Инсулин (латын тілінен insula «арал») - ұйқы безінің полипептидті гормоны, оның қызметі дене жасушаларын энергиямен қамтамасыз ету. Инсулин синтезінің орны ұйқы безінің Лангерганс аралдарында, олардың бета жасушаларында орналасқан. Инсулин барлық ұлпа жасушаларының метаболизміне қатысады, дегенмен тұрмыстық деңгейде ол тек қант диабетімен байланысты.
Жалпы ақпарат
Бүгінгі күні инсулин оның құрылымында жеткілікті түрде зерттелген. Қант диабетімен ауыратын науқастарда жеткіліксіз мөлшерде өндірілетін ақуыздардың метаболизмімен гормонның байланысы анықталды, бұл жасушалардың ерте тозуына әкеледі. Инсулиннің ақуыз синтезіндегі рөлі жасушалардың қандағы амин қышқылдарын қабылдауын жоғарылату, содан кейін олардан ақуыздар жасау болып табылады.
Бұдан басқа, жасушалардағы ақуыздардың ыдырауын тежейтін инсулин. Инсулин липидтерге де әсер етеді, оның жетіспеушілігімен ацидоз және атеросклероз дамиды. Неге байлаужасуша энергиясы бар инсулин? Өйткені дұрыс тамақтанған кезде инсулин синтезі айтарлықтай артады, қант жасушаларға тасымалданады және олар энергияны сақтайды. Сонымен қатар қандағы глюкозаның деңгейі төмендейді - бұл инсулиннің негізгі қасиеті. Глюкозаның артық мөлшерімен инсулин оны бауыр мен бұлшықеттерде жинақталатын гликогенге айналдырады. Ол басқа энергия көздері таусылғанда қажет. Инсулин мен гликоген синтезі арасында тікелей байланыс бар. Ал гликоген көп болған кезде қант майға айналады (1 молекула қанттан 4 молекула май алынады) - бүйірлеріне шөгеді.
Табу тарихы
1869 жылы Берлинде өте жас, 22 жастағы медицина студенті Пол Лангерганс ұйқы безін микроскоппен зерттей отырып, бездің бойына шашыраңқы жасушалар тобын байқады, оларды кейінірек Лангерганс аралдары деп атады.
Басында олардың рөлі түсініксіз болды. Кейінірек Э. Лагус бұл жасушалардың ас қорытуға қатысатынын айтты. 1889 жылы неміс физиологы Оскар Минковский келіспей, дәлел ретінде эксперименталды иттен ұйқы безін алып тастады.
Зертханалық көмекші Минковский операция жасалған иттің зәрі шыбындарды көп тартатынын байқады. Зерттеу барысында қант табылды. Бұл ұйқы безін қант диабетімен байланыстыратын алғашқы тәжірибе болды.
1900 жылы орыс ғалымы Леонид Васильевич Соболев (1876-1919) И. П. Павлов зертханасынан Лангерганс аралдарының көмірсулар алмасуына қатысатынын тәжірибе жүзінде дәлелдеді.
Гормонның құрылымы
Адам инсулині – молекулалық салмағы 5808, мыналардан тұратын ақуыз2 пептидтік тізбекте қосылған 51 аминқышқылдарының: A - құрамында 21, В тізбегі - 30 аминқышқылдары.
Олардың байланысы 2 дисульфидті байланыспен бекітілген. Бұл көпірлер бұзылған кезде гормон инактивацияланады. Ол кез келген қарапайым ақуыз сияқты В-клеткаларында құрылымдалған.
Кейбір жануарларда құрылымы адамға ұқсас инсулин бар. Бұл қант диабетін емдеуге арналған синтетикалық инсулинді жасауға мүмкіндік берді. Ең жиі қолданылатыны шошқа инсулині, ол адам инсулинінен бір ғана амин қышқылымен ерекшеленеді.
Ірі қара - 3 амин қышқылымен ерекшеленеді. Инсулиннің құрамындағы барлық аминқышқылдарының нақты ретін анықтауды ағылшын микробиологы Фредерик Сэнгер жасады. Осы декодтау үшін 1958 жылы ол химия бойынша Нобель сыйлығын алды.
