La insulina (del llatí insula "illa") és una hormona polipeptídica del pàncrees, la funció de la qual és subministrar energia a les cèl·lules del cos. El lloc de síntesi d'insulina es troba als illots pancreàtics de Langerhans, les seves cèl·lules beta. La insulina està implicada en el metabolisme de totes les cèl·lules dels teixits, tot i que a nivell domèstic només s'associa amb la diabetis.
Informació general
Avui, la insulina ha estat prou estudiada en la seva estructura. Es revela la connexió de l'hormona amb el metabolisme de les proteïnes, que es produeixen en quantitats insuficients en els diabètics, que provoca un desgast precoç de les cèl·lules. El paper de la insulina en la síntesi de proteïnes és augmentar la captació d'aminoàcids de la sang per part de les cèl·lules i després crear-ne proteïnes.
A més d'això, és la insulina la que inhibeix la descomposició de proteïnes a les cèl·lules. La insulina també afecta els lípids de manera que es desenvolupen acidosi i aterosclerosi amb la seva deficiència. Per què lligarinsulina amb energia cel·lular? Com que amb un àpat abundant, la síntesi d'insulina augmenta notablement, el sucre es transporta a les cèl·lules i aquestes emmagatzemen energia. Al mateix temps, el nivell de glucosa a la sang disminueix: aquesta és la propietat principal de la insulina. Amb un excés de glucosa, la insulina la converteix en glucogen, que s'acumula al fetge i als músculs. És necessari quan s'esgoten altres fonts d'energia. Hi ha un vincle directe entre la síntesi d'insulina i de glucogen. I quan hi ha molt de glucogen, el sucre es converteix en greix (d'1 molècula de sucre s'obtenen 4 molècules de greix) - es diposita als costats.
Historial de descobriments
L'any 1869 a Berlín, un jove estudiant de medicina de 22 anys Paul Langerhans, mentre estudiava el pàncrees amb un microscopi, va notar grups de cèl·lules escampades per la glàndula, més tard anomenats illots de Langerhans.
El seu paper no estava clar al principi. Més tard, E. Lagus va afirmar que aquestes cèl·lules estan implicades en la digestió. El 1889, el fisiòleg alemany Oskar Minkowski no va estar d'acord i va treure el pàncrees d'un gos d'experimentació com a prova.
L'assistent de laboratori Minkowski va notar que l'orina d'un gos operat atrau moltes mosques. Durant la seva investigació, es va trobar sucre. Aquesta va ser la primera experiència que va relacionar el pàncrees amb la diabetis.
L'any 1900, el científic rus Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) del laboratori de I. P. Pavlov va demostrar experimentalment que els illots de Langerhans estan implicats en el metabolisme dels hidrats de carboni.
L'estructura de l'hormona
La insulina humana és una proteïna amb un pes molecular de 5808, que constade 51 aminoàcids connectats en 2 cadenes peptídiques: A - conté 21, cadena B - 30 aminoàcids.
El seu enllaç està suportat per 2 enllaços disulfur. Quan aquests ponts es destrueixen, l'hormona s'inactiva. Està estructurat, com qualsevol proteïna normal, en cèl·lules B.
Alguns animals tenen insulina, d'estructura similar a la humana. Això va permetre la creació d'insulina sintètica per al tractament de la diabetis. La més utilitzada és la insulina porcina, que només es diferencia de la insulina humana en un aminoàcid.
Boví - es diferencia en 3 aminoàcids. La determinació de la seqüència exacta de tots els aminoàcids en la composició de la insulina va ser feta pel microbiòleg anglès Frederick Sanger. Per aquesta descodificació el 1958, va rebre el Premi Nobel de Química.
Una mica més d'història
L'aïllament de la insulina per a ús pràctic es va fer l'any 1923 pels científics de la Universitat de Toronto F. Banting i Best, que també van rebre el Premi Nobel. Se sap que Banting estava totalment d'acord amb la teoria de Sobolev.
Una mica d'anatomia
El pàncrees és únic en la seva estructura. Això vol dir que és alhora una glàndula endocrina i una glàndula exocrina. La seva exofunció rau en la participació en la digestió. Produeix valuosos enzims digestius: proteases, amilases i lipases, que es secreten a través dels conductes a la seva cavitat. La part exocrina ocupa el 95% de tota l'àrea de la glàndula.
I només el 5% cau als illots de Langerhans. Això indica el poder de la glàndula i el seu enorme treball en el cos. Els illots estan localitzats al llarg de tot el perímetre. El 5% són milions d'illes, tot i que la seva massa total només és de 2 g.
