อินซูลิน

ผลึกของอินซูลิน

อินซูลิน (อังกฤษ: Insulin) คือฮอร์โมนชนิดอนาโบลิกโพลีเพบไทด์ ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารตัวกระทำในคาร์โบไฮเดรทชนิดโฮมีโอสตาซิส มีผลต่อการเผาผลาญไขมันเปลี่ยนการทำงานของตับให้ทำหน้าที่เก็บหรือปลดปล่อยกลูโคส และทำให้เกิดการทำงานของลิพิด (ไขมัน) ในเลือดและในเนื้อเยื่ออื่น เช่นไขมันและกล้ามเนื้อ ปริมาณของอินซูลินที่เวียนอยู่ในร่างกายมีผลกระทบสูงมากในวงกว้างในทุกส่วนของร่างกาย

คำว่าอินซูลินมาจากภาษาละติน insula หรือ "island" - "เกาะ" เนื่องจากการถูกสร้างขึ้นบน "ไอส์เล็ตส์ออฟแลงเกอร์ฮานส์" ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ในตับอ่อน

ในวงการแพทย์ อินซูลินถูกใช้ในการรักษาโรคเบาหวานบางชนิด คนไข้ที่ป่วยเป็นโรคเบาหวานประเภท 1 ต้องอาศัยอินซูลินจากนอกร่างกาย (เกือบทั้งหมดใช้วิธีฉีดเข้าใต้ผิวหนัง) เพื่อช่วยให้รอดชีวีตจากการขาดฮอร์โมน คนไข้ที่ป่วยเป็นโรคเบาหวานประเภท 2 จะต่อต้านอินซูลิน หรือ ผลิตอินซูลินน้อย หรือทั้งสองอย่าง ผู้ป่วยเบาหวานประเภท 2 บางรายต้องการอินซูลินเฉพาะเมื่อยาอื่นที่ใช้รักษาอยู่ไม่เพียงพอในการควบคุมระดับกลูโคสในเลือด

อินซูลิน ประกอบด้วยกรดอะมิโน 51 ชนิดรวมกันอยู่ และมีน้ำหนักโมเลกุล 5808 Da

โครงสร้างของอินซูลิน ผันแปรเล็กน้อยตามชนิดของสัตว์ อินซูลินที่มีแหล่งมาจากสัตว์จะแตกต่างกันในเชิงขีดความสามารถในการควบคุมพลังการทำงาน (เช่น การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรท) ในมนุษย์ อินซูลินจากสุกรมีความคล้ายคลึงกับอินซูลินของมนุษย์มากที่สุด

การค้นพบและลักษณะ

โครงสร้างของอินซูลิน

ภาพคอมพิวเตอร์โครงสร้างเฮกซาเมอร์ของอินซูลินซึ่งมีลักษณะสมมาตร 3 ด้านและแสดงการเป็นตัวเกาะยึดของสังกะสี

ในปี พ.ศ. 2412 ขณะที่ พอล แลงเกอฮานส์ นักศึกษาแพทย์ในเบอร์ลินกำลังส่องกล้องจุลทัศน์เพื่อศึกษาโครงสร้างของตับอ่อน (ต่อมคล้ายเยลลีหลังกระเพาะอาหาร) อยู่นั้น ได้สังเกตเห็นกลุ่มเนื้อเยื่อเกาะกันเป็นหย่อมๆ กระจายไปทั่วทั้งตัวตับอ่อน หน้าที่การทำงานของ "กองน้อยๆ ของเซลล์" ซึ่งได้รู้จักกันในภายหลังว่า "ไอส์เล็ตส์ออฟแลงเกอร์ฮานส์" นี้ยังไม่มีผู้ใดรู้ว่าเป็นอะไร แต่เอดวร์ด ลาเกส (นักพยาธิวิทยาชาวฝรั่งเศส) ได้เสนอว่าอาจเป็นตัวผลิตและหลั่งสารที่มีบทบาทในการควบคุมการย่อยอาหาร อาชบอลด์ บุตรชายของพอล แลงเกอร์ฮานส์ได้มีส่วนสร้างความเข้าใจถึงบทบาทการควบคุมของสารนี้มากขึ้นในภายหลัง

รางวัลโนเบล

ในปี พ.ศ. 2466 คณะกรรมการพิจารณาการให้รางวัลโนเบลได้ยอมรับวิธีการสะกัดอินซูลินเชิงปฏิบัติแก่ทีมทำงานที่มหาวิทยาลัยโทรอนโท และมอบรางวัลโนเบลแก่บุคคล 2 คน คือ เฟรเดอริก แบนติง และ จอห์น แมคลอยด์ โดยได้รับรางวัลในสาขาสรีรวิทยา หรือ การแพทย์ ประจำปี พ.ศ. 2466 สำหรับการค้นพบอินซูลิน และได้ขายสิทธิบัตรให้แก่มหาวิทยาลัยโทรอรโทเป็นเงิน 1 ล้านดอลลาร์

โครงสร้างและการผลิต

การปรับเปลี่ยนของอินซูลินในสายการผลิต

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังด้วยกันจะมีอินซูลินคล้ายกันมาก อินซูลินของโคกระบือมีกรดอะมิโนต่างจากมนุษย์เพียง 3 ตัว อินซูลินของสุกรมีกรดอมิโนต่างจากมนุษย์เพียงตัวเดียว แม้แต่อินซูลินจากปลาบางชนิด ยังมีความคล้ายคลึงกับของมนุษย์ มากพอจะมีผลกับร่างกายมนุษย์ได้

