اكتشاف الأنسولين
في عام ١٨٨٩، لاحظ العالمان الألمانيان مينكوفسكي وفون ميرينغ، من خلال تجاربهما على الحيوانات، أن استئصال البنكرياس بالكامل يؤدي إلى الإصابة بمرض السكري الحاد. وافترضا أن مادة يفرزها البنكرياس مسؤولة عن التحكم في عملية الأيض. وطوّر آخرون هذه الفرضية لاحقًا، مشيرين إلى أن داء السكري يرتبط بتدمير جزر لانغرهانز. وبينما حاول مينكوفسكي، وكذلك زويلزر في ألمانيا وسكوت في الولايات المتحدة، عزل المادة المفقودة من جزر لانغرهانز وإعطائها، بنتائج متضاربة، اقترح الباحث البلجيكي دي ماير عام ١٩٠٩ اسم “الأنسولين”، كما فعل الباحث البريطاني شايفر عام ١٩١٦.
أخيرًا في عام 1921، وبعد عقد من الزمان، تم عزل الأنسولين وتنقيته وإتاحته في شكل قادر على الإعطاء العلاجي. في مايو 1921، بدأ جراح تورنتو بانتينغ، بمساعدة طالب الطب بيست، وتحت إشراف ماكليود، أستاذ أيض الكربوهيدرات، تجارب على الكلاب. حيث قاموا بإعطاء مستخلصات ملحية مبردة من البنكرياس عن طريق الوريد للكلاب التي أصيبت بمرض السكري بعد استئصال البنكرياس ولاحظوا انخفاضًا في نسبة الجلوكوز في الدم. في ديسمبر 1921، تم تقديم هذا العمل إلى الجمعية الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء، وأثبت الكيميائي الحيوي كوليب، الذي انضم إلى الفريق، أن هذا المستخلص أعاد أيضًا تعبئة الجليكوجين الكبدي والقدرة على التخلص من الكيتونات. بعد شهر واحد، في يناير 1922، بدأت أولى التجارب البشرية على صبي مصاب بالسكري يبلغ من العمر 14 عامًا، حيث تم عكس أعراضه السريرية وتشوهاته الكيميائية الحيوية بشكل أساسي عن طريق إعطاء عزل البنكرياس. في مايو ١٩٢٢، سُمي المكون النشط الأنسولين، وعُرضت نتائج هذه التجارب على جمعية الأطباء الأمريكيين. بعد ذلك، بدأت شركة إيلي ليلي إنتاج الأنسولين الخنزيري، مُعززةً تنقيته من خلال الترسيب الكهربائي المتساوي، ونتجت كميات تجارية منه بحلول أوائل عام ١٩٢٣. مُنحت جائزة نوبل عام ١٩٢٣ لكل من بانتينغ وماكليود .
العوامل المؤثرة على تخليق الأنسولين وإطلاقه
قد يتأثر إفراز الأنسولين بتغيرات في عملية تخليق الأنسولين على مستوى نسخ الجينات وترجمتها وتعديل ما بعد الترجمة في جهاز جولجي، بالإضافة إلى عوامل تؤث
ر على إطلاق الأنسولين من الحبيبات الإفرازية. وقد يحدث تعديل طويل الأمد من خلال تأثيرات على كتلة خلايا بيتا وتمايزها. ونظرًا للدور المحوري للأنسولين في استخدام الجلوكوز واستقلابه، فليس من المستغرب أن يكون للجلوكوز تأثيرات متعددة على تخليق الأنسولين وإفرازه. ومع ذلك، فإن عوامل أخرى، مثل الأحماض الأمينية، والأحماض الدهنية، والأستيل كولين، وبولي ببتيد أدينيلات سيكليز المنشط للغدة النخامية (PACAP)، وبولي ببتيد الأنسولينوتروبي المعتمد على الجلوكوز (GIP)، والببتيد الشبيه بالجلوكاجون-1 (GLP-1)، والعديد من المحفزات الأخرى، تؤثر مجتمعةً على هذه العمليات.
أفعال الأنسولين على المستوى الخلوي
تشمل أفعال الأنسولين على المستوى الخلوي عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية ونسخ mRNA وترجمته.
استقلاب الكربوهيدرات
يعمل الأنسولين على عدة مراحل في استقلاب الكربوهيدرات. وقد نوقش تأثيره على تسهيل انتشار الجلوكوز في الخلايا الدهنية والعضلية من خلال تعديل انتقال GLUT 4. يزداد تخليق الجليكوجين، وينخفض تحلله، عن طريق نزع فسفرة إنزيمي غليكوجين سينثاز وغليكوجين فوسفوريلاز كيناز على التوالي. يُحفَّز تحلل الجلوكوز ويُثبَّط تكوين الجلوكوز عن طريق نزع فسفرة بيروفات كيناز (PK) و2،6 ثنائي فوسفات كيناز. يُشير الأنسولين إلى وفرة الطاقة داخل الخلايا، ويُعزز التحويل غير العكسي للبيروفات إلى أسيتيل Co-A عن طريق تنشيط إنزيم معقد بيروفات ديهيدروجينيز داخل الميتوكوندريا. يمكن بعد ذلك أكسدة أسيتيل Co-A مباشرةً عبر دورة كريبس، أو استخدامه في تخليق الأحماض الدهنية.
استقلاب الدهون
يُحفّز الأنسولين تخليق الأحماض الدهنية في الأنسجة الدهنية والكبد والغدد الثديية المُرضعة، بالإضافة إلى تكوين وتخزين الدهون الثلاثية في الأنسجة الدهنية والكبد. يزداد تخليق الأحماض الدهنية بتنشيط وزيادة فسفرة إنزيم أسيتيل-CoA كربوكسيلاز، بينما يُثبّط أكسدة الدهون بتثبيط إنزيم أسيل ترانسفيراز الكارنيتين. يُحفّز تخليق الدهون الثلاثية بأسترة فوسفات الجلسرين، بينما يُثبّط تحللها بنزع فسفرة الليباز الحساس للهرمون. يزداد تخليق الكوليسترول بتنشيط وإزالة فسفرة إنزيم HMG Co-A ريدكتاز، بينما يبدو أن تحلل إستر الكوليسترول يُثبّط بنزع فسفرة إستراز الكوليسترول. كما يتأثر أيض الفوسفوليبيد بالأنسولين.
تخليق البروتين
يُعزز الأنسولين تخليق البروتين في مجموعة من الأنسجة. ويؤثر على نسخ أنواع مُحددة من الرنا المرسال، بالإضافة إلى ترجمته إلى بروتينات في الريبوسومات. ومن أمثلة تعزيز نسخ الرنا المرسال: الرنا المرسال لغلوكوكيناز، وبروتين كيناز البروتين، وسينثاز الأحماض الدهنية، والألبومين في الكبد، وبيروفات كاربوكسيلاز في الأنسجة الدهنية، والكازين في الغدة الثديية، والأميليز في البنكرياس. ويُقلل الأنسولين من الرنا المرسال لإنزيمات الكبد، مثل كاربامويل فوسفات سينثيتاز، وهو إنزيم رئيسي في دورة اليوريا. وتنتشر تأثيرات الترجمة على نطاق واسع، وتتأثر بالأنسولين نفسه وعوامل نمو مُختلفة، مثل عامل النمو الشبيه بالأنسولين 1 (IGF-1)
الاختصارات:
GLP-1 = ببتيد شبيه الجلوكاجون 1cAMP =
PACAP = بولي ببتيد منشط لأدينيلات سيكليز الغدة النخامية
مصدر البيانات:
Share this content: