Ang Insulin (mula sa Latin na insula na "isla") ay isang polypeptide hormone ng pancreas, ang tungkulin nito ay magbigay ng enerhiya sa mga selula ng katawan. Ang site ng insulin synthesis ay nasa pancreatic islets ng Langerhans, ang kanilang mga beta cells. Ang insulin ay kasangkot sa metabolismo ng lahat ng mga selula ng tisyu, bagama't sa antas ng sambahayan ay nauugnay lamang ito sa diabetes.
Pangkalahatang impormasyon
Ngayon, sapat nang pinag-aralan ang insulin sa istraktura nito. Ang koneksyon ng hormone sa metabolismo ng mga protina, na ginawa sa hindi sapat na dami sa mga diabetic, ay ipinahayag, na humahantong sa maagang pagsusuot ng mga selula. Ang papel na ginagampanan ng insulin sa synthesis ng protina ay pataasin ang uptake ng mga amino acid mula sa dugo ng mga selula at pagkatapos ay lumikha ng mga protina mula sa kanila.
Bukod dito, ang insulin ang pumipigil sa pagkabulok ng mga protina sa mga selula. Naaapektuhan din ng insulin ang mga lipid sa paraang nagkakaroon ng acidosis at atherosclerosis kasama ang kakulangan nito. Bakit magbigkisinsulin na may cell energy? Dahil sa isang masaganang pagkain, ang insulin synthesis ay tumataas nang husto, ang asukal ay dinadala sa mga selula, at sila ay nag-iimbak ng enerhiya. Kasabay nito, bumababa ang antas ng glucose sa dugo - ito ang pangunahing pag-aari ng insulin. Sa labis na glucose, binago ito ng insulin sa glycogen, na naipon sa atay at kalamnan. Ito ay kinakailangan kapag ang ibang mga mapagkukunan ng enerhiya ay naubos. Mayroong direktang link sa pagitan ng insulin at glycogen synthesis. At kapag maraming glycogen, ang asukal ay na-convert sa taba (4 na molekula ng taba ay nakukuha mula sa 1 molekula ng asukal) - ito ay idineposito sa mga gilid.
Kasaysayan ng pagtuklas
Noong 1869 sa Berlin, isang napakabata, 22-taong-gulang na estudyanteng medikal na si Paul Langerhans, habang pinag-aaralan ang pancreas sa ilalim ng mikroskopyo, napansin ang mga grupo ng mga selula na nakakalat sa buong glandula, na kalaunan ay tinawag na mga islet ng Langerhans.
Hindi malinaw ang kanilang tungkulin noong una. Nang maglaon, sinabi ni E. Lagus na ang mga selulang ito ay kasangkot sa panunaw. Noong 1889, hindi sumang-ayon ang German physiologist na si Oskar Minkowski at inalis niya ang pancreas mula sa isang pang-eksperimentong aso bilang patunay.
Napansin ng lab assistant na si Minkowski na ang ihi ng inoperahang aso ay umaakit ng maraming langaw. Sa kanyang pananaliksik, natagpuan ang asukal. Ito ang unang karanasang nag-uugnay sa pancreas sa diabetes.
Noong 1900, ang Russian scientist na si Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) mula sa laboratoryo ng I. P. Pavlov ay eksperimentong pinatunayan na ang mga islet ng Langerhans ay kasangkot sa metabolismo ng carbohydrates.
Ang istraktura ng hormone
Ang insulin ng tao ay isang protina na may molecular weight na 5808, na binubuosa 51 amino acid na konektado sa 2 peptide chain: A - naglalaman ng 21, chain B - 30 amino acid.
Ang kanilang bond ay sinusuportahan ng 2 disulfide bond. Kapag ang mga tulay na ito ay nawasak, ang hormone ay hindi aktibo. Nakabalangkas ito, tulad ng anumang ordinaryong protina, sa mga B-cell.
Ang ilang mga hayop ay may insulin, na katulad ng istraktura sa tao. Pinahintulutan nito ang paglikha ng sintetikong insulin para sa paggamot ng diabetes. Ang pinakakaraniwang ginagamit ay porcine insulin, na naiiba sa insulin ng tao sa isang amino acid lamang.
Bovine - nagkakaiba ng 3 amino acid. Ang pagpapasiya ng eksaktong pagkakasunud-sunod ng lahat ng mga amino acid sa komposisyon ng insulin ay ginawa ng English microbiologist na si Frederick Sanger. Para sa pag-decode na ito noong 1958, natanggap niya ang Nobel Prize sa Chemistry.
