Što čini inzulin

Inzulin je glavni lijek za liječenje bolesnika s dijabetesom tipa 1. Ponekad se koristi i za stabilizaciju pacijentovog stanja i poboljšanje njegovog blagostanja kod druge vrste bolesti. Ova tvar je po svojoj prirodi hormon koji je sposoban u malim dozama utjecati na metabolizam ugljikohidrata. Obično gušterača proizvodi dovoljnu količinu inzulina, koja pomaže u održavanju fiziološke razine šećera u krvi. Međutim, kod ozbiljnih endokrinih poremećaja injekcije inzulina često postaju jedina prilika za pomoć pacijentu. Nažalost, ne može se uzimati oralno (u obliku tableta) jer je potpuno uništen u probavnom traktu i gubi svoju biološku vrijednost.

Mogućnosti za upotrebu inzulina u medicinskoj praksi

Mnogi dijabetičari su se vjerojatno jednom pitali što čini inzulin, koji se koristi u medicinske svrhe? Trenutno se ovaj lijek najčešće koristi genetskim inženjeringom i biotehnologijom, ali se ponekad izlučuje iz sirovina životinjskog podrijetla.

Lijekovi dobiveni od sirovina životinjskog podrijetla

Dobivanje ovog hormona iz gušterače svinja i goveda je stara tehnologija koja se danas rijetko koristi. To je zbog niske kvalitete lijeka, njegove sklonosti izazivanju alergijskih reakcija i nedovoljnog stupnja pročišćavanja. Činjenica je da, budući da je hormon proteinska tvar, ona se sastoji od specifičnog skupa aminokiselina.

Na početku i sredinom 20. stoljeća, kada nisu postojali slični lijekovi, čak je i takav inzulin postao proboj u medicini i omogućio liječenje dijabetičara na novu razinu. Hormoni dobiveni ovom metodom, međutim, smanjuju šećer u krvi, dok često uzrokuju nuspojave i alergije. Razlike u sastavu aminokiselina i nečistoća u lijeku utjecale su na stanje bolesnika, što se posebno očitovalo u ranjivijim kategorijama bolesnika (djeca i starije osobe). Drugi razlog za slabu toleranciju takvog inzulina je prisutnost njegovog neaktivnog prekursora u lijeku (proinzulin), koji se nije mogao ukloniti u ovoj varijaciji lijeka.

Danas postoje poboljšani inzulini svinja koji nemaju te nedostatke. Dobivaju se iz gušterače svinje, ali se nakon toga podvrgavaju dodatnoj obradi i pročišćavanju. Oni su višekomponentni i sadrže u svom sastavu pomoćne tvari.

Takve lijekove pacijenti puno bolje toleriraju i praktički ne uzrokuju nuspojave, ne inhibiraju imunološki sustav i učinkovito smanjuju šećer u krvi. Danas se goveđi inzulin ne koristi u medicini, zbog svoje vanzemaljske strukture, štetno utječe na imunološki i druge sustave ljudskog tijela.

Genetski modificirani inzulin

Ljudski inzulin, koji se koristi za dijabetičare, proizvodi se u industrijskim razmjerima na dva načina:

  • enzimatskom obradom svinjskog inzulina;
  • pomoću genetski modificiranih sojeva Escherichia coli ili kvasca.

S fizikalno-kemijskom promjenom molekula svinjskog inzulina pod djelovanjem posebnih enzima postaju identični humanom inzulinu. Aminokiselinski sastav dobivenog pripravka se ne razlikuje od sastava prirodnog hormona koji se proizvodi kod ljudi. U procesu proizvodnje, lijek podliježe visokom klirensu, stoga ne uzrokuje alergijske reakcije i druge nepoželjne manifestacije.

Najčešće se inzulin dobiva pomoću modificiranih (genetski modificiranih) mikroorganizama. Bakterije ili kvasci korištenjem biotehnoloških metoda modificirani su na takav način da sami proizvode inzulin.

Postoje dva načina dobivanja ovog inzulina. Prvi se temelji na korištenju dva različita soja (vrste) jednog mikroorganizma. Svaka od njih sintetizira samo jedan lanac molekule hormona DNA (njih su dvije, a spiralno su uvrnute zajedno). Zatim su ti lanci povezani i u dobivenoj otopini već je moguće odvojiti aktivne oblike inzulina od onih koji nemaju biološki značaj.

Druga metoda dobivanja lijekova pomoću Escherichia coli ili kvasca temelji se na činjenici da mikrob prvi proizvodi neaktivni inzulin (to jest, njegov prethodnik je proinzulin). Zatim se, pomoću enzimatskog tretmana, ovaj oblik aktivira i koristi u medicini.

Svi ovi procesi su obično automatizirani, zrak i sve dodirne površine s ampulama i bočicama su sterilne, a linije s opremom su zatvorene.

Metode biotehnologije omogućuju znanstvenicima razmišljanje o alternativnim rješenjima problema dijabetesa. Na primjer, provode se pretkliničke studije proizvodnje umjetnih beta stanica gušterače, koje se mogu dobiti metodama genetskog inženjeringa. Možda će se u budućnosti koristiti za poboljšanje funkcioniranja ovog organa kod bolesne osobe.

Dodatne komponente

Proizvodnja inzulina bez pomoćnih tvari u suvremenom svijetu gotovo je nemoguće zamisliti, jer mogu poboljšati njegova kemijska svojstva, produljiti vrijeme djelovanja i postići visok stupanj čistoće.

Prema svojim svojstvima, svi dodatni sastojci mogu se podijeliti u sljedeće klase:

  • prolongatori (tvari koje se koriste za osiguranje dužeg djelovanja lijeka);
  • dezinfekcijski sastojci;
  • stabilizatori, zahvaljujući kojima se održava optimalna kiselost u otopini lijeka.

Aditivi za produljenje

Postoje produljeni inzulini, čija biološka aktivnost traje 8 do 42 sata (ovisno o skupini lijeka). Ovaj učinak postiže se dodavanjem posebnih tvari - prolongatora otopini za injekcije. Najčešće se jedan od ovih spojeva koristi u tu svrhu:

Proteini koji produljuju učinak lijeka podvrgnuti su detaljnom pročišćavanju i slabo su alergični (na primjer, protamin). Soli cinka također ne utječu štetno ni na aktivnost inzulina ni na ljudsko blagostanje.

Antimikrobni sastojci

Dezinficijensi u sastavu inzulina neophodni su tako da tijekom skladištenja i uporabe ne umnožavaju mikrobnu floru. Ove tvari su konzervansi i osiguravaju sigurnost biološke aktivnosti lijeka. Osim toga, ako pacijent ubrizga hormon iz jedne boce samo sebi, lijek može trajati nekoliko dana. Zbog visokokvalitetnih antibakterijskih sastojaka, zbog teoretske mogućnosti razmnožavanja mikroba u otopini neće morati bacati neiskorišteni lijek.

Kao komponente dezinfekcije u proizvodnji inzulina mogu se koristiti takve tvari:

Određeni sastojci za dezinfekciju prikladni su za proizvodnju svake vrste inzulina. Njihova interakcija s hormonom mora se istražiti u fazi pretkliničkih ispitivanja, budući da konzervans ne bi trebao ometati biološku aktivnost inzulina ili na neki drugi način negativno utjecati na njegova svojstva.

Upotreba konzervansa u većini slučajeva omogućuje unos hormona ispod kože bez prethodnog liječenja alkoholom ili drugim antisepticima (proizvođač to obično navodi u uputama). To pojednostavljuje primjenu lijeka i smanjuje broj pripremnih postupaka prije same injekcije. Ali ova preporuka djeluje samo kada se otopina ubrizgava pomoću pojedinačne inzulinske štrcaljke s tankom iglom.

stabilizatori

Stabilizatori su potrebni za održavanje pH otopine na unaprijed određenoj razini. Razina kiselosti ovisi o sigurnosti lijeka, njegovoj aktivnosti i stabilnosti njegovih kemijskih svojstava. U proizvodnji injekcijskih hormona za dijabetičare, u tu svrhu se uobičajeno koriste fosfati.

Za inzulin s cinkom stabilizatori otopine nisu uvijek potrebni, jer ioni metala pomažu u održavanju potrebne ravnoteže. Ako se i dalje koriste, umjesto fosfata koriste druge kemijske spojeve, jer kombinacija tih tvari dovodi do taloženja i neprikladnosti lijeka. Važno svojstvo nametnuto svim stabilizatorima je sigurnost i nemogućnost ulaska u bilo kakve reakcije s inzulinom.

