انسولین پلی‌پپتیدی است که از دو زنجیره پپتیدی A و B تشکیل یافته است. تعداد اسیدهای آمینه در زنجیره‌ها که در زنجیره A برابر ۲۱ و در زنجیره B برابر ۳۰ میباشد، در انسولینهای جدا شده از اغلب گونه‌های حیوانی ثابت است.
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز، این دو زنجیره به کمک دو پل دی‌سولفور ، یکی بین اسیدهای آمینه شماره ۷ از دو زنجیره و دیگری میان اسیدهای آمینه شماره ۲۰ از زنجیره A و شماره ۱۹ از زنجیره B با یکدیگر اتصال دارند. علاوه بر این ، ریشه‌های اسید آمینه ردیف ۶ و ۱۱ در داخل زنجیره A بوسیله پیوند دی‌سولفور به یکدیگر متصل هستند. مکان این پیوندها در گونه‌های مختلف ، ثابت است.
پژوهشگران با بررسی اثرات تغییرات شیمیایی هر یک از اسیدهای آمینه در ردیفهای مختلف ساختمان انسولین موفق شده‌اند، قسمتهایی از ساختمان انسولین را که برای بروز اثرات زیست شناختی آن ضروری هستند را تعیین کنند. انسولین در غلظتهای فیزیولوژیک به صورت یک مونومر ساده میباشد و در غلظتهای بالاتر ، انسولین پلیمریزه شده و ساختمان کمپلکس را به خود می‌گیرد و یونهای روی (Zn ) نقش بسیار مهمی را در ایجاد این کمپلکس بر عهده دارند.
● بیوسنتزانسولین
بیوسنتز انسولین و بسته بندی هورمون به صورت دانه‌های ترشح کننده با نظم معین در درون سلولهای بتا جزایر لانگرهانس غده لوزوالمعده صورت می‌گیرد.
ابتدا هورمون به صورت پری پرو انسولین توسط ریبوزومهایی که بر روی شبکه آندوپلاسمی خشن سلولها قرار گرفته‌اند ساخته می‌شود. این پیش ساز که دارای ۲۳ اسیدآمینه آب گریز بنام قطعه رهبر است به داخل شبکه آندوپلاسمی هدایت می‌شود. در داخل شبکه این قطعه جدا شده و پیش ساز به “پرو انسولین” تبدیل می‌شود. آرایش فضایی این مولکول به صورتی است که شرایط ایجاد پلهای دی‌سولفور را فراهم می‌سازد.
در ساختمان پروانسولین ، از جهت ریشه آمین اتنهایی ، ابتدا زنجیره B قرار گرفته که با یک رشته اسید آمینه به نام “پپتید C” متصل شده و انتهای دیگر پپتید C با زنجیره A پیوند یافته است. پروانسولین به داخل دستگاه گلژی منتقل شده تا تحت تاثیر آنزیمهای پروتئولیز کننده، مولکولهای انسولین آزاد می‌شوند که پس از تجزیه دو زنجیره A و B پپتید C آزاد می‌شود.
دو زنجیره A و B بوسیله پیوندهای دی‌سولفور به هم متصل می‌شوند و انسولین کامل را بهجود می‌آورند. ساختمان و شکل دانه‌های ترشح کننده انسولین در حین عبور از داخل غشای پلاسمایی تکمیل می‌شود. این هورمون با یون روی ترکیب شده و هگزامرهایی را تشکیل می‌دهند. این دانه‌ها تحت تاثیر تحریکات خاصی با غشای سلول درآمیخته و محتوای خود را به روش اگزوسیتوز به خارج می‌ریزند.
● سیستم تنظیم ترشح انسولین
اثر گلوکز
افزایش گلوکز خون ، مهمترین عامل فیزیولوژیک تنظیم کننده ترشح انسولین است. غلظت گلوکز خون در حالت ناشتا (۸۰ – ۱۰۰ میلی گرم درصد) آستانه غلظتی است که تجاوز از آن با تحریک ترشح انسولین همراه است. و بیشترین اثر محرک گلوکز زمانی حاصل می‌شود که غلظت آن در خون به حدود ۵۰۰ – ۳۰۰ میلیگرم درصد برسد.
