אינסולין - Insulin

הדפס

אינסולין
Insulin
יוצר הערך	פרופ' איתמר רז וד"ר חוליו וינשטיין

אינסולין הנו הורמון, המווסת את ריכוז הסוכר (גלוקוז) בדם, מסדיר את חילוף החומרים של הפחמימות ופועל להאטת פירוק החלבון והשומן ברקמות.

מולקולת האינסולין מורכבת משתי שרשרות פוליפפטידיות: שרשרת ה- A בנויה מ21- חומצות אמינו ושרשרת ה-B בנויה מ30- חומצות אמינו. שתי השרשרות מחוברות באמצעות קשרים דיסולפידיים, ומקופלות יחד תוך יצירת מולקולה קומפקטית עם גרעין הידרופובי, הנתון במעטפת הידרופילית.

האינסולין מופרש מתאי הבטא אשר באיי לנגרהנס בלבלב. ייצורו עובר דרך מולקולת פרקורסור גדולה יותר, -Pre-Proinsulin, המתפרקת ל- Proinsulin. הפרואינסולין בנוי משרשרת A ו- B המחוברות בפפטיד קצר בן 30 חומצות אמינו, ה- C-peptide . לאחר שה- Proinsulin עובר למנגנון Golgi , הוא נארז לתוך שלפוחיות המכילות אנדופפטידזות, אשר מסלקות את מקטע ה- C – peptide תוך יצירת מולקולות האינסולין. מולקולות האינסולין נארזות בתוך גרנולות הפרשה, שבתוכן הן מתחברות עם שני יוני אבץ תוך יצירת הקסמרים, העשויים משישה מונומרים.

המנגנון שבאמצעותו האינסולין מופרש מתאי הבטא מאופיין בנדידת גרנולות האינסולין אל עבר דופן התא, כשאיחוי דופן הגרנולה עם קרום התא מביא לשחרור תכולתה. האינסולין מופרש מתאי הבטא אל מערכת הדם הפרטלית בצורה פעימתית, כאשר כ- 50%-40% מן הכמות המופרשת נקלטת בכבד ומשמשת לצרכיו המטבוליים. השאר מועבר למחזור הדם הכללי. הווסת העיקרי בתהליך הפרשת האינסולין הוא ריכוז הסוכר (הגלוקוז) בדם. גורמים מגרים נוספים הם חומצות אמינו, גופי קטו, חומצות שומן חופשיות (FFA) והורמונים של מערכת העיכול. הגורמים המעכבים את הפרשת האינסולין הם קטכולאמינים, סטרואידים (בעיקר גלוקוקורטיקואידים), הורמון הגדילה וכן מווסתים פאראקריניים, כמו גלוקוגון וסומטוסטטין.

ההפרשה היומית של האינסולין היא כ- 0.5-0.3 יחידות לק"ג משקל גוף, כאשר תכולת הלבלב במועד נתון היא כ- 250 יחידות. מן ההיבט הפונקציונלי ניתן לחלק את הפרשת הלבלב לשני חלקים: א. הפרשה בסיסית בין הארוחות, שהיא כ- 50% מן ההפרשה היומית הכוללת. ב. הפרשה בעקבות הארוחות. רמת האינסולין בדם עולה בעקבות הארוחה בתוך 10 דקות ועשויה להגיע , כעבור 45 דקות לכדי פי 15 מן ההפרשה הבסיסית. ההפרשה חוזרת לקצב הבסיסי בתוך שעתיים.

עד שנות ה-80 הופק האינסולין בעיקר מלבלבים של בקר ושל חזיר. בתחילת שנות ה80- הופיע בשוק לראשונה אינסולין ממקור אנושי שיוצר בשיטות של הנדסה גנטית, תוך שימוש בחיידקי E. coli . בתהליך הייצור הנוכחי של האינסולין האנושי התוצר מזוקק ומטוהר לחלוטין, ופחתו מאד הסיבוכים המיוחסים למוצר עצמו. ניתן להאריך את משך פעולת האינסולין באמצעות קשירתו לפרוטאין או לאבץ, המעכבים את קצב ספיגתו מאתר ההזרקה. הארכת משך הפעולה נותנת מענה טוב יותר לצורך בהפרשה הבסיסית בין הארוחות. בשנות ה-60 המוקדמות הופיעו לראשונה בשוק תוצרי אינסולין דו שלביים: תערובות של אינסולין קצר – טווח ובעל טווח בינוני, והן כיום הנוסחאות הנפוצות ביותר בשימוש קליני. קיים מגוון של מוצרים ביחסים משתנים של שני מרכיבים אלה.

בדרך כלל מוזרק האינסולין אל השומן התת-עורי, ומשום כך על המטופל להמתין 15-30 דקות עד שהאינסולין קצר-הטווח מתפרק מן ההקסמרים למונומרים בני-ספיגה.

בשנים האחרונות התוודענו לאנלוגים של אינסולין, המיוצרים בשיטות ההנדסה הגנטית. אנלוגים אלו של אינסולין מונומרי מצטיינים בכך, שבעקבות השינוי במבנה המולקולה נמנעת האגרגציה של האינסולין להקסמרים. בכך מתאפשרת ספיגה מהירה מאד של המונומרים אל תוך מחזור הדם ומושגת פעילות ביולוגית מואצת הקרובה יותר לסיטואציה הפיזיולוגית.

כמו כן, מיוצרים ומשווקים כיום גם אנלוגים ארוכי-טווח, המחקים את קצב ההפרשה הבסיסי, הפיזיולוגי. פרופיל הספיגה של אנאלוגים אלה הוא בעל תנודות מתונות יותר, ולכן הם מאפשרים רמה קבועה ומתמשכת בין הארוחות. באמצעות השילוב בין אנלוגים קצרי-טווח לאנלוגים ארוכי-טווח, אנו מתקרבים יותר לסימולציה של פרופיל ההפרשה הפיזיולוגי של אינסולין.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' איתמר רז וד"ר חוליו וינשטיין