Izbor injekcijskih lijekova za dijabetes za svakog pojedinog pacijenta trebao bi biti adresiran od strane kompetentnog endokrinologa. Zadaća inzulina nije samo održavanje normalne razine šećera u krvi, već i oštećenje drugih organa i sustava. Lijek mora biti kemijski neutralan, slabo alergičan i po mogućnosti pristupačan. Također je vrlo prikladno ako se odabrani inzulin može miješati s drugim inačicama do trajanja djelovanja.

Priručnik za kemičare 21

Kemija i kemijska tehnologija

Sastav inzulina

Najvažniji korak u regulaciji sinteze lipida je aktivacija acetil-CoA-karboksilaza citrata (poglavlje 8, poglavlje B, 2 sl. 11-1). Osim toga, sinteza i razgradnja triglicerida, koji se akumuliraju u jetri i masnom tkivu, pod složenom su hormonskom kontrolom. Tako, adrenalin i glukagon, koji stimuliraju stvaranje AMP, uzrokuju aktivaciju lipaza, koje na taj način razgrađuju trigliceride, mobiliziraju depoe masnoća. S druge strane, inzulin pridonosi akumulaciji masti, a taj učinak uzrokuje ne samo povećanje aktivnosti enzima lipogeneze, a prije svega ATP-ovisni enzim za cijepanje citrata [jednadžba (7-70)], nego i inhibicijom formiranja AMR i, posljedično, inhibicijom lipolize u stanica. Konačno, lipoproteinska lipaza u serumu. (naziva se i faktor munje) razgrađuje lipide koji čine serumske lipoproteine, u procesu prolaska kroz male kapilare. Masne kiseline oslobođene u ovom trenutku ulaze u stanice, gdje se ponovno ugrađuju u sastav lipida [44]. [C.556]

Peptidni hormoni uključuju inzulin koji proizvodi gušterača, regulirajući metabolizam ugljikohidrata, masti i proteina, koji sadrži 51 aminokiselinski ostatak sekretin, proizveden u gastrointestinalnom traktu, određivanje sekretorne funkcije gastrointestinalnog trakta, koji sadrži 21 aminokiselinski ostatak u prednjem režnju hipofize, stvarajući adrenokortikalni ostatak. Tikotropin (34 aminokiseline), kontrolira aktivnost nadbubrežne kore, prolaktina (198 aminokiselina), utječe na rast mliječnih žlijezda i izlučivanje mlijeka u stražnjem režnju hipofize Proizvode se vazopresin (9 aminokiselina), koji djeluje kao diuretik i vazokonstriktor, te oksi-tocin (9 aminokiselina), koji stimulira kontrakciju glatkih mišića. Ovo je samo ilustrativan popis hormona peptidne strukture - ima ih znatno više, mnogi od njih nisu u potpunosti shvaćeni, kako u smislu strukture tako i funkcionalnosti. Posebno je važno i problematično proučavati povezanost njihove strukture s aktivnošću. Podaci o odnosu struktura-aktivnost ponekad omogućuju dobivanje sintetskih polipeptida s aktivnošću koja prelazi prirodne. Tako, variranjem aminokiselinskog sastava neurohipofizičkih hormona (shema 4.4.1), dobiveno je oko 200 analoga, od kojih je jedan [4-Thl] -oksito-ching bio vrlo aktivan. [C.81]

Procijenite molekularnu težinu proteina inzulina, ako je poznato da se sastoji od šest cisteinskih ostataka, a maseni udio sumpora je 3,3%. [C.395]

Cink je važan za sve oblike života. Ona se nalazi u organizmima u relativno velikim količinama, osobito u većini morskih životinja. Cink je neophodan za normalno funkcioniranje staničnih sustava. To je dio enzima koji ubrzava razgradnju bikarbonata u krvi i time osigurava potrebnu brzinu procesa disanja i izmjene plina. Cink je također dio hormona inzulina koji regulira razinu šećera u krvi. [C.421]

Eksperimenti s umjetnim genskim konstruktima sastavljenim od segmenata DNA različitog podrijetla otkrili su postojanje posebnog cis-djelujućeg elementa eukariotske regulacije gena, koji se naziva pojačivač ili pojačivač transkripcije. Pojačivači su predstavljeni kratkim DNA sekvencama koje se sastoje od pojedinačnih elemenata (modula), uključujući desetine parova nukleotida. Moduli mogu biti ponavljajuće jedinice. Enhancer povećava učinkovitost transkripcije gena desetaka ili stotina puta. Po prvi puta su pronađeni pojačivači u genoma životinja virusa koji sadrže DNA (V40 i poliome), gdje oni osiguravaju aktivnu transkripciju virusnih gena. Izdvojeni iz virusnih genoma i ugrađeni u umjetne genetske konstrukte, dramatično su povećali izražaj brojnih staničnih gena. Kasnije su otkriveni njihovi vlastiti pojačivači gena eukariotskih stanica. Osobitost pojačivača je da su sposobni djelovati na velikim udaljenostima (više od 1000 bp) i bez obzira na njihovu orijentaciju s obzirom na smjer transkripcije gena. Pokazalo se da se pojačivači mogu nalaziti i na 5. i 3. kraju DNA fragmenta uključujući gen, kao i na sastav introna (Slika 112, a). Na primjer, pojačivači su identificirani u području od 400 bp. prije početka transkripcije gena inzulina i kimotripsina štakora. U slučaju Drosophila gena za alkohol dehidrogenazu, pojačivač je lokaliziran na 2000 bp. ispred promotora. Poboljšivači se nalaze na 3-bokovima gena koji kodira polipeptidni hormon-humani placentni laktogen, kao i u sastavu introna imunoglobulinskih gena i kolagena. [C.203]


Cijelu raznolikost proteina formira 20 različitih aminokiselina, za svaki protein, strogo specifičan je slijed u kojem se ostaci njegovih konstituirajućih aminokiselina međusobno spajaju. Pronađene metode za razjašnjavanje ove sekvence u rez.pstata već su točno utvrdile strukturu brojnih proteina. A najznačajnije postignuće u ovom području bilo je provođenje sinteze iz aminokiselina najjednostavnijih proteina, kao što je već spomenuto, 50-ih i 60-ih godina XX stoljeća, sintetski su dobiveni hormoni inzulin i enzim ribonukleaza. [C.586]

Drugi monosaharid široko rasprostranjen u biljnom svijetu je fruktoza ili voćni šećer. Zajedno s glukozom, fruktoza se nalazi u slatkim plodovima, dio je saharoznog disaharida, polisaharida inzulina (hidroliza potonjeg se obično dobiva fruktozom). Izdvajajući slatke sokove iz cvijeća, pčele ih pretvaraju u med, s kemijskog stajališta, što je u osnovi mješavina glukoze i fruktoze. Ova smjesa nastaje enzimatskom hidrolizom saharoze sadržane u sokovima koje pčele skupljaju. [C.303]

Kao što se može vidjeti iz tablice. 4, aminokiselinski sastav različitih proteina varira u nekim proteinima koji sadrže veću količinu glutaminske kiseline (kazein, inzulin), u drugima prevladava glikokol (kolagen), drugi sadrže mnogo cistina (vuneni keratin), au nekim gotovo nikakvim aminokiselinama (protamin) i itd. [str. 35]

Za razliku od ugljikohidrata, primarna struktura proteina je strogo specifična za svaku vrstu organizma. Prema tome, protein inzulina, izgrađen od 51 ostatka iste i različitih a-aminokiselina u obliku dvaju lanaca povezanih disulfidnim mostom, ima nejednak sastav u različitim životinjskim vrstama. Tročlane jedinice na specifičnom mjestu molekule inzulina sadrže sljedeće aminokiselinske ostatke u biku alanin-serin-valin u treonin-serin-izoleucinu svinja u konju, treonin-glicin-izoleucin u ovčjem alanin-glicin-valinu. [C.339]

