ІНСУЛІН

ІНСУЛІН (лат. insulinum < лат. insula — острівець) — гормон, відкритий у 1902 р. Л.В. Соболєвим і препаративно виділений Ф. Бантингом та І. Бестом у 1921 р. Його амінокислотна послідовність була розшифрована Ф. Сенгером (1955). За хімічною природою І. — білок, який складається з двох поліпептидних ланцюгів — А і В, з’єднаних двома дисульфідними зв’язками. А-ланцюг містить 21, В-ланцюг — 30 амінокислотних залишків. І. деяких тварин має значну схожість за первинною структурою з інсуліном людини. Бичачий І. відрізняється від І. людини на три амінокислотні залишки, свинячий І. — тільки на одну амінокислоту. Синтезується у β-клітинах острівців Лангерганса підшлункової залози з білків-попередників шляхом обмеженого протеолізу: препроінсулін (107 амінокислотних залишків) → проінсулін (84) → І. (51) і С-пептид (33). І. та С-пептид у клітинах острівців упаковуються в секреторні гранули і вивільняються в кров шляхом екзоцитозу. Головним сигналом для синтезу і секреції І. є підвищення рівня глюкози в крові. При нормальному рівні останньої (3,3–5,5 ммоль/л) секреція І. мінімальна і зростає при підвищенні її концентрації в крові. Мембранні рецептори до І. знайдені в багатьох тканинах, але переважна їх кількість знаходиться в клітинах інсулінчутливих тканин, до яких належать м’язова і жирова тканини і меншою мірою печінка.

І. впливає на багато процесів у клітинах органів-мішеней, але найважливішу роль відіграє в регуляції вуглеводного обміну: основна біологічна функція І. — регуляція рівня глюкози в крові. І. — єдиний гормон, що знижує рівень глюкози в крові. Цей ефект гормону реалізується як на мембранному рівні, так і шляхом посилення внутрішньоклітинної утилізації глюкози. Взаємодія І. з рецепторами збільшує проникність мембран м’язових і жирових тканин для глюкози, амінокислот, К+, Са2+, Na+. Гормон стимулює утилізацію глюкози в клітинах різними шляхами. Близько 50% глюкози розщеплюється шляхом гліколізу, 30– 40% перетворюється на ліпіди і близько 10% накопичується у формі глікогену. Під впливом І. стимулюється гліколіз за рахунок підвищення активності та збільшення кількості його ключових ферментів і використання його метаболітів (діоксіацетонфосфату) для синтезу жирів. У печінці і м’язах І. знижує концентрацію цАМФ за рахунок активації фосфодіестерази, внаслідок чого активується синтез глікогену і гальмується його розпад. Паралельно з активацією ферментів гліколізу І. гальмує процес глюконеогенезу. В печінці та жировій тканині І. стимулює синтез ліпідів, а в жировій тканині гальмує їх мобілізацію. Вплив І. на обмін білків характеризується стимуляцією процесу їх синтезу та уповільненням розпаду білків. Гормон стимулює ріст і проліферацію клітин, підвищуючи синтез РНК і ДНК. Крім того, він посилює дію деяких факторів росту — епідермального, тромбоцитарного, фактора росту фібробластів, соматомедину. Разом із соматотропіном гормон стимулює ріст організму. І. є головним анаболічним гормоном. При недостатності І. розвивається цукровий діабет. Розрізняють 2 типи цукрового діабету: діабет І типу (інсулінозалежний) і діабет ІІ типу (інсулінонезалежний). При діабеті І типу порушується синтез і секреція І., внаслідок чого його рівень у крові значно нижчий, ніж у нормі. При діабеті ІІ типу концентрація І. в сироватці крові залишається на рівні норми, однак знижується чутливість тканин-мішеней до І., зумовлена зменшенням кількості мембранних інсулінових рецепторів або їх модифікацією. При обох типах діабету зміни в метаболізмі характеризуються значною перевагою катаболічних процесів над анаболічними; спостерігається гіперглікемія та глюкозурія (якщо концентрація глюкози перевищує нирковий поріг — 9,9 ммоль/л), виникають осмотичний діурез, аміноацидемія та аміноацидурія, підвищується вміст жирних кислот, гліцерину і холестерину в крові, а в складних випадках розвиваються кетонемія і кетонурія. При хронічній недостатності І. розвиваються ускладнення цукрового діабету — ураження нирок, стінок судин, нейропатії, катаракта.

Для лікування хворих на інсулінозалежний діабет використовують препарати І. різної тривалості дії, що залежить від тяжкості та особливостей хвороби. Розробляються програмовані нормативні насоси для інфузії І. малими порціями відповідно до складеної для кожного хворого програми. Такий спосіб називається «безперервною підшкірною інфузією І.», він ефективніший, ніж звичайна інсулінотерапія. При інсулінонезалежному діабеті використовують пероральні гіпоглікемізуючі препрати — похідні сульфанілсечовини і бігуанідів. Надлишок І. можуть відмічати при інсуліномі — пухлині острівцевих клітин, що призводить до гіперінсулінізму і гіпоглікемії. Швидке зниження рівня глюкози в крові призводить до активації симпатичної нервової системи і виділення адреналіну. У людини виявляють тремтіння, занепокоєння, слабість і відчуття голоду. Усунути гіперінсулінізм можна введенням глюкози та гормонів, що викликають гіперглікемію, напр. глюкагону або адреналіну.

Біологічна хімія / Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, Н.М. Мадієвська та ін. — Х., 2000; Биохимия / Под ред. Е.С. Северина. — М., 2003; Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. — Тернопіль, 2001.