Авторизация. Где синтезируется инсулин


Где образуется инсулин | Косметика Грин Мама

Я искала ГДЕ ОБРАЗУЕТСЯ ИНСУЛИН. НАШЛА! Инсули́н (от лат. insula «остров») — гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях.Где и как образуется инсулин?

. Инсулин представляет собой белок, состоящий из 51аминокислоты, который синтезируется в поджелудочной железе.Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной природы, образуется в . Проинсулин (86 аминокислотных остатков) поступает в аппарат Гольджи, где под..разницей, что в дальнейшем он отправляется в комплекс Гольджи, где дальше и . А дальше, как итог образуется инсулин и его накопление, упаковывание для.Функции инсулина, где вырабатывается гормон . Гормон поджелудочной железы способствует процессу, в котором образуется белок и накапливает их в организме.Главная роль инсулина в организме — контролирование уровня глюкозы в крови и предотвращение гипергликемии.Где вырабатывается инсулин – описание устройства и функций поджелудочной железы, особенности работы . Где и как происходит процесс выработки инсулина. Где образуется инсулин- ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШЕ НЕТ!

Какой орган вырабатывает инсулин. Инсулин-вырабатывающим органом служит поджелудочная железа, где находятся конгломераты . Инсулинозависимые ткани.Инсулин это гормон белкового происхождения, который вырабатывает поджелудочная железа после повышения уровня глюкозы в крови.Инсулин (от лат. insula - остров) - гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы.Инсулин образуется в . Образование и секреция инсулина. Главным стимулом к синтезу и выделению инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови.Но не всем клеткам организма необходим инсулин для транспортировки глюкозы. . Углекислый газ затем поступает в легкие, где происходит обмен его на кислород.Изначально в железе образуется неактивная форма инсулина — препроинсулин. . Проинсулин поступает в комплекс Гольджи, где и продолжит свое созревание..Гольджи, где секреторные гранулы, содержащие проинсулин , отделяются. . в результате которого образуются активный инсулин, промежуточные формы.По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются . Где образуется инсулин- 100 ПРОЦЕНТОВ!

Секреция инсулина происходит постоянно, и около 50% инсулина, высвобождаемого из.Инсулин – это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой. . Инсулин отвечает за поддержание и регулирование углеводного обмена..отделяется сигнальный пептид, после чего образуется проинсулин. После созревания происходит образование окончательной молекулы инсулина.Выработка инсулина в организме. За производство инсулина отвечает . комплексе Гольджи, где в течение долгого времени происходит его созревание.Инсулин – это транспортное средство, которое доставляет глюкозу из крови в клетки. . Инсулинотерапия при СД..инсулину новые молекулы глюкозы в печени образуются в замедленном режиме. . В общем, всегда следите за температурой среды, где хранится инсулин.http://www.greenmama.ru/nid/3316878/http://www.greenmama.ru/nid/3326427/http://www.greenmama.ru/nid/3420067/

www.greenmama.ru

Где образуется инсулин | Косметика Грин Мама

Я искала ГДЕ ОБРАЗУЕТСЯ ИНСУЛИН. НАШЛА! Инсули́н (от лат. insula «остров») — гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях.Где и как образуется инсулин?

. Инсулин представляет собой белок, состоящий из 51аминокислоты, который синтезируется в поджелудочной железе.Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной природы, образуется в . Проинсулин (86 аминокислотных остатков) поступает в аппарат Гольджи, где под..разницей, что в дальнейшем он отправляется в комплекс Гольджи, где дальше и . А дальше, как итог образуется инсулин и его накопление, упаковывание для.Функции инсулина, где вырабатывается гормон . Гормон поджелудочной железы способствует процессу, в котором образуется белок и накапливает их в организме.Главная роль инсулина в организме — контролирование уровня глюкозы в крови и предотвращение гипергликемии.Где вырабатывается инсулин – описание устройства и функций поджелудочной железы, особенности работы . Где и как происходит процесс выработки инсулина. Где образуется инсулин- ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШЕ НЕТ!

Какой орган вырабатывает инсулин. Инсулин-вырабатывающим органом служит поджелудочная железа, где находятся конгломераты . Инсулинозависимые ткани.Инсулин это гормон белкового происхождения, который вырабатывает поджелудочная железа после повышения уровня глюкозы в крови.Инсулин (от лат. insula - остров) - гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы.Инсулин образуется в . Образование и секреция инсулина. Главным стимулом к синтезу и выделению инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови.Но не всем клеткам организма необходим инсулин для транспортировки глюкозы. . Углекислый газ затем поступает в легкие, где происходит обмен его на кислород.Изначально в железе образуется неактивная форма инсулина — препроинсулин. . Проинсулин поступает в комплекс Гольджи, где и продолжит свое созревание..Гольджи, где секреторные гранулы, содержащие проинсулин , отделяются. . в результате которого образуются активный инсулин, промежуточные формы.По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются . Где образуется инсулин- 100 ПРОЦЕНТОВ!

