Kako deluje inzulin na telo?

Inzulin je hormon, ki ga človeško telo naredi v specializiranih celicah trebušne slinavke. Funkcija tega hormona je vzdrževanje normalne ravni krvnega sladkorja. Pomanjkanje inzulina povzroča bolezen, kot je diabetes, vendar zahvaljujoč odkritju in razpoložljivosti formulacij insulina lahko ljudje s sladkorno boleznijo živijo normalno življenje..

Zdravila inzulina je treba injicirati subkutano z brizgami in posebnimi razpršilniki. Simptomi sladkorne bolezni izzvenijo ob dajanju teh zdravil, vendar to ni sinonim za zdravljenje bolezni. Ponovni simptomi sladkorne bolezni se pojavijo po ukinitvi insulinskih zdravil.

Inzulinski mehanizem delovanja

Kot že vemo, je insulin univerzalni hormon. Pomaga pri zagotavljanju vseh presnovnih procesov v našem telesu. Vloga tega hormona je, da deluje na ciljne celice, do katerih se med presnovo ogljikovih hidratov prenaša odvečna glukoza iz krvi..

Mehanizem delovanja inzulina poveča shranjevanje procesov glukoze v jetrih v obliki glikogena, prav tako pa spodbuja sintezo beljakovin v telesu.

Masno tkivo, mišice in jetra so najbolj odzivni na inzulin. Zato te celice predelajo ves sladkor, ki ga je odložil inzulin, in ga shranijo v rezervo v primeru energijske lakote. V tem primeru se glukoza odloži v obliki glikogena. In če ga telo potrebuje, se glukoza sprosti iz glikogena v obtočni sistem..

Inzulinski učinek v telesu

Glavno delovanje insulina je zagotoviti pravilno uporabo glukoze v človeškem telesu. Neporabljena glukoza se izloči z urinom. V takšnih razmerah v telesu primanjkuje energije, zato je uporaba telesnih maščob vklopljena. Povečanje presnove maščob in izločanje odvečne glukoze v urinu povzroči značilne simptome sladkorne bolezni, in sicer:

  • povečano uriniranje;
  • povečan apetit;
  • povečana žeja.

Povečanje pomanjkanja insulina lahko privede do acidoze. Zdravila inzulina, ki se uporabljajo pri zdravljenju sladkorne bolezni, so do nedavnega zbirali iz trebušne slinavke prašičev in goveda. Postopek pridobivanja pripravkov je bil precej zapleten in zato zahteva posebno proizvodnjo iz tkiv, odvzetih pri živalih za zakol. Za pridobitev odmerka insulina za eno leto zdravljenja bolnika bo potrebno 7 kg tkiva, odvzetega iz trebušne slinavke živali. Tako proizvodnja insulina ni samo težka, ampak tudi draga..

V osemdesetih letih se je s pomočjo metod genskega inženiringa začelo proizvodnjo človeškega insulina s pomočjo pekovskega kvasa in bakterije E. coli, ki je naravni habitat živega človeškega prebavnega trakta..

Te mikroorganizme so "reprogramirali" za proizvodnjo inzulina. Poleg samoregulacije beljakovin imajo sintezo inzulina. Proizvodnja bakterij zagotavlja ogromno inzulina, podobno naravnemu, ki se proizvaja v človeškem telesu. Podobnost kemijske strukture umetnega inzulina in naravnega insulina je zelo pomembna tako pri hitrosti njegove absorpcije v tkivih kot tudi pri učinkovitosti delovanja insulina na telo..

Inzulinski mehanizem delovanja

Delovanje inzulina na ciljne celice se začne po tem, ko se veže na specifične receptorje dimerne membrane (slika 6.22), medtem ko ima znotrajcelična domena receptorja tirozin kinazno aktivnost. Inzulinsko-receptorski kompleks ne samo, da odda signal v celico, ampak bo delno tudi z endocitozo vstopil v celico v lizosome. Pod vplivom lizosomske proteaze se inzulin cepi iz receptorja, medtem ko se slednji bodisi uniči, bodisi vrne v membrano in se ponovno vključi vanjo. Ponavljajoče se premikanje receptorja iz membrane v lizosome in nazaj do membrane imenujemo recikliranje receptorjev. Postopek recikliranja je pomemben za uravnavanje količine inzulinskih receptorjev, zlasti za zagotavljanje obratnega razmerja med koncentracijo insulina in številom membranskih receptorjev zanj..

Tvorba kompleksa inzulinskega receptorja aktivira tirozin kinazo, ki sproži fosforilacijo znotrajceličnih beljakovin. Posledično avtofosforilacija receptorja vodi do povečanja primarnega signala. Inzulinsko-receptorski kompleks povzroči aktivacijo fosfolipaze C, tvorbo sekundarnih sporočil inozitol trifosfata in diacilglicerola, aktiviranje protein kinaze C in zaviranje cAMP. Vključenost več sistemov sekundarnih mediatorjev razlaga raznolikost in razlike v učinkih insulina v različnih tkivih..

Sl. 6.22. Diagram mehanizma delovanja inzulina na ciljno celico.

Inzulin vpliva na vse vrste presnove, pospešuje anabolične procese, povečuje sintezo glikogena, maščob in beljakovin, zavira učinke številnih kontransularnih hormonov (glukagon, kateholamini, glukokortikoidi in rastni hormon). Vsi učinki inzulina so razdeljeni v 4 skupine glede na hitrost njihovega izvajanja: zelo hitro (po nekaj sekund) - hiperpolarizacija celičnih membran (razen hepatocitov), ​​povečana prepustnost glukoze, aktiviranje Na-K-ATPaze, vnos K + in izčrpavanje Na, zatiranje Ca -pumpa in zakasnitev Ca2 +; hitri učinki (v nekaj minutah) - aktiviranje in inhibicija različnih encimov, ki zavirajo katabolizem in krepijo anabolične procese; počasni procesi (v nekaj urah) - povečana absorpcija amimino kislin, spremembe v sintezi RNA in beljakovinskih encimov; zelo počasni učinki (od ur do dni) - aktivacija mitogeneze in razmnoževanje celic.

Najpomembnejši učinek inzulina v telesu je 20–50-kratno povečanje prenosa glukoze skozi membrane mišičnih in maščobnih celic z olajšano difuzijo vzdolž koncentracijskega gradienta z uporabo hormonsko občutljivih membranskih beljakovinskih nosilcev imenovanih GLUT. Šest vrst GLUT je bilo ugotovljenih v membranah različnih vrst celic (slika 6.23), vendar je le ena od njih - GLUT-4 - odvisna od insulina in se nahaja v membranah celic skeletnih mišic, miokarda, maščobnega tkiva.

Inzulin vpliva na izmenjavo vode z ogljikom, kar se kaže z:

1) aktiviranje izkoriščanja glukoze v celicah,
2) intenziviranje procesov fosforilacije;
3) zatiranje propadanja; in stimulacija sinteze glikogena;
4) inhibicija glukoneogeneze;
5) aktiviranje procesov glikolize;
6) hipoglikemija.

