Insulin (dari bahasa Latin insula "pulau") adalah hormon polipeptida pankreas, yang fungsinya memasok energi ke sel-sel tubuh. Tempat sintesis insulin adalah di pulau Langerhans pankreas, sel beta mereka. Insulin terlibat dalam metabolisme semua sel jaringan, meskipun di tingkat rumah tangga hanya terkait dengan diabetes.
Informasi umum
Saat ini, insulin telah cukup dipelajari dalam strukturnya. Hubungan hormon dengan metabolisme protein, yang diproduksi dalam jumlah yang tidak mencukupi pada penderita diabetes, terungkap, yang mengarah pada keausan awal sel. Peran insulin dalam sintesis protein adalah untuk meningkatkan pengambilan asam amino dari darah oleh sel dan kemudian membuat protein darinya.
Selain itu, insulinlah yang menghambat penguraian protein dalam sel. Insulin juga mempengaruhi lipid sedemikian rupa sehingga asidosis dan aterosklerosis berkembang dengan kekurangannya. Mengapa mengikat?insulin dengan energi sel? Karena dengan makan yang banyak, sintesis insulin meningkat tajam, gula diangkut ke dalam sel, dan mereka menyimpan energi. Pada saat yang sama, tingkat glukosa dalam darah menurun - ini adalah sifat utama insulin. Dengan kelebihan glukosa, insulin mengubahnya menjadi glikogen, yang terakumulasi di hati dan otot. Ini diperlukan ketika sumber energi lain habis. Ada hubungan langsung antara insulin dan sintesis glikogen. Dan ketika ada banyak glikogen, gula diubah menjadi lemak (4 molekul lemak diperoleh dari 1 molekul gula) - disimpan di samping.
Riwayat penemuan
Pada tahun 1869 di Berlin, seorang mahasiswa kedokteran berusia 22 tahun, Paul Langerhans, saat mempelajari pankreas di bawah mikroskop, melihat sekelompok sel yang tersebar di seluruh kelenjar, yang kemudian disebut pulau Langerhans.
Peran mereka awalnya tidak jelas. Kemudian, E. Lagus menyatakan bahwa sel-sel ini terlibat dalam pencernaan. Pada tahun 1889, ahli fisiologi Jerman Oskar Minkowski tidak setuju dan mengambil pankreas dari anjing percobaan sebagai bukti.
Asisten lab Minkowski memperhatikan bahwa urin anjing yang dioperasi menarik banyak lalat. Selama penelitiannya, gula ditemukan. Ini adalah pengalaman pertama yang menghubungkan pankreas dengan diabetes.
Pada tahun 1900, ilmuwan Rusia Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) dari laboratorium I. P. Pavlov secara eksperimental membuktikan bahwa pulau Langerhans terlibat dalam metabolisme karbohidrat.
Struktur hormon
Insulin manusia adalah protein dengan berat molekul 5808, terdiri daridari 51 asam amino yang terhubung dalam 2 rantai peptida: A - mengandung 21, rantai B - 30 asam amino.
Ikatan mereka didukung oleh 2 ikatan disulfida. Ketika jembatan ini dihancurkan, hormon menjadi tidak aktif. Ini terstruktur, seperti protein biasa, dalam sel-B.
Beberapa hewan memiliki insulin, strukturnya mirip dengan manusia. Hal ini memungkinkan penciptaan insulin sintetis untuk pengobatan diabetes. Yang paling umum digunakan adalah insulin babi, yang berbeda dari insulin manusia hanya dalam satu asam amino.
Bovine - berbeda dengan 3 asam amino. Penentuan urutan yang tepat dari semua asam amino dalam komposisi insulin dibuat oleh ahli mikrobiologi Inggris Frederick Sanger. Untuk decoding ini pada tahun 1958, ia menerima Hadiah Nobel Kimia.
Sedikit lagi sejarah
Isolasi insulin untuk penggunaan praktis dibuat pada tahun 1923 oleh ilmuwan Universitas Toronto F. Banting dan Best, yang juga menerima Hadiah Nobel. Diketahui bahwa Banting sangat setuju dengan teori Sobolev.
Sedikit anatomi
Pankreas memiliki struktur yang unik. Ini berarti bahwa itu adalah kelenjar endokrin dan kelenjar eksokrin. Eksofungsinya terletak pada partisipasi dalam pencernaan. Ini menghasilkan enzim pencernaan yang berharga - protease, amilase dan lipase, yang disekresikan melalui saluran ke dalam rongganya. Bagian eksokrin menempati 95% dari seluruh area kelenjar.
Dan hanya 5% yang jatuh di pulau Langerhans. Ini menunjukkan kekuatan kelenjar dan pekerjaannya yang sangat besar di dalam tubuh. Pulau-pulau terlokalisasi di sepanjang seluruh perimeter. 5% adalah jutaan pulau, meskipun massa totalnya hanya 2 g.