ปฏิกิริยาบนเซลล์และระดับการเผาผลาญ

เมื่อคุณทานอาหารคาร์โบไฮเดรต ระดับกลูโคสในกระแสเลือดจะเพิ่มขึ้น ตับอ่อนจะปล่อยอินซูลินออกมาเพื่อปรับความสมดุล โดยการผนึกอยู่กับผนังเซลล์ของกลุ่มเซลล์ทั้งหลาย แล้วกระตุ้นการดูดกลูโคสในเซลล์มาใช้งาน ซึ่งปฏิกิริยานี้จะเกิดกับทุก ๆ เนื้อเยื่อในร่างกายยกเว้นที่สมอง ไม่เพียงแต่กลูโคสเท่านั้น อินซูลินยังกระตุ้นให้เซลล์ดูดไขมัน (synthesis of lipid (fat)) ,โปรตีน และไกลโคเจน (ไกลโคเจนคือคาร์โบไฮเดรตที่ถูกเก็บไว้ที่กล้ามเนื้อและ ตับ เพื่อเป็นแหล่งพลังงานสำรอง) ด้วย ดังนั้น อินซูลิน จึงถูกยกว่าเป็น ฮอร์โมนอนาบอริก ที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก

ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำและภาวะน้ำตาลในเลือดสูง

คนส่วนมากมักจะสับสนระหว่างอาการน้ำตาลในเลือดต่ำ-สูง ที่จริงแล้วอาการทั้งสองมีอาการและวิธีการแก้ไขปัญหาที่แตกต่างกันมาก ดังต่อไปนี้

• ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำคือการมีน้ำตาลในเลือดต่ำกว่าระดับปกติ โดยอาการจะมีดังนี้ หน้ามืด ใจสั่น หิว ง่วงซึม ไม่มีแรง เหงื่อออก อุณหภูมิในร่างการลดต่ำ ความจำลดลง อารมณ์หงุดหงิดง่าย สับสน ตาพร่า ปฏิกิริยาตอบสนองน้อยลง พฤติกรรมเปลี่ยน พูดน้อย พูดช้า บางคนอาจมีอาการครึ่งซีก ถ้าเกิดในเวลากลางคืน จะฝันร้าย เหงื่อออกขณะหลับ ปวดศีรษะและมึนงง หากเป็นมากอาจเกิดอาการชัก และหมดสติได้
• วิธีการแก้ไข ให้รีบหาน้ำหวานหรือของหวานมารับประทานโดยเร็ว
• ภาวะน้ำตาลในเลือดสูงคือการที่มีน้ำตาลในเลือดสูงกว่าระดับปกติ อาการคือ กระหายน้ำมาก ปัสสาวะบ่อยมากและผิดปกติ โดยเฉพาะในเวลากลางคืน อ่อนเพลียง่วงซึมไม่สดชื่น เหนื่อยง่าย น้ำหนักลด ตาพร่ามัว คลื่นไส้ และอาจถึงขั้นชักกระตุกเฉพาะที่ และหมดสติได้
• วิธีการแก้ไข สำหรับเบาหวานประเภทที่ 1 :ออกกำลังกาย ดื่มน้ำมาก ๆ ฉีดอินซูลิน แนะนำให้ปรึกษาแพทย์ก่อน สำหรับเบาหวานประเภทที่ 2 :ดื่มน้ำมาก ๆ และรีบไปโรงพยาบาล การออกกำลังกายก็ช่วยได้

อ้างอิง

• Reaven, Gerald M. (1999--04-15). Insulin Resistance: The Metabolic Syndrome X (1st Edition ed.). Totowa, New Jersey: Humana Press. doi:10.1226/0896035883. ISBN 0-89603-588-3. CS1 maint: Extra text (link)
• Leahy, Jack L. (2002-03-22). Insulin Therapy (1st Edtition ed.). New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0711-7.
• Kumar, Sudhesh (2005-01-14). Insulin Resistance: Insulin Action and Its Disturbances in Disease. Chichester, England: Wiley. ISBN 0-470-85008-6.
• Ehrlich, Ann (2000-06-16). Medical Terminology for Health Professions (4th Edition ed.). Thomson Delmar Learning. ISBN 0-7668-1297-9. CS1 maint: Extra text (link)
• Draznin, Boris (1994). Molecular Biology of Diabetes: Autoimmunity and Genetics; Insulin Synthesis and Secretion. Totowa, New Jersey: Humana Press. doi:10.1226/0896032868. ISBN 0-89603-286-8.
• Famous Canadian Physicians: Sir Frederick Banting at Library and Archives Canada

แหล่งข้อมูลอื่น

• Comparison chart of insulin types use to treat diabetes.
• Inspired by Insulin article by parent of a diabetic child
• Frederick Sanger, Nobel Prize for sequencing Insulin Freeview video with John Sanger and John Walker by the Vega Science Trust.
• Insulin: entry from protein databank
• The History of Insulin
• Insulin Lispro
• CBC Digital Archives - Banting, Best, Macleod, Collip: Chasing a Cure for Diabetes
• Cosmos Magazine: Insulin mystery cracked after 20 years
• National Diabetes Information Clearinghouse
• Discovery and Early Development of Insulin, 1920-1925