L'insuline (du latin insula "île") est une hormone polypeptidique du pancréas dont la fonction est de fournir de l'énergie aux cellules de l'organisme. Le site de synthèse de l'insuline se situe dans les îlots pancréatiques de Langerhans, leurs cellules bêta. L'insuline est impliquée dans le métabolisme de toutes les cellules tissulaires, bien qu'au niveau des ménages, elle ne soit associée qu'au diabète.
Informations générales
Aujourd'hui, l'insuline a été suffisamment étudiée dans sa structure. La connexion de l'hormone avec le métabolisme des protéines, qui sont produites en quantités insuffisantes chez les diabétiques, est révélée, ce qui entraîne une usure précoce des cellules. Le rôle de l'insuline dans la synthèse des protéines est d'augmenter l'absorption des acides aminés du sang par les cellules, puis de créer des protéines à partir de celles-ci.
De plus, c'est l'insuline qui inhibe la décomposition des protéines dans les cellules. L'insuline affecte également les lipides de telle manière que l'acidose et l'athérosclérose se développent avec sa déficience. Pourquoi lierl'insuline avec de l'énergie cellulaire ? Car avec un repas copieux, la synthèse d'insuline augmente nettement, le sucre est transporté dans les cellules, et elles emmagasinent de l'énergie. Dans le même temps, le taux de glucose dans le sang diminue - c'est la principale propriété de l'insuline. Avec un excès de glucose, l'insuline le transforme en glycogène, qui s'accumule dans le foie et les muscles. Il est nécessaire lorsque les autres sources d'énergie sont épuisées. Il existe un lien direct entre l'insuline et la synthèse du glycogène. Et lorsqu'il y a beaucoup de glycogène, le sucre se transforme en graisse (4 molécules de graisse sont obtenues à partir d'une molécule de sucre) - il se dépose sur les côtés.
Historique des découvertes
En 1869 à Berlin, un très jeune étudiant en médecine de 22 ans, Paul Langerhans, alors qu'il étudiait le pancréas au microscope, remarqua des groupes de cellules disséminées dans la glande, appelées plus tard les îlots de Langerhans.
Leur rôle n'était pas clair au début. Plus tard, E. Lagus a déclaré que ces cellules sont impliquées dans la digestion. En 1889, le physiologiste allemand Oskar Minkowski n'était pas d'accord et a retiré le pancréas d'un chien expérimental comme preuve.
L'assistante de laboratoire Minkowski a remarqué que l'urine d'un chien opéré attire beaucoup de mouches. Au cours de ses recherches, du sucre a été trouvé. Ce fut la première expérience à lier le pancréas au diabète.
En 1900, le scientifique russe Leonid Vasilyevich Sobolev (1876-1919) du laboratoire d'I. P. Pavlov a prouvé expérimentalement que les îlots de Langerhans sont impliqués dans le métabolisme des glucides.
La structure de l'hormone
L'insuline humaine est une protéine d'un poids moléculaire de 5808, constituéede 51 acides aminés reliés en 2 chaînes peptidiques: A - contient 21, chaîne B - 30 acides aminés.
Leur liaison est soutenue par 2 liaisons disulfure. Lorsque ces ponts sont détruits, l'hormone est inactivée. Elle est structurée, comme toute protéine ordinaire, en cellules B.
Certains animaux ont de l'insuline, dont la structure est similaire à celle de l'homme. Cela a permis la création d'insuline synthétique pour le traitement du diabète. La plus couramment utilisée est l'insuline porcine, qui diffère de l'insuline humaine par un seul acide aminé.
Bovine - diffère par 3 acides aminés. La détermination de la séquence exacte de tous les acides aminés entrant dans la composition de l'insuline a été faite par le microbiologiste anglais Frederick Sanger. Pour ce décodage en 1958, il reçut le prix Nobel de chimie.
Un peu plus d'histoire
L'isolement de l'insuline à des fins pratiques a été réalisé en 1923 par les scientifiques de l'Université de Toronto, F. Banting et Best, qui ont également reçu le prix Nobel. On sait que Banting était entièrement d'accord avec la théorie de Sobolev.
Un peu d'anatomie
Le pancréas est unique dans sa structure. Cela signifie qu'il s'agit à la fois d'une glande endocrine et d'une glande exocrine. Son exofonction réside dans la participation à la digestion. Il produit des enzymes digestives précieuses - protéases, amylases et lipases, qui sont sécrétées par les conduits dans sa cavité. La partie exocrine occupe 95% de toute la surface de la glande.
Et seulement 5% tombe sur les îlots de Langerhans. Cela indique la puissance de la glande et son énorme travail dans le corps. Les îlots sont localisés sur tout le périmètre. 5 % représentent des millions d'îles, bien que leur masse totale ne soit que de 2 g.
