Inzulin (od latinskog insula "otok") je polipeptidni hormon gušterače, čija je funkcija opskrba stanicama tijela energijom. Mjesto sinteze inzulina je u Langerhansovim otočićima gušterače, njihovim beta stanicama. Inzulin je uključen u metabolizam svih stanica tkiva, iako je na razini kućanstva povezan samo s dijabetesom.
Opće informacije
Danas je inzulin dovoljno proučen u svojoj strukturi. Otkriva se povezanost hormona s metabolizmom bjelančevina, koji se kod dijabetičara proizvode u nedovoljnim količinama, što dovodi do ranog trošenja stanica. Uloga inzulina u sintezi proteina je povećati apsorpciju aminokiselina iz krvi u stanicama i zatim stvoriti proteine iz njih.
Osim toga, inzulin je taj koji inhibira razgradnju proteina u stanicama. Inzulin također utječe na lipide na način da se njegovim nedostatkom razvija acidoza i ateroskleroza. Zašto vezatiinzulin sa staničnom energijom? Budući da se uz obilan obrok znatno povećava sinteza inzulina, šećer se transportira u stanice i one pohranjuju energiju. Istodobno se smanjuje razina glukoze u krvi - 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 izravna veza između inzulina i sinteze glikogena. A kada ima puno glikogena, šećer se pretvara u mast (iz 1 molekule šećera dobiva se 4 molekule masti) - taloži se sa strane.
Povijest otkrića
Godine 1869. u Berlinu, vrlo mlad, 22-godišnji student medicine Paul Langerhans, dok je proučavao gušteraču pod mikroskopom, primijetio je grupe stanica raštrkanih po cijeloj žlijezdi, kasnije nazvane Langerhansovi otočići.
Njihova uloga u početku je bila nejasna. Kasnije je E. Lagus izjavio da te stanice sudjeluju u probavi. Godine 1889. njemački fiziolog Oskar Minkowski se nije složio i uklonio je gušteraču eksperimentalnom psu kao dokaz.
Laboratorijski asistent Minkowski primijetio je da urin operiranog psa privlači mnogo muha. Tijekom njenog istraživanja pronađen je šećer. Ovo je bilo prvo iskustvo koje je povezivalo gušteraču s dijabetesom.
Godine 1900. ruski znanstvenik Leonid Vasiljevič Sobolev (1876-1919) iz laboratorija I. P. Pavlova eksperimentalno je dokazao da su Langerhansovi otočići uključeni u metabolizam ugljikohidrata.
Struktura hormona
Ljudski inzulin je protein molekularne težine 5808, koji se sastojiod 51 aminokiseline povezane u 2 peptidna lanca: A - sadrži 21, lanac B - 30 aminokiselina.
Njihovu vezu podržavaju 2 disulfidne veze. Kada se ti mostovi unište, hormon se inaktivira. Strukturiran je, kao i svaki obični protein, u B-stanicama.
Neke životinje imaju inzulin, po strukturi sličan ljudskom. To je omogućilo stvaranje sintetskog inzulina za liječenje dijabetesa. Najčešće se koristi svinjski inzulin, koji se od ljudskog inzulina razlikuje samo u jednoj aminokiselini.
Goveđe - razlikuje se za 3 aminokiseline. Određivanje točnog slijeda svih aminokiselina u sastavu inzulina izvršio je engleski mikrobiolog Frederick Sanger. Za ovo dekodiranje 1958. dobio je Nobelovu nagradu za kemiju.
Još malo povijesti
Izolaciju inzulina za praktičnu upotrebu napravili su 1923. znanstvenici sa Sveučilišta u Torontu F. Banting i Best, koji su također dobili Nobelovu nagradu. Poznato je da se Banting u potpunosti složio sa Sobolevljevom teorijom.
Malo anatomije
Gušterača je jedinstvena po svojoj građi. To znači da je i endokrina i egzokrina žlijezda. Njegova egzofunkcija leži u sudjelovanju u probavi. Proizvodi vrijedne probavne enzime – proteaze, amilaze i lipaze, koji se kroz kanale izlučuju u njegovu šupljinu. Egzokrini dio zauzima 95% cjelokupne površine žlijezde.
A samo 5% otpada na otočiće Langerhans. To ukazuje na moć žlijezde i njen ogroman rad u tijelu. Otočići su lokalizirani duž cijelog perimetra. 5% su milijuni otoka, iako je njihova ukupna masa samo 2 g.