Istraživanja učinaka zračenja na živu ćeliju imaju mnogo dulju povijest od proučavanja njenog djelovanja na sintetske polimere. Što se tiče dobrobiti čovječanstva i interesa znanosti, prvo područje je doista važnije. Ali oba ova područja znanja temelje se na istim temeljnim načelima, očito povezanim s istim temeljnim reakcijama i zapravo čine jednu cjelinu. I ovdje i tamo zadatak je otkriti kako se tijekom ozračivanja javljaju umrežavanje polimernih lanaca, njihovo uništavanje i niz drugih reakcija. U živoj ćeliji bavimo se uglavnom molekulama proteina i nukleinskih kiselina. Struktura i sastav ovih polimera su nam općenito poznati, ali najvažnija pitanja još uvijek izmiču našem razumijevanju. Do danas, ne znamo (osim jednog slučaja inzulina) mjesto strukturnih jedinica - amino kiselina i nukleozida. Još manje znamo kako zračenje djeluje na njih i kako se reakcije iniciraju zračenjem, a reakcije u tijelu uzrokuju pojavu radijacijske bolesti, stimuliraju uništavanje tkiva i njihov rast (oba se mogu pojaviti) i genske mutacije. Nejasno je i vrlo važno pitanje kako male doze zračenja, nedovoljne da uzrokuju vidljive učinke u većini polimera in vitro, mogu stvoriti velike promjene u stanici ili u tijelu kao cjelini, što dovodi do njihove smrti. Ta su pitanja postala od velike važnosti otkrićem rendgenskih zraka 1895. i 1896. godine radioaktivnosti (Wackerel) [c.8]


Kada se aminokiseline kombiniraju u lancu proteina, nastaju peptidne veze -NH-CO-. Na jednom kraju lanca nalazi se skupina-COO (C-terminus), s druge - skupina —Y Nz (S-terminus). Molekularne težine proteina uvelike variraju - od nekoliko desetaka tisuća (ribonukleaza) do nekoliko milijuna (hemocianini). Karakteristične molekulske mase pojedinačnih polipeptidnih lanaca koje čine proteinsku molekulu su reda veličine 20.000, što odgovara oko 150-180 aminokiselinskih ostataka (prosječna molekulska masa aminokiselinskog ostatka je 117). U ustaljenoj terminologiji, molekule koje sadrže manje od 100 aminokiselinskih ostataka ne zovu se proteini, već polipeptidi. To su neki hormoni, kao što je inzulin, adrenokortikotropin (vidi str. 74). Polipeptidi se također često nazivaju sintetskim poliamino kiselinama i njihovim derivatima. [C.68]

Fructo 1a bi bio posebno koristan za dijabetičare. Nm Potrebno je pažljivo pratiti sadržaj šećera u hrani jer glukoza ne može probaviti inzulin. A za apsorpciju fruktoze inzulin nije potreban. [C.144]

Urea čini većinu organske tvari u urinu. U prosjeku se oko 30 g uree (od 12 do 36 g) izlučuje dnevno s urinom odrasle osobe. Ukupna količina izlučenog dušika u urinu dnevno varira od 10 do 18 g, a kod mješovite hrane udio dušika uree iznosi 80-90%. Količina ureje u mokraći obično se povećava konzumiranjem hrane bogate proteinima za sve bolesti praćene povećanom razgradnjom proteina tkiva (stanja groznice, tumora, hipertireoza, dijabetesa itd.), Kao i kod uzimanja određenih lijekova. ). Sadržaj ureje koji se izlučuje s urinom smanjuje se s teškim oštećenjima jetre (jetra je glavna točka za sintezu uree u tijelu), bolesti bubrega (osobito s oslabljenim kapacitetom bubrežne filtracije), kao i pri uzimanju inzulina, itd. [Str.619]

Kao rezultat određivanja krajnjih skupina velikog broja proteina, utvrđeno je da mnogi jednostavni spojevi proteina sadrže lance koji sadrže više od 100 aminokiselina. U tom pogledu, lanci molekule inzulina, [c.164]

Cink - element čija je vrijednost određena činjenicom da je dio hormona inzulina, koji je uključen u metabolizam ugljikohidrata, te mnoge važne enzime. Nedostatak cinka kod djece usporava rast i seksualni razvoj. [C.70]

Inzulin je jednostavan protein (str. 297). Sastav njegovih molekula izražen je formulom C Nd BbyO szv, mol. molekula inzulina su dva polipeptidna lanca povezana s dvije disulfidne veze (str. 292). Jedan od lanaca sastoji se od 21, drugi - od 30 aminokiselinskih ostataka. Prema tome, inzulin se sastoji od 51 aminokiselinskih ostataka. Sekvenca povezivanja aminokiselinskih veza međusobno je precizno utvrđena. [C.293]

Veza s dinitrofenilnom skupinom je otporna na kiselinu, i stoga "nakon potpune kiselinske hidrolize obilježenog peptida, oslobađa se dinitrofenilirana amino kiselina (spoj koji ima žutu boju) koja je prethodno bila na N-kraju lanca. Osim toga, Sanger koristi obilježene e-amino skupine lizinskih ostataka. Djelomična kiselinska hidroliza obilježenih peptida u ovom slučaju je dovela do stvaranja malih fragmenata, za koje je zatim određen aminokiselinski sastav. Na kraju, Sanger je sklopio fragmente nastale aminokiseline. mozaici i uspostavili niz od dva lanca molekule inzulina koji sadrže 21 i 30 ostataka i međusobno povezani u jednoj molekuli disulfidnim mostovima (slika 4-13). Posljednjih godina, dansil- [p.175] se češće koristi umjesto fluorinitrobenzena

Fruktoza (voćni šećer, levuloza) u slobodnom stanju nalazi se u zelenim dijelovima biljaka, nektaru cvijeća, sjemenkama, medu. Ona je dio saharoze, tvori polisaharid visoke molekulske mase inzulina. Fermentirani s kvascem. Dobiva se iz saharoze, inzulina, transformacije drugih monoza biotehnološkim metodama. [C.45]

Povoljna okolnost bila je odsutnost triptofana i metionina, koji se razgrađuju tijekom oksidacije proteina mravljom kiselinom. Gornja aminokiselinska sekvenca je ustanovljena za goveđi inzulin. U slučaju inzulina svinja i ovaca, sastav i aminokiselinska sekvenca za glavnu frakciju fenilalanina bili su slični, dok je kisela frakcija imala položaje od 8 do 10, sekvenca tre - sera, za inzulin svinje i ala - glu (KNZ) - za ovce inzulina [24]. [C.411]

Ostaci prirodnih proteina koji sačinjavaju skupinu od oko 20 aminokiselina, svi imaju I (/ ec>) konfiguraciju, osim glicina, u kojoj R = H (Sanger i Smith popisuju te kiseline i korištene kratice [1785]). Očigledno, odvojene d (izabrane / otisne) kiseline su dio nekih nižih organizama. Ovdje se nećemo baviti d-kiselinama, iako su od posebnog interesa. To slijedi, posebice, iz rezultata proučavanja optičke aktivnosti sintetskih polipeptida. Proteini se uglavnom sastoje od tri ili četiri različita ostatka, ali u manjoj količini, u molekulu ulazi još petnaest ili više drugih kiselina. Najjednostavniji protein, inzulin, sastoji se od 106 aminokiselinskih jedinica, hemoglobina - od 580. [c.254]

Glukagon je prvi put otkriven u komercijalnim pripravcima inzulina još 1923. godine, ali mađarski biokemičar F. Straub tek 1953. primio je taj hormon u homogenom stanju. Glukagon se sintetizira uglavnom u a-stanicama otočića gušterače gušterače, kao iu brojnim crijevnim stanicama (vidi dolje). Predstavljen je jednim linearno lociranim polipeptidnim lancem, koji uključuje 29 aminokiselinskih ostataka u sljedećem nizu [p.271]

Posljednja četiri proteina navedena su u tablici. 42, - hormoni, ali nema vidljivog. razlike u sadržaju različitih aminokiselina, osim tiroglo 5ulin, koje se sastoji od jodiranih aminokiselina. Inzulin ima mnogo cisteina i cistina, ali ih ima mnogo u keratinu. Također je poznato da aminokiselinski sastav visoko specifičnih proteina ovisi o izvoru izlučivanja, kao što je pokazano, na primjer, na inzulinu (Xcfenist, 1953). [C.656]

L-T. - kodirana izmjenjiva aminska kiselina. Uključeno je u gotovo sve proteine, posebno pepsin i inzulin. U organizmu životinje se nepovratno formira iz fenilalanina. Od T. u tijelu, sintetizira se niz važnih in-tiramina i 3,4-dihidroksifenilalanina (prekursora kateholamina), kao i dino-tirozina, iz kojeg nastaje hormon tiroksin. [C.589]

F.-kodirana, nezamjenjiva aminokiselina, susreće se u svim organizmima kao dio molekula proteina, napr, u oval-bumin, zein, fibrin, inzulin, hemoglobin je dio peptida zaslađivača (vidi Aspartam), somatostatina i enkefalina. Ravnoteža D-F. ulazi u gramicidin S i neke druge peptide. [C.65]

