อินซูลิน (จากภาษาละติน insula "เกาะ") เป็นฮอร์โมนโพลีเปปไทด์ของตับอ่อน ซึ่งมีหน้าที่ในการให้พลังงานแก่เซลล์ของร่างกาย สถานที่ของการสังเคราะห์อินซูลินอยู่ในเกาะเล็กเกาะน้อยของตับอ่อนของ Langerhans ซึ่งเป็นเซลล์เบต้าของพวกมัน อินซูลินเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของเซลล์เนื้อเยื่อทั้งหมด แม้ว่าในระดับครัวเรือนจะเกี่ยวข้องกับโรคเบาหวานเท่านั้น
ข้อมูลทั่วไป
วันนี้ อินซูลินได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอในโครงสร้าง การเชื่อมต่อของฮอร์โมนกับเมแทบอลิซึมของโปรตีนซึ่งผลิตในปริมาณที่ไม่เพียงพอในผู้ป่วยโรคเบาหวานถูกเปิดเผยซึ่งนำไปสู่การสึกหรอของเซลล์ในช่วงต้น บทบาทของอินซูลินในการสังเคราะห์โปรตีนคือการเพิ่มการดูดซึมกรดอะมิโนจากเลือดโดยเซลล์ แล้วจึงสร้างโปรตีนจากกรดอะมิโนเหล่านั้น
นอกจากนี้ ยังเป็นอินซูลินที่ยับยั้งการสลายตัวของโปรตีนในเซลล์ อินซูลินยังส่งผลกระทบต่อไขมันในลักษณะที่ความเป็นกรดและหลอดเลือดพัฒนาด้วยความบกพร่อง ทำไมต้องผูกมัดอินซูลินกับพลังงานเซลล์? เนื่องจากอาหารมื้อใหญ่ การสังเคราะห์อินซูลินจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด น้ำตาลถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ และเก็บพลังงานไว้ ในเวลาเดียวกันระดับน้ำตาลในเลือดลดลงซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของอินซูลิน ด้วยน้ำตาลกลูโคสที่มากเกินไปอินซูลินจะเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนซึ่งสะสมอยู่ในตับและกล้ามเนื้อ จำเป็นเมื่อแหล่งพลังงานอื่นหมดลง มีการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการสังเคราะห์อินซูลินและไกลโคเจน และเมื่อมีไกลโคเจนจำนวนมาก น้ำตาลจะถูกแปลงเป็นไขมัน (ไขมัน 4 โมเลกุลได้มาจากน้ำตาล 1 โมเลกุล) - จะถูกฝากไว้ที่ด้านข้าง
ประวัติการค้นพบ
เยน
บทบาทของพวกเขาไม่ชัดเจนในตอนแรก ต่อมา E. Lagus กล่าวว่าเซลล์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการย่อยอาหาร ในปี 1889 นักสรีรวิทยาชาวเยอรมัน Oskar Minkowski ไม่เห็นด้วยและนำตับอ่อนออกจากสุนัขทดลองเพื่อเป็นหลักฐาน
ผู้ช่วยแล็บ Minkowski สังเกตว่าฉี่ของสุนัขที่ถูกผ่าตัดดึงดูดแมลงวันได้มาก ในระหว่างการวิจัยของเธอ พบว่ามีน้ำตาล นี่เป็นประสบการณ์ครั้งแรกในการเชื่อมโยงตับอ่อนกับโรคเบาหวาน
ในปี 1900 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) จากห้องทดลองของ I. P. Pavlov ได้ทดลองพิสูจน์ว่าเกาะเล็กเกาะน้อย Langerhans มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต
โครงสร้างของฮอร์โมน
อินซูลินของมนุษย์เป็นโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 5808 ประกอบด้วยจากกรดอะมิโน 51 ชนิดที่เชื่อมต่อกันเป็น 2 สายโซ่เปปไทด์: A - มี 21, สาย B - 30 กรดอะมิโน
พันธะของพวกเขาได้รับการสนับสนุนโดย 2 พันธะไดซัลไฟด์ เมื่อสะพานเหล่านี้ถูกทำลาย ฮอร์โมนจะหยุดทำงาน มีโครงสร้างเหมือนกับโปรตีนทั่วไปในเซลล์บี
สัตว์บางชนิดมีอินซูลินซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับมนุษย์ สิ่งนี้ทำให้สามารถสร้างอินซูลินสังเคราะห์เพื่อรักษาโรคเบาหวานได้ อินซูลินที่ใช้กันมากที่สุดคือ porcine insulin ซึ่งแตกต่างจากอินซูลินของมนุษย์ในกรดอะมิโนเพียงตัวเดียว
วัว - แตกต่างด้วยกรดอะมิโน 3 ชนิด การกำหนดลำดับที่แน่นอนของกรดอะมิโนทั้งหมดในองค์ประกอบของอินซูลินนั้นทำโดย Frederick Sanger นักจุลชีววิทยาชาวอังกฤษ สำหรับการถอดรหัสนี้ในปี 1958 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี
ประวัติศาสตร์อีกหน่อย
การแยกอินซูลินเพื่อการใช้งานจริงเกิดขึ้นในปี 1923 โดยนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยโตรอนโต F. Banting and Best ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลเช่นกัน เป็นที่ทราบกันว่า Banting เห็นด้วยกับทฤษฎีของ Sobolev อย่างเต็มที่
กายวิภาคเล็กน้อย
ตับอ่อนมีลักษณะเฉพาะในโครงสร้าง ซึ่งหมายความว่าเป็นทั้งต่อมไร้ท่อและต่อมไร้ท่อ ฟังก์ชั่น exofunction ของมันอยู่ในการมีส่วนร่วมในการย่อยอาหาร ผลิตเอนไซม์ย่อยอาหารที่มีคุณค่า - โปรตีเอส อะไมเลสและไลเปสซึ่งหลั่งผ่านท่อเข้าไปในโพรง ส่วน exocrine ครอบครอง 95% ของพื้นที่ทั้งหมดของต่อม
และมีเพียง 5% เท่านั้นที่ตกบนเกาะแลงเกอร์ฮานส์ ซึ่งบ่งบอกถึงพลังของต่อมและการทำงานมหาศาลในร่างกายเกาะเล็กเกาะน้อยมีการแปลตามปริมณฑลทั้งหมด 5% เป็นจำนวนเกาะนับล้าน แม้ว่ามวลรวมของพวกมันจะมีเพียง 2 ก.
แต่ละเกาะมีเซลล์ A, B, D, PP พวกเขาทั้งหมดผลิตสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยน BJU จากอาหารที่เข้ามา การสังเคราะห์อินซูลินเกิดขึ้นในเซลล์ B
มันเกิดขึ้นได้อย่างไร
ขั้นตอนการผลิตอินซูลินโดยละเอียดยังไม่เป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้ เบาหวานจึงจัดเป็นพยาธิสภาพที่รักษาไม่หาย การสร้างกลไกการสร้างอินซูลินจะสามารถควบคุมโรคเบาหวานได้โดยเริ่มแรกมีอิทธิพลต่อกระบวนการสังเคราะห์อินซูลิน
ความซับซ้อนของกระบวนการหลายขั้นตอน ด้วยเหตุนี้การเปลี่ยนแปลงของสารหลายอย่างจึงเกิดขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากอินซูลินที่ไม่ใช้งานจะทำงาน แบบง่าย: สารตั้งต้น - พรีโพรอินซูลิน - โพรอินซูลิน - อินซูลินที่ใช้งาน
สังเคราะห์
การสังเคราะห์อินซูลินในเซลล์ในรูปแบบที่เรียบง่ายมีลักษณะดังนี้:
- เบต้าเซลล์สร้างสารอินซูลินซึ่งถูกส่งไปยังเครื่องมือกอลจิของเซลล์ นี่คือการประมวลผลเพิ่มเติม
- กอลจิคอมเพล็กซ์เป็นโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ที่สะสม สังเคราะห์ และกำจัดสารประกอบที่จำเป็นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
- การเปลี่ยนแปลงของทุกขั้นตอนนำไปสู่การปรากฏตัวของฮอร์โมนที่มีความสามารถ
