Insuliini (latinan sanasta insula "saari") on haiman polypeptidihormoni, jonka tehtävänä on toimittaa kehon soluille energiaa. Insuliinin synteesipaikka on Langerhansin haiman saarekkeissa, niiden beetasoluissa. Insuliini osallistuu kaikkien kudossolujen aineenvaihduntaan, vaikka kotitalouksien tasolla se liittyy vain diabetekseen.
Yleistä tietoa
Nykyään insuliinin rakennetta on tutkittu riittävästi. Hormonin yhteys proteiinien aineenvaihduntaan, joita diabeetikoilla ei muodostu riittävästi, paljastuu, mikä johtaa solujen varhaiseen kulumiseen. Insuliinin tehtävänä proteiinisynteesissä on lisätä solujen aminohappojen ottoa verestä ja sitten tuottaa niistä proteiineja.
Tämän lisäksi insuliini estää proteiinien hajoamista soluissa. Insuliini vaikuttaa myös lipideihin siten, että sen puutteen myötä kehittyy asidoosi ja ateroskleroosi. Miksi sitoainsuliini soluenergialla? Koska runsaalla aterialla insuliinisynteesi lisääntyy huomattavasti, sokeri kulkeutuu soluihin ja ne varastoivat energiaa. Samaan aikaan veren glukoositaso laskee - tämä on insuliinin pääominaisuus. Ylimääräisellä glukoosilla insuliini muuttaa sen glykogeeniksi, joka kerääntyy maksaan ja lihaksiin. Sitä tarvitaan, kun muut energialähteet ovat lopussa. Insuliinin ja glykogeenisynteesin välillä on suora yhteys. Ja kun glykogeenia on paljon, sokeri muuttuu rasvaksi (yhdestä sokerimolekyylistä saadaan 4 molekyyliä rasvaa) - se kerrostuu sivuille.
Löytöhistoria
Vuonna 1869 Berliinissä hyvin nuori, 22-vuotias lääketieteen opiskelija Paul Langerhans huomasi haimaa mikroskoopilla tutkiessaan soluryhmiä, jotka olivat hajallaan eri puolilla rauhasta, joita myöhemmin kutsuttiin Langerhansin saarekkeiksi.
Heidän roolinsa oli aluksi epäselvä. Myöhemmin E. Lagus totesi, että nämä solut osallistuvat ruoansulatukseen. Vuonna 1889 saksalainen fysiologi Oskar Minkowski oli eri mieltä ja poisti haiman kokeellisesta koirasta todisteeksi.
Laborantti Minkowski huomasi, että leikatun koiran virtsa houkuttelee paljon kärpäsiä. Hänen tutkimuksensa aikana löydettiin sokeria. Tämä oli ensimmäinen kokemus, joka yhdistää haiman diabetekseen.
Vuonna 1900 venäläinen tiedemies Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) I. P. Pavlovin laboratoriosta osoitti kokeellisesti, että Langerhansin saaret osallistuvat hiilihydraattien aineenvaihduntaan.
Hormonin rakenne
Ihmisinsuliini on proteiini, jonka molekyylipaino on 5808 ja joka koostuu51 aminohaposta, jotka on yhdistetty 2 peptidiketjuun: A - sisältää 21, ketju B - 30 aminohappoa.
Heidän sidoksensa tukee 2 disulfidisidosta. Kun nämä sillat tuhoutuvat, hormoni inaktivoituu. Se on rakentunut, kuten mikä tahansa tavallinen proteiini, B-soluissa.
Joissakin eläimissä on insuliinia, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin ihmisellä. Tämä mahdollisti synteettisen insuliinin luomisen diabeteksen hoitoon. Yleisimmin käytetty on sian insuliini, joka eroaa ihmisinsuliinista vain yhden aminohapon os alta.
Nauta - eroaa 3 aminohapolla. Englantilainen mikrobiologi Frederick Sanger määritti insuliinin koostumuksen kaikkien aminohappojen tarkan sekvenssin. Tästä dekoodauksesta vuonna 1958 hän sai kemian Nobelin palkinnon.
