L'insulina (dal latino insula "isola") è un ormone polipeptidico del pancreas, la cui funzione è quella di fornire energia alle cellule del corpo. Il sito di sintesi dell'insulina è nelle isole pancreatiche di Langerhans, le loro cellule beta. L'insulina è coinvolta nel metabolismo di tutte le cellule dei tessuti, sebbene a livello familiare sia associata solo al diabete.
Informazioni generali
Oggi l'insulina è stata sufficientemente studiata nella sua struttura. Viene rivelata la connessione dell'ormone con il metabolismo delle proteine, che sono prodotte in quantità insufficienti nei diabetici, il che porta all'usura precoce delle cellule. Il ruolo dell'insulina nella sintesi proteica è aumentare l'assorbimento di aminoacidi dal sangue da parte delle cellule e quindi creare proteine da esse.
Oltre a questo, è l'insulina che inibisce la decomposizione delle proteine nelle cellule. L'insulina agisce anche sui lipidi in modo tale che l'acidosi e l'aterosclerosi si sviluppano con la sua carenza. Perché legareinsulina con energia cellulare? Perché con un pasto abbondante, la sintesi di insulina aumenta notevolmente, lo zucchero viene trasportato nelle cellule e queste immagazzinano energia. Allo stesso tempo, il livello di glucosio nel sangue diminuisce: questa è la proprietà principale dell'insulina. Con un eccesso di glucosio, l'insulina lo converte in glicogeno, che si accumula nel fegato e nei muscoli. È necessario quando le altre fonti di energia sono esaurite. Esiste un legame diretto tra insulina e sintesi di glicogeno. E quando c'è molto glicogeno, lo zucchero viene convertito in grasso (4 molecole di grasso si ottengono da 1 molecola di zucchero) - si deposita sui lati.
Cronologia delle scoperte
Nel 1869 a Berlino, un giovanissimo studente di medicina di 22 anni Paul Langerhans, mentre studiava il pancreas al microscopio, notò gruppi di cellule sparse in tutta la ghiandola, in seguito chiamate isole di Langerhans.
Il loro ruolo all'inizio non era chiaro. Successivamente, E. Lagus ha affermato che queste cellule sono coinvolte nella digestione. Nel 1889, il fisiologo tedesco Oskar Minkowski non fu d'accordo e rimosse il pancreas da un cane sperimentale come prova.
L'assistente di laboratorio Minkowski ha notato che l'urina di un cane operato attira molte mosche. Durante la sua ricerca, è stato trovato lo zucchero. Questa è stata la prima esperienza che ha collegato il pancreas al diabete.
Nel 1900, lo scienziato russo Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) del laboratorio di I. P. Pavlov dimostrò sperimentalmente che gli isolotti di Langerhans sono coinvolti nel metabolismo dei carboidrati.
La struttura dell'ormone
L'insulina umana è una proteina con un peso molecolare di 5808, costituitadi 51 aminoacidi collegati in 2 catene peptidiche: A - contiene 21, catena B - 30 aminoacidi.
Il loro legame è supportato da 2 legami disolfuro. Quando questi ponti vengono distrutti, l'ormone viene inattivato. È strutturato, come ogni normale proteina, nei linfociti B.
Alcuni animali hanno insulina, di struttura simile a quella umana. Ciò ha permesso la creazione di insulina sintetica per il trattamento del diabete. La più comunemente usata è l'insulina suina, che differisce dall'insulina umana per un solo aminoacido.
Bovino - differisce per 3 amminoacidi. La determinazione dell'esatta sequenza di tutti gli amminoacidi nella composizione dell'insulina è stata effettuata dal microbiologo inglese Frederick Sanger. Per questa decodifica nel 1958 ricevette il Premio Nobel per la Chimica.
Un po' più di storia
L'isolamento dell'insulina per uso pratico è stato effettuato nel 1923 dagli scienziati dell'Università di Toronto F. Banting e Best, che hanno anche ricevuto il premio Nobel. È noto che Banting era pienamente d'accordo con la teoria di Sobolev.
Un po' di anatomia
Il pancreas è unico nella sua struttura. Ciò significa che è sia una ghiandola endocrina che una ghiandola esocrina. La sua esofunzione risiede nella partecipazione alla digestione. Produce preziosi enzimi digestivi - proteasi, amilasi e lipasi, che vengono secreti attraverso i dotti nella sua cavità. La parte esocrina occupa il 95% dell'intera area della ghiandola.
E solo il 5% cade sugli isolotti di Langerhans. Questo indica il potere della ghiandola e il suo enorme lavoro nel corpo. Gli isolotti sono localizzati lungo l'intero perimetro. Il 5% è costituito da milioni di isole, sebbene la loro massa totale sia di soli 2 g.
