Egy nemzetközi kutatócsoport megfigyelte, miként "dokkol" az inzulin a sejtek felületén.
Először kapta "lencsevégre" egy nemzetközi kutatócsoport, hogy az inzulin miként "dokkol" a sejtek felületén. A folyamat megismerése segít olyan új készítmények kifejlesztésében, amelyek egyaránt hatásosak az 1-es és 2-es típusú diabéteszben. A vizsgálatokról a Nature legújabb számában jelent meg tanulmány.
Több mint két évtizede próbálják megfejteni a tudósok, hogy az inzulin miként kapcsolódik a sejtek inzulinreceptoraihoz. Ez a csatlakozás létfontosságú szerepet játszik abban a folyamatban, hogy miként nyerik ki a sejtek az energiaforrásként szolgáló glükózt a véráramból. A rejtélyt egy nemzetközi kutatócsoport fejtette meg, a vizsgálatokban amerikai, angol, ausztrál és cseh tudósok vettek részt a melbourne-i Walter és Eliza Hall Orvostudományi Kutatóközpont kutatóinak irányításával.
A háromdimenziós felvételek, amelyeket a melbourne-i szinkrotronban (részecskegyorsítóban) készítettek, megmutatták, hogy a kapcsolódás igen szokatlan módon történik, mind az inzulinmolekulák, mind a sejtek receptorai megváltoztatják alakjukat. A receptor kulcsfontosságú elemei "kitüremkednek", hogy a "kinyíló" inzulinmolekulába illeszkedjenek. "Olyan ez, mint egy molekuláris 'kézfogás' " - jellemezte a folyamatot a kutatásokat irányító Mike Lawrence.
Kifejtette, a kapcsolódás mechanizmusának megismerésével megfejthetik, hogy miért marad el időnként a "molekuláris kézfogás", azaz miért hatástalanok a készítmények. "Sokkal hatékonyabb, hosszabb hatású inzulinkészítmények állíthatók elő, ha megismerjük a kapcsolódás folyamatát" - magyarázta Mike Lawrence, aki szerint az sem elképzelhetetlen, hogy idővel az inzulint akár tabletták formájában is előállíthatják.
Az inzulinról
Az inzulin a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteiben található béta-sejtek által termelt polipeptid hormon, amely a szénhidrátok, fehérjék és zsírok anyagcseréjének szabályozásában vesz részt. A szervezet sejtjei csak inzulin jelenlétében képesek felvenni a vérből a glükózt.
Paul Langerhans 1869-ben leírta a hasnyálmirigy később róla elnevezett szigeteit (Langerhans-szigetek).
Josef von Mering és Oskar Minkowski 1889-ben végezték el híres kísérletüket Strasbourgban, melynek során a hasnyálmirigy kiirtása után kutyákban cukorbetegség alakult ki. John James McLeod, torontói orvos 1913-ban egy könyvben foglalta össze az addig megismert összes tudnivalót a cukorbetegségről. Nicolae Paulescu, a bukaresti Orvostudományi és Gyógyszerészeti Egyetem fiziológiaprofesszora volt az első, akinek már 1916-ban sikerült izolálni inzulint, amit ő pancreinnek nevezett.
1921-ben két torontói orvos – Frederick Banting és Charles Best – McLeod laboratóriumában megismételték von Mering és Minkowski kísérletét: eltávolították kutyák hasnyálmirigyét. A műtéttel inzulinhiányt idéztek elő náluk, ami a vércukorszint megemelkedésével járt. Ezután a hasnyálmirigyből előállított kivonattal injekciózták be az állatokat és azt találták, hogy a vércukorszint hirtelen lecsökkent. Ez jelezte, hogy a hasnyálmirigyben valóban van egy vegyület (az inzulin), ami a véráramba jutva tényleg képes a vércukorszint csökkentésére. Megtörtént tehát az inzulin "felfedezése".
Banting és Best, James Collip kémikus kollégájukkal tovább dolgozott a Torontói Egyetemen és végül sikerült az inzulint szarvasmarhák hasnyálmirigyéből izolálniuk. 1922-ben az első beteg, aki megkapta az inzulininjekciót, egy 13 éves fiú volt, aki diabéteszes kómában feküdt és már csak órái voltak hátra. Az injekció után a fiú felébredt a kómából. Ezért e felfedezésükért Banting és a laboratórium vezetője – MacLeod – 1923-ban megkapták az orvosi Nobel-díjat. Mind a ketten megosztották a díjjal járó pénzt Besttel és Collippal (habár ezt egyes források szerint csak Banting tette). Banting és Best az inzulin szabadalmát nem védte le, szabadon elérhetővé tették és nem tettek kísérletet az inzulinprodukció kisajátítására sem. Ennek az önzetlenségnek köszönhetően az inzulinkezelés gyorsan elterjedt a világon. 1920-ig a cukorbetegség halálos kórnak számított, amire nem volt ellenszer.
