Insulin (từ "đảo" trong tiếng Latinh) là một loại hormone polypeptide của tuyến tụy, chức năng của nó là cung cấp năng lượng cho các tế bào của cơ thể. Nơi tổng hợp insulin là ở đảo tụy của Langerhans, tế bào beta của chúng. Insulin tham gia vào quá trình trao đổi chất của tất cả các tế bào mô, mặc dù ở cấp độ hộ gia đình, nó chỉ liên quan đến bệnh tiểu đường.
Thông tin chung
Ngày nay, insulin đã được nghiên cứu đầy đủ về cấu trúc của nó. Sự kết nối của hormone với sự trao đổi chất của protein, vốn được sản xuất với số lượng không đủ ở bệnh nhân tiểu đường, được tiết lộ, dẫn đến sự bào mòn sớm của các tế bào. Vai trò của insulin trong tổng hợp protein là làm tăng sự hấp thu các axit amin từ máu của các tế bào và sau đó tạo ra các protein từ chúng.
Bên cạnh đó, insulin sẽ ức chế sự phân hủy của protein trong tế bào. Insulin cũng ảnh hưởng đến lipid theo cách mà tình trạng nhiễm toan và xơ vữa động mạch phát triển khi thiếu hụt nó. Tại sao lại ràng buộcinsulin với năng lượng tế bào? Bởi với một bữa ăn thịnh soạn, quá trình tổng hợp insulin tăng lên rõ rệt, đường được vận chuyển vào tế bào và chúng dự trữ năng lượng. Đồng thời, mức độ glucose trong máu giảm - đây là đặc tính chính của insulin. Khi dư thừa glucose, insulin sẽ chuyển nó thành glycogen, tích tụ trong gan và cơ. Nó cần thiết khi các nguồn năng lượng khác bị cạn kiệt. Có một mối liên hệ trực tiếp giữa tổng hợp insulin và glycogen. Và khi có nhiều glycogen, đường sẽ được chuyển hóa thành chất béo (4 phân tử chất béo thu được từ 1 phân tử đường) - nó được lắng đọng ở hai bên.
Lịch sử khám phá
Vào năm 1869 tại Berlin, một sinh viên y khoa rất trẻ, 22 tuổi Paul Langerhans, trong khi nghiên cứu tuyến tụy dưới kính hiển vi, đã nhận thấy các nhóm tế bào nằm rải rác khắp tuyến, sau này được gọi là đảo nhỏ của Langerhans.
Ban đầu, vai trò của họ không rõ ràng. Sau đó, E. Lagus tuyên bố rằng những tế bào này tham gia vào quá trình tiêu hóa. Năm 1889, nhà sinh lý học người Đức Oskar Minkowski không đồng ý và loại bỏ tuyến tụy của một con chó thí nghiệm để làm bằng chứng.
Trợ lý phòng thí nghiệm Minkowski nhận thấy rằng nước tiểu của một con chó được phẫu thuật thu hút rất nhiều ruồi. Trong quá trình nghiên cứu của cô, người ta đã tìm thấy đường. Đây là kinh nghiệm đầu tiên liên kết tuyến tụy với bệnh tiểu đường.
Năm 1900, nhà khoa học người Nga Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) từ phòng thí nghiệm của I. P. Pavlov đã thực nghiệm chứng minh rằng các đảo nhỏ của Langerhans tham gia vào quá trình chuyển hóa carbohydrate.
Cấu trúc của hormone
Insulin người là một protein có trọng lượng phân tử là 5808, bao gồmtrong số 51 axit amin nối trong 2 chuỗi peptit: A - chứa 21, chuỗi B - 30 axit amin.
Liên kết của họ được hỗ trợ bởi 2 liên kết disulfua. Khi các cầu nối này bị phá hủy, nội tiết tố sẽ bị bất hoạt. Nó có cấu trúc, giống như bất kỳ protein thông thường nào, trong tế bào B.
Một số động vật có insulin, cấu trúc tương tự như ở người. Điều này cho phép tạo ra insulin tổng hợp để điều trị bệnh tiểu đường. Loại được sử dụng phổ biến nhất là insulin lợn, khác với insulin người chỉ ở một axit amin.
Bò - khác nhau bởi 3 loại axit amin. Việc xác định trình tự chính xác của tất cả các axit amin trong thành phần của insulin được thực hiện bởi nhà vi sinh vật học người Anh Frederick Sanger. Với giải mã này vào năm 1958, ông đã nhận được giải Nobel Hóa học.
Thêm một chút lịch sử
Việc phân lập insulin để sử dụng trong thực tế được thực hiện vào năm 1923 bởi các nhà khoa học F. Banting và Best của Đại học Toronto, người cũng đã nhận giải Nobel. Được biết, Banting hoàn toàn đồng ý với lý thuyết của Sobolev.
Một chút giải phẫu
Tuyến tụy là duy nhất trong cấu trúc của nó. Nghĩa là vừa là tuyến nội tiết vừa là tuyến ngoại tiết. Chức năng của nó nằm trong việc tham gia vào quá trình tiêu hóa. Nó tạo ra các enzym tiêu hóa có giá trị - protease, amylase và lipase, được tiết qua các ống dẫn vào khoang của nó. Phần ngoại tiết chiếm 95% diện tích toàn bộ tuyến.
Và chỉ 5% rơi vào các đảo nhỏ của Langerhans. Điều này cho thấy sức mạnh của tuyến và công việc to lớn của nó trong cơ thể. Các hòn đảo nhỏ được khoanh vùng dọc theo toàn bộ chu vi. 5% là hàng triệu hòn đảo, mặc dù tổng khối lượng của chúng chỉ là 2 g.
Mỗi đảo nhỏ chứa các ô A, B, D, PP. Tất cả chúng đều tạo ra các hợp chất của chúng liên quan đến việc trao đổi BJU từ thức ăn đến. Quá trình tổng hợp insulin xảy ra trong tế bào B.
Nó xảy ra như thế nào
Quy trình chi tiết để sản xuất insulin vẫn chưa được thiết lập chính xác ngày nay. Vì lý do này, bệnh tiểu đường được xếp vào nhóm bệnh lý không thể chữa khỏi. Bằng cách thiết lập cơ chế hình thành insulin, sẽ có thể kiểm soát bệnh tiểu đường bằng cách tác động ban đầu vào quá trình tổng hợp insulin.
Sự phức tạp của quy trình nhiều giai đoạn. Với nó, một số quá trình biến đổi chất xảy ra, kết quả là insulin không hoạt động trở nên hoạt động. Sơ đồ đơn giản hóa: tiền chất - preproinsulin - proinsulin - insulin hoạt động.
Tổng hợp
Sự tổng hợp insulin trong tế bào theo một sơ đồ đơn giản sẽ trông như thế này:
- Tế bào beta tạo thành một chất insulin, chất này được gửi đến bộ máy Golgi của tế bào. Ở đây nó được xử lý thêm.
- Phức hợp Golgi là một cấu trúc của màng tế bào, tích tụ, tổng hợp và sau đó loại bỏ các hợp chất cần thiết qua màng.
- Sự biến đổi của tất cả các giai đoạn dẫn đến sự xuất hiện của một loại hormone có khả năng.
- Insulin hiện được đóng gói dưới dạng hạt tiết đặc biệt. Lưu trữ cho đến khi có nhu cầu và chín. Các hạt này cũng lưu trữ dư lượng C-peptide, ion kẽm, amylin và proinsulin. Quá trình tổng hợp và bài tiết insulin bắt đầu trong bữa ăn:các enzym tiêu hóa đi vào, phần hạt được chuẩn bị đầy đủ sẽ hợp nhất với màng tế bào, và nội dung của nó được đẩy ra khỏi tế bào hoàn toàn vào máu.
- Khi tăng đường huyết, insulin đã hoạt động - nó được giải phóng và bắt đầu hoạt động. Nó thấm vào các mao mạch của tuyến tụy, trong đó có rất nhiều, chúng xâm nhập vào tuyến này qua lại.
Sự tổng hợp insulin được điều chỉnh bởi hệ thống cảm nhận glucose của tế bào beta. Nó hoàn toàn điều chỉnh sự cân bằng giữa lượng đường ăn vào và sản xuất insulin.
Tóm lại: Quá trình tổng hợp insulin trong cơ thể được kích hoạt trong quá trình tăng đường huyết. Nhưng insulin chỉ tăng theo bữa ăn, nhưng nó được sản xuất suốt ngày đêm.