Chaque îlot contient les cellules A, B, D, PP. Ils produisent tous leurs composés impliqués dans l'échange de BJU à partir des aliments entrants. La synthèse de l'insuline se produit dans les cellules B.
Comment ça se passe
Le processus détaillé de production d'insuline n'est pas exactement établi aujourd'hui. Pour cette raison, le diabète est classé comme une pathologie incurable. En établissant le mécanisme de formation de l'insuline, il sera possible de contrôler le diabète en influençant initialement le processus de synthèse de l'insuline.
La complexité du processus en plusieurs étapes. Avec elle, plusieurs transformations de substances se produisent, à la suite desquelles l'insuline inactive devient active. Schéma simplifié: précurseur - préproinsuline - proinsuline - insuline active.
Synthèse
La synthèse d'insuline dans une cellule dans un schéma simplifié ressemble à ceci:
- Les cellules bêta forment une substance d'insuline, qui est envoyée à l'appareil de Golgi de la cellule. Ici, il est encore traité.
- Le complexe de Golgi est une telle structure de la membrane cellulaire qui accumule, synthétise, puis élimine les composés nécessaires à travers la membrane.
- La transformation de toutes les étapes conduit à l'apparition d'une hormone capable.
- L'insuline est désormais conditionnée dans des granules de sécrétion spéciales. Stocké jusqu'à la demande et mûrit. Les granules stockent également des résidus de peptide C, d'ions zinc, d'amyline et de proinsuline. La synthèse et la sécrétion d'insuline commencent pendant les repas:les enzymes digestives entrent, le granule entièrement préparé fusionne avec la membrane cellulaire et son contenu est complètement expulsé de la cellule dans le sang.
- Lorsque l'hyperglycémie se développe, l'insuline est déjà en route - elle est libérée et commence à agir. Il s'infiltre dans les capillaires du pancréas, qui sont nombreux, ils pénètrent de part en part dans la glande.
La synthèse d'insuline est régulée par le système de détection du glucose des cellules bêta. Il régule complètement l'équilibre entre l'apport en sucre et la production d'insuline.
Résumé: La synthèse d'insuline dans le corps est activée pendant l'hyperglycémie. Mais l'insuline n'augmente qu'avec les repas, mais elle est produite 24 heures sur 24.
Il n'y a pas que le glucose qui régule la synthèse et la sécrétion d'insuline. Pendant les repas, des stimuli supplémentaires ont également lieu: protéines contenues dans les aliments (acides aminés leucine et arginine), œstrogènes et cholécystokinine, ions K, Ca, acides gras provenant des graisses. Une diminution de la sécrétion d'insuline est notée avec une augmentation dans le sang de l'antagoniste de l'insuline - le glucagon. Il est produit dans les mêmes îlots pancréatiques, mais dans les cellules alpha. Le rôle du glucagon dans la dégradation et la consommation de glycogène. Ce dernier est ensuite transformé en glucose. Au fil du temps (avec l'âge), la force et l'activité des îlots pancréatiques diminuent, ce qui devient perceptible après 40 ans.
Le manque de synthèse d'insuline provoque des changements irréversibles dans de nombreux organes et systèmes. Le taux d'insuline dans le sang d'un adulte est de 3 à 25 μU / ml, après 58 à 60 ans - de 7 à 36 μU / ml. De plus, l'insuline est toujours élevée chez les femmes enceintes.
En dehors de la réglementationhyperglycémie, l'insuline a une fonction anabolique et anti-catabolique. En d'autres termes, ces deux processus participent au métabolisme. L'un d'eux active, l'autre inhibe le processus métabolique. Leur consistance vous permet de maintenir la constance de l'homéostasie du corps.
Fonctions de l'insuline
L'insuline forme certains des mécanismes de fermentation dans les cellules, soutenant le métabolisme. Lorsqu'il est libéré, il augmente l'apport et l'utilisation du glucose par les tissus, son stockage par les muscles et les tissus hépatiques et adipeux.
Son objectif principal est d'atteindre la normoglycémie. Pour ce faire, le glucose doit être distribué quelque part, donc l'insuline augmente la capacité des cellules à absorber le glucose, active les enzymes pour sa glycolyse, augmente l'intensité de la synthèse du glycogène, qui va au foie et aux muscles, réduit la gluconéogenèse dans le foie, en dont les réserves de glucose dans le foie diminuent.
Fonctions anabolisantes
Les fonctions anabolisantes incluent:
- Augmentation de la capacité des cellules à capturer les acides aminés (leucine et valine).
- Augmentation de l'apport de minéraux aux cellules - K, Ca, Mg, P.
- Activation de la synthèse des protéines et de la duplication de l'ADN.
- Participation à la formation d'esters (estérification) à partir d'acides gras nécessaires à l'apparition des triglycérides. Fonction anti-catabolique.