Hatása
A tápcsatorna a táplálékkal felvett szénhidrátokat glükózra (szőlőcukor) bontja. A glükóz a bélfalon keresztül a vérbe kerül és ezúton a test minden részére eljut. Az inzulin a hasnyálmirigy ún. Langerhans-szigeteinek béta-sejtjeiben termelődik. A sejtek a táplálékkal felvett cukorra reagálnak és inzulint szabadítanak fel keringési rendszerbe. Az inzulin inzulinreceptorokon keresztül kötni tud a test egyes sejtjeihez (máj-, izom- és zsírsejtek) és kis pórusokat nyit a sejtmembránon, amin keresztül sejtek a glükózt fel tudják venni. A sejtek a glükózt energiaforrásként használják valamint egyes sejtek (máj és izom) ezen kívül képesek a glükóz tárolására is szénhidrát (glikogén) formájában.
A vér cukorkoncentrációja (vércukorszint) ezáltal állandóan kontroll alatt van és csak bizonyos határok között változik. A vércukorszint még egy böjt alatt is a normális tartományban marad, mert a májban egy folyamatos szőlőcukor-újraképzés (glukoneogenezis) zajlik és ez biztosítja a vércukor konstans szinten tartását. A glukoneogenesist két hormon szabályozza: az inzulin, mely azt gátolja és a glukagon, mely serkenti. Normális körülmények között naponta 250 g glükóz képződik így a májban.
Amennyiben az inzulin hiányzik (abszolút inzulinhiány) vagy nem tud rendesen hatni (relatív inzulinhiány), hiányzik az inzulin glukoneogenesist gátló hatása és a szabályozás felborul. A máj inzulin hiányában naponta 500 g szőlőcukort képes termelni. Ez magyarázatot ad arra, miért lehet a cukorbetegeknek a táplálék (szénhidrátok) felvételétől függetlenül magas vércukorszintje. Ezen kívül van az inzulinnak még egy hatása: ez az egyetlen hormon, mely a zsírtartalékok felépítését végzi a zsírszövetben és azt támogatja, hogy a zsír a raktárakban maradjon. Inzulin abszolút hiányában ezért léphet fel testsúlycsökkenés.
Cukorbetegségben (inzulin hiányában vagy az inzulin hatásának csökkenésekor) ezért a sejtek (az agysejtek kivételével) nem tudják a glülózt a vérből felvenni, így az a vérben marad. Emellett növekedik a glükóz-újraképzés is a májban. Ezek a folyamatok együttesen ahhoz vezetnek, hogy megemelkedik a vércukorszint.
Több mint két évtizede próbálják megfejteni a tudósok, hogy az inzulin miként kapcsolódik a sejtek inzulinreceptoraihoz. Ez a csatlakozás létfontosságú szerepet játszik abban a folyamatban, hogy miként nyerik ki a sejtek az energiaforrásként szolgáló glükózt a véráramból. A rejtélyt egy nemzetközi kutatócsoport fejtette meg, a vizsgálatokban amerikai, angol, ausztrál és cseh tudósok vettek részt a melbourne-i Walter és Eliza Hall Orvostudományi Kutatóközpont kutatóinak irányításával.
A háromdimenziós felvételek, amelyeket a melbourne-i szinkrotronban (részecskegyorsítóban) készítettek, megmutatták, hogy a kapcsolódás igen szokatlan módon történik, mind az inzulinmolekulák, mind a sejtek receptorai megváltoztatják alakjukat. A receptor kulcsfontosságú elemei "kitüremkednek", hogy a "kinyíló" inzulinmolekulába illeszkedjenek. "Olyan ez, mint egy molekuláris 'kézfogás' " - jellemezte a folyamatot a kutatásokat irányító Mike Lawrence.
Kifejtette, a kapcsolódás mechanizmusának megismerésével megfejthetik, hogy miért marad el időnként a "molekuláris kézfogás", azaz miért hatástalanok a készítmények. "Sokkal hatékonyabb, hosszabb hatású inzulinkészítmények állíthatók elő, ha megismerjük a kapcsolódás folyamatát" - magyarázta Mike Lawrence, aki szerint az sem elképzelhetetlen, hogy idővel az inzulint akár tabletták formájában is előállíthatják.
Az inzulinról
Az inzulin a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteiben található béta-sejtek által termelt polipeptid hormon, amely a szénhidrátok, fehérjék és zsírok anyagcseréjének szabályozásában vesz részt. A szervezet sejtjei csak inzulin jelenlétében képesek felvenni a vérből a glükózt.
Paul Langerhans 1869-ben leírta a hasnyálmirigy később róla elnevezett szigeteit (Langerhans-szigetek).
