อินซูลิน

อินซูลินคืออะไร

อินซูลินเป็นฮอร์โมนที่มีลักษณะเป็นโปรตีน ซึ่งผลิตโดยกลุ่มของเซลล์ตับอ่อนที่เรียกว่า "เซลล์ β ของเกาะ Langerhans" มันถูกค้นพบในปี 1921 โดยชาวอังกฤษ จอห์น เจมส์ แมคลอยด์ และชาวแคนาดา เฟรเดอริก แกรนท์ บาติง ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ ในปี พ.ศ. 2466

ฟังก์ชั่น

อินซูลินเป็นฮอร์โมนที่เป็นเลิศโดยแท้จริงแล้วผ่านการกระทำของมัน:

• มันอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านของกลูโคสจากเลือดไปยังเซลล์และดังนั้นจึงมีฤทธิ์ลดน้ำตาลในเลือด (ลดน้ำตาลในเลือด) ส่งเสริมการสะสมของกลูโคสในรูปของไกลโคเจน (glycogenosynthesis) ในตับและยับยั้งการเสื่อมสลายของไกลโคเจนเป็นกลูโคส (glycogenolysis)
• มันอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านของกรดอะมิโนจากเลือดไปยังเซลล์ มีฟังก์ชัน anabolic เพราะกระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีน และยับยั้ง neoglucogenesis (การก่อตัวของกลูโคสจากกรดอะมิโนบางชนิด)
• ช่วยอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านกรดไขมันจากเลือดไปยังเซลล์ กระตุ้นการสังเคราะห์กรดไขมันโดยเริ่มจากกลูโคสและกรดอะมิโนที่มากเกินไป และยับยั้งการสลายไขมัน (การใช้กรดไขมันเพื่อวัตถุประสงค์ด้านพลังงาน)
• ช่วยอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านโพแทสเซียมภายในเซลล์
• กระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์
• กระตุ้นการใช้กลูโคสในการผลิตพลังงาน
• ช่วยกระตุ้นการผลิตคอเลสเตอรอลภายในร่างกาย

การกระตุ้นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับการทำงานของอินซูลินนั้นมาจากอาหารที่อุดมด้วยคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวและไฟเบอร์ ไขมัน และโปรตีนต่ำ แม้แต่ยาบางชนิด (ซัลโฟนิลยูเรีย) ก็สามารถเพิ่มการหลั่งได้

ข้อมูลเชิงลึก

อินซูลินและการกีฬาน้ำตาลในเลือดและการลดน้ำหนัก โรคเบาหวาน ความต้านทานต่ออินซูลิน Hyperinsulinemia อินซูลินอย่างรวดเร็วและอินซูลินช้า ยาที่ใช้อินซูลิน

สังเคราะห์

Proinsulin เป็นสารตั้งต้นทางชีวสังเคราะห์ของอินซูลิน นอกจากนี้ยังมี pre-proinsulin ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับ proinsulin แล้วจะมีลำดับกรดอะมิโนที่ทำหน้าที่เป็นสัญญาณสำหรับการขนส่งครั้งแรกใน endoplasmic reticulo-endoplasmic และ Golgi โดยที่ ได้รูปทรงที่ถูกต้อง

อินซูลินประกอบด้วยสายโซ่โพลีเปปไทด์สองสาย (α เล็กกว่า 21 AA และ β ใหญ่กว่า 30 AA) ยึดเข้าด้วยกันโดยสะพานไดซัลไฟด์ที่สร้างระหว่างซิสเทอีน 7 และ 20 ของสายโซ่ α และซีสเตอีน 7 และ 19 ของ β อินซูลินผลิตจากโพรอินซูลิน โดยการแยกสลายโปรตีนของเปปไทด์จุดต่อ 33 aa เปปไทด์นี้เรียกว่า C เปปไทด์ในขณะที่เอ็นไซม์ที่รับผิดชอบต่อความแตกแยกของโปรตีนคือ endopeptidase

อินซูลินถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของโปรตีนทรงกลมที่มีสายโซ่โพลีเปปไทด์เฉพาะจากโพลีไรโบโซม จากนั้นฮอร์โมนจะถูกสะสมในรูปของแกรนูลที่ไปถึงรูปแบบผลึกที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น อินซูลินจะถูกรวมเข้าเป็นไดเมอร์ (โมโนเมอร์คู่ที่ยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะอ่อน) และทริมเมอร์ของไดเมอร์หรือเฮกซาเมอร์ (ยึดไว้ด้วยกันโดย 2 ไอออน Zn ที่ประสานกันตรงกลาง 2 ตัวที่มีไทโรซีน 3 ตัวของไดเมอร์และโมเลกุลของ H2O สามตัว)

เมื่ออินซูลินถูกเทลงในกระแสเลือด มันจะผ่านโดยการเจือจางไปยังรูปแบบไดเมอร์และโมโนเมอร์ ซึ่งเป็นรูปแบบหลังที่รับรู้โดยตัวรับอินซูลิน