اثر اسیدهای آمینه ، اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی
غذاهای غنی از پروتئین ، ترشح انسولین را تحریک می‌نمایند و اسیدهای آمینه آرژینین ، لیزین و لوسین از محرکهای قوی ترشح انسولین هستند. اثر غلظتهای فیزیولوژیک اسیدهای چرب و ترکیبات کتونی در تحریک ترشح انسولین بسیار ضعیف است.
اثر سایر هورمونها
تعداد زیادی از هورمونها در ترشح انسولین موثر هستند. پلی‌پپتید مهار کننده معده‌ای (GIP) ، غلظتهای زیاد گاسترین ، سکرتین و گلوکاگن روده‌ایاز طریق افزایش غلظت AMP حلقوی داخل سلولی ، در تحریک ترشح انسولین شرکت دارند. اثر غلظتهای زیاد و طولانی هورمون رشد ، کورتیزول ، لاکتوژن جفتی ، استروژن و پروستروژن نیز منجر به افزایش ترشح انسولین می‌گردد.
● اثر انسولین در تبادلات غشاهای سلولی
سرعت واکنشهای فسفوریلاسیون گلوکز و متابولیسم گلوکز در سلولهای عضلانی و بافت چربی با سرعت انتقال گلوکز به داخل سلول متناسب است. D – گلوکز و قندهای شبیه به آن برای عبور از غشا سلول نیاز به حامل دارند و در اغلب بافتها انسولین نقش تقویت کننده این سیستم حامل را بر عهده دارد. تحت تاثیر انسولین تعداد حاملها افزایش می‌یابد.
علاوه بر گلوکز ، انسولین عمل انتقال اسیدهای آمینه ، یونهای پتاسیم و کلسیم ، نوکلئوتیدها و فسفات معدنی را از غشاهای سلولی تقویت می‌کند.
● اثرات انسولین در متابولیسم گلوکز
انسولین با افزایش کمی و همچنین افزایش فعالیت تعدادی از آنزیمهای کلیدی در واکنشهای گلیکولیز کبدی مانند آنزیمهای گلوکوکیناز و پیروات کیناز ، مصرف گلوکز در مسیر گلیکولیز را افزایش داده و بطور غیرمستقیم از رها شدن گلوکز در پلاسمای خون جلوگیری می‌کند.
از سوی دیگر ، انسولین با کاهش فعالیت آنزیم گلوکز ۶- فسفاتاز موجود در کبد از آزاد شدن گلوکز جلوگیری می‌کند. چون گلوکز ۶- فسفات قادر به عبور از غشا سلول کبدی نیست، عمل انسولین منجر به نگهداری گلوکز در داخل سلولهای کبدی می‌شود.
یکی دیگر از اثرات انسولین که منجر به کاهش غلظت گلوکز در پلاسما می‌گردد، اثراتی است دیررس که در نتیجه مهار کردن واکنشهای نوسازی گلوکز حاصل می‌گردد. مهمترین آنزیم کلیدی در واکنشهای نوسازی گلوکز از مواد غیر قندی در کبد آنزیم فسفوانول پیروات کربوکسی کیناز میباشد که واکنش تبدیل شدن اگزالواستات به فسفوانول پیروات را کاتالیز می‌کند. انسولین با ویژگی خاص ، اثر بازدارنده در رونویسی ژن این آنزیم داشته و از سنتز RNA پیامبر مربوط به آن ، جلوگیری می‌کند.
● اثر انسولین در متابولیزم چربیها
در بافتهای کبدی و چربی ، انسولین دارای اثر بازدارنده قوی در واکنشهای لیپولیز (تجزیه چربیها) است که این اثر نیز خود بطور غیر مستقیم به اثرات آنابولیسمی می‌انجامد. اثر بازدارنده انسولین در واکنشهای لیپولیز از دو راه صورت می‌گیرد.
در حالیکه هورمونهای محرک واکنشهای لیپولیز یعنی گلوکاگن و اپی نفرین عمل خود را از طریق افزایش غلظت AMP حلقوی به انجام می‌رسانند، انسولین با اثری مخالف موجب کاهش غلظت AMP حلقوی می‌گردد.
