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.
Insulina została odkryta w 1922 roku przez Fredericka Bantinga i jego asystentów Charlesa Besta, oraz Jamesa Collipa i Johna Macleoda. W 1923 za odkrycie insuliny Banting otrzymał Nagrodę Nobla. Za współpracę w tym odkryciu razem z nim wyróżniono nagrodą jego zwierzchnika, Johna Macleoda, natomiast pominięto Besta oraz Jamesa Collipa, chociaż sam Banting uważał, że należała się ona Bestowi bardziej niż Macleodowi. W akcie solidarności Banting podzielił się premią finansową z Bestem.
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.
Hormon ten należy do grupy hormonów peptydowych, powstaje jako efekt połączenia 51 reszt aminokwasowych. 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.
Biosynteza insuliny podlega schematowi syntezy typowego hormonu peptydowego:
Okres półtrwania tego polipeptydu wynosi 5 minut, w osoczu transportowany jest w formie rozpuszczonej, niezwiązanej z białkami.
Sygnały pobudzające do wydzielania insuliny pochodzą z następujących źródeł:
Sygnały hamujące wydzielanie insuliny są następujące:
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”.
W uwalnianiu insuliny znaczące są dwa kanały jonowe:
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:
Mechanizmy wydzielania insuliny, zależne od pozostałych sygnałów są inne, niż opisany powyżej prosty odruch endokrynny.
Głównymi narządami docelowymi dla insuliny są wątroba, tkanka tłuszczowa, mięśnie szkieletowe.
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.
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.
Podstawowym zadaniem insuliny jest obniżenie stężenia glukozy we krwi. Dzieje się to na cztery następujące sposoby:
Uwzględniając wszystkie wyżej wymienione aspekty, należy zaliczyć insulinę do hormonów anabolicznych. Brak lub niedobór insuliny przestawia komórki na katabolizm.
Do hormonów antagonistycznych dla insuliny należą m.in. hormon wzrostu, glukagon i kortyzol.
Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej (została zatwierdzona do stosowania u ludzi w 1982 roku). 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). Pierwszym krokiem była chemiczna synteza genu ludzkiej insuliny, a następnie wprowadzenie go do bakterii i jego ekspresja. Wprowadzenie do lecznictwa tak uzyskanej insuliny ludzkiej było bardzo dużym postępem w leczeniu cukrzycy. Wcześniej bowiem ludzka insulina była niedostępna dla chorych i stosowano insulinę bydlęcą.
This article uses material from the Wikipedia Polski article Insulina, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Treść udostępniana na licencji CC BY-SA 4.0, jeśli nie podano inaczej. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Polski (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.