INSULIN

INSULIN (fra Lat Insula - island), et hormon produceret i bugspytkirtlen b-celler i øerne Langerhans. Det humane insulinmolekyle (mol M. 5807) består af to peptidkæder (A og B) forbundet med to disulfidbroer; Den tredje disulfidbro er placeret i kæde A (se bogstavformlen, se betegnelsen i Art. Aminosyrer).

Og nsulin findes hos alle hvirveldyr. I store pattedyr adskiller insulinmolekylerne kun aminosyresammensætningen i positionerne 8, 9 og 10 i kæde A og i position 30 i kæde B (se tabel). I fisk, fugle og gnavere er forskelle i insulinstruktur signifikant.

Insulin - den mest populære
XX århundrede molekyle

I kemiens historie opstod der begivenheder i deres drama, som ligner stormen af ​​en uigennemtrængelig top, hvilke uafhængige grupper af klatrere langs forskellige ruter forsøger at klatre på samme tid. Alt dette ledsages af konkurrenceforholdene - hvem vil først klatre til toppen?

Den følgende diskussion fokuserer på syntese af insulin - en begivenhed, der er blevet en betydelig præstation inden for kemisk videnskab. Ligesom før toppen af ​​topmødet skaber klatrerne base-, mellem- og angrebslokerne. Syntese af insulin var velforberedt, men ikke af dem, der satte sig for at erobre topmødet, men ved de forgængerforskeres faste arbejde. Vi kan med sikkerhed sige, at oprettelsen af ​​kildebrohovedet ikke er mindre imponerende end det efterfølgende angreb. Insulin kan med rette kaldes det mest populære molekyle i det tyvende århundrede; Navne på syv (!) Nobelpristagere er forbundet med forskningen af ​​denne forbindelse.

Livreddende protein

I midten af ​​XX århundrede. insulin var et af de mest intensivt undersøgte stoffer. Årsagen er, at det var muligt at forklare oprindelsen af ​​en af ​​de mest alvorlige sygdomme - diabetes. Sygdommen opstår, når kroppen ikke har nok hormon * insulin. Insulin udløser processer, der leverer glukose (sukker) til cellerne, og stimulerer også de intracellulære mekanismer, der tillader absorption af glucose.

Med mangel på insulin forbruges glucose ikke af cellerne, det akkumuleres i blodet og begynder at komme ind i urinen gennem nyrerne. Forhøjet blodsukker og udskillelse i urinen fører til vægttab, overdreven vandladning, konstant følelse af stærk tørst og sult. Kroppen forsøger at kompensere for den mangel på kalorier, som det taber i urinen i form af glucose, og begynder at bruge fedtreserver og vævsproteiner (hovedsageligt muskler). Der er træthed, døsighed, kvalme, metaboliske processer forstyrres, hvilket kan føre til diabetisk koma, og hvis de bliver ubehandlede, fører det til døden.

Diabetes findes i befolkningen i alle lande og blandt alle løb. Den tidligste beskrivelse af denne sygdom blev lavet for 3000 år siden i det gamle Indien. Detaljerede symptomer på sygdommen (overdreven vandladning, overdreven tørst og vægttab) er beskrevet i I c. BC Sygdommen fik sit navn fra den græske diabetes, som betyder "strømme igennem, passere igennem" (hvilket betyder overdreven vandladning).

Systematisk undersøgelse af denne sygdom varede i mere end et århundrede. I XVII århundrede. Engelsk læge T. Willis henledte opmærksomheden på, at urin hos patienter med sådanne symptomer har en sødlig smag (kun en sand videnskabsmand kunne udføre en sådan analyse). Billedet begyndte at rydde op efter eksperimenterne fra den franske fysiolog Claude Bernard (1813-1878), hvor han observerede hunde med fjernet bugspytkirtlen. Hans eksperimenter blev videreført i 1889 af de tyske fysiologer Josef von Mehring og Oskar Minkowski. De fjernede kirurgisk bukspyttkjertlen hos hunde, og derefter så de en markant stigning i blodglukosekoncentrationen, dets udseende i urinen og andre tegn på diabetes. Således viste de eksperimentelt forbindelsen mellem bugspytkirtlen og diabetes.

D. McLeod
(1876-1935)

Nogle fysiologer har antydet, at bugspytkirtlen producerer et stof, der fremmer absorptionen af ​​glukose i kroppen. I 1916 navngav den tyske fysiolog Charpy-Schafer dette hypotetiske stofinsulin (fra den latinske insula, en ø, da de tydeligt observerede grupper af pankreasceller på dette tidspunkt kaldes Langerhans-øerne). Så var det kun en antagelse, som senere blev fuldt bekræftet.

F.Banting
(1891-1941)

I 1921 lykkedes tre canadiske forskere - professor i fysiologi ved University of Toronto (Canada), John MacLeod, kirurg Frederick Banting og fysiolog Charles Best at isolere insulin fra bugspytkreaturen hos forsøgsdyr. De første forsøg med introduktionen af ​​det resulterende lægemiddel til hunde med fjernet pancreas viste et signifikant fald i blodsukkerniveauet hos dyr og en forbedring af det kliniske billede.

Ch.Best
(1899-1978)

Den 11. januar 1922 (et væsentligt faktum i verdensmedicinens historie) blev der introduceret et renere og mere aktivt insulin til den første patient - en teenager, der led af alvorlig diabetes. Efter den opnåede positive effekt blev lignende tests udført på flere flere patienter. En ny retning inden for medicinsk videnskab - hormonbehandling.

I 1923 blev McLeod og Banting tildelt Nobelprisen i Fysiologi og Medicin "til opdagelse af insulin." Bedste var ikke med på laureateslisten, og Banting gav ham halvdelen af ​​de modtagne penge (en gestus, der var en sand videnskabsmand).

I 1926 blev masseproduktion af insulin etableret. Mange tusinde diabetikere, der tidligere var dømt til døden, blev reddet og kunne føre et relativt normalt liv ved regelmæssigt at tage medicin.

Fra medicin til kemi

Fysiologer MacLeod og Banting plejede at behandle patienter med et ekstrakt af dyrets bugspytkirtel. Imidlertid har kemikere altid været interesserede i, hvordan en bestemt forbindelse er arrangeret. Insulinet i krystallinsk form kunne først komme i 1926 G. Abel. Det var takket være hans arbejde, at den industrielle produktion af stoffet blev forvaltet. Abel besluttede også sammensætningen af ​​insulin, det blev klart, at stoffet er et proteinmolekyle. Fra dette tidspunkt overføres insulinundersøgelser fra medicin til kemiområdet mere præcist i hænderne på biokemikere.

F.Senger
(s. 1918)

Alle de ovennævnte værker udarbejdede et afgørende stadium, som gjorde det muligt at finde ud af, hvordan molekylet er arrangeret, hvilket tiltrak så mange forskeres opmærksomhed. Dette problem blev løst af den amerikanske biokemist Frederick Senger. I starten udviklede han en metode til identifikation af terminale aminogrupper i et proteinmolekyle ved at behandle det i et alkalisk medium med dinitrofluorbenzen (senere blev denne metode klassisk). Derefter adskilte han bogstaveligt hele hele insulinmolekylet og bestemte sammensætningen af ​​de opnåede aminosyrer ved hjælp af de mest moderne metoder - elektroforese udviklet af A.Tizelius (Nobelprisen, 1948) og kromatografi forbedret af A. Martin og R.Sing (Nobelpristagere, 1952 g). Imidlertid for at fastslå fra hvilke aminosyrer proteinet molekylet er samlet er kun halvdelen af ​​sagen og mindre kompliceret. Det vigtigste - at finde ud af deres rækkefølge i kæden.

Sanger udviklede en plan, hvorefter han ved hjælp af specielt udvalgte enzymer (biologiske katalysatorer) udførte splittelsen af ​​proteinkæden i små segmenter i de tidligere udpegede områder og sammenlignede derefter deres sammensætning. Arbejdet var en perfekt kombination af logisk og eksperimentel færdighed, og i 1958 blev forskeren tildelt Nobelprisen "for hans arbejde med proteinstrukturen, især insulin." Hans metode Senger bogstaveligt perfektioneret, med tiden er hans metode blevet et generelt princip for undersøgelsen af ​​proteinkonstruktionen.

