ي از بافت همبند پوشيده شده كه استطاله هايي از آن به درون غده نفود كرده و آن را به بخشهاي كوچكتري به نام لوبول تقسيم مي‌كند متابوليسم كربوهيدراتها، ليپيدها و پروتئين ها در كنترل و تنظيم خيلي دقيق بوده و اين اعمال به وسيله هورمون هاي ترشح شده از لوزالمعده صورت مي‌گيرند.
لوزالمعده داراي دو نوع غده مترشحه كاملا متمايز است يكي غدهاي برون ريز با ساختمان خوشهاي كه ترشحات خود را براي كمك به هضم مواد غذايي در دوازدهه ميريزد و ديگري غدهاي درون ريز كه از حدود يك ميليون خوشه ميكروسكوپي سلولي موسوم به جزاير لانگرهانس تشكيل شده است. جزاير لانگرهانس كه در تمام بافت لوزالمعده پراكنده اند مجموعه هايي متشكل از چهار نوع سلول مترشحه آلفا، بتا، دلتا و PP1 با وظايف متفاوتند(8و179).
سلولهاي آلفا زماني كه قندخون كاهش مي‌يابد باترشح گلوكاگون كبد را وادار مي‌كند تا گليكوژن را به گلوكز تبديل نمايد. همچنين سلولهاي بتا با ترشح انسولين قند خون را كاهش ميدهند.
ساخت انسولين در سلولهاي بتاي جزاير لانگرهانس صورت مي‌گيرد. در اين حالت انسولين به صورت پيش هورمون است و پس ازتغيير وتحولاتي در ساختار آن، به انسولين تبديل ميشود. ترشح انسولين به جريان خون پيچيده است به طوريكه يون كلسيم در آن نقش داشته و در نتيجه به وسيله عمل اگزوسيتوز محتويات دانه هاي ترشحي به محيط خارج سلولي ترشح مي‌شود گلوكز محرك ترشح انسولين است به اين صورت كه گيرنده هاي اختصاصي گلوكز روي سلولهاي بتا تحريك ترشح انسولين را در زماني كه گلوكز خون زياد مي‌شود انجام مي‌دهند(1).
انسولين
انسولين هورموني است كه توسط سلولهاي بتاي جزاير لانگرهانس لوزالمعده توليد مي‌شود و ميزان قندخون را كاهش مي‌دهد(1و6).
براي اولين بار در سال 1921 به وجود انسولين درعصاره جدا شده از جزاير لانگرهانس پي برده شد و سرعت اثرات آن در كاهش قند خون شناسايي گرديد و پس از مدت كوتاهي انسولين گاو و خوك در درمان بيماري قند در انسان مورد استفاده قرار گرفت. انسولين نخستين پروتئيني بودكه خواص هورموني آن شناخته و به صورت كاملا خالص و متبلور تهيه شده و نوع و رديف اسيدهاي آمينه آن تعيين و به طور مصنوعي توليد شد. همچنين اولين هورموني بود كه پروتئين پيش ساز آن شناخته شد و بالاخره اولين پروتئيني بودكه به كمك روشهاي توليد DNA نوتركيب براي مصارف تجاري تهيه شد(8).
وقتي غذا مي‌خوريم مواد غذايي در بدنمان به اجزاء كوچكتر همچون گلوکز تجزيه ميشوند. سلولهاي بدن انسان براي فعاليت به گلوكز نياز دارند اما برخي سلولها بدون كمك انسولين نمي‌توانند گلوكز مورد نياز خود را از خون گرفته و مصرف كنند. به اين ترتيب، انسولين باعث ميشود گلوكز موجود در خون وارد سلولها شود پس ازهر بار غذا خوردن و هضم غذا مقدار زيادي گلوكز به خون وارد مي‌شود كه بايد مورد استفاده سلولها قرار گيرد. بنابراين، پس ازهر وعده غذايي لوزالمعده انسان، خود به خود هورمون انسولين را آزاد مي كند و آن را به كمك سلولها مي فرستد . ورود گلوكز به سلولها با كمك انسولين موجب پايين آمدن مجدد قند خون مي شود يعني همان وضعيتي كه پيش از غذا خوردن وجود داشت. جزاير لانگرهانس در برخي افراد ديابتي انسولين كافي توليد نمي كنندو همين باعث مي شود تا قندخون آنها بالا باقي بماند به همين دليل افراد ديابتي نياز به دريافت انسولين دارند(6).