- อินซูลินถูกบรรจุในเม็ดคัดหลั่งพิเศษ เก็บไว้จนกว่าจะมีความต้องการและทำให้สุก แกรนูลยังเก็บ C-เปปไทด์ สังกะสีไอออน อะมิลิน และโปรอินซูลินตกค้าง การสังเคราะห์และการหลั่งอินซูลินเริ่มต้นระหว่างมื้ออาหาร:เอนไซม์ย่อยอาหารเข้าสู่ เม็ดที่เตรียมไว้จะหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ และเนื้อหาจะถูกบีบออกจากเซลล์เข้าสู่กระแสเลือดอย่างสมบูรณ์
- เมื่อน้ำตาลในเลือดสูง อินซูลินอยู่ในระหว่างดำเนินการ - ถูกปล่อยออกมาและเริ่มออกฤทธิ์ มันซึมเข้าไปในเส้นเลือดฝอยของตับอ่อนซึ่งมีจำนวนมากพวกมันทะลุผ่านและทะลุต่อม
การสังเคราะห์อินซูลินถูกควบคุมโดยระบบตรวจจับกลูโคสของเซลล์เบตา ควบคุมสมดุลระหว่างการบริโภคน้ำตาลและการผลิตอินซูลินอย่างสมบูรณ์
สรุป: การสังเคราะห์อินซูลินในร่างกายถูกกระตุ้นในช่วงน้ำตาลในเลือดสูง แต่อินซูลินจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับอาหารเท่านั้น แต่มีการผลิตตลอดเวลา
กลูโคสไม่เพียงควบคุมการสังเคราะห์และการหลั่งอินซูลิน ในระหว่างมื้ออาหาร สิ่งเร้าเพิ่มเติมก็เกิดขึ้นเช่นกัน: โปรตีนที่มีอยู่ในอาหาร (กรดอะมิโนลิวซีนและอาร์จินีน), เอสโตรเจนและคอเลซิสโตคินิน, เค, ไอออนของแคลเซียม, กรดไขมันจากไขมัน การหลั่งอินซูลินลดลงสังเกตได้จากการเพิ่มขึ้นของเลือดของอินซูลินที่เป็นปฏิปักษ์ - กลูคากอน มันถูกผลิตขึ้นในเกาะเล็กเกาะน้อยตับอ่อนเดียวกัน แต่ในเซลล์อัลฟา บทบาทของกลูคากอนในการสลายและการบริโภคไกลโคเจน หลังจะถูกแปลงเป็นกลูโคส เมื่อเวลาผ่านไป (ตามอายุ) ความแข็งแรงและกิจกรรมของเกาะเล็กในตับอ่อนจะลดลง ซึ่งจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนหลังจากผ่านไป 40 ปี
การขาดการสังเคราะห์อินซูลินทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอวัยวะและระบบต่างๆ ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ อัตราอินซูลินในเลือดของผู้ใหญ่คือ 3-25 μU / ml หลังจาก 58-60 ปี - 7-36 μU / ml นอกจากนี้ อินซูลินยังเพิ่มสูงขึ้นในหญิงตั้งครรภ์เสมอ
นอกเหนือจากระเบียบภาวะน้ำตาลในเลือดสูงอินซูลินมีฟังก์ชัน anabolic และ anti-catabolic กล่าวอีกนัยหนึ่งกระบวนการทั้งสองนี้มีส่วนร่วมในการเผาผลาญ ตัวหนึ่งกระตุ้น อีกตัวหนึ่งยับยั้งกระบวนการเผาผลาญ ความสม่ำเสมอช่วยให้คุณรักษาสมดุลของสภาวะสมดุลของร่างกาย
หน้าที่ของอินซูลิน
อินซูลินสร้างกลไกบางอย่างในการหมักในเซลล์ ซึ่งสนับสนุนการเผาผลาญ เมื่อปล่อยออกมา จะเพิ่มการบริโภคและการใช้กลูโคสโดยเนื้อเยื่อ เก็บสะสมโดยกล้ามเนื้อ ตับ และเนื้อเยื่อไขมัน
วัตถุประสงค์หลักคือการบรรลุภาวะน้ำตาลในเลือด ในการทำเช่นนี้ กลูโคสจำเป็นต้องกระจายไปที่ไหนสักแห่ง ดังนั้นอินซูลินจึงเพิ่มความสามารถของเซลล์ในการดูดซับกลูโคส กระตุ้นเอนไซม์สำหรับไกลโคไลซิสของมัน เพิ่มความเข้มข้นของการสังเคราะห์ไกลโคเจนซึ่งไปที่ตับและกล้ามเนื้อ ลดการสร้างกลูโคเนซิสในตับ ซึ่งกลูโคสสะสมในตับลดลง
ฟังก์ชั่นอนาโบลิก
ฟังก์ชันอนาโบลิกได้แก่:
- เพิ่มความสามารถของเซลล์ในการจับกรดอะมิโน (ลิวซีนและวาลีน)
- เพิ่มปริมาณแร่ธาตุให้กับเซลล์ - K, Ca, Mg, P.
- กระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีนและการจำลองดีเอ็นเอ
- การมีส่วนร่วมในการก่อตัวของเอสเทอร์ (เอสเทอริฟิเคชัน) จากกรดไขมันที่จำเป็นต่อการปรากฏตัวของไตรกลีเซอไรด์ ฟังก์ชันป้องกัน catabolic
- ลดการสลายโปรตีนโดยการปิดกั้นกระบวนการสลายตัวของพวกมันเป็นกรดอะมิโน (ไฮโดรไลซิส)
- ลดการสลายตัวของไขมัน (สลายไขมัน ซึ่งปกติจะปล่อยกรดไขมันเข้าสู่กระแสเลือด)
กำจัด (กำจัด) อินซูลิน
กระบวนการนี้เกิดขึ้นในตับและไต มากกว่าครึ่งถูกขับออกทางตับ มีเอนไซม์พิเศษอยู่ที่นี่ - อินซูลินซึ่งยับยั้งอินซูลินโดยการทำลายพันธะโครงสร้างของกรดอะมิโน 35% ของอินซูลินสลายตัวในไต กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไลโซโซมของเยื่อบุผิวของท่อไต
อินซูลินสามารถเพิ่มหรือลดการผลิตได้ มันเกิดขึ้นในโรคต่างๆ หากการละเมิดดังกล่าวยืดเยื้อ การเปลี่ยนแปลงของระบบที่สำคัญของร่างกายจะค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไปอย่างถาวร
ปฏิกิริยาระหว่างกลูโคสกับอินซูลิน
กลูโคสเป็นสารประกอบที่แพร่หลายในเนื้อเยื่อของร่างกาย คาร์โบไฮเดรตเกือบทั้งหมดที่มากับอาหารจะถูกแปลงเป็นคาร์โบไฮเดรต คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของกลูโคสคือทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน โดยเฉพาะกล้ามเนื้อและสมองจะสังเกตเห็นการขาดกลูโคสในทันที
เพื่อให้มีกลูโคสในเซลล์ไม่ขาด อินซูลินจึงจำเป็น ทำหน้าที่เป็นกุญแจสู่เซลล์ หากไม่มีน้ำตาลกลูโคสก็ไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ได้ไม่ว่าคุณจะกินน้ำตาลมากแค่ไหน บนพื้นผิวของเซลล์มีตัวรับโปรตีนพิเศษสำหรับจับกับอินซูลิน
ฮอร์โมนนี้เป็นที่รักของ myocytes และ adipocytes (เซลล์ไขมัน) โดยเฉพาะ และเรียกว่าขึ้นอยู่กับอินซูลิน พวกมันคิดเป็นเกือบ 70% ของเซลล์ทั้งหมด กระบวนการหายใจการไหลเวียนโลหิตการเคลื่อนไหวนั้นจัดทำโดยพวกเขา ตัวอย่างเช่น กล้ามเนื้อที่ไม่มีอินซูลินจะไม่ทำงาน
ชีวเคมีของการทำให้เป็นกลางอินซูลินของกลูโคส
ยังเป็นกระบวนการหลายแง่มุม มันพัฒนาเป็นขั้นตอนโปรตีนเป็นโปรตีนชนิดแรกที่จะถูกกระตุ้นทันที - ผู้ขนส่ง ซึ่งมีหน้าที่จับโมเลกุลกลูโคสและส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