Vincent
Du vigno
(1901-1978)

Samtidig bemærker vi, at Sanger, efter at have anvendt lignende logiske konstruktioner, men ved at ændre den anvendte metode og reagenser lidt, var i stand til at etablere en sekvens af fragmenter i strukturen af ​​den berømte DNA-dobbelthelix. Til disse studier i 1980 blev Senger (med W. Gilbert og P. Berg) tildelt en anden Nobelpris "for hans bidrag til bestemmelsen af ​​sekvensen af ​​baser i nukleinsyrer." Således er Sanger den eneste to gange nobelpristagere i kemi. Ingen kunne have forestillet sig, at disse DNA-tests i sidste ende ville åbne en ny side i insulinkemi, men det vil blive diskuteret senere.

Dorothy
Crowfoot Hodgkin
(1910-1994)

Den amerikanske biokemist Vincent Du Vigno, der studerede insulin i flere år efter at have lært om Senger's arbejde, besluttede at bruge sin metode til at dechiffrere strukturen af ​​to andre hormoner (vasopressin og oxytocin). Imidlertid etablerede han ikke kun strukturen, men syntetiserede også molekylerne af disse hormoner. Faktisk var han den første, der kunne syntetisere naturlige polypeptider. Forskerens arbejde blev tildelt Nobelprisen i 1955, dvs. han modtog en pris tre år tidligere end Senger, hvis ideer hjalp ham med at opnå et så storslået resultat. Du Vignos værker åbnet faktisk vejen til syntese af insulin.

I mellemtiden fortsatte insulinundersøgelser. Undersøgelsen af ​​insulinets terapeutiske egenskaber gjorde det muligt at fastslå, at dets zinkkompleks af flere molekyler, det såkaldte Zn-insulin, har en længere terapeutisk virkning. Strukturen af ​​dette kompleks viste sig at være meget kompliceret (den indeholder næsten 800 atomer), derfor var fysisk-kemiske analysemetoder involveret. I 1972 etablerede den engelske biophysiker Dorothy Crowfoot-Hodgkin (vinder af Nobelprisen 1964 til bestemmelse af strukturer af biologisk aktive stoffer med røntgenstråler) den tredimensionelle struktur af dette ekstremt komplekse kompleks.

Forenklet sprog for biokemikere

Før vi overvejer strukturen af ​​insulinmolekylet, lad os lære, hvordan biokemister skildrer proteinmolekyler.

Alle proteiner er polymerer, hvis kæder er samlet fra fragmenter af aminosyrer. Aminosyrer er organiske forbindelser indeholdende aminogruppen NH2 og carboxylgruppe COOH. Kun aminosyrer er involveret i dannelsen af ​​proteiner, hvor der kun er ét carbonatom mellem aminogruppen og carboxylgruppen. Generelt kan de repræsenteres ved formlen H2N-CH (R) -COOH. R-gruppen bundet til et carbonatom (den der er mellem amino- og carboxylgruppen) bestemmer forskellen mellem de aminosyrer, der udgør proteiner. Denne gruppe kan kun bestå af carbonatomer og hydrogen, men oftere indeholder den ud over C og H forskellige funktionelle grupper. Af forskelligheden af ​​eksisterende aminosyrer (teoretisk set er antallet af mulige aminosyrer ubegrænset), kun tyve, såkaldte "grundlæggende" aminosyrer, er involveret i dannelsen af ​​proteiner. Til "konstruktion" af insulin anvendte naturen 16 aminosyrer (af den tilladte tyve) (tabel 1).

Hvad er den kemiske formel og struktur for insulin?

Strukturen af ​​insulin interesserede forskere siden dens opdagelse. Talrige forsøg i denne retning blev påbegyndt af dens opdagere Frederick Banting og Charles Best.

Samtidig forsøgte forskerne at etablere den nøjagtige kemiske formel for det valgte hormon, hvilket ville gøre det muligt at syntetisere kemisk.

I fremtiden skal det siges, at insulins struktur er så kompleks, at den ikke kan beskrives med kun en kemisk formel. Men det betyder ikke, at den kemiske struktur af insulin endnu ikke er kendt. Næsten alt er kendt om dette stof i dag, men dets undersøgelse og forskning betragtes ikke som fuldstændig, og forskere i næsten alle udviklede lande lægger stor vægt på udviklingen af ​​nye teknologier til syntese af dette væsentlige hormon samt forbedring af metoder til behandling af diabetes.

I dag er det kendt, at insulin er bygget af aminosyrer og er et såkaldt peptidhormon. Strukturen af ​​dets molekyle involverer samtidig to polypeptidkæder. Til gengæld er aminosyrerester involveret i dannelsen af ​​kæder. Deres tal er 51. Strukturen af ​​polypeptidkæderne er imidlertid ikke symmetrisk, som det ofte er tilfældet i organiske forbindelser. Forskere har fundet ud af, at den kemiske formel af insulin er placeret kæder, betinget kaldet "A" og "B".

Apoteker ønsker endnu engang at betale ind på diabetikere. Der er et fornuftigt moderne europæisk lægemiddel, men de holder stille om det. Det er.

Et kendetegn ved kæden "B" er indgangen til dets sammensætning af 30 aminosyrerester og kæden "A" 21 aminosyrerest. I dette tilfælde er begge kæder forbundet med tre broer bestående af disulfitter.

I øjeblikket kan du få et præcist svar på spørgsmålet om, hvad der er insulin, og se dets struktur med mine egne øjne, ved hjælp af den rumlige ordning udviklet af forskere. Du kan finde den på internettet ved den relevante søgeforespørgsel. Diagrammet viser tydeligt, at molekylernes kæder er mobile. De kan ændre deres position i rummet, vride og indpakke. En sådan struktur forekommer kun i molekyler af særligt aktive biologiske forbindelser, som i princippet er dette hormon.

Det skal bemærkes, at strukturen og kemisk sammensætning af insulin af forskellige dyr og mennesker ikke er det samme. Hovedforskellen vedrører aminosyrerester. Den nærmeste til en person er et hormon produceret af svinens krop. Den består af 50 aminosyrerester, som i mennesker, og kun én er anderledes. Det handler om alanin hos grise og threonin hos mennesker. Hvad angår den kemiske struktur af insulinox, er der tre aminosyrer, der ikke falder sammen med mennesker.

Det er på grund af sin unikke struktur og kemiske struktur, at insulin har evnen til at aktivere de vigtigste stoffer involveret i glycolyse. Som et resultat af denne proces erhverver leverceller evnen til at fremstille glykogen, hvilket i sidste ende fører til produktion af fedtsyrer og syntesen af ​​proteiner og fedtstoffer i levende væseners krop.

Men dette er ikke slutningen af ​​effekten og betydningen af ​​dette særligt vigtige hormon i kroppen. Det skal bemærkes, at dets tilstedeværelse og deltagelse i metaboliske processer undertrykker ødelæggelsen af ​​proteinvæv og fedt, og manglen eller fuldstændig fravær bliver til en reel tragedie for mennesker og forårsager udviklingen af ​​diabetes.

Det var undersøgelsen af ​​insulinets struktur, dens sammensætning og fremstillingen af ​​en kemisk formel, der gjorde det muligt at opnå det i en mængde, der var tilstrækkelig til at behandle patienter med diabetes, samtidig med at man sparer millioner af liv.

Jeg lider af diabetes i 31 år. Nu sund. Men disse kapsler er utilgængelige for almindelige mennesker, apoteker ønsker ikke at sælge dem, det er ikke rentabelt for dem.

Sig kemisk navn på insulin og kemisk formel

Insulinmolekylet dannes af to polypeptidkæder indeholdende 51 aminosyrerester: A-kæden består af 21 aminosyrerester, B-kæden består af 30 aminosyrerester. Polypeptidkæder er forbundet med to disulfidbroer gennem cysteinrester, den tredje disulfidbinding er lokaliseret i A-kæden.

Den primære struktur af insulin i forskellige arter varierer noget, ligesom dens betydning i reguleringen af ​​kulhydratmetabolisme. Svininsulin er tættest på mennesket, som adskiller sig fra det med kun en aminosyrerest: alanin er placeret i 30-stillingen af ​​svininsulin B-kæden, og threonin er placeret i humant insulin; bovint insulin karakteriseres af tre aminosyrerester.

Kæderne er forbundet med hinanden ved hjælp af to disulfidbroer (dvs. hver er dannet af to svovlatomer), og den tredje disulfidbro forbinder aminosyrerne i A-kæden, der er fjernt fra hinanden. Forbundne kæder bøjes delvist og foldes ind i en kugleformet struktur, og denne konfiguration af hormonmolekylet er vigtig for manifestationen af ​​dens biologiske aktivitet.