Không chỉ glucose điều chỉnh quá trình tổng hợp và bài tiết insulin. Trong bữa ăn, các kích thích bổ sung cũng diễn ra: protein có trong thức ăn (axit amin leucine và arginine), estrogen và cholecystokinin, ion K, Ca, axit béo từ chất béo. Sự giảm tiết insulin được ghi nhận cùng với sự gia tăng trong máu của chất đối kháng insulin - glucagon. Nó được sản xuất trong cùng các đảo nhỏ tuyến tụy, nhưng trong các tế bào alpha. Vai trò của glucagon trong quá trình phân hủy và tiêu thụ glycogen. Sau đó được chuyển thành glucose. Theo thời gian (theo tuổi tác), sức mạnh và hoạt động của các đảo nhỏ tuyến tụy giảm đi, điều này trở nên đáng chú ý sau 40 năm.
Thiếu tổng hợp insulin gây ra những thay đổi không thể đảo ngược trong nhiều cơ quan và hệ thống. Tỷ lệ insulin trong máu của người lớn là 3-25 μU / ml, sau 58-60 tuổi - 7-36 μU / ml. Ngoài ra, insulin luôn tăng cao ở phụ nữ mang thai.
Bên cạnh quy địnhtăng đường huyết, insulin có chức năng đồng hóa và chống dị hóa. Nói cách khác, cả hai quá trình này đều là những người tham gia vào quá trình trao đổi chất. Một trong số chúng kích hoạt, còn lại ức chế quá trình trao đổi chất. Tính nhất quán của chúng cho phép bạn duy trì sự ổn định của cân bằng nội môi của cơ thể.
Chức năng của insulin
Insulin hình thành một số cơ chế lên men trong tế bào, hỗ trợ quá trình trao đổi chất. Khi được giải phóng, nó làm tăng việc hấp thụ và sử dụng glucose của các mô, sự lưu trữ của nó ở cơ và gan và mô mỡ.
Mục đích chính của nó là để đạt được đường huyết. Để làm được điều này, glucose cần được phân phối đến một nơi nào đó, vì vậy insulin làm tăng khả năng hấp thụ glucose của tế bào, kích hoạt các enzym để đường phân, tăng cường độ tổng hợp glycogen, đi đến gan và cơ, giảm gluconeogenesis ở gan, trong lượng glucose dự trữ trong gan giảm xuống.
Hàm đồng hóa
Các hàm đồng hóa bao gồm:
- Tăng khả năng thu nhận axit amin của tế bào (leucine và valine).
- Tăng cung cấp khoáng chất cho tế bào - K, Ca, Mg, P.
- Kích hoạt tổng hợp protein và nhân đôi DNA.
- Tham gia vào quá trình hình thành các este (este hóa) từ các axit béo cần thiết cho sự xuất hiện của chất béo trung tính. Chức năng chống dị hóa.
- Giảm sự phân hủy của protein bằng cách ngăn chặn quá trình phân hủy chúng thành axit amin (thủy phân).
- Giảm phân hủy lipid (phân giải lipid, thường giải phóng axit béo vào máu).
Loại bỏ (loại bỏ) insulin
Quá trình này diễn ra ở gan và thận. Hơn một nửa trong số đó được đào thải qua gan. Có một loại enzyme đặc biệt ở đây - insulinase, làm bất hoạt insulin bằng cách phá hủy các liên kết cấu trúc của nó với các axit amin. 35% insulin bị phân hủy trong thận. Quá trình này xảy ra trong lysosome của biểu mô của ống thận.
Insulin có thể tăng hoặc giảm sản xuất. Nó xảy ra trong các bệnh lý khác nhau. Nếu vi phạm như vậy kéo dài, những thay đổi không thể đảo ngược trong các hệ thống quan trọng của cơ thể sẽ phát triển.
Tương tác giữa glucose và insulin
Glucose là một hợp chất phổ biến trong các mô cơ thể. Hầu hết mọi carbohydrate đi kèm với thức ăn đều được chuyển hóa thành nó. Đặc tính quan trọng nhất của glucose là đóng vai trò như một nguồn năng lượng, đặc biệt là cơ và não ngay lập tức nhận thấy sự thiếu hụt của nó.
