انسولین چیست؟ فواید و مضرات هورمون انسولین برای بیماران دیابتی

همه چیز در مورد انسولین

• انسولین هورمونی است که از سلولهای بتای جزایر لانگرهانس غده لوزالمعده ترشح می‌شود و نقش اصلی آن تنظیم قند خون است.
• اَنسولین یکی از هورمونهایی است که تأثیرات مختلفی در متابولیسم و دیگر اعمال بدن می‌گذارد.
• انسولین با اثر به سلول‌های کبد باعث می‌شود این سلول‌ها با گرفتن قند از خون و ذخیرهٔ آن به صورت گلیکوژن، قند خون را کاهش دهند و با تجمع گلیکوژن در سلول‌های ماهیچه ای -به عنوان یک منبع سوخت- انرژی را افزایش دهد.
• همچنین با اثر به بافت‌های چربی، استفاده از چربی به عنوان منبع سوخت را متوقف می‌کند. در صورت نبود یا کمبود انسولین در خون، بدن از چربی به عنوان منبع سوخت استفاده می‌کند. انسولین به عنوان مرکز کنترل متابولیسم بدن عمل می‌کند.
• اثر هورمون گلوکاگون عکس عمل انسولین می‌باشد.
• انسولین در پزشکی برای درمان نوعی دیابت شیرین استفاده می‌شود.
• در دیابت شیرین نوع یک (دیابت وابسته به انسولین) توانایی تولید انسولین در بدن کاهش می‌یابد یا قطع می‌شود از این رو با تزریق روزانهٔ انسولین (اغلب به صورت زیر پوستی) علایم بیماری از بین می‌رود.
• افراد مبتلا به دیابت شیرین نوع دو (یا دیابت غیروابسته به انسولین)، با این که مقدار انسولین در خون از مقدار طبیعی بیش‌تر است، ولی تعداد گیرنده های انسولین کم است.
• در مواردی نادر اگر داروهای دیگر اثرگذار نبودند، از انسولین برای کنترل مقدار گلوکز خون استفاده می‌شود.
• انسولین بر اعمال سایر نقاط بدن نیز اثر می‌گذارد، برای مثال اگر انسولین وارد مغز شود باعث افزایش توانایی یادگیری و حافظه می‌شود.
• انسولین یک هورمون پپتیدی با ترکیب ۵۱ اسیدآمینه می‌باشد. این هورمون از سلول‌های بتا جزایر لانگرهانس، واقع در بخش درون‌ریز پانکراس، به خون ترشح می‌شود، نام انسولین نیز از واژهٔ لاتین «اینسولا» به معنی جزیره گرفته شده‌است
• وزن مولکولی انسولین ۵۸۰۸ دالتون اندازه‌گیری شده‌است.
• ساختمان مولکول انسولین از دو زنجیره پلی‌پپتیدی A و B ساخته شده که بوسیله پیوندهای دی‌سولفور به یکدیگر متصل شده‌اند.نقش این هورمون در تنظیم قند خون (گلوکز) شناخته شده است. ژن انسولین در روی بازوی کوتاه کروموزوم شماره 11 قرار گرفته است.
• ساخت انسولین در سلولهای B جزایر لانگرهانس صورت می‌گیرد. در ابتدا انسولین به صورت یک پیش- هورمون به نام پروانسولین تولید میشود و پس از تغییر و تحولاتی که در ساختار آن ایجاد می‌شود به انسولین تبدیل می‌شود.
• ترشح انسولین به جریان خون پیچیده است؛ کلسیم در این ترشح نقش داشته و بوسیله عمل “اگزوسیتوز” محتویات دانه‌های ترشحی از سلولها بتا به محیط خارج سلولی ترشح می‌شود.
• گلوکز محرک ترشح انسولین است. به این صورت که گیرنده‌های اختصاصی گلوکز بر روی سلولهای بتا ، تحریک ترشح انسولین را در زمانی که گلوکز خون زیاد می‌شود، انجام می‌دهند.