Insulin kemisk formel

Insulin er et protein. Dens strukturformel foreslået af Sanger er præsenteret nedenfor. I insulin skelnes der to polypeptidkæder: en større bestående af 30 aminosyrerester indeholdende to disulfmd-broer og en anden kortere bestående af 21 aminosyrerester indeholdende en tredje disulfidbro.

Den molekylære struktur af insulin, der er isoleret fra bugspytkirtlen hos dyr af forskellige arter, er forskellig. I svin og hvalinsulin erstatter sekvensen af ​​aminosyrerester Tre-Ser-Eli Ala-Ser-Val mellem disulfidbroen i den lille kæde i kvæginsulin eller Ala-Gly-Val i fårinsulin.

Humant insulin er forskelligt fra grisinsulin, idet den terminale aminosyrerest i en langkæde ikke er alanin, men threonin. I insulin af kaniner i denne position er serinrest. Skønt disse forskelle i insulinets molekylære struktur ikke påvirker dens biologiske aktivitet, bestemmer de artens og immunologiske specificitet af hormonet.

Insulin er næsten uopløselig i vand ved pH 5,3-5,4, svarende til dets isoelektriske punkt. Den har en molekylvægt på 5734. Insulin reagerer med divalente kationer, især med zinkioner, såvel som med store proteiner som protaminer og histoner. Insulinmolekyler reagerer med hinanden og danner således større aggregater, hvis molekylvægt er et multipel på 5734.

Disse reaktioner, der er reversible, ledsages af en ændring i insulinopløseligheden. Således, i nærværelse af zinkioner, mister insulin sin opløselighed og udfældes fra opløsning i krystallinsk form. Zink er en væsentlig del af insulinmolekylet; Hvert hormonmolekyle indeholder 3 atomer af dette metal.

Alkalis forårsager irreversibel inaktivering af insulin, ledsaget af frigivelse af ammoniak. Irreversibel inaktivering af insulin forekommer i de reaktioner, der ødelægger disulfidbindinger i hormonmolekylet. Ligesom andet polypeptid brydes insulin ned i mavetarmkanalen i dets bestanddelige aminosyrer.

Tablet af alanin, der står ved det terminale carbonatom i den lange kæde, påvirker ikke hormonets biologiske aktivitet. Men hvis samtidig aspartinsyren placeret ved det terminale carbonatom i en kort kæde er spaltet, er resten af ​​insulinmolekylet fundet at være inaktiv. Hormonet mister også sin aktivitet ved acetylering af phenol- eller carboxylgrupper og ved iodisering af tyrosinrester.

insulin

Insulin (fra det latinske. Insula - ø) er et peptidhormon, der er dannet i beta-cellerne i Langerhans pankreasøer. Det har en multifacetteret effekt på metabolisme i næsten alle væv. Den primære virkning af insulin er at reducere koncentrationen af ​​glukose i blodet. Det blev først isoleret af canadiske forskere F. Banting og Ch. Best (1921-22).

Insulinmolekylet dannes af to polypeptidkæder indeholdende 51 aminosyrerester: A-kæden består af 21 aminosyrerester, B-kæden består af 30 aminosyrerester. Polypeptidkæder er forbundet med to disulfidbroer gennem cysteinrester, den tredje disulfidbinding er lokaliseret i A-kæden.

Den primære struktur af insulin i forskellige arter varierer noget, ligesom dens betydning i reguleringen af ​​kulhydratmetabolisme. Svininsulin er tættest på mennesket, som adskiller sig fra det med kun en aminosyrerest: alanin er placeret i 30-stillingen af ​​svininsulin B-kæden, og threonin er placeret i humant insulin; bovint insulin karakteriseres af tre aminosyrerester.

Insulinbiosyntese involverer dannelsen af ​​to inaktive precursorer, preproinsulin og proinsulin, som omdannes til et aktivt hormon som følge af sekventiel proteolyse. Biosyntesen af ​​præproinsulin begynder med dannelsen af ​​et signalpeptid på polyribosomer associeret med ER. Signalpeptidet trænger ind i lumen af ​​ER og styrer væksten af ​​den voksende polypeptidkæde ind i lumen af ​​ER. Efter slutningen af ​​syntesen af ​​præproinsulin spaltes signalpeptidet, som omfatter 24 aminosyrerester, fra (figur 11-24).

Proinsulin (86 aminosyrerester) kommer ind i Golgi-apparatet, hvor det under virkningen af ​​specifikke proteaser spaltes på flere steder for at danne insulin (51 aminosyrerester) og et C-peptid bestående af 31 aminosyrerester.

Insulin og C-peptid i ækvimolære mængder indgår i de sekretoriske granuler. I granulater kombinerer insulin med zink til dannelse af dimerer og hexamerer. Ældre granulater smelter sammen med plasmamembranen, og insulin og C-peptid udskilles i den ekstracellulære væske som følge af eksocytose. Efter sekretion i blodet opløses insulinoligomererne. T1 / 2 af insulin i blodplasmaet er 3-10 minutter, C-peptid - ca. 30 minutter.

Den biologiske rolle - Insulin øger dramatisk permeabiliteten af ​​væggene i muskel- og fedtceller til glukose. Da alle processer med glukoseassimilering forekommer inde i cellerne, og insulin fremmer glucosetransport i dem, tilvejebringer det udnyttelsen af ​​glukose i kroppen, syntesen af ​​glykogen (reservecarbohydrat) og dets akkumulering i muskelfibre. Ved at øge glucosestrømmen i cellerne i fedtvæv stimulerer insulin dannelsen af ​​fedt i kroppen. Derudover stimulerer insulin proteinsyntesen i cellen, hvilket øger permeabiliteten af ​​cellevægge for aminosyrer.

Hyperglykæmi - en stigning i blodsukkerniveauet.

I en tilstand af hyperglykæmi øges glukoseoptagelsen både i leveren og i perifere væv. Så snart glukoseniveauet stiger, begynder bugspytkirtlen at producere insulin.

Hypoglykæmi er en patologisk tilstand præget af et fald i perifer blodglukose under normal (

regnemaskine

Service gratis omkostningsoverslag

  1. Udfyld en ansøgning. Eksperter beregner omkostningerne ved dit arbejde
  2. Beregning af omkostningerne kommer til mail og SMS

Dit ansøgningsnummer

Lige nu sendes et automatisk bekræftelsesbrev til posten med oplysninger om ansøgningen.

insulin

Kemisk struktur

Insulin - (fra det latinske. Insula - ø) - et peptidhormon, det er dannet i beta-cellerne i Langerhans pankreasøer. Insulinmolekylet består af to polypeptidkæder, som omfatter 51 aminosyrerester: A-kæden består af 21 aminosyrerester, B-kæden består af 30 aminosyrerester. Polypeptidkæderne er forbundet med to disulfidbroer gennem cysteinrester, den tredje disulfidbinding er i A-kæden.

Den primære struktur af insulin i forskellige biologiske arter har nogle forskelle, ligesom dens rolle i reguleringen af ​​kulhydratmetabolisme adskiller sig. De fleste ligner humant svininsulin, de adskiller sig i en aminosyrerest: i 30-stillingen af ​​B-kæden af ​​svineinsulin er alanin og i human insulin-threonin; bovin insulin afviger med tre aminosyrerester.

Kæder er forbundet med hinanden gennem to disulfidbroer (det viser sig, at hver er dannet af to svovlatomer), og den tredje disulfidbro virker som en forbindelse mellem aminosyrerne i A-kæden fjernt fra hinanden. Tilknyttede kæder svinger lidt og foldes ind i en kugleformet struktur. Det er denne konfiguration af hormonmolekylet, der er vigtigt for manifestationen af ​​dets biologiske aktivitet.

Betydeligt påvirker udvekslingen i næsten alle væv. Med sin kemiske struktur er denne forbindelse et sted mellem polypeptiderne og proteinerne. Insulin er dannet i bugspytkirtlen hos dyr og mennesker. I beta-cellerne i bugspytkirtlen dannes insulin fra et precursor-proinsulin, et polypeptid med 84 aminosyrerester, der ikke udviser grammental aktivitet. Insulin er et specifikt middel, der har tendens til at sænke sukker, det regulerer også kulhydratmetabolisme påvirker absorptionen af ​​glukose af vævene og hjælper det med at omdanne til glykogen, letter også indtrængningen af ​​glucose i vævscellerne. Insulin er ikke kun observeret hypoglykæmisk virkning, den har en række andre virkninger: det påvirker stigningen i glykogen butikker i muskler, har en stimulerende effekt på peptidsyntese, reducerer proteinforbruget. I nogle sportsgrene er dette lægemiddel værdsat på grund af det faktum, at det har en udpræget anabole effekt.

Historisk baggrund

Insulins hovedfunktion er at give kroppens celler et vigtigt energimateriale - glukose.

I tilfælde af mangel på insulin har cellerne ikke evnen til at absorbere glukose, der er en akkumuleringsproces i blodet, og væv og organer er tilbøjelige til at blive sulten. Med en mangel på insulin kan en meget alvorlig sygdom (diabetes) begynde at udvikle sig.

Indtil begyndelsen af ​​XX århundrede. diabetes patienter døde ved børn eller unge alder, på grund af udviklingen af ​​komplikationer forårsaget af sygdommen, levede næsten ingen mere end 5-7 år efter sygdommens begyndelse.

Først i slutningen af ​​1800-tallet spillede bugspytkirtlen en rolle i udviklingen af ​​diabetes mellitus. I 1869 gennemførte den 22-årige Paul Langergans i Berlin forsker ved hjælp af et mikroskop til opbygningen af ​​bugspytkirtlen. Han bemærkede ukendte celler, der skabte grupper jævnt fordelt gennem kirtlen. På trods heraf fortsatte funktionen af ​​disse celler, som senere blev opkaldt efter eleverne som Langerhansøerne, fortsat uudforsket.

Nogen tid senere fortalte Ernst Lako, at bugspytkirtlen er involveret i fordøjelsesprocesserne. I 1889 forsøgte den tyske fysiolog Oscar Minkowski at bevise, at denne erklæring ikke havde noget at gøre med virkeligheden. Til dette formål opstillede han et forsøg, hvor han fjernede kirtlen fra en sund hund. Et par dage efter forsøgets begyndelse bemærkede Minkowski's assistent, som overvåger laboratoriedyrs tilstand, at mange fluer havde fløjet til den eksperimentelle hunds urin.

Gennemført en urin undersøgelse, hvor det blev fundet at en hund, der ikke har en bugspytkirtlen, med urin udskiller sukker. Dette var den første observation, der tyder på, at der er en forbindelse mellem bugspytkirtlen og udviklingen af ​​diabetes. I 1901 viste Eugene Opie, at diabetes udvikler sig som følge af forstyrrelser i bugspytkirtlenes struktur (fuldstændig eller delvis ødelæggelse af Langerhans-øerne).

Den første person til at isolere insulin og med succes anvende den til behandling af patienter, var en canadisk fysiolog Frederick Banting. Han forsøgte at skabe en kur mod diabetes på grund af at to af hans venner døde af sygdommen. Allerede før dette forsøgte mange forskere, der forstod pancreas rolle i udviklingen af ​​diabetes mellitus, at isolere et stof, som påvirker blodsukkerniveauet. Desværre mislykkedes alle forsøg.

Dette skyldtes delvis, at bugspytkirtlenzymer (primært trypsin) formåede at i det mindste delvist nedbryde insulinproteinmolekylerne, inden de kunne isoleres fra kirtelvævekstrakten. I 1906 var Georg Ludwig Zeltser stand til at opnå en vis succes med at reducere niveauet af glukose i blodet af eksperimentelle hunde uden hjælp fra bugspytkirtlen ekstrakt, men var ude af stand til at fortsætte sit arbejde. Scott arbejdede ved University of Chicago i 1911 med et vandigt ekstrakt af bugspytkirtlen, bemærkede han et lille fald i glycosuri i forsøgsdyr. På grund af det faktum, at projektlederen ikke kunne overbevise om betydningen af ​​forskningen, blev de stoppet.

Den samme effekt nåede Israel Kleiner i 1919, han kunne ikke afslutte sit arbejde siden Første Verdenskrig begyndte.

Et lignende arbejde i 1921 blev udgivet af professor i fysiologi fra den rumænske medicinske skole Nicola Paulesco. Mange forskere, ikke kun i Rumænien, mener, at denne videnskabsmand var pioner for insulin. Trods dette tilhører fordelingen af ​​tildelingen af ​​insulin såvel som dens succesfulde brug netop Frederick Banting.

Bunting arbejdet som junior lektor ved Institut for Anatomi og fysiologi på en canadisk universitet, hans vejleder var professor John Macleod, som på det tidspunkt blev taget som en stor ekspert i spørgsmål vedrørende diabetes. Bunting forsøgte at få pancreas atrofi ty til beredning hendes udskillelsesvej kanaler (kanaler) i 6-8 uger, men bevare de Langerhanske øer fra virkningerne af pancreasenzymer, og få en ren ekstrakt af celler fra øerne.

Et laboratorium, assistenter og eksperimentelle hunde var nødvendige for at gennemføre dette forsøg, alt dette var ikke tilfældet med Banting.

Til hjælp vendte han sig til professor John MacLeod, som var klar over alle tidligere fejl i pancreas hormoner. I den henseende nægtede han først at Banting. Trods dette fortsatte Banting at fortsætte og i foråret 1921 bad MacLeod om at give tilladelse til at arbejde i laboratoriet i mindst to måneder. På grund af det faktum, at MacLeod havde planlagt at gå til Europa, var laboratoriet gratis, men han gav sit samtykke. Som assistent fik Banting en 5-årig studerende, Charles Best, som var velbevandret i metoder til bestemmelse af blodsukker og urin.

For at kunne gennemføre et eksperiment, der kræver store udgifter, solgte Banting næsten alt, hvad han havde.

Flere hunde blev bundet op med kanter i bugspytkirtlen og begyndte at vente på dets atrofi. Den 27. juli 1921 blev der introduceret et atrofisk bugspytkstrakt til en hund, der ikke havde bugspytkirtlen, og som var i prekoma. Få timer senere viste hunden et fald i blodsukkeret og urinniveauet, og acetone forsvandt.

Derefter blev pancreasekstraktet injiceret en anden gang, og det levede i yderligere 7 dage. Det er sandsynligt, at det ville være muligt at forlænge hundens liv i nogen tid, men forskerne var løbet tør for ekstrakt. Dette skyldtes, at opnåelse af insulin fra bugspytkirtlen hos hunde er et meget besværligt og langt arbejde.

Yderligere Banting og Best begyndte at producere et uddrag fra bugspytkirtlen af ​​ufødte kalve, som endnu ikke er begyndt at blive produceret fordøjelsesenzymer, men at producere tilstrækkelig insulin. Mængden af ​​insulin var nu nok til at holde den eksperimentelle hund levende i op til 70 dage. Da MacLeod vendte tilbage fra Europa og gradvist blev interesseret i Banting og Bests arbejde, besluttede han at forbinde alle laboratoriepersonale til det. Bunting fra starten kaldet afledt bugspytkirtlen ekstrakt isletinom, men så lyttede til forslag fra McLeod og omdøbte det til insulin (fra latin insula -. «Ø").

Insulinprøven fortsatte med succes. Den 14. november 1921 rapporterede Banting og Best om resultaterne af deres forskning på et møde i Fysiologisk Journal Club ved University of Toronto. En måned senere talte de om deres succeser i det amerikanske fysiologiske samfund i New Haven.

Mængden af ​​ekstrakt, der blev opnået fra bugspytkirtlen hos kvæg slagtet på slagteriet, begyndte at stige hurtigt, og en specialist var nødvendig for at sikre en fin oprensning af insulin. Med henblik herpå opfordrede MacLeod i slutningen af ​​1921 den berømte biokemist James Collip til at arbejde, og han opnåede meget hurtigt gode resultater i rensningen af ​​insulin. I januar 1922 besluttede Banting og Best at starte de første kliniske forsøg med insulin hos mennesker.

For det første introducerede forskere 10 enheder insulin sammen, og derefter senere - en frivillig. De blev en 14-årig dreng, Leonard Thompson, som led af diabetes. Han modtog den første indsprøjtning den 11. januar 1922, men det var ikke helt succesfuldt. Årsagen til dette var, at ekstrakten ikke var tilstrækkeligt rengjort, allergier begyndte at udvikle sig. I de næste 11 dage arbejdede Collip hardt i laboratoriet for at forbedre ekstraktet, og den 23. januar blev drengen fået en anden insulinindsprøjtning.

