Insulin
Insulin je proteinski hormon kojega luči žlijezda gušterača (pankreas), a služi za regulaciju nivoa šećera u krvi, te metabolizam ugljikohidrata i masti u tijelu. Skladištenje glukoze u mišićima i u jetri (glikogeneza) je omogućeno zahvaljujući insulinu,kao i regulisanje sinteze novog šećera koji ulazi iz jetre u krvotok (glikogenoliza). U tijelu postoje tri skladišna mjesta: mišićni glikogen, jetreni glikogen i masno tkivo. Šećer, bez insulina ili ako ga je premalo, ne može nikako, ili samo djelomično, dospjeti u tjelesne ćelije. Razina šećera u krvi mjeri se nakon 12 sati gladovanja (natašte). Normalna koncentracija šećera u krvi iznosi 3,75 - 6,0 mmol/L (67 – 108 mg%). Insulin se ubraja u skupinu tvari koje se zovu hormoni. To znači da se hormoni izlučuju u krvotok, kojim dospijevaju u sve dijelove organizma. Na taj način nadgledaju rad organa. Gušterača se sastoji od dva dijela:
- veći dio, (egzokrini dio) gušterače, proizvodi i u tanko crijevo luči niz enzima potrebnih za razgradnju hrane
- manji dijelovi gušterače zovu se Langerhansovi otočići, jer izgledaju kao mali otočići rasprostranjeni po egzokrinom dijelu gušterače.
Za kontrolu razine šećera u krvi zaduženi su upravo ti otočići, te ih proizvodnjom i izlučivanjem dva hormona stalno održavaju unutar granica normale. Ako razina glukoze ide prema gornjoj granici, počinje se u krv otpuštati insulin, a učinak toga je spuštanje razine glukoze. Kada se razina glukoze približava donjim granicama, prestaje otpuštanje insulina i počinje se lučiti drugi hormon, glukagon. Njegov je učinak suprotan učinku insulina. Glukagon podiže razinu šećera u krvi.
Kada dođe do povećanja nivoa šećera u krvi,usljed nepravilnog lučenja insulina u tijelu razvija se dijabetes ili šećerna bolest (latinski: diabetes melitus).Dijabetes postoji u dva oblika:
- kod šećerne bolesti tipa 1 dolazi do prestanka rada Langerhansovih otočića,te tijelo ne može proizvoditi vlastiti insulin pa ga je neophodno nadomjestiti; u ovu grupu spada 5-10% bolesnika.
- Kod pacijenata sa šećernom bolesti tipa 2 tijelo ne može održati normalne vrijednosti insulina, tako da organizam nema dovoljnu količinu ovog hormona. Kada se kod takvih pacijenata više ne uspije održati normalna razina glukoze u krvi započinje se s insulinskom terapijom; u ovu grupu spada 90-95% bolesnika. Dijabetes se danas ubraja među najčešća endokrinska oboljenja, s učestalošću u stalnom porastu.
Struktura
urediInsulin je peptid koji se sastoji od 51 aminokiseline, a izgrađen je u obliku dva lanca koja su međusobno povezana s dva disulfidna mosta. Prvi lanac, A ima 21 aminokiselinu, a drugi (lanac B) 30 aminokiselina. Za lučenje insulina odgovorne su ß-ćelijee Langerhansovih otočića u gušterači. Insulin je dobio naziv od latinske riječi “insula” ,što znači otok. Struktura ljudskog insulina razlikuje se od strukture kod životinja. Strukturno najsličniji ljudskom insulinu je svinjski,koji se razlikuje od ljudskog samo u jednoj aminokiselini,dok se goveđi insulin razlikuje od ljudskog u tri aminokiseline. Insulin se ranije izolirao ekstrakcijom iz svinjske ili goveđe gušterače. Takav insulin nije bio najučinkovitiji,jer je zbog mogućih onečišćenja i različite strukture moglo doći do jakih i po život opasnih alergijskih reakcija. Čak insulin nekih vrsta riba je dovoljno sličan ljudskom, da bi bio klinički učinkovit. U prosjeku, gušterača proizvodi dnevno oko osamdeset do sto jedinica insulina. Tehnologijom rekombinantne DNK, danas se insulin proizvodi kao čist ljudski insulin (proizvodnja uz pomoć genetički modificiranih gljivica kvasca ili bakterije Escherichia coli). Insulin se u tijelu proizvodi i pohranjuje kao heksamer (jedinica od šest insulinskih molekula).Insulin može vezati cink, pri čemu nastaju dimeri ili dolazi do stvaranja još većih agregata.
