Ինսուլինի սինթեզ՝ արտադրություն, կառուցվածք, գործողության մեխանիզմ, ազդեցություն օրգանիզմի վրա, անհրաժեշտ կարգավորում բժշկական և իմպրովիզացված մեթոդներով

2024 Հեղինակ: Curtis Blomfield | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 21:13

Ինսուլինը (լատիներեն insula «կղզի» բառից) ենթաստամոքսային գեղձի պոլիպեպտիդ հորմոն է, որի գործառույթը մարմնի բջիջներին էներգիա մատակարարելն է։ Ինսուլինի սինթեզի վայրը գտնվում է ենթաստամոքսային գեղձի Լանգերհանսի կղզիներում՝ դրանց բետա բջիջներում։ Ինսուլինը ներգրավված է բոլոր հյուսվածքային բջիջների նյութափոխանակության մեջ, թեև կենցաղային մակարդակում այն կապված է միայն շաքարախտի հետ։

Ընդհանուր տեղեկություններ

Այսօր ինսուլինը բավականաչափ ուսումնասիրված է իր կառուցվածքով։ Բացահայտվում է հորմոնի կապը դիաբետով հիվանդների մոտ անբավարար քանակությամբ արտադրվող սպիտակուցների նյութափոխանակության հետ, ինչը հանգեցնում է բջիջների վաղ մաշվածության։ Ինսուլինի դերը սպիտակուցների սինթեզում բջիջների կողմից արյունից ամինաթթուների կլանման ավելացումն է, այնուհետև դրանցից սպիտակուցներ ստեղծելը։

Բացի այդ, ինսուլինն է, որը խանգարում է բջիջներում սպիտակուցների քայքայմանը: Ինսուլինը նույնպես ազդում է լիպիդների վրա այնպես, որ դրա պակասի հետ զարգանում է ացիդոզ և աթերոսկլերոզ։ Ինչու կապելինսուլին բջջային էներգիայով. Քանի որ առատ կերակուրի ժամանակ ինսուլինի սինթեզը զգալիորեն ավելանում է, շաքարը տեղափոխվում է բջիջներ, և դրանք կուտակում են էներգիա։ Միաժամանակ արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակը նվազում է՝ սա ինսուլինի հիմնական հատկությունն է։ Գլյուկոզայի ավելցուկով ինսուլինը այն վերածում է գլիկոգենի, որը կուտակվում է լյարդում և մկաններում։ Այն անհրաժեշտ է էներգիայի այլ աղբյուրների սպառման դեպքում: Ինսուլինի և գլիկոգենի սինթեզի միջև ուղղակի կապ կա: Իսկ երբ գլիկոգենը շատ է, շաքարը վերածվում է ճարպի (1 մոլեկուլ շաքարից ստացվում է ճարպի 4 մոլեկուլ)՝ այն նստում է կողքերին։

Հայտնաբերման պատմություն

1869 թվականին Բեռլինում շատ երիտասարդ, 22-ամյա բժշկական ուսանող Փոլ Լանգերհանսը, մանրադիտակի տակ ենթաստամոքսային գեղձն ուսումնասիրելիս, նկատեց բջիջների խմբեր, որոնք ցրված էին ամբողջ գեղձի վրա, որոնք հետագայում կոչվեցին Լանգերհանս կղզիներ:

Նրանց դերը սկզբում պարզ չէր: Ավելի ուշ Է. Լագուսը հայտարարեց, որ այդ բջիջները ներգրավված են մարսողության մեջ։ 1889 թվականին գերմանացի ֆիզիոլոգ Օսկար Մինկովսկին չհամաձայնվեց և որպես ապացույց հանեց ենթաստամոքսային գեղձը փորձարարական շան միջից:

Լաբորանտ Մինկովսկին նկատել է, որ վիրահատված շան մեզը ձգում է շատ ճանճերի։ Նրա հետազոտության ընթացքում շաքար է հայտնաբերվել։ Սա առաջին փորձն էր, որը կապում էր ենթաստամոքսային գեղձը շաքարախտի հետ:

1900 թվականին ռուս գիտնական Լեոնիդ Վասիլևիչ Սոբոլևը (1876-1919) Ի. Պ. Պավլովի լաբորատորիայից փորձնականորեն ապացուցեց, որ Լանգերհանսի կղզիները ներգրավված են ածխաջրերի նյութափոխանակության մեջ:

