Η ινσουλίνη (από το λατινικό insula "νησί") είναι μια πολυπεπτιδική ορμόνη του παγκρέατος, η λειτουργία της οποίας είναι να τροφοδοτεί τα κύτταρα του σώματος με ενέργεια. Η θέση της σύνθεσης της ινσουλίνης βρίσκεται στις παγκρεατικές νησίδες Langerhans, τα βήτα κύτταρά τους. Η ινσουλίνη εμπλέκεται στο μεταβολισμό όλων των κυττάρων των ιστών, αν και σε επίπεδο νοικοκυριού σχετίζεται μόνο με τον διαβήτη.
Γενικές πληροφορίες
Σήμερα, η ινσουλίνη έχει μελετηθεί επαρκώς ως προς τη δομή της. Αποκαλύπτεται η σύνδεση της ορμόνης με το μεταβολισμό των πρωτεϊνών, που παράγονται σε ανεπαρκείς ποσότητες στους διαβητικούς, γεγονός που οδηγεί σε πρώιμη φθορά των κυττάρων. Ο ρόλος της ινσουλίνης στη σύνθεση πρωτεϊνών είναι να αυξήσει την πρόσληψη αμινοξέων από το αίμα από τα κύτταρα και στη συνέχεια να δημιουργήσει πρωτεΐνες από αυτά.
Εκτός αυτού, η ινσουλίνη είναι αυτή που αναστέλλει την αποσύνθεση των πρωτεϊνών στα κύτταρα. Η ινσουλίνη επηρεάζει επίσης τα λιπίδια με τέτοιο τρόπο που η οξέωση και η αθηροσκλήρωση αναπτύσσονται με την έλλειψή της. Γιατί δέσιμοινσουλίνη με κυτταρική ενέργεια; Επειδή με ένα πλούσιο γεύμα, η σύνθεση της ινσουλίνης αυξάνεται σημαντικά, η ζάχαρη μεταφέρεται στα κύτταρα και αποθηκεύουν ενέργεια. Ταυτόχρονα, το επίπεδο της γλυκόζης στο αίμα μειώνεται - αυτή είναι η κύρια ιδιότητα της ινσουλίνης. Με περίσσεια γλυκόζης, η ινσουλίνη τη μετατρέπει σε γλυκογόνο, το οποίο συσσωρεύεται στο ήπαρ και τους μύες. Χρειάζεται όταν εξαντλούνται άλλες πηγές ενέργειας. Υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ της ινσουλίνης και της σύνθεσης γλυκογόνου. Και όταν υπάρχει πολύ γλυκογόνο, η ζάχαρη μετατρέπεται σε λίπος (4 μόρια λίπους λαμβάνονται από 1 μόριο ζάχαρης) - εναποτίθεται στα πλαϊνά.
Ιστορικό ανακάλυψης
Το 1869 στο Βερολίνο, ένας πολύ νεαρός, 22χρονος φοιτητής ιατρικής Paul Langerhans, ενώ μελετούσε το πάγκρεας με μικροσκόπιο, παρατήρησε ομάδες κυττάρων διάσπαρτες σε όλο τον αδένα, που αργότερα ονομάστηκαν νησίδες Langerhans.
Ο ρόλος τους ήταν ασαφής στην αρχή. Αργότερα, ο E. Lagus δήλωσε ότι αυτά τα κύτταρα εμπλέκονται στην πέψη. Το 1889, ο Γερμανός φυσιολόγος Oskar Minkowski διαφώνησε και αφαίρεσε το πάγκρεας από έναν πειραματικό σκύλο ως απόδειξη.
Ο βοηθός εργαστηρίου Minkowski παρατήρησε ότι τα ούρα ενός χειρουργημένου σκύλου προσελκύουν πολλές μύγες. Κατά τη διάρκεια της έρευνάς της βρέθηκε ζάχαρη. Αυτή ήταν η πρώτη εμπειρία που συνέδεσε το πάγκρεας με τον διαβήτη.
Το 1900, ο Ρώσος επιστήμονας Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) από το εργαστήριο του I. P. Pavlov απέδειξε πειραματικά ότι οι νησίδες Langerhans εμπλέκονται στο μεταβολισμό των υδατανθράκων.
Η δομή της ορμόνης
Η ανθρώπινη ινσουλίνη είναι μια πρωτεΐνη με μοριακό βάρος 5808, που αποτελείταιαπό 51 αμινοξέα συνδεδεμένα σε 2 πεπτιδικές αλυσίδες: Α - περιέχει 21, αλυσίδα Β - 30 αμινοξέα.