تاریخچه انسولین

انسولین برای اولین بار در سال 1921 در عصاره جدا شده از جزایر لانگرهانس کشف شد و به سرعت اثرات آن در کاهش قند خون شناخته شد و پس از مدت کوتاهی انسولین گاو و خوک در درمان بیماری قند در انسان مورد استفاده قرار گرفت.

انسولین نخستین پروتئینی بود که خواص هورمونی آن شناخته شد، به صورت کاملا خالص و متبلور تهیه شد، نوع و ردیف اسیدهای آمینه آن تعیین گردید و از راه مصنوعی تهیه شد. پروتئین پیش ساز آن شناخته شد و بالاخره اولین پروتئینی بود که به کمک روشهای تولید DNA نوترکیب (Recombinant DNA) برای مصارف تجاری تهیه شد.

ساختمان شیمیایی انسولین

1. انسولین پلی‌پپتیدی است که از دو زنجیره پپتیدی A و B تشکیل یافته است. تعداد اسیدهای آمینه در زنجیره‌ها که در زنجیره A برابر 21 و در زنجیره B برابر 30 می‌باشد، در انسولینهای جدا شده از اغلب گونه‌های حیوانی ثابت است.
2. این دو زنجیره به کمک دو پل دی‌سولفور ، یکی بین اسیدهای آمینه شماره 7 از دو زنجیره و دیگری میان اسیدهای آمینه شماره 20 از زنجیره A و شماره 19 از زنجیره B با یکدیگر اتصال دارند. علاوه بر این ، ریشه‌های اسید آمینه ردیف 6 و 11 در داخل زنجیره A بوسیله پیوند دی‌سولفور به یکدیگر متصل هستند. مکان این پیوندها در گونه‌های مختلف جانوری ثابت است.
3. پژوهشگران با بررسی اثرات تغییرات شیمیایی هر یک از اسیدهای آمینه در ردیفهای مختلف ساختمان انسولین موفق شده‌اند قسمتهایی از ساختمان انسولین را که برای بروز اثرات زیست شناختی آن ضروری هستند، تعیین کنند.
4. انسولین در غلظتهای فیزیولوژیک به صورت یک مونومر ساده است و در غلظتهای بالاتر ، انسولین پلیمریزه شده و ساختمان کمپلکس را به خود می‌گیرد و یونهای روی (Zn ) نقش بسیار مهمی را در ایجاد این کمپلکس بر عهده دارند.

ساخت انسولین در بدن

• ساخته شدن انسولین و بسته بندی هورمون به صورت دانه‌های ترشح کننده با نظم معین در درون سلولهای بتا جزایر لانگرهانس غده لوزالمعده صورت می‌گیرد.
• ابتدا هورمون به صورت پری پرو انسولین توسط ریبوزومهایی که بر روی شبکه آندوپلاسمی خشن سلولها قرار گرفته‌اند ساخته می‌شود.
• این پیش ساز که دارای 23 اسیدآمینه آب گریز بنام “قطعه رهبر” است به داخل شبکه آندوپلاسمی هدایت می‌شود. در داخل شبکه این قطعه جدا شده و پیش ساز به “پرو انسولین” تبدیل می‌شود. آرایش فضایی این مولکول به صورتی است که شرایط ایجاد پلهای دی‌سولفور را فراهم می‌سازد.
• در ساختمان پروانسولین، از جهت ریشه آمین انتهایی، ابتدا زنجیره B قرار گرفته که با یک رشته اسید آمینه به نام “پپتید C” متصل شده و انتهای دیگر پپتید C با زنجیره A پیوند یافته است.
• پروانسولین به داخل دستگاه گلژی منتقل شده تا تحت تاثیر آنزیمهای پروتئولیز کننده، مولکولهای انسولین آزاد می‌شوند که پس از تجزیه دو زنجیره A و B پپتید C آزاد می‌شود. دو زنجیره A و B بوسیله پیوندهای دی‌سولفور به هم متصل می‌شوند و انسولین کامل را به وجود می‌آورند.
• ساختمان و شکل دانه‌های ترشح کننده انسولین در حین عبور از داخل غشای پلاسمایی تکمیل می‌شود. این هورمون با یون روی ترکیب شده و هگزامرهایی را تشکیل می‌دهند. این دانه‌ها تحت تاثیر تحریکات خاصی با غشای سلول درآمیخته و محتوای خود را به روش اگزوسیتوز به خارج می‌ریزند.