Ogni isolotto contiene le celle A, B, D, PP. Tutti producono i loro composti coinvolti nello scambio di BJU dal cibo in arrivo. La sintesi dell'insulina avviene nei linfociti B.
Come succede
Il processo dettagliato per la produzione di insulina non è esattamente stabilito oggi. Per questo motivo il diabete è classificato come una patologia incurabile. Stabilendo il meccanismo di formazione dell'insulina, sarà possibile controllare il diabete influenzando inizialmente il processo di sintesi dell'insulina.
La complessità del processo a più stadi. Con esso si verificano diverse trasformazioni di sostanze, a seguito delle quali l'insulina inattiva diventa attiva. Schema semplificato: precursore - preproinsulina - proinsulina - insulina attiva.
Sintesi
La sintesi dell'insulina in una cellula in uno schema semplificato si presenta così:
- Le cellule beta formano una sostanza insulinica, che viene inviata all'apparato di Golgi della cellula. Qui viene ulteriormente elaborato.
- Il complesso del Golgi è una tale struttura della membrana cellulare che accumula, sintetizza e quindi rimuove i composti necessari attraverso la membrana.
- La trasformazione di tutti gli stadi porta alla comparsa di un ormone capace.
- L'insulina è ora confezionata in speciali granuli secretori. Conservato fino a richiesta e maturazione. I granuli immagazzinano anche residui di peptide C, ioni zinco, amilina e proinsulina. La sintesi e la secrezione di insulina iniziano durante i pasti:entrano gli enzimi digestivi, il granulo completamente preparato si fonde con la membrana cellulare e il suo contenuto viene completamente spremuto fuori dalla cellula nel sangue.
- Quando si sviluppa l'iperglicemia, l'insulina è già in arrivo - viene rilasciata e inizia ad agire. Si insinua nei capillari del pancreas, di cui ce ne sono molti, penetrano nella ghiandola in tutto e per tutto.
La sintesi dell'insulina è regolata dal sistema di rilevamento del glucosio delle cellule beta. Regola completamente l'equilibrio tra l'assunzione di zucchero e la produzione di insulina.
Riepilogo: la sintesi di insulina nel corpo viene attivata durante l'iperglicemia. Ma l'insulina aumenta solo con i pasti, ma viene prodotta 24 ore su 24.
Non solo il glucosio regola la sintesi e la secrezione di insulina. Durante i pasti si verificano anche ulteriori stimoli: proteine contenute negli alimenti (aminoacidi leucina e arginina), estrogeni e colecistochinina, ioni K, Ca, acidi grassi dei grassi. Si nota una diminuzione della secrezione di insulina con un aumento nel sangue dell'antagonista dell'insulina - glucagone. È prodotto nelle stesse isole pancreatiche, ma nelle cellule alfa. Il ruolo del glucagone nella scomposizione e consumo di glicogeno. Quest'ultimo viene poi convertito in glucosio. Nel tempo (con l'età), la forza e l'attività delle isole pancreatiche diminuisce, che diventa evidente dopo 40 anni.
La mancanza di sintesi di insulina provoca cambiamenti irreversibili in molti organi e sistemi. Il tasso di insulina nel sangue di un adulto è 3-25 μU / ml, dopo 58-60 anni - 7-36 μU / ml. Inoltre, l'insulina è sempre elevata nelle donne in gravidanza.
Oltre al regolamentoiperglicemia, l'insulina ha una funzione anabolica e anticatabolica. In altre parole, entrambi questi processi partecipano al metabolismo. Uno di loro attiva, l' altro inibisce il processo metabolico. La loro consistenza permette di mantenere la costanza dell'omeostasi del corpo.
Funzioni dell'insulina
L'insulina forma alcuni dei meccanismi di fermentazione nelle cellule, supportando il metabolismo. Quando viene rilasciato, aumenta l'assunzione e l'uso di glucosio da parte dei tessuti, il suo immagazzinamento da parte dei muscoli, del fegato e del tessuto adiposo.
Il suo scopo principale è raggiungere la normoglicemia. Per fare questo, il glucosio deve essere distribuito da qualche parte, quindi l'insulina aumenta la capacità delle cellule di assorbire il glucosio, attiva gli enzimi per la sua glicolisi, aumenta l'intensità della sintesi del glicogeno, che va al fegato e ai muscoli, riduce la gluconeogenesi nel fegato, in quale glucosio immagazzina nel fegato diminuisce.
Funzioni anaboliche
Le funzioni anaboliche includono:
- Aumento della capacità delle cellule di catturare gli amminoacidi (leucina e valina).
- Aumento della fornitura di minerali alle cellule - K, Ca, Mg, P.
- Attivazione della sintesi proteica e della duplicazione del DNA.
- Partecipazione alla formazione degli esteri (esterificazione) dagli acidi grassi necessari per la comparsa dei trigliceridi. Funzione anticatabolica.
- Ridurre la degradazione delle proteine bloccando il processo di decomposizione in amminoacidi (idrolisi).
- Ridurre la disgregazione lipidica (lipolisi, che normalmente rilascia gli acidi grassi nel sangue).
Eliminazione (rimozione) dell'insulina
Questo processo avviene nel fegato e nei reni. Più della metà viene escreta dal fegato. C'è un enzima speciale qui - l'insulina, che inattiva l'insulina distruggendo i suoi legami strutturali con gli amminoacidi. Il 35% dell'insulina si decompone nei reni. Questo processo si verifica nei lisosomi dell'epitelio dei tubuli renali.
L'insulina può aumentare o diminuire la produzione. Si manifesta in varie patologie. Se tali violazioni si prolungano, si sviluppano cambiamenti irreversibili nei sistemi vitali del corpo.
Interazione tra glucosio e insulina
Il glucosio è un composto onnipresente nei tessuti del corpo. Quasi tutti i carboidrati che vengono con il cibo vengono convertiti in esso. La proprietà più importante del glucosio è quella di fungere da fonte di energia, in particolare i muscoli e il cervello ne notano immediatamente la mancanza.
Affinché non ci sia carenza di glucosio nelle cellule, è necessaria l'insulina. Agisce come chiave per le cellule. Senza di essa, il glucosio non può entrare nelle cellule, indipendentemente dalla quantità di zucchero che mangi. Sulla superficie delle cellule sono presenti speciali recettori proteici per il legame con l'insulina.
L'ormone è particolarmente amato dai miociti e dagli adipociti (cellule adipose) e sono chiamati insulino-dipendenti. Costituiscono quasi il 70% di tutte le cellule. I processi di respirazione, circolazione sanguigna, movimento sono forniti da loro. Ad esempio, un muscolo senza insulina non funzionerà.
Biochimica della neutralizzazione dell'insulina del glucosio
Anche un processo sfaccettato, si sviluppa in più fasi. Le proteine sono le prime ad essere attivate immediatamente - i trasportatori, il cui ruolo è quello di catturare le molecole di glucosio e trasportarle attraverso la membrana.
La cellula è satura di zucchero. Parte del glucosio viene inviato agli epatociti, dove viene convertito in glicogeno. Le sue molecole stanno già andando ad altri tessuti. Quali sono le cause della mancanza di insulina nel corpo.
La mancanza di sintesi di insulina provoca il diabete di tipo 1. Se la produzione dell'ormone è sufficiente, ma le cellule non rispondono ad essa a causa della comparsa di insulino-resistenza, si sviluppa il diabete di tipo 2.
Classificazione dei preparati insulinici
Sono combinate e monospecie. Questi ultimi contengono un estratto dal pancreas di un animale.
Combinato: combina gli estratti delle ghiandole di diverse specie animali. Quasi mai usato oggi.
Per origine o specie, l'insulina viene utilizzata da esseri umani e suini, bovini o balene. Differiscono in alcuni amminoacidi. Il più preferito dopo l'umano è il maiale, si differenzia per un solo aminoacido.
In Russia, l'insulina dei bovini non viene utilizzata (differisce per 3 amminoacidi).
Secondo il grado di purificazione, l'insulina può essere tradizionale (contiene impurità di altri ormoni pancreatici), monopeak (MP) - ulteriormente filtrata sul gel, le impurità in essa contenute non sono superiori a 1•10-3, monocomponente (MK) - in ordine crescente. L'ultimo è il più puro - 99% di purificazione (1•10−6 impurità).
L'insulina differisce anche per l'inizio, il picco e la durata dell'azione: può essere ultracorta, corta, media eprolungato - lungo ed extra lungo. La scelta spetta al medico.
Come reintegrare l'insulina
Finora non sono stati creati metodi di recupero chirurgico e fisico. È possibile utilizzare l'insulina solo nelle iniezioni. Il PSSP può anche supportare un pancreas esausto: riducono l'iperglicemia. A volte la terapia insulinica può essere integrata con la TOS: si tratta di metodi terapeutici.
Ma ci sono abbastanza modi improvvisati per influenzare la produzione di insulina: una dieta con una quantità ridotta di carboidrati, che implica la frammentazione dell'alimentazione e del mangiare allo stesso tempo, la frequenza di assunzione è 5-6 volte a giorno. È utile utilizzare le spezie, evitare i carboidrati semplici e passare a quelli complessi a basso indice glicemico, aumentare le fibre nella dieta, il tè verde e più frutti di mare, proteine adeguate ed erboristeria. Si consigliano esercizi aerobici e altra attività fisica moderata, e questo è un allontanamento dall'ipodinamia, dall'obesità, perché, come sapete, gli esercizi fisici aiutano a evitare molti problemi.