Ο δεσμός τους υποστηρίζεται από 2 δισουλφιδικούς δεσμούς. Όταν αυτές οι γέφυρες καταστρέφονται, η ορμόνη αδρανοποιείται. Είναι δομημένο, όπως κάθε συνηθισμένη πρωτεΐνη, σε Β-κύτταρα.
Μερικά ζώα έχουν ινσουλίνη, παρόμοια στη δομή με την ανθρώπινη. Αυτό επέτρεψε τη δημιουργία συνθετικής ινσουλίνης για τη θεραπεία του διαβήτη. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη είναι η ινσουλίνη χοίρου, η οποία διαφέρει από την ανθρώπινη ινσουλίνη μόνο σε ένα αμινοξύ.
Βοοειδή - διαφέρει κατά 3 αμινοξέα. Ο προσδιορισμός της ακριβούς αλληλουχίας όλων των αμινοξέων στη σύνθεση της ινσουλίνης έγινε από τον Άγγλο μικροβιολόγο Frederick Sanger. Για αυτήν την αποκωδικοποίηση το 1958, έλαβε το Νόμπελ Χημείας.
Λίγο ακόμα ιστορία
Η απομόνωση της ινσουλίνης για πρακτική χρήση έγινε το 1923 από τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Τορόντο F. Banting και Best, οι οποίοι έλαβαν επίσης το βραβείο Νόμπελ. Είναι γνωστό ότι ο Banting συμφώνησε πλήρως με τη θεωρία του Sobolev.
Λίγη ανατομία
Το πάγκρεας είναι μοναδικό στη δομή του. Αυτό σημαίνει ότι είναι και ενδοκρινής και εξωκρινής αδένας. Η εξωλειτουργία του έγκειται στη συμμετοχή στην πέψη. Παράγει πολύτιμα πεπτικά ένζυμα - πρωτεάσες, αμυλάσες και λιπάσες, τα οποία εκκρίνονται μέσω των αγωγών στην κοιλότητα του. Το εξωκρινές τμήμα καταλαμβάνει το 95% ολόκληρης της περιοχής του αδένα.
Και μόνο το 5% πέφτει στις νησίδες Langerhans. Αυτό δείχνει τη δύναμη του αδένα και το τεράστιο έργο του στο σώμα. Οι νησίδες εντοπίζονται σε όλη την περίμετρο. Το 5% είναι εκατομμύρια νησιά, αν και η συνολική τους μάζα είναι μόνο 2 g.
Κάθε νησίδα περιέχει κελιά A, B, D, PP. Όλα παράγουν τις ενώσεις τους που εμπλέκονται στην ανταλλαγή BJU από τα εισερχόμενα τρόφιμα. Η σύνθεση ινσουλίνης συμβαίνει στα Β κύτταρα.
Πώς συμβαίνει
Η λεπτομερής διαδικασία για την παραγωγή ινσουλίνης δεν έχει ακριβώς καθιερωθεί σήμερα. Για το λόγο αυτό, ο διαβήτης χαρακτηρίζεται ως ανίατη παθολογία. Με την καθιέρωση του μηχανισμού σχηματισμού ινσουλίνης, θα είναι δυνατός ο έλεγχος του διαβήτη επηρεάζοντας αρχικά τη διαδικασία σύνθεσης ινσουλίνης.
Η πολυπλοκότητα της διαδικασίας πολλαπλών σταδίων. Με αυτό, συμβαίνουν αρκετοί μετασχηματισμοί ουσιών, ως αποτέλεσμα των οποίων η ανενεργή ινσουλίνη γίνεται ενεργή. Απλοποιημένο σχήμα: πρόδρομος - προπροϊνσουλίνη - προϊνσουλίνη - ενεργή ινσουλίνη.
Σύνθεση
Η σύνθεση ινσουλίνης σε ένα κύτταρο σε ένα απλοποιημένο σχήμα μοιάζει με αυτό:
- Τα βήτα κύτταρα σχηματίζουν μια ουσία ινσουλίνης, η οποία αποστέλλεται στη συσκευή Golgi του κυττάρου. Εδώ γίνεται περαιτέρω επεξεργασία.
- Το σύμπλεγμα Golgi είναι μια τέτοια δομή της κυτταρικής μεμβράνης που συσσωρεύεται, συνθέτει και στη συνέχεια αφαιρεί τις απαραίτητες ενώσεις μέσω της μεμβράνης.
