Insulin (från latinets insula "ö") är ett polypeptidhormon i bukspottkörteln, vars funktion är att förse kroppens celler med energi. Stället för insulinsyntes är i bukspottkörtelns öar i Langerhans, deras betaceller. Insulin är involverat i metabolismen av alla vävnadsceller, även om det på hushållsnivå bara är förknippat med diabetes.
Allmän information
Idag har insulin studerats tillräckligt i sin struktur. Kopplingen mellan hormonet och metabolismen av proteiner, som produceras i otillräckliga mängder hos diabetiker, avslöjas, vilket leder till tidigt slitage av celler. Insulinets roll i proteinsyntesen är att öka cellernas upptag av aminosyror från blodet och sedan skapa proteiner från dem.
Förutom detta är det insulin som hämmar nedbrytningen av proteiner i celler. Insulin påverkar också lipider på ett sådant sätt att acidos och åderförkalkning utvecklas med dess brist. Varför bindainsulin med cellenergi? För med en rejäl måltid ökar insulinsyntesen markant, socker transporteras in i cellerna och de lagrar energi. Samtidigt minskar nivån av glukos i blodet - detta är insulinets huvudegenskap. Med ett överskott av glukos omvandlar insulin det till glykogen, som ackumuleras i levern och musklerna. Det behövs när andra energikällor är utarmade. Det finns en direkt koppling mellan insulin och glykogensyntes. Och när det finns mycket glykogen omvandlas socker till fett (4 molekyler fett erhålls från 1 molekyl socker) - det avsätts på sidorna.
Upptäcktshistorik
År 1869 i Berlin märkte en mycket ung, 22-årig medicinstudent Paul Langerhans, medan han studerade bukspottkörteln under ett mikroskop, grupper av celler utspridda över hela körteln, senare kallade Langerhans öar.
Deras roll var först oklar. Senare uppgav E. Lagus att dessa celler är involverade i matsmältningen. 1889 höll den tyske fysiologen Oskar Minkowski inte med och tog bort bukspottkörteln från en försökshund som bevis.
Labbassistent Minkowski märkte att urinen från en opererad hund lockar många flugor. Under hennes forskning hittades socker. Detta var den första erfarenheten som kopplade bukspottkörteln till diabetes.
År 1900 bevisade den ryske vetenskapsmannen Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) från laboratoriet för I. P. Pavlov experimentellt att de Langerhanska öarna är involverade i metabolismen av kolhydrater.
Hormonets struktur
Humant insulin är ett protein med en molekylvikt på 5808, bestående avav 51 aminosyror kopplade i 2 peptidkedjor: A - innehåller 21, kedja B - 30 aminosyror.
Deras bindning stöds av 2 disulfidbindningar. När dessa broar förstörs inaktiveras hormonet. Det är strukturerat, som alla vanliga proteiner, i B-celler.
Vissa djur har insulin som liknar människans struktur. Detta möjliggjorde skapandet av syntetiskt insulin för behandling av diabetes. Det vanligaste är svininsulin, som skiljer sig från humaninsulin med endast en aminosyra.
Nötkreatur - skiljer sig med 3 aminosyror. Bestämningen av den exakta sekvensen av alla aminosyror i sammansättningen av insulin gjordes av den engelske mikrobiologen Frederick Sanger. För denna avkodning 1958 fick han Nobelpriset i kemi.
Litt mer historik
Isolering av insulin för praktiskt bruk gjordes 1923 av University of Torontos vetenskapsmän F. Banting och Best, som också fick Nobelpriset. Det är känt att Banting höll helt med Sobolevs teori.
Lite anatomi
Bukspottkörteln är unik i sin struktur. Det betyder att det är både en endokrin körtel och en exokrin körtel. Dess exofunktion ligger i deltagande i matsmältningen. Den producerar värdefulla matsmältningsenzymer - proteaser, amylaser och lipaser, som utsöndras genom kanalerna in i dess hålighet. Den exokrina delen upptar 95 % av hela ytan av körteln.
Och bara 5 % faller på Langerhans öar. Detta indikerar körtelns kraft och dess enorma arbete i kroppen. Öar är lokaliserade längs hela omkretsen. 5 % är miljontals öar, även om deras totala massa bara är 2 g.
Varje ö innehåller celler A, B, D, PP. De producerar alla sina föreningar som är involverade i utbytet av BJU från inkommande mat. Insulinsyntes sker i B-celler.
Hur det händer
Den detaljerade processen för produktion av insulin är inte exakt etablerad idag. Av denna anledning klassificeras diabetes som en obotlig patologi. Genom att etablera mekanismen för insulinbildning kommer det att vara möjligt att kontrollera diabetes genom att initi alt påverka processen för insulinsyntes.
Komplexiteten i flerstegsprocessen. Med det sker flera omvandlingar av ämnen, som ett resultat av vilka inaktivt insulin blir aktivt. Förenklat schema: prekursor - preproinsulin - proinsulin - aktivt insulin.
Synthesis
Insulinsyntes i en cell i ett förenklat schema ser ut så här:
- Betaceller bildar en insulinsubstans som skickas till cellens Golgi-apparat. Här bearbetas den vidare.
- Golgi-komplexet är en sådan struktur av cellmembranet som ackumuleras, syntetiseras och sedan tar bort de nödvändiga föreningarna genom membranet.
- Omvandlingen av alla stadier leder till uppkomsten av ett kapabelt hormon.
- Insulin är nu förpackat i speciella sekretoriska granulat. Lagras tills efterfrågan och mognar. Granulerna lagrar även C-peptid, zinkjoner, amylin och proinsulinrester. Syntes och utsöndring av insulin börjar under måltider:matsmältningsenzymer kommer in, den färdigberedda granulen smälter samman med cellmembranet och dess innehåll pressas helt ut ur cellen och in i blodet.
- När hyperglykemi utvecklas är insulin redan på väg - det frisätts och börjar verka. Det sipprar in i bukspottkörtelns kapillärer, som det finns en hel del av, de tränger igenom körteln genom och igenom.
Insulinsyntesen regleras av betacellernas glukosavkännande system. Den reglerar fullständigt balansen mellan sockerintag och insulinproduktion.
Sammanfattning: Insulinsyntesen i kroppen aktiveras under hyperglykemi. Men insulin stiger bara med måltider, men det produceras dygnet runt.
Inte bara glukos reglerar syntesen och utsöndringen av insulin. Under måltider sker också ytterligare stimuli: proteiner som finns i maten (aminosyror leucin och arginin), östrogener och kolecystokinin, K, Ca-joner, fettsyror från fetter. En minskning av insulinutsöndringen noteras med en ökning av blodet av insulinantagonisten - glukagon. Det produceras i samma bukspottkörtelöar, men i alfaceller. Glukagons roll i nedbrytningen och konsumtionen av glykogen. Den senare omvandlas sedan till glukos. Med tiden (med åldern) minskar styrkan och aktiviteten hos pankreasöarna, vilket blir märkbart efter 40 år.
Brist på insulinsyntes orsakar irreversibla förändringar i många organ och system. Hastigheten av insulin i blodet hos en vuxen är 3-25 μU / ml, efter 58-60 år - 7-36 μU / ml. Dessutom är insulin alltid förhöjt hos gravida kvinnor.
Förutom regleringhyperglykemi har insulin en anabol och antikatabolisk funktion. Med andra ord är båda dessa processer deltagare i ämnesomsättningen. En av dem aktiverar, den andra hämmar den metaboliska processen. Deras konsistens gör att du kan bibehålla konstantiteten i kroppens homeostas.
Funktioner av insulin
Insulin bildar några av mekanismerna för jäsning i celler, vilket stöder ämnesomsättningen. När det frigörs ökar det intaget och användningen av glukos i vävnader, dess lagring av muskler och lever och fettvävnad.
Dess huvudsakliga syfte är att uppnå normoglykemi. För att göra detta måste glukos distribueras någonstans, så insulin ökar cellernas förmåga att absorbera glukos, aktiverar enzymer för dess glykolys, ökar intensiteten av glykogensyntesen, som går till levern och musklerna, minskar glukoneogenesen i levern, i vilket glukoslagrar i levern minskar.
Anabola funktioner
Anabola funktioner inkluderar:
- Öka cellers förmåga att fånga aminosyror (leucin och valin).
- Öka tillförseln av mineraler till celler - K, Ca, Mg, P.
- Aktivering av proteinsyntes och DNA-duplicering.
- Deltagande i bildandet av estrar (förestring) från fettsyror som är nödvändiga för uppkomsten av triglycerider. Antikatabolisk funktion.
- Minska nedbrytningen av proteiner genom att blockera processen för deras nedbrytning till aminosyror (hydrolys).
- Minska nedbrytning av lipider (lipolys, som norm alt frisätter fettsyror i blodet).
Eliminering (borttagning) av insulin
Denna process äger rum i levern och njurarna. Mer än hälften av det utsöndras i levern. Det finns ett speciellt enzym här - insulinas, som inaktiverar insulin genom att förstöra dess strukturella bindningar till aminosyror. 35 % av insulinet sönderfaller i njurarna. Denna process sker i lysosomerna i epitelet i njurtubuli.
Insulin kan öka eller minska i produktionen. Det förekommer i olika patologier. Om sådana kränkningar är långvariga utvecklas irreversibla förändringar i kroppens vitala system.
Interaktion mellan glukos och insulin
Glukos är en allmänt förekommande förening i kroppsvävnader. Nästan alla kolhydrater som kommer med maten omvandlas till det. Den viktigaste egenskapen hos glukos är att fungera som en energikälla, speciellt musklerna och hjärnan märker omedelbart dess brist.
För att det inte ska bli brist på glukos i cellerna behövs insulin. Den fungerar som en nyckel för celler. Utan det kan glukos inte komma in i cellerna, oavsett hur mycket socker du äter. På ytan av cellerna finns speciella proteinreceptorer för bindning till insulin.
Hormonet är särskilt älskat av myocyter och adipocyter (fettceller), och de kallas insulinberoende. De utgör nästan 70 % av alla celler. Processerna för andning, blodcirkulation, rörelse tillhandahålls av dem. En muskel utan insulin fungerar till exempel inte.
Biokemi för insulinneutralisering av glukos
Också en mångfacetterad process som utvecklas i etapper. Proteiner är de första som aktiveras omedelbart - transportörer, vars roll är att fånga glukosmolekyler och transportera dem genom membranet.
Cellen är mättad med socker. En del av glukosen skickas till hepatocyter, där det omvandlas till glykogen. Dess molekyler går redan till andra vävnader. Vad orsakar brist på insulin i kroppen.
Brist på insulinsyntes orsakar typ 1-diabetes. Om produktionen av hormonet är tillräcklig, men cellerna inte svarar på det på grund av uppkomsten av insulinresistens i dem, utvecklas typ 2-diabetes.
Klassificering av insulinpreparat
De är kombinerade och enstaka arter. De senare innehåller ett extrakt från bukspottkörteln hos ett djur.
Combined - kombinera extrakt av körtlar från flera djurarter. Nästan aldrig använd idag.
Under ursprung eller art används insulin av människor och grisar, nötkreatur eller valar. De skiljer sig åt i vissa aminosyror. Det mest föredragna efter människa är fläsk, det skiljer sig bara i en aminosyra.
I Ryssland används inte insulin från nötkreatur (det skiljer sig med 3 aminosyror).
Beroende på graden av rening kan insulin vara traditionellt (innehåller föroreningar av andra pankreashormoner), monopeak (MP) - dessutom filtrerat på gelén, föroreningar i den är inte mer än 1•10−3, monokomponent (MK) - i stigande ordning. Den sista är den renaste - 99 % rening (1•10−6 orenheter).
Insulin skiljer sig också i debut, topp och verkningslängd - det kan vara ultrakort, kort, medium ochlångvarig - lång och extra lång. Valet är upp till läkaren.
Hur fyller man på insulin
Kirurgiska och fysiska återhämtningsmetoder har inte skapats hittills. Det är möjligt att endast använda insulin i injektioner. PSSP kan också stödja en utmattad bukspottkörtel - de minskar hyperglykemi. Ibland kan insulinbehandling kompletteras med HRT – det här är medicineringsmetoder.
Men det finns tillräckligt många improviserade sätt att påverka produktionen av insulin: en diet med en minskad mängd kolhydrater, vilket innebär fragmentering av näring och ätande samtidigt, frekvensen av intag är 5-6 gånger per dag. Det är nyttigt att använda kryddor, undvika enkla kolhydrater och byta till komplexa med lågt GI, öka fiber i kosten, grönt te och mer skaldjur, ordentligt med protein och örtmedicin. Aerobic övningar och annan måttlig fysisk aktivitet rekommenderas, och detta är ett avsteg från hypodynami, fetma, eftersom, som ni vet, fysisk övning hjälper till att undvika många problem.