در برخي ديگر از بيماران ديابتي بدن نسبت به انسولين مقاومت نشان مي دهد و براي غلبه بر اين مقاومت نياز به انسولين بيشتري وجود دارد كه ممكن است بدن نتواند آن را توليد كند در اين بيماران نيز قندخون افزايش مي‌يابد. البته نقش انسولين صرفا محدود به تسهيل برداشت گلوكز توسط سلولها نمي شود.
ساختمان شيميايي انسولين
انسولين پلي‌پپتيدي متشكل از دو زنجيره پپتيدي A وB است تعداد اسيدهاي آمينه در زنجيرهA برابر بيست و يك و در زنجيره B برابر سي است. اين دو زنجيره به كمك دو پل دي سولفور، يكي بين اسيدهاي آمينه شماره 7 از دو زنجيره و ديگري ميان اسيدهاي آمينه شماره 20 از زنجيرهA و شماره 19 از زنجيرهB با يكديگر اتصال دارند. علاوه بر اين ريشه هاي اسيد آمينه رديف 6 و 11 در داخل زنجيرهA به وسيله پيوند دي سولفور به يكديگر متصل اند. مكان اين پيوندها در گونه هاي مختلف ثابت است(1و6).
پژوهشگران با بررسي اثرات تغييرات شيميايي هر يك از اسيدهاي امينه در رديفهاي مختلف ساختمان انسولين موفق شده اند قسمتهايي از ساختمان انسولين را كه براي بروز اثرات زيست شناختي آن ضروري هستند تعيين كنند. انسولين در غلظتهاي فيزيولوژيك به صورت مونومرساده است و در غلظت هاي بالاتر انسولين پليمريزه شده و ساختمان پيچيده( سه بعدي) به خود مي گيرد. يون هاي روي در ايجاد اين كمپلكس نقش بسيار مهمي بر عهده دارد(1و6).
سنتز،ترشح و عملكرد انسولين. همان گونه كه گفته شد، انسولين در سلولهاي بتاي جزاير لوزالمعده توليد مي شود. اين هورمون در ابتدا به صورت يك مولكول پيش ساز پلي پپيتيدي تك رشته اي ساخته مي شود. كه از هشتادو شش اسيد آمينه تشكيل شده و پره پروانسولين ناميده مي شود. در مرحله بعد يك تكهي پپتيدي از انتهاي آميني آن جدا مي شود و پروانسولين به وجود مي آيد. با جدا شدن يك قطعه داخلي با سي ويك اسيد آمينه از پروانسولين، پپتيدC و زنجيره هايA ( بيست و يك اسيد آمينه) وB( سي اسيد آمينه) انسولين به وجود مي آيند. زنجيره هاي A,B به وسيله پيوندهاي دي سولفيد به هم متصل شده اندو مولكول انسولين از سلولهاي بتا ترشح مي شود. از آنجا كه پپتيدC در مقايسه با انسولين كمتر در معرض تخريب كبدي قرار دارد، مي توان از آن به عنوان نشانگر مناسبي براي ترشح انسولين استفاده كرد. با اندازه گيري اين پپتيد همچنين مي توان به منشأداخلي يا خارجي افت غير طبيعي قندخون( هيپوگليسمي)پي برد در هيپو گليسمي قند خون به اندازه اي كاهش مي يابد كه منجر به ايجاد علايم افت قند خون مي شود(1و6).