انسولین با فعال ساختن یک آنزیم فسفاتاز ویژه ، از فعالیت آنزیم لیپاز ، که در تجزیه چربیها نقش دارد جلوگیری می‌نماید.
اثر بازدارنده انسولین در واکنشهای لیپولیز به کاهش غلظت اسیدهای چرب آزاد در جریان خون و نهایتا به افزایش اثرات انسولین در متابولیسم گلوکز می‌انجامد.
● اثر انسولین در متابولیسم پروتئینها
انسولین اصولا دارای اثر آنابولیسمی در متابولیسم پروتئینها است به این معنی که واکنشهای سنتز پروتئینها را فعال ساخته و از تجزیه آنها جلوگیری می‌کند. انسولین جذب اسیدهای آمینه خنثی را توسط سلولهای عضلانی افزایش می‌دهد.
اثر اصلی انسولین در افزایش سنتز پروتئینهای بدن (اسکلت ، عضله ، قلب و کبد) در طی مراحل واکنشهای بیوسنتز پروتئینها به ویژه در مرحله ترجمه RNA پیامبر به پروتئین ، بروز می‌نماید. انسولین قادر است با تغییراتی که در بعضی RNA های پیامبر (mRNA) ایجاد می‌نماید، در سنتز پروتئینهای خاص تاثیر بگذارد.
● بیماریهای ناشی از بروز اختلال در ترشح انسولین
کمبود ترشح انسولین و همچنین پیدایش مقاومت در برابر عمل انسولین منجر به بیماری دیابت قندی می‌گردد. تقریبا ۹۰درصد افراد بیمار ، مبتلا به دیابت قندی نوع II یعنی دیابت قندی غیر وابسته به انسولین هستند. این بیماران معمولا افراد چاقی بوده و غلظت انسولین در پلاسمای خون آنها زیاد است. که این افراد در پروتئینهای پذیرنده انسولین موجود در غشا ، دچار اشکال هستند.
نقش مهم انسولین در رشد و نمو اندامها در دوران جنینی را می‌توان با بررسی نوزادان غیر طبیعی مبتلا به سندرم لپرشونیسم ارزیابی کرد. در این نوزادان ، وزن بدن کمتر از حد طبیعی ، رشد عضلات ناقص ، مقدار چربی زیر پوست کم و عمر نوزاد کوتاه است. این نوزادان در برابر انسولین مقاوم هستند با اینکه مقدار هورمون در خون زیاد است ولی به دلیل نداشتن پروتئین پذیرنده انسولین ، قادر به استفاده از آن نیستند.
● داروی هورمونی انسولین
انسولین یک هورمون طبیعی در بدن می باشد که برای توزیع و ذخیره قند از انرژی مواد غذایی لازم است. در بسیاری از بیماران دیابتی تولید این هورمون در بدن کافی نیست و یا اثربخشی لازم را ندارد. لذا ممکن است داروی هورمونی انسولین برای دیابت نوع یک و یا دیابت نوع دو توسط پزشک معالج تجویز گردد. اما باید دانست مانند بسیاری از داروهای تجویزی، انسولین نیز ممکن است یک سری عوارض جانبی به همراه داشته باشد.
۱- عوارض جانبی انسولین شامل مشکلات جزیی تا مشکلات جدی تر مانند افزایش وزن می باشد.
البته بسیار مهم است که بدانید انسولین به خودی خود سبب افزایش وزن نمی گردد، بلکه به موازات تنظیم قند خون توسط این هورمون، چربی اضافه در بدن به علت مصرف غذای اضافی و یا دریافت مقادیر ناکافی انسولین خوراکی یا تزریقی، می تواند منجر به افزایش وزن گردد. خبر خوب آن است که با یک رژیم غذایی متعادل به همراه فعالیت بدنی منظم، می توان از این عارضه جانبی یعنی افزایش وزن، جلوگیری نمود.
وسیله تزریق انسولین
۲- موقع تزریق انسولین ممکن است قرمزی و خارش خفیفی در محل تزریق ایجاد گردد. اگر خارش و التهاب گسترش یابد و یا پوست بیش از حد خارش دار شود، باید به پزشک مراجعه کرد. وسایل تزریق کننده جدید ( مدل مدادی یا قلم انسولین) به کاهش این عوارض پوستی کمک می کنند (تصویر روبرو).