Секреция инсулина происходит постоянно, и около 50% инсулина, высвобождаемого из.Инсулин – это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой. . Инсулин отвечает за поддержание и регулирование углеводного обмена..отделяется сигнальный пептид, после чего образуется проинсулин. После созревания происходит образование окончательной молекулы инсулина.Выработка инсулина в организме. За производство инсулина отвечает . комплексе Гольджи, где в течение долгого времени происходит его созревание.Инсулин – это транспортное средство, которое доставляет глюкозу из крови в клетки. . Инсулинотерапия при СД..инсулину новые молекулы глюкозы в печени образуются в замедленном режиме. . В общем, всегда следите за температурой среды, где хранится инсулин.http://www.greenmama.ru/nid/3412937/http://www.greenmama.ru/nid/3385286/http://www.greenmama.ru/nid/3323096/

www.greenmama.ru

Инсулин

Инсулин (от лат. insula - Остров) - гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Влияет на многие аспекты обмена веществ практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови.

Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует превращение в печени и мышцах глюкозы в гликоген, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры. То есть, кроме анаболического действия, инсулин обладает также и антикатаболическим эффектом.

Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток - абсолютная недостаточность инсулина - является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани - относительная инсулиновая недостаточность - имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа.

1. Строение молекулы инсулина

Инсулин - это небольшой белок молекулярной массой 5,8 кДа. Он состоит из двух полипептидных цепей: А (21 аминокислота) и B (30 аминокислот). Молекула инсулина включает три дисульфидные связи : два из них соединяют между собой A и B-цепи, а третий находится внутри A-цепи. Бычий инсулин имеет такую ​​первичную структуру [1] :

Insulin primary structure.svg

Гексамеры инсулина с двумя атомами Цинка

Структура инсулина почти не изменилась в эволюции высших позвоночных, в частности инвариабельнимы является положение дисульфидных связей, амино-и карбокситерминальни участка A-цепи, и гидрофобные аминокислоты около C-конца B-цепи [2]. Человеческий инсулин отличается от бычьего двумя аминокислотными заменами в A-цепи: в 8-м положении треонин вместо аланина, а в 10-м изолейцин вместо валина. Свиной гормон еще ближе к человеческому, он отличается всего одной аминокислотой: аланином в 30-м положении B-цепи вместо треонина [3].

В разбавленном растворе молекулы инсулина существуют в мономерной состоянии, каждая такая молекула состоит из гидрофобной сердцевины и преимущественно гидрофильной поверхности, за исключением двух неполярных участков. Эти участки участвуют в образовании димеров и гексамеров. В концентрированных растворах, например в препаратах для инъекции, и кристаллах, как внутри секреторных везикул β-клеток, шесть мономеров инсулина вместе с двумя атомами Цинка образуют гексамеры. Таким образом, после подкожного введения инсулина он всасывается в кровь медленно, потому что для диссоциации гексамеров необходимо дополнительное время [4].

2. Образование и секреция

2.1. Синтез инсулина в клетке

Схема биосинтеза инсулина Схема ограниченного протеолиза происнулину с образованием инсулина и C-пептида
Бета-клетка крысы с большим количеством гранул заполненных инсулином (ТЭМ)
Биосинтез инсулина. Слева: общая схема биосинтеза. Справа сверху: cхема ограниченного протеолиза происнулину с образованием инсулина и C-пептида. Дело снизу: бета-клетка крысы с большим количеством гранул заполненных инсулином (ТЭМ)

Инсулин синтезируется в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Ген предшественника инсулина - препроинсулину - у человека локализуется в коротком плече 11 хромосомы. Он включает 3 Экзоны и 2 интроны [5]. У других животных, например мышей, крыс и трех видов рыб, имеются два гена инсулина [6].

Препроинсулин человека состоит из 110 аминокислот: 24 из них составляют гидрофобный N-конечную лидерные последовательность (сигнальный пептид), за ней расположен B-ланюцюг, далее - последовательность Арг -Арг, соединительный C-пептид (от англ. connecting peptide - Соединительный пептид), последовательность Лиз -Арг, и А-цепь на C-конце [7]. Лидерные последовательность необходима для котрансляцийного транспорта препроинсулину в полость шероховатого эндоплазматического ретикулума [5][8]. После прохождения через мембрану лидерные последовательность отщепляется специальной сигнальной пептидаз [9] и быстро деградирует. Образующийся после этого проинсулин состоит из 86 аминокислотных остатков и не гормональной активности. В эндоплазматическом ретикулуме происходит его свертывание и формирование внутри молекулы трех дисульфидных связей [10].

После образования правильной пространственной структуры проинсулин в транспортных везикулах переносится в цис-стороны комплекса Гольджи. В ходе движения прогормоны от цис - к транс-Гольджи происходит его отсортировку в компартмент секреторных гранул. Здесь, в незрелых гранулах, проинсулин подлежит дальнейшей модификации, а именно ограниченном протеолиза, что начинается с действия двух прогормонконвертаз (PC2 и PC3). Эти ферменты действуют специфически на карбоксикинцевий стороне последовательности из двух положительно заряженных аминокислот. В молекуле проинсулина есть два таких сайты: Арг31-Арг32 (место действия PC2) и между Лиз64-Арг65 (место действия PC3), где и происходит разрыв пептидных связей. Сразу же после прогормонконвертаз ферментативную активность проявляет карбоксипептидаза-H, которая отщепляет основные аминокислоты от образованных концов. Конечными продуктами протеолиза является молекула инсулина и C-пептид длиной 31 аминокислота [11] [12]. По сравнению с A-и B-цепями инсулина C-пептид значительно более вариабельным у позвоночных животных, его длина колеблется от 28 (у коров) до 38 у представителей семьи удильщику [2].

Зрелые секреторные везикулы β-клеток содержат кристаллический инсулин в форме гексамеров с атомами цинка и эквимолярных количество C-пептида. Они составляют пул гормона, готов к экзоцитоза в ответ на стимул. Время полувыведения β-гранул составляет несколько дней, и если они не секретируют свое содержимое, то подлежат деградации путем слияния с лизосомами. При повышенной потребности организма в инсулине деградация происходит медленнее [13].

Регуляция синтеза инсулина происходит на нескольких уровнях, в частности на уровне транскрипции, сплайсинга пре-мРНК, деградации мРНК [14], трансляции и посттрансляционной модификации [15]. Сильнейшим стимулятором этих процессов является глюкоза, однако биосинтез проинсулина может включаться также другими сахарами, аминокислотами, в частности лейцином, промежуточными продуктами гликолиза, кетоновыми телами, гормоном роста, глюкагоном и некоторыми другими факторами [16].

2.2. Секреция инсулина

Схема регулируемого пути секреции инсулина

Бета-клетки поджелудочной железы, как типичные эндокринные клетки, секретирующие большинство (95%) своего основного продукта - инсулина - регулируемым путем [17] [18]. Важнейшим активатором этого пути является глюкоза. В мембранах бета-клеток постоянно присутствуют переносчики глюкозы GLUT2, через которые он может свободно диффундировать. Благодаря этому увеличение концентрации глюкозы в крови приводит к аналогичному повышению ее уровня и в бета-клетках. Здесь он сразу же становится субстратом гексокиназную реакции, продуктом которой является глюкозо-6-фосфат. В инсулин-синтезирующих клетках поджелудочной железы экспрессируется один из изоферментов гексокиназы - гексокиназа IV или глюкокиназа [19] [18], для него характерна низкая сродство к субстрату: константа Михаэлиса составляет 10 мм, что превышает нормальное содержание глюкозы в крови (4-5 мМ) [20]. Благодаря этому глюкокиназа может работать "глюкозы сенсором", активируясь только в условиях гипергликемии [18].

Глюкозо-6-фосфат вступает в реакции гликолиза, продукты которого далее окисляются в митохондриях, в результате чего в клетке образуется большое количество АТФ. Повышение концентрации АТФ приводит к закрытию АТФ-управляемых калиевых каналов ( англ. ATP-gated K + channels, KATP ) В плазмалемме. Вследствие уменьшения оттока калия из клетки мембрана деполяризуется, а это ведет к открытию потенциал-управляемых кальциевых каналов и приток кальция в клетку. Начальное увеличение концентрации ионов Ca 2 + в цитозоле ведет к дальнейшему их высвобождение из эндоплазматического ретикулума. Кальций вызывает слияние клатрин-окаймленных бета-гранул из плазмалемме и высвобождение их содержимого в межклеточное пространство [19][18], откуда инсулин попадает в кровь через фенестровани стенки капилляров [5].

На активность АТФ-управляемых калиевых каналов кроме собственно АТФ могут влиять также другие вещества. Эти трансмембранные белки состоят из восьми субъединиц: четырех идентичных Kir6.2 и четырех идентичных SUR1. Первые формируют гидрофильный тоннель и отвечают за чувствительность к АТФ, а вторые являются рецепторами к сульфанилмочевины ( англ. s ulphonyl u rea r eceptor ) И могут инактивировать канал после связывания со своим лигандом. Таким образом сульфонилмочевины активируют синтез инсулина, благодаря чему используются пероральные сахароснижающие препараты при сахарном диабете [21] [18].

Кроме регулируемого существует так называемый "конститутивный путь" секреции инсулина бета-клетками, он работает при определенных расстройств, таких как инсулиномы и сахарный диабет второго типа. В этом случае большое количество незрелого гормона (проинсулина или промежуточных "расщепленных" форм) выделяется прямо из везикул, образующихся в эндоплазматическом ретикулуме [18].