Để không bị thiếu glucose trong tế bào, cần có insulin. Nó hoạt động như một chìa khóa cho các ô. Không có nó, glucose không thể đi vào tế bào, cho dù bạn ăn bao nhiêu đường. Trên bề mặt tế bào có các thụ thể protein đặc biệt để liên kết với insulin.
Hormone này được các tế bào myocytes và tế bào mỡ (tế bào mỡ) đặc biệt yêu thích, và chúng được gọi là phụ thuộc vào insulin. Chúng chiếm gần 70% tổng số tế bào. Các quá trình hô hấp, tuần hoàn máu, vận động đều do chúng cung cấp. Ví dụ, một cơ không có insulin sẽ không hoạt động.
Hóa sinh của insulin trung hòa glucose
Cũng là một quá trình nhiều mặt, nó phát triển theo từng giai đoạn. Protein là chất đầu tiên được kích hoạt ngay lập tức - chất vận chuyển, có vai trò là bắt giữ các phân tử glucose và vận chuyển chúng qua màng.
Tế bào bị bão hòa với đường. Một phần glucose được gửi đến các tế bào gan, nơi nó được chuyển hóa thành glycogen. Các phân tử của nó đã đi đến các mô khác. Nguyên nhân nào gây ra tình trạng thiếu insulin trong cơ thể.
Thiếu tổng hợp insulin gây ra bệnh tiểu đường loại 1. Nếu sản xuất đủ hormone, nhưng các tế bào không đáp ứng với nó do sự xuất hiện của kháng insulin trong chúng, thì bệnh tiểu đường loại 2 sẽ phát triển.
Phân loại các chế phẩm insulin
Chúng được kết hợp và đơn loài. Loại thứ hai chứa chiết xuất từ tuyến tụy của một con vật.
Kết hợp - kết hợp chiết xuất từ các tuyến của một số loài động vật. Hầu như không bao giờ được sử dụng ngày nay.
Theo nguồn gốc hoặc loài, insulin được người và lợn, gia súc hoặc cá voi sử dụng. Chúng khác nhau ở một số axit amin. Loại được ưa thích nhất sau con người là thịt lợn, nó chỉ khác một loại axit amin.
Ở Nga, insulin từ gia súc không được sử dụng (nó khác nhau bởi 3 loại axit amin).
Theo mức độ thanh lọc, insulin có thể là truyền thống (chứa các tạp chất của các hormone tuyến tụy khác), monopeak (MP) - được lọc thêm trên gel, các tạp chất trong đó không quá 1 • 10−3, đơn thành phần (MK) - theo thứ tự tăng dần. Loại cuối cùng là loại tinh khiết nhất - độ tinh khiết 99% (1 • 10−6 tạp chất).
Insulin cũng khác nhau về thời gian khởi phát, đỉnh điểm và thời gian tác dụng - nó có thể là siêu ngắn, ngắn, trung bình vàkéo dài - dài và thêm dài. Sự lựa chọn là tùy thuộc vào bác sĩ.
Cách bổ sung insulin
Phương pháp phẫu thuật và phục hồi thể chất cho đến nay vẫn chưa được tạo ra. Có thể chỉ sử dụng insulin ở dạng tiêm. PSSP cũng có thể hỗ trợ tuyến tụy đang kiệt sức - chúng làm giảm sự tăng đường huyết. Đôi khi liệu pháp insulin có thể được bổ sung bằng HRT - đây là những phương pháp dùng thuốc.
Nhưng có đủ cách ngẫu hứng để tác động đến việc sản xuất insulin: một chế độ ăn giảm lượng carbohydrate, nghĩa là chia nhỏ dinh dưỡng và ăn cùng một lúc, tần suất ăn là 5-6 lần a ngày. Điều hữu ích là sử dụng gia vị, tránh carbohydrate đơn giản và chuyển sang loại phức tạp với GI thấp, tăng chất xơ trong chế độ ăn, trà xanh và nhiều hải sản, protein thích hợp và thuốc thảo dược. Các bài tập thể dục nhịp điệu và các hoạt động thể chất vừa phải khác được khuyến khích, và đây là cách khởi đầu cho chứng giảm động lực, béo phì, bởi vì, như bạn đã biết, các bài tập thể chất giúp tránh nhiều vấn đề.
