuriuos fermentacijos mechanizmus ląstelėse, palaikydamas medžiagų apykaitą. Išsiskleidęs jis padidina gliukozės suvartojimą ir suvartojimą audiniuose, jos kaupimąsi raumenyse, kepenyse ir riebaliniame audinyje.
Pagrindinis jo tikslas – pasiekti normoglikemiją. Tam reikia kažkur paskirstyti gliukozę, todėl insulinas padidina ląstelių gebėjimą įsisavinti gliukozę, aktyvina jos glikolizei reikalingus fermentus, padidina glikogeno sintezės, kuris patenka į kepenis ir raumenis, intensyvumą, mažina gliukoneogenezę kepenyse, kurios sumažina gliukozės atsargas kepenyse.
Anabolinės funkcijos
Anabolinės funkcijos apima:
- Ląstelių gebėjimo surinkti aminorūgštis (leuciną ir valiną) didinimas.
- Ląstelių aprūpinimo mineralais didinimas – K, Ca, Mg, P.
- B altymų sintezės ir DNR dubliavimosi aktyvinimas.
- Dalyvavimas formuojant esterius (esterifikaciją) iš riebalų rūgščių, reikalingų trigliceridams atsirasti. Antikatabolinė funkcija.
- B altymų skilimo mažinimas blokuojant jų skilimo iki aminorūgščių (hidrolizės) procesą.
- Sumažinkite lipidų skilimą (lipolizę, kuri paprastai į kraują išskiria riebalų rūgštis).
Insulino pašalinimas (pašalinimas)
Šis procesas vyksta kepenyse ir inkstuose. Daugiau nei pusė jo išsiskiria per kepenis. Čia yra specialus fermentas – insulinazė, kuri inaktyvuoja insuliną, naikindama jo struktūrinius ryšius su aminorūgštimis. 35% insulino suyra inkstuose. Šis procesas vyksta inkstų kanalėlių epitelio lizosomose.
Insulino gamyba gali padidėti arba sumažėti. Atsiranda esant įvairioms patologijoms. Jei tokie pažeidimai užsitęsia, vystosi negrįžtami gyvybinių organizmo sistemų pokyčiai.
Gliukozės ir insulino sąveika
Gliukozė yra visur esantis junginys kūno audiniuose. Beveik visi su maistu gaunami angliavandeniai virsta juo. Svarbiausia gliukozės savybė – būti energijos š altiniu, ypač raumenys ir smegenys iškart pastebi jos trūkumą.
Kad ląstelėse netrūktų gliukozės, reikia insulino. Jis veikia kaip ląstelių raktas. Be jo gliukozė negali patekti į ląsteles, kad ir kiek cukraus suvalgytumėte. Ląstelių paviršiuje yra specialūs b altymų receptoriai, skirti prisijungti prie insulino.
Hormoną ypač mėgsta miocitai ir adipocitai (riebalų ląstelės), ir jie vadinami priklausomi nuo insulino. Jie sudaro beveik 70% visų ląstelių. Jie užtikrina kvėpavimo, kraujotakos, judėjimo procesus. Pavyzdžiui, raumuo be insulino neveiks.
Gliukozės insulino neutralizavimo biochemija
Taip pat daugialypis procesas, jis vystosi etapais. Pirmieji iš karto aktyvuojami b altymai – transporteriai, kurių vaidmuo yra užfiksuoti gliukozės molekules ir pernešti jas per membraną.
Ląstelė prisotinta cukraus. Dalis gliukozės siunčiama į hepatocitus, kur ji paverčiama glikogenu. Jo molekulės jau keliauja į kitus audinius. Kas sukelia insulino trūkumą organizme.
Insulino sintezės trūkumas sukelia 1 tipo diabetą. Jei hormono pasigamina pakankamai, bet ląstelės nereaguoja į tai dėl to, kad jose atsiranda atsparumas insulinui, išsivysto 2 tipo cukrinis diabetas.
Insulino preparatų klasifikacija
Jie yra kombinuoti ir vienos rūšies. Pastaruosiuose yra vieno gyvūno kasos ekstrakto.
Kombinuotas – derinkite kelių gyvūnų rūšių liaukų ekstraktus. Šiandien beveik nenaudota.
Pagal kilmę arba rūšį insuliną naudoja žmonės ir kiaulės, galvijai ar banginiai. Jie skiriasi kai kuriomis aminorūgštimis. Labiausiai pageidaujama po žmogaus kiauliena, ji skiriasi tik viena aminorūgštimi.
Rusijoje galvijų insulinas nenaudojamas (jis skiriasi 3 aminorūgštimis).
Pagal gryninimo laipsnį insulinas gali būti tradicinis (sudėtyje yra kitų kasos hormonų priemaišų), monopikas (MP) – papildomai filtruojamas ant gelio, priemaišų jame ne daugiau 1•10−3, vienkomponentis (MK) – didėjančia tvarka. Paskutinis yra gryniausias – 99 % grynumo (1•10−6 priemaišos).
Insulinas taip pat skiriasi veikimo pradžia, piko ir trukme – jis gali būti itin trumpas, trumpas, vidutinis irprailgintas – ilgas ir itin ilgas. Pasirinkimas priklauso nuo gydytojo.
Kaip papildyti insuliną
Chirurginiai ir fiziniai atkūrimo metodai iki šiol nebuvo sukurti. Insuliną galima naudoti tik injekcijomis. PSSP taip pat gali palaikyti išsekusią kasą – mažina hiperglikemiją. Kartais insulino terapija gali būti papildyta PHT – tai medikamentiniai metodai.
Tačiau yra pakankamai improvizuotų būdų paveikti insulino gamybą: dieta su sumažintu angliavandenių kiekiu, o tai reiškia mitybos susiskaidymą ir valgymą tuo pačiu metu, vartojimo dažnis yra 5-6 kartus per dieną. dieną. Naudinga naudoti prieskonius, vengti paprastų angliavandenių ir pereiti prie sudėtingų, kurių GI žemas, racione padidinti skaidulų kiekį, žaliąją arbatą ir daugiau jūros gėrybių, tinkamų b altymų ir vaistažolių. Rekomenduojami aerobiniai pratimai ir kita vidutinio sunkumo fizinė veikla, o tai atitrūksta nuo hipodinamikos, nutukimo, nes, kaip žinia, fiziniai pratimai padeda išvengti daugelio problemų.