Zbog činjenice da proteinska molekula sadrži aminokiselinske ostatke koji sadrže više od jedne karboksilne ili amino skupine, neke skupine koje nisu uključene u stvaranje peptidne veze ostaju slobodne ili se koriste za stvaranje mostova između linearnih lanaca. Molekula inzulina, na primjer, sastoji se od četiri kemijski povezana polipeptidna lanca. Zbog prisutnosti slobodnog nonogenog. kisele ili bazične skupine proteina su polielektroliti (točnije, poliampholytes). [C.330]

Glavni znanstveni radovi posvećeni su kemiji hormona, vitamina, antibiotika. Ispitivana je kemijska struktura inzulina. Pokazala. da metionin igra značajnu ulogu u procesima označavanja. a sastav molekula nekih proteina je neophodan za vitalnu aktivnost organizma. Razvijene metode hidrolize, s kojima je dešifrirao strukturu oksitocije (1932) i va - [c.180]

Uz uspjehe na području kemije. Analiza primarne strukture B. Značajna postignuća nalaze se u organu. sinteza polipeptida i B. zadana struktura. Sintetička. hormonski polipeptidi (uključujući 25-člani adrenokortikotropni hormon) široko se koriste kao terapijski lijekovi. Sintetizira prirodni adrenokortikotropni hormon, koji se sastoji od 39 aminokiselinskih ostataka. Dva proteina inzulin i ribonukleaza, rez od 124 aminokiselinskih ostataka dio su polipeptidnog lanca. Vrijedna je sinteza na čvrstoj fazi, na temelju koje se može automatizirati proces dobivanja p, en, vidi stranice na kojima se spominje pojam inzulin Sastav: [c.268] [c.334] [c.224] [c.568] [c.248] [str.270] [str.203] [str. 234] [str. 241] [c.395] [str. 233] [c.410] [str. [c.27] [str.75] Kemija organskih lijekova (1949) - [c.423]

insulin

Insulin (od latinskog. Insula - otok) je peptidni hormon koji se formira u beta stanicama Langerhansovih otočića gušterače. Ima gotovo sve učinke na metabolizam u gotovo svim tkivima. Glavni učinak inzulina je smanjenje koncentracije glukoze u krvi. Najprije su ga izolirali kanadski znanstvenici F. Banting i Ch. Best (1921–22).

Molekula inzulina se formira od dva polipeptidna lanca koji sadrže 51 aminokiselinske ostatke: A-lanac se sastoji od 21 aminokiselinskih ostataka, B-lanac se sastoji od 30 aminokiselinskih ostataka. Polipeptidni lanci su povezani preko dva disulfidna mosta preko cisteinskih ostataka, treća disulfidna veza se nalazi u A-lancu.

Primarna struktura inzulina u različitim vrstama donekle varira, kao i njena važnost u regulaciji metabolizma ugljikohidrata. Svinjski inzulin je najbliži čovjeku, koji se razlikuje od njega sa samo jednim aminokiselinskim ostatkom: alanin se nalazi u položaju 30 svinjskog inzulina B-lanca, a treonin se nalazi u humanom inzulinu; goveđi inzulin je karakteriziran s tri aminokiselinska ostatka.

Biosinteza inzulina uključuje stvaranje dvaju neaktivnih prekursora, preproinzulina i proinzulina, koji se pretvaraju u aktivni hormon kao rezultat sekvencijalne proteolize. Biosinteza preproinzulina počinje formiranjem signalnog peptida na poliribosomima povezanim s ER. Signalni peptid prodire u lumen ER i usmjerava rast rastućeg polipeptidnog lanca u lumen ER. Nakon završetka sinteze preproinzulina, odcjepljen je signalni peptid, koji uključuje 24 aminokiselinska ostatka (slika 11-24).

Proinzulin (86 aminokiselinskih ostataka) ulazi u Golgijev aparat, gdje se, pod djelovanjem specifičnih proteaza, cijepa na nekoliko mjesta kako bi nastao inzulin (51 aminokiselinski ostatak) i C-peptid koji se sastoji od 31 aminokiselinskih ostataka.

Inzulin i C-peptid u ekvimolarnim količinama uključeni su u sekretorne granule. U granulama, inzulin se kombinira s cinkom u obliku dimera i heksamera. Zrele granule stapaju se s plazmatskom membranom, a inzulin i C-peptid se izlučuju u izvanstaničnu tekućinu kao rezultat egzocitoze. Nakon izlučivanja u krv, oligomeri inzulina se raspadaju. T1 / 2 inzulina u krvnoj plazmi je 3-10 minuta, C-peptid - oko 30 minuta.

Biološka uloga - inzulin dramatično povećava propusnost zidova mišićnih i masnih stanica na glukozu. Budući da se svi procesi asimilacije glukoze javljaju unutar stanica, a inzulin potiče transport glukoze u njima, osigurava korištenje glukoze u tijelu, sintezu glikogena (rezervnog ugljikohidrata) i njegovo nakupljanje u mišićnim vlaknima. Povećavajući protok glukoze u stanice masnog tkiva, inzulin potiče stvaranje masti u tijelu. Osim toga, inzulin stimulira sintezu proteina u stanici, povećavajući propusnost staničnih stijenki za aminokiseline.

Hiperglikemija - povećanje razine šećera u krvi.

U stanju hiperglikemije unos glukoze povećava se iu jetri iu perifernim tkivima. Čim se razina glukoze poveća, gušterača počinje proizvoditi inzulin.

Hipoglikemija je patološko stanje koje karakterizira smanjenje razine glukoze u perifernoj krvi ispod normalne (<3,3 ммоль/л при оценке по цельной капиллярной крови, <3,9 ммоль/л — по венозной плазме). Развивается вследствие передозировки сахароснижающих препаратов или избыточной секреции инсулина в организме. Тяжёлая гипогликемия может привести к развитию гипогликемической комы и вызвать гибель человека. Инсулинома — доброкачественная опухоль из бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающая избыточное количество инсулина. Клиническая картина характеризуется эпизодически возникающими гипогликемическими состояниями.

Shema biosinteze inzulina u β-stanicama Langerhansovih otočića. ER - endoplazmatski retikulum. 1 - formiranje signalnog peptida; 2 - sinteza preproinzulina; 3 - cijepanje signalnog peptida; 4 - transport proinzulina u Golgijev aparat; 5 - konverziju proinzulina u inzulin i C-peptid i uključivanje inzulina i C-peptida u sekretorne granule; 6 - izlučivanje inzulina i C-peptida.

Struktura humanog inzulina. A. Primarna struktura inzulina. B. Model tercijarne strukture inzulina (monomera): 1-A-lanac; 2-B-lanac; Vezujuće mjesto za 3 - receptor

Glukagon je hormon alfa stanica Langerhansovih otočića gušterače. Prema kemijskoj strukturi, glukagon je peptidni hormon.

Molekula glukagona sastoji se od 29 aminokiselina i ima molekulsku masu od 3485 daltona. Glukagon su 1923. godine otkrili Kimbell i Merlin.

Glavno mjesto sinteze glukagona su α-stanice otočnog aparata gušterače. Međutim, prilično velike količine ovog hormona mogu se proizvesti i drugdje u gastrointestinalnom traktu.

Glukagon se sintetizira u obliku velikog prekursora, proglukagona (mol. Težina je oko 9.000). Također su pronađene veće molekule, ali nije jasno jesu li oni prekursori glukagona ili blisko srodnih peptida. Samo 30-40% imunoreaktivnog "glukagona" u plazmi predstavlja glukagon gušterače. Ostatak su veće molekule bez biološke aktivnosti.

U plazmi je glukagon u slobodnom obliku. Budući da se ne veže na transportni protein, poluživot glukagona je kratak (oko 5 minuta).

Inaktivacija ovog hormona događa se u jetri pod djelovanjem enzima koji, cijepajući vezu između Ser-2 i Gln-3, uklanja dvije aminokiseline s N-terminusa. Jetra je prva barijera u putu izlučenog glukagona, i budući da brzo inaktivira taj hormon, njegov sadržaj u krvi portalne vene je mnogo veći nego u perifernoj krvi.

Glukagon gotovo da nema učinka na glikogen skeletnog mišića, očito zbog gotovo potpune odsutnosti glukagon receptora u njima. Glukagon uzrokuje povećanje izlučivanja inzulina iz zdravih β-stanica pankreasa i inhibiciju aktivnosti inzulina. To je, očito, jedan od fizioloških mehanizama za suzbijanje hiperglikemije uzrokovane glukagonom.

Glukagon ima snažan inotropni i kronotropni učinak na miokard, zbog povećane tvorbe cAMP (to jest, ima učinak sličan onom β-adrenoreceptorskih agonista, ali bez uključivanja β-adrenergičkih sustava u realizaciji ovog učinka). Rezultat je povećanje krvnog tlaka, povećanje broja otkucaja srca i snage.

U visokim koncentracijama glukagon uzrokuje snažan antispazmodijski učinak, opuštanje glatkih mišića unutarnjih organa, posebice crijeva, koje nije posredovano adenilat ciklazom.

Glukagon je uključen u provedbu reakcija "pogodak ili trčanje", povećavajući dostupnost energetskih supstrata (osobito glukoze, slobodnih masnih kiselina, keto kiselina) za skeletne mišiće i povećavajući dotok krvi u skeletne mišiće poboljšavajući rad srca. Osim toga, glukagon povećava izlučivanje kateholamina adrenalnom medulom i povećava osjetljivost tkiva na kateholamine.

Glukagon je hormon pankreasa. Njegovo djelovanje je suprotno od inzulina. Kod dijabetesa, uzajamno djelovanje inzulina i glukagona očituje se u činjenici da je nedovoljna proizvodnja inzulina popraćena pojačanom proizvodnjom glukagona. To je povišena razina hormona glukagona u krvi koja uzrokuje povećanje razine glukoze (hiperglikemija). Mehanizam djelovanja glukagona je jasno vidljiv u liječenju inzulin-ovisnog dijabetesa melitusa (tj. Nedostatka inzulina). U slučaju nedovoljne proizvodnje inzulina, gušterača razvija hiperglikemiju (povećanje razine šećera u krvi) i metaboličku acidozu (povećanje kiselosti tijela), što se može spriječiti smanjenjem razine glukagona u krvi. Da biste to učinili, propisati somatostatin (hormon gušterače), koji potiskuje proizvodnju i oslobađanje glukagona u krv. Nakon toga, čak iu potpunoj odsutnosti inzulina, razina šećera u krvi malo premašuje normu.

Znatno povećanje glukoznog hormona u krvi znak je glukagonoma (tumori nadbubrežne žlijezde). Kod glukagonoma višak glukagona pridonosi povećanju razine šećera u krvi i razvoju šećerne bolesti.

Primarna struktura molekula glukagona je kako slijedi: NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp- Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH

Hormon inzulina sadrži ion cinka.

Uloga hormona u tijelu

Inzulin igra važnu ulogu u metabolizmu. Zbog svog učinka, stanice primaju energiju, a tijelo održava ravnotežu cijepanja i zasićenja različitim tvarima.

Studiranje značajke inzulina, morate obratiti pozornost na njegov mehanizam djelovanja. Temelji se na utjecaju na ciljne stanice koje trebaju glukozu.

Najviše se traži u masnom i mišićnom tkivu. Ništa manje važan je šećer za jetru.

Ciljne stanice po potrebi troše glukozu i pohranjuju svoj višak. Stok je predstavljen u obliku glikogena.

Nakon početka energetskog izgladnjivanja, glukoza se iz nje oslobađa i šalje u krv, gdje se njezin ciklus ponavlja.

enzim

Glavna uloga elementa u tijelu je sudjelovanje u katalitičkim sustavima. Cink se nalazi u više od 400 enzima u obliku dvovalentnog kationa. Najvažnija među njima je karbonska anhidraza. Ovaj enzim je uključen u siguran transport ugljičnog dioksida u tijelu. Zbog prisutnosti ovog enzima u eritrocitima dolazi do brzog iskorištavanja ugljičnog dioksida.

Cink je također dio raznih fosfataza, dehidrogenaza i tako sudjeluje u procesima staničnog disanja. Njegova prisutnost u enzimima kao što su proteaze i peptidaze uzrokuje utjecaj elementa na sintezu RNA, DNA, metabolizma proteina.

imun

Bez tog elementa, protok imunoloških zaštitnih reakcija je nemoguć. Sudjelujući u procesima formiranja i sazrijevanja limfocita, cink doprinosi povećanju zaštitnih stanica u tijelu, proizvodnji antitijela. Element aktivira antimikrobno svojstvo stanica ubojica, čiji je glavni zadatak uništenje stranog antigena.

Cink aktivira rad timusne žlijezde u sintezi imunih stanica. Kao dio proteina koji nosi retinol, element ima antivirusni učinak i sprječava razvoj imunodeficijenata.

hormon

Bez cinka, proizvodnja hormona inzulina gušterače je nemoguća. Pod utjecajem elementa u tragovima nije samo sinteza hormona, nego i korištenje inzulina. To dovodi do održavanja normalne razine glukoze u krvi.

Cink također štiti posebne stanice gušterače koje proizvode inzulin od uništenja pod utjecajem hormona.

rasplodni

Ova funkcija je usko povezana s hormonskom ulogom cinka. Element je uključen u regulaciju muških spolnih hormona, odgovoran je za razinu testosterona u krvi. Pod utjecajem cinka povećava se aktivnost spermatozoida, što povoljno utječe na plodnost muškog tijela.

Cink je također važan za prostatu. Sudjelujući u supresiji enzima aromataze, element u tragovima pojačava mušku potenciju i sprječava razvoj adenoma prostate.

Ostale značajke

Cink je uključen u sintezu neurotransmiterskih hormona, koji određuje njegov učinak na živčani sustav. Element regulira žlijezde lojnice, pomažući u održavanju zdravlja kože. Sudjelovanjem u enzimskim sustavima, cink utječe na sintezu koštanog i zubnog tkiva.

Velike količine vlakana i bakra usporavaju apsorpciju cinka. Aminokiseline i vitamin B6 poboljšavaju metabolizam elemenata u tragovima u tijelu. Cink je antidot kadmija i koristi se u slučajevima trovanja ovim metalom.

Sadržaj inzulina može također pasti. Sljedeći čimbenici utječu na smanjenje hormona:

  • redovita iskustva;
  • nepoštivanje dijete;
  • prekomjerna konzumacija proizvoda od brašna i šećera;
  • infektivne i kronične patologije;
  • dijabetes;
  • nedostatak pokreta.

Simptomi nedostatka hormona:

  • povećane razine glukoze;
  • stalni izleti na toalet;
  • iscrpljujuća žeđ.

Uređivanje općih informacija

Glavni stimulator sinteze ovog hormona je glukoza. Stanične receptorske stanice inzulinskog receptora služe kao ciljne stanice za inzulin. Upravo se kroz njih provodi njezin utjecaj na procese razmjene.

Neophodnost gore spomenute biološki aktivne tvari leži u njegovoj aktivnosti: inzulin se ne bavi samo nakupljanjem masti, bjelančevina i ugljikohidrata, već i regulacijom njihove razmjene. Osim toga, doprinosi apsorpciji glukoze.

Postoje patološke promjene povezane s inzulinom. U različitim situacijama, takve bolesti su potaknute njegovom nedovoljnom sintezom, sekrecijom biološki neaktivnog hormona ili imunološkog receptora za inzulin.

Pacijent sa sličnim problemima zahtijeva terapiju, koja se sastoji od ubrizgavanja hormona izvana. Inzulin koji se koristi za liječenje dijabetesa mora imati besprijekornu kvalitetu.

Uređivanje povijesti otvaranja

Godine 1869. u Berlinu, 22-godišnji student medicine, Paul Langergans, proučavao je strukturu gušterače s novim mikroskopom, skrenuvši pozornost na prethodno nepoznate stanice koje su formirale skupine koje su ravnomjerno raspoređene po žlijezdi.

Svrha ovih "malih hrpa stanica", kasnije poznatih kao "Langerhansovi otočići", nije bila jasna, ali je kasnije Eduad Lagus pokazao da je u njima formirana tajna koja igra ulogu u regulaciji probave.

Uređivanje obrazovanja i izlučivanja

Glavni poticaj za sintezu i oslobađanje inzulina je povećanje koncentracije glukoze u krvi.

insulin

Kemijska struktura

Inzulin - (od latinskog. Insula - otok) - peptidni hormon, nastaje u beta stanicama Langerhansovih otočića gušterače. Molekula inzulina se sastoji od dva polipeptidna lanca, koji uključuju 51 aminokiselinski ostatak: A-lanac se sastoji od 21 aminokiselinskih ostataka, B-lanac se sastoji od 30 aminokiselinskih ostataka. Polipeptidni lanci su povezani preko dva disulfidna mosta preko cisteinskih ostataka, treća disulfidna veza je u A-lancu.