Efter at have indtastet insulin begyndte drengen hurtigt at forbedre sig - han var den første til at overleve takket være insulin. Nogen tid senere reddede Banting sin ven, lægen Joe Gilchrist, fra den uundgåelige død.

Nyheden om, at insulin blev anvendt succesfuldt den 23. januar 1922, blev meget hurtigt en international sensation. Banting og hans kolleger genoplivede hundredvis af mennesker med diabetes, især med alvorlige former. Folk sendte mange breve med anmodninger om heling, nogle kom direkte til laboratoriet. På trods af dette var der mange mangler - insulindrogen var endnu ikke standardiseret, der var ingen midler til selvkontrol, og de indgivne doser blev målt omtrent ved øjet. I denne henseende opstod ofte hypoglykæmiske reaktioner i kroppen, når glukoseniveauet faldt under normal.

På trods af alt dette fortsatte introduktionen af ​​insulin til dagligmedicinsk praksis at forbedre sig.

Universitetet i Toronto begyndte at sælge insulinproduktionslicenser til medicinalfirmaer, i 1923 blev det tilgængeligt for alle diabetikere.

Lily (USA) og Novo Nordisk (Danmark) har fået tilladelse til at fremstille medicin, og de er nu ledere på dette område. Bantingu i 1923, Universitetet i Toronto tildelt graden af ​​Doctor of Science, blev han valgt som professor. Derudover blev det besluttet at åbne medicinske specialstudier for Banting og Best, de blev tildelt høje personlige lønninger.

I 1923 blev Banting og Mcleod tildelt Nobelprisen i Fysiologi og Medicin, som de delte på frivillig basis med Best and Collip.

I 1926 syntetiserede den medicinske videnskabsmand Abel at syntetisere insulin i en krystallinsk form. Efter 10 år opnåede den danske forsker Hagedorn langvarig (udvidet) insulin, og 10 år senere skabte han neutral protamin Hagerdon, han er stadig en af ​​de mest populære typer af insulin.

Den kemiske sammensætning af insulin blev etableret af den britiske molekylærbiolog Frederick Sanger, der blev tildelt Nobelprisen i 1958 for dette. Insulin var det første protein, hvis aminosyresekvens er fuldstændigt dechifret.

Insulinmolekylets rumlige struktur blev etableret under anvendelse af røntgendiffraktionsmetoden i 1990'erne. Dorothy Crouft Hodgkin, blev hun også tildelt Nobelprisen.

Efter at Banting opnåede bovint insulin, blev insulin afledt af bugspytkirtlerne hos svin og køer, såvel som andre dyr (for eksempel hvaler og fisk) undersøgt.

Et humant insulinmolekyle består af 51 aminosyrer. Svinekulinsulin skilles kun i en aminosyre, koinsulin - i tre, men det forhindrer dem ikke i at normalisere sukkerniveauet ganske godt. På trods af dette har insulin af animalsk oprindelse en stor ulempe - i de fleste patienter forårsager det en allergisk reaktion. I den henseende var der behov for yderligere arbejde for at forbedre insulin. I 1955 dechifrerede strukturen af ​​humant insulin, og begyndte at arbejde med dets tildeling.
For første gang blev dette gjort i 1981 af amerikanske forskere Gilbert og Lomedico. Nogen tid senere optrådte insulin, som blev opnået fra bagergær ved genteknologi. Insulin var den første af humane proteiner, som blev syntetiseret i 1978 af genetisk modificeret bakterie E. coli. Fra det øjeblik begyndte en ny æra i bioteknologi. Siden 1982 har det amerikanske selskab Genentech produceret humant insulin, der blev syntetiseret i en bioreaktor. Det forårsager ikke allergiske reaktioner.

Farmakologisk virkning (ifølge producenten)

Insulin er et middel, der sænker sukker og har evnen til at regulere kulhydratmetabolisme forbedrer absorptionen af ​​glucose ved væv og bidrager til dens omdannelse til glycogen, foruden letter det penetrering af glucose i cellerne i væv.

Ud over at give hypoglykæmisk virkning (sænkning af blodsukker) har insulin flere andre virkninger: det øger glykogenbutikkerne i musklerne, stimulerer peptidsyntese, reducerer proteinforbrug osv.

Effekten af ​​insulin ledsages af stimulering eller hæmning (hæmning) af visse enzymer; stimuleret glycogensyntase, pyruvatdehydrogenase, hexokinase; lipase hæmmes, som aktiverer fedtsyrer af fedtvæv, lipoprotein lipase, hvilket reducerer "clouding" af blodserum efter et måltid rig på fedtstoffer.

Graden af ​​biosyntese og sekretion (udskillelse) af insulin afhænger af glukoseindholdet i blodet. Med en stigning i koncentrationen forstærkes insulinekretionen af ​​bugspytkirtlen; et fald i blodglukosekoncentrationen nedsætter insulinsekretionen.

Virkningen af ​​insulin er direkte relateret til dets interaktion med en specifik receptor, som er placeret på cellemas plasmamembranen og dannelsen af ​​et insulin-receptor-kompleks. Insulinreceptoren, sammen med insulin, trænger ind i cellen, hvor det påvirker phospholeringsprocesserne for cellulære proteiner; Virkningsmekanismen for yderligere intracellulære reaktioner er ikke fuldt ud kendt.

Insulinaktivitet bestemmes biologisk (ved evnen til at sænke blodglucosekoncentrationen hos raske kaniner) og ved en af ​​de fysisk-kemiske metoder (ved elektroforese på papir eller ved kromatografi på papir). For en virkningsenhed (ED) eller en international enhed (IE) skal der udføres en aktivitet på 0,04082 mg krystallinsk insulin.

Metaboliske virkninger af insulin

  1. Forbedrer celleoptagelse af glucose og andre stoffer;
  2. Aktiverer de vigtigste glykolysenzymer;
  3. Øger intensiteten af ​​glycogensyntese - insulin tvinger oplagringen af ​​glukose af cellerne i leveren og musklerne ved at polymerisere den i glykogen;
  4. Reducerer intensiteten af ​​gluconeogenese - mindsker dannelsen af ​​glukose i leveren fra forskellige stoffer af ikke-kulhydrategenskab (proteiner og fedtstoffer).

Anabole Insulin Action

  • Påvirker øget absorption af cellulære aminosyrer (især leucin og valin);
  • Forbedrer bevægelsen af ​​kaliumioner i cellen, såvel som magnesium og fosfat;
  • Påvirker forbedringen af ​​DNA-replikation og proteinbiosyntese;
  • Forbedrer syntesen af ​​fedtsyrer og deres yderligere esterificering - i fedtvæv og i leveren
  • Stimulerer omdannelsen af ​​glucose til triglycerider; med mangel på insulin sker det modsatte - fedt mobilisering.

Antikatabolisk virkning af insulin

  1. Inhiberer proteinhydrolyse - reducerer nedbrydningen af ​​proteiner;
  2. Reducerer lipolyse - reducerer strømmen af ​​fedtsyrer i blodet.

Typer af anvendt insulin i bb

Kortvirkende insulin

Kort insulin begynder at virke i tilfælde af subkutan administration efter 30 minutter (i forbindelse med dette administreres de 30-40 minutter før et måltid), maksimal virkning sker efter 2 timer, den forsvinder fra kroppen efter 5-6 timer.

Bedste valg

Ultrashort insulin

Ultrashort insulin begynder at virke efter 15 minutter, maksimalt 2 timer, forsvinder fra kroppen efter 3-4 timer. Det er mere fysiologisk, det kan administreres lige før et måltid (5-10 minutter) eller umiddelbart efter et måltid.

Bedste valg

  • Insulin lispro (Humalog) er en semisyntetisk analog af humant insulin.
  • Insulin aspart (NovoRapid Penfill, NovoRapid FlexPen).
  • Insulin glulisin (humalog)

Fordele og ulemper ved insulin

fordele

  • Lav pris på kurset
  • Bred tilgængelighed - stoffet kan nemt købes på apoteket
  • Høj kvalitet - næsten fakes findes, i modsætning til steroider
  • Ingen toksicitet, lav sandsynlighed for bivirkninger, næsten fuldstændig manglende effekt af kurset
  • Små rollback fænomen
  • Det har en udpræget anabole effekt.
  • Kan kombineres med anabolske steroider og andre midler.
  • Ingen androgen effekt

mangler

  • Kompliceret regime
  • Der er en signifikant stigning i fedt
  • hypoglykæmi

Indtagelse af insulin

  1. Dette kursus er ideelt til et sæt på 5-10 kg muskelmasse i 1-2 måneder, så skal du tage en pause på mindst to måneder for at genoprette din egen sekretion.
  2. Undersøg mekanismen for insulinvirkning, herunder foranstaltninger til bekæmpelse af hypoglykæmi.
  3. Begynd kurset med en dosis på 10 enheder subkutant, over tid (1 gang om dagen eller hver anden dag), øg dosen med 2 enheder.
  4. Overvåg forsigtigt kroppens reaktion på at øge dosen!
  5. Derefter kan du øge dosis til 15-20 enheder, højere doser anbefales ikke (det er værd at bemærke, at det afhænger af følsomheden af ​​væv til insulin, er nogle sportsfolk veltolereret og 50-60 enheder insulin kun ved modtagelse af sådanne doser vokser, men det er muligt at finde ud af kun gradvist stigende doser).
  6. Det skal bemærkes, at insulinsprøjter har forskellige skalaer. Sprøjter U-40 anvendes til insulininjektioner indeholdende 40 enheder i 1 ml. Sprøjter U-100 ligner meget U-40, men de anvendes til præparater indeholdende 100 enheder insulin i 1 ml.
  7. Hyppigheden af ​​injektioner kan ændres, men de anser det mest velegnede indtag hver anden dag. Det er bedre at udføre injektion umiddelbart efter træning (men kun hvis uddannelsen ikke ender sent på aftenen når forbruget af insulin korttidsvirkende, hvis du ønsker at tage insulin efter træning om aftenen, det skal være insulin-virkende, på grund af det faktum, at det virker kun 3 timer og vil have tid til at stoppe med at arbejde før søvn), da umiddelbart efter det skal være rigeligt madindtag for at sikre forsyningen af ​​kulhydrater i blodet. Desuden har insulin tendens til at hæmme kataboliske processer forårsaget af fysisk stress under træning. Kursets varighed i denne tilstand er 2-2,5 måneder.
  8. Du kan udføre injektioner hver dag og endda 2 gange om dagen, men så skal kursets varighed reduceres til 1,5-2 måneder.
  9. Hvis du bruger ultrashort-virkende insulin, skal du give en injektion umiddelbart efter et tungt måltid rig på kulhydrater.
  10. Hvis du bruger kortvirkende insulin, er det nødvendigt at give en injektion 30 minutter før en tung måltid rig på kulhydrater.
  11. På 1 IE insulin skal du tage 6 gram kulhydrater.
  12. Injicer på forskellige steder for at undgå lipodystrofi (uregelmæssigheder i subkutant fedt).
  13. For at kunne gennemføre kurset skal du følge en kost med højt kalorieindhold, udføre styrketræning og også bruge sportsnæring til at gå i vægt.

Sikkerhedsforanstaltninger

  1. Kurset skal startes med en lille dosis - 5-10 U, for at kontrollere kroppens reaktion.
  2. Udfør kun subkutane injektioner.
  3. Giv ikke en injektion før træning.
  4. Sprøjt ikke straks før sengetid.
  5. Efter injektion bør give kroppen med kulhydrater (rask person fastende blodsukker ligger på 3 til 5,5 mmol / liter. Hver enhed af blod insulin reducerende sukker med 2,2 mmol / l. Hvis prick 20 enheder insulin virkende, kan udvikle hypoglykæmi.
  6. I endokrinologi (hvor insulin hører til) er der sådan en "brød enhed". Uanset hvilken type og mængde af produktet, uanset hvad det er, indeholder en brød enhed 12-15 gram fordøjelige kulhydrater. Det øger blodsukkerniveauet med samme mængde - 2,8 mmol / l - det har brug for ca. 1,5-2 enheder insulin, der skal absorberes af kroppen. Mere bredt om denne måleberegning findes på internettet.
  7. Nu skal vi tælle. For 10 enheder insulin skal tages 10-15 brød enheder, det svarer til 120-150 g rene kulhydrater. Lad det være 300-450 gram hvidt brød.

Bivirkninger af insulin

  • Hypoglykæmi eller et fald i blodglukose, dette fører til alle andre manifestationer. Hypoglykæmi kan forebygges uden problemer.
  • Kløe i injektionsområdet
  • Allergi er meget sjælden
  • Et fald i endogen insulinudskillelse er kun mulig på lange kurser, når der anvendes høje doser af insulin.
  • Insulin HAR IKKE en giftig virkning på leveren eller nyrerne, det forårsager ikke en forstyrrelse af seksuel funktion (styrke).

Indikationer for brug af insulin

I små doser (5-10 U) anvendes insulin til leversygdomme (hepatitis, de oprindelige stadier af cirrose), til acidose, spild, underernæring, furunkulose, til thyrotoksikose.

Ved neuropsykiatrisk praksis anvendes insulin til alkoholisme til udtømning af nervesystemet (i doser, der medfører en hypoglykæmisk tilstand).

I psykiatrien indgives insulinopløsning i store mængder til insulinbehandling (ved behandling af nogle former for skizofreni, som med en gradvis stigning i doser forårsager hypoglykæmisk chok).

I dermatologi anvendes insulin til diabetisk toksidermii som et uspecifik middel - til eksem, acne, urticaria, psoriasis, kronisk pyoderma og gær læsioner.

Kontraindikationer til medicinsk brug

Akut hepatitis, pancreatitis, nefritis, nyresygdom, mavesår og duodenalsår, dekompenseret hjertesygdom.

Hvad er den kemiske formel og struktur for insulin?

Strukturen af ​​insulin interesserede forskere siden dens opdagelse. Talrige forsøg i denne retning blev påbegyndt af dens opdagere Frederick Banting og Charles Best.

Samtidig forsøgte forskerne at etablere den nøjagtige kemiske formel for det valgte hormon, hvilket ville gøre det muligt at syntetisere kemisk.

I fremtiden skal det siges, at insulins struktur er så kompleks, at den ikke kan beskrives med kun en kemisk formel. Men det betyder ikke, at den kemiske struktur af insulin endnu ikke er kendt. Næsten alt er kendt om dette stof i dag, men dets undersøgelse og forskning betragtes ikke som fuldstændig, og forskere i næsten alle udviklede lande lægger stor vægt på udviklingen af ​​nye teknologier til syntese af dette væsentlige hormon samt forbedring af metoder til behandling af diabetes.

I dag er det kendt, at insulin er bygget af aminosyrer og er et såkaldt peptidhormon. Strukturen af ​​dets molekyle involverer samtidig to polypeptidkæder. Til gengæld er aminosyrerester involveret i dannelsen af ​​kæder. Deres tal er 51. Strukturen af ​​polypeptidkæderne er imidlertid ikke symmetrisk, som det ofte er tilfældet i organiske forbindelser. Forskere har fundet ud af, at den kemiske formel af insulin er placeret kæder, betinget kaldet "A" og "B".

Apoteker ønsker endnu engang at betale ind på diabetikere. Der er et fornuftigt moderne europæisk lægemiddel, men de holder stille om det. Det er.

Et kendetegn ved kæden "B" er indgangen til dets sammensætning af 30 aminosyrerester og kæden "A" 21 aminosyrerest. I dette tilfælde er begge kæder forbundet med tre broer bestående af disulfitter.

I øjeblikket kan du få et præcist svar på spørgsmålet om, hvad der er insulin, og se dets struktur med mine egne øjne, ved hjælp af den rumlige ordning udviklet af forskere. Du kan finde den på internettet ved den relevante søgeforespørgsel. Diagrammet viser tydeligt, at molekylernes kæder er mobile. De kan ændre deres position i rummet, vride og indpakke. En sådan struktur forekommer kun i molekyler af særligt aktive biologiske forbindelser, som i princippet er dette hormon.

Det skal bemærkes, at strukturen og kemisk sammensætning af insulin af forskellige dyr og mennesker ikke er det samme. Hovedforskellen vedrører aminosyrerester. Den nærmeste til en person er et hormon produceret af svinens krop. Den består af 50 aminosyrerester, som i mennesker, og kun én er anderledes. Det handler om alanin hos grise og threonin hos mennesker. Hvad angår den kemiske struktur af insulinox, er der tre aminosyrer, der ikke falder sammen med mennesker.

Det er på grund af sin unikke struktur og kemiske struktur, at insulin har evnen til at aktivere de vigtigste stoffer involveret i glycolyse. Som et resultat af denne proces erhverver leverceller evnen til at fremstille glykogen, hvilket i sidste ende fører til produktion af fedtsyrer og syntesen af ​​proteiner og fedtstoffer i levende væseners krop.

Men dette er ikke slutningen af ​​effekten og betydningen af ​​dette særligt vigtige hormon i kroppen. Det skal bemærkes, at dets tilstedeværelse og deltagelse i metaboliske processer undertrykker ødelæggelsen af ​​proteinvæv og fedt, og manglen eller fuldstændig fravær bliver til en reel tragedie for mennesker og forårsager udviklingen af ​​diabetes.

Det var undersøgelsen af ​​insulinets struktur, dens sammensætning og fremstillingen af ​​en kemisk formel, der gjorde det muligt at opnå det i en mængde, der var tilstrækkelig til at behandle patienter med diabetes, samtidig med at man sparer millioner af liv.

Jeg lider af diabetes i 31 år. Nu sund. Men disse kapsler er utilgængelige for almindelige mennesker, apoteker ønsker ikke at sælge dem, det er ikke rentabelt for dem.

INSULIN

INSULIN (latinske insula island, ølet) - pancreas hormon; tilhører gruppen af ​​protein-peptidhormoner.

I 1900 viste L.V. Sobolev, at Langerhans pankreatiske øer (se) er stedet for dannelsen af ​​et stof, der regulerer kulhydratmetabolisme i kroppen. I 1921 opnåede F. Banting og Best (S.N. Best) insulinekstrakt fra islet pankreatisk væv. I 1925 blev I. opnået i krystallinsk form. I 1955 studerede F. Sanger aminosyresekvensen og etablerede strukturen af ​​I. kvæg og svin.

Den relative molekylvægt af P. monomer er ca. 6000. Molekyl I. indeholder 51 aminosyrer og består af to kæder; kæden med N-terminalt glycin hedder A-kæden og består af 21 aminosyrer, den anden - B-kæden - består af 30 aminosyrer. Og - og B-kæder er forbundet med en disulfidbinding, spiller integriteten af ​​klippet en stor rolle i bevarelsen af ​​biol, aktiviteten af ​​molekylet I. (se formlen nedenfor).

Den nærmeste aminosyresammensætning til I. humane I. svin, molekylet til-rogo adskiller sig kun med en aminosyre i B-kæden (i stedet for threonin i den 30. position er alanin).

Indholdet

Insulinbiosyntese, regulering af insulinsekretion

I. syntetiseres i basofile insulocytter (beta celler) af pankreatiske øer af Langerhans fra dets forgænger, proinsulin. For første gang blev proinsulin opdaget af D. F. Steiner i slutningen af ​​60'erne. Proinsulin - enkeltkædet polypeptid med en relativ mol. vejer ca. 10 000, indeholder mere end 80 aminosyrer. Proinsulin er et molekyle P., som om det er lukket med et peptid, der blev kaldt en forbindelse eller C-peptid; dette peptid gør molekylet I. biologisk inaktivt. Ifølge immunol befinder proinsulinens egenskaber sig tæt på I. Proinsulin syntetiseres på de isolerende ribosomer og derefter langs cytoplasmatiske retikulums cisterner bevæger proinsulinmolekylet til lamellakomplekset (Golgi-komplekset), hvorfra de nydannede sekretoriske granuler indeholdende proinsulin adskilles. I sekretoriske granuler separeres C-peptid under virkning af enzymer fra proinsulin, og I. dannes. Processen med enzymatisk transformation af proinsulin fortsætter i. flere trin, som et resultat af hvilket insulin dannes, mellemformer af pro-insulin og C-peptid. Alle disse stoffer har forskellig biologisk og immunaktivitet og kan deltage i reguleringen af ​​forskellige typer metabolisme. Overtrædelse af omdannelsen af ​​proinsulin til I. fører til en ændring i forholdet mellem disse stoffer, udseendet af unormale former for I. Og som et resultat heraf er et skift i reguleringen af ​​metabolisme.

Indførelsen af ​​hormoner i blodet reguleres af flere mekanismer, hvoraf en for I. (udløsersignal) er en stigning i blodglukose (se hyperglykæmi); den vigtige rolle i regulering af kvittering er I. tilhører mikroelementer, hormoner gik. - kish. sti (hovedsagelig secretin), aminosyrer og også c. n. a. (se hormoner).

Omdannelsen af ​​insulin i kroppen

Når man går ind i blodbanen, udgør en del af I. komplekser med plasmaproteiner - den såkaldte. bundne insulin, den anden del forbliver i form af fri insulin. L. K. Staroseltseva og sotr. (1972) konstaterede, at der er to former for den associerede I.: En form - Komplekset I. Med transferrin, den anden - Komplekset I. Med en af ​​komponenterne i serum-alfa-globulinet. Frie og bundne I. er forskellige fra hinanden i biol., Immun og fysisk. egenskaber samt virkningen på fedt- og muskelvæv, som er målorganer og kaldes insulinfølsomme og væv. Frie I. reagerer med antistoffer mod krystallinsk P. stimulerer absorptionen af ​​glucose ved muskel og i nogen grad fedtvæv. Associated I. reagerer ikke med antistoffer mod krystallinsk P. stimulerer glucoseoptagelse af fedtvæv og har stort set ingen virkning på denne proces i muskelvæv. Associeret I. adskiller sig fra fri metabolisk hastighed ved dets adfærd på det elektroforetiske område under gelfiltrering og dialyse.

Under udvinding af blodserum med ethanol saltsyre blev der opnået et stof ifølge biol, virkninger svarende til I. Dette stof reagerede imidlertid ikke med antistoffer opnået for krystallinsk P. og blev derfor kaldt "ubearbejdet insulinlignende plasmaaktivitet" eller "insulinlignende substans". Undersøgelsen af ​​insulinlignende aktivitet er af stor betydning; "Ikke-undertrykt insulinlignende plasmaaktivitet" betragtes af mange forfattere som en af ​​formerne af I. Takket være bindingsprocesserne for I. til serumproteiner sikres dets tilførsel til væv. Derudover er den associerede I. en form for opbevaring af hormonet i blodet og skaber en reserve af aktiv I. i blodbanen. Et vist forhold mellem fri og associeret I. sikrer kroppens normale funktion.

Antallet af I., der cirkulerer i blodbanen, bestemmes ikke kun af sekretionshastigheden, men også af hastigheden af ​​dets metabolisme i perifere væv og organer. De mest aktive processer af stofskifte I. Fortsæt i leveren. Der er flere antagelser om mekanismen af ​​disse processer i leveren; Det er fastslået, at der er to trin - restaureringen af ​​disulfidbroer i insulinmolekylet og proteolyse med dannelsen af ​​biologisk inaktive peptidfragmenter og aminosyrer. Der er adskillige insulininduserende og insulinreducerende enzymsystemer involveret i metabolisme af I. Disse omfatter det insulininducerende enzymsystem [proteindisulfidreduktase (glutathion)] og insulinreducerende enzymsystem, som er repræsenteret ved tre typer proteolytiske enzymer. Som et resultat af virkningen af ​​proteindisulfidreduktase genoprettes S-S-broerne, og dannelsen af ​​A- og B-kæderne af I. følges af deres proteolyse til individuelle peptider og aminosyrer. Ud over leveren, forekommer metabolismen af ​​I. i muskel- og fedtvæv, nyrer, placenta. Hastigheden af ​​metaboliske processer kan tjene som kontrol over niveauet af aktivt I. og spiller en stor rolle i patogenesen af ​​diabetes mellitus. Periodens biol, halvering af I. person - ca. 30 min

Biologisk virkning af insulin

I. er et universelt anabolsk hormon. En af de mest slående virkninger af I. - dens hypoglykæmiske virkning. I. påvirker alle typer af stofskifte: stimulerer transport af stoffer gennem cellemembranen, fremmer glucoseudnyttelse og dannelse af glycogen, hæmmer gluconeogenese (se glykolyse), hæmmer lipolyse og aktiverer lipogenese (se fedtstofskifte), øger intensiteten af ​​proteinsyntese. I. Sikring af den normale oxidation af glucose i Krebs-cyklen (lunger, muskler, nyrer, lever), fremmer dannelsen af ​​højenergiforbindelser (især ATP) og vedligeholdelse af energibalancen af ​​celler. Og det er nødvendigt for organismenes vækst og udvikling (det virker i synergi med hypofysenes somatotrope hormon).

Alle biol, virkninger I. er uafhængige og uafhængige af hinanden, men i fiziol betingelser, består den endelige virkning I. af direkte stimulering af biosyntetiske processer og samtidig levering af celler med "konstruktion" materiale (fx aminosyrer) og energi (glucose). De mangfoldige virkninger af I. realiseres ved at interagere det med cellemembranreceptorer og transmittere signalet (information) i cellen til de tilsvarende enzymsystemer.

Fiziol, antagonist I. i reguleringen af ​​kulhydratmetabolisme og sikring af glukoseindholdet i blodet, der er optimalt til kroppens vitale aktivitet, er glucagon (se) samt nogle andre hormoner (skjoldbruskkirtlen, binyrerne, væksthormonet).

Krænkelser i syntese og udskillelse af insulin kan være af anden art og have en anden oprindelse. Så, utilstrækkelig sekretion og. Fører til hyperglykæmi og udvikling af diabetes mellitus (se Diabetes mellitus, ætiologi og patogenese). Overdreven dannelse af I. observeres for eksempel med en hormonelt aktiv tumor, der kommer fra beta-cellerne i bugspytkirtlen (se Insuloma) og udtrykkes klinisk ved symptomerne på hyperinsulinisme (se).

Insulinbestemmelsesmetoder

Metoder til bestemmelse af insulin kan betinges opdelt i biologisk og radioimmun. Biol, metoder er baseret på stimulering af absorption af glucose ved insulinfølsomme væv under indflydelse af I. For biol bruger metoden membranmuskulatur og epididymal fedtvæv opnået fra rotter med rene linjer. Krystallinsk I. eller humant serum testet og præparater af det membranformede muskel- eller epididymale fedtvæv (bedre isolerede fedtceller afledt af epididymal fedtvæv) i en buffer p-re indeholdende en vis glucosekoncentration anbringes i en inkubator. Ifølge graden af ​​glukoseoptagelse af vævet og dermed dets tab fra det inkuberede medium beregnes indholdet af I. i blodet ved anvendelse af en standardkurve.

Den frie form I. forstærker absorptionen af ​​glucose hovedsageligt på den membranmuskulatur med et snit, den associerede form I. Reagerer praktisk taget ikke, og det er derfor muligt at bestemme mængden af ​​fri I. Absorptionen af ​​glucose ved det epididymale fedtvæv stimuleres hovedsageligt af den associerede form I. men med fri fedtvæv kan jeg også frit reagere, så de data, der opnås under inkubation med fedtvæv, kan kaldes total insulinaktivitet. Fiziol, niveauerne af fri og bundet I. varierer meget bredt, hvilket tilsyneladende er forbundet med den individuelle type hormonal regulering af metaboliske processer og kan gennemsnitligt være i gennemsnit 150-200 μed / ml fri I. og 250-400 μed / ml associeret I.

Radioimmunmetoden til bestemmelse af I. er baseret på konkurrencen af ​​mærket og umærket I. i reaktion med antistoffet mod I. i den analyserede prøve. Mængden af ​​radioaktiv I. associeret med antistoffer vil være omvendt proportional med koncentrationen af ​​I. i prøven, der analyseres. Den mest succesrige variant af radioimmunmetoden viste sig at være dobbelt-antistofmetoden, som betinget (skematisk) kan repræsenteres som følger. Antistoffer mod I. opnås på marsvin (de såkaldte førstordens antistoffer) og forbinder dem med mærket I. (1251). Det resulterende kompleks rekombineres med anden orden antistoffer (opnået fra kaninen). Dette sikrer stabiliteten af ​​komplekset og muligheden for substitutionsreaktionen af ​​mærket I. til umærkede. Som et resultat af denne reaktion binder uomærket I. til antistoffer, og mærket I. går ind i en fri rr.

Talrige modifikationer af denne metode er baseret på separationsstadiet af mærket I. fra komplekset med umærket I. Metoden for dobbelt antistoffer er grundlaget for fremstillingen af ​​færdige kits til radioimmunmetoden til bestemmelse af I. (af firmaer fra England og Frankrig).

Insulinpræparater

Til honning. I. Mål er afledt af bugspytkirtlen hos kvæg, grise og hvaler. Aktivitet I. bestemmer biol, ved (på evnen til at sænke indholdet af sukker i blod hos raske kaniner). Per aktivitetsenhed (ED) eller en international enhed (IE), tager en aktivitet på 0,04082 mg krystallinsk insulin (standard). I. Kombinerer nemt med divalente metaller, især med zink, kobolt, cadmium og kan danne komplekser med polypeptider, især med protamin. Denne egenskab blev brugt til at skabe stoffer I. Langvarig handling.

Ifølge handlingsvarigheden er der tre typer af stoffer I. Det kortvirkende lægemiddel (ca. 6 timer) er hjemmeproduceret insulin (I. kvæg og svin). Medikamentet med gennemsnitlig virkningstid (10-12 timer) er en suspension af amorft zinkinsulin - et husholdningspræparat svarende til det syvdelige præparat. Langvirkende lægemidler omfatter protaminzink-insulin til injektioner (16-20 timers handling), insulin-protamin suspension (18-24 timer), zink-insulin suspension (op til 24 timer), krystallinsk zinkinsulin suspension ( op til 30-36 timers handling).

Farmakol, karakteristika for de mest brugte stoffer I. og former for deres frigivelse - se. Hormonale præparater, bord.

Indikationer og kontraindikationer

I. er et specifikt antidiabetisk middel og anvendes hovedsageligt i diabetes mellitus; Den absolutte indikation er tilstedeværelsen af ​​ketoacidose og diabetisk koma. Valget af lægemidlet og dets dosering afhænger af sygdommens form og sværhedsgrad, patientens alder og generelle tilstand. Udvælgelse af doser og behandling I. udføres under kontrol af blodsukker og urin og overvågning af patientens tilstand. En overdosis af I. truer med et kraftigt fald i blodsukker, hypoglykæmisk koma. Specifikke indikationer for brugen af ​​visse lægemidler I. Til diabetes hos voksne og børn - se diabetes mellitus, behandling.

I. Lægemidler bruges til at behandle visse psykiske sygdomme. I Sovjetunionen blev insulinbehandling af skizofreni anvendt i 1936 af A. S. Kronfeld og E. Ya. Sternberg. Med fremkomsten af ​​neuroleptika er I. behandling blevet den valgte metode - se. Skizofreni.

I små doser er I. nogle gange ordineret til generel udmattelse, furunkulose, gravid opkastning, hepatitis mv.

Alle lægemidler I. Langvarig handling injiceres kun under huden (eller intramuskulært). Intravenøs (for eksempel med diabetisk koma), kan du kun indtaste en opløsning af krystallinsk insulin til injektion. Det er umuligt at indtaste suspensioner af zinkinsulin (og andre lægemidler I. forlænget virkning) i samme sprøjte med p-rom insulin til injektion; Indsæt opløsning af insulin til injektion med en separat sprøjte om nødvendigt.

Kontraindikation - En allergi mod And. relative kontraindikationer - sygdomme der forekommer ved hypoglykæmi. Der skal udvises forsigtighed ved behandling af patienter, i hvilke jeg har koronar insufficiens og cerebral kredsløbsforstyrrelser.


Bibliografi: Biochemistry of hormones and hormonal regulation, ed. N. A. Yudaeva, s. 93, M., 1976; Newholme EI. Start K. Metabolisme regulering, trans. fra engelsk, med. 387 et al., M., 1977; Problemer med medicinsk enzymologi, ed. G. R. Mardashev, s. 40, M., 1970, bibliogr. Guide til klinisk endokrinologi, ed. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes, ed. V. R. Klyachko, s. 130, M., 1974; Staroseltseva LK. Forskellige former for insulin i kroppen og deres biologiske betydning, i bogen: Sovr. vopr, endokrine., under editorship of H. A. Yudaeva, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biokemi af hormonel regulering af metabolisme, Vestn. Videnskabsakademiet i Sovjetunionen, JVa 11, s. 29, 1974; Banting F. G., a. I E. s H. H. Intern sekretion af pancreas, J. Lab. Clin. Med., V. 7, s. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - en lidelse af cellulær informationstransmission, Horm. metaboi. Res., V. 4, s. 246, 1970, bibliogr. Insulin, ed. af R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulin og biosyntese af insulin, nyere progr. Hormon Res., V. 25, s. 207, 1969, bibliogr.

Grøntsagssuppe Opskrifter til kost og vægttab

Callus Fjernelse Super Celandine