Cada illot conté les cel·les A, B, D i PP. Tots produeixen els seus compostos implicats en l'intercanvi de BJU a partir dels aliments entrants. La síntesi d'insulina es produeix a les cèl·lules B.
Com passa
El procés detallat per a la producció d'insulina no està exactament establert avui. Per aquest motiu, la diabetis es classifica com una patologia incurable. En establir el mecanisme de formació de la insulina, serà possible controlar la diabetis influint inicialment en el procés de síntesi d'insulina.
La complexitat del procés en diverses etapes. Amb ell, es produeixen diverses transformacions de substàncies, com a resultat de les quals la insulina inactiva esdevé activa. Esquema simplificat: precursor - preproinsulina - proinsulina - insulina activa.
Síntesi
La síntesi d'insulina en una cèl·lula en un esquema simplificat té aquest aspecte:
- Les cèl·lules beta formen una substància d'insulina, que s'envia a l'aparell de Golgi de la cèl·lula. Aquí es processa més.
- El complex de Golgi és una estructura de la membrana cel·lular que acumula, sintetitza i després elimina els compostos necessaris a través de la membrana.
- La transformació de totes les etapes condueix a l'aparició d'una hormona capaç.
- La insulina ara s'envasa en grànuls secretors especials. Emmagatzemat fins a la demanda i maduració. Els grànuls també emmagatzemen pèptid C, ions de zinc, amilina i residus de proinsulina. La síntesi i la secreció d'insulina comencen durant els àpats:els enzims digestius entren, el grànul totalment preparat es fusiona amb la membrana cel·lular i el seu contingut s'extreu completament de la cèl·lula a la sang.
- Quan es desenvolupa la hiperglucèmia, la insulina ja està en camí: s'allibera i comença a actuar. Es filtra als capil·lars del pàncrees, dels quals n'hi ha molts, penetren a través de la glàndula.
La síntesi d'insulina està regulada pel sistema de detecció de glucosa de les cèl·lules beta. Regula completament l'equilibri entre la ingesta de sucre i la producció d'insulina.
Resum: la síntesi d'insulina al cos s'activa durant la hiperglucèmia. Però la insulina només augmenta amb els àpats, però es produeix durant tot el dia.
No només la glucosa regula la síntesi i la secreció d'insulina. Durant els àpats també es produeixen estímuls addicionals: proteïnes contingudes en els aliments (aminoàcids leucina i arginina), estrògens i colecistoquinina, ions K, Ca, àcids grassos dels greixos. S'observa una disminució de la secreció d'insulina amb un augment de la sang de l'antagonista de la insulina - glucagó. Es produeix als mateixos illots pancreàtics, però en cèl·lules alfa. El paper del glucagó en la descomposició i el consum de glicogen. Aquest últim després es converteix en glucosa. Amb el pas del temps (amb l'edat), la força i l'activitat dels illots pancreàtics disminueixen, la qual cosa es fa notable al cap de 40 anys.
La manca de síntesi d'insulina provoca canvis irreversibles en molts òrgans i sistemes. La taxa d'insulina a la sang d'un adult és de 3-25 μU / ml, després de 58-60 anys - 7-36 μU / ml. A més, la insulina sempre està elevada a les dones embarassades.
A més de la regulacióhiperglucèmia, la insulina té una funció anabòlica i anticatabòlica. En altres paraules, tots dos processos participen en el metabolisme. Un d'ells activa, l' altre inhibeix el procés metabòlic. La seva consistència permet mantenir la constància de l'homeòstasi del cos.
Funcions de la insulina
La insulina forma alguns dels mecanismes de fermentació a les cèl·lules, donant suport al metabolisme. Quan s'allibera, augmenta la ingesta i l'ús de glucosa pels teixits, el seu emmagatzematge pels músculs i el fetge i el teixit adipós.
La seva finalitat principal és aconseguir la normoglucèmia. Per fer-ho, la glucosa s'ha de distribuir en algun lloc, de manera que la insulina augmenta la capacitat de les cèl·lules per absorbir glucosa, activa els enzims per a la seva glucòlisi, augmenta la intensitat de la síntesi de glucogen, que va al fetge i els músculs, redueix la gluconeogènesi al fetge, en que la glucosa emmagatzema al fetge disminueix.
Funcions anabòliques
Les funcions anabòliques inclouen:
- Augment de la capacitat de les cèl·lules per capturar aminoàcids (leucina i valina).
- Augment del subministrament de minerals a les cèl·lules: K, Ca, Mg, P.
- Activació de la síntesi de proteïnes i la duplicació d'ADN.
- Participació en la formació d'èsters (esterificació) a partir d'àcids grassos necessaris per a l'aparició de triglicèrids. Funció anticatabòlica.