Vpliv insulina na presnovo beljakovin je sestavljen iz: 1) povečanja prepustnosti membran za aminokisline; 2) povečanje sinteze mRNA; 3) aktiviranje sinteze aminokislin v jetrih; 4) povečanje sinteze in zatiranje razgradnje beljakovin.

Sl. 6.23. Shema prenosa glukoze po celičnih membranah. Nosilci so skupno znani kot GLUT-1, 2, 3, 4, 5, 6. Samo GLUT-4 je odvisen od insulina..

Glavni učinki insulina na presnovo lipidov:

• stimulacija sinteze prostih maščobnih kislin iz glukoze;
• stimulacija sinteze lipoprotein lipaze v vaskularnih endotelijskih celicah in zaradi tega aktivacija hidrolize trigliceridov, povezanih s krvnimi lipoproteini, in oskrba maščobnih kislin s celicami maščobnih tkiv;
• stimulacija sinteze trigliceridov;
• zatiranje razgradnje maščob;
• aktiviranje oksidacije ketonskih teles v jetrih.

Zaradi svojega vpliva na celično membrano inzulin ohranja visoko medcelično koncentracijo kalijevih ionov, kar je potrebno za zagotovitev normalne vzdražljivosti celic.

Širok razpon presnovnih učinkov inzulina v telesu kaže na to, da je hormon potreben za delovanje vseh tkiv, organov in fizioloških sistemov, izvajanje čustvenih in vedenjskih dejanj, vzdrževanje homeostaze, izvajanje mehanizmov prilagajanja in zaščite telesa pred neugodnimi dejavniki okolja.

Pomanjkanje inzulina (relativno pomanjkanje v primerjavi s stopnjo kontransularnih hormonov, predvsem glukagona) vodi v diabetes mellitus. Presežek inzulina v krvi, na primer pri prevelikem odmerjanju, povzroči hipoglikemijo s hudimi disfunkcijami centralnega živčnega sistema, ki uporablja glukozo kot glavni vir energije, ne glede na inzulin.

INSULIN

Inzulin (lat.insula otok, otoček) - hormon trebušne slinavke; spada v skupino beljakovinsko-peptidnih hormonov.

L. V. Sobolev je leta 1900 dokazal, da so otočki Langerhansov trebušne slinavke (glej) mesto nastanka snovi, ki uravnava presnovo ogljikovih hidratov v telesu. Leta 1921 je F. Bunting in Best (SN Best) pridobil izvleček iz otočnega tkiva trebušne slinavke, ki vsebuje inzulin. Leta 1925 smo dobili inzulin v kristalni obliki. Leta 1955 je F. Sanger proučil zaporedje aminokislin in ugotovil strukturo insulina pri govedu in prašičih.

Relativna molekulska teža monomera Inzulin - pribl. 6000. Molekula insulina vsebuje 51 aminokislin in je sestavljena iz dveh verig; veriga z N-končnim glicinom se imenuje A-veriga in je sestavljena iz 21 aminokislin, druga - B-veriga - je sestavljena iz 30 aminokislin. A- in B-verige sta povezani z disulfidno vezjo, celovitost reza ima veliko vlogo pri ohranjanju biola, aktivnosti molekule I. (glejte formulo spodaj).

V aminokislinski sestavi I. prašičku I. se molekula do rogo razlikuje le z eno aminokislino v verigi B (namesto treonina na 30. mestu je alanin).

Vsebina

Biosinteza inzulina, regulacija izločanja insulina

Inzulin se sintetizira v bazofilnih izolocitih (beta celicah) otokov trebušne slinavke Langerhansov iz njegovega predhodnika proinsulina. Prvič je proinsulin odkril D. F. Steiner v poznih 60. letih. Proinsulin je enoverižni polipeptid z relativno mol. teža približno 10.000, vsebuje več kot 80 aminokislin. Proinsulin je molekula P., kot da je zaprta s peptidom, ki se mu reče povezovalni, ali C-peptidom; ta peptid naredi molekulo I. biološko neaktivno. Po imunoloških značilnostih je proinsulin blizu I. Proinsulin se sintetizira na ribosomih izolocitov, nato se molekula proinsulina premakne po cisternah citoplazemske mreže do lamelarnega kompleksa (Golgijev kompleks), od katerega se ločijo na novo oblikovani sekretorni granuli, ki vsebujejo proinzulin. V sekretornih zrncih se pod delovanjem encimov C-peptid loči od proinsulina in I. Proces encimske pretvorbe proinsulina poteka v. več stopenj, ki povzročajo tvorbo insulina, vmesnih oblik pro-insulina in C-peptida. Vse te snovi imajo različno biolno in imunsko aktivnost in lahko sodelujejo pri uravnavanju različnih vrst metabolizma. Kršitev procesov pretvorbe proinzulina v I. vodi do spremembe razmerja teh snovi, pojava nenormalnih oblik I. in posledično do premika v uravnavanju metabolizma.

Pretok hormonov v kri je urejen z več mehanizmi, od katerih je eden za I. (sprožilni signal) povišanje glukoze v krvi (glej. Hiperglikemija); Pomembna vloga pri uravnavanju vnosa I. so mikroelementi, šli so hormoni. trakt (predvsem tajin), aminokisline, pa tudi c. n iz. (glej Hormoni).

Pretvorba inzulina v telesu

Pri vstopu v krvni obtok del I. tvori komplekse z beljakovinami v krvni plazmi - t.i. vezanega insulina, drugi del ostane v obliki prostega insulina. L. K. Staroseltseva in sotr. (1972) ugotovili, da obstajata dve obliki povezanih I.: ena oblika je I. kompleksna s transferrinom, druga pa I. kompleksna z eno od komponent alfa-globulinov krvnega seruma. Prosti in povezani I. se med seboj razlikujejo v biol., Imunski in fiz.-kem. lastnosti, pa tudi učinek na maščobno in mišično tkivo, ki so tarčni organi in jih imenujemo inzulinsko občutljiva in tkiva. Prosti I. reagira s protitelesi na kristalni P., spodbuja absorpcijo glukoze v mišicah in do neke mere tudi v maščobnem tkivu. Pridruženi I. ne reagira s protitelesi na kristalni P., spodbuja absorpcijo glukoze iz maščobnega tkiva in v mišičnem tkivu praktično ne vpliva. Pridruženi I. se od prostega I. razlikuje po hitrosti metabolizma, obnašanju v elektroforetskem polju, med gelsko filtracijo in dializo.

Med ekstrakcijo krvnega seruma s klorovodikovim etanolom je bila pridobljena snov z biol podobnimi učinki kot I. Vendar ta snov ni reagirala s protitelesi, pridobljenimi na kristalnem insulinu, zato so jo poimenovali "insulinsko podobna plazemska aktivnost" ali "insulinu podobna snov". Velik pomen je namenjen preučevanju aktivnosti, podobni insulinu; Številni avtorji menijo, da "plazemsko aktivnost, ki ni podobna insulinu", ena od oblik I. Zahvaljujoč postopkom vezave I. s proteini v krvnem serumu je zagotovljena njegova dobava v tkiva. Poleg tega je povezana I. kot nekakšna oblika skladiščenja hormona v krvi in ​​ustvarja rezervo aktivnega I. v krvnem obtoku. Določeno razmerje prostega in vezanega I. zagotavlja normalno vitalno aktivnost organizma.