- Η μεταμόρφωση όλων των σταδίων οδηγεί στην εμφάνιση μιας ικανής ορμόνης.
- Η Η ινσουλίνη συσκευάζεται πλέον σε ειδικούς εκκριτικούς κόκκους. Αποθηκεύεται μέχρι τη ζήτηση και ωρίμανση. Οι κόκκοι αποθηκεύουν επίσης υπολείμματα C-πεπτιδίου, ιόντα ψευδαργύρου, αμυλίνης και προϊνσουλίνης. Η σύνθεση και η έκκριση ινσουλίνης ξεκινά κατά τη διάρκεια των γευμάτων:τα πεπτικά ένζυμα εισέρχονται, ο πλήρως προετοιμασμένος κόκκος συγχωνεύεται με την κυτταρική μεμβράνη και το περιεχόμενό του συμπιέζεται εντελώς έξω από το κύτταρο στο αίμα.
- Όταν αναπτύσσεται υπεργλυκαιμία, η ινσουλίνη είναι ήδη καθ' οδόν - απελευθερώνεται και αρχίζει να δρα. Διεισδύει στα τριχοειδή αγγεία του παγκρέατος, από τα οποία υπάρχουν πολλά, διεισδύουν στον αδένα διαμέσου και διαμέσου.
Η σύνθεση της ινσουλίνης ρυθμίζεται από το σύστημα ανίχνευσης γλυκόζης των βήτα κυττάρων. Ρυθμίζει πλήρως την ισορροπία μεταξύ της πρόσληψης ζάχαρης και της παραγωγής ινσουλίνης.
Σύνοψη: Η σύνθεση ινσουλίνης στο σώμα ενεργοποιείται κατά τη διάρκεια της υπεργλυκαιμίας. Αλλά η ινσουλίνη αυξάνεται μόνο με τα γεύματα, αλλά παράγεται όλο το εικοσιτετράωρο.
Όχι μόνο η γλυκόζη ρυθμίζει τη σύνθεση και την έκκριση της ινσουλίνης. Κατά τη διάρκεια των γευμάτων λαμβάνουν χώρα επιπλέον ερεθίσματα: πρωτεΐνες που περιέχονται στα τρόφιμα (αμινοξέα λευκίνη και αργινίνη), οιστρογόνα και χολοκυστοκινίνη, ιόντα Κ, Ca, λιπαρά οξέα από λίπη. Μείωση της έκκρισης ινσουλίνης σημειώνεται με αύξηση στο αίμα του ανταγωνιστή της ινσουλίνης - γλυκαγόνης. Παράγεται στις ίδιες παγκρεατικές νησίδες, αλλά σε άλφα κύτταρα. Ο ρόλος της γλυκαγόνης στη διάσπαση και την κατανάλωση γλυκογόνου. Το τελευταίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε γλυκόζη. Με την πάροδο του χρόνου (με την ηλικία), η δύναμη και η δραστηριότητα των παγκρεατικών νησίδων μειώνεται, κάτι που γίνεται αισθητό μετά από 40 χρόνια.
Η έλλειψη σύνθεσης ινσουλίνης προκαλεί μη αναστρέψιμες αλλαγές σε πολλά όργανα και συστήματα. Ο ρυθμός ινσουλίνης στο αίμα ενός ενήλικα είναι 3-25 μU / ml, μετά από 58-60 χρόνια - 7-36 μU / ml. Επίσης, η ινσουλίνη είναι πάντα αυξημένη στις έγκυες γυναίκες.
Εκτός από τον κανονισμόυπεργλυκαιμία, η ινσουλίνη έχει αναβολική και αντικαταβολική λειτουργία. Με άλλα λόγια, και οι δύο αυτές διαδικασίες συμμετέχουν στο μεταβολισμό. Το ένα από αυτά ενεργοποιεί, το άλλο αναστέλλει τη μεταβολική διαδικασία. Η συνοχή τους σάς επιτρέπει να διατηρείτε τη σταθερότητα της ομοιόστασης του σώματος.
Λειτουργίες της ινσουλίνης
Η ινσουλίνη σχηματίζει μερικούς από τους μηχανισμούς ζύμωσης στα κύτταρα, υποστηρίζοντας το μεταβολισμό. Όταν απελευθερώνεται, αυξάνει την πρόσληψη και τη χρήση της γλυκόζης από τους ιστούς, την αποθήκευσή της από τους μύες και το συκώτι και τον λιπώδη ιστό.