Հորմոնի կառուցվածքը

Մարդկային ինսուլինը 5808 մոլեկուլային քաշով սպիտակուց է, որը բաղկացած է.51 ամինաթթուներից, որոնք կապված են 2 պեպտիդային շղթաներով. A - պարունակում է 21, շղթան B - 30 ամինաթթու:

Նրանց կապը ապահովված է 2 դիսուլֆիդային կապերով: Երբ այս կամուրջները քանդվում են, հորմոնն ապաակտիվանում է: Այն կառուցված է, ինչպես ցանկացած սովորական սպիտակուց, B-բջիջներում:

Որոշ կենդանիներ ունեն ինսուլին, որը նման է մարդու կառուցվածքին: Սա թույլ տվեց ստեղծել սինթետիկ ինսուլին շաքարախտի բուժման համար։ Առավել հաճախ օգտագործվում է խոզի ինսուլինը, որը տարբերվում է մարդու ինսուլինից միայն մեկ ամինաթթուով։

Խոզ - տարբերվում է 3 ամինաթթուներով: Ինսուլինի բաղադրության մեջ պարունակվող բոլոր ամինաթթուների ճշգրիտ հաջորդականության որոշումը կատարել է անգլիացի մանրէաբան Ֆրեդերիկ Սանգերը։ Այս վերծանման համար 1958 թվականին նա ստացավ Նոբելյան մրցանակ քիմիայի բնագավառում։

Մի քիչ ավելի պատմություն

Ինսուլինի մեկուսացումը գործնական օգտագործման համար իրականացվել է 1923 թվականին Տորոնտոյի համալսարանի գիտնականներ Ֆ. Բանթինգի և Բեսթի կողմից, ովքեր նաև Նոբելյան մրցանակ են ստացել: Հայտնի է, որ Բանթինգը լիովին համաձայն էր Սոբոլևի տեսության հետ։

Մի քիչ անատոմիա

Ենթաստամոքսային գեղձն իր կառուցվածքով եզակի է։ Սա նշանակում է, որ այն և՛ էնդոկրին գեղձ է, և՛ էկզոկրին գեղձ: Դրա էկզոֆունկցիան կայանում է մարսողության մեջ մասնակցության մեջ: Այն արտադրում է արժեքավոր մարսողական ֆերմենտներ՝ պրոթեզերներ, ամիլազներ և լիպազներ, որոնք ծորանների միջոցով արտազատվում են նրա խոռոչ։ Էկզոկրին հատվածը զբաղեցնում է գեղձի ամբողջ տարածքի 95%-ը։

Եվ միայն 5%-ն է բաժին ընկնում Լանգերհանս կղզիներին։ Սա ցույց է տալիս գեղձի ուժը և նրա ահռելի աշխատանքը մարմնում։Կղզիները տեղայնացված են ամբողջ պարագծի երկայնքով: 5%-ը միլիոնավոր կղզիներ են, չնայած դրանց ընդհանուր զանգվածը ընդամենը 2 գ է։

Յուրաքանչյուր կղզի պարունակում է A, B, D, PP բջիջներ: Նրանք բոլորն արտադրում են իրենց միացությունները, որոնք ներգրավված են BJU-ի փոխանակման մեջ՝ մուտքային սննդից: Ինսուլինի սինթեզը տեղի է ունենում B բջիջներում:

Ինչպես է դա տեղի ունենում

Ինսուլինի արտադրության մանրամասն գործընթացը այսօր հստակ սահմանված չէ: Այդ իսկ պատճառով շաքարային դիաբետը դասվում է որպես անբուժելի պաթոլոգիա։ Ինսուլինի ձևավորման մեխանիզմը հաստատելով՝ հնարավոր կլինի վերահսկել շաքարախտը՝ սկզբնական շրջանում ազդելով ինսուլինի սինթեզի գործընթացի վրա։

Բազմաստիճան գործընթացի բարդությունը. Դրա հետ տեղի են ունենում նյութերի մի քանի փոխակերպումներ, որոնց արդյունքում ակտիվանում է ոչ ակտիվ ինսուլինը։ Պարզեցված սխեման՝ պրեկուրսոր - նախապրոինսուլին - պրոինսուլին - ակտիվ ինսուլին:

Սինթեզ

Ինսուլինի սինթեզը բջիջում պարզեցված սխեմայով այսպիսի տեսք ունի.