Količina I., ki kroži v krvnem obtoku, ne določa le hitrost izločanja, temveč tudi hitrost njegovega metabolizma v perifernih tkivih in organih. Presnovni procesi I. so najbolj aktivni v jetrih. Obstaja več domnev o mehanizmu teh procesov v jetrih; Ugotovljeno je bilo, da obstajata dve stopnji - redukcija disulfidnih mostov v molekuli insulina in proteoliza s tvorbo biološko neaktivnih peptidnih fragmentov in aminokislin. V presnovo I. sodeluje več encimskih sistemov, ki aktivirajo inzulin in inzulina, ki vključujejo presnovo I. Ti vključujejo encimski sistem, ki aktivira inzulin [protein disulfid reduktaza (glutation)] in encimski sistem, ki razgrajuje inzulin, ki so predstavljeni s tremi vrstami proteolitičnih encimov. Kot posledica delovanja proteinske disulfid reduktaze pride do obnove mostov S-S in tvorbe A in B verig I. z njihovo poznejšo proteolizo na posamezne peptide in aminokisline. Poleg jeter se presnova I. pojavlja v mišičnih in maščobnih tkivih, ledvicah in posteljici. Hitrost presnovnih procesov lahko služi kot nadzor nad stopnjo aktivne I. in ima pomembno vlogo pri patogenezi diabetesa mellitusa. Obdobje biola, razpolovna doba I. osebe - približno. 30 min.

Biološko delovanje inzulina

Inzulin je vsestranski anabolični hormon. Eden najbolj presenetljivih učinkov I. je njegov hipoglikemični učinek. I. vpliva na vse vrste metabolizma: spodbuja transport snovi skozi celične membrane, spodbuja izkoriščanje glukoze in tvorbo glikogena, zavira glukoneogenezo (glej Glikoliza), zavira lipolizo in aktivira lipogenezo (glej presnovo maščob) in povečuje intenzivnost sinteze beljakovin. I. zagotavlja normalno oksidacijo glukoze v Krebsovem ciklu (pljuča, mišice, ledvice, jetra), spodbuja nastajanje visokoenergijskih spojin (zlasti ATP) in ohranjanje energijskega ravnovesja celic. In to je potrebno za rast in razvoj telesa (deluje v sinergiji z rastnim hormonom hipofize).

Vsi učinki na biol, I. so med seboj neodvisni in neodvisni, vendar v fizioloških pogojih končni I. učinek sestoji iz neposrednega spodbujanja biosintetskih procesov in hkratne oskrbe celic z "gradbenim" materialom (npr. Aminokislinami) in energijo (glukozo). Različni učinki I. se realizirajo z njegovo interakcijo z receptorji celičnih membran in prenašanjem signala (informacije) v celico do ustreznih encimskih sistemov..

Fiziološki antagonist insulina pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov in zagotavljanju optimalne ravni glukoze v krvi za vitalno aktivnost telesa je glukagon (glejte), pa tudi nekateri drugi hormoni (ščitnica, nadledvične žleze, somatotropni hormon).

Motnje v sintezi in izločanju insulina so lahko različne narave in imajo drugačen izvor. Torej, pomanjkanje izločanja I. vodi v hiperglikemijo in razvoj diabetesa mellitusa (glej. Diabetes mellitus, etiologija in patogeneza). Prekomerna tvorba I. opazimo na primer pri hormonsko aktivnem tumorju, ki izvira iz beta celic otokov trebušne slinavke (glej Insuloma), klinično pa se izrazi s simptomi hiperinzulinizma (glej).

Metode določanja inzulina

Metode za določanje insulina lahko pogojno razdelimo na biološke in radioimunske metode. Biol, metode temeljijo na stimulaciji absorpcije glukoze v insulinsko občutljivih tkivih pod delovanjem I. Za biol metoda uporablja diafragmatično mišično in epididimmalno masno tkivo, pridobljeno iz podgan čistih linij. Kristalni I. ali preučeni človeški krvni serum in pripravki diafragmatične mišice ali epididimmalnega maščobnega tkiva (po možnosti izolirane maščobne celice, dobljene iz epididimmalnega maščobnega tkiva) v puferni raztopini, ki vsebuje določeno koncentracijo glukoze, se dajo v inkubator. Glede na stopnjo absorpcije glukoze v tkivu in s tem njeno izgubo iz inkubiranega medija se vsebnost I. v krvi izračuna s standardno krivuljo.

Prosta oblika I. poveča absorpcijo glukoze predvsem na diafragmatični mišici, z rezom povezana oblika I. praktično ne reagira, zato je mogoče z diafragmatično metodo določiti količino prostega I. absorpcijo glukoze iz epididimmalnega maščobnega tkiva spodbuja predvsem vezana oblika I; vendar prosta I. lahko delno reagira z maščobnim tkivom, zato lahko podatke, pridobljene med inkubacijo z maščobnim tkivom, imenujemo splošna aktivnost insulina. Fiziol, ravni prostega in vezanega I. nihajo v zelo širokih mejah, kar je očitno povezano s posamezno vrsto hormonske regulacije presnovnih procesov in je lahko v povprečju 150-200 mcU / ml prostega I. in 250-400 mcU / ml sorodni IN.

Radioimunska metoda za določanje I. temelji na konkurenci označenega in neoznačenega I. v reakciji s protitelesom na I. v analiziranem vzorcu. Količina radioaktivnega I., povezanega s protitelesi, bo obratno sorazmerna koncentraciji I. v analiziranem vzorcu. Izkazala se je, da je najuspešnejša različica radioimunoanalize metoda dvojnih protiteles, ki jih lahko pogojno (shematično) predstavimo na naslednji način. Protitelesa proti I. prejmejo na morske prašiče (tako imenovana protitelesa prvega reda) in jih povežejo z oznako I. (1251). Nastali kompleks se ponovno kombinira s protitelesi drugega reda (pridobljenimi iz zajca). To zagotavlja stabilnost kompleksa in možnost reakcije substitucije označenega I. z neoznačenim. Kot rezultat te reakcije se neoznačeni I. veže na protitelesa, označen s I. pa preide v brezplačno raztopino.

Številne modifikacije te metode temeljijo na stopnji ločevanja označene I. od kompleksa z neoznačenim I. Metoda dvojnih protiteles je osnova za pripravo gotovih kompletov za radioimunoanalizno metodo določanja I. (podjetja v Angliji in Franciji).

Inzulinski pripravki

Za medicinske namene se inzulin pridobiva iz trebušne slinavke goveda, prašičev in kitov. Aktivnost I. določa biol, mimogrede (glede na sposobnost zniževanja krvnega sladkorja pri zdravih kuncih). Enota delovanja (ED) ali mednarodna enota (IE) je aktivnost 0,04082 mg kristalnega insulina (standardno). I. zlahka kombinira z dvovalentnimi kovinami, zlasti cinkom, kobaltom, kadmijem, in lahko tvori komplekse s polipeptidi, zlasti s protaminom. Ta lastnost je bila uporabljena pri razvoju dolgo delujočega I..