2.3. Регуляция секреции инсулина

Островки Лангерганса густо иннервированные автономными и пептидергичнимы нервными волокнами. Холинергические окончания блукаючного нерва, который является частью парасимпатической нервной системы стимулируют секрецию инслуину, в то время как адренергические окончания симпатической нервной системы подавляют этот процесс. Другие нервы выделяют вазоактивный интестинальный пептид, стимулирующий секрецию всех гормонов поджелудочной железы и нейропептид Y, который блокирует выделение инсулина [22].

Собственные гормоны поджелудочной железы также имеют влияние на секрецию инсулина глюкагон стимулирует ее, а соматостатин - удручает. Кроме того инсулин действует автокринно активируя транскрипцию собственного гена и гена глюкокиназы [22].

Во во время еды секреция инслуину увеличивается не только под воздействием глюкозы или углеводов, а также аминокислот, особенно лейцина и аргинина, некоторых гормониив пищеварительной системы системы: холецистокинина, глюкозозалежного инсулинотропный пептида, а также таких гормонов, как глюкагон, АКТГ, эстроген и другие. Также секрецию инсулина усиливает повышение уровня калия или кальция, свободных жирных кислот в плазме крови.

2.3.1. Инкертиновий эффект

Инкретиновий эффект - это феномен, который заключается выделении значительно большей количеством инсулина в ответ на пероральное употребление глюкозы по сравнению с ее введением. За это явление отвечают гормоны пищеварительного тракта, секретируемый во время еды и усиливают глюкозо-стимулированное высвобождение инсулина. К инкретинових гормонов относятся частности глюкагоноподобного пептид-1 и желудочный ингибирующий полипептид, первый из них секретируются L-, а второй - K-клетками верхней части тощей кишки [23].

3. Физиологическое действие инсулина

Влияние инсулина на уровень глюкозы в крови [24]

Метаболический эффект

Молекула-мишень

↑ Захват глюкозы (мышцы и жировая ткань)

↑ Транспортер глюкозы GLUT4

↑ Захват глюкозы (печень)

↑ глюкокиназа (повышенная экспрессия)

↑ Синтез гликогена (печень и мышцы)

↑ Гликогенсинтаза

↓ Расщепление гликогена (печень и мышцы)

↓ Гликогенфосфорилаза

↑ Гликолиз, продуцирование ацетил-КоА (печень и мышцы)

↑ фосфофруктокиназы-1 (через ↑ ФФК-2) ↑ пируватдегидрогеназного комплекс

↑ Синтез жирных кислот (печень)

↑ ацетил-КоА карбоксилаза

↑ Синтез триацилгилцеролив (жировая ткань)

↑ липопротеинлипазу

Основная физиологическое действие инсулина заключается в снижении содержания глюкозы в крови, однако она не ограничивается этим, гормон также влияет на метаболизм белков и липидов. Одним из главных эффектов инсулина является то, что он стимулирует усиление усвоения глюкозы мышцами и жировой тканью, но не влияет на этот процесс в печени, почках и мозге, клетки которых могут транспортировать глюкозу даже при отсутствии гормональной стимуляции. Также инсулин блокирует те метаболические пути, конечным продуктом которых является глюкоза, в частности глюконеогенез и расщепления гликогена, и стимулирует те, в которых она используется. Первый приоритет при этом следует удовлетворению энергетических потребностей, в частности протеканию гликолиза, конечным продуктом которого является пируват и дальнейшего окисления пирувата до ацетил-КоА, который может быть использован в цикле трикарбоновых кислот. Остаток глюкозы используется на пополнение запасов гликогена в печени и мышцах. В печени инсулин также стимулирует синтез жирных кислот из ацетил-КоА, необходимый для этого НАДФH производится в пентозофосфатном пути. Далее жирные кислоты в форме триглицеридов транспортируются в жировой ткани [25] [26]. Инсулин также влияет на метаболизм косвенно через головной мозг. Он влияет на ядра гипоталамуса таким образом, подавляющее потребление пищи и усиливает термогенез [27].

В мышечной ткани инсулин стимулирует захват аминокислот и синтез белков [25]. Остаток аминокислот превращается в печени до пирувата и ацетил-КоА и используется для синтеза жиров [26].

Поглощение калия клетками также активируется под воздействием инсулина. Поэтому его препараты вместе с глюкозой используют для временного снижения гиперкальциемии у пациентов с почечной недостаточностью. Точный молекулярный механизм такого действия инсулина не выяснен, однако известно, что он может активировать Na + / K +-АТФазу [28].

В долговременных эффектов инсулина на организм относится ускорение роста, которое происходит благодаря его общему анаболического и белок-сберегательными влияния. Поэтому у детей с сахарным диабетом первого типа наблюдается задержка роста. Инсулин может стимулировать рост незрелых гипофизектомичних крыс, почти с такой же интенсивностью как и гормон роста при условии, если они употребляют большое количество углеводов [29]. Также известно, что в культуре клеток инсулин ускоряет клеточное деление, подобно пептидных факторов роста, таких фактор роста эпидермиса, фактор роста фибробластов и тромбоцитарный фактор роста, и, кроме того, может усиливать их биологическое воздействие [30].

4. Связанные заболевания

Однако в контексте рассматриваемой проблемы, следует отметить особую роль инсулина в регуляции энергетического метаболизма в целом, включая обмен не только углеводов, но и жиров. Это касается механизмов координированного хранения и утилизации топливных молекул в жировой ткани, печени и скелетных мышцах. После переваривания пищи в организм поступает большое количество углеводов, но их концентрация в периферической крови и межклеточном пространстве благодаря активации экскреции инсулина не достигает критических величин. Этот гормон стимулирует поступление глюкозы в инсулинозависимый органы и ткани и одновременно подавляет процессы образования эндогенной глюкозы благодаря супрессии глюконеогенеза и гликогенолиза. Параллельно инсулин стимулирует и синтез гликогена. Подобное действие инсулин также проявляет по обмену жиров. Это манифестируется стимуляцией процессов накопления жира в жировой ткани и подавлением мобилизации жира из депо в результате активации инсулином липопротеиновой липазы, что способствует очищению крови от триглицеридов и ингибиции активности гормоночувствительной липазы. Одновременно инсулин стимулирует поступление в липоцитах глюкозы и возбуждает синтез внутриклеточных триглицеридов, т.е. активирует липогенез. В этом плане жировая ткань выполняет своеобразную буферную функцию, обеспечивая нормализацию концентрации жиров в плазме, особенно в постпрандиальный период. В состоянии покоя или кратковременного голода концентрация инсулина в крови снижается, повышается уровень контринсулярных гормонов и стимулируется функция симпатической нервной системы, что приводит к мобилизации печеночной глюкозы и активации липолиза с высвобождением из адипоцитов в кровоток неетерификованих СЖК. В этих условиях глюкоза преимущественно утилизируется такими инсулинонезависимым тканями, как нервная система и эритроциты, тогда как скелетные мышцы получают энергию и за счет окисления жирных кислот. По удлиненного состояния голода в печени дополнительно происходит превращения жирных кислот в кетоновые тела, а ацетил-КоА - в глюкозу. Подобные изменения имеют место и при физической нагрузке организма, но с усилением поступления глюкозы в мышцы. Так, накопления и расходования жиров является динамичным процессом, который протекает по-разному в зависимости от состояния организма и его потребностей в энергии. Следует также заметить, что инсулин - не единственный гормон, который регулирует энергетический обмен. Существует целый ряд контринсулярных гормонов (глюкагон, адреналин, гормон роста и глюкокортикоиды), активность которых направлена ​​на увеличение в циркуляции концентрации глюкозы. Дополнительным антагонистом инсулина выступает симпатическая нервная система, стимуляция которой приводит к высвобождению ВЖК из жировых клеток. Наличие такого сложного регуляторного механизма предусматривает возможность повреждения или снижение чувствительности тканей к регуляторных факторов процессов накопления и утилизации энергетических ресурсов на разных уровнях.

5. Использование инсулина в качестве лекарств

При сахарном диабете.

6. Открытие и исследование

6.1. Открытие эндокринной функции поджелудочной железы

В 1869 году в Берлине 22-летний студент-медик Пауль Лангерганс исследуя с помощью нового микроскопа строение поджелудочной железы, обратил внимание на ранее не известные группы клетки равномерно распределены по ее ткани. Он не делал никаких предположений об их назначении. Только 1893 Едуад Лагес выяснил, что они отвечают за эндокринную функцию поджелудочной железы и назвал их "островками Лангерганса" в честь первооткрывателя [31].

В 1889 году Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг исследовали функции пидшлукновои железы. Они провели панкреатомию здоровому псу, через несколько дней после этого у животного начали наблюдаться симптомы диабета, в частности сильная жажда, усиленное выделение мочи с высоким содержанием сахара, избыточное потребление пищи и потеря веса. Через некоторое время исследователям удалось "вылечить" собаку путем трансплантации ткани поджелудочной железы под кожу [32] [33].

В 1901 году был сделан следующий важный шаг, Юджин Опи (Eugene Opie) четко показал, что "сахарный диабет обусловлен разрушением островков поджелудочной железы, и возникает только когда эти тельца частично или полностью разрушены" [33]. Связь между сахарным диабетом и поджелудочной железой был известен и ранее, но до этого не было ясно, что диабет связан именно с островками Лангерганса. Это, а также много других исследований патологий поджелудочной железы, привело таких ученых как Жан де Мейер (1909) [34] [32] и Эдвард Шарпи-Шафер (1916) [33] к выводу о том, что островки Лангенгарса должны производить вещество с сахароснижающим эффектом. Мейер назвал ее инсулином от лат. insula - Остров [32].

6.2. Первые попытки выделения инсулина

В последующие два десятилетия было сделано несколько попыток выделить островковый секрет как потенциальное лекарство. В 1907 году Георг Зюльцер (Georg Ludwig Z?lzer) достиг некоторого успеха в снижении уровня глюкозы в крови подопытных собак панкреатическим экстрактом и даже смог спасти одного пациента в диабетической коме. Однако его препарат имел сильные побочные эффекты, вероятной, из-за плохого очищения, через что от него пришлось отказаться [32].

Эрнест Скотт между 1911 и 1912 годы в Чикагском университете использовал водный экстракт поджелудочной железы и отмечал ?некоторое уменьшение глюкозурии", но он не смог убедить своего руководителя в важности этих исследований, и вскоре эксперименты были прекращены. Такой же эффект демонстрировал Израэль Кляйнер в Рокфелиривському университете в 1919 году, но его работа была прервана началом Первой мировой войны, и он не смог ее завершить. Похожую работу после опытов в Франции в 1921 году опубликовал профессор физиологии Румынской школы медицины Николас Паулеско, и многие, особенно в Румынии, считают именно его первооткрывателем инсулина.

6.3. Работа Бантинга и Беста

Джеймс Коллип

Джжон Маклеод

Большинство экстрактов поджелудочной железы, изготовленных разными исследователями в период до 1921-го года, имели одну и ту же проблему: они содержали много примесей, в частности продуктов экзокринной части железы, и вызвали абсцессы у пациентов. Впервые выделить и очистить до уровня пригодного к использованию для терапии людей удалось группе ученых Торонтского университета в 1921 году [35].

Фредерик Бантинг после завершения Первой мировой войны работал хирургом ортопедом и читал лекции в Университете Западного Онтарио. Одной из тем этих лекций был метаболизм углеводов. В ходе ознакомления с предметом, Бантинг прочитал труд доктора Мозеса Баррона, в которой тот описывал отмирания экзокринной части поджелудочной железы в случаях, когда ее протока была перекрыта камнями [36]. Это навело его на мысль о новом методе выделения эндокринного секрета поджелудочной железы, в своих заметках Бантинг записал [37] :

Перевязать панкреатический проток собаки. Поддерживать жизнедеятельность животного пока ацинусы НЕ дегенерируют и останутся только островки. Попробуйте выделить внутренний секрет и подействовать на гликозурия.

Со своей идеей Бантинг обратился к Джона Маклеода - профессора Университета Торонто, международно известного исследователя метаболизма углеводов. Маклеод знал о трудностях, с которыми столкнулись предыдущие исследователи в попытках выделить лечебный панкреатический экстракт, однако он считал, что даже отрицательный результат работы Бантинга будет полезным, и поэтому согласился предоставить ему место в лаборатории, собак для опытов и одного помощника [36][38 ]. На роль помощника претендовали два студента физиологи: Чарльз Бест и Кларк Ноубл. Чтобы решить, кто именно из них помогать Бантинга, они бросили монетку. Хотя распространено мнение о том, что Бест выиграл, его знакомый Роберт Волп настаивал на том, что он проиграл, поскольку ни один из студентов не хотел работать с меланхолинйим раздражительным Бантингом [39].

Летом 1921 Бантингу и Бест начали свои эксперименты и после небольшой задержки получили атрофированы поджелудочные железы. Экстракт получали следующим образом: резали ткань на куски, растирали ее в ступке и фильтровали раствор, после чего вводили диабетическим собакам [37]. Хотя им удалось добиться снижения уровня глюкозы в крови животных, Бантинг и Бест столкнулись с той же проблемой, что и их предшественники: в месте инъекции развивался стерильный абсцесс и общая интоксикация. В течение конца лета и осени 1921 года они обнаружили, что экстракт из атрофированного поджелудочной железы собак не имел никакого преимущества над экстрактом из фетальных желез телят с бойни. И поэтому стали в дальнейшем использовать эту ткань, которой было значительно легче получить [39].

В конце 1921 года Маклеод предложил биохимику Джеймсу Коллипу присоединиться к группе Бантинга и Беста и поработать над новыми методами очистки экстракта. Коллип согласился, и впоследствии также показал, что панкреатический экстракт стимулирует отложение гликогена в печени, уменьшает кетоацидоз в диабетических животных, и снижает уровень глюкозы в крови у здоровых [40]. После этого для тестирования перепарату он использовал нормальных кроликов, а не панкреатомованих собак. В ноябре 1921 года Бантинг и Маклеод посетили собрание Американского физиологического общества, где представили полученные результаты [37].

