אינסולין

אִינְסוּלִין (מהמילה הלטינית Insula שפירושה - אי) הוא הורמון פפטידי אָנָבּוֹלִי המופרש מתאי בטא באִיֵּי לַנְגֶרְהַנְס שבלבלב אל מחזור הדם.

האינסולין הוא פפטיד המורכב מ-51 חומצות אמינו ומשקלו 5.8 קִילוֹדָלְטוֹן. מקורו בחלבון בשם פרו-אינסולין, שהוא חלבון ארוך שנחתך על ידי אֶנְזִימִים ספציפיים בשתי נקודות ויוצר בכך את הורמון האינסולין. האינסולין נאגר בגְרֵנוּלוֹת תוך תאיות ומופרש לזרם הדם כאשר ישנה עלייה ברמת הגלוקוז בדם, מצב המתרחש בעיקר לאחר ארוחה. האינסולין הוא הורמון חיוני בויסות רמת הגלוקוז בדם למניעת היפרגליקמיה וסוכרת מסוג 1.

אבולוציה ותפוצת אינסולין בקרב מינים שונים
האינסולין החל להתפתח בקרב בעלי חיים לפני יותר ממיליארד שנים. המקורות המולקולריים של האינסולין מגיעים אחורה בזמן ליצורים כמו האֵיקַרְיוֹטִים החד-תאיים הפשוטים ביותר. מלבד בעלי חיים, ידוע שקיימים חלבונים דמויי אינסולין גם בממלכות הפטריות והפְּרוֹטִיסְטִים.

אינסולין מיוצר על ידי תאי בטא של אִיֵּי לַנְגֶרְהַנְס בלבלב ברוב בעלי חוליות ועל ידי "גוף ברוקמן" בחלק מהדגים הכליל-גַּרְמִיִים. מספר מיני חלזונות ים ארסיים אשר צדים דגים קטנים, משתמשים בצורות שונה של אינסולין בקוקטיילי הארס שלהם. רעלן האינסולין, קרוב יותר במבנה לאינסולין של דגים מאשר לאינסולין מקורי של חלזונות, מאט את דגי הטרף על ידי הורדת רמות הגלוקוז בדמם.

תפקודי האינסולין בגוף 
לאינסולין השפעות מגוונות על רבות מרקמות הגוף, וברובן הוא מעודד תהליכים של בניית רקמה ואגירת אנרגיה בתא בצורה של שומן וגליקוגן. השפעה נוספת חשובה של האינסולין היא יכולתו להגדיל את כמות קולטני הגלוקוז בתאי שריר ובתאי שומן, ובכך להגביר את ספיגת הגלוקוז על-ידם.

חשיבות האינסולין מודגמת היטב במחלת הסוכרת בה כשל בתפקוד או בהפרשת האינסולין יכול לגרום לתופעות בריאותיות חמורות ולסיבוכים רבים.

לאינסולין שלושה תפקודים עיקריים בגוף: הוא גורם גדילה חשוב המעודד תאים להתחלק, הוא הורמון המשפיע על תאים שונים להתמיין לתפקודים שונים, ובעיקר - התפקוד המשפיע ביותר על מחלת הסוכרת - ההורמון מווסת את רמות "חומרי המזון" בדם כגון סוכר, שומנים וגופי קֶטוֹן. גופי קטון הם חומרי מזון הנוצרים מפירוק של שומנים וסינתזה של תוצרי הפירוק, בכבד בלבד, בעיקר במצבים של חסר חמור בגלוקוז בתאים ובעיקר במוח ובתאי דם אדומים שלא יכולים להשתמש בחומצות שומן להפקת אנרגיה. את פעולתו העיקרית משיג האינסולין בשתי דרכים מרכזיות:
 הראשונה היא בכבד, שם האינסולין מעכב את ייצור הסוכר מחומרי מוצא ומעודד ייצור של גליקוגן (רב-סוכר שמשמש חומר תשמורת עיקרי לאנרגיה בגוף האנושי) מגלוקוז.
 השנייה היא בתאי השומן והשריר, שבהם האינסולין מעודד את הכנסת הגלוקוז לתוך התאים על ידי הגדלת כמות הנשאים שמעבירים גלוקוז על ממברנת התאים, ובכך מאפשר הכנסת יותר גלוקוז לתוך התאים וגם מקטין את כמותו בדם. בנוסף, האינסולין מעודד בתאים אלה את ייצור השומן ומעכב את פירוקו.

טיפול באינסולין בחולי סוכרת

היסטוריה 
ב-1921 פותחה האפשרות לספק אינסולין חיצוני לחולים הזקוקים לכך. בתחילה היה זה אינסולין שהופק מלבלבי בעלי חיים, עם הזמן מדובר על סוגים שונים של אינסולין סינתטי.

את הטיפול באינסולין לחולי סוכרת גילה צוות באוניברסיטת טורונטו שבקנדה שכלל את פרדריק בנטינג, ג'ון מקלאוד, צ'ארלס בסט וג'יימס קוליפ. זריקת האינסולין הראשונה ניתנה לחולה בן 14 בשם לאונרד תומפסון ב-11 בינואר 1922. החומר שבזריקה הראשונה לא היה טהור מספיק, וגרם לתגובה אלרגית, אך לאחר 12 יום הצליח הצוות לייצר אינסולין טהור מספיק, והטיפול הוכתר בהצלחה.

ילדים הנוטים למות מחמצת קטוטית סוכרתית הוחזקו במחלקות גדולות, פעמים רבות עם 50 או יותר חולים במחלקה, רובם בתרדמת. בני משפחה אבלים היו מצויים לידם, ממתינים למותם (שעד אז היה בלתי ניתן למניעה). באחת מההתרחשויות הדרמטיות ביותר של הרפואה, בנטינג, בסט וקוליפ עברו ממיטה למיטה, והזריקו למחלקה שלמה את האינסולין המטוהר. עוד לפני שהגיעו לילד האחרון הנוטה למות, החלו הראשונים להתעורר מהתרדמת.

בנטינג ומקלאוד זכו על כך בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה לשנת 1923. בנטינג מחה על כך שבסט לא שותף בפרס, וחלק עמו את סכום הזכייה, ואילו מקלאוד שיתף בכספי הפרס שלו את קוליפ.

הטיפול באינסולין 
אף על פי שמדובר למעשה באותו החומר הקיים בגוף, הטיפול החיצוני באינסולין לא מצליח לשמור על איזון סוכר באותה רמה של אדם בריא, והטיפול דורש ניהול אורח חיים קפדני מאוד. כדי להבין מדוע דבר זה מתרחש יש להבין את שתי הדרישות לאיזון סוכר תקין והן: מידע על רמת הסוכר בדם והוספה של אינסולין לדם המתאים בדיוק לרמת הסוכר במטרה להגיע לערכים הרצויים (שהם 80–110 מיליגרם לדציליטר). הלבלב עושה את שתי הפעולות בצורה מיטבית, הוא חש את רמת הסוכר בדם ומפריש אינסולין ברציפות כך שרמתו מתאימה תמיד לצורך הגופני. החולים לעומת זאת, מודדים סוכר מספר מסוים של פעמים ביום (באמצעות גלוקומטר) ועל-פי המידע המתקבל ממדידות בדידות אלה מזריקים אינסולין. גורם שלילי נוסף הוא שהאינסולין המוזרק מוכנס מתחת לעור, ספיגתו ופינויו משם איטיים יחסית ותלויים במשתנים רבים (חום, פעילות וכו'). בתחילת 2006 אישר מנהל המזון והתרופות האמריקאי שיווק מכשיר המאפשר שאיפת אינסולין במקום הזרקה (מוצר זה זמין רק בארצות הברית לחולים מסוימים).

ישנם פיתוחים מדעיים שמטרתם לשפר מצב זה. הראשון שבהם הוא אינסולינים סינתטיים בעלי תכונות שונות. רמות האינסולין בגוף התקין מורכבות ממרכיב בסיסי (בזאלי) השומר על רמה קבועה כל הזמן, ומרכיב "בולוסי" היוצר קפיצה ברמות אינסולין כאשר אנו אוכלים. כדי לחקות דבר זה פותחו כיום אינסולינים השומרים על רמה קבועה (לבמיר, לנטוס) ואינסולינים שרמתם עולה ויורדת בצורה מהירה מאוד (נובורפיד, הומולוג).

ההתפתחות הבאה הגיעה עם הצגתה של משאבת האינסולין. משאבה זו נישאת על האדם ומזריקה לגופו רמה קבועה של אינסולין, כאשר הוא אוכל הוא יכול להזריק כמות נוספת. מחקרים שונים הראו שמשאבה זו מספקת איזון סוכר טוב יותר וגם מעניקה לנושאיה יותר גמישות באורח החיים. למרות זאת חולים רבים מעדיפים להזריק במידת הצורך, ולא להשתמש במשאבה המחוברת לגוף כל הזמן. שילוב עתידי של משאבת האינסולין עם מד סוכר, ייצור לבלב מלאכותי.

בשנת 2022 הודיעה חברת תרופות ללא כוונת רווח ממדינת יוטה שתפתח סוגי אינסולין ותבקש להם אישור של ה-FDA. גם מדינת קליפורניה החליטה לקדם יצור עצמי של אינסולין כדי להוזילו באופן משמעותי.

ראו גם 
 צ'ארלס בסט

קישורים חיצוניים 

 
 
 Deadly sea snail uses weaponised insulin to make its prey sluggish מאתר הגרדיאן .
איתי נבו ודניאלה אפלבלט, התרופה המהונדסת הראשונה, באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 14 בנובמבר 2022
סקירת סוגי האינסולין וטווחי הפעולה של הסוגים השונים, אורון אופק

הערות שוליים

חלבונים
טיפול בסוכרת
סמני גידול
הורמוני הלבלב