- Reduir la descomposició de les proteïnes bloquejant el procés de descomposició en aminoàcids (hidròlisi).
- Redueix la degradació dels lípids (lipòlisi, que normalment allibera àcids grassos a la sang).
Eliminació (eliminació) de la insulina
Aquest procés té lloc al fetge i als ronyons. Més de la meitat s'excreta pel fetge. Aquí hi ha un enzim especial: la insulinasa, que inactiva la insulina destruint els seus enllaços estructurals amb els aminoàcids. El 35% de la insulina es descompon als ronyons. Aquest procés es produeix als lisosomes de l'epiteli dels túbuls renals.
La insulina pot augmentar o disminuir la producció. Es presenta en diverses patologies. Si aquestes violacions es prolonguen, es desenvolupen canvis irreversibles en els sistemes vitals del cos.
Interacció entre la glucosa i la insulina
La glucosa és un compost omnipresent als teixits corporals. Gairebé tots els carbohidrats que vénen amb els aliments es converteixen en ells. La propietat més important de la glucosa és servir com a font d'energia, especialment els músculs i el cervell noten immediatament la seva manca.
Per tal que no hi hagi escassetat de glucosa a les cèl·lules, cal insulina. Actua com a clau per a les cèl·lules. Sense ell, la glucosa no pot entrar a les cèl·lules, per molt de sucre que mengeu. A la superfície de les cèl·lules hi ha receptors especials de proteïnes per unir-se a la insulina.
L'hormona és especialment estimada pels miòcits i els adipòcits (cèl·lules grasses), i s'anomenen insulinodependents. Constitueixen gairebé el 70% de totes les cèl·lules. Els processos de respiració, circulació sanguínia i moviment els proporcionen. Per exemple, un múscul sense insulina no funcionarà.
Bioquímica de la neutralització de la glucosa per insulina
També és un procés polièdric, que es desenvolupa per etapes. Les proteïnes són les primeres que s'activen immediatament: transportadors, la funció dels quals és capturar molècules de glucosa i transportar-les a través de la membrana.
La cèl·lula està saturada de sucre. Part de la glucosa s'envia als hepatòcits, on es converteix en glucogen. Les seves molècules ja van a altres teixits. Què causa la manca d'insulina al cos.
La manca de síntesi d'insulina provoca diabetis tipus 1. Si la producció de l'hormona és suficient, però les cèl·lules no hi responen a causa de l'aparició de resistència a la insulina en elles, es desenvolupa la diabetis tipus 2.
Classificació de preparats d'insulina
Són combinats i d'una sola espècie. Aquests últims contenen un extracte del pàncrees d'un animal.
Combinat: combina extractes de glàndules de diverses espècies animals. Gairebé mai utilitzat avui.
Per origen o espècie, la insulina és utilitzada per humans i porcs, boví o balena. Es diferencien en alguns aminoàcids. El més preferit després dels humans és la carn de porc, només difereix en un aminoàcid.
A Rússia, la insulina del bestiar no s'utilitza (es diferencia en 3 aminoàcids).
Segons el grau de purificació, la insulina pot ser tradicional (conté impureses d' altres hormones pancreàtiques), monopic (MP) - filtrada addicionalment al gel, les impureses en ella no superen 1•10−3, monocomponent (MK) - en ordre ascendent. L'últim és el més pur: purificació del 99% (1•10−6 impureses).
La insulina també difereix en l'inici, el pic i la durada d'acció: pot ser ultracurta, curta, mitjana iprolongat - llarg i extra llarg. L'elecció depèn del metge.
Com reposar la insulina
Fins ara no s'han creat mètodes quirúrgics i de recuperació física. Només és possible utilitzar insulina en injeccions. PSSP també pot suportar un pàncrees esgotat: redueixen la hiperglucèmia. De vegades, la teràpia d'insulina es pot complementar amb TRH; aquests són mètodes de medicació.
Però hi ha prou maneres improvisades d'influir en la producció d'insulina: una dieta amb una quantitat reduïda d'hidrats de carboni, que implica la fragmentació de la nutrició i l'alimentació al mateix temps, la freqüència de la ingesta és de 5-6 vegades a. dia. És útil utilitzar espècies, evitar hidrats de carboni simples i canviar a complexos amb IG baix, augmentar la fibra a la dieta, te verd i més marisc, proteïnes adequades i herbes medicinals. Es recomanen els exercicis aeròbics i altres activitats físiques moderades, i això s'allunya de la hipodinàmia, l'obesitat, perquè, com sabeu, els exercicis físics ajuden a evitar molts problemes..
