Insuline (van het Latijnse insula "eiland") is een polypeptidehormoon van de pancreas, waarvan de functie is om de cellen van het lichaam van energie te voorzien. De plaats van insulinesynthese bevindt zich in de pancreaseilandjes van Langerhans, hun bètacellen. Insuline is betrokken bij het metabolisme van alle weefselcellen, hoewel het op huishoudelijk niveau alleen in verband wordt gebracht met diabetes.
Algemene informatie
Tegenwoordig is insuline voldoende bestudeerd in zijn structuur. Het verband van het hormoon met het metabolisme van eiwitten, die bij diabetici in onvoldoende hoeveelheden worden geproduceerd, wordt onthuld, wat leidt tot vroege slijtage van cellen. De rol van insuline bij de eiwitsynthese is om de opname van aminozuren uit het bloed door cellen te verhogen en vervolgens om daaruit eiwitten te maken.
Bovendien is het insuline die de afbraak van eiwitten in cellen remt. Insuline beïnvloedt ook lipiden op een zodanige manier dat acidose en atherosclerose zich ontwikkelen met zijn tekort. Waarom binden?insuline met celenergie? Omdat bij een stevige ma altijd de insulinesynthese aanzienlijk toeneemt, wordt suiker naar de cellen getransporteerd en wordt er energie opgeslagen. Tegelijkertijd neemt het glucosegeh alte in het bloed af - dit is de belangrijkste eigenschap van insuline. Bij een teveel aan glucose zet insuline het om in glycogeen, dat zich ophoopt in de lever en spieren. Het is nodig wanneer andere energiebronnen opraken. Er is een direct verband tussen insuline en glycogeensynthese. En als er veel glycogeen is, wordt suiker omgezet in vet (4 vetmoleculen worden verkregen uit 1 molecuul suiker) - het wordt aan de zijkanten afgezet.
Ontdekkingsgeschiedenis
In 1869 ontdekte een zeer jonge, 22-jarige student geneeskunde Paul Langerhans, terwijl hij de pancreas onder een microscoop bestudeerde, groepen cellen verspreid over de klier, later de eilandjes van Langerhans genoemd.
Hun rol was aanvankelijk onduidelijk. Later verklaarde E. Lagus dat deze cellen betrokken zijn bij de spijsvertering. In 1889 was de Duitse fysioloog Oskar Minkowski het daar niet mee eens en verwijderde hij als bewijs de alvleesklier van een experimentele hond.
Labomedewerker Minkowski merkte op dat de urine van een geopereerde hond veel vliegen aantrekt. Tijdens haar onderzoek werd suiker gevonden. Dit was de eerste ervaring die de alvleesklier in verband bracht met diabetes.
In 1900 bewees de Russische wetenschapper Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) van het laboratorium van I. P. Pavlov experimenteel dat de eilandjes van Langerhans betrokken zijn bij het metabolisme van koolhydraten.
De structuur van het hormoon
Menselijke insuline is een eiwit met een molecuulgewicht van 5808, bestaande uitvan 51 aminozuren verbonden in 2 peptideketens: A - bevat 21, keten B - 30 aminozuren.
Hun binding wordt ondersteund door 2 disulfidebindingen. Wanneer deze bruggen worden vernietigd, wordt het hormoon geïnactiveerd. Het is, zoals elk gewoon eiwit, gestructureerd in B-cellen.
Sommige dieren hebben insuline, qua structuur vergelijkbaar met de mens. Hierdoor kon synthetische insuline worden gemaakt voor de behandeling van diabetes. De meest gebruikte insuline is varkensinsuline, die in slechts één aminozuur verschilt van humane insuline.
Runder - verschilt met 3 aminozuren. De bepaling van de exacte volgorde van alle aminozuren in de samenstelling van insuline werd gedaan door de Engelse microbioloog Frederick Sanger. Voor deze decodering ontving hij in 1958 de Nobelprijs voor de Scheikunde.
Een beetje meer geschiedenis
Isolatie van insuline voor praktisch gebruik werd in 1923 gemaakt door wetenschappers F. Banting en Best van de Universiteit van Toronto, die ook de Nobelprijs ontvingen. Het is bekend dat Banting het volledig eens was met de theorie van Sobolev.
Een beetje anatomie
De alvleesklier is uniek in zijn structuur. Dit betekent dat het zowel een endocriene klier als een exocriene klier is. Zijn exofunctie ligt in deelname aan de spijsvertering. Het produceert waardevolle spijsverteringsenzymen - proteasen, amylasen en lipasen, die via de kanalen in de holte worden uitgescheiden. Het exocriene deel beslaat 95% van het gehele gebied van de klier.
En slechts 5% v alt op de eilandjes van Langerhans. Dit geeft de kracht van de klier aan en zijn enorme werk in het lichaam. Eilandjes zijn gelokaliseerd langs de hele omtrek. 5% is miljoenen eilanden, hoewel hun totale massa slechts 2 g is.