Тағырақ тарих
Инсулинді практикалық қолдану үшін оқшаулауды 1923 жылы Торонто университетінің ғалымдары Ф. Бантинг пен Бест жасаған, олар да Нобель сыйлығын алған. Бантинг Соболев теориясымен толық келіскені белгілі.
Біраз анатомия
Ұйқы безі құрылымы жағынан ерекше. Бұл ішкі секреция безі де, сыртқы секреция безі екенін білдіреді. Оның экзофункциясы ас қорытуға қатысуда. Оның қуысына түтіктер арқылы бөлінетін бағалы ас қорыту ферменттері – протеазалар, амилазалар және липазалар түзеді. Экзокринді бөлігі бездің бүкіл аумағының 95% алады.
Ал 5% ғана Лангерганс аралдарына түседі. Бұл бездің күшін және оның ағзадағы орасан зор жұмысын көрсетеді. Аралдар бүкіл периметрі бойынша локализацияланған. 5% - миллиондаған аралдар, бірақ олардың жалпы массасы небәрі 2 г.
Әр аралда A, B, D, PP ұяшықтары бар. Олардың барлығы келіп түсетін тағамнан BJU алмасуына қатысатын қосылыстарын шығарады. Инсулин синтезі В жасушаларында жүреді.
Бұл қалай болады
Инсулин өндірудің егжей-тегжейлі процесі бүгінде нақты анықталған жоқ. Осы себепті қант диабеті емделмейтін патология ретінде жіктеледі. Инсулин түзілу механизмін орнату арқылы бастапқыда инсулин синтезі процесіне әсер ету арқылы қант диабетін бақылауға болады.
Көп сатылы процестің күрделілігі. Оның көмегімен заттардың бірнеше трансформациясы жүреді, нәтижесінде белсенді емес инсулин белсенді болады. Жеңілдетілген схема: прекурсор - препроинсулин - проинсулин - белсенді инсулин.
Синтез
Жасушадағы инсулин синтезі оңайлатылған схема бойынша келесідей көрінеді:
- Бета жасушалары инсулин затын түзеді, ол жасушаның Гольджи аппаратына жіберіледі. Мұнда ол әрі қарай өңделеді.
- Гольджи кешені - бұл мембрана арқылы қажетті қосылыстарды жинақтайтын, синтездейтін, содан кейін алып тастайтын жасуша мембранасының құрылымы.
- Барлық кезеңдердің трансформациясы қабілетті гормонның пайда болуына әкеледі.
- Инсулин енді арнайы секреторлық түйіршіктерге оралған. Сұранысқа дейін сақталады және піседі. Түйіршіктер сонымен қатар С-пептидті, мырыш иондарын, амилинді және проинсулин қалдықтарын сақтайды. Инсулиннің синтезі мен секрециясы тамақтану кезінде басталады:ас қорыту ферменттері еніп, толық дайындалған түйіршік жасуша қабықшасымен біріктіріліп, оның мазмұны жасушадан толығымен сығып қанға түседі.
- Гипергликемия дамыған кезде инсулин қазірдің өзінде жолға қойылған - ол босатылып, әрекет ете бастайды. Ұйқы безінің капиллярларына сіңеді, олардың ішінде көп, олар безге еніп өтеді.
Инсулин синтезі бета жасушаларының глюкозаны сезгіш жүйесі арқылы реттеледі. Ол қантты қабылдау мен инсулин өндіру арасындағы тепе-теңдікті толығымен реттейді.
Қорытынды: Ағзадағы инсулин синтезі гипергликемия кезінде белсендіріледі. Бірақ инсулин тек тамақпен бірге көтеріледі, бірақ ол тәулік бойы өндіріледі.
Инсулин синтезі мен секрециясын глюкоза ғана емес реттейді. Тамақтану кезінде қосымша тітіркендіргіштер де орын алады: тағамның құрамындағы белоктар (амин қышқылдары лейцин және аргинин), эстрогендер мен холецистокинин, К, Са иондары, майлардан алынған май қышқылдары. Инсулин секрециясының төмендеуі инсулин антагонисті - глюкагонның қанының жоғарылауымен байқалады. Ол бірдей ұйқы безінің аралдарында, бірақ альфа жасушаларында өндіріледі. Гликогеннің ыдырауы мен жұмсалуындағы глюкагонның рөлі. Содан кейін соңғысы глюкозаға айналады. Уақыт өте келе (жас ұлғайған сайын) ұйқы безі аралдарының күші мен белсенділігі төмендейді, ол 40 жылдан кейін біліне бастайды.
Инсулин синтезінің жетіспеушілігі көптеген органдар мен жүйелерде қайтымсыз өзгерістерді тудырады. Ересек адамның қанындағы инсулин мөлшері 3-25 мкУ / мл, 58-60 жастан кейін - 7-36 мкУ / мл. Сондай-ақ жүкті әйелдерде инсулин үнемі жоғарылайды.
Реттеуден басқагипергликемия, инсулин анаболикалық және антикатаболикалық функцияға ие. Басқаша айтқанда, бұл процестердің екеуі де метаболизмнің қатысушылары болып табылады. Олардың бірі белсендіреді, екіншісі метаболизм процесін тежейді. Олардың консистенциясы дененің гомеостазының тұрақтылығын сақтауға мүмкіндік береді.
Инсулиннің функциялары
Инсулин метаболизмді қолдайтын жасушаларда ашытудың кейбір механизмдерін құрайды. Шығарылған кезде ол тіндерге глюкозаның түсуі мен қолданылуын, оның бұлшықеттер мен бауыр мен май тінінде сақталуын арттырады.
Оның негізгі мақсаты – нормагликемияға жету. Мұны істеу үшін глюкозаны бір жерде тарату керек, сондықтан инсулин жасушалардың глюкозаны сіңіру қабілетін арттырады, оның гликолизіне арналған ферменттерді белсендіреді, бауыр мен бұлшықетке баратын гликоген синтезінің қарқындылығын арттырады, бауырдағы глюконеогенезді төмендетеді. бауырдағы глюкозаның қай қоры азаяды.
Анаболикалық функциялар
Анаболикалық функцияларға мыналар кіреді:
- Жасушалардың аминқышқылдарды (лейцин және валин) ұстау қабілетін арттыру.
- Жасушаларды минералдармен қамтамасыз етуді арттыру - K, Ca, Mg, P.
- Белок синтезі мен ДНҚ дупликациясын белсендіру.
- Триглицеридтердің пайда болуына қажетті май қышқылдарынан күрделі эфирлердің түзілуіне қатысу (этерификация). Антикатаболикалық функция.
- Белоктардың аминқышқылдарына ыдырау процесін (гидролиз) бөгеу арқылы олардың ыдырауын азайту.
- Липидтердің ыдырауын азайтыңыз (қалыпты жағдайда қанға май қышқылдарын бөлетін липолиз).
Инсулинді жою (жою)
Бұл процесс бауыр мен бүйректе жүреді. Оның жартысынан көбі бауыр арқылы шығарылады. Мұнда арнайы фермент бар - инсулиназа, аминқышқылдарымен құрылымдық байланыстарын бұза отырып, инсулинді белсендірмейді. Инсулиннің 35%-ы бүйректе ыдырайды. Бұл процесс бүйрек түтікшелерінің эпителийінің лизосомаларында жүреді.
Инсулин өндірісін арттыруы немесе азайтуы мүмкін. Ол әртүрлі патологияларда кездеседі. Егер мұндай бұзушылықтар ұзаққа созылса, ағзаның өмірлік маңызды жүйелерінде қайтымсыз өзгерістер дамиды.
Глюкоза мен инсулиннің өзара әрекеттесуі
Глюкоза – дене тіндерінде кең таралған қосылыс. Тамақпен бірге келетін кез келген дерлік көмірсулар оған айналады. Глюкозаның ең маңызды қасиеті – энергия көзі ретінде қызмет ету, әсіресе бұлшықеттер мен ми оның жетіспеушілігін бірден байқайды.
Жасушаларда глюкоза тапшылығы болмауы үшін инсулин қажет. Ол жасушалардың кілті ретінде әрекет етеді. Онсыз глюкоза қанша қантты жесеңіз де, жасушаларға кіре алмайды. Жасушалардың бетінде инсулинмен байланысу үшін арнайы ақуыз рецепторлары бар.