Djelovanje
urediAktivnost insulina može se podijeliti u dvije faze. Prva faza je karakteristična po otpuštanju velikih količina insulina, kao reakcija na veće razine glukoze u krvi koje nastaju unošenjem hrane u organizam. Insulin, u visokoj razini u tijelu stimuliše ćelije mišića i jetre da upijaju glukozu iz krvi. Odmah nakon tog procesa razina šećera u krvi pada. Kada se nivo glukoze u krvi smanji, onda se i njegova razina otpuštanja smanjuje. U drugoj fazi, insulin se u nešto nižoj količini otpušta u krv. Ovo osigurava normalan rad tijela koje zalihe energije dobija iz šećera koji se otpušta u tijelu. Plazma u krvi apsorbira izlučeni insulin, nakon čega se on kombinira s beta globulinom. Povećane količine insulina u krvi automatski smanjuju razinu vežućeg globulina spolnih hormona, što za posljedicu ima povećanje slobodnog, fiziološki djelotvornog testosterona.
Podjela
urediInsulin, u čistom obliku, počinje djelovati vrlo brzo, u toku 30 minuta. U većini slučajeva, insulin je najbolji kada brzo djeluje, ali da se to djelovanje ne zadržava dugo.
S obzirom na brzinu, intenzitet i trajanje inzuline dijelimo na 5 skupina:
- Insulini brzog djelovanja:
- počinju djelovati u roku od 5 do 15 minuta,vrhunac djelovanja dostižu nakon 45 do 90 minuta, maksimalna dužina djelovanja 3 do 5 sati.
- insulini kratkog djelovanja:
- ljudski insulini: počinju djelovati u roku od 30 minuta, vrhunac djelovanja dostižu u toku 2 do 5 sati, maksimalna dužina djelovanja od 5 do 8 sati
- insulini srednje dugog djelovanja:
ljudski insulini (NPH insulin): - početak djelovanja u toku 1 do 2 sata, vrhunac djelovanja od 4 do 12 sati, dužina djelovanja do 24 sata.
- insulini dugog djelovanja:
- ljudski insulini (ultratard insulini): početak djelovanja nakon 4 sata, vrhunac djelovanja od 8 do 24 sata, dužina djelovanja do 28 sati,
- Insulinski analog jako dugog djelovanja:
- početak djelovanja u toku 1 sata, dužina djelovanja do 24 sata.
Historija
urediInzulin je prvi put izolirao Rumun Nicolae Pautescu 1921. godine,te ga nazvao pankrein. Prvi koji su primjenili insulin iz volovske gušterače u medicinske svrhe bili su kanadski doktori Fredrick Banting i Charles H. Best na 14-to godišnjem pacijentu, koji je ubrzo nakon toga otpušten iz bolnice. U 1922. počela je proizvodnja insulina iz volovske gušterače. 1950. godine otkrivena je aminokiselinska sekvenca u ljudskom insulinu, dok je 1. insulin dobijen iz ljudskih izvora, tehnologijom rekombinantne DNK proizveden 1982. godine.
Također pogledajte
urediVanjski linkovi
uredi
- Insulin: entry from protein databank
- Historija inzulina Arhivirano 1. 11. 2018. na Wayback Machine
- CBC Digital Archives - Banting, Best, Macleod, Collip: Chasing a Cure for Diabetes
- Discovery and Early Development of Insulin, 1920–1925
- Izlučivanje inzulina i glukagona
- Insulin signaling pathway
- Animacije inzulinske akcije u tijelu na sajtu AboutKidsHealth.ca
- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000254647 - Ensembl, maj 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000000215 - Ensembl, maj 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.