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 glukózy (glykémii) 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 endoplazmatickém 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 kationtu 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 Bantingovi 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 Macleodovi (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 Frederickem 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. Ve vývoji je inhalační inzulín (Exubera), kde je ovšem množství inhalovaného inzulínu větší než při "klasickém" podání.
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 (monokomponentní) 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. V současné době se dává přednost biosyntetické přípravě pomocí přenosu genu pro inzulín do buňky baktérie Escherichia coli nebo Saccharomyces cerevisiae, které se za vhodných podmínek rychle namnoží a produkují 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 přídavků pomocných látek zpomalujících absorpci.
Analoga inzulínu
- zvláštně upravený inzulín, jehož molekuly se liší od HM inzulínu v pozicích aminokyselin. Tento inzulín nezpůsobuje tvorbu protilátek proti inzulínu a tím zlepšuje kompenzaci diabetu. Jsou různé druhy inzulínových analog. Krátkodobě působící (insulin aspart, insulin lispro, insulin glulisin)mají kratší dobu působení, 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. Při podání inzulinovým perem je výhodou, že analoga inzulínu lze podat až těsně před jídlem nebo na počátku jídla.
Dlouhodobě působící analoga (insulin glargin) mají výhodu v dlouhodobém působení, bez krátkodobého peaku typického pro HM inzulíny.
[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). Inzulinové lahvičky a cartridge(náplně do pera) obsahují 100IU (100 mezinárodních jednotek)inzulínu v 1,0 ml.
Pomůcky diabetiků pro aplikaci inzulínu:
- inzulínové pero
- inzulínová pumpa
- inzulínka
- přístroj pro inhalaci inzulínu
[editovat] Firmy vyrábějící inzulín
Novo Nordisk – např.: Actrapid, Insulatard, Levemir (detemir), NovoRapid (aspart), NovoMix 30 (dvoufázový inzulin aspart)
Eli Lilly – např.: Humulin R, Humulin N, Humalog (lispro), Humalog MIX
Aventis – např.: Insuman Rapid, Insuman Basal, Lantus (glargine), Apidra (glulisin)
Zentiva – např.: Insulin-HM NPH - výroba již ukončena