Kaunti pang kasaysayan
Isolation of insulin for practical use was made in 1923 by University of Toronto scientists F. Banting and Best, who also received the Nobel Prize. Nabatid na lubos na sumang-ayon si Banting sa teorya ni Sobolev.
Kaunting anatomy
Ang pancreas ay natatangi sa istraktura nito. Nangangahulugan ito na ito ay parehong endocrine gland at exocrine gland. Ang exofunction nito ay nakasalalay sa pakikilahok sa panunaw. Gumagawa ito ng mahalagang digestive enzymes - protease, amylases at lipases, na itinago sa pamamagitan ng mga duct sa lukab nito. Sinasakop ng exocrine na bahagi ang 95% ng buong bahagi ng glandula.
At 5% lang ang nahuhulog sa mga pulo ng Langerhans. Ipinapahiwatig nito ang kapangyarihan ng glandula at ang napakalaking gawain nito sa katawan. Ang mga islet ay naisalokal sa buong perimeter. Ang 5% ay milyun-milyong isla, bagama't ang kabuuang masa nito ay 2 g lamang.
Ang bawat islet ay naglalaman ng mga cell A, B, D, PP. Lahat sila ay gumagawa ng kanilang mga compound na kasangkot sa pagpapalitan ng BJU mula sa papasok na pagkain. Nagaganap ang insulin synthesis sa mga B cell.
Paano ito nangyayari
Ang detalyadong proseso para sa paggawa ng insulin ay hindi eksaktong itinatag ngayon. Para sa kadahilanang ito, ang diyabetis ay inuri bilang isang walang lunas na patolohiya. Sa pamamagitan ng pagtatatag ng mekanismo ng pagbuo ng insulin, magiging posible na makontrol ang diabetes sa pamamagitan ng paunang pag-impluwensya sa proseso ng insulin synthesis.
Ang pagiging kumplikado ng multi-stage na proseso. Sa pamamagitan nito, maraming mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap ang nangyayari, bilang isang resulta kung saan ang hindi aktibong insulin ay nagiging aktibo. Pinasimpleng pamamaraan: precursor - preproinsulin - proinsulin - aktibong insulin.
Synthesis
Insulin synthesis sa isang cell sa isang pinasimpleng scheme ay ganito ang hitsura:
- Beta cells ay bumubuo ng insulin substance, na ipinapadala sa Golgi apparatus ng cell. Narito ito ay higit na pinoproseso.
- Ang Golgi complex ay isang istraktura ng cell membrane na nag-iipon, nagsi-synthesize, at pagkatapos ay nag-aalis ng mga kinakailangang compound sa pamamagitan ng lamad.
- Ang pagbabago ng lahat ng yugto ay humahantong sa paglitaw ng isang may kakayahang hormone.
- Ang Insulin ay nakabalot na ngayon sa mga espesyal na secretory granules. Naka-imbak hanggang sa demand at ripens. Ang mga butil ay nag-iimbak din ng C-peptide, zinc ions, amylin, at mga residue ng proinsulin. Ang synthesis at pagtatago ng insulin ay nagsisimula sa panahon ng pagkain:Ang mga digestive enzyme ay pumapasok, ang ganap na inihanda na butil ay nagsasama sa lamad ng cell, at ang mga nilalaman nito ay ganap na pinipiga palabas ng selula patungo sa dugo.
- Kapag nagkakaroon ng hyperglycemia, ang insulin ay nasa daan na - ito ay inilalabas at nagsisimulang kumilos. Pumapasok ito sa mga capillary ng pancreas, na kung saan ay marami, tumagos sila sa glandula sa pamamagitan at sa pamamagitan ng.
Insulin synthesis ay kinokontrol ng glucose-sensing system ng mga beta cell. Ganap nitong kinokontrol ang balanse sa pagitan ng paggamit ng asukal at paggawa ng insulin.
Buod: Ang synthesis ng insulin sa katawan ay isinaaktibo sa panahon ng hyperglycemia. Ngunit tumataas lamang ang insulin kapag kumakain, ngunit ginagawa ito sa buong orasan.
