Inzulín
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
| Inzulín | |
 |
|
| Sumární vzorec | C254H377N65O75S6 |
| Molární hmotnost | 5807 g/mol |
| Teplota tání | ? °C |
| Teplota varu | ? °C |
Inzulín je hormon produkovaný B-buňkami Langerhansových ostrůvků slinivky břišní, který snižuje hladinu glykémie v krvi. Inzulín má opačnou funkci jako glukagon.
Obsah |
[editovat] Chemické složení
Inzulín je makromolekula bílkovinné povahy. Skládá se ze dvou polypeptidických řetězců (A,B), které jsou spojeny disulfidickými můstky a které dohromady mají 51 amionokyselin – řetězec A obsahuje 21 aminokyselin a řetězec B 30 aminokyselin.
[editovat] Vznik inzulínu
1. fáze: vzniká pre-proinzulin v ribozomech Langerhansových ostrůvků
2. fáze: v enoplazmatickém retikulu je pre-proinzulin přeměňován na proinzulin, který je tvořen řetězci A a B spojenými C-peptidem (neboli connection peptid)
3. fáze: proinzulin putuje do sekrečních granulí B-buněk, kde je v Golgiho aparátu rozštěpen na C-peptid a inzulin
4. fáze: inzulín se srazí s ionty zinku (kvůli své nižší rozpustnosti) a je skladován do času potřeby v sekrečních granulích B-buněk
[editovat] Sekrece inzulínu
Inzulín se spolu s C-peptidem (v granulech) procesem exocytózy dostává přes buněčnou membránu ven z buňky. Tento proces je stimulován vzestupem ATP, který je stimulován vzestupem glykémie, a následně vzestup intrabuněčného anionu Ca2+. Sekrece inzulínu je řízena především koncentrací glukosy v krvi, ale i jinými hormony (např. adrenalin). Glukosa a ostatní nutriety vstřebané z jídla jsou primárními stimulátory sekrece inzulínu.
Celková denní dávka inzulínu u nediabetika je cca 20–40 IU. Z toho polovina připadá na bazální sekreci (= inzulín produkovaný nezávisle na příjmu potravy) a polovina na bolusovou sekreci (= sekrece inzulínu stimulovanou glukózou).
[editovat] Příjem inzulínu buňkou
Na každé buňce, která přijíma inzulín je inzulínový receptor, který je geneticky kódován. Na tento inzulínový receptor se může „přichytit“ jen molekula inzulínu a tím umožní díky glukózovým transportérům (GLUT 4) vstup glukózy do buňky. Inzulín stimuluje anabolické pochody v metabolismu glukózy, lipidů a proteinů → inzulín má vliv na energetický metabolismus. Nejžádanějšími tkáněmi inzulínu jsou svaly, játra a tuková tkáň. Uplatňuje se i v metabolismu minerálů.
V játrech – zvyšuje vychytávání glukózy z krve a podporuje tvorbu zásobního glykogenu; blokuje ketogenezi (= vznik ketoacidózy, tj. vnitřní rozvrat metabolismu)
Ve svalech – aktivuje GLUT 4 a tím podporuje vychytávání glukózy (primární energie svalů)
V tukové tkáni – inzulín zvyšuje tvorbu tuků (proto se při diabetu mellitu II. typu nebo při zvýšené spotřebě inzulínu tloustne)
[editovat] Historie objevu inzulínu
- roku 1869 Paul Langerhans, student Berlínské univerzity, poprvé objevil a popsal Langerhansovy ostrůvky ve slinivce
- roku 1889 německý doktor Oscar Minkowski dělal pokusy na psech, při kterých zjistil souvislost mezi slinivkou a diabetem (vyoperoval psovi pankreas a pozoroval cukr v moči)
- roku 1901 doktor Eugene Opie při svých pokusech přišel na souvislost mezi Langerhansovými ostrůvky a diabetem
- roku 1906 George Ludwig Zuelzer téměř vyléčil diabetického psa, když mu podával extrakt z pankreatu (svůj pokus však nedokončil)
- roku 1920 Frederick Banting, kanadský lékař a vědec v oboru medicíny, zjistil, že by bylo výhodnější izolovat účinnou látku z pankreatické šťávy -> Banting se rozhodne jet do Toronta za profesorem torontské univerzity J.J.R. Macleodem, který měl možnost poskytnout Bantingovi a jeho asistentu (lékař medicíny Charles Best) univerzitní laboratoře na dělání pokusů
- v létě roku 1921 se podařilo Bentingovi a Bestovi extrahovat "čistý" čistý inzulín z krav, kterým podvázali vývod pankreatu a inzulín extrahovali - extrahovanou látku zprvu pojmenovali "isletin" -> tento svůj objev bezúplatně předali Torontské univerzitě za pronájem laboratoře