Elk eilandje bevat cellen A, B, D, PP. Ze produceren allemaal hun verbindingen die betrokken zijn bij de uitwisseling van BJU uit binnenkomend voedsel. Insulinesynthese vindt plaats in B-cellen.
Hoe het gebeurt
Het gedetailleerde proces voor de productie van insuline is vandaag niet precies vastgesteld. Om deze reden wordt diabetes geclassificeerd als een ongeneeslijke pathologie. Door het mechanisme van insulinevorming vast te stellen, zal het mogelijk zijn diabetes onder controle te houden door in eerste instantie het proces van insulinesynthese te beïnvloeden.
De complexiteit van het meerfasenproces. Daarbij vinden verschillende omzettingen van stoffen plaats, waardoor inactieve insuline actief wordt. Vereenvoudigd schema: voorloper - prepro-insuline - pro-insuline - actieve insuline.
Synthese
Insulinesynthese in een cel in een vereenvoudigd schema ziet er als volgt uit:
- Bètacellen vormen een insulinesubstantie, die naar het Golgi-apparaat van de cel wordt gestuurd. Hier wordt het verder verwerkt.
- Het Golgi-complex is zo'n structuur van het celmembraan dat zich ophoopt, synthetiseert en vervolgens de noodzakelijke verbindingen door het membraan verwijdert.
- De transformatie van alle stadia leidt tot het verschijnen van een capabel hormoon.
- Insuline is nu verpakt in speciale secretoire korrels. Opgeslagen tot de vraag en rijpt. De korrels slaan ook C-peptide, zinkionen, amyline en pro-insulineresiduen op. Synthese en secretie van insuline beginnen tijdens de ma altijden:spijsverteringsenzymen komen binnen, de volledig voorbereide korrel versmelt met het celmembraan en de inhoud wordt volledig uit de cel in het bloed geperst.
- Wanneer zich hyperglykemie ontwikkelt, is insuline al onderweg - het komt vrij en begint te werken. Het sijpelt in de haarvaten van de alvleesklier, waarvan er veel zijn, ze dringen de klier door en door.
Insulinesynthese wordt gereguleerd door het glucosedetectiesysteem van bètacellen. Het reguleert volledig de balans tussen suikerinname en insulineproductie.
Samenvatting: Insulinesynthese in het lichaam wordt geactiveerd tijdens hyperglykemie. Maar insuline stijgt alleen met ma altijden, maar het wordt de klok rond geproduceerd.
Niet alleen glucose reguleert de synthese en secretie van insuline. Tijdens de ma altijden vinden er ook extra prikkels plaats: eiwitten in voedsel (aminozuren leucine en arginine), oestrogenen en cholecystokinine, K-, Ca-ionen, vetzuren uit vetten. Een afname van de insulinesecretie wordt opgemerkt met een toename van het bloed van de insuline-antagonist - glucagon. Het wordt geproduceerd in dezelfde pancreaseilandjes, maar in alfacellen. De rol van glucagon bij de afbraak en consumptie van glycogeen. Dit laatste wordt vervolgens omgezet in glucose. Na verloop van tijd (met de leeftijd) nemen de sterkte en activiteit van de pancreaseilandjes af, wat na 40 jaar merkbaar wordt.
Gebrek aan insulinesynthese veroorzaakt onomkeerbare veranderingen in veel organen en systemen. De snelheid van insuline in het bloed van een volwassene is 3-25 U / ml, na 58-60 jaar - 7-36 U / ml. Ook is insuline altijd verhoogd bij zwangere vrouwen.
Naast regelgevinghyperglykemie, insuline heeft een anabole en anti-katabole functie. Met andere woorden, beide processen zijn deelnemers aan het metabolisme. Een ervan activeert, de andere remt het stofwisselingsproces. Hun consistentie stelt u in staat om de constantheid van de homeostase van het lichaam te behouden.
Functies van insuline
Insuline vormt enkele van de fermentatiemechanismen in cellen en ondersteunt het metabolisme. Wanneer het vrijkomt, verhoogt het de opname en het gebruik van glucose door weefsels, de opslag ervan door spieren en lever en vetweefsel.
Het belangrijkste doel is om normoglycemie te bereiken. Om dit te doen, moet glucose ergens worden gedistribueerd, dus insuline verhoogt het vermogen van cellen om glucose te absorberen, activeert enzymen voor de glycolyse ervan, verhoogt de intensiteit van glycogeensynthese, die naar de lever en spieren gaat, vermindert gluconeogenese in de lever, in welke glucosevoorraden in de lever afnemen.
Anabole functies
Anabole functies omvatten:
- Verhoging van het vermogen van cellen om aminozuren (leucine en valine) op te vangen.
- Verhoging van de toevoer van mineralen naar cellen - K, Ca, Mg, P.
- Activering van eiwitsynthese en DNA-duplicatie.
- Deelname aan de vorming van esters (verestering) uit vetzuren die nodig zijn voor het verschijnen van triglyceriden. Anti-katabole functie.
