داروشناسى

سلول‌هاى بتاى جزاير لانگرهانس لوزالمعده انسولين را از يک پيش‌ساز تک‌زنجيره‌اى به نام پروانسولين مى‌سازند. پروانسولين يک پلى‌پپتيد با ۸۶ اسيد آمينه است. در هنگام تبديل پروانسولين به انسولين، چهار اسيد آمينهٔ قليائى و يک پپتيد اتصالى متشکل از ۳۴ اسيد آمينه (موسوم به پپتيد C) در اثر فرآيند پروتئوليز برداشته مى‌شوند. اين امر منجر به پيدايش دو زنجيرهٔ پپتيدى A و B مولکول انسولين مى‌گردد. دو پيوند دى‌سولفيد بين زنجيره‌اى و يک پيوند دى‌سولفيد داخل زنجيره‌اى در مولکول انسولين وجود دارد. زنجيره A معمولاً از ۲۱ اسيد آمينه تشکيل شده و زنجيرهٔ B داراى ۳۰ اسيد آمينه مى‌باشد. وزن مولکولى انسولين، ۵۸۰۰ دالتون است. به‌نظر نمى‌رسد که پروانسولين يا پپتيد C اثرات فييولوژيک داشته باشد.

مکانيسم اثر

نسوج هدف اصلى براى تنظيم تعادل گلوکز توسط انسولين عبارت از کبد، عضله و چربى هستند، ولى انسولين اثرات تنظيمى قدرتمندى بر ساير انواع سلول‌هاى بدن نيز دارد. انسولين هورمون اصلى مسئول کنترل ذخيره‌سازى و مصرف مواد مغذى سلولى است. اين هورمون سيستم‌هاى انتقال و نيز آنزيم‌هاى دخيل در مصرف و ذخيره‌سازى درون سلولى گلوکز، اسيدهاى آمينه و اسيدهاى چرب را فعال مى‌سازد و در ضمن روندهاى کاتابوليک نظير تجزيه گليکوژن، چربى و پروتئين را مهار مى‌نمايد.


اثرات انسولين از طريق اتصال به يک رسپتور در سطح سلول آغاز مى‌شوند و اين گيرنده‌ها تقريباً در تمام سلول‌هاى بدن انسان وجود دارند. رسپتورهاى مذکور هم در نسوج هدف کلاسيک انسولين (کبد، عضله و چربي) و نيز در نسوج غيرکلاسيک مثل سلول‌هاى خوني، مغزى و گنادال وجود دارند. تعداد رسپتورها از ۴۰ گيرنده در هر سلول اريتروسيت تا ۳۰۰ هزار در سلول‌هاى بافت چربى و کبدى متغير است.


اثرات انسولين به سه گروه طبقه‌بندى مى‌شوند. اثرات فورى يا سريع در ظرف چند ثانيه يا دقيقه رخ مى‌دهند و شامل فعال نمودن سيستم‌هاى انتقال گلوکز و يون و تغييرات آنزيمى من‌جمله فسفريلاسيون و دِفسفريلاسيون هستند. اثرات حد واسط نظير القاء آنزيم‌هاى اورنى‌ تين‌ دکربوکسيلاز و تيروزين آمينو ترانسفراز ظرف ۳ تا ۶ ساعت رخ مى‌دهند و از تنظيم بين ژنى ناشى مى‌گردند. اثرات بلندمدت انسولين مستلزم گذشت ساعت‌ها يا روزهاى متعدد است و شامل تحريک تزايد و تمايز سلولى است.

اثرات

انسولين تقريباً بر تمام بافت‌هاى بدن اثرات مهمى دارد. گيرندهٔ انسولين، يک تيروزين کيناز داخل غشائى است. اين گيرنده وقتى به‌وسيلهٔ هورمون فعال مى‌شود، خود و طيفى از پروتئين‌هاى داخل سلولى مختلف را فسفريله مى‌کند. اندام‌هاى هدف اصلى براى اعمال انسولين عبارتند از:


- کبد:

انسولين در کبد گليکوژنوليز را مهار مى‌کند، تبديل اسيدهاى چرب و اسيدهاى آمينه به کتواسيدها را مهار مى‌نمايد و مانع تبديل اسيدهاى آمينه به گلوکز مى‌شود.