Hindi lamang glucose ang kumokontrol sa synthesis at pagtatago ng insulin. Sa panahon ng pagkain, ang mga karagdagang stimuli ay nagaganap din: mga protina na nakapaloob sa pagkain (amino acids leucine at arginine), estrogens at cholecystokinin, K, Ca ions, fatty acids mula sa taba. Ang pagbawas sa pagtatago ng insulin ay nabanggit na may pagtaas sa dugo ng insulin antagonist - glucagon. Ito ay ginawa sa parehong pancreatic islets, ngunit sa alpha cells. Ang papel ng glucagon sa pagkasira at pagkonsumo ng glycogen. Ang huli ay na-convert sa glucose. Sa paglipas ng panahon (kasama ang edad), bumababa ang lakas at aktibidad ng pancreatic islets, na nagiging kapansin-pansin pagkatapos ng 40 taon.
Ang kakulangan ng insulin synthesis ay nagdudulot ng hindi maibabalik na pagbabago sa maraming organ at system. Ang rate ng insulin sa dugo ng isang may sapat na gulang ay 3-25 μU / ml, pagkatapos ng 58-60 taon - 7-36 μU / ml. Gayundin, ang insulin ay palaging nakataas sa mga buntis na kababaihan.
Bukod sa regulasyonhyperglycemia, ang insulin ay may anabolic at anti-catabolic function. Sa madaling salita, ang parehong mga prosesong ito ay kalahok sa metabolismo. Ang isa sa kanila ay nagpapagana, ang isa ay nagpipigil sa proseso ng metabolic. Ang kanilang pagkakapare-pareho ay nagbibigay-daan sa iyo na mapanatili ang katatagan ng homeostasis ng katawan.
Mga pag-andar ng insulin
Binubuo ng insulin ang ilan sa mga mekanismo ng fermentation sa mga selula, na sumusuporta sa metabolismo. Kapag inilabas, pinapataas nito ang paggamit at paggamit ng glucose sa pamamagitan ng mga tisyu, ang imbakan nito sa pamamagitan ng mga kalamnan at atay at adipose tissue.
Ang pangunahing layunin nito ay makamit ang normoglycemia. Upang gawin ito, ang glucose ay kailangang ipamahagi sa isang lugar, kaya pinapataas ng insulin ang kakayahan ng mga cell na sumipsip ng glucose, pinapagana ang mga enzyme para sa glycolysis nito, pinatataas ang intensity ng glycogen synthesis, na napupunta sa atay at mga kalamnan, binabawasan ang gluconeogenesis sa atay, sa kung aling mga glucose ang nakaimbak sa atay ay bumababa.
Anabolic function
Ang mga anabolic function ay kinabibilangan ng:
- Pagtaas ng kakayahan ng mga cell na kumuha ng mga amino acid (leucine at valine).
- Pagtaas ng supply ng mga mineral sa mga cell - K, Ca, Mg, P.
- Pag-activate ng synthesis ng protina at pagdoble ng DNA.
- Pakikilahok sa pagbuo ng mga ester (esterification) mula sa mga fatty acid na kailangan para sa paglitaw ng triglyceride. Anti-catabolic function.
- Pagbabawas ng pagkasira ng mga protina sa pamamagitan ng pagharang sa proseso ng kanilang pagkabulok sa mga amino acid (hydrolysis).
- Bawasan ang pagkasira ng lipid (lipolysis, na karaniwang naglalabas ng mga fatty acid sa dugo).
Pag-aalis (pag-alis) ng insulin
Ang prosesong ito ay nagaganap sa atay at bato. Mahigit sa kalahati nito ay pinalalabas ng atay. Mayroong isang espesyal na enzyme dito - insulinase, na hindi aktibo ang insulin sa pamamagitan ng pagsira sa mga istrukturang bono nito sa mga amino acid. 35% ng insulin ay nabubulok sa mga bato. Ang prosesong ito ay nangyayari sa mga lysosome ng epithelium ng renal tubules.
Maaaring tumaas o bumaba ang insulin sa produksyon. Ito ay nangyayari sa iba't ibang mga pathologies. Kung ang mga naturang paglabag ay pinahaba, ang mga hindi maibabalik na pagbabago sa mahahalagang sistema ng katawan ay bubuo.
Interaksiyon sa pagitan ng glucose at insulin
Ang Glucose ay isang ubiquitous compound sa mga tissue ng katawan. Halos anumang carbohydrates na kasama ng pagkain ay na-convert dito. Ang pinakamahalagang pag-aari ng glucose ay ang magsilbing mapagkukunan ng enerhiya, lalo na ang mga kalamnan at utak ay agad na napapansin ang kakulangan nito.
Upang walang kakulangan ng glucose sa mga selula, kailangan ang insulin. Ito ay gumaganap bilang isang susi para sa mga cell. Kung wala ito, hindi makapasok ang glucose sa mga selula, gaano man karaming asukal ang iyong kinakain. Sa ibabaw ng mga selula ay may mga espesyal na receptor ng protina para sa pagbubuklod sa insulin.
Ang hormone ay lalo na minamahal ng myocytes at adipocytes (fat cells), at sila ay tinatawag na insulin-dependent. Binubuo nila ang halos 70% ng lahat ng mga cell. Ang mga proseso ng paghinga, sirkulasyon ng dugo, paggalaw ay ibinibigay nila. Halimbawa, hindi gagana ang kalamnan na walang insulin.
Biochemistry ng insulin neutralization ng glucose
Isa ring multifaceted na proseso, umuunlad ito sa mga yugto. Ang mga protina ang unang naisaaktibo kaagad - mga transporter, na ang tungkulin ay kumukuha ng mga molekula ng glucose at dalhin ang mga ito sa pamamagitan ng lamad.
Ang cell ay puspos ng asukal. Ang bahagi ng glucose ay ipinapadala sa mga hepatocytes, kung saan ito ay na-convert sa glycogen. Ang mga molekula nito ay napupunta na sa ibang mga tisyu. Ano ang sanhi ng kakulangan ng insulin sa katawan.
Ang kakulangan ng insulin synthesis ay nagdudulot ng type 1 diabetes. Kung sapat ang produksyon ng hormone, ngunit hindi tumutugon dito ang mga selula dahil sa hitsura ng insulin resistance sa kanila, nagkakaroon ng type 2 diabetes.
Pag-uuri ng mga paghahanda ng insulin
Ang mga ito ay pinagsama at iisang uri. Ang huli ay naglalaman ng katas mula sa pancreas ng isang hayop.
Combined - pagsamahin ang mga extract ng mga glandula ng ilang species ng hayop. Halos hindi na ginagamit ngayon.
Sa pinagmulan o species, ang insulin ay ginagamit ng tao at baboy, baka o balyena. Nag-iiba sila sa ilang mga amino acid. Ang pinakagusto pagkatapos ng tao ay baboy, ito ay naiiba sa isang amino acid lamang.
Sa Russia, hindi ginagamit ang insulin mula sa baka (naiiba ito ng 3 amino acid).
Ayon sa antas ng purification, ang insulin ay maaaring tradisyonal (naglalaman ng mga dumi ng iba pang pancreatic hormones), monopeak (MP) - bukod pa rito ay sinala sa gel, ang mga dumi sa loob nito ay hindi hihigit sa 1•10−3, monocomponent (MK) - sa pataas na pagkakasunud-sunod. Ang huli ay ang pinakadalisay - 99% purification (1•10−6 impurities).
Nag-iiba din ang insulin sa simula, peak at tagal ng pagkilos - maaari itong ultrashort, maikli, katamtaman atmatagal - mahaba at sobrang haba. Nasa doktor ang pagpili.
Paano maglagay muli ng insulin
Ang surgical at physical recovery na paraan ay hindi pa nagagawa hanggang ngayon. Posibleng gumamit ng insulin lamang sa mga iniksyon. Maaari ding suportahan ng PSSP ang isang naubos na pancreas - binabawasan nila ang hyperglycemia. Minsan ang insulin therapy ay maaaring dagdagan ng HRT - ito ay mga paraan ng gamot.
Ngunit may sapat na mga improvised na paraan upang maimpluwensyahan ang produksyon ng insulin: isang diyeta na may pinababang halaga ng carbohydrates, na nagpapahiwatig ng pagkapira-piraso ng nutrisyon at pagkain sa parehong oras, ang dalas ng paggamit ay 5-6 beses sa isang araw. Ito ay kapaki-pakinabang na gumamit ng mga pampalasa, iwasan ang mga simpleng carbohydrates at lumipat sa mga kumplikadong may mababang GI, dagdagan ang hibla sa diyeta, berdeng tsaa at higit pang pagkaing-dagat, tamang protina at herbal na gamot. Inirerekomenda ang mga aerobic exercise at iba pang katamtamang pisikal na aktibidad, at ito ay pag-alis sa hypodynamia, obesity, dahil, tulad ng alam mo, nakakatulong ang mga pisikal na ehersisyo upang maiwasan ang maraming problema.