11 января 1922 Бантинг и Бест впервые испытали один из активных экстрактов телячьей поджелудочной железы, который они назвали "айлетином" от англ. isle - Остров, на пациенте - 14-летнему Леонарди Томпсоне. Ему ввели по 7,5 мл перепарату в каждый ягодичную мышцу и получили ожидаемый результат: уровень глюкозы в крови снизился, однако развился абсцесс и общее отравление. Через несколько недель после этой неудачи, Коллип сообщил Бантинга, что ему наконец удалось получить нетоксичный экстракт, но не захотел рассказать детали процесса (вероятно, надеясь на будущий патент), что едва не привело к драке между исследователями [41].

Новому экстракта Коллипа Маклеод дал название "инсулин" (вероятно, не подозревая, что такое же название использовал Мейер 1909 года). Его испытали 23 января на том же пациенте. На этот раз лечение было успешным: уровень глюкозы в крови Томпсона упал от 520 до 120 мг / дл, и не наблюдалось никаких побочных эффектов [37]. Но впоследствии выяснилось, что Коллип забыл протокол приготовления инсулина. В течение следующих нескольких недель с помощью Эли Лилли он пытался вновь обрести метод, что ему, наконец, удалось сделать [41].

Среди первых пациентов, которых лечили Бантинг и Бест была Элизабет Хьюз дочь государственного секретаря Чарльза Хьюза. Она описала изменение своего состояния здоровья после инъекции инсулина как "несказанно прекрасное". Известны диабетологи того времени Эллиот Джослин и Фредерик Аллен также были поражены силой нового препарата. Описывая свои впечатления Джослин сравнил действие инсулина со сценой из Бибилии Иез. 37:1-10 [42] [43] }}

Была на мне рука Господа, и Господь вывел меня духом и поставил меня среди поля, а оно было полно костей ... они весьма сухи И сказал мне: сын человеческий, оживут ли кости сии? Я сказал: Господи Боже, Ты знаешь! И сказал мне: изреки пророчество на кости сии и скажи им: кости сухие! Слушайте ... И пророчествовал я, как предписано. И поднялся шум, когда я пророчествовал, и вот грохот, и стали сближаться кости, кость с костью своею. И увидел я, вот на них жили, и плоть выросла, и была натянута на них кожа сверху, а духа не было в них. И сказал мне: изреки пророчество духу, изреки пророчество, сын человеческий, и скажи духу: так говорит Господь Бог: приди, дух от четырех ветров, и дыхни на этих убитых, и они оживут! И я изрек пророчество, как Он повелел мне, и вошел в них дух, и они ожили, и стали на ноги свои, весьма, весьма великое ...

За революционное открытие инсулина Маклеод и Бантинг в 1923 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. Бантинг сперва был сильно возмущен, что его помощник Бест не был представлен к награде вместе с ним, и поначалу даже демонстративно отказался от награды, но потом все же согласился принять премию, и свою часть торжественно разделил с Бестом. Так же поступил и Маклеод, поделив свою премию Коллипом. Патент на производство телячьего инсулина получили Бест и Коллип, как немедицинские члены группы, поскольку участие медиков в коммерческих делах считалась неэтичным. Они передали патент Торонтийському университета, а он предоставил лицензии многим медицинским фирмам по всему миру. В частности, в США право на производство инсулина получила фармацевтическая фирма Эли Лилли, в Европе крупнейшим производителем стала корпорация основана в Дании Август Крог [44].

6.4. Исследование структуры инсулина

Инсулин был первым белковой молекулой, для которой было полностью установлено аминокислотную последовательность, то есть первичную структуру. Эту работу осуществил 1953 британский молекулярный биолог Фредерик Сэнгер, за что был удостоен Нобелевской премии по химии 1958 года. А спустя почти 40 лет Дороти Кроуфут Ходжкин с помощью метода рентгеновской дифракции определила пространственное строение (третичную структуру) молекулы инсулина. Ее работы также отмечены Нобелевской премией [45].

Начиная с 1980-х годов человеческий инсулин получат генноинженерных методами с помощью клеток кишечной палочки или пивных дрожжей [45].