Glede na trajanje delovanja obstajajo tri vrste zdravil I. Kratko delujoče zdravilo (približno 6 ur) je insulin domače proizvodnje (I. goveda in prašičev). Zdravilo s povprečnim trajanjem delovanja (10-12 ur) je suspenzija amorfnega cinkovega insulina - domačega zdravila, podobnega tujemu drogi semlente. Zdravila z dolgotrajnim delovanjem vključujejo protamin-cink-inzulin za injiciranje (16-20 ur delovanja), suspenzija insulina-protamina (18-24 ur), suspenzija cink-insulina (do 24 ur), suspenzija kristalnega cinka-insulina ( do 30-36 ur. akcija).

Farmakološke značilnosti najpogosteje uporabljenih zdravil I. in oblika njihovega sproščanja - glej Hormonska zdravila, tabela.

Indikacije in kontraindikacije

I. je specifično antidiabetično sredstvo in se uporablja predvsem pri diabetes mellitusu; absolutna indikacija je prisotnost ketoacidoze in diabetične kome. Izbira zdravila in njegovo odmerjanje sta odvisna od oblike in resnosti poteka bolezni, starosti in splošnega stanja pacienta. Izbor odmerkov in zdravljenje I. se izvaja pod nadzorom vsebnosti sladkorja v krvi in ​​urinu ter spremlja bolnikovo stanje. Preveliko odmerjanje I. ogroža močan padec krvnega sladkorja, hipoglikemično komo. Specifične indikacije za uporabo nekaterih zdravil I. pri diabetes mellitusu pri odraslih in otrocih - glejte Diabetes mellitus, zdravljenje.

I. pripravki se uporabljajo za zdravljenje določenih duševnih bolezni. V ZSSR so zdravljenje s šizofrenijo inzulinsko šok leta 1936 uporabili A. S. Kronfeld in E. Ya. Sternberg. S pojavom nevroleptikov je zdravljenje I. postalo izbira - glej shizofrenijo.

V majhnih odmerkih je I. včasih predpisan za splošno izčrpanost, furunculozo, bruhanje nosečnic, hepatitis itd..

Vse I. pripravke z dolgotrajnim delovanjem injiciramo samo pod kožo (ali intramuskularno). Intravensko (npr. Pri diabetični komi) se lahko daje samo z raztopino kristalnega insulina za injiciranje. Suspenzije cinkovega insulina (in drugih zdravil I. podaljšanja) ni mogoče injicirati v isto injekcijsko brizgo z raztopino insulina za injiciranje; po potrebi vbrizgajte raztopino insulina za injiciranje z ločeno brizgo.

Kontraindikacija - alergija na Insulin; relativne kontraindikacije - bolezni, ki se pojavljajo s hipoglikemijo. Previdnost je potrebna pri zdravljenju I. bolnikov, ki imajo koronarno insuficienco in možganskožilne nesreče.


Bibliografija: Biokemija hormonov in hormonska regulacija, ur. N. A. Yudaeva, str. 93, M., 1976; Newsholm E. in Start K. Uredba metabolizma, trans. iz angleščine, str. 387 itd., M., 1977; Problemi medicinske enzimologije, ur. G. R. Mardaševa, str. 40, M., 1970, bibliogr.; Vodnik po klinični endokrinologiji, ed. V.G.Baranova, L., 1977; Diabetes mellitus, ed. V.R.Kljačko, str. 130, M., 1974; Staroseltseva L. K. Različne oblike inzulina v telesu in njihov biološki pomen, v knjigi: Sovr. vopr, endokrina., ed. H. A. Yudaeva, V 4, str. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Biokemija hormonske regulacije metabolizma, Vestn. Akademija znanosti SSSR, št. 11, str. 29, 1974; Banting F. G., a. Najboljši C. H. Notranja sekrecija trebušne slinavke, J. Lab. ambulante. Med., V 7, str. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - motnja celičnega prenosa informacij, Horm. metaboi. Res., V. 4, str. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, ed. avtor: R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulin in biosinteza insulina, nedavni progr. Hormonska rez., V. 25, str. 207, 1969, bibliogr.


V. S. Ilyin, L. K. Staroseltseva

Kratko delujoči inzulin: mehanizem delovanja, vrste zdravil, način uporabe

Pripravki inzulina so sestavni del kompleksnega zdravljenja insulinsko odvisnega in od insulina odvisnega diabetesa tipa 1 in 2. Eden od nevarnih zapletov bolezni je hiperglikemična kriza. Kratko delujoče nadomestno zdravljenje z insulinom ohranja normalno raven glukoze v krvi, s čimer se izognemo hudim posledicam.

Mehanizem delovanja

Presnovne motnje povzročajo motnje v procesih asimilacije in izločanja glukoze. Običajno služi telesu kot vir energije. Insulin, hormon, ki ga proizvaja trebušna slinavka, sodeluje pri distribuciji in transportu glukoze. Pri sladkorni bolezni ga endokrini sistem ne more tvoriti v zadostnih količinah.

Kratko delujoči sintetični inzulin je bil razvit pred približno 20 leti. Analog človeškega hormona se proizvaja na dva načina. Prva je s pomočjo genskega inženiringa: sinteza gensko spremenjenih bakterij in tvorba hormona iz proinsulina, pridobljenega iz njih. Drugi je proizvodnja hormona na osnovi živalskega inzulina - svinjskega ali govejega.

Po dajanju se kratek inzulin veže na receptorje na celični membrani, nato pa prodre v notranjost. Hormon aktivira biokemijske procese. To se še posebej opazi pri insulinsko odvisnih celicah jeter, maščob in mišičnega tkiva..

Inzulin uravnava metabolizem, vpliva na raven sladkorja v krvi. Hormon sodeluje pri gibanju glukoze po celični membrani, pomaga pretvoriti sladkor v energijo. V jetrih se iz glukoze tvori glikogen. To delovanje inzulina vodi do znižanja glukoze v krvi, kar preprečuje napredovanje sladkorne bolezni in pojav hiperglikemije..

Trajanje absorpcije in delovanja insulina je odvisno od mesta injiciranja, odmerka in koncentracije raztopine. Prav tako na proces vplivajo prekrvavitev in mišični tonus. Učinek zdravil je odvisen od posameznih značilnosti vsakega bolnika..

Uvajanje insulina omogoča diabetikom nadzor nad telesno težo, aktiviranje presnove maščob in preprečevanje pojava zapletov s srčno-žilnim in živčnim sistemom.

Vrste inzulinskih pripravkov

Pripravki inzulina se razlikujejo glede na trajanje absorpcije iz podkožja in delovanje. Dolgi insulini lahko normalizirajo koncentracijo glukoze v krvi v 1-1,5 dneh s simulacijo bazalnega izločanja hormona, ki ni povezan z vnosom hrane.

Podoben učinek imajo zdravila srednjega trajanja. Njihovo delovanje je opaziti po 1-4 urah in traja približno 12-16 ur.