Svaki otočić sadrži ćelije A, B, D, PP. Svi oni proizvode svoje spojeve uključene u razmjenu BJU iz pristigle hrane. Sinteza inzulina događa se u B stanicama.
Kako se to događa
Detaljan proces proizvodnje inzulina danas nije točno utvrđen. Zbog toga je dijabetes klasificiran kao neizlječiva patologija. Uspostavljanjem mehanizma stvaranja inzulina, dijabetes će biti moguće kontrolirati početnim utjecajem na proces sinteze inzulina.
Složenost višefaznog procesa. Uz to se događa nekoliko transformacija tvari, zbog čega neaktivni inzulin postaje aktivan. Pojednostavljena shema: prekursor - preproinzulin - proinzulin - aktivni inzulin.
Sinteza
Sinteza inzulina u stanici u pojednostavljenoj shemi izgleda ovako:
- Beta stanice tvore inzulinsku tvar, koja se šalje u Golgijev aparat stanice. Ovdje se dalje obrađuje.
- Golgijev kompleks je takva struktura stanične membrane koja akumulira, sintetizira i zatim uklanja potrebne spojeve kroz membranu.
- Transformacija svih faza dovodi do pojave sposobnog hormona.
- Inzulin je sada pakiran u posebne sekretorne granule. Čuva se do potražnje i sazrije. Granule također pohranjuju ostatke C-peptida, iona cinka, amilina i proinzulina. Sinteza i izlučivanje inzulina počinje tijekom obroka:ulaze probavni enzimi, potpuno pripremljena granula se stapa sa staničnom membranom, a njen sadržaj se potpuno istiskuje iz stanice u krv.
- Kada se razvije hiperglikemija, inzulin je već na putu – oslobađa se i počinje djelovati. Prodire u kapilare gušterače, kojih ima puno, prodiru kroz žlijezdu.
Sinteza inzulina regulirana je sustavom beta stanica koji osjećuju glukozu. Potpuno regulira ravnotežu između unosa šećera i proizvodnje inzulina.
Sažetak: Sinteza inzulina u tijelu se aktivira tijekom hiperglikemije. Ali inzulin raste samo s obrocima, ali se proizvodi 24 sata dnevno.
Ne samo da glukoza regulira sintezu i lučenje inzulina. Tijekom obroka odvijaju se i dodatni podražaji: proteini sadržani u hrani (aminokiseline leucin i arginin), estrogeni i kolecistokinin, ioni K, Ca, masne kiseline iz masti. Smanjenje lučenja inzulina bilježi se povećanjem krvi antagonista inzulina - glukagona. Proizvodi se u istim otočićima gušterače, ali u alfa stanicama. Uloga glukagona u razgradnji i potrošnji glikogena. Potonji se zatim pretvara u glukozu. S vremenom (s godinama) smanjuje se snaga i aktivnost otočića gušterače, što postaje vidljivo nakon 40 godina.
Nedostatak sinteze inzulina uzrokuje nepovratne promjene u mnogim organima i sustavima. Stopa inzulina u krvi odrasle osobe je 3-25 μU / ml, nakon 58-60 godina - 7-36 μU / ml. Također, inzulin je uvijek povišen kod trudnica.
Osim propisahiperglikemije, inzulin ima anaboličku i antikataboličku funkciju. Drugim riječima, oba ova procesa sudionici su metabolizma. Jedan od njih aktivira, drugi inhibira metabolički proces. Njihova konzistencija omogućuje održavanje postojanosti homeostaze tijela.
Funkcije inzulina
Inzulin tvori neke od mehanizama fermentacije u stanicama, podržavajući metabolizam. Kada se otpusti, povećava unos i korištenje glukoze u tkivima, njezino skladištenje u mišićima, jetri i masnom tkivu.
Njegova glavna svrha je postizanje normoglikemije. Da biste to učinili, glukozu je potrebno negdje rasporediti, pa inzulin povećava sposobnost stanica da apsorbiraju glukozu, aktivira enzime za njenu glikolizu, povećava intenzitet sinteze glikogena koji ide u jetru i mišiće, smanjuje glukoneogenezu u jetri, u smanjenje zaliha glukoze u jetri.
Anaboličke funkcije
Anaboličke funkcije uključuju:
- Povećanje sposobnosti stanica da hvataju aminokiseline (leucin i valin).