เซลล์อิ่มตัวด้วยน้ำตาล ส่วนหนึ่งของกลูโคสจะถูกส่งไปยังเซลล์ตับซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจน โมเลกุลของมันจะไปยังเนื้อเยื่ออื่นๆ แล้ว สาเหตุที่ทำให้ร่างกายขาดอินซูลิน
การสังเคราะห์อินซูลินไม่เพียงพอทำให้เกิดเบาหวานชนิดที่ 1 หากการผลิตฮอร์โมนเพียงพอ แต่เซลล์ไม่ตอบสนองต่อฮอร์โมนดังกล่าวเนื่องจากมีการดื้อต่ออินซูลิน เบาหวานชนิดที่ 2 จะพัฒนาขึ้น
การจำแนกการเตรียมอินซูลิน
เป็นลูกผสมและพันธุ์เดียว หลังมีสารสกัดจากตับอ่อนของสัตว์ตัวหนึ่ง
รวม - รวมสารสกัดจากต่อมของสัตว์หลายชนิด แทบไม่ได้ใช้เลยวันนี้
โดยกำเนิดหรือสายพันธุ์ อินซูลินถูกใช้โดยคนและหมู วัวควาย หรือวาฬ พวกมันต่างกันในกรดอะมิโนบางชนิด สิ่งที่ชอบมากที่สุดรองจากมนุษย์คือเนื้อหมู ซึ่งมีกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวเท่านั้น
ในรัสเซีย ไม่ใช้อินซูลินจากโค (แตกต่างจากกรดอะมิโน 3 ตัว)
ตามระดับของการทำให้บริสุทธิ์ อินซูลินสามารถเป็นแบบดั้งเดิม (มีสารเจือปนของฮอร์โมนตับอ่อนอื่น ๆ), โมโนพีค (MP) - กรองเพิ่มเติมบนเจล, สิ่งเจือปนในนั้นไม่เกิน 1•10-3, ส่วนประกอบเดี่ยว (MK) - เรียงลำดับจากน้อยไปมาก อันสุดท้ายบริสุทธิ์ที่สุด - การทำให้บริสุทธิ์ 99% (สิ่งสกปรก 1•10−6)
อินซูลินยังแตกต่างกันในการโจมตี จุดสูงสุด และระยะเวลาของการดำเนินการ - อาจเป็นแบบเกินขีด สั้น ปานกลาง และยืดเยื้อ - ยาวและยาวเป็นพิเศษ แล้วแต่คุณหมอค่ะ
วิธีเติมอินซูลิน
วิธีการผ่าตัดและการฟื้นฟูร่างกายยังไม่ถูกสร้างขึ้นมาจนถึงปัจจุบัน เป็นไปได้ที่จะใช้อินซูลินในการฉีดเท่านั้น PSSP ยังสามารถสนับสนุนตับอ่อนที่อ่อนล้าได้ ซึ่งช่วยลดภาวะน้ำตาลในเลือดสูง บางครั้งการบำบัดด้วยอินซูลินสามารถเสริมด้วย HRT ได้ ซึ่งเป็นวิธีการรักษา
แต่มีวิธีชั่วคราวเพียงพอที่จะส่งผลต่อการผลิตอินซูลิน: อาหารที่มีปริมาณคาร์โบไฮเดรตลดลง ซึ่งหมายถึงการกระจายตัวของสารอาหารและการรับประทานอาหารในเวลาเดียวกัน ความถี่ของการบริโภคคือ 5-6 เท่า วัน. เป็นประโยชน์ในการใช้เครื่องเทศ หลีกเลี่ยงคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยว และเปลี่ยนเป็นอาหารที่ซับซ้อนที่มีค่า GI ต่ำ เพิ่มใยอาหารในอาหาร ชาเขียวและอาหารทะเลมากขึ้น โปรตีนที่เหมาะสม และยาสมุนไพร แนะนำให้ออกกำลังกายแบบแอโรบิกและการออกกำลังกายระดับปานกลางอื่นๆ และนี่คือการออกจากภาวะขาดออกซิเจน โรคอ้วน เพราะอย่างที่คุณทราบ การออกกำลังกายช่วยหลีกเลี่ยงปัญหามากมาย