นักวิจัยบางคนตั้งข้อสังเกตว่าในอินซูลินของมนุษย์มีบริเวณแปรผัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งลำดับของกรดอะมิโน 28 และ 29 (Pro-Lys) ของสายโซ่ β ต่อมาพบว่าโดยการย้อนกลับ AA เหล่านี้ อินซูลินส่งผ่านโดยตรงไปยังสถานะโมโนเมตริก , ข้ามไดเมริกหนึ่ง ดังนั้นจึงเกิด "Lys Pro" หรือ "rapid insulin" ซึ่งเป็นยาที่มีประโยชน์อย่างยิ่งหากฉีดเข้าไปใกล้อาหารมื้อใหญ่

กลไก D "การกระทำ

ตัวรับอินซูลินเป็นทรานส์เมมเบรนไกลโคโปรตีนที่ประกอบด้วย 4 สาย (2αนอกเซลล์และ2βภายในเซลล์) เชื่อมต่อกันด้วยสะพานซัลไฟด์โมเลกุลมีครึ่งชีวิตค่อนข้างสั้นและอาจมีการพลิกกลับอย่างรวดเร็ว มันถูกสังเคราะห์ขึ้นในฐานะสารตั้งต้นโดยเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบหยาบและประมวลผลในกอลจิ โซ่ 2 α นั้นอุดมไปด้วยซีสเตอีนในขณะที่สายโซ่ β นั้นอุดมไปด้วย AA ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งยึดพวกมันไว้กับเยื่อหุ้มเซลล์ และไทรอกซินที่หันหน้าเข้าหากัน ด้านในของไซโตซอล

การจับกับตัวรับอินซูลินช่วยกระตุ้นการทำงานของไทโรซีนไคเนสและนำไปสู่การใช้จ่าย 1 ATP ต่อไทโรซีนที่มีฟอสโฟรีเลต สิ่งนี้ทำให้เกิดเหตุการณ์ลูกโซ่ (การเปิดใช้งานของโปรตีน G ของฟอสโฟไลเปส C) ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสองผลิตภัณฑ์: DAG ที่เหลือทอดสมอ ไปยังเมมเบรนและที่แทรกแซงในฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีน และ IP3 ซึ่งทำหน้าที่ในระดับไซโตซอลทำให้ปล่อย Ca ++ ไอออน

เมื่อน้ำตาลในเลือดสูงขึ้น ปริมาณอินซูลินที่หลั่งออกมาจากเซลล์ของตับอ่อนจะเพิ่มขึ้น ในเซลล์ที่ขึ้นกับอินซูลิน การจับตัวรับอินซูลินจะทำหน้าที่ในแอ่งภายในเซลล์ของถุงน้ำ ปล่อยสารขนส่งกลูโคสซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังเมมเบรนโดยการหลอมรวม การขนส่งนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ทำให้น้ำตาลในเลือดลดลงซึ่งจะกระตุ้นการแยกตัวระหว่างอินซูลินกับตัวรับ การแยกตัวนี้จะกระตุ้นกระบวนการของเอนโดไซโทซิสที่คล้ายคลึงกันซึ่งพาหะนำกลับเข้าไปในถุงน้ำ

โรคเบาหวานและอินซูลิน

คำว่าเบาหวานมาจากภาษากรีก โรคเบาหวาน และมันหมายถึง ผ่าน. อาการทางคลินิกที่มีลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งของพยาธิวิทยานี้คือการมีน้ำตาลในปัสสาวะซึ่งไปถึงไตเมื่อความเข้มข้นในเลือดเกินค่าที่กำหนด คำคุณศัพท์มีความเกี่ยวข้องกับคำนี้เนื่องจากปัสสาวะเนื่องจากมีน้ำตาลมีรสหวาน และในสมัยโบราณการชิมเป็นวิธีเดียวที่จะวินิจฉัยโรคได้

โรคเบาหวานเป็นโรคเรื้อรังที่มีภาวะน้ำตาลในเลือดสูง เช่น การเพิ่มขึ้นของน้ำตาล (กลูโคส) ในเลือด เกิดจากการหลั่งอินซูลินที่ลดลงหรือเกิดจากการหลั่งที่ลดลงและการดื้อต่อการทำงานของฮอร์โมนนี้

ภายใต้สภาวะปกติ อินซูลินที่ปล่อยออกมาจากตับอ่อนจะเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งทำหน้าที่เป็น "กุญแจ" ที่จำเป็นในการปล่อยให้กลูโคสเข้าสู่เซลล์ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความต้องการการเผาผลาญ จะใช้หรือเก็บไว้สำรอง สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมการขาดหรือ "การกระทำของอินซูลินที่เปลี่ยนแปลงไปจึงมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของน้ำตาลที่มีอยู่ในการไหลเวียน ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของโรคเบาหวาน