Insulin

Insulin là một hormone peptide chứa hai chuỗi liên kết chéo bởi các cầu nối disulfide.
Insulin (/ˈɪn.sjʊ.lɪn/, từ Latin insula, nghĩa đen: 'đảo') là một hormone peptide được sản xuất bởi các tế bào beta của đảo tụy; nó được coi là hormone đồng hóa chính của cơ thể. Nó điều chỉnh sự chuyển hóa carbohydrate, chất béo và protein bằng cách thúc đẩy sự hấp thụ glucose từ máu vào tế bào gan, mỡ và cơ xương. Trong các mô này, glucose được hấp thụ được chuyển đổi thành glycogen thông qua glycogenesis hoặc chuyển hóa axit béo (triglyceride) thông qua quá trình lipogenesis, hoặc, trong trường hợp của gan, thông qua cả hai quá trình. Sự sản xuất và bài tiết glucose của gan bị ức chế mạnh mẽ bởi nồng độ insulin cao trong máu. Insulin lưu hành cũng ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein trong nhiều loại mô. Do đó, nó là một hormone đồng hóa, thúc đẩy quá trình chuyển đổi các phân tử nhỏ trong máu thành các phân tử lớn bên trong các tế bào. Nồng độ insulin thấp trong máu có tác dụng ngược lại bằng cách thúc đẩy quá trình dị hóa lan rộng, đặc biệt là mỡ cơ thể dự trữ.
Các tế bào beta rất nhạy cảm với lượng đường trong máu để chúng tiết ra insulin vào máu để đáp ứng với mức glucose cao; và ức chế bài tiết insulin khi nồng độ glucose thấp. Insulin tăng cường hấp thu glucose và chuyển hóa trong các tế bào, do đó làm giảm lượng đường trong máu. Các tế bào alpha lân cận của chúng, bằng cách lấy tín hiệu từ các tế bào beta, tiết glucagon vào máu theo cách ngược lại: tăng tiết khi glucose trong máu thấp và giảm bài tiết khi nồng độ glucose cao. Glucagon làm tăng mức đường huyết bằng cách kích thích glycogenolysis và gluconeogenesis ở gan. Sự tiết insulin và glucagon vào máu để đáp ứng với nồng độ glucose trong máu là cơ chế chính của cân bằng nội môi glucose.
Giảm hoặc mất hoạt động của insulin dẫn đến đái tháo đường, một tình trạng của lượng đường trong máu cao (tăng đường huyết). Có hai loại bệnh. Trong đái tháo đường týp 1, các tế bào beta bị phá hủy bởi phản ứng tự miễn dịch để insulin không còn có thể được tổng hợp hoặc tiết vào máu. Trong đái tháo đường týp 2, sự phá hủy các tế bào beta ít rõ rệt hơn so với bệnh tiểu đường loại 1, và không phải do quá trình tự miễn dịch. Thay vào đó, có sự tích tụ amyloid trong các đảo nhỏ tụy, có khả năng phá vỡ giải phẫu và sinh lý của chúng. Cơ chế bệnh sinh của bệnh tiểu đường loại 2 chưa được hiểu rõ nhưng giảm dân số tế bào beta, giảm chức năng bài tiết của các tế bào beta nhỏ tồn tại và kháng insulin mô ngoại biên có liên quan. Bệnh tiểu đường loại 2 được đặc trưng bởi sự tăng tiết glucagon không bị ảnh hưởng và không đáp ứng với nồng độ glucose trong máu. Nhưng insulin vẫn được tiết vào máu để đáp ứng với đường huyết. Kết quả là glucose tích lũy trong máu.
Protein insulin của con người có công thức là C257H383N65O77S6 bao gồm 51 amino acid và có khối lượng phân tử là 5808 Da. Nó là một dimer hetero của chuỗi A và chuỗi B, được liên kết với nhau bằng liên kết disulfide. Cấu trúc của Insulin thay đổi một chút giữa các loài động vật. Insulin từ các nguồn động vật khác nhau một chút về hiệu quả (về tác dụng chuyển hóa carbohydrate) so với insulin người vì những biến thể này. Insulin lợn đặc biệt gần với phiên bản người và được sử dụng rộng rãi để điều trị bệnh nhân tiểu đường loại 1 trước khi insulin người có thể được sản xuất với số lượng lớn bằng công nghệ DNA tái tổ hợp.
Insulin là hormone peptide đầu tiên được phát hiện. Frederick Banting và Charles Herbert Best, làm việc trong phòng thí nghiệm của JJR Macleod tại Đại học Toronto, là những người đầu tiên phân lập insulin từ tuyến tụy chó vào năm 1921. Frederick Sanger đã giải trình tự cấu trúc amino acid vào năm 1951, khiến insulin trở thành protein đầu tiên được giải trình tự đầy đủ. Cấu trúc tinh thể của insulin ở trạng thái rắn được xác định bởi Dorothy Hodgkin vào năm 1969. Insulin cũng là protein đầu tiên được tổng hợp hóa học và sản xuất bằng công nghệ tái tổ hợp DNA. Nó nằm trong Danh sách các loại thuốc thiết yếu của WHO, gồm các loại thuốc quan trọng nhất cần có trong hệ thống y tế cơ bản.