- začátkem roku 1922 dostal první inzulínové vzorky k použití bostonský diabetolog E.P.Joslin, který je aplikoval 14-ti letému chlapci jménem Leonard Thompson, což byl první léčený diabetik na světě (přežil ještě dalších 13 let)
- na jaře roku 1922 velmi stoupala poptávka po inzulínu (inzulín už nestačila vyrábět Torontská univerzita), a proto se výroby ujala firma Eli Lilly v americkém státě Indianopolis
- v roce 1923 byla Bantingovi a Macleadovi (pod jehož záštitou prováděl Banting své pokusy) udělena Nobelova cena za fyziologii a lékařství
- v roce 1926 se začal inzulín vyrábět i v tehdejším Českoslovesku
- roku 1955 byla vysvětlena biochemická podstata inzulínu Frederikem Sangerem, za což byl roku 1958 odměněn Nobelovou cenou za chemii
[editovat] Inzulín jako lék
Syntetický inzulín je vysoce čištěný, neutrální vodný roztok a váže se zinkem. Kromě toho obsahuje látky ovlivňující délku účinku inzulínu, konzervační látky, stabilizující látky, atd. Synteticky vyráběný inzulín je lék pro diabetiky I typu (ve výjimečných případech i u NIDDM tj. diabetes mellitus II. typu), který se do těla dostává subkutánně (= podkožně) pomocí inzulínových stříkaček, per, pump, ale v již jsou vize na inhalační inzulín nebo v podobě náplastí.
Zvířecí inzulín
- získává se především z vepřových pankreatů. Vepřový inzulín se liší pouze v jedné aminokyselině od humánního inzulínu – to způsobuje minimální proti reakce organismu na tento inzulín oproti jiným zvířecím inzulínům, které se liší ve více aminokyselinách. Tento inzulín se vyráběl především z jatečních vepřů a skotu. Z těchto poražených zvířat se vyňal pankreas, který se posílal do továrny na výrobu inzulínu a kde se dále zpracovával a čistil do konečné podoby. Zvířecí inzulín se dnes již ve vyspělých státech nepoužívá – nahradil jej humánní neboli lidský inzulín. Označuje se zkratkou MC inzulín.
Humánní inzulín
- je totožný ohledně uspořádání aminokyselin s inzulínem produkovaným lidským pankreatem. Označuje se zkratkou HM inzulín. Vyrábí se semisynteticky z vepřového inzulínu záměnou odlišné aminokyseliny aminokyselinu obsaženou v humánním inzulínu. Nebo biosynteticky pomocí přenosu genetického materiálu inzulínu do buňky baktérie Escherichia coli nebo Saccharomyces cerevisiae, které se za vhodných podmínek rychle namnoží a vyrábějí inzulín. Poté se z těchto bakterií izoluje čistý humánní inzulín.
- Změnou fyzikálně chemických vlastností a zpomalením absorpce inzulínu z podkoží dosáhneme zpomalení vstřebávání inzulínu do krve – označujeme je podle technologie výroby jako NPH (Neutral Protamin Hagedorn) neboli depotní inzulíny – tento druh inzulínu je v ampuli mléčně zabarvený.
- Krátkodobé inzulíny jsou čiré, dobře rozpustné roztoky bez přípravků zpomalujících absorpci.
Analoga inzulínu
- zvláštně upravený inzulín, jehož molekuly se liší od HM inzulínu v pozicích aminokyselin. Tento inzulín inhibuje tvorbu protilátek proti inzulínu a tím zlepšují kompenzaci diabetu. Mají kratší účinek působnosti, ale rychlejší dobu nástupu. Má velmi podobné vlastnosti ohledně rychlosti vstřebávání s inzulínem produkovaným slinivkou – proto se používá do inzulínových pump, které napodobují sekreci inzulínu u nediabetika.
[editovat] Aplikace
Inzulín se běžně aplikuje subkutánně (podkožně). V nemocnicích se může inzulín namíchat do infuze, ze kterých se inzulín dostává do těla intravenózně (nitrožilně).
Pomůcky diabetiků pro aplikaci inzulínu:
- inzulínové pero
- inzulínová pumpa
- inzulínka
- přístroj pro inhalaci inzulínu
[editovat] Firmy vyrábějící inzulín
Novo Nordisk – např.: Actrapid, Insulatard, Velosulin HM, Novorapid (aspart)
Eli Lilly – např.: Humulin R, Humulin N, Insulin-HM R, Humalog (lispro)
Aventis – např.: Insuman Rapid, Insuman Basal, Lantus (glargine)
Zentiva – např.: Insulin-HM NPH