در حال حاضر، انسولين انساني به كمك فناوري DNA نو تركيب ساخته مي شود با ايجاد تغييرات ساختماني در يك يا چند اسيد آمينه از اين انواع انسولين، محصولاتي توليد ميشوند كه خواص فيزيكي و دارويي متفاوتي دارند(8).
تنظيم ترشح انسولين
گلوكز
گلوكز اصلي ترين تنظيم كنندهي ترشح انسولين از سلولهاي بتاي پانكراس است. ولي اسيدهاي آمينه، كتونها، مواد غذايي مختلف، پپتيدهاي گوارشيوانتقالدهندههايعصبي(نوروترانسميترها) نيز در ترشح انسولين مؤثرند(134). اگر ميزان گلوكز بيشتر از mg/dl70 باشد سنتز انسولين تحريك ميشود. بيشترين اثر محرك گلوكز زماني حاصل مي شود كه غلظت آن در خون به حدود500-300 ميلي گرم برسد.
مطالعات دقيق انجام گرفته روي نحوه ترشح انسولين نشان مي دهد كه ترشح اين هورمون الگوي ضرباني دارد به شكلي كه هر ده دقيقه افزايش كمي در ميزان ترشح آن رخ داده و سپس به حالت عادي باز مي گردد. همچنين حدوداً هر هشتاد تا صدو پنجاه دقيقه، اين حالت ضرباني و افزايش ترشح با شدت و دامنه بيشتري انجام مي شود. خوردن غذا يا ساير محركهاي اصلي ترشح انسولين افزايش زيادي در ترشح آن ايجادمي كنند( چهار تا 5 برابر افزايش نسبت به حالت پايه) كه معمولا دو تا سه ساعت طول مي كشد تا حالت پايه باز گردد. اختلال اين الگوي طبيعي ترشح يكي از اولين علايم اختلال عملكرد سلولهاي بتا در ديابت مليتوس است(134).
اثر اسيدهاي امينه اسيدهاي چرب و تركيبات كتوني
غذاهاي سرشار از پروتئين ترشح انسولين را تحريك مي نمايد و اسيدهاي آمينه آرژينين، ليزين و لوسين از محركهاي قوي ترشح انسولين به شمار مي روند. اثر غلظتهاي فيزيولوژيك اسيدهاي چرب و تركيبات كتوني( تركيباتي که از سوخت و ساز چربي ها در غياب قند و در شرايطي مانند گرسنگي يا ديابت ممكن است ايجاد شوند) در تحريك ترشح انسولين بسيار ضعيف است(1و6).
اثر ساير هورمون ها
تعداد زيادي از هورمونها در ترشح انسولين موثرند. پلي پپتيدها مهار كننده معده اي (GIP)1 غلظتهاي زياد گاسترين، سكرتين، و گلوكاگون رودهاي از طريق افزايش غلظت CAMP2 ، در تحريك ترشح انسولين شركت دارند. اثر غلظتهاي زياد و طولاني هورمون رشد، كورتيزول، لاكتوژن جفتي، استروژن، و پروژسترون نيز منجر به افزايش ترشح انسولين مي گردد(1و6).
عملكرد انسولين
پس از ترشح انسولين به داخل سيستم وريدي باب، تقريبا پنجاه درصد ان به وسيله كبد تخريب مي شود. انسوليني كه از كبد عبور مي كند وارد گردش خون سيستميك شده و به گيرنده هاي خود د رنقاط هدف متصل مي شود. اتصال انسولين به اين گيرنده باعث ايجاد اثرات انسولين مي شود. اين اثرات كه شامل تسهيل جذب گلوكز به وسيله عضلات اسكلتي و بافت چربي است اهميت زيادي دارد. فعال شدن مسيرهاي ارسال پيام از طريق گيرنده انسولين سبب القاي سنتز گليكوژن، سنتز پروتئين، سنتز ليپيدها و تنظيم ژن هاي مختلفي مي شود كه در سلولهاي پاسخ دهنده به انسولين وجوددارند(1و6).