Primarna struktura inzulina u različitim biološkim vrstama ima neke razlike, kao što se i njegova uloga u regulaciji metabolizma ugljikohidrata razlikuje. Najviše slični ljudskom svinjskom inzulinu, razlikuju se u jednom aminokiselinskom ostatku: Alanin je u položaju 30 B-lanca svinjskog inzulina, a kod humanog inzulina postoji treonin; goveđi inzulin razlikuje se za tri aminokiselinska ostatka.

Lanci su međusobno povezani preko dva disulfidna mosta (ispada da je svaki formiran sa dva atoma sumpora), a treći disulfidni most djeluje kao veza između aminokiselina A-lanca udaljenih jedna od druge. Vezani lanci se lagano savijaju i preklapaju u kuglastu strukturu, upravo ta konfiguracija molekule hormona važna je za ispoljavanje njegove biološke aktivnosti.

Značajno utječe na metabolizam u gotovo svim tkivima. Po svojoj kemijskoj strukturi, ovaj spoj je negdje između polipeptida i proteina. Inzulin nastaje u gušterači životinja i ljudi. U beta stanicama gušterače, inzulin se formira iz njegovog prekursora, proinzulina, polipeptida od 84 aminokiselinskih ostataka koji ne pokazuju gramatičku aktivnost. Inzulin je specifično sredstvo koje teži snižavanju šećera, regulira metabolizam ugljikohidrata; utječe na povećanje apsorpcije glukoze u tkivima i pomaže da se pretvori u glikogen, također olakšava prodiranje glukoze u stanice tkiva. Inzulin ne samo da je uočen hipoglikemijski učinak, već ima i druge učinke: utječe na povećanje zaliha glikogena u mišićima, ima stimulirajući učinak na sintezu peptida, smanjuje potrošnju proteina. U nekim sportovima ovaj lijek se cijeni zbog činjenice da ima izražen anabolički učinak.

Povijesna pozadina

Glavna funkcija inzulina je osigurati tjelesnim stanicama važan energetski materijal - glukozu.

U slučaju nedostatka inzulina, stanice nemaju sposobnost apsorpcije glukoze, postoji proces akumulacije u krvi, a tkiva i organi podložni su energetskom izgladnjivanju. Kod nedostatka inzulina može se početi razvijati vrlo ozbiljna bolest (dijabetes).

Sve do početka XX. Stoljeća. bolesnici s dijabetesom umrli u dječjoj ili mladoj dobi, zbog razvoja komplikacija uzrokovanih bolešću, gotovo nitko nije živio više od 5-7 godina nakon početka bolesti.

Tek krajem 19. stoljeća gušterača igra ulogu u razvoju šećerne bolesti. Godine 1869. u Berlinu, 22-godišnji Paul Langergans, kao student medicine tada, proveo je istraživanje pomoću mikroskopa za strukturu gušterače. Primijetio je nepoznate stanice koje su stvorile skupine ravnomjerno raspoređene po žlijezdi. Unatoč tome, funkcija tih stanica, koje su tada dobile ime po učeniku kao Langerhansovi otočići, i dalje je bila neistražena.

Nešto kasnije, Ernst Lako je pretpostavio da je gušterača uključena u procese probave. Godine 1889. njemački fiziolog Oscar Minkowski pokušao je dokazati da ta tvrdnja nema nikakve veze sa stvarnošću. U tu svrhu, postavio je pokus u kojem je uklonio žlijezdu od zdravog psa. Nekoliko dana nakon početka eksperimenta, pomoćnik Minkowskog, koji je pratio stanje laboratorijskih životinja, primijetio je da je mnogo muha odletjelo u urin eksperimentalnog psa.

Provedena je studija urina, tijekom koje je utvrđeno da pas koji nema gušteraču, s urinom izlučuje šećer. To je prvo zapažanje koje ukazuje na povezanost rada pankreasa i razvoja dijabetesa. Godine 1901. Eugene Opie dokazao je da se dijabetes razvija kao posljedica poremećaja u strukturi gušterače (potpuno ili djelomično uništenje Langerhansovih otočića).

Prva osoba koja je izolirala inzulin i uspješno ga primijenila za liječenje pacijenata, bio je kanadski fiziolog Frederick Banting. Pokušao je stvoriti lijek za dijabetes zbog činjenice da su njegova dva prijatelja umrla od te bolesti. Čak i prije toga, mnogi istraživači koji su razumjeli ulogu pankreasa u razvoju šećerne bolesti, pokušali su izolirati tvar koja utječe na razinu šećera u krvi. Nažalost, svi pokušaji nisu uspjeli.

To je djelomično bilo zbog činjenice da su enzimi gušterače (uglavnom tripsin) uspjeli barem djelomično razgraditi molekule proteina inzulina prije nego što bi se mogle izolirati iz ekstrakta tkiva žlijezde. Godine 1906. Georg Ludwig Zeltser uspio je postići određeni uspjeh u smanjenju razine glukoze u krvi eksperimentalnih pasa pribjegavši ​​ekstraktu gušterače, ali nije uspio nastaviti svoj rad. Scott je 1911. na Sveučilištu u Chicagu radio s vodenim ekstraktom gušterače, primijetio je blagi pad glikozurije kod eksperimentalnih životinja. Zbog činjenice da voditelj projekta nije mogao uvjeriti u važnost istraživanja, oni su zaustavljeni.

Isti učinak postigao je i Izrael Kleiner 1919. godine, jer nije mogao dovršiti svoj posao od početka Prvog svjetskog rata.

Sličan rad 1921. godine objavio je profesor fiziologije rumunjske Medicinske škole Nicola Paulesco. Mnogi istraživači, ne samo u Rumunjskoj, vjeruju da je upravo taj znanstvenik otkrio inzulin. Unatoč tome, zasluga dodjele inzulina, kao i njegova uspješna upotreba, pripada upravo Fredericku Bantingu.

Banting je radio kao mlađi predavač na katedri za anatomiju i fiziologiju na kanadskom sveučilištu, a vodio ga je profesor John MacLeod, koji se u to vrijeme smatrao velikim stručnjakom za pitanja vezana uz dijabetes. Banting je pokušao atrofirati gušteraču vezivanjem kanala (kanala) za 6-8 tjedana, dok su Langerhansovi otočići ostali nepromijenjeni u odnosu na djelovanje enzima gušterače i dobili čisti ekstrakt stanica tih otočića.

Laboratorij, asistenti i eksperimentalni psi bili su potrebni za provođenje ovog pokusa, a Banting nije imao sve to.

Za pomoć se okrenuo profesoru Johnu MacLeodu, koji je bio svjestan svih prethodnih neuspjeha s hormonima gušterače. U tom je smislu najprije odbio Banting. Unatoč tome, Banting je nastavio ustrajati iu proljeće 1921. ponovno je zatražio od MacLeoda da dopusti rad u laboratoriju najmanje dva mjeseca. Zbog činjenice da je tada MacLeod planirao otići u Europu, laboratorij je bio slobodan, dao je svoj pristanak. Kao asistent, Banting je dobio petu godinu studenta Charlesa Besta, koji je bio dobro upućen u metode određivanja šećera u krvi i urina.

Kako bi proveo eksperiment koji zahtijeva mnogo novca, Banting je prodao gotovo sve što je imao.

Nekoliko pasa bilo je povezano s kanalima gušterače i počelo čekati na njegovu atrofiju. Dana 27. srpnja 1921. atrofiran ekstrakt gušterače primijenjen je na psa koji nije imao gušteraču, a koji je bio u prekomi. Nakon nekoliko sati pas je imao smanjenje šećera i urina u krvi, a aceton je nestao.

Zatim je ekstrakt pankreasa injektiran drugi put, i živio je još 7 dana. Vrlo je vjerojatno da bi bilo moguće produžiti život psa neko vrijeme, ali istraživači su ostali bez zaliha ekstrakta. To je zbog činjenice da je dobivanje inzulina iz pankreasa pasa vrlo naporno i dugotrajno.

