Insulina (din latinescul insula „insula”) este un hormon polipeptidic al pancreasului, a cărui funcție este de a furniza energie celulelor corpului. Locul sintezei insulinei se află în insulele pancreatice ale lui Langerhans, celulele lor beta. Insulina este implicată în metabolismul tuturor celulelor tisulare, deși la nivel casnic este asociată doar cu diabetul.
Informații generale
Astăzi, insulina a fost suficient studiată în structura sa. Este relevată legătura hormonului cu metabolismul proteinelor, care sunt produse în cantități insuficiente la diabetici, ceea ce duce la uzura timpurie a celulelor. Rolul insulinei în sinteza proteinelor este de a crește absorbția de aminoacizi din sânge de către celule și apoi de a crea proteine din acestea.
Pe lângă aceasta, insulina este cea care inhibă descompunerea proteinelor în celule. Insulina afectează, de asemenea, lipidele în așa fel încât acidoza și ateroscleroza se dezvoltă odată cu deficiența ei. De ce legațiinsulina cu energie celulară? Pentru că la o masă copioasă, sinteza insulinei crește semnificativ, zahărul este transportat în celule, iar acestea stochează energie. În același timp, nivelul de glucoză din sânge scade - aceasta este principala proprietate a insulinei. Cu un exces de glucoză, insulina o transformă în glicogen, care se acumulează în ficat și mușchi. Este necesar atunci când alte surse de energie sunt epuizate. Există o legătură directă între insulină și sinteza glicogenului. Iar când există mult glicogen, zahărul este transformat în grăsime (din 1 moleculă de zahăr se obțin 4 molecule de grăsime) - se depune pe părțile laterale.
Istoricul descoperirilor
În 1869, la Berlin, un foarte tânăr student la medicină, Paul Langerhans, în vârstă de 22 de ani, în timp ce studia pancreasul la microscop, a observat grupuri de celule împrăștiate în toată glanda, numite mai târziu insulele Langerhans.
Rolul lor a fost neclar la început. Mai târziu, E. Lagus a declarat că aceste celule sunt implicate în digestie. În 1889, fiziologul german Oskar Minkowski nu a fost de acord și a îndepărtat pancreasul de la un câine experimental ca dovadă.
Asistentul de laborator Minkowski a observat că urina unui câine operat atrage o mulțime de muște. În timpul cercetărilor ei, a fost găsit zahăr. Aceasta a fost prima experiență care a legat pancreasul de diabet.
În 1900, omul de știință rus Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) de la laboratorul lui I. P. Pavlov a demonstrat experimental că insulele Langerhans sunt implicate în metabolismul carbohidraților.
Structura hormonului
Insulina umană este o proteină cu o greutate moleculară de 5808, constânddin 51 de aminoacizi conectați în 2 lanțuri peptidice: A - conține 21, lanțul B - 30 de aminoacizi.
Legătura lor este susținută de 2 legături disulfurice. Când aceste punți sunt distruse, hormonul este inactivat. Este structurat, ca orice proteină obișnuită, în celule B.
Unele animale au insulină, similară ca structură cu cea a omului. Acest lucru a permis crearea insulinei sintetice pentru tratamentul diabetului. Cea mai des folosită este insulina de porc, care diferă de insulina umană doar într-un singur aminoacid.
Bovine - diferă prin 3 aminoacizi. Determinarea secvenței exacte a tuturor aminoacizilor din compoziția insulinei a fost făcută de microbiologul englez Frederick Sanger. Pentru această decodare, în 1958, a primit Premiul Nobel pentru Chimie.
Puțin mai multă istorie
Izolarea insulinei pentru utilizare practică a fost făcută în 1923 de oamenii de știință de la Universitatea din Toronto F. Banting și Best, care au primit și Premiul Nobel. Se știe că Banting a fost pe deplin de acord cu teoria lui Sobolev.
Un pic de anatomie
Pancreasul este unic prin structura sa. Aceasta înseamnă că este atât o glandă endocrină, cât și o glandă exocrină. Exofuncția sa constă în participarea la digestie. Produce enzime digestive valoroase - proteaze, amilaze și lipaze, care sunt secretate prin canale în cavitatea sa. Partea exocrină ocupă 95% din întreaga suprafață a glandei.
Și doar 5% cade pe insulele Langerhans. Aceasta indică puterea glandei și munca sa enormă în organism. Insulițele sunt localizate de-a lungul întregului perimetru. 5% reprezintă milioane de insule, deși masa lor totală este de numai 2 g.