تعادل دقيقي بين توليد گلوكز به وسيله كبد و جذب و مصرف گلوكز در قسمتهاي محيطي بدن وجود دارد. انسولين مهم ترين عامل تنظيم كننده اين تعادل متابوليك است و تاثير ساير عوامل، مانند عوامل عصبي و هورمونها (مثل گلوكاگون) سبب تنظيم جامع تر تأمين و مصرف گلوكز مي شود.
در حالت ناشتا پايين بودن سطح انسولين توليد گلوكز در كبد را تشديد كرده و به اين ترتيب توليد گلوكز افزايش مي‌يابد. گلوكاگون نيز توليد گلوكز در كبد و كليه را افزايش ميدهد. پايين بودن سطح انسولين باعث كاهش توليد گليكوژن وكاهش جذب گلوكز در بافتهاي حساس به انسولين ميگردد. پس از مصرف غذا حجم زياد گلوكزي كه وارد بدن مي شود مقدار انسولين را بالا برده و گلوكاگون را كاهش مي دهد و درنتيجه روندهايي كه قبلا ذكر شد معكوس مي گردد يعني توليد گليكوژن و جذب گلوكز در بافتهاي حساس به انسولين افزايش مي‌يابد و توليد گلوكز در كبد و كليه مهار مي گردد قسمت اعظم گلوكزي كه پس از مصرف غذا وارد بدن شده است به واسطه انسولين به وسيله عضلات اسكلتي جذب ميشود ساير بافتها و مهم تر از همه مغز از گلوكز به صورت غير وابسته به انسولين استفاده مي كنند(1).
اثر انسولين در تبادلات غشاهاي سلولي. سرعت واكنشهاي فسفريلاسيون گلوكز و متابوليسم گلوكز در سلولهاي عضلاني و بافت چربي با سرعت انتقال گلوكز به داخل سلول متناسب است. گلوكز و قندهاي شبيه به آن براي عبور از غشاء سلول نياز به حامل دارند و در اغلب بافتها انسولين نقش تقويت كننده اين سيستم حامل را بر عهده دارد. تحت تأثير انسولين تعداد حاملها افزايش مي‌يابد علاوه بر گلوكز انسولين عمل انتقال اسيدهاي آمينه،يونهاي پتاسيم وكلسيم نوكلئوتيدهاو فسفات معدني را ازغشاهاي سلولي تقويت مي كند(8و1).
اثر انسولين در سوخت و ساز گلوكز . انسولين با افزايش كمّي و همچنين افزايش فعاليت تعدادي از آنزيمهاي كليدي در واكنشهاي گليكوليز كبدي، مصرف گلوكز را افزايش داده و غير مستقيم از رها شدن گلوكز در پلاسماي خون جلوگيري ميكند. از سوي ديگر، انسولين با كاهش فعاليت آنزيم گلوكز 6-فسفاتاز موجود در كبد از آزاد شدن گلوكز جلوگيري ميكند.
يكي ديگر از اثرات انسولين كه منجر به كاهش غلظت گلوكز در پلاسما مي گردد اثر ديررس ناشي از مهار كردن واكنشهاي نوسازي گلوكز است(1و8و6).
اثر انسولين در سوخت و ساز چربيها. در بافتهاي كبدي و چربي انسولين داراي اثر بازدارنده قوي در واكنشهاي ليپوليزاست كه اين اثر نيز غير مستقيم به اثرات آنابوليسمي مي‌انجامد. انسولين با فعال ساختن يك آنزيم ويژه ،از فعاليت آنزيم ليپاز كه در تجزيه چربيها نقش دارد جلوگيري مينمايد. اثر بازدارنده انسولين در واكنشهاي ليپوليز به كاهش غلظت

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید