up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله انسولين PDF
QR code - انسولين

انسولين

انسولين هورموني است که از سلولهاي بتاي جزاير لانگرهانس غده لوزوالمعده ترشح مي‌شود. ساختمان آن از دو زنجيره پلي‌پپتيدي A و B ساخته شده که بوسيله پيوندهاي دي‌سولفور به يکديگر متصل شده‌اند. نقش اين هورمون در تنظيم قند خون (گلوکز) شناخته شده است. ژن انسولين در روي بازوي کوتاه کروموزوم شماره 11 قرار گرفته است.
ديد کلي
متابوليزم کربوهيدراتها ، ليپيدها و پروتئينها تحت کنترل و تنظيم خيلي دقيق بوده که اين اعمال بوسيله هورمونهاي مترشحه از لوزوالمعده صورت مي‌گيرند. لوزوالمعده از دو نوع غده مترشحه کاملا متمايز تشکيل يافته است. يکي غده‌اي برون‌ ريز با ساختمان خوشه‌اي که ترشحات خود را براي کمک به هضم مواد غذايي در دوازدهه مي‌ريزد و ديگري غده‌اي درون ريز که از جزاير موسوم به جزاير لانگرهانس تشکيل يافته است. جزاير لانگرهانس که در تمام بافت لوزوالمعده پراکنده هستند، مجموعه‌هايي تخم مرغي شکل متشکل از چهار نوع سلول مترشحه (A ، B ، D و F) با وظايف متفاوت هستند.
محل ساخت انسولين در پانکراس
ساخت انسولين در سلولهاي B جزاير لانگرهانس صورت مي‌گيرد. در اين حالت انسولين به صورت پيش هورمون است و پس از تغيير و تحولاتي که در ساختار آن ايجاد مي‌شود به انسولين تبديل مي‌شود. ترشح انسولين به جريان خون پيچيده بوده، بطوري که يون کلسيم در آن نقش داشته و در نتيجه بوسيله عمل اگزوسيتوز محتويات دانه‌هاي ترشحي به محيط خارج سلولي ترشح مي‌شود. گلوکز محرک ترشح انسولين است. به اين صورت که گيرنده‌هاي اختصاصي گلوکز بر روي سلولهاي بتا ، تحريک ترشح انسولين را در زماني که گلوکز خون زياد مي‌شود، انجام مي‌دهند.
تاريخچه
براي اولين بار در سال 1921 بوجود انسولين در عصاره جدا شده از جزاير لانگرهانس پي برده شد و به سرعت اثرات آن در کاهش قند خون شناخته شد و پس از مدت کوتاهي انسولين گاو و خوک در درمان بيماري قند در انسان مورد استفاده قرار گرفت. انسولين نخستين پروتئيني بود که: خواص هورموني آن شناخته شد، به صورت کاملا خالص و متبلور تهيه شد، نوع و رديف اسيدهاي آمينه آن تعيين گرديد و از راه مصنوعي تهيه شد. پروتئين پيش ساز آن شناخته شد و بالاخره اولين پروتئيني بود که به کمک روشهاي توليد DNA نوترکيب (Recombinant DNA) براي مصارف تجاري تهيه شد.
ساختمان شيميايي انسولين
انسولين پلي‌پپتيدي است که از دو زنجيره پپتيدي A و B تشکيل يافته است. تعداد اسيدهاي آمينه در زنجيره‌ها که در زنجيره A برابر 21 و در زنجيره B برابر 30 مي‌باشد، در انسولينهاي جدا شده از اغلب گونه‌هاي حيواني ثابت است. اين دو زنجيره به کمک دو پل دي‌سولفور ، يکي بين اسيدهاي آمينه شماره 7 از دو زنجيره و ديگري ميان اسيدهاي آمينه شماره 20 از زنجيره A و شماره 19 از زنجيره B با يکديگر اتصال دارند. علاوه بر اين ، ريشه‌هاي اسيد آمينه رديف 6 و 11 در داخل زنجيره A بوسيله پيوند دي‌سولفور به يکديگر متصل هستند. مکان اين پيوندها در گونه‌هاي مختلف ، ثابت است.
پژوهشگران با بررسي اثرات تغييرات شيميايي هر يک از اسيدهاي آمينه در رديفهاي مختلف ساختمان انسولين موفق شده‌اند، قسمتهايي از ساختمان انسولين را که براي بروز اثرات زيست شناختي آن ضروري هستند را تعيين کنند. انسولين در غلظتهاي فيزيولوژيک به صورت يک مونومر ساده مي‌باشد و در غلظتهاي بالاتر ، انسولين پليمريزه شده و ساختمان کمپلکس را به خود مي‌گيرد و يونهاي روي (Zn ) نقش بسيار مهمي را در ايجاد اين کمپلکس بر عهده دارند.
بيوسنتز انسولين
بيوسنتز انسولين و بسته بندي هورمون به صورت دانه‌هاي ترشح کننده با نظم معين در درون سلولهاي بتا جزاير لانگرهانس غده لوزوالمعده صورت مي‌گيرد. ابتدا هورمون به صورت پري پرو انسولين توسط ريبوزومهايي که بر روي شبکه آندوپلاسمي خشن سلولها قرار گرفته‌اند ساخته مي‌شود. اين پيش ساز که داراي 23 اسيدآمينه آب گريز بنام قطعه رهبر است به داخل شبکه آندوپلاسمي هدايت مي‌شود. در داخل شبکه اين قطعه جدا شده و پيش ساز به پرو انسولين تبديل مي‌شود. آرايش فضايي اين مولکول به صورتي است که شرايط ايجاد پلهاي دي‌سولفور را فراهم مي‌سازد.
در ساختمان پروانسولين ، از جهت ريشه آمين اتنهايي ، ابتدا زنجيره B قرار گرفته که با يک رشته اسيد آمينه به نام پپتيد C متصل شده و انتهاي ديگر پپتيد C با زنجيره A پيوند يافته است. پروانسولين به داخل دستگاه گلژي منتقل شده تا تحت تاثير آنزيمهاي پروتئوليز کننده، مولکولهاي انسولين آزاد مي‌شوند که پس از تجزيه دو زنجيره A و B پپتيد C آزاد مي‌شود. دو زنجيره A و B بوسيله پيوندهاي دي‌سولفور به هم متصل مي‌شوند و انسولين کامل را بهجود مي‌آورند. ساختمان و شکل دانه‌هاي ترشح کننده انسولين در حين عبور از داخل غشاي پلاسمايي تکميل مي‌شود. اين هورمون با يون روي ترکيب شده و هگزامرهايي را تشکيل مي‌دهند. اين دانه‌ها تحت تاثير تحريکات خاصي با غشاي سلول درآميخته و محتواي خود را به روش اگزوسيتوز به خارج مي‌ريزند.
سيستم تنظيم ترشح انسولين
اثر گلوکز
افزايش گلوکز خون ، مهمترين عامل فيزيولوژيک تنظيم کننده ترشح انسولين است. غلظت گلوکز خون در حالت ناشتا (80 - 100 ميلي گرم درصد) آستانه غلظتي است که تجاوز از آن با تحريک ترشح انسولين همراه است. و بيشترين اثر محرک گلوکز زماني حاصل مي‌شود که غلظت آن در خون به حدود 500 - 300 ميليگرم درصد برسد.
اثر اسيدهاي آمينه ، اسيدهاي چرب و ترکيبات کتوني
غذاهاي غني از پروتئين ، ترشح انسولين را تحريک مي‌نمايند و اسيدهاي آمينه آرژينين ، ليزين و لوسين از محرکهاي قوي ترشح انسولين هستند. اثر غلظتهاي فيزيولوژيک اسيدهاي چرب و ترکيبات کتوني در تحريک ترشح انسولين بسيار ضعيف است.
اثر ساير هورمونها
تعداد زيادي از هورمونها در ترشح انسولين موثر هستند. پلي‌پپتيد مهار کننده معده‌اي (GIP) ، غلظتهاي زياد گاسترين ، سکرتين و گلوکاگن روده‌اياز طريق افزايش غلظت AMP حلقوي داخل سلولي ، در تحريک ترشح انسولين شرکت دارند. اثر غلظتهاي زياد و طولاني هورمون رشد ، کورتيزول ، لاکتوژن جفتي ، استروژن و پروستروژن نيز منجر به افزايش ترشح انسولين مي‌گردد.
اثر انسولين در تبادلات غشاهاي سلولي
سرعت واکنشهاي فسفوريلاسيون گلوکز و متابوليسم گلوکز در سلولهاي عضلاني و بافت چربي با سرعت انتقال گلوکز به داخل سلول متناسب است. D - گلوکز و قندهاي شبيه به آن براي عبور از غشا سلول نياز به حامل دارند و در اغلب بافتها انسولين نقش تقويت کننده اين سيستم حامل را بر عهده دارد. تحت تاثير انسولين تعداد حاملها افزايش مي‌يابد. علاوه بر گلوکز ، انسولين عمل انتقال اسيدهاي آمينه ، يونهاي پتاسيم و کلسيم ، نوکلئوتيدها و فسفات معدني را از غشاهاي سلولي تقويت مي‌کند.
عملکرد انسولين
اثرات انسولين در متابوليسم گلوکز
انسولين با افزايش کمي و همچنين افزايش فعاليت تعدادي از آنزيمهاي کليدي در واکنشهاي گليکوليز کبدي مانند آنزيمهاي گلوکوکيناز و پيروات کيناز ، مصرف گلوکز در مسير گليکوليز را افزايش داده و بطور غيرمستقيم از رها شدن گلوکز در پلاسماي خون جلوگيري مي‌کند. از سوي ديگر ، انسولين با کاهش فعاليت آنزيم گلوکز 6- فسفاتاز موجود در کبد از آزاد شدن گلوکز جلوگيري مي‌کند. چون گلوکز 6- فسفات قادر به عبور از غشا سلول کبدي نيست، عمل انسولين منجر به نگهداري گلوکز در داخل سلولهاي کبدي مي‌شود.
يکي ديگر از اثرات انسولين که منجر به کاهش غلظت گلوکز در پلاسما مي‌گردد، اثراتي است ديررس که در نتيجه مهار کردن واکنشهاي نوسازي گلوکز حاصل مي‌گردد. مهمترين آنزيم کليدي در واکنشهاي نوسازي گلوکز از مواد غير قندي در کبد آنزيم فسفوانول پيروات کربوکسي کيناز مي‌باشد که واکنش تبديل شدن اگزالواستات به فسفوانول پيروات را کاتاليز مي‌کند. انسولين با ويژگي خاص ، اثر بازدارنده در رونويسي ژن اين آنزيم داشته و از سنتز RNA پيامبر مربوط به آن ، جلوگيري مي‌کند.
اثر انسولين در متابوليزم چربيها
در بافتهاي کبدي و چربي ، انسولين داراي اثر بازدارنده قوي در واکنشهاي ليپوليز (تجزيه چربيها) است که اين اثر نيز خود بطور غير مستقيم به اثرات آنابوليسمي مي‌انجامد. اثر بازدارنده انسولين در واکنشهاي ليپوليز از دو راه صورت مي‌گيرد. در حاليکه هورمونهاي محرک واکنشهاي ليپوليز يعني گلوکاگن و اپي نفرين عمل خود را از طريق افزايش غلظت AMP حلقوي به انجام مي‌رسانند، انسولين با اثري مخالف موجب کاهش غلظت AMP حلقوي مي‌گردد. انسولين با فعال ساختن يک آنزيم فسفاتاز ويژه ، از فعاليت آنزيم ليپاز ، که در تجزيه چربيها نقش دارد جلوگيري مي‌نمايد. اثر بازدارنده انسولين در واکنشهاي ليپوليز به کاهش غلظت اسيدهاي چرب آزاد در جريان خون و نهايتا به افزايش اثرات انسولين در متابوليسم گلوکز مي‌انجامد.
اثر انسولين در متابوليسم پروتئينها
انسولين اصولا داراي اثر آنابوليسمي در متابوليسم پروتئينها است به اين معني که واکنشهاي سنتز پروتئينها را فعال ساخته و از تجزيه آنها جلوگيري مي‌کند. انسولين جذب اسيدهاي آمينه خنثي را توسط سلولهاي عضلاني افزايش مي‌دهد. اثر اصلي انسولين در افزايش سنتز پروتئينهاي بدن (اسکلت ، عضله ، قلب و کبد) در طي مراحل واکنشهاي بيوسنتز پروتئينها به ويژه در مرحله ترجمه RNA پيامبر به پروتئين ، بروز مي‌نمايد. انسولين قادر است با تغييراتي که در بعضي RNA هاي پيامبر (mRNA) ايجاد مي‌نمايد، در سنتز پروتئينهاي خاص تاثير بگذارد.
بيماريهاي ناشي از بروز اختلال در ترشح انسولين
کمبود ترشح انسولين و همچنين پيدايش مقاومت در برابر عمل انسولين منجر به بيماري ديابت قندي مي‌گردد. تقريبا 90درصد افراد بيمار ، مبتلا به ديابت قندي نوع II يعني ديابت قندي غير وابسته به انسولين هستند. اين بيماران معمولا افراد چاقي بوده و غلظت انسولين در پلاسماي خون آنها زياد است. که اين افراد در پروتئينهاي پذيرنده انسولين موجود در غشا ، دچار اشکال هستند.
نقش مهم انسولين در رشد و نمو اندامها در دوران جنيني را مي‌توان با بررسي نوزادان غير طبيعي مبتلا به سندرم لپرشونيسم ارزيابي کرد. در اين نوزادان ، وزن بدن کمتر از حد طبيعي ، رشد عضلات ناقص ، مقدار چربي زير پوست کم و عمر نوزاد کوتاه است. اين نوزادان در برابر انسولين مقاوم هستند با اينکه مقدار هورمون در خون زياد است ولي به دليل نداشتن پروتئين پذيرنده انسولين ، قادر به استفاده از آن نيستند.

در حال حاضر مادرم ۶۵ سال سن دارد. او از حدود ۳۰ سال پيش، مبتلا به ديابت نوع ۲ شده است و سال هاست که انسولين تزريق مي کند. طي اين سال ها چند بار نزد پز ...

ارتباط موجود ميان ديابت مليتوس و دمانس قابل انکار نيست، به طوري که بسياري مطالعات به اين نتيجه رسيده اند که خطر زوال شناختي و دمانس [شامل بيماري آلزاي ...

انسولين براي بيماران ديابتي مثل سايه مي ماند؛ سايه اي که همواره پا به پاي آنها و در همه جا در کنارشان است... اين سايه، انواع و اقسام گوناگوني دارد. در ...

امروزه، ديابت به يکي از معضلات اصلي جوامع انساني تبديل شده و روند روبه رشد آن نگراني هاي جدي اي را برانگيخته است. به نظر مي رسد افزايش در بروز ديابت ب ...

بيماري ديابت امروزه در دنيا به عنوان يکي از مشکلات بسيار مهم سياستگذاران حوزه سلامت در دنيا به شمار مي رود. گسترش روزافزون ديابت نوع ۲ در دنيا به خصوص ...

ارتباط موجود ميان ديابت مليتوس و دمانس قابل انکار نيست، به طوري که بسياري مطالعات به اين نتيجه رسيده اند که خطر زوال شناختي و دمانس [شامل بيماري آلزاي ...

ديابت بارداري (GDM)، واژه اي است که به صورت هر درجه اي از عدم تحمل گلوکز تعريف مي شود و اولين حمله يا اولين تشخيص آن در دوران بارداري رخ مي دهد.... اي ...

ديابت يکي از مشهورترين و قديمي ترين بيماري هاست و شايد به همين دليل است که باورهاي نادرست فراواني به اين بيماري تعلق دارد. اگر شما نيز به ديابت مبتلا ...

دانلود نسخه PDF - انسولين