Kratko delujoči inzulin znižuje raven glukoze v krvi tako, da posnema sproščanje hormona, povezano z vnosom hrane. Daje se pol ure pred obroki. Sredstva s kratkim delovanjem imajo zelo hiter učinek.

Značilnosti insulinskih pripravkov, odvisno od trajanja delovanja
PogledImena drogZačetek učinka po uporabi (minute)Največja aktivnost po injiciranju (ure)Akcija (ure)
Ultra kratkoHumalog, Apidra5–200,5-23-4
KratekActrapid NM, Humulin R, Insuman30-402-46-8
PovprečnaProtafan NM, Insuman60–904-1012-16
dolgaLantus, Levemir60–120-16–30

Kratek inzulin je genetsko zasnovan (Actrapid NM, Rinsulin R, Humulin Regulya), polsintetičen (Humudar R, Biogulin R) ali svinjski (Actrapid MS, Monosuinsulin MK).

Navodila za uporabo

Zdravnik določi vrsto in odmerjanje zdravila ob upoštevanju posameznih značilnosti pacienta, starosti, indikacij in narave bolezni. Pred uporabo insulina preberite navodila. Kratke insuline lahko dajemo kot monoterapijo ali v kombinaciji z zdravili z dolgotrajnim delovanjem.

Dnevni odmerek inzulina s kratkim delovanjem za odrasle je 8-24 enot, za otroke - ne več kot 8 enot. Zaradi povečanega sproščanja rastnega hormona v kri se poveča odmerek za mladostnike. Pacient lahko neodvisno izračuna odmerjanje. 1 odmerek hormona je sestavljen iz odmerka, potrebnega za uskladitev enote kruha, in odmerka za znižanje koncentracije glukoze v krvi. Obe komponenti sta enaki nič. Pri diabetikih s prekomerno telesno težo se koeficient zmanjša za 0,1, pri nezadostni teži - poveča za 0,1. Za bolnike z na novo diagnosticirano sladkorno boleznijo tipa 1 se odmerek izračuna na 0,4–0,5 U / kg. Odvisno od vrste zdravila se lahko predpiše od 1 do 6 injekcij na dan.

Odmerek je mogoče prilagoditi. Povečanje je potrebno z individualno odpornostjo na hormon v kombinaciji s kortikosteroidi, kontraceptivi, antidepresivi in ​​nekaterimi diuretiki.

Zdravilo se daje s posebno injekcijsko brizgo ali črpalko. Takšna naprava omogoča, da se postopek izvede z največjo natančnostjo, česar ni mogoče storiti z običajno brizgo. Vnesete lahko samo bistro raztopino brez usedlin.

Kratko delujoč inzulin se daje 30-40 minut pred obrokom. Po injiciranju ne preskakovajte obrokov. Odmerek po vsakem danem odmerku mora biti enak. Po 2-3 urah po jedi je treba prigrizek. To bo pomagalo ohranjati raven glukoze v krvi..

Za pospešitev absorpcije insulina je treba izbrano območje pred injiciranjem rahlo segreti. Mesto injiciranja ni mogoče masirati. Injekcija se opravi subkutano v predel trebuha.

S povečanjem koncentracije sladkorja v krvi je potreben dodaten odmerek insulina, ne glede na predpisan potek.

Priporočeni odmerek insulina na osnovi glukoze
Koncentracija sladkorja (mmol / l)desetenajst1213štirinajst15šestnajst
Odmerek (U)1234pet67

Posebne skupine bolnikov

Kulturno delujoči inzulin običajno uporabljajo bodybuilderji. Učinek zdravila je enak učinku anaboličnih zdravil. Kratek inzulin aktivira transport glukoze do vseh telesnih celic, zlasti do mišičnega tkiva. To pomaga povečati in vzdrževati mišični tonus. V tem primeru zdravnik odmerek nastavi individualno. Potek sprejema traja 2 meseca. Po 4-mesečnem premoru lahko jemanje zdravila ponovimo.

Če je vsebnost glukoze 16 mmol / l, težke telesne vadbe ne smemo izvajati. Če kazalniki ne presegajo 10 mmol / l, nasprotno, igranje športa pomaga zmanjšati koncentracijo sladkorja.

Včasih, ko v zaužitih živilih primanjkuje ogljikovih hidratov, telo začne porabljati rezerve maščobnega tkiva kot vir energije. Ko se razgradi, se sproščajo ketonska telesa, imenovana aceton. V primeru visokih ravni glukoze v krvi in ​​prisotnosti ketonov v urinu pacient potrebuje dodatno kratko injekcijo insulina - 20% dnevnega odmerka. Če se po 3 urah ne izboljša, je treba injekcijo ponoviti.

Diabetiki s povišano telesno temperaturo (do +37 ° C) morajo vzeti glukometrijo in jemati inzulin. Dnevni odmerek se v povprečju poveča za 10%. Pri temperaturah do +39 o C se dnevni odmerek poveča za 20-25%. Pod vplivom visoke temperature se inzulin hitro uniči, zato se lahko pojavi hiperglikemija. Dnevni odmerek mora biti enakomerno razporejen in dajati v presledkih 3-4 ure.

Stranski učinki

Tvorba protiteles proti insulinu lahko privede do povečane interakcije z beljakovinami. To povzroči odpornost na inzulin. Pogosto se odpornost na hormon opazi z vnosom prašičjega ali govejega insulina.

Kratkodelujoča zdravila redko povzročajo neželene učinke. Alergijske reakcije se običajno pojavijo v obliki srbenja, pordelosti. Včasih je na mestu injiciranja draženje.

S prevelikim odmerjanjem ali nepravilno uporabo kratkega insulina je možen hipoglikemični sindrom, za katerega je značilno močno znižanje ravni glukoze v krvi. Simptomi hipoglikemije: omotica, glavobol, akutna lakota, hiter srčni utrip, povečano znojenje, tesnoba in razdražljivost. Če želite odpraviti znake, morate po 15-20 minutah piti raztopino glukoze - zaužiti porcijo, ki vsebuje zadostno količino beljakovin in ogljikovih hidratov. Ne morete iti v posteljo: to lahko izzove nastanek hipoglikemične kome.

Kratko delujoči inzulin hitro in učinkovito normalizira raven glukoze v krvi. Takšna substitucijska terapija omogoča diabetikom, da živijo s polno močjo in preprečujejo morebitne zaplete..

Anatomija človeškega inzulina - Informacije:

Krmarjenje po članku:

Inzulin -

Inzulin (iz latinsko insula - otok) je hormon peptidne narave, tvori se v beta celicah otočkov Langerhansov trebušne slinavke. Ima večplastni učinek na presnovo v skoraj vseh tkivih. Glavno delovanje insulina je znižanje koncentracije glukoze v krvi.

Inzulin povečuje prepustnost plazemskih membran za glukozo, aktivira ključne encime glikolize, spodbuja tvorbo glikogena iz glukoze v jetrih in mišicah ter poveča sintezo maščob in beljakovin. Poleg tega inzulin zavira delovanje encimov, ki razgrajujejo glikogen in maščobe. To pomeni, da ima poleg anaboličnega učinka tudi antikatabolični učinek. Moteno izločanje insulina zaradi uničenja beta celic - absolutno pomanjkanje insulina - je ključni člen v patogenezi diabetesa mellitusa tipa 1. Motnje delovanja insulina na tkiva - relativno pomanjkanje insulina - igra pomembno vlogo pri razvoju sladkorne bolezni tipa 2.