- Réduire la dégradation des protéines en bloquant le processus de leur décomposition en acides aminés (hydrolyse).
- Réduire la dégradation des lipides (lipolyse, qui libère normalement des acides gras dans le sang).
Élimination (suppression) de l'insuline
Ce processus se déroule dans le foie et les reins. Plus de la moitié est excrétée par le foie. Il y a une enzyme spéciale ici - l'insulinase, qui inactive l'insuline en détruisant ses liaisons structurelles avec les acides aminés. 35% de l'insuline se décompose dans les reins. Ce processus se produit dans les lysosomes de l'épithélium des tubules rénaux.
L'insuline peut augmenter ou diminuer sa production. Il survient dans diverses pathologies. Si de telles violations se prolongent, des changements irréversibles dans les systèmes vitaux du corps se développent.
Interaction entre le glucose et l'insuline
Le glucose est un composé omniprésent dans les tissus corporels. Presque tous les glucides qui accompagnent les aliments sont convertis en glucides. La propriété la plus importante du glucose est de servir de source d'énergie, en particulier les muscles et le cerveau remarquent immédiatement son manque.
Pour qu'il n'y ait pas de pénurie de glucose dans les cellules, il faut de l'insuline. Il agit comme une clé pour les cellules. Sans lui, le glucose ne peut pas pénétrer dans les cellules, quelle que soit la quantité de sucre que vous consommez. À la surface des cellules se trouvent des récepteurs protéiques spéciaux pour se lier à l'insuline.
L'hormone est particulièrement appréciée des myocytes et des adipocytes (cellules graisseuses), et on les appelle insulino-dépendants. Ils représentent près de 70% de toutes les cellules. Les processus de respiration, de circulation sanguine, de mouvement sont assurés par eux. Par exemple, un muscle sans insuline ne fonctionnera pas.
Biochimie de la neutralisation de l'insuline du glucose
Également un processus à multiples facettes, il se développe par étapes. Les protéines sont les premières à être activées immédiatement - les transporteurs, dont le rôle est de capturer les molécules de glucose et de les transporter à travers la membrane.
La cellule est saturée de sucre. Une partie du glucose est envoyée aux hépatocytes, où il est converti en glycogène. Ses molécules vont déjà vers d'autres tissus. Quelles sont les causes du manque d'insuline dans le corps.
Le manque de synthèse d'insuline provoque le diabète de type 1. Si la production de l'hormone est suffisante, mais que les cellules n'y répondent pas en raison de l'apparition d'une résistance à l'insuline, le diabète de type 2 se développe.
Classification des préparations d'insuline
Ils sont combinés et monospécifiques. Ces derniers contiennent un extrait du pancréas d'un animal.
Combiné - combiner des extraits des glandes de plusieurs espèces animales. Presque jamais utilisé aujourd'hui.
Par origine ou espèce, l'insuline est utilisée par l'homme et le porc, le bétail ou la baleine. Ils diffèrent par certains acides aminés. Le plus préféré après l'homme est le porc, il ne diffère que par un seul acide aminé.
En Russie, l'insuline du bétail n'est pas utilisée (elle diffère par 3 acides aminés).
Selon le degré de purification, l'insuline peut être traditionnelle (contient des impuretés d'autres hormones pancréatiques), monopic (MP) - filtrée en plus sur le gel, les impuretés qu'elle contient ne dépassent pas 1•10−3, monocomposant (MK) - dans l'ordre croissant. Le dernier est le plus pur - 99 % de purification (1•10−6 impuretés).
L'insuline diffère également par le début, le pic et la durée d'action - elle peut être ultracourte, courte, moyenne etprolongé - long et extra long. Le choix appartient au médecin.
Comment faire le plein d'insuline
Les méthodes de récupération chirurgicales et physiques n'ont pas été créées à ce jour. Il est possible d'utiliser l'insuline uniquement en injections. PSSP peut également soutenir un pancréas épuisé - ils réduisent l'hyperglycémie. Parfois, l'insulinothérapie peut être complétée par un THS - ce sont des méthodes médicamenteuses.
Mais il existe suffisamment de moyens improvisés pour influencer la production d'insuline: un régime avec une quantité réduite de glucides, ce qui implique la fragmentation de la nutrition et de l'alimentation en même temps, la fréquence de consommation est de 5 à 6 fois par journée. Il est utile d'utiliser des épices, d'éviter les glucides simples et de passer à des glucides complexes à faible IG, d'augmenter les fibres dans l'alimentation, le thé vert et plus de fruits de mer, les protéines appropriées et la phytothérapie. Les exercices aérobies et autres activités physiques modérées sont recommandés, et cela s'écarte de l'hypodynamie, de l'obésité, car, comme vous le savez, les exercices physiques aident à éviter de nombreux problèmes.