Гормонды әсіресе миоциттер мен адипоциттер (май жасушалары) жақсы көреді және оларды инсулинге тәуелді деп атайды. Олар барлық жасушалардың шамамен 70% құрайды. Тыныс алу, қан айналымы, қозғалыс процестері олармен қамтамасыз етіледі. Мысалы, инсулинсіз бұлшықет жұмыс істемейді.
Глюкозаны инсулин бейтараптандыру биохимиясы
Сонымен қатар көп қырлы процесс, ол кезең-кезеңімен дамиды. Бірінші болып белоктар бірден белсендіріледі – тасымалдаушылар, олардың рөлі глюкоза молекулаларын ұстап, оларды мембрана арқылы тасымалдау болып табылады.
Жасуша қантпен қаныққан. Глюкозаның бір бөлігі гепатоциттерге жіберіледі, онда ол гликогенге айналады. Оның молекулалары қазірдің өзінде басқа ұлпаларға барады. Ағзадағы инсулиннің жетіспеушілігіне не себеп болады.
Инсулин синтезінің жетіспеушілігі 1 типті қант диабетін тудырады. Егер гормонның өндірілуі жеткілікті болса, бірақ оларда инсулинге төзімділіктің пайда болуына байланысты жасушалар оған жауап бермесе, 2 типті қант диабеті дамиды.
Инсулин препараттарының классификациясы
Олар біріктірілген және бір түрді. Соңғысының құрамында бір жануардың ұйқы безінің сығындысы бар.
Біріктірілген - бірнеше жануарлар түрлерінің бездерінің сығындыларын біріктіреді. Бүгін дерлік пайдаланылмаған.
Шығу тегі немесе түрі бойынша инсулинді адам және шошқа, ірі қара мал немесе кит пайдаланады. Олар кейбір аминқышқылдары бойынша ерекшеленеді. Адамнан кейін ең ұнайтыны шошқа еті, ол бір ғана амин қышқылымен ерекшеленеді.
Ресейде ірі қара малдан алынатын инсулин қолданылмайды (ол 3 амин қышқылымен ерекшеленеді).
Тазарту дәрежесі бойынша инсулин дәстүрлі болуы мүмкін (құрамында басқа ұйқы безінің гормондарының қоспалары бар), монопик (МП) - гельде қосымша сүзіледі, ондағы қоспалар 1•10−3 артық емес, монокомпонентті. (МК) - өсу ретімен. Соңғысы ең таза - 99% тазарту (1•10−6 қоспа).
Инсулин де басталуы, шыңы және әсер ету ұзақтығы бойынша ерекшеленеді - ол өте қысқа, қысқа, орташа жәнеұзартылған - ұзақ және қосымша ұзақ. Таңдау дәрігердің қолында.
Инсулинді қалай толтыруға болады
Хирургиялық және физикалық қалпына келтіру әдістері әлі жасалмаған. Инсулинді тек инъекция түрінде қолдануға болады. PSSP таусылған ұйқы безін де қолдай алады - олар гипергликемияны азайтады. Кейде инсулин терапиясын HRT-мен толықтыруға болады - бұл дәрілік әдістер.
Бірақ инсулин өндірісіне әсер етудің импровизацияланған жолдары жеткілікті: көмірсулардың аз мөлшері бар диета, бұл тамақтану мен тамақтанудың бір мезгілде бөлінуін білдіреді, қабылдау жиілігі күніне 5-6 рет. күні. Дәмдеуіштерді пайдалану, қарапайым көмірсулардан аулақ болу және GI төмен күрделілеріне ауысу, диетадағы талшықты көбейту, жасыл шай және одан да көп теңіз өнімдері, дұрыс протеин және шөп дәрілері пайдалы. Аэробты жаттығулар мен басқа да орташа физикалық белсенділік ұсынылады, бұл гиподинамиядан, семіздіктен алшақтау, өйткені, өзіңіз білетіндей, дене жаттығулары көптеген қиындықтарды болдырмауға көмектеседі.