Nadalje, Banting i Best počeli su izvlačiti ekstrakt iz gušterače nerođenih teladi, koji još nisu počeli proizvoditi probavne enzime, ali su već proizveli dovoljnu količinu inzulina. Količina inzulina sada je bila dovoljna da održi eksperimentalnog psa živim do 70 dana. Kad se MacLeod vratio iz Europe i postupno se zainteresirao za rad Bantinga i Besta, odlučio je na njega spojiti sve laboratorijske djelatnike. Banting je od samog početka dobivao izvadak iz pankreasnog isletina, a potom je poslušao McLeodov prijedlog i preimenovao ga u inzulin (od latinske insule - "otok").

Testiranje inzulina uspješno je nastavljeno. 14. studenog 1921. Banting i Best izvijestili su o rezultatima svojih istraživanja na sastanku Kluba fizioloških časopisa Sveučilišta u Torontu. Mjesec dana kasnije, oni su govorili o svojim uspjesima u Američkom fiziološkom društvu u New Havenu.

Količina ekstrakta dobivenog iz gušterače goveda zaklanih u klaonici počela je ubrzano rasti, a potreban je specijalist kako bi se osiguralo fino pročišćavanje inzulina. U tu svrhu, krajem 1921. godine, MacLeod je pozvao na rad poznatog biokemičara Jamesa Collipa, koji je vrlo brzo postigao dobre rezultate u pročišćavanju inzulina. Do siječnja 1922. Banting i Best odlučili su započeti prva klinička ispitivanja inzulina u ljudi.

Prvo, znanstvenici su jedan drugome uveli 10 konvencionalnih jedinica inzulina, a tek onda - volonteru. Postali su 14-godišnji dječak, Leonard Thompson, koji je bolovao od dijabetesa. On je dobio prvu injekciju 11. siječnja 1922., ali nije bio posve uspješan. Razlog tome je što ekstrakt nije dovoljno očišćen, alergije su se počele razvijati. Sljedećih 11 dana, Collip je naporno radio u laboratoriju kako bi poboljšao ekstrakt, a 23. siječnja dječaku je dana druga injekcija inzulina.

Nakon unošenja inzulina, dječak se brzo počeo popravljati - bio je prva osoba koja je preživjela zahvaljujući inzulinu. Nešto kasnije, Banting je spasio svog prijatelja, liječnika Joea Gilchrista, od neizbježne smrti.

Vijest da je inzulin prvi put uspješno primijenjen 23. siječnja 1922. vrlo brzo postaje međunarodna senzacija. Banting i njegovi kolege praktički su uskrsnuli na stotine osoba s dijabetesom, osobito u teškim oblicima. Ljudi su poslali puno pisama tražeći liječenje, neki su došli izravno u laboratorij. Unatoč svemu tome, u to vrijeme bilo je mnogo nedostataka - pripravak inzulina još nije bio standardiziran, nije bilo sredstava za samokontrolu, a primijenjene doze mjerene su grubo, okom. U tom smislu, često se javljaju hipoglikemijske reakcije tijela kada je razina glukoze pala ispod normale.

Unatoč svemu, uvođenje inzulina u svakodnevnu medicinsku praksu nastavilo se poboljšavati.

Sveučilište u Torontu počelo je prodavati licence za proizvodnju inzulina farmaceutskim tvrtkama, a do 1923. postalo je dostupno svim dijabetičarima.

Lily (SAD) i Novo Nordisk (Danska) dobili su dozvolu za proizvodnju lijekova i sada su lideri u ovom području. Bantingu 1923. godine na Sveučilištu u Torontu dodijeljen je stupanj doktora znanosti, izabran je za profesora. Osim toga, odlučeno je za otvaranje medicinskih specijalističkih studija za Banting i Best, kojima su dodijeljene visoke osobne plaće.

Godine 1923. Banting i Mcleod dobili su Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu, koju su dobrovoljno podijelili s Bestom i Collipom.

Godine 1926. medicinski znanstvenik Abel sintetizirao je inzulin u kristalnom obliku. Nakon 10 godina, danski istraživač Hagedorn dobio je produljeni (prošireni) inzulin, a 10 godina kasnije stvorio je neutralni protamin Hagerdon, koji je još uvijek jedna od najpopularnijih vrsta inzulina.

Kemijski sastav inzulina ustanovio je britanski molekularni biolog Frederick Sanger, koji je za to dobio Nobelovu nagradu 1958. godine. Inzulin je bio prvi protein čiji je aminokiselinski slijed potpuno dešifriran.

Prostorna struktura molekule inzulina određena je metodom rendgenske difrakcije 1990-ih. Dorothy Crouft Hodgkin, također je dobila Nobelovu nagradu.

Nakon dobivanja banting goveđeg inzulina, ispitivan je inzulin dobiven iz žlijezda gušterače svinja i krava, kao i drugih životinja (npr. Kitova i riba).

Molekula ljudskog inzulina sastoji se od 51 aminokiseline. Svinjski inzulin razlikuje se samo u jednoj aminokiselini, kravlji inzulin - u tri, ali to ih ne sprječava da normaliziraju razinu šećera prilično dobro. Unatoč tome, inzulin životinjskog podrijetla ima veliki nedostatak - kod većine bolesnika izaziva alergijsku reakciju. U tom smislu, bio je potreban daljnji rad na poboljšanju inzulina. Godine 1955. dešifrirao je strukturu ljudskog inzulina i počeo raditi na njegovoj raspodjeli.
Prvi put su to učinili 1981. američki znanstvenici Gilbert i Lomedico. Nakon nekog vremena pojavio se inzulin, dobiven od pekarskog kvasca genetskim inženjeringom. Inzulin je bio prvi od ljudskih proteina, koji je 1978. sintetiziran genetski modificiranom bakterijom E. coli. Od tog trenutka započela je nova era u biotehnologiji. Od 1982. godine, američka tvrtka Genentech proizvodi humani inzulin, koji je sintetiziran u bioreaktoru. Ne izaziva alergijske reakcije.

Farmakološko djelovanje (prema proizvođaču)

Inzulin je sredstvo koje snižava šećer i ima sposobnost reguliranja metabolizma ugljikohidrata; povećava apsorpciju glukoze u tkivima i doprinosi njenoj pretvorbi u glikogen, osim što olakšava prodiranje glukoze u stanice tkiva.

Osim djelovanja hipoglikemije (snižavanje razine šećera u krvi), inzulin ima nekoliko drugih učinaka: povećava zalihe glikogena u mišićima, stimulira sintezu peptida, smanjuje potrošnju proteina, itd.

Učinak inzulina praćen je stimulacijom ili inhibicijom (inhibicijom) određenih enzima; Stimuliraju se glikogen sintaza, piruvat dehidrogenaza, heksokinaza; inhibirana je lipaza, koja aktivira masne kiseline masnog tkiva, lipoprotein lipazu, što smanjuje "zamućenje" krvnog seruma nakon obroka bogatog mastima.

Stupanj biosinteze i izlučivanja (izlučivanja) inzulina ovisi o sadržaju glukoze u krvi. S povećanjem njegove koncentracije, lučenje inzulina se pojačava gušteračom; smanjenje koncentracije glukoze u krvi usporava izlučivanje inzulina.

Djelovanje inzulina izravno je povezano s njegovom interakcijom sa specifičnim receptorom, koji se nalazi na plazmatskoj membrani stanice, i stvaranju kompleksa inzulinskih receptora. Receptor inzulina, zajedno s inzulinom, ulazi u stanicu, on utječe na procese fosfoliranja staničnih proteina; mehanizam djelovanja daljnjih unutarstaničnih reakcija nije u potpunosti poznat.

Aktivnost inzulina određena je biološki (sposobnost smanjenja koncentracije glukoze u krvi zdravih kunića) i jedna od fizikalno-kemijskih metoda (elektroforezom na papiru ili kromatografijom na papiru). Za jednu jedinicu djelovanja (ED), ili međunarodnu jedinicu (IE), uzmite aktivnost od 0,04082 mg kristalnog inzulina.

Metabolički učinci inzulina

  1. Poboljšava unos glukoze i drugih tvari u stanice;
  2. Aktivira glavne enzime glikolize;
  3. Povećava intenzitet sinteze glikogena - inzulin prisiljava skladištenje glukoze u stanicama jetre i mišića polimerizirajući ga u glikogen;
  4. Smanjuje intenzitet glukoneogeneze - smanjuje stvaranje glukoze iz raznih supstanci ne-ugljikohidratne prirode (bjelančevine i masti) u jetri.