Struktura insulina

Molekula insulina tvorita dve polipeptidni verigi, ki vsebuje 51 aminokislinskih ostankov: A verigo sestavlja 21 aminokislinskih ostankov, B veriga tvori 30 aminokislinskih ostankov. Polipeptidne verige sta povezana z dvema disulfidnima mostoma skozi ostanke cisteina, tretja disulfidna vez se nahaja v A verigi. Primarna struktura insulina se pri različnih bioloških vrstah nekoliko razlikuje, pa tudi njegov pomen pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov. Človeškemu najbližjemu je prašičji inzulin, ki se od njega razlikuje le po enem aminokislinskem ostanku: alanin se nahaja v položaju 30 verige prašičjega insulina B, treonin pa v humanem insulinu; goveji inzulin ima tri aminokislinske ostanke.

Odkrivanje in proučevanje insulina

Leta 1869 v Berlinu je 22-letni študent medicine Paul Langerhans, ki je z novim mikroskopom proučeval strukturo trebušne slinavke, opozoril na prej neznane celice, ki tvorijo skupine, ki so bile enakomerno razporejene po žlezi. Namen teh "majhnih gomil celic", pozneje imenovanih "otočki Langerhansov", ni bil jasen, pozneje pa je Eduad Lagus pokazal, da tvorijo skrivnost, ki igra vlogo pri uravnavanju prebave..

Leta 1889 je nemški fiziolog Oscar Minkowski, s katerim je pokazal, da je bila vloga trebušne slinavke pri prebavi zastavljen poskus, v katerem je zdravemu psu odstranil žlezo. Nekaj ​​dni po začetku eksperimenta je pomočnik Minkowski, ki je spremljal laboratorijske živali, opazil veliko število muh, ki so priletele na urin eksperimentalnega psa. S pregledom urina je ugotovil, da pes izloča sladkor v urinu. To je bilo prvo opazovanje, ki je povezalo delo trebušne slinavke in sladkorne bolezni..

Leta 1901 je bil storjen naslednji pomemben korak, Eugene Opie je jasno pokazal, da "diabetes mellitus... povzroča uničenje otočkov trebušne slinavke in se pojavi šele, ko so ta majhna telesa delno ali v celoti uničena." Povezava med diabetesom mellitusom in trebušno slinavko je bila znana že prej, še prej pa ni bilo jasno, ali je sladkorna bolezen povezana z otočki. V naslednjih dveh desetletjih je bilo več poskusov izolacije otočkov izločanja kot možnega zdravila..

Leta 1906 je Georg Ludwig Zuelzer dosegel nekaj uspeha pri zniževanju ravni glukoze v krvi pri poskusnih psih z izvlečkom trebušne slinavke, vendar svojega dela ni mogel nadaljevati. E.L. Scott je med letoma 1911 in 1912 na univerzi v Chicagu uporabil vodni ekstrakt trebušne slinavke in opazil "rahlo zmanjšanje glikozurije", vendar svojega nadzornika ni mogel prepričati o pomembnosti svojih raziskav, zato so ti poskusi kmalu prekinili. Enak učinek je pokazal Izrael Kleiner na univerzi Rockefeller leta 1919, vendar je njegovo delo prekinjeno z izbruhom prve svetovne vojne in ga ni mogel dokončati. Podobno delo je po poskusih v Franciji leta 1921 objavil profesor fiziologije na Romunski medicinski šoli Nicola Paulesco, mnogi pa tudi v Romuniji menijo, da je odkritelj inzulina. Vendar praktično izoliranje insulina pripada skupini znanstvenikov z univerze v Torontu..

Oktobra 1920 je Frederick Banting v delih Minkowskega prebral, da če preprečimo izločanje prebavnega soka iz trebušne slinavke pri psih, žlezaste celice kmalu umrejo, otočki pa ostanejo živi, ​​pri živalih pa se ne razvije sladkorna bolezen. Zaradi tega zanimivega dejstva je razmišljal o možnosti izločanja neznanega dejavnika iz žleze, ki pomaga znižati raven sladkorja v krvi. Iz njegovih zapiskov: „zavoj pasjega pankreasnega kanala. Pustite psa, dokler se acini ne zrušijo in ostanejo le otočki. Poskusite izolirati notranjo skrivnost in delujte na glikozurijo... "V Torontu Banting se je srečal z J. Macleodom in mu predstavil svoje ideje v upanju, da bo priskrbel njegovo podporo in dobil opremo, ki je potrebna za delo. Na začetku je Buntingova ideja profesorja zadela kot nesmiselno in celo smešno. Toda mlademu znanstveniku je vseeno uspelo prepričati Macleoda, da podpre projekt..

In poleti 1921 je Buntingu priskrbel univerzitetni laboratorij in pomočnika, 22-letnega Charlesa Bestsa, in mu dal tudi 10 psov. Njihova metoda je bila sestavljena iz dejstva, da je bila ligatura zategnjena okoli izločevalnega kanala trebušne slinavke, kar je preprečilo izločanje pankreasnega soka iz žleze, nekaj tednov kasneje, ko so zunanje celice umrle, pa je na tisoče otočkov ostalo živih, iz katerih so uspeli izolirati protein, ki zanesljivo zniža raven sladkorja v krvi psov z odstranjeno trebušno slinavko. Sprva se je imenoval "Ayletin". Vrnitev iz Evrope je MacLeod cenil pomen vsega dela, ki so ga opravili njegovi podrejeni, vendar je profesor, da bi bil popolnoma prepričan v učinkovitost metode, zahteval, da se poskus z njim ponovno uredi. In po nekaj tednih je bilo jasno, da je bil tudi drugi poskus uspešen. Vendar pa je bila izolacija in čiščenje "ayletina" iz pasje trebušne slinavke izjemno zamudna in zamudna. Bunting se je odločil, da bo kot vir uporabil trebušno slinavko ploda teleta, v kateri prebavni encimi še niso proizvedeni, vendar je že sintetizirana zadostna količina inzulina. To je delo precej olajšalo..

