Inzulin (iz latinskega insula "otok") je polipeptidni hormon trebušne slinavke, katerega naloga je oskrbovati celice telesa z energijo. Mesto sinteze insulina je v Langerhansovih otočkih trebušne slinavke, njihovih beta celicah. Inzulin je vključen v presnovo vseh tkivnih celic, čeprav je na ravni gospodinjstva povezan le s sladkorno boleznijo.
Splošne informacije
Danes je njegova struktura inzulina dovolj raziskana. Razkriva se povezava hormona s presnovo beljakovin, ki se pri diabetikih proizvajajo v nezadostnih količinah, kar vodi do zgodnje obrabe celic. Vloga inzulina pri sintezi beljakovin je povečati vnos aminokislin iz krvi v celice in nato iz njih ustvariti beljakovine.
Poleg tega je insulin tisti, ki zavira razgradnjo beljakovin v celicah. Inzulin vpliva tudi na lipide tako, da se ob njegovem pomanjkanju razvijeta acidoza in ateroskleroza. Zakaj vezatiinsulin s celično energijo? Ker se ob obilnem obroku sinteza inzulina izrazito poveča, sladkor se prenaša v celice in te hranijo energijo. Hkrati se raven glukoze v krvi zmanjša - to je glavna lastnost insulina. Ob presežku glukoze jo insulin pretvori v glikogen, ki se kopiči v jetrih in mišicah. Potreben je, ko so drugi viri energije izčrpani. Obstaja neposredna povezava med insulinom in sintezo glikogena. In ko je glikogena veliko, se sladkor pretvori v maščobo (iz 1 molekule sladkorja dobimo 4 molekule maščobe) - odloži se ob straneh.
zgodovina odkritij
Leta 1869 v Berlinu je zelo mlad, 22-letni študent medicine Paul Langerhans med preučevanjem trebušne slinavke pod mikroskopom opazil skupine celic, raztresene po vsej žlezi, kasneje imenovane Langerhansovi otočki.
Njuna vloga je bila sprva nejasna. Kasneje je E. Lagus izjavil, da te celice sodelujejo pri prebavi. Leta 1889 se nemški fiziolog Oskar Minkowski ni strinjal in poskusnemu psu odstranil trebušno slinavko kot dokaz.
Laboratorijski asistent Minkowski je opazil, da urin operiranega psa pritegne veliko muh. Med njenimi raziskavami so našli sladkor. To je bila prva izkušnja, ki je povezala trebušno slinavko s sladkorno boleznijo.
Leta 1900 je ruski znanstvenik Leonid Vasiljevič Sobolev (1876-1919) iz laboratorija I. P. Pavlova eksperimentalno dokazal, da so Langerhansovi otočki vključeni v presnovo ogljikovih hidratov.
Zgradba hormona
Človeški inzulin je beljakovina z molekulsko maso 5808, sestavljena izod 51 aminokislin, povezanih v 2 peptidni verigi: A - vsebuje 21, veriga B - 30 aminokislin.
Njuno vez podpirata 2 disulfidni vezi. Ko se ti mostovi uničijo, se hormon inaktivira. Strukturiran je, kot vsaka običajna beljakovina, v B-celicah.
Nekatere živali imajo insulin, ki je po strukturi podoben človeškemu. To je omogočilo izdelavo sintetičnega insulina za zdravljenje sladkorne bolezni. Najpogosteje se uporablja prašičji inzulin, ki se od človeškega razlikuje le v eni aminokislini.
Goveje - razlikuje se po 3 aminokislinah. Določanje natančnega zaporedja vseh aminokislin v sestavi insulina je opravil angleški mikrobiolog Frederick Sanger. Za to dekodiranje je leta 1958 prejel Nobelovo nagrado za kemijo.
Še malo zgodovine
Izolacijo insulina za praktično uporabo sta leta 1923 izdelala znanstvenika Univerze v Torontu F. Banting in Best, ki sta prejela tudi Nobelovo nagrado. Znano je, da se je Banting v celoti strinjal s Sobolevovo teorijo.
Malo anatomije
Trebušna slinavka je edinstvena po svoji zgradbi. To pomeni, da je žleza z notranjim izločanjem in eksokrina žleza. Njegova eksofunkcija je v sodelovanju pri prebavi. Proizvaja dragocene prebavne encime – proteaze, amilaze in lipaze, ki se po kanalih izločajo v njeno votlino. Eksokrini del zavzema 95% celotne površine žleze.
In le 5% odpade na otočke Langerhans. To kaže na moč žleze in njeno ogromno delo v telesu. Otočki so lokalizirani vzdolž celotnega oboda. 5% je na milijone otokov, čeprav je njihova skupna masa le 2 g.
Vsak otoček vsebuje celice A, B, D, PP. Vsi proizvajajo svoje spojine, ki sodelujejo pri izmenjavi BJU iz vhodne hrane. Sinteza inzulina poteka v celicah B.
Kako se to zgodi
Podroben postopek za proizvodnjo insulina danes ni natančno uveljavljen. Zaradi tega je sladkorna bolezen razvrščena kot neozdravljiva patologija. Z vzpostavitvijo mehanizma nastajanja inzulina bo možno obvladovati sladkorno bolezen s prvotnim vplivom na proces sinteze inzulina.
Zapletenost večstopenjskega procesa. Z njim pride do več transformacij snovi, zaradi katerih neaktivni insulin postane aktiven. Poenostavljena shema: prekurzor - preproinsulin - proinsulin - aktivni insulin.
Sinteza
Sinteza inzulina v celici v poenostavljeni shemi izgleda takole:
- Beta celice tvorijo insulinsko snov, ki se pošlje v Golgijev aparat celice. Tukaj je nadalje obdelano.
- Golgijev kompleks je taka struktura celične membrane, ki kopiči, sintetizira in nato odstrani potrebne spojine skozi membrano.
- Preobrazba vseh stopenj vodi do pojava sposobnega hormona.
- Inzulin je zdaj pakiran v posebne sekretorne granule. Shranjeno do povpraševanja in zorenja. Zrnca hranijo tudi C-peptid, cinkove ione, amilin in ostanke proinzulina. Sinteza in izločanje inzulina se začne med obroki:vstopijo prebavni encimi, popolnoma pripravljena granula se zlije s celično membrano in njena vsebina se popolnoma iztisne iz celice v kri.
- Ko se razvije hiperglikemija, je insulin že na poti – sprosti se in začne delovati. Pronica v kapilare trebušne slinavke, ki jih je veliko, skozi in skoz prodrejo v žlezo.
Sintezo inzulina uravnava sistem beta celic, ki zaznava glukozo. Popolnoma uravnava ravnovesje med vnosom sladkorja in proizvodnjo inzulina.
Povzetek: Sinteza inzulina v telesu se aktivira med hiperglikemijo. Toda inzulin narašča le z obroki, vendar se proizvaja 24 ur na dan.
Ne samo, da glukoza uravnava sintezo in izločanje inzulina. Med obroki potekajo tudi dodatni dražljaji: beljakovine, ki jih vsebuje hrana (aminokisline levcin in arginin), estrogeni in holecistokinin, ioni K, Ca, maščobne kisline iz maščob. Zmanjšanje izločanja insulina opazimo s povečanjem krvi antagonista insulina - glukagona. Proizvaja se na istih otočkih trebušne slinavke, vendar v alfa celicah. Vloga glukagona pri razgradnji in porabi glikogena. Slednji se nato pretvori v glukozo. Sčasoma (s starostjo) se moč in aktivnost otočkov trebušne slinavke zmanjšujeta, kar postane opazno po 40 letih.
Pomanjkanje sinteze insulina povzroča nepopravljive spremembe v mnogih organih in sistemih. Stopnja insulina v krvi odrasle osebe je 3-25 μU / ml, po 58-60 letih - 7-36 μU / ml. Tudi inzulin je pri nosečnicah vedno povišan.
Poleg predpisovhiperglikemije, ima insulin anabolično in antikatabolično funkcijo. Z drugimi besedami, oba procesa sta udeležena v presnovi. Eden od njih aktivira, drugi zavira presnovni proces. Njihova doslednost vam omogoča, da ohranite konstantnost telesne homeostaze.
Funkcije insulina
Inzulin tvori nekatere mehanizme fermentacije v celicah, ki podpirajo presnovo. Ko se sprosti, poveča vnos in uporabo glukoze v tkivih, njeno shranjevanje v mišicah in jetrih ter maščobnem tkivu.
Njegov glavni namen je doseči normoglikemijo. Za to je treba glukozo nekam porazdeliti, zato insulin poveča sposobnost celic, da absorbirajo glukozo, aktivira encime za njeno glikolizo, poveča intenzivnost sinteze glikogena, ki gre v jetra in mišice, zmanjša glukoneogenezo v jetrih, v zmanjšajo se zaloge glukoze v jetrih.
Anabolične funkcije
Anabolične funkcije vključujejo:
- Povečanje sposobnosti celic, da zajamejo aminokisline (levcin in valin).
- Povečanje oskrbe celic z minerali - K, Ca, Mg, P.
- Aktivacija sinteze beljakovin in podvajanja DNK.
- Sodelovanje pri tvorbi estrov (esterifikacija) iz maščobnih kislin, potrebnih za nastanek trigliceridov. Antikatabolična funkcija.
- Zmanjšanje razgradnje beljakovin z blokiranjem procesa njihove razgradnje na aminokisline (hidroliza).
- Zmanjšajte razgradnjo lipidov (lipoliza, ki običajno sprošča maščobne kisline v kri).
Odstranitev (odstranitev) insulina
Ta proces poteka v jetrih in ledvicah. Več kot polovico se izloči v jetrih. Tukaj je poseben encim – insulinaza, ki inaktivira inzulin tako, da uniči njegove strukturne vezi z aminokislinami. 35 % insulina se razgradi v ledvicah. Ta proces se pojavi v lizosomih epitelija ledvičnih tubulov.
Inzulin lahko poveča ali zmanjša proizvodnjo. Pojavlja se pri različnih patologijah. Če so takšne kršitve dolgotrajne, se razvijejo nepopravljive spremembe v vitalnih sistemih telesa.
Interakcija med glukozo in insulinom
Glukoza je vseprisotna spojina v telesnih tkivih. Skoraj vsi ogljikovi hidrati, ki prihajajo s hrano, se pretvorijo vanj. Najpomembnejša lastnost glukoze je, da služi kot vir energije, predvsem mišice in možgani takoj opazijo njeno pomanjkanje.
Da ne bi primanjkovalo glukoze v celicah, je potreben inzulin. Deluje kot ključ za celice. Brez nje glukoza ne more vstopiti v celice, ne glede na to, koliko sladkorja zaužijete. Na površini celic so posebni proteinski receptorji za vezavo na inzulin.
Hormon obožujejo miociti in adipociti (maščobne celice), imenujemo pa jih inzulinsko odvisne. Sestavljajo skoraj 70% vseh celic. Zagotavljajo procese dihanja, krvnega obtoka, gibanja. Na primer, mišica brez inzulina ne bo delovala.
Biokemija insulinske nevtralizacije glukoze
Prav tako večplasten proces, se razvija v fazah. Prvi se takoj aktivirajo proteini – transporterji, katerih vloga je, da ujamejo molekule glukoze in jih transportirajo skozi membrano.
Celica je nasičena s sladkorjem. Del glukoze se pošlje v hepatocite, kjer se pretvori v glikogen. Njegove molekule že gredo v druga tkiva. Kaj povzroča pomanjkanje inzulina v telesu.
Pomanjkanje sinteze insulina povzroča sladkorno bolezen tipa 1. Če je proizvodnja hormona zadostna, vendar se celice nanj ne odzivajo zaradi pojava inzulinske rezistence v njih, se razvije sladkorna bolezen tipa 2.
Razvrstitev insulinskih pripravkov
So kombinirani in enovrstni. Slednji vsebujejo izvleček iz trebušne slinavke ene živali.
Kombinirano - kombinirajte izvlečke žlez več živalskih vrst. Danes skoraj nikoli v uporabi.
Po izvoru ali vrsti insulin uporabljajo ljudje in prašiči, govedo ali kiti. Razlikujejo se po nekaterih aminokislinah. Najbolj zaželena za človeško je svinjina, ki se razlikuje le v eni aminokislini.
V Rusiji se inzulin iz goveda ne uporablja (razlikuje se za 3 aminokisline).
Glede na stopnjo čiščenja je insulin lahko tradicionalen (vsebuje nečistoče drugih hormonov trebušne slinavke), monopeak (MP) - dodatno filtriran na gelu, nečistoč v njem ni več kot 1•10−3, enokomponentni (MK) - v naraščajočem vrstnem redu. Zadnji je najčistejši - 99% prečiščevanje (1•10−6 nečistoč).
Insulin se razlikuje tudi po začetku, vrhuncu in trajanju delovanja - lahko je ultrakratek, kratek, srednji inpodaljšano - dolgo in ekstra dolgo. Izbira je na zdravniku.
Kako napolniti insulin
Kirurške in fizične metode okrevanja do danes še niso bile ustvarjene. Inzulin je mogoče uporabljati samo v injekcijah. PSSP lahko podpira tudi izčrpano trebušno slinavko - zmanjšajo hiperglikemijo. Včasih se lahko insulinsko terapijo dopolni s HNZ – to so metode zdravljenja.
Vendar obstaja dovolj improviziranih načinov za vplivanje na proizvodnjo inzulina: prehrana z zmanjšano količino ogljikovih hidratov, kar pomeni razdrobljenost prehrane in prehranjevanja hkrati, pogostost vnosa je 5-6 krat na dan. dan. Koristno je uporabljati začimbe, izogibati se preprostim ogljikovim hidratom in preiti na kompleksne z nizkim GI, povečati količino vlaknin v prehrani, zeleni čaj in več morskih sadežev, ustrezne beljakovine in zeliščna zdravila. Priporočljive so aerobne vaje in druga zmerna telesna aktivnost, to pa je odmik od hipodinamije, debelosti, saj, kot veste, telesne vaje pomagajo, da se izognemo številnim težavam.
