Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Insulina (łac. insula – pol. wyspa) – anaboliczny hormon peptydowy o działaniu ogólnoustrojowym odgrywający zasadniczą rolę w metabolizmie węglowodanów, a także białek i tłuszczów wydzielany przez część wewnątrzwydzielniczą trzustki, a dokładniej przez komórki beta wysp Langerhansa[1].
Insulina została odkryta w 1922 roku przez Fredericka Bantinga i jego asystentów Charlesa Besta, oraz Jamesa Collipa i Johna Macleoda[2][3]. W 1923 za odkrycie insuliny Banting otrzymał Nagrodę Nobla[4]. Za współpracę w tym odkryciu razem z nim wyróżniono nagrodą jego zwierzchnika, Johna Macleoda, natomiast pominięto Besta oraz Jamesa Collipa[5], chociaż sam Banting uważał, że należała się ona Bestowi bardziej niż Macleodowi. W akcie solidarności Banting podzielił się premią finansową z Bestem[5].
Kolejną Nagrodę Nobla związaną z insuliną odebrał w 1958 roku Frederick Sanger, który trzy lata wcześniej ustalił sekwencję aminokwasową insuliny. W 1963 roku zsyntetyzowano ją chemicznie – w obu przypadkach było to pierwsze białko, dla którego się to udało. W 1969 Dorothy Crowfoot Hodgkin za pomocą krystalografii rentgenowskiej ustaliła budowę przestrzenną insuliny.
Odkrycie insuliny było jednym z ważniejszych odkryć medycznych w tamtym czasie i stanowiło przełom w leczeniu cukrzycy.
Insulina jest produkowana i wydzielana przez część wewnątrzwydzielniczą (endokrynną) trzustki, konkretnie przez komórki beta wysp trzustkowych, które stanowią 3/4 wszystkich komórek wyspowych[6].
Hormon ten należy do grupy hormonów peptydowych, powstaje jako efekt połączenia 51 reszt aminokwasowych[1]. Cząsteczka insuliny składa się z 2 łańcuchów polipeptydowych alfa (A) i beta (B). Zawiera ona trzy mostki dwusiarczkowe – dwa pomiędzy łańcuchem A i B, trzeci mostek łączy dwie reszty cysteiny tylko w obrębie polipeptydu A[7].
Biosynteza insuliny podlega schematowi syntezy typowego hormonu peptydowego[7]:
Okres półtrwania tego polipeptydu wynosi 5 minut, w osoczu transportowany jest w formie rozpuszczonej, niezwiązanej z białkami[1].
Sygnały pobudzające do wydzielania insuliny pochodzą z następujących źródeł[1]:
Sygnały hamujące wydzielanie insuliny są następujące[1]:
Od dawna wiadomo, że zmiany potencjału błonowego odgrywają rolę w działaniu tkanek pobudliwych – czyli tkanki nerwowej i mięśniowej. Niedawno natomiast zrozumiano, że zmiany potencjału błonowego mogą działać jak sygnał także dla tkanek niepobudliwych. Jednym z najlepiej opisanych mechanizmów, w którym zmiana potencjału błonowego wywołuje efekt w tkance niepobudliwej jest wydzielanie insuliny przez komórki beta trzustki. Działa tutaj prosty odruch endokrynny tłumaczący „skąd komórki beta trzustki wiedzą, że należy wydzielić insulinę, w odpowiedzi na zwiększone stężenie glukozy”[8].
W uwalnianiu insuliny znaczące są dwa kanały jonowe[8]:
Wydzielanie insuliny uzależnione jest od wzrostu stężenia ATP w komórce beta w odpowiedzi na wzrost stężenia glukozy we krwi – paliwa do produkcji ATP. Mechanizm wydzielania insuliny ma się następująco[8]:
Mechanizmy wydzielania insuliny, zależne od pozostałych sygnałów są inne, niż opisany powyżej prosty odruch endokrynny[1].
Głównymi narządami docelowymi dla insuliny są wątroba, tkanka tłuszczowa, mięśnie szkieletowe[9].
Receptor insulinowy wykazuje działanie kinazy tyrozynowej, jest to receptor błonowy. W wyniku wiązania insuliny z receptorem dochodzi do kaskady procesów, które nie zostały w pełni poznane[9].
Wiadomo natomiast, że receptor fosforyluje białka zwane substratami receptora insulinowego (IRS). Działają one przez złożony szlak reakcji, prowadząc do: wzmożenia lub zmniejszenia aktywności enzymów, regulacji czynników transkrypcyjnych i wbudowywania transporterów GLUT-4 do błon komórek w niektórych tkankach[9].
Podstawowym zadaniem insuliny jest obniżenie stężenia glukozy we krwi. Dzieje się to na cztery następujące sposoby[9]:
Uwzględniając wszystkie wyżej wymienione aspekty, należy zaliczyć insulinę do hormonów anabolicznych. Brak lub niedobór insuliny przestawia komórki na katabolizm[9].
Do hormonów antagonistycznych dla insuliny należą m.in. hormon wzrostu, glukagon i kortyzol[9].
Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej (została zatwierdzona do stosowania u ludzi w 1982 roku[10]). Obecnie do produkcji insuliny wykorzystuje się pałeczki okrężnicy, którym wszczepia się gen ludzkiej insuliny. Hodowle bakteryjne syntetyzują ludzką insulinę, którą następnie oczyszcza się i wykorzystuje do produkcji leków.
Metoda uzyskiwania ludzkiej insuliny z wykorzystaniem bakterii została opracowana pod koniec lat 70. XX w. w City of Hope National Medical Center (Duarte, USA) w zespole prof. Keiichiego Itakury (w pracach tych brał udział polski chemik, Adam Kraszewski)[11][12][13][14][10]. Pierwszym krokiem była chemiczna synteza genu ludzkiej insuliny[12], a następnie wprowadzenie go do bakterii i jego ekspresja[13]. Wprowadzenie do lecznictwa tak uzyskanej insuliny ludzkiej było bardzo dużym postępem w leczeniu cukrzycy[11][15]. Wcześniej bowiem ludzka insulina była niedostępna dla chorych i stosowano insulinę bydlęcą[15].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
