Insulin (dari bahasa Latin insula "pulau") ialah hormon polipeptida pankreas, fungsinya membekalkan tenaga kepada sel-sel badan. Tapak sintesis insulin adalah di pulau kecil pankreas Langerhans, sel beta mereka. Insulin terlibat dalam metabolisme semua sel tisu, walaupun di peringkat isi rumah ia hanya dikaitkan dengan diabetes.
Maklumat am
Hari ini, insulin telah dikaji dengan secukupnya dalam strukturnya. Sambungan hormon dengan metabolisme protein, yang dihasilkan dalam kuantiti yang tidak mencukupi pada pesakit kencing manis, didedahkan, yang membawa kepada haus awal sel. Peranan insulin dalam sintesis protein adalah untuk meningkatkan pengambilan asid amino daripada darah oleh sel dan kemudian mencipta protein daripadanya.
Selain itu, insulin yang menghalang penguraian protein dalam sel. Insulin juga menjejaskan lipid sedemikian rupa sehingga asidosis dan aterosklerosis berkembang dengan kekurangannya. Mengapa mengikatinsulin dengan tenaga sel? Kerana dengan hidangan yang enak, sintesis insulin meningkat dengan ketara, gula diangkut ke dalam sel, dan mereka menyimpan tenaga. Pada masa yang sama, tahap glukosa dalam darah berkurangan - ini adalah harta utama insulin. Dengan lebihan glukosa, insulin menukarnya menjadi glikogen, yang terkumpul di dalam hati dan otot. Ia diperlukan apabila sumber tenaga lain kehabisan. Terdapat hubungan langsung antara insulin dan sintesis glikogen. Dan apabila terdapat banyak glikogen, gula ditukar kepada lemak (4 molekul lemak diperoleh daripada 1 molekul gula) - ia disimpan di bahagian tepi.
Sejarah penemuan
Pada tahun 1869 di Berlin, seorang pelajar perubatan Paul Langerhans yang sangat muda berusia 22 tahun, semasa mengkaji pankreas di bawah mikroskop, melihat kumpulan sel yang bertaburan di seluruh kelenjar, kemudian dipanggil pulau kecil Langerhans.
Peranan mereka pada mulanya tidak jelas. Kemudian, E. Lagus menyatakan bahawa sel-sel ini terlibat dalam pencernaan. Pada tahun 1889, ahli fisiologi Jerman Oskar Minkowski tidak bersetuju dan mengeluarkan pankreas daripada anjing eksperimen sebagai bukti.
Pembantu makmal Minkowski menyedari bahawa air kencing anjing yang dibedah menarik banyak lalat. Semasa penyelidikannya, gula ditemui. Ini adalah pengalaman pertama yang menghubungkan pankreas dengan diabetes.
Pada tahun 1900, saintis Rusia Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) dari makmal I. P. Pavlov secara eksperimen membuktikan bahawa pulau kecil Langerhans terlibat dalam metabolisme karbohidrat.
Struktur hormon
Insulin manusia ialah protein dengan berat molekul 5808, terdiri daripadadaripada 51 asid amino yang disambungkan dalam 2 rantai peptida: A - mengandungi 21, rantai B - 30 asid amino.
Ikatan mereka disokong oleh 2 ikatan disulfida. Apabila jambatan ini dimusnahkan, hormon tidak diaktifkan. Ia berstruktur, seperti mana-mana protein biasa, dalam sel B.
Sesetengah haiwan mempunyai insulin, struktur yang serupa dengan manusia. Ini membolehkan penciptaan insulin sintetik untuk rawatan diabetes. Yang paling biasa digunakan ialah insulin babi, yang berbeza daripada insulin manusia hanya dalam satu asid amino.
Bovine - berbeza dengan 3 asid amino. Penentuan urutan tepat semua asid amino dalam komposisi insulin dibuat oleh ahli mikrobiologi Inggeris Frederick Sanger. Untuk penyahkodan ini pada tahun 1958, beliau menerima Hadiah Nobel dalam Kimia.