Setiap pulau berisi sel A, B, D, PP. Mereka semua menghasilkan senyawa mereka yang terlibat dalam pertukaran BJU dari makanan yang masuk. Sintesis insulin terjadi di sel B.
Bagaimana hal itu terjadi
Proses terperinci untuk produksi insulin belum diketahui secara pasti saat ini. Untuk alasan ini, diabetes diklasifikasikan sebagai patologi yang tidak dapat disembuhkan. Dengan menetapkan mekanisme pembentukan insulin, maka diabetes dapat dikontrol dengan mempengaruhi proses sintesis insulin pada awalnya.
Kompleksitas proses multi-tahap. Dengan itu, beberapa transformasi zat terjadi, akibatnya insulin yang tidak aktif menjadi aktif. Skema yang disederhanakan: prekursor - preproinsulin - proinsulin - insulin aktif.
Sintesis
Sintesis insulin dalam sel dalam skema yang disederhanakan terlihat seperti ini:
- Sel beta membentuk zat insulin, yang dikirim ke aparatus Golgi sel. Ini diproses lebih lanjut.
- Kompleks Golgi adalah struktur membran sel yang mengakumulasi, mensintesis, dan kemudian menghilangkan senyawa yang diperlukan melalui membran.
- Transformasi semua tahap mengarah pada munculnya hormon yang mampu.
- Insulin sekarang dikemas dalam butiran sekretori khusus. Disimpan sampai permintaan dan matang. Granula juga menyimpan residu C-peptida, ion seng, amilin, dan proinsulin. Sintesis dan sekresi insulin dimulai saat makan:enzim pencernaan masuk, butiran yang telah disiapkan sepenuhnya menyatu dengan membran sel, dan isinya benar-benar keluar dari sel ke dalam darah.
- Ketika hiperglikemia berkembang, insulin sudah dalam perjalanan - dilepaskan dan mulai bekerja. Meresap ke dalam kapiler pankreas, yang jumlahnya banyak, menembus kelenjar melalui dan melalui.
Sintesis insulin diatur oleh sistem penginderaan glukosa sel beta. Ini sepenuhnya mengatur keseimbangan antara asupan gula dan produksi insulin.
Ringkasan: Sintesis insulin dalam tubuh diaktifkan selama hiperglikemia. Tapi insulin hanya naik saat makan, tapi diproduksi sepanjang waktu.
Tidak hanya glukosa yang mengatur sintesis dan sekresi insulin. Selama makan, rangsangan tambahan juga terjadi: protein yang terkandung dalam makanan (asam amino leusin dan arginin), estrogen dan kolesistokinin, ion K, Ca, asam lemak dari lemak. Penurunan sekresi insulin dicatat dengan peningkatan darah antagonis insulin - glukagon. Ini diproduksi di pulau pankreas yang sama, tetapi di sel alfa. Peran glukagon dalam pemecahan dan konsumsi glikogen. Yang terakhir ini kemudian diubah menjadi glukosa. Seiring waktu (dengan bertambahnya usia), kekuatan dan aktivitas pulau pankreas menurun, yang terlihat setelah 40 tahun.
Kurangnya sintesis insulin menyebabkan perubahan ireversibel di banyak organ dan sistem. Tingkat insulin dalam darah orang dewasa adalah 3-25 U / ml, setelah 58-60 tahun - 7-36 U / ml. Juga, insulin selalu meningkat pada wanita hamil.
Selain regulasihiperglikemia, insulin memiliki fungsi anabolik dan anti-katabolik. Dengan kata lain, kedua proses ini adalah peserta dalam metabolisme. Salah satunya mengaktifkan, yang lain menghambat proses metabolisme. Konsistensi mereka memungkinkan Anda untuk mempertahankan keteguhan homeostasis tubuh.
Fungsi insulin
Insulin membentuk beberapa mekanisme fermentasi dalam sel, mendukung metabolisme. Ketika dilepaskan, ia meningkatkan asupan dan penggunaan glukosa oleh jaringan, penyimpanannya oleh otot dan hati dan jaringan adiposa.
Tujuan utamanya adalah untuk mencapai normoglikemia. Untuk melakukan ini, glukosa perlu didistribusikan di suatu tempat, sehingga insulin meningkatkan kemampuan sel untuk menyerap glukosa, mengaktifkan enzim untuk glikolisisnya, meningkatkan intensitas sintesis glikogen, yang masuk ke hati dan otot, mengurangi glukoneogenesis di hati, di penyimpanan glukosa di hati berkurang.
Fungsi Anabolik
Fungsi Anabolik meliputi:
- Meningkatkan kemampuan sel untuk menangkap asam amino (leusin dan valin).
- Meningkatkan suplai mineral ke sel - K, Ca, Mg, P.
- Aktivasi sintesis protein dan duplikasi DNA.
- Partisipasi dalam pembentukan ester (esterifikasi) dari asam lemak yang diperlukan untuk munculnya trigliserida. Fungsi anti-katabolik.