Josef von Mering és Oskar Minkowski 1889-ben végezték el híres kísérletüket Strasbourgban, melynek során a hasnyálmirigy kiirtása után kutyákban cukorbetegség alakult ki. John James McLeod, torontói orvos 1913-ban egy könyvben foglalta össze az addig megismert összes tudnivalót a cukorbetegségről. Nicolae Paulescu, a bukaresti Orvostudományi és Gyógyszerészeti Egyetem fiziológiaprofesszora volt az első, akinek már 1916-ban sikerült izolálni inzulint, amit ő pancreinnek nevezett.
1921-ben két torontói orvos – Frederick Banting és Charles Best – McLeod laboratóriumában megismételték von Mering és Minkowski kísérletét: eltávolították kutyák hasnyálmirigyét. A műtéttel inzulinhiányt idéztek elő náluk, ami a vércukorszint megemelkedésével járt. Ezután a hasnyálmirigyből előállított kivonattal injekciózták be az állatokat és azt találták, hogy a vércukorszint hirtelen lecsökkent. Ez jelezte, hogy a hasnyálmirigyben valóban van egy vegyület (az inzulin), ami a véráramba jutva tényleg képes a vércukorszint csökkentésére. Megtörtént tehát az inzulin "felfedezése".
Banting és Best, James Collip kémikus kollégájukkal tovább dolgozott a Torontói Egyetemen és végül sikerült az inzulint szarvasmarhák hasnyálmirigyéből izolálniuk. 1922-ben az első beteg, aki megkapta az inzulininjekciót, egy 13 éves fiú volt, aki diabéteszes kómában feküdt és már csak órái voltak hátra. Az injekció után a fiú felébredt a kómából. Ezért e felfedezésükért Banting és a laboratórium vezetője – MacLeod – 1923-ban megkapták az orvosi Nobel-díjat. Mind a ketten megosztották a díjjal járó pénzt Besttel és Collippal (habár ezt egyes források szerint csak Banting tette). Banting és Best az inzulin szabadalmát nem védte le, szabadon elérhetővé tették és nem tettek kísérletet az inzulinprodukció kisajátítására sem. Ennek az önzetlenségnek köszönhetően az inzulinkezelés gyorsan elterjedt a világon. 1920-ig a cukorbetegség halálos kórnak számított, amire nem volt ellenszer.
Hatása
A tápcsatorna a táplálékkal felvett szénhidrátokat glükózra (szőlőcukor) bontja. A glükóz a bélfalon keresztül a vérbe kerül és ezúton a test minden részére eljut. Az inzulin a hasnyálmirigy ún. Langerhans-szigeteinek béta-sejtjeiben termelődik. A sejtek a táplálékkal felvett cukorra reagálnak és inzulint szabadítanak fel keringési rendszerbe. Az inzulin inzulinreceptorokon keresztül kötni tud a test egyes sejtjeihez (máj-, izom- és zsírsejtek) és kis pórusokat nyit a sejtmembránon, amin keresztül sejtek a glükózt fel tudják venni. A sejtek a glükózt energiaforrásként használják valamint egyes sejtek (máj és izom) ezen kívül képesek a glükóz tárolására is szénhidrát (glikogén) formájában.
A vér cukorkoncentrációja (vércukorszint) ezáltal állandóan kontroll alatt van és csak bizonyos határok között változik. A vércukorszint még egy böjt alatt is a normális tartományban marad, mert a májban egy folyamatos szőlőcukor-újraképzés (glukoneogenezis) zajlik és ez biztosítja a vércukor konstans szinten tartását. A glukoneogenesist két hormon szabályozza: az inzulin, mely azt gátolja és a glukagon, mely serkenti. Normális körülmények között naponta 250 g glükóz képződik így a májban.
Amennyiben az inzulin hiányzik (abszolút inzulinhiány) vagy nem tud rendesen hatni (relatív inzulinhiány), hiányzik az inzulin glukoneogenesist gátló hatása és a szabályozás felborul. A máj inzulin hiányában naponta 500 g szőlőcukort képes termelni. Ez magyarázatot ad arra, miért lehet a cukorbetegeknek a táplálék (szénhidrátok) felvételétől függetlenül magas vércukorszintje. Ezen kívül van az inzulinnak még egy hatása: ez az egyetlen hormon, mely a zsírtartalékok felépítését végzi a zsírszövetben és azt támogatja, hogy a zsír a raktárakban maradjon. Inzulin abszolút hiányában ezért léphet fel testsúlycsökkenés.
Cukorbetegségben (inzulin hiányában vagy az inzulin hatásának csökkenésekor) ezért a sejtek (az agysejtek kivételével) nem tudják a glülózt a vérből felvenni, így az a vérben marad. Emellett növekedik a glükóz-újraképzés is a májban. Ezek a folyamatok együttesen ahhoz vezetnek, hogy megemelkedik a vércukorszint.
0 Megjegyzések