Po reševanju problema vira insulina je bila naslednja pomembna naloga čiščenje beljakovin. Da bi ga rešil, je decembra 1921 Macleod najel briljantnega biokemičara Jamesa Collipa, ki mu je sčasoma uspelo razviti učinkovito metodo za čiščenje insulina. In 11. januarja 1922 je po številnih uspešnih poskusih s psi 14-letnemu Leonardu Thompsonu, diabetiku, dobil prvo injekcijo insulina. Vendar pa prve izkušnje z insulinom niso bile uspešne. Ekstrakt ni bil dovolj očiščen, kar je privedlo do razvoja alergij, zato so bile injekcije insulina suspendirane. Naslednjih 12 dni je Collip trdo delal v laboratoriju, da bi izboljšal ekstrakt. In 23. januarja je Leonard dobil drugi odmerek inzulina. Tokrat je bil uspeh popoln, saj le ni bilo očitnih stranskih učinkov, ampak je bolnikova sladkorna bolezen nehala napredovati. Vendar Bunting in Best pozneje nista sodelovala s Collipom in se kmalu razšla z njim. Potrebne so bile velike količine čistega insulina. In preden so našli učinkovit način za hitro industrijsko proizvodnjo insulina, je bilo opravljenega veliko dela. Pomembno vlogo pri tem je odigralo Buntingovo poznanstvo z Eli Lilly, bodočo ustanoviteljico največje farmacevtske družbe. Za to revolucionarno odkritje sta Macleod in Bunting leta 1923 prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. Bunting je bil sprva zelo ogorčen, da njegov pomočnik Best ni bil predstavljen za nagrado z njim, sprva pa je celo kljubovalno zavrnil denar, potem pa je kljub temu privolil v nagrado in svoj del slovesno delil z Bestom. Macleod je storil enako in svojo nagrado delil s Collipom. Inzulinski patent so Univerzi v Torontu prodali za en dolar in kmalu se je začela proizvodnja inzulina v industrijskem obsegu..

Zasluga za določitev natančnega zaporedja aminokislin, ki tvorijo molekulo insulina (tako imenovana primarna struktura), pripada britanskemu molekularnemu biologu Fredericku Sengerju. Inzulin je bil prvi protein, za katerega je bila določena primarna struktura. Za svoje delo leta 1958 je prejel Nobelovo nagrado za kemijo. In skoraj 40 let pozneje je Dorothy Crowfoot Hodgkin določila prostorsko strukturo molekule inzulina z rentgensko difrakcijo. Njeno delo je dobilo tudi Nobelovo nagrado.

Nastajanje in izločanje insulina Glavni spodbuda za sintezo in izločanje insulina je povečanje koncentracije glukoze v krvi..

Sinteza inzulina v celici Sinteza in sproščanje insulina je zapleten postopek, ki vključuje več stopenj. Sprva nastane neaktivni predhodnik hormona, ki se po nizu kemičnih transformacij med zorenjem spremeni v aktivno obliko. Gen, ki kodira primarno strukturo predhodnika insulina, je nameščen na kratkem kraku kromosoma 11. Na ribosomih grobega endoplazemskega retikuluma se sintetizira prekurzorski peptid - t.i. predproinzulin. To je polipeptidna veriga, sestavljena iz 110 aminokislinskih ostankov in vključuje serijo: L-peptid, B-peptid, C-peptid in A-peptid. Skoraj takoj po sintezi v EPR se iz te molekule odcepi signalni (L) peptid - zaporedje 24 aminokislin, ki so potrebne za prehod sintetizirane molekule skozi hidrofobno lipidno membrano EPR. Nastane proinsulin, ki se prevaža do kompleksa Golgi, nato pa v rezervoarjih, kjer poteka tako imenovano zorenje inzulina. Zorenje je najdaljša faza v proizvodnji insulina. Med zorenjem se iz proinsulinske molekule s specifičnimi endopeptidazami izloči C-peptid, fragment 31 aminokislin, ki povezujejo B-verigo in A-verigo. To pomeni, da se molekula proinsulina loči na inzulin in biološko inerten peptidni ostanek. V sekretornih granulah se insulin kombinira z cinkovimi ioni, da tvori kristalne heksamerne agregate.

Izločanje insulina Beletne celice Langerhansovih otočkov so občutljive na spremembe glukoze v krvi; njihovo sproščanje inzulina kot odziv na povečanje koncentracije glukoze se realizira v skladu z naslednjim mehanizmom:

  • Glukoza se s transportiranim beljakovinami GluT 2 prosto prevaža v beta celicah
  • V celici se glukoza podvrže glikolizi in se v dihalnem ciklu še naprej oksidira, da tvori ATP; intenzivnost sinteze ATP je odvisna od ravni glukoze v krvi.
  • ATP uravnava zaprtje kalijevih ionskih kanalov, kar vodi do membranske depolarizacije.
  • Depolarizacija povzroči odpiranje napetostnih kalcijevih kanalov, kar vodi do pretoka kalcija v celico.
  • Povišanje ravni kalcija v celici aktivira fosfolipazo C, ki odcepi enega od membranskih fosfolipidov - fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat - v inozitol-1,4,5-trifosfat in diacilglicerat.
  • Inozitol trifosfat se veže na beljakovine receptorjev EPR. To vodi do sproščanja vezanega medceličnega kalcija in močnega zvišanja njegove koncentracije..
  • Znatno povečanje koncentracije kalcijevih ionov v celici vodi do sproščanja predhodno sintetiziranega insulina, shranjenega v sekretornih granulah. V zrelih sekretornih granulah poleg insulina in C-peptida obstajajo ioni cinka in majhne količine proinzulina in vmesne oblike. Sproščanje inzulina iz celice nastane z eksocitozo - zrela sekretorna zrnca se približajo plazemski membrani in se z njo združijo, vsebnost granule pa se iztisne iz celice. Sprememba fizikalnih lastnosti medija vodi do cepitve cinka in razpada kristalno neaktivnega inzulina na posamezne molekule, ki imajo biološko aktivnost..

Uravnavanje tvorbe in izločanja insulina

Glavni stimulans za sproščanje inzulina je zvišanje ravni glukoze v krvi. Poleg tega se med zaužitjem hrane spodbujata proizvodnja in sproščanje inzulina in ne le glukoze ali ogljikovih hidratov. Izločanje inzulina je okrepljeno z aminokislinami, zlasti levcinom in argininom, nekaterimi hormoni gastroenteropankreasnega sistema: holecistokinin, GIP, GLP-1, pa tudi hormoni, kot so glukagon, ACTH, STH, estrogeni itd., Sulfonilsečnine. Prav tako se izločanje insulina poveča s povečanjem ravni kalija ali kalcija, prostih maščobnih kislin v krvni plazmi. Izločanje insulina se zmanjša pod vplivom somatostatina. Na beta celice vpliva tudi avtonomni živčni sistem.

  • Parasimpatični del (holinergični konci vagusnega živca) spodbuja sproščanje inzulina
  • Simpatični del (aktiviranje α2-adrenergičnih receptorjev) zavira izločanje inzulina. Poleg tega sintezo inzulina ponovno spodbujajo glukozni in holinergični živčni signali.

Inzulinsko delovanje

Tako ali drugače inzulin vpliva na vse vrste metabolizma v telesu. Najprej se učinek inzulina nanaša ravno na presnovo ogljikovih hidratov. Glavni učinek insulina na presnovo ogljikovih hidratov je povezan s povečanjem prenosa glukoze po celičnih membranah. Aktivacija insulinskega receptorja sproži znotrajcelični mehanizem, ki neposredno vpliva na pretok glukoze v celico z uravnavanjem količine in funkcije membranskih beljakovin, ki prenašajo glukozo v celico. Transport glukoze v dveh vrstah tkiv je v največji meri odvisen od insulina: mišično tkivo (miociti) in maščobno tkivo (adipociti) - to je t.i. tkiva, odvisna od insulina. Sestavljajoč skoraj 2/3 celotne celične mase človeškega telesa, v telesu opravljajo tako pomembne funkcije, kot so gibanje, dihanje, krvni obtok itd. In shranjujejo energijo, sproščeno iz hrane.