- Povećanje opskrbe stanica mineralima - K, Ca, Mg, P.
- Aktivacija sinteze proteina i dupliciranja DNK.
- Sudjelovanje u stvaranju estera (esterifikacija) iz masnih kiselina neophodnih za pojavu 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) inzulina
Ovaj se proces odvija u jetri i bubrezima. Više od polovice izlučuje jetra. Ovdje postoji poseban enzim - inzulinaza, koja inaktivira inzulin uništavajući njegove strukturne veze s aminokiselinama. 35% inzulina se razgrađuje u bubrezima. Ovaj proces se događa u lizosomima 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 sustavima tijela.
Interakcija između glukoze i inzulina
Glukoza je sveprisutan spoj u tjelesnim tkivima. Gotovo svi ugljikohidrati koji dolaze s hranom pretvaraju se u njega. Najvažnije svojstvo glukoze je da služi kao izvor energije, posebice mišići i mozak odmah uočavaju njezin nedostatak.
Kako ne bi došlo do nedostatka glukoze u stanicama, potreban je inzulin. Djeluje kao ključ za stanice. Bez nje glukoza ne može ući u stanice, bez obzira koliko šećera jeli. Na površini stanica nalaze se posebni proteinski receptori za vezanje na inzulin.
Hormon posebno vole miociti i adipociti (masne stanice), a nazivaju ih inzulinsko-ovisni. Oni čine gotovo 70% svih stanica. Oni osiguravaju procese disanja, cirkulacije krvi, kretanja. Na primjer, mišić bez inzulina neće raditi.
Biokemija inzulinske neutralizacije glukoze
Također višestruki proces, razvija se u fazama. Prvi se odmah aktiviraju proteini - transporteri, čija je uloga uhvatiti molekule glukoze i transportirati ih kroz membranu.
Ćelija je zasićena šećerom. Dio glukoze se šalje u hepatocite, gdje se pretvara u glikogen. Njegove molekule već idu u druga tkiva. Što uzrokuje nedostatak inzulina u tijelu.
Nedostatak sinteze inzulina uzrokuje dijabetes tipa 1. Ako je proizvodnja hormona dovoljna, ali stanice ne reagiraju na nju zbog pojave inzulinske rezistencije u njima, razvija se dijabetes tipa 2.
Klasifikacija pripravaka inzulina
Oni su kombinirani i jednovrstni. Potonji sadrže ekstrakt iz gušterače jedne životinje.
Kombinirano - kombinirajte ekstrakte žlijezda nekoliko životinjskih vrsta. Danas gotovo nikad korišteno.
Po podrijetlu ili vrsti, inzulin koriste ljudi i svinje, goveda ili kitovi. Razlikuju se u nekim aminokiselinama. Svinjetina je najpoželjnija nakon ljudskog, ona se razlikuje samo u jednoj aminokiselini.
U Rusiji se inzulin od goveda ne koristi (razlikuje se za 3 aminokiseline).
Prema stupnju pročišćavanja, inzulin može biti tradicionalni (sadrži nečistoće drugih hormona gušterače), monopeak (MP) - dodatno filtriran na gelu, nečistoća u njemu nije više od 1•10−3, monokomponentna (MK) - u rastućem redoslijedu. Posljednji je najčišći - 99% pročišćavanja (1•10−6 nečistoća).
Inzulin 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 inzulin
Kirurške i fizičke metode oporavka do danas nisu stvorene. Inzulin je moguće koristiti samo u injekcijama. PSSP također može podržati iscrpljenu gušteraču – smanjuju hiperglikemiju. Ponekad se inzulinska terapija može nadopuniti HNL - to su metode liječenja.
Ali postoji dovoljno improviziranih načina da se utječe na proizvodnju inzulina: dijeta sa smanjenom količinom ugljikohidrata, što podrazumijeva fragmentaciju prehrane i prehrane u isto vrijeme, učestalost uzimanja je 5-6 puta dnevno. dan. Korisno je koristiti začine, izbjegavati jednostavne ugljikohidrate i prijeći na složene s niskim GI, povećati vlakna u prehrani, zeleni čaj i više morskih plodova, ispravne proteine i biljne lijekove. Preporučuju se aerobne vježbe i druge umjerene tjelesne aktivnosti, a to je odmak od hipodinamije, pretilosti, jer, kao što znate, tjelesne vježbe pomažu u izbjegavanju mnogih problema.