1. Բետա բջիջները ձևավորում են ինսուլինային նյութ, որն ուղարկվում է բջջի Գոլջիի ապարատ: Այստեղ այն հետագա մշակվում է:
2. Գոլջիի համալիրը բջջային թաղանթի այնպիսի կառուցվածք է, որը կուտակում, սինթեզում և այնուհետև հեռացնում է անհրաժեշտ միացությունները մեմբրանի միջոցով:
3. Բոլոր փուլերի փոխակերպումը հանգեցնում է ընդունակ հորմոնի առաջացմանը։
4. Ինսուլինը այժմ փաթեթավորված է հատուկ արտազատվող հատիկներում: Պահվում է մինչև պահանջարկը և հասունանա։ Հատիկները նաև պահպանում են C-պեպտիդը, ցինկի իոնները, ամիլինը և պրոինսուլինի մնացորդները: Ինսուլինի սինթեզը և սեկրեցումը սկսվում է ուտելու ընթացքում. Մարսողական ֆերմենտները ներթափանցում են, լիովին պատրաստված հատիկը միաձուլվում է բջջային թաղանթի հետ, և դրա պարունակությունը բջջից ամբողջությամբ սեղմվում է արյան մեջ։
5. Երբ հիպերգլիկեմիան զարգանում է, ինսուլինն արդեն ճանապարհին է, այն ազատվում է և սկսում գործել: Այն ներծծվում է ենթաստամոքսային գեղձի մազանոթների մեջ, որոնցից շատ են, դրանք ներթափանցում են գեղձի միջով և միջով։

Ինսուլինի սինթեզը կարգավորվում է բետա բջիջների գլյուկոզա զգայուն համակարգով։ Այն լիովին կարգավորում է շաքարի ընդունման և ինսուլինի արտադրության հավասարակշռությունը։

Ամփոփում. Ինսուլինի սինթեզն օրգանիզմում ակտիվանում է հիպերգլիկեմիայի ժամանակ։ Բայց ինսուլինն աճում է միայն ուտելիս, բայց այն արտադրվում է շուրջօրյա։

Ոչ միայն գլյուկոզան է կարգավորում ինսուլինի սինթեզը և սեկրեցումը։ Սննդի ժամանակ տեղի են ունենում նաև լրացուցիչ խթաններ՝ սննդի մեջ պարունակվող սպիտակուցներ (ամինաթթուներ լեյցին և արգինին), էստրոգեններ և խոլեցիստոկինին, K, Ca իոններ, ճարպաթթուներ։ Ինսուլինի սեկրեցիայի նվազումը նշվում է ինսուլինի անտագոնիստի՝ գլյուկագոնի արյան ավելացմամբ: Այն արտադրվում է ենթաստամոքսային գեղձի նույն կղզիներում, բայց ալֆա բջիջներում։ Գլյուկագոնի դերը գլիկոգենի քայքայման և սպառման մեջ: Վերջինս այնուհետև վերածվում է գլյուկոզայի։ Ժամանակի ընթացքում (տարիքի հետ) ենթաստամոքսային գեղձի կղզիների ուժն ու ակտիվությունը նվազում է, ինչը նկատելի է դառնում 40 տարի անց։

Ինսուլինի սինթեզի բացակայությունը շատ օրգաններում և համակարգերում անդառնալի փոփոխություններ է առաջացնում: Մեծահասակների արյան մեջ ինսուլինի մակարդակը կազմում է 3-25 μU / մլ, 58-60 տարի հետո `7-36 μU / մլ: Նաև հղի կանանց մոտ ինսուլինը միշտ բարձր է:

Բացի կանոնակարգումհիպերգլիկեմիա, ինսուլինն ունի անաբոլիկ և հակակատաբոլիկ ֆունկցիա: Այսինքն՝ այս երկու գործընթացներն էլ նյութափոխանակության մասնակիցներ են։ Դրանցից մեկը ակտիվացնում է, մյուսը արգելակում է նյութափոխանակության գործընթացը։ Դրանց հետևողականությունը թույլ է տալիս պահպանել մարմնի հոմեոստազի կայունությունը։