Hieman lisää historiaa
Insuliinin eristämisen käytännön käyttöä varten tekivät vuonna 1923 Toronton yliopiston tutkijat F. Banting ja Best, jotka myös saivat Nobel-palkinnon. Tiedetään, että Banting oli täysin samaa mieltä Sobolevin teorian kanssa.
Hieman anatomiaa
Haima on rakenteeltaan ainutlaatuinen. Tämä tarkoittaa, että se on sekä endokriininen rauhanen että eksokriininen rauhanen. Sen eksofunktio on osallistuminen ruoansulatukseen. Se tuottaa arvokkaita ruuansulatusentsyymejä - proteaaseja, amylaaseja ja lipaaseja, jotka erittyvät kanavien kautta sen onteloon. Eksokriininen osa vie 95 % koko rauhasen alueesta.
Ja vain 5 % putoaa Langerhansin saarille. Tämä osoittaa rauhasen voiman ja sen v altavan työn kehossa. Saaret sijaitsevat koko kehällä. 5 % on miljoonia saaria, vaikka niiden kokonaismassa on vain 2 g.
Jokainen saareke sisältää solut A, B, D, PP. Ne kaikki tuottavat yhdisteitä, jotka osallistuvat BJU:n vaihtoon saapuvasta ruoasta. Insuliinin synteesi tapahtuu B-soluissa.
Kuinka se tapahtuu
Insuliinin tuotannon yksityiskohtaista prosessia ei ole vielä vahvistettu. Tästä syystä diabetes luokitellaan parantumattomaksi sairaudeksi. Insuliinin muodostumismekanismin selvittämisellä on mahdollista hallita diabetesta vaikuttamalla aluksi insuliinin synteesiprosessiin.
Monivaiheisen prosessin monimutkaisuus. Sen avulla tapahtuu useita aineiden muutoksia, joiden seurauksena inaktiivinen insuliini muuttuu aktiiviseksi. Yksinkertaistettu menetelmä: prekursori - preproinsuliini - proinsuliini - aktiivinen insuliini.
Synteesi
Insuliinisynteesi solussa yksinkertaistetussa järjestelmässä näyttää tältä:
- Beetasolut muodostavat insuliiniaineen, joka lähetetään solun Golgi-laitteeseen. Täällä sitä käsitellään edelleen.
- Golgi-kompleksi on sellainen solukalvon rakenne, joka kerääntyy, syntetisoi ja sitten poistaa tarvittavat yhdisteet kalvon läpi.
- Kaikkien vaiheiden muutos johtaa kykenevän hormonin ilmaantuvuuteen.
- Insuliini on nyt pakattu erityisiin erittyviin rakeisiin. Säilytetty kysyntään ja kypsymiseen asti. Rakeet varastoivat myös C-peptidiä, sinkki-ioneja, amyliini- ja proinsuliinijäännöksiä. Insuliinin synteesi ja eritys alkavat aterioiden aikana:ruoansulatusentsyymit pääsevät sisään, valmiiksi valmistettu rake fuusioituu solukalvon kanssa ja sen sisältö puristuu kokonaan ulos solusta vereen.
- Kun hyperglykemia kehittyy, insuliini on jo matkalla - se vapautuu ja alkaa vaikuttaa. Se imeytyy haiman kapillaareihin, joita on paljon, ne tunkeutuvat rauhaseen läpi ja läpi.
Insuliinisynteesiä säätelee beetasolujen glukoosia tunnistava järjestelmä. Se säätelee täysin sokerin saannin ja insuliinin tuotannon välistä tasapainoa.
Yhteenveto: Insuliinisynteesi elimistössä aktivoituu hyperglykemian aikana. Mutta insuliini nousee vain aterioiden yhteydessä, mutta sitä tuotetaan ympäri vuorokauden.
Glukoosi ei vain säätele insuliinin synteesiä ja eritystä. Aterioiden aikana tapahtuu myös lisäärsykkeitä: ruoan sisältämät proteiinit (aminohapot leusiini ja arginiini), estrogeenit ja kolekystokiniini, K-, Ca-ionit, rasvahapot rasvoista. Insuliinin erityksen väheneminen havaitaan insuliiniantagonistin - glukagonin - veren lisääntyessä. Sitä tuotetaan samoissa haiman saarekkeissa, mutta alfasoluissa. Glukagonin rooli glykogeenin hajoamisessa ja kulutuksessa. Jälkimmäinen muunnetaan sitten glukoosiksi. Ajan myötä (iän myötä) haiman saarekkeiden vahvuus ja aktiivisuus vähenevät, mikä tulee havaittavaksi 40 vuoden kuluttua.
Insuliinisynteesin puute aiheuttaa peruuttamattomia muutoksia monissa elimissä ja järjestelmissä. Insuliinin nopeus aikuisen veressä on 3-25 μU / ml, 58-60 vuoden jälkeen - 7-36 μU / ml. Myös insuliini on aina kohonnut raskaana olevilla naisilla.
Sääntelyn lisäksihyperglykemia, insuliinilla on anabolinen ja antikatabolinen tehtävä. Toisin sanoen nämä molemmat prosessit ovat osallistujia aineenvaihduntaan. Toinen niistä aktivoi, toinen estää aineenvaihduntaprosessia. Niiden johdonmukaisuuden ansiosta voit ylläpitää kehon homeostaasin pysyvyyttä.
Insuliinin toiminnot
Insuliini muodostaa osan käymismekanismeista soluissa ja tukee aineenvaihduntaa. Vapautuessaan se lisää glukoosin saantia ja käyttöä kudoksissa, sen varastointia lihaksissa, maksaan ja rasvakudoksessa.
Sen päätarkoituksena on saavuttaa normoglykemia. Tätä varten glukoosi on jaettava jonnekin, joten insuliini lisää solujen kykyä imeä glukoosia, aktivoi entsyymejä sen glykolyysiä varten, lisää glykogeenisynteesin intensiteettiä, joka menee maksaan ja lihaksiin, vähentää glukoneogeneesiä maksassa, maksan glukoosivarastot vähentävät.
Anaboliset toiminnot
Anabolisia toimintoja ovat:
- Parannetaan solujen kykyä siepata aminohappoja (leusiini ja valiini).
- Solujen mineraalien saannin lisääminen - K, Ca, Mg, P.
- Proteiinisynteesin ja DNA-kaksoistumisen aktivointi.
- Osallistuminen estereiden muodostukseen (esteröintiin) rasvahapoista, jotka ovat välttämättömiä triglyseridien esiintymiselle. Antikatabolinen toiminto.
- Proteiinien hajoamisen vähentäminen estämällä niiden hajoaminen aminohappoiksi (hydrolyysi).
- Vähennä lipidien hajoamista (lipolyysi, joka normaalisti vapauttaa rasvahappoja vereen).
Insuliinin eliminointi (poisto)
Tämä prosessi tapahtuu maksassa ja munuaisissa. Yli puolet siitä erittyy maksan kautta. Täällä on erityinen entsyymi - insulinaasi, joka inaktivoi insuliinin tuhoamalla sen rakenteelliset sidokset aminohappoihin. 35 % insuliinista hajoaa munuaisissa. Tämä prosessi tapahtuu munuaistiehyiden epiteelin lysosomeissa.
Insuliini voi lisätä tai vähentää tuotantoa. Sitä esiintyy erilaisissa patologioissa. Jos tällaiset rikkomukset jatkuvat pitkään, kehon elintärkeissä järjestelmissä kehittyy peruuttamattomia muutoksia.
Glukoosin ja insuliinin välinen vuorovaikutus
Glukoosi on kaikkialla kehon kudoksissa esiintyvä yhdiste. Lähes kaikki ruoan mukana tulevat hiilihydraatit muuttuvat sellaisiksi. Glukoosin tärkein ominaisuus on toimia energianlähteenä, erityisesti lihakset ja aivot huomaavat heti sen puutteen.
Jotta soluissa ei olisi pulaa glukoosista, tarvitaan insuliinia. Se toimii avaimena soluille. Ilman sitä glukoosi ei pääse soluihin riippumatta siitä, kuinka paljon sokeria syöt. Solujen pinnalla on erityisiä proteiinireseptoreita, jotka sitoutuvat insuliiniin.
Hormonia rakastavat erityisesti myosyytit ja rasvasolut (rasvasolut), ja niitä kutsutaan insuliiniriippuvaiksi. Ne muodostavat lähes 70 % kaikista soluista. He tarjoavat hengitys-, verenkierto- ja liikeprosessit. Esimerkiksi lihas ilman insuliinia ei toimi.
Glukoosin insuliinineutraloinnin biokemia
Myös monipuolinen prosessi, joka kehittyy vaiheittain. Proteiinit aktivoituvat ensimmäisinä välittömästi – kuljettajat, joiden tehtävänä on siepata glukoosimolekyylejä ja kuljettaa ne kalvon läpi.
Kenno on kyllästetty sokerilla. Osa glukoosista lähetetään hepatosyytteihin, joissa se muunnetaan glykogeeniksi. Sen molekyylit ovat jo menossa muihin kudoksiin. Mikä aiheuttaa insuliinin puutteen kehossa.
Insuliinisynteesin puute aiheuttaa tyypin 1 diabetesta. Jos hormonin tuotanto on riittävää, mutta solut eivät reagoi siihen insuliiniresistenssin ilmaantumisen vuoksi, kehittyy tyypin 2 diabetes.
Insuliinivalmisteiden luokitus
Ne ovat yhdistettyjä ja yksittäisiä lajeja. Jälkimmäiset sisältävät otteen yhden eläimen haimasta.
Yhdistetty - yhdistä useiden eläinlajien rauhasuutteet. Lähes koskaan käytetty tänään.
Alkuperän tai lajin mukaan insuliinia käyttävät ihmiset ja siat, nautakarja tai valaat. Ne eroavat joissakin aminohapoissa. Suosituin ihmisen jälkeen on sianliha, se eroaa vain yhden aminohapon os alta.
Venäjällä ei käytetä naudan insuliinia (se eroaa 3 aminohapolla).
Puhdistusasteen mukaan insuliini voi olla perinteistä (sisältää muiden haimahormonien epäpuhtauksia), monopiikki (MP) - lisäksi suodatettu geelille, siinä on enintään 1•10-3, yksikomponenttinen (MK) - nousevassa järjestyksessä. Viimeinen on puhtain - 99 %:n puhdistus (1•10−6 epäpuhtautta).
Insuliini eroaa myös vaikutuksen alkamisen, huipun ja keston suhteen - se voi olla ultralyhyt, lyhyt, keskipitkä japidennetty - pitkä ja erittäin pitkä. Valinta on lääkärin tehtävä.
Insuliinin lisääminen
Kirurgisia ja fyysisiä toipumismenetelmiä ei ole luotu tähän mennessä. On mahdollista käyttää insuliinia vain injektioina. PSSP voi myös tukea uupunutta haimaa – ne vähentävät hyperglykemiaa. Joskus insuliinihoitoa voidaan täydentää hormonikorvaushoidolla – nämä ovat lääkitysmenetelmiä.
Mutta on olemassa tarpeeksi improvisoituja tapoja vaikuttaa insuliinin tuotantoon: ruokavalio, jossa on vähennetty hiilihydraattimäärä, mikä tarkoittaa ravinnon pirstoutumista ja syömistä samanaikaisesti, saantitiheys on 5-6 kertaa päivä. On hyödyllistä käyttää mausteita, välttää yksinkertaisia hiilihydraatteja ja siirtyä monimutkaisiin mausteisiin, joilla on alhainen GI, lisätä kuitua ruokavaliossa, vihreää teetä ja enemmän mereneläviä, asianmukaista proteiinia ja yrttilääkkeitä. Aerobista harjoittelua ja muuta kohtalaista fyysistä aktiivisuutta suositellaan, ja tämä on poikkeama hypodynamiasta, liikalihavuudesta, koska kuten tiedät, fyysiset harjoitukset auttavat välttämään monia ongelmia.