Ο κύριος σκοπός του είναι η επίτευξη φυσιολογικής γλυκόζης. Για να γίνει αυτό, η γλυκόζη πρέπει να κατανεμηθεί κάπου, έτσι η ινσουλίνη αυξάνει την ικανότητα των κυττάρων να απορροφούν τη γλυκόζη, ενεργοποιεί τα ένζυμα για τη γλυκόλυση της, αυξάνει την ένταση της σύνθεσης γλυκογόνου, που πηγαίνει στο ήπαρ και τους μύες, μειώνει τη γλυκονεογένεση στο ήπαρ, τα οποία μειώνονται τα αποθέματα γλυκόζης στο ήπαρ.
Αναβολικές λειτουργίες
Οι αναβολικές λειτουργίες περιλαμβάνουν:
- Αύξηση της ικανότητας των κυττάρων να δεσμεύουν αμινοξέα (λευκίνη και βαλίνη).
- Αύξηση της παροχής μεταλλικών στοιχείων στα κύτταρα - K, Ca, Mg, P.
- Ενεργοποίηση σύνθεσης πρωτεϊνών και διπλασιασμός DNA.
- Συμμετοχή στον σχηματισμό εστέρων (εστεροποίηση) από λιπαρά οξέα απαραίτητα για την εμφάνιση τριγλυκεριδίων. Αντικαταβολική λειτουργία.
- Μείωση της διάσπασης των πρωτεϊνών εμποδίζοντας τη διαδικασία αποσύνθεσής τους σε αμινοξέα (υδρόλυση).
- Μειώστε τη διάσπαση των λιπιδίων (λιπόλυση, η οποία συνήθως απελευθερώνει λιπαρά οξέα στο αίμα).
Αποβολή (αφαίρεση) ινσουλίνης
Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα στο ήπαρ και τα νεφρά. Περισσότερο από το μισό απεκκρίνεται από το ήπαρ. Εδώ υπάρχει ένα ειδικό ένζυμο - η ινσουλινάση, η οποία απενεργοποιεί την ινσουλίνη καταστρέφοντας τους δομικούς της δεσμούς με τα αμινοξέα. Το 35% της ινσουλίνης αποσυντίθεται στα νεφρά. Αυτή η διαδικασία εμφανίζεται στα λυσοσώματα του επιθηλίου των νεφρικών σωληναρίων.
Η ινσουλίνη μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την παραγωγή. Εμφανίζεται σε διάφορες παθολογίες. Εάν τέτοιες παραβιάσεις είναι παρατεταμένες, αναπτύσσονται μη αναστρέψιμες αλλαγές στα ζωτικά συστήματα του σώματος.
Αλληλεπίδραση γλυκόζης και ινσουλίνης
Η γλυκόζη είναι μια πανταχού παρούσα ένωση στους ιστούς του σώματος. Σχεδόν όλοι οι υδατάνθρακες που συνοδεύουν το φαγητό μετατρέπονται σε αυτό. Η πιο σημαντική ιδιότητα της γλυκόζης είναι να χρησιμεύει ως πηγή ενέργειας, ειδικά οι μύες και ο εγκέφαλος αντιλαμβάνονται αμέσως την έλλειψή της.
Για να μην υπάρχει έλλειψη γλυκόζης στα κύτταρα, χρειάζεται ινσουλίνη. Λειτουργεί ως κλειδί για τα κύτταρα. Χωρίς αυτήν, η γλυκόζη δεν μπορεί να εισέλθει στα κύτταρα, όση ζάχαρη κι αν τρώτε. Στην επιφάνεια των κυττάρων υπάρχουν ειδικοί υποδοχείς πρωτεΐνης για σύνδεση με την ινσουλίνη.
Η ορμόνη είναι ιδιαίτερα αγαπητή στα μυοκύτταρα και τα λιποκύτταρα (λιποκύτταρα) και ονομάζονται ινσουλινοεξαρτώμενα. Αποτελούν σχεδόν το 70% όλων των κυττάρων. Οι διαδικασίες της αναπνοής, της κυκλοφορίας του αίματος, της κίνησης παρέχονται από αυτούς. Για παράδειγμα, ένας μυς χωρίς ινσουλίνη δεν θα λειτουργήσει.
Βιοχημεία της εξουδετέρωσης ινσουλίνης της γλυκόζης
Επίσης μια πολύπλευρη διαδικασία, εξελίσσεται σε στάδια. Οι πρωτεΐνες είναι οι πρώτες που ενεργοποιούνται αμέσως - μεταφορείς, ο ρόλος των οποίων είναι να συλλαμβάνουν τα μόρια γλυκόζης και να τα μεταφέρουν μέσω της μεμβράνης.