انسولين همچنين يک اثر آنابوليک دارد و موجب افزايش ذخيره‌سازى گلوکز به‌صورت گليکوژن مى‌شود (آنزيم‌هاى گلوکوکيناز و گليکوژن سنتاز را القاء و آنزيم فسفريلاز را مهار مى‌کند). به‌علاوه موجب افزايش سنتز ترى‌گليسريدها و افزايش تشکيل VLDL مى‌شود. انسولين کاتابوليسم پروتئين را نيز کاهش مى‌دهد.


- عضله:

انسولين در عضله از طريق افزايش نقل و انتقال اسيدهاى آمينه و ازدياد سنتز ريبوزومى پروتئين، باعث افزايش پروتئين مى‌شود. همچنين با افزايش انتقال گلوکز و القاء گليکوژن سنتاز و مهار فسفريلاز، سنتز گليکوژن را زياد مى‌کند. انسولين همچنين موجب افزايش مولکول‌هاى ترانسپورت Glut4 داخل ديوارهٔ سلولى شده و بدين ترتيب ورود گلوکز به داخل سلول‌هاى عضلانى را تسهيل مى‌نمايد.


- بافت چربى:

انسولين با القاء و فعال نمودن ليپوپروتئين ليپاز باعث هيدروليز ليپوپروتئين‌ها و تشکيل ترى‌گليسريد مى‌شود. انسولين همچنين موجب افزايش انتقال گلوکز به داخل سلول شده (از طريق انتقال‌دهنده‌هاى Glut4) و بدين ترتيب گليسرول فسفات لازم براى استريفيه کردن اسيدهاى چرب (حاصل از انتقال ليپوپروتئين‌ها) را تأمين مى‌کند. انسولين ليپاز داخل سلولى را مهار مى‌نمايد. برآيند اين تغييرات افزايش ذخيره‌سازى ترى گليسريد است.

فارماکوکينتيک

انسولين به شکل منومر آزاد وارد خون مى‌شود و حجم توزيع آن تقريباً معادل حجم مايع خارج سلولى است. در حالت ناشتا پانکراس حدود ۴۰ ميکروگرم (يک واحد) انسولين را در ساعت به داخل وريد باب ترشح مى‌کند. بعد از خوردن يک وعده غذا، غلظت انسولين در جريان خون باب به سرعت افزايش مى‌يابد و هم‌زمان، غلظت انسولين در خون محيطى نيز زياد مى‌شود.


نيمه عمر پلاسمائى هورمون انسولين در افراد طبيعى حدود ۵ تا ۶ دقيقه است. نيمه عمر پروانسولين طولانى‌تر از انسولين مى‌باشد (حدود ۱۷ دقيقه). با توجه به کوتاه بودن نيمه عمر، فرآورده‌هاى صناعى به‌گونه‌اى ساخته‌ شده‌اند که هورمون را به کندى در گردش خون آزاد کنند.


فرآورده‌هاى داروئى موجود انسولين براساس سرعت و طول اثر به سه دسته تقسيم مى‌شوند: سريع و کوتاه اثر، کُند و طويل‌الاثر و حد واسط. همهٔ انواع فرآورده‌هاى انسولين داراى روى (Zn) هستند. نسبت روى (و ساير مواد) عامل تعيين‌کنندهٔ سرعت آزادسازى هورمون فعال از مکان تزريق و نيز عامل تعيين‌کنندهٔ طول اثر آن مى‌باشد.


متابوليسم انسولين عمدتاً در کبد، کليه و عضله صورت مى‌پذيرد. حدود ۵۰% انسولين که از طريق وريد باب به کبد مى‌رسد، تخريب شده و هرگز به جريان خون عمومى وارد نمى‌شود. انسولين توسط گلومرول‌هاى کليه تصفيه شده و توسط توبول‌ها بازجذب مى‌گردد.

کاربردهاى بالينى

مصرف بالينى انسولين عمدتاً محدود به بيمارى ديابت وابسته به انسولين مى‌باشد.