Dziś wpis o bardzo ważnym dla mnie i wielu osób na świecie polipeptydzie, który
jest zbudowany z 51 reszt aminokwasowych, czyli insulinie ludzkiej (HI). Jest ona
często zaliczana do białek z uwagi na łatwość, z jaką z cynkiem lub innymi jonami
tworzy dimery, a nawet heksamery. Insulina wykazuje szerokie spektrum
aktywności biologicznej, w tym obniża poziom glukozy we krwi, zwiększając
zawartość glikogenu w wątrobie, wzmaga także biosyntezę aminokwasów, białek
oraz kwasów tłuszczowych. Wpływa na wnikanie glukozy do komórek mięśni i
tkanki tłuszczowej. Brak, a nawet niski poziom insuliny wywołuje głód komórek,
przy czym niewykorzystana glukoza gromadzi się w organizmie, zwiększając jej
stężenie we krwi
.
Insulina została odkryta w 1921 roku przez Banting'a i Maclead'a, za co w 1923
roku dostali Nagrodę Nobla. Również ustalenie jej struktury pierwszorzędowej w
roku 1955 zostało ocenione wysoko i w 1958 roku Nagrodę Nobla przyznano
Sangerowi i Hodking. Insulina jest złożona z dwóch łańcuchów: A zawierającym
21 reszt aminokwasowych i B, w którym znajduje się 30 takich reszt. Oba łańcuchy
połączone są dwoma mostkami disulfidowymi, a w łańcuchu A znajduje się
dodatkowy mostek S-S. Więcej o odkryciu insuliny.
Parę lat temu większość diabetyków używała insuliny otrzymywanej z trzustek
wołowych lub wieprzowych. Insulinę surową, po izolacji z trzustki poddaje się
oczyszczaniu przez krystalizację, najczęściej w postaci kompleksu z cynkiem. Tak
otrzymany lek, zwany insuliną krystaliczną, zawiera kilka procent zanieczyszczeń.
Musi ona być poddana dalszemu oczyszczaniu. Dokonuje się tego za pomocą
sączenia molekularnego, chromatografii cieczowej albo ekstrakcji
przeciwprądowej.
Pod względem funkcji biologicznych zarówno insulina wieprzowa, jak i wołowa
spełniają swoją funkcję w stosunku do ludzkiego organizmu. Insulina świńska
różni się od ludzkiej tylko jednym aminokwasem, bydlęca zaś trzema. Choć może
to się wydawać niewielką różnicą, to dla układu odpornościowego ma zasadnicze
znaczenie - insuliny zwierzęce wywołują często naturalne reakcje obronne w
postaci miejscowych, a nierzadko uogólnionych odczynów uczuleniowych. Z tego
powodu znaleziono sposób na wytwarzanie insuliny "ludzkiej" produkowanej przez
bakterie w laboratoriach biotechnologicznych, które takiego zagrożenia nie
stwarzają.
Produkcja leków biologicznych wytwarzanych przez żywe komórki (w zależności
od metody - bakteryjne, roślinne lub zwierzęce) przeprowadzana jest w specjalnych
bioreaktorach. Produkcja składa się z trzech etapów. Pierwszy to namnażanie
komórek gospodarza oraz wprowadzenie ich do ich genomu, drogą rekombinacji,
ludzkiego materiału genetycznego kodującego pożądane białko. W drugim etapie
odprowadza się je z bioreaktora i oczyszcza z pozostałości mieszaniny reakcyjnej,
w trzecim - konfekcjonuje.
Aby znacznie poprawiają komfort życia chorych na cukrzycę, wyprodukowano
insuliny analogowe. Ze względu na zmienioną kolejność aminokwasów w
łańcuchach ma inny czas działania niż insulina ludzka - szybszy lub przedłużony.
Modyfikacja struktury łańcucha B sprawia, że preparat po wstrzyknięciu wchłania
się bardzo szybko i w ciągu 20-40 min. osiąga szczyt działania , natomiast inne
modyfikacje mogą sprawić, że insulina będzie miała 24-godzinny czas wchłaniania
i równomierne działanie. Takie insuliny stosuje się obecnie w intensywnej
insulinoterapii.
Ciekawostka
Na przełomie XX i XXI wieku insulinę zaczęto wykorzystywać jako nielegalnie
stosowany, trudny do wykrycia anabolik. Pomaga ona sportowcom i kulturystom
zwiększyć masę mięśni, szczególnie skutecznie w połączeniu ze sterydami
anabolicznymi lub hormonem wzrostu. Sterydy stymulująco wpływają na rozrost
mięśni, a insulina chroni je przed zanikiem. Taki cel ma przyjmowanie insuliny
podczas przygotowywania się do zawodów. Insulina podana wraz z glukoza
bezpośrednio przez rozpoczęciem zawodów umożliwia zawodnikowi podniesienie
progu wydolności dzięki zwielokrotnieniu metabolizmu glukozy. Zawodnicy,
którzy w krótkim czasie zmuszeni są do dużego wysiłku, a więc krótko i
średniodystansowi biegacze czy skoczkowie, osiągają największe korzyści z
przyjmowania insuliny jako dopingu. Szybkie znikanie insuliny we krwi utrudnia
wykrycie egzogennego hormonu. Jest to niezwykle groz
ny anabolik nie tylko ze
względu na trudność udowodnienia jego stosowania, ale nadmiar insuliny jest
śmiertelnie niebezpieczny dla zdrowia. Przyjmowanie przez dłuższy czas
rozregulowuje system immunologiczny, wywołuje bezpłodność i degeneracje wielu
organów wewnętrznych, a przedawkowanie prowadzi do śpiączki i zejścia.
A. Kołodziejczyk, Naturalne związki organiczne
Wiedza i Życie, styczeń 2012
Lubert Stryer, Biochemia
http://chemicznyswiat.blogspot.com/