Sedikit lagi sejarah
Pengasingan insulin untuk kegunaan praktikal telah dibuat pada tahun 1923 oleh saintis Universiti Toronto F. Banting dan Best, yang turut menerima Hadiah Nobel. Adalah diketahui bahawa Banting bersetuju sepenuhnya dengan teori Sobolev.
Sedikit anatomi
Pkreas adalah unik dalam strukturnya. Ini bermakna ia adalah kedua-dua kelenjar endokrin dan kelenjar eksokrin. Eksofungsinya terletak pada penyertaan dalam pencernaan. Ia menghasilkan enzim pencernaan yang berharga - protease, amilase dan lipase, yang dirembeskan melalui saluran ke dalam rongganya. Bahagian eksokrin menduduki 95% daripada keseluruhan kawasan kelenjar.
Dan hanya 5% jatuh di pulau kecil Langerhans. Ini menunjukkan kuasa kelenjar dan kerja besarnya di dalam badan. Pulau kecil disetempatkan di sepanjang perimeter. 5% ialah berjuta-juta pulau, walaupun jumlah jisimnya hanya 2 g.
Setiap pulau kecil mengandungi sel A, B, D, PP. Mereka semua menghasilkan sebatian mereka yang terlibat dalam pertukaran BJU daripada makanan yang masuk. Sintesis insulin berlaku dalam sel B.
Bagaimana ia berlaku
Proses terperinci untuk penghasilan insulin tidak betul-betul ditetapkan hari ini. Atas sebab ini, diabetes diklasifikasikan sebagai patologi yang tidak boleh diubati. Dengan mewujudkan mekanisme pembentukan insulin, adalah mungkin untuk mengawal diabetes dengan pada mulanya mempengaruhi proses sintesis insulin.
Kerumitan proses berbilang peringkat. Dengan itu, beberapa transformasi bahan berlaku, akibatnya insulin tidak aktif menjadi aktif. Skim dipermudahkan: prekursor - preproinsulin - proinsulin - insulin aktif.
Sintesis
Sintesis insulin dalam sel dalam skema yang dipermudahkan kelihatan seperti ini:
- Sel beta membentuk bahan insulin, yang dihantar ke radas Golgi sel. Di sini ia diproses selanjutnya.
- Kompleks Golgi ialah struktur membran sel yang terkumpul, mensintesis, dan kemudian mengeluarkan sebatian yang diperlukan melalui membran.
- Transformasi semua peringkat membawa kepada penampilan hormon yang berkebolehan.
- Insulin kini dibungkus dalam butiran rembesan khas. Disimpan sehingga permintaan dan masak. Butiran juga menyimpan C-peptida, ion zink, amilin, dan sisa proinsulin. Sintesis dan rembesan insulin bermula semasa makan:enzim pencernaan masuk, granul yang disediakan sepenuhnya bergabung dengan membran sel, dan kandungannya sepenuhnya diperah keluar dari sel ke dalam darah.
- Apabila hiperglikemia berkembang, insulin sedang dalam perjalanan - ia dilepaskan dan mula bertindak. Ia meresap ke dalam kapilari pankreas, yang terdapat banyak, ia menembusi kelenjar melalui dan melalui.
Sintesis insulin dikawal oleh sistem pengesan glukosa sel beta. Ia mengawal sepenuhnya keseimbangan antara pengambilan gula dan pengeluaran insulin.
Ringkasan: Sintesis insulin dalam badan diaktifkan semasa hiperglisemia. Tetapi insulin hanya meningkat semasa makan, tetapi ia dihasilkan sepanjang masa.
Bukan sahaja glukosa mengawal sintesis dan rembesan insulin. Semasa makan, rangsangan tambahan juga berlaku: protein yang terkandung dalam makanan (asid amino leucine dan arginin), estrogen dan cholecystokinin, K, ion Ca, asid lemak daripada lemak. Pengurangan dalam rembesan insulin dicatatkan dengan peningkatan dalam darah antagonis insulin - glukagon. Ia dihasilkan dalam pulau kecil pankreas yang sama, tetapi dalam sel alfa. Peranan glukagon dalam pemecahan dan penggunaan glikogen. Yang terakhir kemudiannya ditukar kepada glukosa. Lama kelamaan (dengan usia), kekuatan dan aktiviti pulau kecil pankreas berkurangan, yang menjadi ketara selepas 40 tahun.
Kekurangan sintesis insulin menyebabkan perubahan tidak dapat dipulihkan dalam banyak organ dan sistem. Kadar insulin dalam darah orang dewasa ialah 3-25 μU / ml, selepas 58-60 tahun - 7-36 μU / ml. Selain itu, insulin sentiasa meningkat pada wanita hamil.
Selain peraturanhiperglikemia, insulin mempunyai fungsi anabolik dan anti-katabolik. Dalam erti kata lain, kedua-dua proses ini adalah peserta dalam metabolisme. Salah satunya mengaktifkan, yang lain menghalang proses metabolik. Konsistensinya membolehkan anda mengekalkan kestabilan homeostasis badan.
Fungsi insulin
Insulin membentuk beberapa mekanisme penapaian dalam sel, menyokong metabolisme. Apabila dilepaskan, ia meningkatkan pengambilan dan penggunaan glukosa oleh tisu, penyimpanannya oleh otot dan hati dan tisu adiposa.
Tujuan utamanya adalah untuk mencapai normoglikemia. Untuk melakukan ini, glukosa perlu diedarkan di suatu tempat, jadi insulin meningkatkan keupayaan sel untuk menyerap glukosa, mengaktifkan enzim untuk glikolisisnya, meningkatkan keamatan sintesis glikogen, yang pergi ke hati dan otot, mengurangkan glukoneogenesis dalam hati, dalam yang mana simpanan glukosa dalam hati berkurangan.
Fungsi anabolik
Fungsi anabolik termasuk:
- Meningkatkan keupayaan sel untuk menangkap asid amino (leusin dan valine).
- Meningkatkan bekalan mineral kepada sel - K, Ca, Mg, P.
- Pengaktifan sintesis protein dan duplikasi DNA.
- Penyertaan dalam pembentukan ester (pengesteran) daripada asid lemak yang diperlukan untuk penampilan trigliserida. Fungsi anti-katabolik.
- Mengurangkan pecahan protein dengan menyekat proses penguraiannya kepada asid amino (hidrolisis).
- Kurangkan pecahan lipid (lipolisis, yang biasanya membebaskan asid lemak ke dalam darah).
Penyingkiran (penyingkiran) insulin
Proses ini berlaku di hati dan buah pinggang. Lebih separuh daripadanya dikumuhkan oleh hati. Terdapat enzim khas di sini - insulinase, yang menyahaktifkan insulin dengan memusnahkan ikatan strukturnya kepada asid amino. 35% insulin terurai di dalam buah pinggang. Proses ini berlaku dalam lisosom epitelium tubul renal.
Insulin boleh meningkatkan atau mengurangkan pengeluaran. Ia berlaku dalam pelbagai patologi. Jika pelanggaran sedemikian berpanjangan, perubahan tidak dapat dipulihkan dalam sistem penting badan akan berkembang.
Interaksi antara glukosa dan insulin
Glukosa ialah sebatian di mana-mana dalam tisu badan. Hampir semua karbohidrat yang datang dengan makanan ditukar ke dalamnya. Sifat glukosa yang paling penting ialah berfungsi sebagai sumber tenaga, terutamanya otot dan otak serta-merta menyedari kekurangannya.
Agar tiada kekurangan glukosa dalam sel, insulin diperlukan. Ia bertindak sebagai kunci untuk sel. Tanpanya, glukosa tidak boleh memasuki sel, tidak kira berapa banyak gula yang anda makan. Pada permukaan sel terdapat reseptor protein khas untuk mengikat insulin.
Hormon ini amat disukai oleh miosit dan adiposit (sel lemak), dan ia dipanggil bergantung kepada insulin. Mereka membentuk hampir 70% daripada semua sel. Proses pernafasan, peredaran darah, pergerakan disediakan oleh mereka. Contohnya, otot tanpa insulin tidak akan berfungsi.
Biokimia peneutralan insulin bagi glukosa
Juga proses yang pelbagai rupa, ia berkembang secara berperingkat. Protein adalah yang pertama diaktifkan serta-merta - pengangkut, yang berperanan menangkap molekul glukosa dan mengangkutnya melalui membran.
Sel tepu dengan gula. Sebahagian daripada glukosa dihantar ke hepatosit, di mana ia ditukar kepada glikogen. Molekulnya sudah pergi ke tisu lain. Apa yang menyebabkan kekurangan insulin dalam badan.
Kekurangan sintesis insulin menyebabkan diabetes jenis 1. Jika pengeluaran hormon itu mencukupi, tetapi sel tidak bertindak balas kepadanya kerana penampilan rintangan insulin di dalamnya, diabetes jenis 2 berkembang.
Klasifikasi persediaan insulin
Ia adalah gabungan dan spesies tunggal. Yang terakhir mengandungi ekstrak daripada pankreas seekor haiwan.
Gabungan - menggabungkan ekstrak kelenjar beberapa spesies haiwan. Hampir tidak pernah digunakan hari ini.
Mengikut asal usul atau spesies, insulin digunakan oleh manusia dan babi, lembu atau ikan paus. Mereka berbeza dalam beberapa asid amino. Yang paling disukai selepas manusia ialah daging babi, ia berbeza hanya dalam satu asid amino.
Di Rusia, insulin daripada lembu tidak digunakan (ia berbeza dengan 3 asid amino).
Mengikut tahap penulenan, insulin boleh menjadi tradisional (mengandungi kekotoran hormon pankreas lain), monopeak (MP) - tambahan ditapis pada gel, kekotoran di dalamnya tidak lebih daripada 1•10−3, monokomponen (MK) - dalam susunan menaik. Yang terakhir ialah yang paling tulen - penulenan 99% (1•10−6 kekotoran).
Insulin juga berbeza dari segi permulaan, kemuncak dan tempoh tindakan - ia boleh ultrashort, pendek, sederhana danberpanjangan - panjang dan lebih panjang. Pilihan terpulang kepada doktor.
Cara menambah insulin
Kaedah pemulihan pembedahan dan fizikal belum dicipta sehingga kini. Adalah mungkin untuk menggunakan insulin hanya dalam suntikan. PSSP juga boleh menyokong pankreas yang letih - ia mengurangkan hiperglisemia. Kadangkala terapi insulin boleh ditambah dengan HRT - ini adalah kaedah ubat.
Tetapi terdapat cukup cara improvisasi untuk mempengaruhi pengeluaran insulin: diet dengan jumlah karbohidrat yang berkurangan, yang membayangkan pemecahan pemakanan dan makan pada masa yang sama, kekerapan pengambilan adalah 5-6 kali sehari. hari. Ia berguna untuk menggunakan rempah ratus, mengelakkan karbohidrat ringkas dan beralih kepada yang kompleks dengan GI rendah, meningkatkan serat dalam diet, teh hijau dan lebih banyak makanan laut, protein yang betul dan ubat herba. Senaman aerobik dan aktiviti fizikal sederhana lain adalah disyorkan, dan ini adalah pelepasan daripada hipodinamia, obesiti, kerana, seperti yang anda tahu, senaman fizikal membantu mengelakkan banyak masalah.