Djelovanje anaboličkog inzulina

  • Utječe na povećanu apsorpciju aminokiselina u stanicama (posebno leucin i valin);
  • Poboljšava kretanje kalijevih iona u stanicu, kao i magnezij i fosfat;
  • Utječe na poboljšanje replikacije DNA i biosinteze proteina;
  • Poboljšava sintezu masnih kiselina i njihovu daljnju esterifikaciju - u masnom tkivu i jetri
  • Stimulira pretvorbu glukoze u trigliceride; s nedostatkom inzulina, događa se suprotno - mobilizacija masti.

Antikatabolički učinak inzulina

  1. Inhibira hidrolizu proteina - smanjuje razgradnju proteina;
  2. Smanjuje lipolizu - smanjuje protok masnih kiselina u krvi.

Vrste korištenog inzulina u bb

Inzulin kratkog djelovanja

Kratki inzulin počinje djelovati u slučaju subkutane primjene nakon 30 minuta (u vezi s tim primjenjuje se 30-40 minuta prije obroka), maksimalno djelovanje nastupa nakon 2 sata, nakon 5-6 sati nestaje iz tijela.

Najbolji izbor

Ultrashort inzulin

Ultrashort inzulin počinje djelovati nakon 15 minuta, najviše 2 sata, nestaje iz tijela nakon 3-4 sata. To je više fiziološki, može se primijeniti neposredno prije obroka (5-10 minuta) ili odmah nakon obroka.

Najbolji izbor

  • Inzulin lispro (Humalog) je polusintetski analog humanog inzulina.
  • Inzulin aspart (NovoRapid Penfill, NovoRapid FlexPen).
  • Inzulin glulisin (Humalog)

Prednosti i nedostaci inzulina

prednosti

  • Niska cijena tečaja
  • Široka dostupnost - lijek se može lako kupiti u ljekarni
  • Visoka kvaliteta - gotovo krivotvorena, za razliku od steroida
  • Nema toksičnosti, niske vjerojatnosti nuspojava, gotovo potpuni nedostatak učinaka tečaja
  • Fenomen malog povlačenja
  • Ima izražen anabolički učinak.
  • Može se kombinirati s anaboličkim steroidima i drugim sredstvima.
  • Nema androgenog učinka

mane

  • Težak režim
  • Postoji značajan porast masti
  • hipoglikemija

Uzimanje inzulina

  1. Ovaj tečaj je idealan za set od 5-10 kg mišićne mase za 1-2 mjeseca, onda morate uzeti pauzu od najmanje dva mjeseca da obnovite vlastitu sekreciju.
  2. Ispitati mehanizam djelovanja inzulina, uključujući mjere za borbu protiv hipoglikemije.
  3. Započnite tečaj s dozom od 10 jedinica subkutano, tijekom vremena (1 put dnevno ili svaki drugi dan), povećajte dozu za 2 jedinice.
  4. Pažljivo pratite odgovor tijela na povećanje doze!
  5. Tada možete povećati dozu na 15-20 U, velike doze se ne preporučuju (Važno je napomenuti da to ovisi o osjetljivosti tkiva na inzulin, neki sportaši dobro podnose 50-60 U inzulina i samo kada se povećavaju te doze, ali to se može otkriti tek postupno). povećanje doza).
  6. Valja napomenuti da inzulinske štrcaljke imaju različite skale. Šprice U-40 koriste se za injekcije inzulina, koje sadrže 40 jedinica u 1 ml. Šprice U-100 izgledaju vrlo slično U-40, ali se koriste za pripravke koji sadrže 100 jedinica inzulina u 1 ml.
  7. Učestalost ubrizgavanja može se promijeniti, ali oni smatraju da je najopušteniji unos svaki drugi dan. Bolje je izvršiti injekcije odmah nakon treninga (ali samo kada se vježba završi kasno navečer u slučaju konzumacije kratkodjelujućeg inzulina, ako trebate uzimati inzulin nakon vježbanja u večernjim satima, to bi trebao biti ultrakratko-djelujući inzulin, zbog činjenice da radi samo 3 sata. i imat ćete vremena da prestanete raditi do spavanja), jer odmah nakon toga bi trebao biti obilan unos hrane, kako bi se osigurala opskrba ugljikohidratima u krvi. Osim toga, inzulin ima tendenciju da inhibira kataboličke procese uzrokovane fizičkim stresom tijekom treninga. Trajanje tečaja u ovom načinu rada je 2-2,5 mjeseca.
  8. Injekcije možete izvoditi svaki dan, pa čak i 2 puta dnevno, ali onda trajanje tečaja treba smanjiti na 1,5-2 mjeseca.
  9. Ako koristite inzulin s ultrakratkim djelovanjem, injekciju morate obaviti odmah nakon teškog obroka bogatog ugljikohidratima.
  10. Ako koristite inzulin kratkog djelovanja, potrebno je dati injekciju 30 minuta prije obroka bogatog ugljikohidratima.
  11. Na 1 IU inzulina trebate uzeti 6 grama ugljikohidrata.
  12. Ubrizgati na različita mjesta kako bi se izbjegla lipodistrofija (nepravilnosti u potkožnoj masnoći).
  13. Da biste uspješno završili tečaj, trebate slijediti visokokaloričnu dijetu, provoditi trening snage i koristiti sportsku prehranu kako biste dobili na težini.

mjere opreza

  1. Tečaj treba započeti s malom dozom - 5-10 U, kako bi se provjerila reakcija tijela.
  2. Izvedite samo potkožne injekcije.
  3. Nemojte davati injekcije prije treninga.
  4. Nemojte davati injekcije neposredno prije spavanja.
  5. Nakon ubrizgavanja tijelo treba dobiti ugljikohidrate (kod zdrave osobe razina šećera u krvi natašte se kreće od 3 do 5,5 mmol / l. Svaka jedinica inzulina smanjuje šećer u krvi za 2,2 mmol / l. Ako ubodete 20 jedinica ultrakratkog inzulina, može se razviti hipoglikemija;,
  6. U endokrinologiji (gdje pripada inzulin) postoji nešto kao "jedinica kruha". Bez obzira na vrstu i količinu proizvoda, bez obzira na to što je, jedna jedinica kruha sadrži 12-15 grama probavljivih ugljikohidrata. Povećava razinu šećera u krvi za istu količinu - 2,8 mmol / l - tijelo treba apsorbirati oko 1,5-2 jedinice inzulina. Više o ovoj mjeri izračuna može se naći na internetu.
  7. Sada ćemo računati. 10-15 jedinica inzulina treba uzeti 10-15 kruh jedinica, to je jednako 120-150 g čistih ugljikohidrata. Na primjer, neka bude 300-450 grama bijelog kruha.

Nuspojave inzulina

  • Hipoglikemija ili smanjenje glukoze u krvi dovodi do svih drugih manifestacija. Hipoglikemija se može spriječiti bez problema.
  • Svrab u području injekcije
  • Alergija je vrlo rijetka
  • Smanjenje endogenog izlučivanja inzulina moguće je samo na dugim treninzima kada se koriste visoke doze inzulina.
  • Inzulin nema toksični učinak na jetru ili bubrege, ne uzrokuje poremećaj spolne funkcije (potenciju).

Indikacije za uporabu inzulina

U malim dozama (5-10 U) inzulin se koristi kod bolesti jetre (hepatitis, početne faze ciroze), u acidozi, iscrpljenosti, gubitku prehrane, furunkulozi, u tirotoksikozi.

U neuropsihijatrijskoj praksi inzulin se koristi za alkoholizam, za iscrpljivanje živčanog sustava (u dozama koje uključuju hipoglikemijsko stanje).

U psihijatriji, za inzulinsku terapiju (u liječenju određenih oblika shizofrenije, otopina inzulina se primjenjuje u velikim količinama, što uz postupno povećanje doza uzrokuje hipoglikemijski šok).

U dermatologiji, inzulin se koristi za dijabetičku toksidermiju, kao nespecifično sredstvo - za ekcem, akne, urtikariju, psorijazu, kroničnu piodermu i lezije kvasca.

Kontraindikacije za medicinsku uporabu

Akutni hepatitis, pankreatitis, nefritis, bolesti bubrega, peptički ulkus i čir na dvanaesniku, dekompenzirana bolest srca.

O Nama

Šećerna bolest se smatra ozbiljnom bolešću endokrinog aparata. Međutim, ne treba ga smatrati nekontroliranom patologijom. Bolest se manifestira u velikom broju šećera u krvi, koji na otrovan način utječu na stanje tijela općenito, kao i na njegove strukture i organe (žile, srce, bubrege, oči, stanice mozga).