Inzulinski mehanizem delovanja

Tako kot drugi hormoni tudi insulin deluje prek receptorskih beljakovin. Inzulinski receptor je kompleksen celoten protein celične membrane, sestavljen iz dveh podenot (a in b), od katerih vsaka tvori dve polipeptidni verigi. Inzulin se veže z visoko specifičnostjo in ga prepoznamo po a-podenoti receptorja, ki ob pritrditvi hormona spremeni svojo konformacijo. To vodi v pojav tirozin kinazne aktivnosti v b podenoti, kar sproži razvejano verigo reakcij na aktiviranje encimov, kar se začne s samofosforilacijo receptorja.

Celoten kompleks biokemičnih posledic medsebojnega delovanja insulina in receptorja še ni povsem jasen, vendar je znano, da se v vmesni fazi pojavi tvorba sekundarnih mediatorjev: diacilgliceroli in inozitol trifosfat, katerega eden od učinkov je aktiviranje encima, protein kinaze C, s fosforilirajočim (in aktivacijskim) učinkom. na encime in so povezane spremembe medceličnega metabolizma. Povečanje pretoka glukoze v celico je povezano z aktivirajočim učinkom inzulinskih mediatorjev na vključitev citoplazemskih veziklov v celično membrano, ki vsebujejo glukozni transporter protein GluT 4. Inzulinsko-receptorski kompleks po tvorbi potopimo v citosol in nadalje razgradimo v lizosome. Razen tega se razgradi le preostanek insulina, sproščeni receptor pa se prenaša nazaj na membrano in se ponovno vstavi vanj.

Fiziološki učinki insulina Inzulin ima kompleksen in večplasten učinek na presnovo in energijo. Številni učinki inzulina se uresničijo z njegovo zmožnostjo delovanja na številne encime. Inzulin je edini hormon, ki znižuje glukozo v krvi, kar se doseže z:

  • povečana absorpcija glukoze in drugih snovi v celicah;
  • aktiviranje ključnih encimov glikolize;
  • povečanje intenzivnosti sinteze glikogena - inzulin pospeši skladiščenje glukoze v jetrnih in mišičnih celicah s polimerizacijo v glikogen;
  • zmanjšanje intenzivnosti glukoneogeneze - nastajanje glukoze v jetrih iz različnih snovi se zmanjša

Anabolični učinki insulina

  • povečuje absorpcijo aminokislin v celicah (zlasti levcina in valina);
  • povečuje transport kalijevih ionov, pa tudi magnezija in fosfata v celico;
  • krepi podvajanje DNK in biosintezo beljakovin;
  • krepi sintezo maščobnih kislin in njihovo kasnejšo esterifikacijo - v masnem tkivu in jetrih inzulin spodbuja pretvorbo glukoze v trigliceride; s pomanjkanjem inzulina se zgodi ravno obratno - mobilizacija maščob.

Anti-katabolični učinki insulina

  • zavira hidrolizo beljakovin - zmanjšuje razgradnjo beljakovin;
  • zmanjšuje lipolizo - zmanjšuje pretok maščobnih kislin v kri.

Uravnavanje glukoze v krvi

Ohranjanje optimalne koncentracije glukoze v krvi je posledica delovanja številnih dejavnikov, kombinacije dobro usklajenega dela skoraj vseh telesnih sistemov. Glavna vloga pri ohranjanju dinamičnega ravnovesja med procesi tvorjenja in izkoriščanja glukoze pa pripada hormonski regulaciji. V povprečju se raven glukoze v krvi zdravega človeka giblje od 2,7 do 8,3 mmol / L, vendar se takoj po jedi koncentracija za kratek čas močno poveča. Dve skupini hormonov nasprotno vplivata na koncentracijo glukoze v krvi:

  • edini hipoglikemični hormon je inzulin
  • in hiperglikemični hormoni (kot so glukagon, rastni hormon in adrenalin), ki povečajo glukozo v krvi

Ko raven glukoze pade pod normalno fiziološko vrednost, se sproščanje insulina iz celic B upočasni (vendar se nikoli ne ustavi normalno). Če raven glukoze pade na nevarno raven, se sprostijo tako imenovani protitelesarni (hiperglikemični) hormoni (najbolj znan - glukagon glukagona otočka trebušne slinavke), ki povzročajo sproščanje glukoze iz celičnih zalog v kri.

Adrenalin in drugi stresni hormoni močno zavirajo sproščanje inzulina v kri. Natančnost in učinkovitost tega zapletenega mehanizma je nepogrešljiv pogoj za normalno delovanje celotnega organizma in zdravja. Dolgotrajna povišana glukoza v krvi (hiperglikemija) je glavni simptom in škodljiv dejavnik diabetesa mellitusa. Hipoglikemija - padec glukoze v krvi - ima pogosto še resnejše posledice. Torej lahko izjemen padec ravni glukoze napolni z razvojem hipoglikemične kome in smrti..

Hiperglikemija

Hiperglikemija je zvišanje ravni krvnega sladkorja. V stanju hiperglikemije se poveča oskrba z glukozo tako v jetrih kot v perifernih tkivih. Takoj, ko raven glukoze preseže lestvico, trebušna slinavka začne proizvajati inzulin.

Hipoglikemija

Hipoglikemija je patološko stanje, za katerega je značilno znižanje ravni glukoze v periferni krvi pod normalno (običajno 3,3 mmol / L). Razvija se kot posledica prevelikega odmerjanja hipoglikemičnih zdravil, prekomernega izločanja insulina v telesu. Hipoglikemija lahko privede do razvoja hipoglikemične kome in vodi do smrti ljudi.

Inzulinska terapija

Obstajajo trije glavni načini zdravljenja z insulinom. Vsak od njih ima svoje prednosti in slabosti. Pri zdravi osebi se izločanje insulina pojavlja nenehno in znaša približno 1 ie insulina v 1 uri, to je tako imenovano bazalno ali ozadje. Med obrokom je večkrat hitro (bolusno) povečanje koncentracije insulina. Stimulirano izločanje insulina je približno 1-2 U na vsakih 10 g ogljikovih hidratov. Hkrati se vzdržuje konstantno ravnovesje med koncentracijo inzulina in potrebo po njem po principu povratnih informacij. Bolnik s sladkorno boleznijo tipa 1 potrebuje nadomestno zdravljenje z insulinom, ki bi posnemalo izločanje insulina v fizioloških pogojih. V različnih obdobjih morate uporabljati različne vrste pripravkov insulina. Z enim dajanjem insulina pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 1 ni mogoče doseči zadovoljivih rezultatov. Število injekcij je lahko od 2 do 5-6 krat na dan. Čim več je injekcij, tem bolj je fiziološki režim inzulinske terapije. Pri bolnikih z diabetesom mellitusom tipa 2 z ohranjeno funkcijo beta-celic zadostuje enotna ali dvojna injekcija insulina, da se ohrani stanje kompenzacije.