Ինսուլինի ֆունկցիաները

Ինսուլինը ձևավորում է բջիջներում խմորման որոշ մեխանիզմներ՝ աջակցելով նյութափոխանակությանը: Արտազատվելիս այն մեծացնում է հյուսվածքների կողմից գլյուկոզայի ընդունումը և օգտագործումը, մկանների և լյարդի և ճարպային հյուսվածքի կողմից դրա պահպանումը:

Դրա հիմնական նպատակը նորմոգլիկեմիայի հասնելն է: Դրա համար գլյուկոզան պետք է ինչ-որ տեղ բաշխվի, ուստի ինսուլինը մեծացնում է բջիջների գլյուկոզան կլանելու ունակությունը, ակտիվացնում է դրա գլիկոլիզի ֆերմենտները, մեծացնում է գլիկոգենի սինթեզի ինտենսիվությունը, որը գնում է դեպի լյարդ և մկաններ, նվազեցնում է լյարդում գլյուկոնեոգենեզը, որ գլյուկոզայի պաշարները նվազում են լյարդում։

Անաբոլիկ ֆունկցիաներ

Անաբոլիկ ֆունկցիաները ներառում են՝

1. Բջիջների ամինաթթուները (լեյցին և վալին) գրավելու կարողության բարձրացում.
2. Բջիջներին հանքանյութերի մատակարարման ավելացում՝ K, Ca, Mg, P.
3. Սպիտակուցի սինթեզի և ԴՆԹ-ի կրկնօրինակման ակտիվացում։
4. Մասնակցություն տրիգլիցերիդների առաջացման համար անհրաժեշտ ճարպաթթուներից էսթերների առաջացմանը (էստերիֆիկացում): Հակակատաբոլիկ ֆունկցիա։
5. Նվազեցնում է սպիտակուցների քայքայումը՝ արգելափակելով դրանց տարրալուծման գործընթացը մինչև ամինաթթուներ (հիդրոլիզ):
6. Նվազեցնում է լիպիդների քայքայումը (լիպոլիզը, որը սովորաբար ճարպաթթուներ է արտազատում արյան մեջ):

Ինսուլինի վերացում (հեռացում)

Այս գործընթացը տեղի է ունենում լյարդում և երիկամներում։ Դրա կեսից ավելին արտազատվում է լյարդի միջոցով։ Այստեղ կա հատուկ ֆերմենտ՝ ինսուլինազ, որն անակտիվացնում է ինսուլինը` ոչնչացնելով նրա կառուցվածքային կապերը ամինաթթուների հետ: Ինսուլինի 35%-ը քայքայվում է երիկամներում։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում երիկամային խողովակների էպիթելի լիզոսոմներում:

Ինսուլինը կարող է մեծացնել կամ նվազեցնել արտադրությունը: Այն առաջանում է տարբեր պաթոլոգիաների ժամանակ։ Եթե նման խախտումները երկարաձգվեն, ապա անդառնալի փոփոխություններ են զարգանում օրգանիզմի կենսական համակարգերում։

Գլյուկոզայի և ինսուլինի փոխազդեցությունը

Գլյուկոզան մարմնի հյուսվածքներում ամենուր տարածված միացություն է: Գրեթե ցանկացած ածխաջրեր, որոնք գալիս են սննդի հետ, վերածվում են դրա: Գլյուկոզայի ամենակարևոր հատկությունը էներգիայի աղբյուր ծառայելն է, հատկապես մկաններն ու ուղեղը անմիջապես նկատում են դրա պակասը։

Որպեսզի բջիջներում գլյուկոզայի պակաս չլինի, անհրաժեշտ է ինսուլին։ Այն գործում է որպես բանալի բջիջների համար: Առանց դրա, գլյուկոզան չի կարող մտնել բջիջներ, անկախ նրանից, թե որքան շաքար եք ուտում: Բջիջների մակերեսին կան հատուկ սպիտակուցային ընկալիչներ՝ ինսուլինին կապելու համար։

Հորմոնը հատկապես սիրում են միոցիտները և ճարպային բջիջները, և դրանք կոչվում են ինսուլին կախված: Նրանք կազմում են բոլոր բջիջների գրեթե 70%-ը: Նրանցով ապահովվում են շնչառության, արյան շրջանառության, շարժման գործընթացները։ Օրինակ՝ առանց ինսուլինի մկանը չի աշխատի։