سیستم تنظیم ترشح انسولین

• اثر گلوکز: افزایش گلوکز خون ، مهمترین عامل فیزیولوژیک تنظیم کننده ترشح انسولین است. غلظت گلوکز خون در حالت ناشتا (80 – 100 میلی گرم درصد) آستانه غلظتی است که تجاوز از آن با تحریک ترشح انسولین همراه است. و بیشترین اثر محرک گلوکز زمانی حاصل می‌شود که غلظت آن در خون به حدود 500 – 300 میلیگرم درصد برسد.
• اثر اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی: غذاهای غنی از پروتئین ، ترشح انسولین را تحریک می‌نمایند و اسیدهای آمینه آرژینین ، لیزین و لوسین از محرکهای قوی ترشح انسولین هستند. اثر غلظتهای فیزیولوژیک اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی در تحریک ترشح انسولین بسیار ضعیف است.
• اثر سایر هورمونها: تعداد زیادی از هورمونها در ترشح انسولین موثر هستند. پلی‌پپتید مهار کننده معده‌ای (GIP) ، غلظتهای زیاد گاسترین، سکرتین و گلوکاگن روده‌ای از طریق افزایش غلظت” AMP حلقوی داخل سلولی” در تحریک ترشح انسولین شرکت دارند. اثر غلظتهای زیاد و طولانی هورمون رشد ، کورتیزول ، لاکتوژن جفتی ، استروژن و پروستروژن نیز منجر به افزایش ترشح انسولین می‌گردد.

فواید و اثر انسولین در تبادلات غشاهای سلولی

• سرعت واکنشهای فسفوریلاسیون گلوکز و متابولیسم گلوکز در سلولهای عضلانی و بافت چربی با سرعت انتقال گلوکز به داخل سلول متناسب است.
• D – گلوکز (ایزومر راست گرد گلوگز) و قندهای شبیه به آن برای عبور از غشا سلول نیاز به حامل دارند و در اغلب بافتها انسولین نقش تقویت کننده این سیستم حامل را بر عهده دارد.
• تحت تاثیر انسولین تعداد حاملها افزایش می‌یابد. علاوه بر گلوکز ، انسولین عمل انتقال اسیدهای آمینه ، یونهای پتاسیم و کلسیم ، نوکلئوتیدها و فسفات معدنی را از غشاهای سلولی تقویت می‌کند.

عوارض جانبی و خطرات انسولین درمانی

انواع مختلف برندهای انسولین برای استفاده در بازار موجود هستند. عوارض جانبی که فرد ممکن است تجربه کند به نوع انسولین دریافتی بستگی خواهد داشت.

با این وجود، برخی عوارض جانبی رایج شامل موارد زیر می شوند:

• افزایش وزن اولیه زیرا بدن سازگاری با درمان را آغاز می کند .
• قند خون بیش از حد پایین که به نام هیپوگلیسمی شناخته می شود .
• بروز راش های پوستی، جوش ها یا تورم در اطراف محل تزریق.
• سردرد.
• عفونت های دستگاه تنفسی فوقانی مانند سرماخوردگی و گلو درد.
• اضطراب یا افسردگی.
• سرفه.
• دشواری در صحبت.
• خستگی.
• سردرگمی.
• پوست رنگ پریده.
• تعریق.
• گرفتگی های ماهیچه ای.
• تشنج.
• از دست دادن هوشیاری.

همچنین بخوانید:

همه چیز در مورد انسولین (دیابتی ها بخوانید)

افزایش مقاومت بدن و کاهش دیابت نوع۲ با انسولین

انسولین رگولار چیست؟

چاقی و افزایش وزن افراد دیابتی با زدن انسولین