۳- یکی دیگر از عوارض احتمالی تزریق انسولین ضخیم شدن پوستی است که تزریق ها معمولا در آن ناحیه صورت می گیرند، البته این عارضه تقریبا نادر است.
۴- دیگر عوارض جانبی مصرف انسولین عبارتند از: تورم صورت، لب ها و یا زبان و یا مشکل در تنفس. این عوارض جانبی می توانند نشانه ای از حساسیت جدی به انسولین باشند و هر شخصی که آنها را مشاهده می کند، باید سریعا به پزشک مراجعه کند.
۵- احساس خواب آلودگی، ضعف، گیجی و یا احساس ناخوشی کلی ممکن است نشان دهد که قند خونتان در حد نامطلوبی افزایش یا کاهش یافته است. راه حل این است که قند خون تان بررسی شود و سپس غذا و انسولین دریافتی طبق نظر پزشک تان تنظیم گردد.
۶- در مصرف استنشاقی انسولین، افت قند خون رایج ترین عارضه جانبی می باشد. همچنین تنگی نفس ، درد قفسه سینه، عفونت های تنفسی، سرفه، خشک شدن دهان و زخم گلو نیز ممکن است در اثر مصرف استنشاقی این دارو از طریق دهان و بینی ایجاد شوند.
۷- برخی مواقع ممکن است داروهای دیگری که فرد دیابتی مصرف می کند، با انسولین واکنش نشان دهند و عوارض جانبی نامطلوبی را ایجاد کنند. بسیاری از داروها از جمله داروهای ضد فشار خون و حتی برخی از مکمل های ویتامینی ممکن است حساسیت یا مقاومت بدن فرد نسبت به انسولین را افزایش دهند. برای اجتناب از بروز این عوارض جانبی، پزشک می بایست از تمام داروها و مکمل هایی که بیمار مصرف می کند مطلع باشد، صرف نظر از این که بیمار انسولین را به صورت استنشاقی دریافت کند یا تزریقی .
در پایان ذکر این نکته ضروری است که انسولین به عنوان یک داروی اساسی برای درمان بیماران دیابتی نوع یک و نوع دو که به درمان های دیگر جواب نداده اند، تجویز می گردد. مهم این است که تجویز و تعیین دوز مصرف این دارو بایستی زیر نظر پزشک متخصص انجام شود تا از بروز عوارض احتمالی جلوگیری گردد.
● انواع انسولین :
تفاوت عمده انواع انسولین، در نحوه سرعت اثر آنها میباشد، بنابراین می توان انسولین‌ها را به انواع کوتاه اثر، با اثر متوسط و طولانی اثر تقسیم نمود. انسولینهای کوتاه اثر، شفاف و بی‌رنگ هستند و مهمترین انسولین کوتاه اثر انسولین کریستال یا رگیولار (Regular) می باشد و در روی بر چسب آن حف بزرگ (R) به چشم می خورد.در حالی که انواع با اثر متوسط و طولانی اثر بعلت وجود مواد افزودنی که باعث کند شدن جذب آنها می‌شود، به رنگ کدر می‌باشند.
اثر این نوع انسولین با تاخیر ظاهر شده و برای مدت زمان نسبتا طولانی تری ادامه می یلابد. دو نوع انسولین متوسط الاثر عبارتند از : انسولین NPH (ان-پی-هاش) و انسولین لنت (Lente) .
اثر انسولین کوتاه اثر در حدود نیم ساعت (۳۰ دقیقه) پس از تزریق آن شروع می گردد. حداکثر اثر آن تقریبا دو ساعت بعد از تزریق بوده و تا چهار ساعت دوام می یابد. طول مدت اثر این انسولین در بدن شما در حدود هشت ساعت است.
می‌توان انسولینهای کوتاه اثر و با اثر متوسط را با هم در یک سرنگ مخلوط کرد، اما باید مراقب باشید که انسولین شفاف با انسولین کدر آلوده نکنید. برای این منظور، همیشه ابتدا انسولین کوتاه اثر را با سرنگ بکشید و سپس سرنگ را بداخل انسولین متوسط الاثر فرو نمایید.
هرسه نوع انسولین را می‌توان از منابع حیوانی (خوک و گاز) و یا با استفاده از مهندسی ژنتیک از هورمون انسولین انسان بدست آورد. انسولین‌هایی که اصطلاحاً به آنها انسولین انسانی گفته می‌شود در واقع منشاء حیوانی دارند اما در آنها تغییراتی داده می‌شود که شبیه انسولین انسان شوند. انسولین انسانی بیشتر از انسولین حیوانی تجویز شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انسولین در دو نوع کوتاه اثر و بلند اثر موجود است. فرم کوتاه اثر معمولا قبل از وعده‌های غذایی استفاده می‌شود تا بدن بتواند قند حاصل از خوردن غذاها را مصرف کند.
انسولین رگولار از انواع انسولینهای کوتاه اثر است که در ایران بیشترین موارد مصرف را دارد. این نوع انسولین به دلیل اینکه شفاف است در بین بیماران به «انسولین آبکی» معروف است.
اثر انسولین رگولار نیم تا یک ساعت پس از مصرف شروع می‌شود. بنابراین توصیه می‌شود که نیم ساعت قبل از خوردن غذا تزریق شود.
تاثیر این نوع انسولین حدود سه ساعت بعد به اوج خود می‌رسد و تا حداکثر هشت ساعت تمام می‌شود. به این ترتیب باید توجه داشت، اگر به هردلیلی فرد نتواند پس از تزریق این نوع انسولین غذا بخورد، ممکن است دچار افت قند خون شود. از انسولین رگولار در بیمارستان به صورت تزریقی برای پایین آوردن سریع قند خون نیز استفاده می‌شود.
نوع دیگری از انسولین که استفاده از آن بسیار رایج است ؛ «انسولین ان‌پی‌اچ» است. این نوع انسولین در دسته متوسط تا بلند اثر طبقه‌بندی می‌شود و برای دیابتی‌های نوع یک، ۳ ـ ۲ بار در روز و برای دیابتی‌های نوع ۲، یک بار در شب یا دو بار در صبح و شب تزریق می‌شود.
انسولین ان‌پی‌اچ به رنگ شیری است و بنابراین بیماران به آن انسولین شیری، کدر یا دوغی می‌گویند. بر خلاف انسولین رگولار این نوع انسولین سریع اثر نمی‌کند و لزومی ندارد که حتما قبل از غذا زده شود. در واقع مصرف این نوع انسولین برای تامین نیاز روزانه یا شبانه و بلند مدت فرد است.
شروع اثر این نوع انسولین حدود دو ساعت پس از تزریق است و به تدریج تا هشت ساعت بعد به اوج اثر رسیده و ۱۲ تا ۱۶ ساعت بعد اثرش تمام می‌شود.
این نوع انسولین را می‌توان همراه قرص‌های خوراکی پایین آورنده قند استفاده کرد. بهتر است در طول روز قرص مصرف شود و انسولین را شب‌ها تزریق کرد تا در ساعات شب قند خون کنترل شود و قند خون ناشتا که برای کنترل دیابت اهمیت اساسی دارد، به سطح نرمال نزدیک شود.
نکته اساسی این است که انسولین ان‌پی‌اچ اگر به تنهایی تزریق می‌شود، نیاز به تزریق قبل غذا ندارد و حتی می‌توان آن را قبل از خواب تزریق کرد.
● انواعی از انسولین ها را که می توانید مخلوط کنید عبارتند از :
* انسولین کریستال و انسولین ان پی اچ ( کوتاه الاثر + متوسط الاثر)
* انسولین کریستال و انسولین لنت ( کوتاه الاثر + متوسط الاثر)
* انسولین کریستال و اولترالنت ( کوتاه الاثر + طویل الاثر)
همیشه به رنگ و ظاهر انسولین خود توجه کنید
کنترل ظاهر و رنگ انسولین قبل از هر تزریق ضروریست.
