Az inzulin (a latin insula "sziget" szóból) a hasnyálmirigy polipeptid hormonja, melynek feladata a szervezet sejtjeinek energiaellátása. Az inzulinszintézis helye a hasnyálmirigy Langerhans-szigetei, ezek béta-sejtjei. Az inzulin részt vesz az összes szövetsejt anyagcseréjében, bár háztartási szinten csak a cukorbetegséggel kapcsolatos.
Általános információ
Ma az inzulin szerkezetét kellőképpen tanulmányozták. Feltárul a hormon kapcsolata a cukorbetegeknél nem megfelelő mennyiségben termelő fehérjék anyagcseréjével, ami a sejtek korai kopásához vezet. Az inzulin szerepe a fehérjeszintézisben, hogy fokozza a sejtek által a vérből származó aminosavak felvételét, majd azokból fehérjéket állítson elő.
Ezen kívül az inzulin gátolja a fehérjék lebomlását a sejtekben. Az inzulin a lipidekre is úgy hat, hogy hiányával acidózis és érelmeszesedés alakul ki. Minek kötniinzulin sejtenergiával? Ugyanis egy kiadós étkezéssel markánsan megnövekszik az inzulinszintézis, a cukor bejut a sejtekbe, és energiát raktároznak. Ugyanakkor a vér glükózszintje csökken - ez az inzulin fő tulajdonsága. A glükóz feleslegével az inzulin glikogénné alakítja, amely felhalmozódik a májban és az izmokban. Szükség van rá, ha más energiaforrások kimerülnek. Közvetlen kapcsolat van az inzulin és a glikogén szintézise között. És ha sok a glikogén, a cukor zsírrá alakul (1 molekula cukorból 4 molekula zsír keletkezik) - az oldalakon rakódik le.
Felfedezési előzmények
1869-ben Berlinben egy nagyon fiatal, 22 éves orvostanhallgató, Paul Langerhans, miközben a hasnyálmirigyet mikroszkóp alatt tanulmányozta, sejtcsoportokat vett észre a mirigyben szétszórva, amelyeket később Langerhans-szigeteknek neveztek.
A szerepük eleinte nem volt egyértelmű. Később E. Lagus kijelentette, hogy ezek a sejtek részt vesznek az emésztésben. 1889-ben Oskar Minkowski német fiziológus nem értett egyet, és bizonyítékként eltávolította a hasnyálmirigyet egy kísérleti kutyáról.
Minkowski laborasszisztens észrevette, hogy az operált kutya vizelete sok legyet vonz. Kutatása során cukrot találtak. Ez volt az első tapasztalat, amely összefüggésbe hozta a hasnyálmirigyet a cukorbetegséggel.
1900-ban Leonyid Vasziljevics Szobolev orosz tudós (1876-1919) I. P. Pavlov laboratóriumából kísérletileg bebizonyította, hogy a Langerhans-szigetek részt vesznek a szénhidrát-anyagcserében.
A hormon felépítése
A humán inzulin egy 5808 molekulatömegű fehérje, amely51 aminosavból, amelyek 2 peptidláncban kapcsolódnak össze: A - 21, B lánc - 30 aminosavat tartalmaz.
Kötődésüket 2 diszulfidkötés támogatja. Amikor ezek a hidak megsemmisülnek, a hormon inaktiválódik. Mint minden közönséges fehérje, a B-sejtekben épül fel.
Egyes állatokban az emberéhez hasonló szerkezetű inzulin található. Ez lehetővé tette a szintetikus inzulin létrehozását a cukorbetegség kezelésére. A leggyakrabban használt sertés inzulin, amely csak egy aminosavban különbözik a humán inzulintól.
Szarvasmarha - 3 aminosavban különbözik. Az inzulin összetételében található aminosavak pontos sorrendjének meghatározását Frederick Sanger angol mikrobiológus végezte. Ezért a dekódolásért 1958-ban megkapta a kémiai Nobel-díjat.
Egy kicsit több történelem
Az inzulin gyakorlati felhasználásra történő izolálását 1923-ban a Torontói Egyetem tudósai, F. Banting és Best végezték, aki Nobel-díjat is kapott. Köztudott, hogy Banting teljes mértékben egyetértett Szobolev elméletével.
Egy kis anatómia
A hasnyálmirigy szerkezetében egyedülálló. Ez azt jelenti, hogy belső elválasztású és külső elválasztású mirigy is. Exofunkciója az emésztésben való részvételben rejlik. Értékes emésztőenzimeket - proteázokat, amilázokat és lipázokat - termel, amelyek a csatornákon keresztül kiválasztódnak az üregébe. Az exokrin rész a mirigy teljes területének 95%-át foglalja el.
És csak 5% esik Langerhans szigeteire. Ez jelzi a mirigy erejét és hatalmas munkáját a szervezetben. A szigetek a teljes kerület mentén lokalizálódnak. 5%-a milliónyi sziget, bár össztömegük mindössze 2 g.
Minden szigetecske A, B, D, PP sejteket tartalmaz. Mindannyian a bejövő élelmiszerekből állítják elő a BJU cseréjében részt vevő vegyületeket. Az inzulinszintézis a B-sejtekben megy végbe.
Hogyan történik
Az inzulin előállításának részletes folyamata ma még nem teljesen ismert. Emiatt a cukorbetegség a gyógyíthatatlan patológiák közé tartozik. Az inzulinképződés mechanizmusának kialakításával lehetővé válik a cukorbetegség szabályozása az inzulinszintézis folyamatának kezdeti befolyásolásával.
A többlépcsős folyamat összetettsége. Ezzel az anyagok többféle átalakulása következik be, melynek eredményeként az inaktív inzulin aktívvá válik. Egyszerűsített séma: prekurzor - preproinzulin - proinzulin - aktív inzulin.
Szintézis
Az inzulinszintézis egy sejtben egy egyszerűsített sémában így néz ki:
- A béta-sejtek inzulin anyagot képeznek, amely a sejt Golgi-készülékébe kerül. Itt a további feldolgozás.
- A Golgi-komplex a sejtmembrán olyan szerkezete, amely felhalmozódik, szintetizálódik, majd a membránon keresztül eltávolítja a szükséges vegyületeket.
- Az összes szakasz átalakulása egy alkalmas hormon megjelenéséhez vezet.
- Az inzulin most speciális szekréciós granulátumokba van csomagolva. Igénylésig és érésig tárolva. A szemcsék C-peptidet, cinkionokat, amilint és proinzulin maradékokat is tárolnak. Az inzulin szintézise és szekréciója étkezés közben kezdődik:Az emésztőenzimek bejutnak, a teljesen előkészített granulátum összeolvad a sejtmembránnal, és annak tartalma teljesen kipréselődik a sejtből a vérbe.
- Amikor hiperglikémia alakul ki, az inzulin már úton van – felszabadul és hatni kezd. Beszivárog a hasnyálmirigy hajszálereibe, amiből rengeteg van, át-át hatolnak a mirigybe.
Az inzulinszintézist a béta-sejtek glükózérzékelő rendszere szabályozza. Teljesen szabályozza a cukorbevitel és az inzulintermelés közötti egyensúlyt.
Összefoglalás: Az inzulinszintézis a szervezetben aktiválódik a hiperglikémia során. De az inzulin csak étkezés közben emelkedik, de éjjel-nappal termelődik.
Nemcsak a glükóz szabályozza az inzulin szintézisét és szekrécióját. Az étkezések során további ingerek is lejátszódnak: az élelmiszerekben található fehérjék (leucin és arginin aminosavak), ösztrogének és kolecisztokinin, K, Ca ionok, zsírokból származó zsírsavak. Az inzulinszekréció csökkenését figyelik meg az inzulin antagonista - glukagon - vérének növekedésével. Ugyanazokban a hasnyálmirigy-szigetecskékben termelődik, de alfa-sejtekben. A glukagon szerepe a glikogén lebontásában és fogyasztásában. Ez utóbbi ezután glükózzá alakul. Idővel (az életkorral) a hasnyálmirigy-szigetek ereje és aktivitása csökken, ami 40 év után válik észrevehetővé.
Az inzulinszintézis hiánya visszafordíthatatlan változásokat okoz számos szervben és rendszerben. Az inzulin aránya a felnőttek vérében 3-25 μU / ml, 58-60 év után - 7-36 μU / ml. Ezenkívül az inzulinszint mindig emelkedett terhes nőknél.
A szabályozás melletthiperglikémia, az inzulin anabolikus és antikatabolikus funkcióval rendelkezik. Más szóval, mindkét folyamat részt vesz az anyagcserében. Az egyik aktiválja, a másik gátolja az anyagcsere folyamatokat. Állandóságuk lehetővé teszi, hogy fenntartsa a szervezet homeosztázisának állandóságát.
Az inzulin funkciói
Az inzulin a sejtekben a fermentációs mechanizmusok egy részét képezi, és támogatja az anyagcserét. Felszabadulásakor növeli a szövetek glükózfelvételét és felhasználását, valamint az izmok, a máj és a zsírszövet raktározását.
Fő célja a normoglikémia elérése. Ehhez a glükózt valahol el kell osztani, így az inzulin növeli a sejtek glükózfelvevő képességét, aktiválja a glikolíziséhez szükséges enzimeket, fokozza a glikogén szintézis intenzitását, amely a májba és az izmokhoz jut, csökkenti a májban a glükoneogenezist, mely glükózraktárak a májban csökkennek.
Anabolikus függvények
Az anabolikus funkciók közé tartozik:
- A sejtek aminosav-megkötő képességének növelése (leucin és valin).
- A sejtek ásványianyag-ellátásának növelése - K, Ca, Mg, P.
- A fehérjeszintézis és a DNS-duplikáció aktiválása.
- Részvétel a trigliceridek megjelenéséhez szükséges zsírsavakból történő észterképzésben (észterezés). Antikatabolikus funkció.
- A fehérjék lebomlásának csökkentése azáltal, hogy blokkolja azok aminosavakra való bomlását (hidrolízis).
- Csökkentse a lipidlebontást (lipolízis, amely általában zsírsavakat bocsát ki a vérbe).
Az inzulin eltávolítása (eltávolítása)
Ez a folyamat a májban és a vesében játszódik le. Több mint fele a májon keresztül választódik ki. Itt van egy speciális enzim - az inzulináz, amely inaktiválja az inzulint azáltal, hogy elpusztítja az aminosavak szerkezeti kötéseit. Az inzulin 35%-a a vesékben bomlik le. Ez a folyamat a vesetubulusok hámjának lizoszómáiban játszódik le.
Az inzulin növelheti vagy csökkentheti a termelést. Különféle patológiákban fordul elő. Ha az ilyen jogsértések elhúzódnak, visszafordíthatatlan változások alakulnak ki a szervezet létfontosságú rendszereiben.
A glükóz és az inzulin kölcsönhatása
A glükóz a testszövetekben mindenütt megtalálható vegyület. Szinte minden étellel járó szénhidrát átalakul azzá. A glükóz legfontosabb tulajdonsága, hogy energiaforrásként szolgál, különösen az izmok és az agy azonnal észreveszi hiányát.
Ahhoz, hogy a sejtekben ne legyen glükózhiány, inzulinra van szükség. A sejtek kulcsaként működik. Enélkül a glükóz nem tud bejutni a sejtekbe, függetlenül attól, hogy mennyi cukrot eszik. A sejtek felszínén speciális fehérjereceptorok találhatók, amelyek az inzulinhoz kötődnek.
A hormont különösen a myocyták és a zsírsejtek (zsírsejtek) szeretik, és ezeket inzulinfüggőnek nevezik. Az összes sejt csaknem 70%-át teszik ki. A légzés, a vérkeringés, a mozgás folyamatait ezek biztosítják. Például egy izom inzulin nélkül nem működik.
A glükóz inzulin neutralizálásának biokémiája
Szintén sokrétű folyamat, szakaszosan fejlődik. A fehérjék az elsők, amelyek azonnal aktiválódnak – a transzporterek, amelyek szerepe a glükózmolekulák befogása és a membránon keresztül történő szállítása.
A cella telített cukorral. A glükóz egy része a hepatocitákba kerül, ahol glikogénné alakul. Molekulái már más szövetekbe kerülnek. Mi okozza az inzulinhiányt a szervezetben?
Az inzulinszintézis hiánya 1-es típusú cukorbetegséget okoz. Ha a hormon termelése elegendő, de a sejtek nem reagálnak rá az inzulinrezisztencia megjelenése miatt, 2-es típusú cukorbetegség alakul ki.
Az inzulinkészítmények osztályozása
Kombinált és egyfajúak. Ez utóbbiak egy állat hasnyálmirigyének kivonatát tartalmazzák.
Kombinált - több állatfaj mirigyének kivonatait kombinálja. Ma szinte soha nem használtam.
Származás vagy faj szerint az inzulint ember és sertés, szarvasmarha vagy bálna használja. Néhány aminosavban különböznek egymástól. Az ember után a legelőnyösebb a sertéshús, csak egy aminosavban különbözik.
Oroszországban nem használnak szarvasmarhából származó inzulint (ez 3 aminosavval különbözik).
Tisztítási foka szerint az inzulin lehet hagyományos (más hasnyálmirigyhormonok szennyeződéseit tartalmazza), monopeak (MP) - ráadásul a gélen szűrve, a benne lévő szennyeződések legfeljebb 1•10-3, egykomponensű (MK) - növekvő sorrendben. Az utolsó a legtisztább – 99%-os tisztítás (1•10-6 szennyeződés).
Az inzulin hatásának kezdete, csúcsa és időtartama is különbözik – lehet ultrarövid, rövid, közepes éselnyújtott – hosszú és extra hosszú. A választás az orvoson múlik.
Hogyan kell pótolni az inzulint
Sebészeti és fizikai helyreállítási módszereket a mai napig nem hoztak létre. Az inzulin csak injekció formájában használható. A PSSP támogatja a kimerült hasnyálmirigyet is – csökkenti a hiperglikémiát. Néha az inzulinterápia kiegészíthető HRT-vel – ezek gyógyszeres módszerek.
De van elég rögtönzött mód az inzulintermelés befolyásolására: csökkentett szénhidráttartalmú étrend, ami a táplálkozás és az étkezés egyidejű szétaprózódását jelenti, a bevitel gyakorisága 5-6 alkalommal nap. Hasznos a fűszerek használata, az egyszerű szénhidrátok kerülése, és az alacsony GI-vel rendelkező komplexekre való váltás, a rostbevitel növelése, a zöld tea és több tenger gyümölcse, a megfelelő fehérje- és gyógynövénykészítmények használata. Az aerob gyakorlatok és egyéb mérsékelt fizikai aktivitás javasolt, és ez eltér a hipodinamiától, az elhízástól, mert, mint tudod, a fizikai gyakorlatok sok problémát elkerülhetnek.