- De afbraak van eiwitten verminderen door het proces van hun afbraak tot aminozuren (hydrolyse) te blokkeren.
- Verminder de afbraak van lipiden (lipolyse, waarbij normaal gesproken vetzuren vrijkomen in het bloed).
Verwijderen (verwijderen) van insuline
Dit proces vindt plaats in de lever en de nieren. Meer dan de helft ervan wordt uitgescheiden door de lever. Er is hier een speciaal enzym - insulinease, dat insuline inactiveert door de structurele bindingen aan aminozuren te vernietigen. 35% van de insuline wordt afgebroken in de nieren. Dit proces vindt plaats in de lysosomen van het epitheel van de niertubuli.
Insuline kan de productie verhogen of verlagen. Het komt voor in verschillende pathologieën. Als dergelijke schendingen aanhouden, ontwikkelen zich onomkeerbare veranderingen in de vitale systemen van het lichaam.
Interactie tussen glucose en insuline
Glucose is een alomtegenwoordige verbinding in lichaamsweefsels. Bijna alle koolhydraten die bij voedsel worden geleverd, worden erin omgezet. De belangrijkste eigenschap van glucose is om als energiebron te dienen, vooral de spieren en hersenen merken het gebrek onmiddellijk op.
Om ervoor te zorgen dat er geen tekort aan glucose in de cellen is, is insuline nodig. Het fungeert als een sleutel voor cellen. Zonder dit kan glucose de cellen niet binnendringen, hoeveel suiker je ook eet. Op het oppervlak van de cellen bevinden zich speciale eiwitreceptoren voor binding aan insuline.
Het hormoon is vooral geliefd bij myocyten en adipocyten (vetcellen), en ze worden insulineafhankelijk genoemd. Ze vormen bijna 70% van alle cellen. De processen van ademhaling, bloedsomloop, beweging worden door hen verzorgd. Een spier zonder insuline werkt bijvoorbeeld niet.
Biochemie van insulineneutralisatie van glucose
Ook een veelzijdig proces, het ontwikkelt zich in fasen. Eiwitten zijn de eersten die onmiddellijk worden geactiveerd - transporters, wiens rol het is om glucosemoleculen te vangen en ze door het membraan te transporteren.
De cel is verzadigd met suiker. Een deel van de glucose wordt naar de hepatocyten gestuurd, waar het wordt omgezet in glycogeen. Zijn moleculen gaan al naar andere weefsels. Wat veroorzaakt een gebrek aan insuline in het lichaam.
Gebrek aan insulinesynthese veroorzaakt diabetes type 1. Als de productie van het hormoon voldoende is, maar de cellen reageren er niet op vanwege het optreden van insulineresistentie, ontwikkelt zich diabetes type 2.
Classificatie van insulinepreparaten
Ze zijn gecombineerd en één soort. Deze laatste bevatten een extract uit de pancreas van één dier.
Gecombineerd - combineer extracten van de klieren van verschillende diersoorten. Bijna nooit gebruikt vandaag.
Naar oorsprong of soort wordt insuline gebruikt door mensen en varkens, runderen of walvissen. Ze verschillen in sommige aminozuren. De meest geprefereerde na mens is varkensvlees, het verschilt in slechts één aminozuur.
In Rusland wordt geen insuline van runderen gebruikt (het verschilt met 3 aminozuren).
Volgens de mate van zuivering kan insuline traditioneel zijn (bevat onzuiverheden van andere pancreashormonen), monopiek (MP) - bovendien gefilterd op de gel, onzuiverheden erin zijn niet meer dan 1•10−3, monocomponent (MK) - in oplopende volgorde. De laatste is de zuiverste - 99% zuivering (1•10−6 onzuiverheden).
Insuline verschilt ook in aanvang, piek en duur van de actie - het kan ultrakort, kort, middellang enverlengd - lang en extra lang. De keuze is aan de dokter.
Insuline aanvullen
Chirurgische en fysieke herstelmethoden zijn tot op heden niet gemaakt. Het is mogelijk om insuline alleen in injecties te gebruiken. PSSP kan ook een uitgeputte alvleesklier ondersteunen - ze verminderen hyperglykemie. Soms kan insulinetherapie worden aangevuld met HST - dit zijn medicatiemethoden.
Maar er zijn genoeg geïmproviseerde manieren om de productie van insuline te beïnvloeden: een dieet met een verminderde hoeveelheid koolhydraten, wat de versnippering van voeding en eten tegelijk inhoudt, de frequentie van inname is 5-6 keer per dag dag. Het is nuttig om kruiden te gebruiken, eenvoudige koolhydraten te vermijden en over te schakelen naar complexe koolhydraten met een lage GI, meer vezels in het dieet, groene thee en meer zeevruchten, goede eiwitten en kruidengeneesmiddelen. Aërobe oefeningen en andere matige fysieke activiteit worden aanbevolen, en dit is een afwijking van hypodynamie, zwaarlijvigheid, omdat, zoals u weet, fysieke oefeningen veel problemen helpen voorkomen.