См.. также

Примечания

  1. Voet et al, 2011, p. 165
  2. ↑ а б Rhodes, 2004, p. 28
  3. Bilous et al, 2010, p. 7
  4. Bilous et al, 2010, p. 25-26
  5. ↑ а б в Ганог, 2002, с. 307
  6. Insulin - omim.org/entry/176730 в базе данных OMIM - Просмотров 10 июля 2012 (Англ.)
  7. , Rhodes, p. 28
  8. Березов et al, 1998, с. 268
  9. Voet et al, 2011, p. 1404
  10. Rhodes, 2004, p. 35
  11. Bilous et al, 2010, p. 26
  12. Rhodes, 2004, p. 38
  13. Rhodes, 2004, p. 40
  14. German, 2004, p. 21
  15. Rhodes, 2004, p. 31-33
  16. Rhodes, 2004, p. 32
  17. Rhodes, 2004, p. 41
  18. ↑ а б в г д е Bilous et al, 2010, p. 28
  19. ↑ а б Nelson et al, 2008, p. 924
  20. Nelson et al, 2008, p. 584-585
  21. Nelson et al, 2008, p. 925
  22. ↑ а б Bilous, 2010, p. 23
  23. Bilous, 2010, p. 28
  24. Nelson et al, 2008, p. 923
  25. ↑ а б Marieb, 2006
  26. ↑ а б Nelson et al, 2008, p. 922-923
  27. Nelson et al, 2008, p. 934
  28. Ганог, 2002, с. 309
  29. Ганог, 2002, с. 311
  30. Губский, 2007, с. 425-426
  31. Bilous et al, 2010, p. 6
  32. ↑ а б в г Zajac et al, 2010, p. 5
  33. ↑ а б в Eknoyan G, Nagy J. A history of diabetes mellitus or how a disease of the kidneys evolved into a kidney disease / / Adv Chronic Kidney Dis. - 12. - (2005): 223-9. DOI : 10.1053/j.ackd.2005.01.002 - dx.doi.org/10.1053/j.ackd.2005.01.002. PMID 15822058 - www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15822058 .
  34. Ali H., Anwar M, Ahmad T., Chand N. Diabetes Mellitus From Antiquity To Present Scenario AND Contribution Of Greco-Arab Physicians - www.ishim.net/ishimj/910/JISHIM NO.10 PDF/07.pdf / / JISHIM. - 5. - (2006): 46-50.
  35. Strakosch, 2000, p. 7
  36. ↑ а б Strakosch, 2000, p. 8
  37. ↑ а б в г Zajac et al, 2010, p. 6
  38. Bliss, 1997, p. 93
  39. ↑ а б Strakosch, 2000, p. 9
  40. Bliss, 1997, p. 95
  41. ↑ а б Strakosch, 2000, p. 11
  42. Bliss, 1997, p. 98
  43. Strakosch, 2000, p. 12
  44. Strakosch, 2000, p. 15
  45. ↑ а б Zajac et al, 2010, p. 8

Источники

  • Bilous, Rudy W Handbook of diabetes 4th. - Wiley-Blackwell, 2010. ISBN 978-1-4051-8409-0.
  • Zajac J, Shrestha A, Patel P, Poretsky L "The Main Events in the History of Diabetes Mellitus", Poretsky L Principles of Diabetes Mellitus 2nd. - New York: Springer. DOI : 10.1007/978-0-387-09841-8 - dx.doi.org/10.1007/978-0-387-09841-8, 2010. ISBN 978-0-387-09840-1.
  • Strakosch C The Discovery Of Insulin - www.historicgreenslopes.com / documents / Booklet_The Discovery of Insulin 06.pdf, 2000.
  • Bliss M "The Discovery of Insulin: The Inside Story", Higby G., Stroud E. The Inside Story Of Medicines: A Symposium - www.google.com.ua/books?id=gzh5DlrVpmkC&printsec=frontcover&hl=uk # v = onepage & q & f = false. - American Institute of History of Pharmacy, 1997. ISBN 0-931292-32-8.
  • Rhodes CJ "Processing of the Insulin Molecule", LeRoith D, Taylor SI, Olefsky JM Diabetes mellitus: a fundamental and clinical text - www.msdlatinamerica.com/diabetes/sid142701.html # R2-3 3rd. - American Institute of History of Pharmacy, 2004. ISBN 0-7817-4097-5.
  • German M "Insulin Gene Regulation", LeRoith D, Taylor SI, Olefsky JM Diabetes mellitus: a fundamental and clinical text - www.msdlatinamerica.com/diabetes/sid125062.html 3rd. - American Institute of History of Pharmacy, 2004. ISBN 0-7817-4097-5.
  • Voet D., Voet JG Biochemistry 4th. - С. 487-496. - Wiley, 2011. ISBN 978-0470-57095-1.
  • Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L Biochemistry 6th. - WH Freeman and Company, 2007. ISBN 0-7167-8724-5.
  • Nelson DL, Cox MM Lehninger Principles of Biochemistry 5th. - WH Freeman, 2008. ISBN 978-0-7167-7108-1.
  • Marieb EN, Hoehn K Human Anatomy & Physiology 7th. - Benjamin Cummings, 2006. ISBN 978-0805359091.
  • Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. 3. - Москва: Медицина, 1998. ISBN 5-225-02709-1.
  • Губский Ю.И. Биологическая химия. - Киев-Харьков: Новая книга, 2007. ISBN 978-966-382-017-0.
  • Ганог В.Ф. Физиология человека. - С. 784. - М.: Бак, 2002. ISBN 966-7065-38-3.

nado.znate.ru


Смотрите также