Insulin (fra latin insula "ø") er et polypeptidhormon i bugspytkirtlen, hvis funktion er at forsyne kroppens celler med energi. Stedet for insulinsyntese er i pancreas-øerne i Langerhans, deres betaceller. Insulin er involveret i metabolismen af alle vævsceller, selvom det på husstandsniveau kun er forbundet med diabetes.
Generelle oplysninger
I dag er insulin blevet tilstrækkeligt undersøgt i sin struktur. Hormonets forbindelse med metabolismen af proteiner, som produceres i utilstrækkelige mængder hos diabetikere, afsløres, hvilket fører til tidlig slitage af celler. Insulinets rolle i proteinsyntesen er at øge cellernes optagelse af aminosyrer fra blodet og derefter skabe proteiner ud fra dem.
Udover dette er det insulin, der hæmmer nedbrydningen af proteiner i celler. Insulin påvirker også lipider på en sådan måde, at acidose og åreforkalkning udvikler sig med dens mangel. Hvorfor bindeinsulin med celleenergi? For med et solidt måltid øges insulinsyntesen markant, sukker transporteres ind i cellerne, og de lagrer energi. Samtidig falder niveauet af glukose i blodet - dette er insulinets hovedegenskab. Med et overskud af glukose omdanner insulin det til glykogen, som ophobes i leveren og musklerne. Det er nødvendigt, når andre energikilder er opbrugt. Der er en direkte sammenhæng mellem insulin- og glykogensyntese. Og når der er meget glykogen, omdannes sukker til fedt (4 molekyler fedt fås fra 1 molekyle sukker) - det aflejres på siderne.
Opdagelseshistorik
I 1869 i Berlin bemærkede en meget ung, 22-årig medicinstuderende Paul Langerhans, mens han studerede bugspytkirtlen under et mikroskop, grupper af celler spredt ud over hele kirtlen, senere kaldet Langerhans øer.
Deres rolle var uklar i starten. Senere udt alte E. Lagus, at disse celler er involveret i fordøjelsen. I 1889 var den tyske fysiolog Oskar Minkowski uenig og fjernede bugspytkirtlen fra en forsøgshund som bevis.
Laboratorieassistent Minkowski bemærkede, at urinen fra en opereret hund tiltrækker mange fluer. Under hendes forskning blev der fundet sukker. Dette var den første oplevelse, der knyttede bugspytkirtlen til diabetes.
I 1900 beviste den russiske videnskabsmand Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) fra I. P. Pavlovs laboratorium eksperimentelt, at øerne i Langerhans er involveret i omsætningen af kulhydrater.
Strukturen af hormonet
Human insulin er et protein med en molekylvægt på 5808, bestående afaf 51 aminosyrer forbundet i 2 peptidkæder: A - indeholder 21, kæde B - 30 aminosyrer.
Deres binding understøttes af 2 disulfidbindinger. Når disse broer ødelægges, inaktiveres hormonet. Det er struktureret, som ethvert almindeligt protein, i B-celler.
Nogle dyr har insulin, der ligner menneskers struktur. Dette gjorde det muligt at skabe syntetisk insulin til behandling af diabetes. Den mest almindeligt anvendte er svineinsulin, som kun adskiller sig fra human insulin med én aminosyre.
Kvæg - adskiller sig med 3 aminosyrer. Bestemmelsen af den nøjagtige sekvens af alle aminosyrer i sammensætningen af insulin blev foretaget af den engelske mikrobiolog Frederick Sanger. For denne afkodning i 1958 modtog han Nobelprisen i kemi.
Lidt mere historie
Isolering af insulin til praktisk brug blev lavet i 1923 af University of Torontos videnskabsmænd F. Banting og Best, som også modtog Nobelprisen. Det er kendt, at Banting var helt enig i Sobolevs teori.
Lidt anatomi
Bugspytkirtlen er unik i sin struktur. Det betyder, at det både er en endokrin kirtel og en eksokrin kirtel. Dens exofunktion ligger i deltagelse i fordøjelsen. Det producerer værdifulde fordøjelsesenzymer - proteaser, amylaser og lipaser, som udskilles gennem kanalerne ind i dets hulrum. Den eksokrine del optager 95 % af hele arealet af kirtlen.
Og kun 5 % falder på øerne Langerhans. Dette indikerer kirtlens kraft og dens enorme arbejde i kroppen. Øer er lokaliseret langs hele omkredsen. 5 % er millioner af øer, selvom deres samlede masse kun er 2 g.
Hver ø indeholder celler A, B, D, PP. De producerer alle deres forbindelser, der er involveret i udvekslingen af BJU fra indkommende fødevarer. Insulinsyntese finder sted i B-celler.
Sådan sker det
Den detaljerede proces til fremstilling af insulin er ikke helt fastlagt i dag. Af denne grund er diabetes klassificeret som en uhelbredelig patologi. Ved at etablere mekanismen for insulindannelse vil det være muligt at kontrollere diabetes ved i første omgang at påvirke insulinsynteseprocessen.
Kompleksiteten af flertrinsprocessen. Med det sker der flere transformationer af stoffer, som et resultat af hvilke inaktiv insulin bliver aktiv. Forenklet skema: precursor - preproinsulin - proinsulin - aktiv insulin.
Synthesis
Insulinsyntese i en celle i et forenklet skema ser sådan ud:
- Betaceller danner et insulinstof, som sendes til cellens Golgi-apparat. Her behandles det yderligere.
- Golgi-komplekset er en sådan struktur af cellemembranen, der akkumuleres, syntetiseres og derefter fjerner de nødvendige forbindelser gennem membranen.
- Forvandlingen af alle stadier fører til fremkomsten af et dygtigt hormon.
- Insulin er nu pakket i specielle sekretoriske granulat. Opbevares indtil efterspørgsel og modnes. Granulatet opbevarer også C-peptid, zinkioner, amylin og proinsulinrester. Syntese og sekretion af insulin begynder under måltider:fordøjelsesenzymer trænger ind, det fuldt forberedte granulat smelter sammen med cellemembranen, og dets indhold presses fuldstændigt ud af cellen og ind i blodet.
- Når hyperglykæmi udvikler sig, er insulin allerede på vej - det frigives og begynder at virke. Det siver ind i bugspytkirtlens kapillærer, som der er mange af, de trænger igennem og igennem kirtlen.
Insulinsyntese reguleres af betacellernes glukosesensorsystem. Det regulerer fuldstændigt balancen mellem sukkerindtag og insulinproduktion.
Opsummering: Insulinsyntese i kroppen aktiveres under hyperglykæmi. Men insulin stiger kun med måltider, men det produceres døgnet rundt.
Ikke kun glucose regulerer syntesen og udskillelsen af insulin. Under måltider finder der også yderligere stimuli sted: proteiner indeholdt i fødevarer (aminosyrer leucin og arginin), østrogener og cholecystokinin, K, Ca-ioner, fedtsyrer fra fedt. Et fald i insulinsekretion bemærkes med en stigning i blodet af insulinantagonisten - glukagon. Det produceres i de samme pancreas-øer, men i alfaceller. Glukagons rolle i nedbrydning og forbrug af glykogen. Sidstnævnte omdannes derefter til glucose. Over tid (med alderen) falder styrken og aktiviteten af bugspytkirtel-øerne, hvilket bliver mærkbart efter 40 år.
Mangel på insulinsyntese forårsager irreversible ændringer i mange organer og systemer. Hastigheden af insulin i blodet hos en voksen er 3-25 μU / ml, efter 58-60 år - 7-36 μU / ml. Desuden er insulin altid forhøjet hos gravide kvinder.
Udover reguleringhyperglykæmi, insulin har en anabolsk og anti-katabolisk funktion. Med andre ord er begge disse processer deltagere i stofskiftet. En af dem aktiverer, den anden hæmmer den metaboliske proces. Deres konsistens giver dig mulighed for at opretholde konstantheden af kroppens homeostase.
Funktioner af insulin
Insulin danner nogle af fermenteringsmekanismerne i celler, der understøtter stofskiftet. Når det frigives, øger det vævs indtag og brug af glukose, dets lagring i muskler og lever og fedtvæv.
Dens hovedformål er at opnå normoglykæmi. For at gøre dette skal glukose fordeles et sted, så insulin øger cellernes evne til at absorbere glukose, aktiverer enzymer til dets glykolyse, øger intensiteten af glykogensyntese, som går til leveren og musklerne, reducerer glukoneogenesen i leveren, i hvilke glucoselagre i leveren falder.
Anabolske funktioner
Anabolske funktioner omfatter:
- Forøgelse af cellers evne til at fange aminosyrer (leucin og valin).
- Forøgelse af tilførslen af mineraler til celler - K, Ca, Mg, P.
- Aktivering af proteinsyntese og DNA-duplikation.
- Deltagelse i dannelsen af estere (esterificering) fra fedtsyrer, der er nødvendige for fremkomsten af triglycerider. Anti-katabolisk funktion.
- Reduktion af nedbrydning af proteiner ved at blokere processen med deres nedbrydning til aminosyrer (hydrolyse).
- Reducer lipidnedbrydning (lipolyse, som norm alt frigiver fedtsyrer til blodet).
Eliminering (fjernelse) af insulin
Denne proces finder sted i leveren og nyrerne. Mere end halvdelen af det udskilles af leveren. Der er et særligt enzym her - insulinase, som inaktiverer insulin ved at ødelægge dets strukturelle bindinger til aminosyrer. 35% af insulin nedbrydes i nyrerne. Denne proces finder sted i lysosomerne af epitelet i nyretubuli.
Insulin kan øge eller mindske i produktionen. Det forekommer i forskellige patologier. Hvis sådanne krænkelser er langvarige, udvikles irreversible ændringer i kroppens vitale systemer.
Interaktion mellem glukose og insulin
Glucose er en allestedsnærværende forbindelse i kropsvæv. Næsten alle kulhydrater, der følger med maden, omdannes til det. Den vigtigste egenskab ved glukose er at tjene som en energikilde, især musklerne og hjernen bemærker straks dens mangel.
For at der ikke skal være mangel på glukose i cellerne, er der brug for insulin. Det fungerer som en nøgle til celler. Uden det kan glukose ikke trænge ind i cellerne, uanset hvor meget sukker du spiser. På overfladen af cellerne er der specielle proteinreceptorer til binding til insulin.
Hormonet er især elsket af myocytter og adipocytter (fedtceller), og de kaldes insulinafhængige. De udgør næsten 70% af alle celler. Processerne med åndedræt, blodcirkulation, bevægelse er leveret af dem. For eksempel vil en muskel uden insulin ikke fungere.
Biokemi af insulinneutralisering af glucose
Det er også en mangefacetteret proces, der udvikles i etaper. Proteiner er de første, der aktiveres med det samme - transportører, hvis rolle er at fange glukosemolekyler og transportere dem gennem membranen.
Cellen er mættet med sukker. En del af glukosen sendes til hepatocytter, hvor den omdannes til glykogen. Dens molekyler går allerede til andre væv. Hvad forårsager mangel på insulin i kroppen.
Mangel på insulinsyntese forårsager type 1-diabetes. Hvis produktionen af hormonet er tilstrækkelig, men cellerne ikke reagerer på det på grund af forekomsten af insulinresistens i dem, udvikles type 2-diabetes.
Klassificering af insulinpræparater
De er kombinerede og enkeltartede. Sidstnævnte indeholder et ekstrakt fra bugspytkirtlen fra ét dyr.
Kombineret - kombiner ekstrakter af kirtler fra flere dyrearter. Næsten aldrig brugt i dag.
Af oprindelse eller art bruges insulin af mennesker og svin, kvæg eller hvaler. De adskiller sig i nogle aminosyrer. Det mest foretrukne efter menneske er svinekød, det adskiller sig kun med én aminosyre.
I Rusland bruges insulin fra kvæg ikke (det adskiller sig med 3 aminosyrer).
I henhold til graden af oprensning kan insulin være traditionelt (indeholder urenheder af andre pancreashormoner), monopeak (MP) - derudover filtreret på gelen, urenheder i den er ikke mere end 1•10−3, monokomponent (MK) - i stigende rækkefølge. Den sidste er den reneste - 99 % rensning (1•10−6 urenheder).
Insulin adskiller sig også med hensyn til begyndelse, spidsværdi og virkningsvarighed - det kan være ultrakort, kort, mellem oglangvarig - lang og ekstra lang. Valget er op til lægen.
Sådan fylder du insulin
Kirurgiske og fysiske genopretningsmetoder er ikke blevet oprettet til dato. Det er kun muligt at bruge insulin i injektioner. PSSP kan også understøtte en udmattet bugspytkirtel - de reducerer hyperglykæmi. Nogle gange kan insulinbehandling suppleres med HRT - det er medicineringsmetoder.
Men der er nok improviserede måder at påvirke produktionen af insulin på: en diæt med en reduceret mængde kulhydrater, hvilket indebærer fragmentering af ernæring og spisning på samme tid, indtagelseshyppigheden er 5-6 gange pr. dag. Det er nyttigt at bruge krydderier, undgå simple kulhydrater og skifte til komplekse med lavt GI, øge fibre i kosten, grøn te og mere fisk og skaldyr, ordentlig protein og urtemedicin. Aerobe øvelser og anden moderat fysisk aktivitet anbefales, og det er en afvigelse fra hypodynami, fedme, fordi fysisk øvelser som bekendt hjælper med at undgå mange problemer.