Գլյուկոզայի ինսուլինի չեզոքացման կենսաքիմիա

Նաև բազմակողմ գործընթաց է, այն զարգանում է փուլերով:Սպիտակուցներն առաջինն են, որոնք անմիջապես ակտիվանում են՝ փոխադրողները, որոնց դերն է գրավել գլյուկոզայի մոլեկուլները և տեղափոխել դրանք թաղանթով։

Բջիջը հագեցած է շաքարով. Գլյուկոզայի մի մասն ուղարկվում է հեպատոցիտներ, որտեղ այն վերածվում է գլիկոգենի: Նրա մոլեկուլներն արդեն գնում են այլ հյուսվածքներ։ Ինչն է առաջացնում օրգանիզմում ինսուլինի պակաս.

Ինսուլինի սինթեզի բացակայությունը առաջացնում է 1-ին տիպի շաքարախտ: Եթե հորմոնի արտադրությունը բավարար է, բայց բջիջները չեն արձագանքում դրան՝ ինսուլինային դիմադրության ի հայտ գալու պատճառով, զարգանում է 2-րդ տիպի շաքարախտ։

Ինսուլինային պատրաստուկների դասակարգում

Դրանք համակցված են և միատեսակ։ Վերջիններս պարունակում են մեկ կենդանու ենթաստամոքսային գեղձի քաղվածք։

Համակցված - միավորել կենդանական մի քանի տեսակների գեղձերի քաղվածքներ: Այսօր գրեթե երբեք չի օգտագործվել:

Ըստ ծագման կամ տեսակների՝ ինսուլինն օգտագործվում է մարդու և խոզի, խոշոր եղջերավոր անասունների կամ կետի կողմից: Նրանք տարբերվում են որոշ ամինաթթուներով: Մարդուց հետո ամենանախընտրելիը խոզի միսն է, այն տարբերվում է միայն մեկ ամինաթթվով։

Ռուսաստանում խոշոր եղջերավոր անասունների ինսուլինը չի օգտագործվում (այն տարբերվում է 3 ամինաթթուներով):

Ըստ մաքրման աստիճանի՝ ինսուլինը կարող է լինել ավանդական (պարունակում է ենթաստամոքսային գեղձի այլ հորմոնների կեղտեր), մոնոպիկ (MP)՝ լրացուցիչ զտված գելի վրա, նրա մեջ առկա կեղտերը 1•10−3-ից ոչ ավելի, միաբաղադրիչ։ (MK) - աճման կարգով: Վերջինը ամենամաքուրն է՝ 99% մաքրում (1•10−6 կեղտ):

Ինսուլինը տարբերվում է նաև գործողության սկզբից, գագաթնակետից և տեւողությունից. այն կարող է լինել գերկարճ, կարճ, միջին ևերկարաձգված - երկար և լրացուցիչ երկար: Ընտրությունը բժշկինն է։

Ինչպես համալրել ինսուլինը

Վիրաբուժական և ֆիզիկական վերականգնման մեթոդներ մինչ օրս չեն ստեղծվել: Ինսուլինը հնարավոր է օգտագործել միայն ներարկումներում։ PSSP-ն կարող է նաև աջակցել ենթաստամոքսային գեղձի հյուծվածությանը. դրանք նվազեցնում են հիպերգլիկեմիան: Երբեմն ինսուլինային թերապիան կարող է համալրվել HRT-ով. սրանք դեղորայքային մեթոդներ են:

Բայց կան ինսուլինի արտադրության վրա ազդելու բավական իմպրովիզացված եղանակներ՝ ածխաջրերի նվազած քանակով դիետա, որը ենթադրում է սննդի մասնատում և միաժամանակ ուտել, ընդունման հաճախականությունը 5-6 անգամ է: օր. Օգտակար է օգտագործել համեմունքներ, խուսափել պարզ ածխաջրերից և անցնել բարդի ցածր GI-ով, սննդակարգում ավելացնել բջջանյութը, կանաչ թեյը և ավելի շատ ծովամթերք, պատշաճ սպիտակուցներ և բուսական դեղամիջոցներ: Առաջարկվում են աերոբիկ վարժություններ և այլ չափավոր ֆիզիկական ակտիվություն, և սա շեղում է հիպոդինամիայից, գիրությունից, քանի որ, ինչպես գիտեք, ֆիզիկական վարժություններն օգնում են խուսափել բազմաթիվ խնդիրներից։