Fiecare insuliță conține celule A, B, D, PP. Toți își produc compușii implicați în schimbul de BJU din alimentele primite. Sinteza insulinei are loc în celulele B.
Cum se întâmplă
Procesul detaliat pentru producerea insulinei nu este stabilit cu exactitate astăzi. Din acest motiv, diabetul este clasificat drept o patologie incurabilă. Prin stabilirea mecanismului de formare a insulinei, va fi posibilă controlul diabetului zaharat prin influențarea inițială a procesului de sinteza a insulinei.
Complexitatea procesului în mai multe etape. Odată cu acesta, apar mai multe transformări ale substanțelor, în urma cărora insulina inactivă devine activă. Schemă simplificată: precursor - preproinsulină - proinsulina - insulină activă.
Sinteză
Sinteza insulinei într-o celulă într-o schemă simplificată arată astfel:
- Celulele beta formează o substanță de insulină, care este trimisă în aparatul Golgi al celulei. Aici este procesat în continuare.
- Complexul Golgi este o astfel de structură a membranei celulare care acumulează, sintetizează și apoi elimină compușii necesari prin membrană.
- Transformarea tuturor etapelor duce la apariția unui hormon capabil.
- Insulina este acum ambalată în granule secretoare speciale. Se păstrează până la cerere și se coace. Granulele stochează, de asemenea, peptida C, ioni de zinc, amilină și reziduuri de proinsulină. Sinteza și secreția de insulină încep în timpul meselor:enzimele digestive intră, granula complet pregătită fuzionează cu membrana celulară, iar conținutul acesteia este complet stors din celulă în sânge.
- Când se dezvoltă hiperglicemia, insulina este deja pe drum - este eliberată și începe să acționeze. Se infiltrează în capilarele pancreasului, dintre care există o mulțime, ele pătrund prin și prin glanda.
Sinteza insulinei este reglată de sistemul de detectare a glucozei al celulelor beta. Reglează complet echilibrul dintre aportul de zahăr și producția de insulină.
Rezumat: Sinteza insulinei în organism este activată în timpul hiperglicemiei. Dar insulina crește doar în timpul meselor, dar este produsă non-stop.
Nu numai glucoza reglează sinteza și secreția de insulină. În timpul meselor au loc și stimuli suplimentari: proteine conținute în alimente (aminoacizi leucină și arginină), estrogeni și colecistochinină, ionii K, Ca, acizi grași din grăsimi. O scădere a secreției de insulină este observată cu o creștere a sângelui antagonistului de insulină - glucagon. Este produs în aceleași insulițe pancreatice, dar în celulele alfa. Rolul glucagonului în descompunerea și consumul de glicogen. Acesta din urmă este apoi transformat în glucoză. În timp (odată cu vârsta), puterea și activitatea insulelor pancreatice scade, ceea ce devine vizibil după 40 de ani.
Lipsa sintezei insulinei provoacă modificări ireversibile în multe organe și sisteme. Rata de insulină în sângele unui adult este de 3-25 μU / ml, după 58-60 de ani - 7-36 μU / ml. De asemenea, insulina este întotdeauna crescută la femeile însărcinate.
Pe lângă reglementărihiperglicemie, insulina are o funcție anabolică și anticatabolică. Cu alte cuvinte, ambele procese sunt participanți la metabolism. Unul dintre ele activează, celăl alt inhibă procesul metabolic. Consistența lor vă permite să mențineți constanta homeostaziei organismului.
Funcțiile insulinei
Insulina formează unele dintre mecanismele de fermentație în celule, susținând metabolismul. Când este eliberat, crește aportul și utilizarea de glucoză de către țesuturi, stocarea acesteia de către mușchi și ficat și țesutul adipos.
Scopul său principal este atingerea normoglicemiei. Pentru a face acest lucru, glucoza trebuie distribuită undeva, astfel încât insulina crește capacitatea celulelor de a absorbi glucoza, activează enzimele pentru glicoliza acesteia, crește intensitatea sintezei glicogenului, care merge la ficat și mușchi, reduce gluconeogeneza în ficat, în care glucoză depozitează în ficat scad.
Funcții anabolice
Funcțiile anabolice includ:
- Creșterea capacității celulelor de a capta aminoacizi (leucină și valină).
- Creșterea aportului de minerale către celule - K, Ca, Mg, P.
- Activarea sintezei proteinelor și a dublării ADN-ului.
- Participarea la formarea esterilor (esterificarea) din acizii grași necesari pentru apariția trigliceridelor. Funcție anti-catabolică.
- Reducerea descompunerii proteinelor prin blocarea procesului de descompunere a acestora în aminoacizi (hidroliza).
- Reduce degradarea lipidelor (lipoliza, care eliberează în mod normal acizi grași în sânge).
Eliminarea (înlăturarea) insulinei
Acest proces are loc în ficat și rinichi. Mai mult de jumătate din el este excretat de ficat. Există o enzimă specială aici - insulinaza, care inactivează insulina prin distrugerea legăturilor sale structurale cu aminoacizii. 35% din insulină se descompune în rinichi. Acest proces are loc în lizozomii epiteliului tubilor renali.
Insulina poate crește sau scădea producția. Apare în diferite patologii. Dacă astfel de încălcări sunt prelungite, se dezvoltă modificări ireversibile ale sistemelor vitale ale corpului.
Interacțiunea dintre glucoză și insulină
Glucoza este un compus omniprezent în țesuturile corpului. Aproape toți carbohidrații care vin cu alimente sunt transformați în el. Cea mai importantă proprietate a glucozei este de a servi drept sursă de energie, în special mușchii și creierul observă imediat lipsa acesteia.
Pentru a nu lipsi glucoza în celule, este nevoie de insulină. Acționează ca o cheie pentru celule. Fără ea, glucoza nu poate pătrunde în celule, indiferent cât de mult zahăr ai mânca. Pe suprafața celulelor există receptori proteici speciali pentru legarea de insulină.
Homonul este iubit în special de miocite și adipocite (celule adipoase) și sunt numiți insulino-dependenți. Ele reprezintă aproape 70% din toate celulele. Procesele de respirație, circulația sângelui, mișcarea sunt asigurate de ei. De exemplu, un mușchi fără insulină nu va funcționa.
Biochimia neutralizării insulinei a glucozei
De asemenea, un proces cu mai multe fațete, se dezvoltă în etape. Proteinele sunt primele activate imediat - transportori, al căror rol este de a capta moleculele de glucoză și de a le transporta prin membrană.
Celula este saturată cu zahăr. O parte din glucoză este trimisă către hepatocite, unde este transformată în glicogen. Moleculele sale merg deja către alte țesuturi. Ce cauzează lipsa de insulină în organism.
Lipsa sintezei insulinei cauzează diabet de tip 1. Dacă producția de hormon este suficientă, dar celulele nu răspund la acesta din cauza apariției rezistenței la insulină în ele, se dezvoltă diabetul de tip 2.
Clasificarea preparatelor cu insulină
Sunt combinate și dintr-o singură specie. Acestea din urmă conțin un extract din pancreasul unui animal.
Combinat - combină extracte din glandele mai multor specii de animale. Aproape niciodată folosit astăzi.
După origine sau specie, insulina este folosită de oameni și porci, vite sau balene. Ele diferă prin unii aminoacizi. Cel mai preferat după om este carnea de porc, diferă doar printr-un singur aminoacid.
În Rusia, insulina de la bovine nu este utilizată (diferă cu 3 aminoacizi).
După gradul de purificare, insulina poate fi tradițională (conține impurități ale altor hormoni pancreatici), monopic (MP) - filtrată suplimentar pe gel, impuritățile din ea nu sunt mai mult de 1•10−3, monocomponent (MK) - în ordine crescătoare. Ultimul este cel mai pur - 99% purificare (1•10−6 impurități).
Insulina diferă și ca debut, vârf și durata de acțiune - poate fi ultrascurtă, scurtă, medie șiprelungit - lung și extra lung. Alegerea este la latitudinea medicului.
Cum se reface insulina
Metode de recuperare chirurgicală și fizică nu au fost create până în prezent. Este posibil să utilizați insulină numai în injecții. PSSP poate susține și un pancreas epuizat - reduc hiperglicemia. Uneori, terapia cu insulină poate fi suplimentată cu HRT - acestea sunt metode de medicație.
Dar există destule modalități improvizate de a influența producția de insulină: o dietă cu o cantitate redusă de carbohidrați, ceea ce presupune fragmentarea alimentației și a alimentației în același timp, frecvența aportului este de 5-6 ori o dată. zi. Este util să folosiți condimente, să evitați carbohidrații simpli și să treceți la complecși cu IG scăzut, să creșteți fibrele în dietă, ceaiul verde și mai multe fructe de mare, proteine adecvate și medicament pe bază de plante. Se recomandă exerciții aerobice și alte activități fizice moderate, iar aceasta este o abatere de la hipodinamie, obezitate, deoarece, după cum știți, exercițiile fizice ajută la evitarea multor probleme.