Το κύτταρο είναι κορεσμένο με ζάχαρη. Μέρος της γλυκόζης αποστέλλεται στα ηπατοκύτταρα, όπου μετατρέπεται σε γλυκογόνο. Τα μόριά του ήδη πηγαίνουν σε άλλους ιστούς. Τι προκαλεί την έλλειψη ινσουλίνης στον οργανισμό.
Η έλλειψη σύνθεσης ινσουλίνης προκαλεί διαβήτη τύπου 1. Εάν η παραγωγή της ορμόνης είναι επαρκής, αλλά τα κύτταρα δεν ανταποκρίνονται σε αυτήν λόγω της εμφάνισης αντίστασης στην ινσουλίνη σε αυτά, αναπτύσσεται διαβήτης τύπου 2.
Ταξινόμηση σκευασμάτων ινσουλίνης
Είναι συνδυασμένα και μονοείδους. Τα τελευταία περιέχουν ένα εκχύλισμα από το πάγκρεας ενός ζώου.
Συνδυασμένο - συνδυάστε εκχυλίσματα αδένων πολλών ζωικών ειδών. Σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται σήμερα.
Ανά καταγωγή ή είδος, η ινσουλίνη χρησιμοποιείται από ανθρώπους και χοίρους, βοοειδή ή φάλαινες. Διαφέρουν σε ορισμένα αμινοξέα. Το πιο προτιμώμενο μετά τον άνθρωπο είναι το χοιρινό, διαφέρει μόνο σε ένα αμινοξύ.
Στη Ρωσία, δεν χρησιμοποιείται ινσουλίνη από βοοειδή (διαφέρει κατά 3 αμινοξέα).
Σύμφωνα με το βαθμό καθαρισμού, η ινσουλίνη μπορεί να είναι παραδοσιακή (περιέχει ακαθαρσίες άλλων παγκρεατικών ορμονών), monopeak (MP) - φιλτράρεται επιπλέον στο τζελ, οι ακαθαρσίες σε αυτήν δεν είναι περισσότερες από 1•10−3, μονοσυστατική (MK) - σε αύξουσα σειρά. Το τελευταίο είναι το πιο καθαρό - 99% καθαρισμός (1•10−6 ακαθαρσίες).
Η ινσουλίνη διαφέρει επίσης ως προς την έναρξη, την αιχμή και τη διάρκεια δράσης - μπορεί να είναι εξαιρετικά βραχεία, σύντομη, μέτρια καιπαρατεταμένο - μακρύ και πολύ μακρύ. Η επιλογή εξαρτάται από τον γιατρό.
Πώς να αναπληρώσετε την ινσουλίνη
Μέθοδοι χειρουργικής και φυσικής αποκατάστασης δεν έχουν δημιουργηθεί μέχρι σήμερα. Είναι δυνατή η χρήση ινσουλίνης μόνο σε ενέσεις. Το PSSP μπορεί επίσης να υποστηρίξει ένα εξαντλημένο πάγκρεας - μειώνουν την υπεργλυκαιμία. Μερικές φορές η θεραπεία με ινσουλίνη μπορεί να συμπληρωθεί με HRT - αυτές είναι μέθοδοι φαρμακευτικής αγωγής.
Αλλά υπάρχουν αρκετοί αυτοσχέδιοι τρόποι για να επηρεαστεί η παραγωγή ινσουλίνης: μια δίαιτα με μειωμένη ποσότητα υδατανθράκων, που συνεπάγεται κατακερματισμό της διατροφής και ταυτόχρονα διατροφή, η συχνότητα λήψης είναι 5-6 φορές το ημέρα. Είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείτε μπαχαρικά, να αποφεύγετε τους απλούς υδατάνθρακες και να μεταβείτε σε σύνθετους με χαμηλό γλυκαιμικό δείκτη, να αυξήσετε τις φυτικές ίνες στη διατροφή, το πράσινο τσάι και περισσότερα θαλασσινά, τη σωστή πρωτεΐνη και φυτικά φάρμακα. Συνιστώνται αερόβιες ασκήσεις και άλλες μέτριες σωματικές δραστηριότητες, και αυτό είναι μια απόκλιση από την υποδυναμία, την παχυσαρκία, γιατί, όπως γνωρίζετε, οι σωματικές ασκήσεις βοηθούν στην αποφυγή πολλών προβλημάτων.