- Mengurangi pemecahan protein dengan menghalangi proses penguraiannya menjadi asam amino (hidrolisis).
- Mengurangi pemecahan lipid (lipolisis, yang biasanya melepaskan asam lemak ke dalam darah).
Eliminasi (penghilangan) insulin
Proses ini terjadi di hati dan ginjal. Lebih dari setengahnya diekskresikan oleh hati. Ada enzim khusus di sini - insulinase, yang menonaktifkan insulin dengan menghancurkan ikatan strukturalnya dengan asam amino. 35% insulin terurai di ginjal. Proses ini terjadi di lisosom epitel tubulus ginjal.
Insulin dapat meningkatkan atau menurunkan produksi. Ini terjadi dalam berbagai patologi. Jika pelanggaran seperti itu berlangsung lama, perubahan permanen dalam sistem vital tubuh berkembang.
Interaksi antara glukosa dan insulin
Glukosa adalah senyawa yang ada di mana-mana dalam jaringan tubuh. Hampir semua karbohidrat yang datang dengan makanan diubah menjadi itu. Khasiat glukosa yang paling penting adalah berfungsi sebagai sumber energi, terutama otot dan otak segera menyadari kekurangannya.
Agar tidak terjadi kekurangan glukosa dalam sel, diperlukan insulin. Ini bertindak sebagai kunci untuk sel. Tanpa itu, glukosa tidak dapat memasuki sel, tidak peduli berapa banyak gula yang Anda makan. Pada permukaan sel terdapat reseptor protein khusus untuk mengikat insulin.
Hormon ini sangat disukai oleh miosit dan adiposit (sel lemak), dan mereka disebut bergantung pada insulin. Mereka membuat hampir 70% dari semua sel. Proses respirasi, sirkulasi darah, gerakan disediakan oleh mereka. Misalnya, otot tanpa insulin tidak akan bekerja.
Biokimia penetralan glukosa insulin
Juga proses multifaset, berkembang secara bertahap. Protein adalah yang pertama diaktifkan segera - transporter, yang berperan untuk menangkap molekul glukosa dan mengangkutnya melalui membran.
Sel jenuh dengan gula. Bagian dari glukosa dikirim ke hepatosit, di mana ia diubah menjadi glikogen. Molekulnya sudah pergi ke jaringan lain. Apa penyebab kekurangan insulin dalam tubuh.
Kurangnya sintesis insulin menyebabkan diabetes tipe 1. Jika produksi hormon cukup, tetapi sel-sel tidak meresponsnya karena munculnya resistensi insulin di dalamnya, diabetes tipe 2. berkembang.
Klasifikasi sediaan insulin
Mereka adalah gabungan dan spesies tunggal. Yang terakhir mengandung ekstrak dari pankreas satu hewan.
Combined - menggabungkan ekstrak kelenjar beberapa spesies hewan. Hampir tidak pernah digunakan hari ini.
Berdasarkan asal atau spesies, insulin digunakan oleh manusia dan babi, sapi atau paus. Mereka berbeda dalam beberapa asam amino. Yang paling disukai setelah manusia adalah daging babi, bedanya hanya pada satu asam amino.
Di Rusia, insulin dari sapi tidak digunakan (berbeda dengan 3 asam amino).
Menurut tingkat pemurniannya, insulin bisa tradisional (mengandung kotoran hormon pankreas lainnya), monopeak (MP) - tambahan disaring pada gel, kotoran di dalamnya tidak lebih dari 1•10−3, monokomponen (MK) - dalam urutan menaik. Yang terakhir adalah yang paling murni - pemurnian 99% (1•10−6 kotoran).
Insulin juga berbeda dalam onset, puncak, dan durasi kerja - bisa ultrashort, short, medium danberkepanjangan - panjang dan ekstra panjang. Pilihan ada di tangan dokter.
Cara mengisi insulin
Metode pemulihan bedah dan fisik belum dibuat hingga saat ini. Dimungkinkan untuk menggunakan insulin hanya dalam suntikan. PSSP juga dapat mendukung pankreas yang lelah - mereka mengurangi hiperglikemia. Terkadang terapi insulin dapat dilengkapi dengan HRT - ini adalah metode pengobatan.
Tetapi ada cukup banyak cara improvisasi untuk mempengaruhi produksi insulin: diet dengan pengurangan jumlah karbohidrat, yang menyiratkan fragmentasi nutrisi dan makan pada saat yang sama, frekuensi asupan 5-6 kali sehari hari. Sangat berguna untuk menggunakan rempah-rempah, menghindari karbohidrat sederhana dan beralih ke karbohidrat kompleks dengan GI rendah, meningkatkan serat dalam makanan, teh hijau dan lebih banyak makanan laut, protein yang tepat dan obat-obatan herbal. Latihan aerobik dan aktivitas fisik sedang lainnya dianjurkan, dan ini adalah penyimpangan dari hipodinamia, obesitas, karena, seperti yang Anda tahu, latihan fisik membantu menghindari banyak masalah.