انسولین ان پی اچ ، لنت و اولترالنت بعد از تکان دادن شیشه محتوی آنها رنگ دودی ( غبار آلود) یا شیری دارند. به منظور اطمینان از به هم خوردن کامل ، شهشه حاوی انسولین های فوق را قبل از هر استفاده به آرامی تکان دهید. بعد از اینکه شیشه محتوی انسولین های ان پی اچ ، لنت و اولترالنت را به دقت هم زدید توجه کنید که رنگ آنها دودی یا شیری باشد.
● در موارد زیر استفاده از انسولین های فوق الذکر خودداری کنید:
* اگر بعد از به هم زدن کامل محلول انسولین ماده سفیدی در ته شیشه باقی بماند و مایع بالای آن شفاف باشد.
* چنانچه بعد از تکان دادن شیشه محتوی انسولین توده های شناور ( ذرات شناور) در متن آن پدیدار گردد.
* اگر پس از به هم زدن محلول انسولین ذرات متراکم چسبیده به ته یا جدار شیشه در آن نمایان شود.
* توجه نمائید که انسولین کریستال شفاف و بی رنگ است در صورت پیدایش هر گونه تغییر رنگ در آن نباید مورد استفاده قرار بگیرد.
● منابع تهیه انسولین:
۱- انسولین گاوی: که از لوزالمعده گاو تهیه می شود.
۲- انسولین خوکی: که از لوزالمعده خوک استخراج می شود.
۳- مخلوط انسولین گاوی و خوکی: مخلوطی است از انسولین استخراج شده از لوزالمعده گاو و خوک.
۴- انسولین انسانی: که به طریق بیوسنتز با استفاده از تکنولوژی نو ترکیبی DNA و یا بوسیله تغییر در ساختمان انسولین خوک ساخته می شود. اگرچه این انسولین درست همانند انسولینی است که در بدن افراد تولید می شود لیکن منبع آن لوزالمعده انسان نمی باشد.
● شرایط نگهداری شیشه انسولین
به تاریخ انقضای مصرف انسولین توجه کنید. شیشه های انسولین را داخل یخچال نگهداری کنید. شیشه هائی که خارج از یخچال نگهداری می شوند بعد از۳۰ روز قدرت اثرشان کم می گردد. هنگام مسافرت آن شیشه ای را که مصرف می کنید می توانید داخل کیف یا جامه دان نگهدارید.
انسولینNPH را هنگام مصرف به آرامی بین دو کف دست بغلتانید . هنگام مصرف محتوای شیشه باید یک دست وشیری رنگ باشد درغیر این صورت قابل استفاده نخواهد بود.
انسولین رگولار(کریستال) بی رنگ است. محتوای شیشه باید شفاف ویکدست باشد در صورت کدر بودن قدرت اثر خود را از دست داده است.
در صورت یخ زدگی ،رسوب در ته شیشه یا وجود ذرات معلق غیر قابل استفاده می باشد.
قبل از هر تزریق باید دستها را کاملا بشویید.
محل های تزیق انسولین شامل شکم ، بازو و ران میباشد. جذب انسولین در شکم سریعتر از بازو و در بازوها سریعتر از ران است. ورزش سرعت جذب انسولین را از نواحی تزریق افزایش می دهد.
زاویه تزریق در افراد چاق ولاغر متفاوت است در افراد چاق تزریق با زاویه ۹۰ درجه ولی در افراد لاغر با زاویه ۴۵ درجه انجام می شود.
انسولین ان پی اچ و رگولار را۳۰ -۲۰ دقیقه قبل از غذا تزریق کنید.محل تزریق را مرتبا عوض کنید. فاصله هر تزریق با تزریق بعدی حدود ۵/۱-۱ سانتی متر باشد.
دمای انسولین تزریقی باید مشابه دمای اتاق باشد. قبل از تزریق شیشه انسولین را بمدت ۳۰دقیقه خارج از یخچال نگهداری کنید
سعی کنید همواره انسولین را دریک ساعت مشخص از شبانه روز تزریق نمایید.
اگر پیش از تزریق از الکل استفاده می کنید (مالیدن الکل در محل تزریق در صورت تمیز بودن ضرورت ندارد)، باید صبرکنیدتاالکل از سطح پوست تبخیر شود سپس تزریق را انجام دهید.
