Pengertian Insulin dan Peran dalam tubuh

Insulin adalah hormon yang bertanggung jawab untuk mengurangi glukosa darah (tingkat glukosa darah), dengan mendorong masuknya glukosa ke dalam sel. Insulin juga penting dalam metabolisme sakarida (karbohidrat), dalam sintesis protein dan penyimpanan lemak (lemak).

Insulin diproduksi dalam sel beta pulau Langerhans, di pankreas endokrin. Ia bekerja di sebagian besar sel-sel tubuh, seperti pada sel-sel yang ada di hati, otot, dan jaringan adiposa, namun insulin tidak bertindak dalam sel-sel spesifik yang pengangkut membrannya tidak sensitif terhadap insulin, seperti halnya sel-sel saraf.

Membran sel tidak permeabel terhadap glukosa, sehingga ada kewajiban untuk memiliki protein transpor yang ada dalam membran plasma, protein transpor ini adalah GLUT1, GLUT7 yang memiliki karakteristik fungsi dan distribusi jaringan yang berbeda.

Ketika produksi insulin kurang, glukosa menumpuk di dalam darah dan urin, menghancurkan sel-sel karena kekurangan pasokan: diabetes mellitus. Untuk pasien dalam kondisi ini, insulin diberikan melalui suntikan, atau pompa insulin. Penggunaan insulin inhalasi baru-baru ini telah disetujui. Namun, masih ada kontroversi tentang penggunaan produk yang dipasarkan oleh Pfizer. Badan kesehatan Inggris tidak merekomendasikan penggunaan ini.

Insulin adalah polipeptida dengan struktur kimia yang terkenal, dan dapat disintesis dari hewan yang berbeda. Baru-baru ini, obat analog insulin telah muncul, yang merupakan molekul yang, bukan insulin, memiliki karakteristik kimia yang sama dan karenanya reaktif, adalah molekul “insulin” yang dimodifikasi di laboratorium.

Mengontrol produksi insulin oleh tubuh adalah sistem yang sangat kompleks.

Pengertian

Insulin adalah hormon yang diproduksi oleh pankreas dan yang mengatur tingkat glukosa – gula sederhana yang memberikan energi – dalam darah.

Tubuh manusia memerlukan jumlah mantap glukosa sepanjang hari, dan glukosa yang berasal dari makanan yang orang makan. Orang tidak menghabiskan seluruh glukosa yang ia makan dari makanan sekaligus, tetapi harus membuat persediaan ketika sedikit makanan untuk menjaga aliran tetap glukosa.

Di sinilah insulin datang masuk kedalam permainan, memungkinkan tubuh manusia untuk menyimpan glukosa sehingga dapat digunakan sesuai kebutuhan.

Struktur dan produksi

Insulin disintesis pada manusia dan mamalia lain di dalam sel beta pulau Langerhans, di pankreas. Satu hingga tiga juta pulau Langerhans membentuk bagian endokrin pankreas, yang terutama merupakan kelenjar eksokrin. Bagian endokrin hanya membentuk 2% dari total massa organ. Di dalam pulau Langerhans, sel beta membentuk 60-80% dari keseluruhan.

Insulin disintesis dari proinsulin molekul prekursor oleh aksi enzim proteolitik yang dikenal sebagai prohormon convertases (PC1 dan PC2). Insulin aktif memiliki 51 asam amino dan merupakan polipeptida. Insulin sapi berbeda dari insulin manusia dalam tiga residu asam amino sedangkan insulin babi dalam satu residu. Insulin ikan juga sangat dekat dengan insulin manusia. Pada manusia, insulin memiliki berat molekul 5808. Ini terdiri dari dua rantai polipeptida yang dihubungkan oleh dua ikatan disulfida, dengan ikatan disulfida tambahan dalam rantai A. Rantai A terdiri dari 21, dan rantai B, 30 asam amino. Insulin diproduksi sebagai molekul prohormon – proinsulin – yang kemudian diubah, melalui aksi proteolitik, menjadi hormon aktif.

Sisa molekul proinsulin disebut peptida C. Polipeptida ini dilepaskan ke dalam darah dalam jumlah yang sama dengan insulin. Karena insulin eksogen tidak mengandung peptida C, kadar plasma peptida ini merupakan indikator yang baik untuk produksi insulin endogen. Baru-baru ini, telah ditemukan bahwa peptida C ini juga memiliki aktivitas biologis, yang tampaknya terbatas pada lapisan otot arteri.

Produksi analog insulin

Pasien dengan diabetes mellitus tipe 1 tergantung pada terapi insulin, yaitu, pada pemberian insulin eksogen (biasanya subkutan), untuk kelangsungan hidup mereka, karena hormon tidak diproduksi oleh tubuh mereka. Juga, pasien tertentu dengan diabetes tipe 2 pada akhirnya mungkin membutuhkan insulin jika obat lain gagal mengendalikan kadar glukosa darah secara memadai.

Awalnya insulin yang digunakan oleh penderita diabetes diekstraksi dari pankreas sapi dan babi, karena mirip dengan manusia, tetapi insulin ini dapat menyebabkan masalah, seperti reaksi alergi, atau tidak efektif pada beberapa pasien.

Saat ini, insulin diproduksi menggunakan teknik DNA rekombinan, produk pertama bioteknologi modern yang akan dipasarkan di seluruh dunia. Teknik ini muncul di Brasil pada tahun 1990, dalam dua proyek yang terkait dengan perusahaan Biobrás. Sebuah proyek yang dikembangkan oleh Marcos Luís Mares Guia dan ahli biokimia dari UFMG dan yang lain dipimpin oleh Dr. Josef Ernst Thiemann dan peneliti dari University of Brasília.

Teknik ini terdiri dari memasukkan bakteri Escherichia coli, yang umum pada flora usus manusia, gen proinsulin manusia, sehingga mulai memproduksi hormon, suatu proses yang berlangsung 30 hari, sepertiga dari waktu metode tradisional.

Pada tahun 2001, hanya empat perusahaan di dunia, termasuk Biobrás, yang memiliki teknologi produksi industri untuk insulin rekombinan. Biobrás mematenkan di Amerika Serikat pada tahun 2000 proses yang dikembangkan dalam kemitraan dengan para peneliti dari University of Brasília dan Dr. J. E. Thiemann dan pada tahun 2002 dibeli oleh Denmark Novo Nordisk. Dengan pembelian Biobrás, Novo Nordisk dengan cepat menaikkan harga pasokannya ke Kementerian Kesehatan, menggabungkan impor dan produksi lokal, hingga akhirnya mereka menutup produksi kristal insulin di Brasil hanya untuk membuat pembotolan di sini.

Pada tahun 2013, pemerintah federal mengumumkan bahwa Brasil akan melanjutkan produksi insulin melalui Laboratorium Biomanguinhos Yayasan Osmanaldo Cruz, bagian dari perjanjian yang ditandatangani antara pemerintah dan laboratorium Ukraina Indar, salah satu dari tiga produsen insulin yang tersisa di dunia, yang akan mentransfer teknologi ke produksi obat nasional.

Setelah perjanjian niat dengan Ukraina, Novo Nordisk, sementara mengklaim bahwa insulin Ukraina tidak berkualitas, mengajukan proposal untuk membeli Indar dari pemerintah. Sebulan setelah kontrak ditandatangani, dalam tender pemerintah baru untuk pembelian insulin, harga insulin yang ditawarkan oleh perusahaan pesaing turun hampir setengahnya.

Peran insulin di dalam tubuh

Insulin adalah hormon yang memainkan sejumlah peran dalam metabolisme tubuh. Insulin mengatur bagaimana tubuh menggunakan dan menyimpan glukosa dan lemak. Banyak dari sel-sel tubuh bergantung pada insulin untuk mengambil glukosa dari darah untuk energi.

Insulin dan tingkat glukosa darah

Insulin membantu mengontrol kadar glukosa darah dengan memberi sinyal pada hati dan sel-sel otot dan lemak untuk mengambil glukosa dari darah. Oleh karena itu Insulin membantu sel-sel untuk mengambil glukosa yang akan digunakan untuk energi.

Jika tubuh memiliki energi yang cukup, insulin memberi sinyal hati untuk mengambil glukosa dan menyimpannya sebagai glikogen. Hati dapat menyimpan hingga sekitar 5% dari massa sebagai glikogen. Beberapa sel dalam tubuh dapat mengambil glukosa dari darah tanpa insulin, tetapi kebanyakan sel akan membutuhkan insulin untuk hadir.

Regulasi Glukosa

Ketika seseorang memiliki lebih banyak glukosa dalam darah nya daripada yang dibutuhkan pada saat itu, insulin merangsang sel-sel di hati, otot dan lemak. Hati dan otot sel menggabungkan glukosa menjadi senyawa yang disebut glikogen, pada dasarnya menyimpan energi untuk digunakan nanti. Insulin juga menghilangkan produk sampingan lainnya dari makanan dari tubuh dengan merangsang sel-sel lemak untuk membentuk lemak dari asam lemak dan dengan merangsang sel-sel hati dan ginjal untuk mengubah asam amino menjadi protein. Hormon ini juga mencegah hati dan ginjal dari memproduksi glukosa dari bahan dimetabolisme sebagian, sebuah proses yang dapat merusak organ-organ ini dari waktu ke waktu.

Glukagon

Insulin, yang terdiri dari 51 asam amino, berkaitan erat dengan glukagon, hormon lain yang disekresikan oleh pankreas. Glukagon mulai beraksi ketika tidak ada cukup glukosa dalam darah. Ini merangsang hati dan otot sehingga mereka akan memecah glikogen yang diciptakan melalui intervensi insulin. Insulin dan glukagon bekerja sama untuk mengontrol kadar glukosa darah tubuh, atau tingkat gula darah.

Diabetes

Ketika tubuh seseorang tidak memproduksi insulin, ia memiliki diabetes tipe 1. Seseorang yang telah diabetes tipe 1 harus menerima suntikan insulin untuk dapat mengatur kadar gula darah nya. Ketika tubuh seseorang memproduksi insulin tetapi tidak menggunakannya dengan benar, ia memiliki diabetes tipe 2, yang jauh lebih umum daripada Jenis Tipe 1. Orang yang memiliki diabetes tipe 2 biasanya memiliki kadar gula darah tinggi sehingga mereka harus mengaturnya melalui diet dan latihan. Insulin atau obat tertentu lainnya juga dapat digunakan untuk mengobati diabetes tipe 2 jika diet yang tepat dan olahraga tidak dapat mengatur kadar gula darah pasien.

Pengertian Insulin
Insulin dan glukagon bekerja sama untuk mengontrol kadar glukosa darah tubuh, atau tingkat gula darah.

Peran dalam Otak

Insulin juga memainkan peran penting dalam otak. Penelitian telah menunjukkan bahwa insulin otak membantu meningkatkan daya ingat dan kemampuan untuk belajar seseorang. Ada juga studi yang menunjukkan bahwa insulin mungkin membantu melawan penyakit Alzheimer dengan menghalangi protein yang menyerang sel-sel otak korban, yang akan mengurangi atau mencegah kehilangan memori. Studi telah dilakukan di mana pasien Alzheimer menyemprotkan insulin melalui lubang hidung mereka, dan hasilnya telah mendorong para peneliti.

Aksi sel dan metabolisme

Tindakan pada metabolisme karbohidrat:

  • Peningkatan permeabilitas seluler terhadap glukosa, kecuali dalam sel-sel saraf. Efek ini mencolok pada sel-sel otot, yang permeabelnya rendah terhadap glukosa dalam kondisi istirahat, terutama menggunakan asam lemak untuk produksi energi.
  • Peningkatan sintesis glikogen: insulin menginduksi penyimpanan glukosa dalam sel, terutama di hati dan otot, dalam bentuk glikogen (glikogenesis). Penurunan kadar insulin menyebabkan konversi glikogen kembali menjadi glukosa oleh sel-sel hati dan ekskresi zat dalam darah (glikogenolisis).
    Penghambatan fosforilase hepatik, enzim yang bertanggung jawab untuk memecah glikogen menjadi glukosa (glikogenolisis).
  • Peningkatan penyerapan glukosa oleh sel-sel hati. Ini dilakukan dengan meningkatkan aktivitas enzim glikokinase, yang bertanggung jawab atas fosforilasi glukosa awal, suatu proses yang tidak memungkinkan molekul untuk meninggalkan sel.
  • Peningkatan aktivitas enzim glikogen sintetase, bertanggung jawab untuk polimerisasi molekul glukosa menjadi glikogen.
  • Glukosa yang berlebihan, yang tidak dapat dikonversi menjadi glikogen di hati, diarahkan ke konversi menjadi asam lemak di bawah aksi insulin.
  • Pengurangan glukoneogenesis di hati dengan mengurangi jumlah dan aktivitas enzim hati yang diperlukan untuk proses ini. Kurangnya insulin menginduksi produksi glukosa di hati dan di tempat lain di tubuh.

Tindakan insulin pada metabolisme manusia secara keseluruhan termasuk:

  • Kontrol jumlah zat tertentu yang memasuki sel, terutama glukosa dalam jaringan otot dan adiposa (yang kira-kira 2/3 dari sel-sel tubuh).
  • Insulin, lebih tepatnya,
  • Peningkatan replikasi DNA dan sintesis protein melalui kontrol pasokan asam amino;
  • Modifikasi aktivitas berbagai enzim (kontrol alosterik)

Tindakan pada sel meliputi:

  • Peningkatan sintesis asam lemak: insulin menginduksi transformasi glukosa menjadi trigliserida oleh sel-sel lemak; kekurangan insulin membalikkan proses.
  • Peningkatan esterifikasi asam lemak: merangsang jaringan adiposa untuk menyusun trigliserida dari ester asam lemak; kekurangan insulin membalikkan proses.
  • Pengurangan proteinolisis: merangsang pengurangan degradasi protein; kurangnya insulin meningkatkan proteinolisis.
  • Pengurangan lipolisis: merangsang penurunan konversi pasokan lemak yang terkandung dalam sel lemak menjadi asam lemak darah; kekurangan insulin membalikkan proses.
  • Peningkatan konsumsi asam amino: menginduksi sel untuk menyerap asam amino yang beredar; kurangnya insulin menghambat penyerapan;
  • Peningkatan konsumsi kalium: menginduksi sel untuk menyerap plasma kalium; kurangnya insulin menghambat penyerapan;
  • Nada otot arteri: menginduksi otot-otot dinding arteri untuk rileks, yang meningkatkan aliran darah terutama di mikro-arteri; kurangnya insulin mengurangi aliran dengan membiarkan otot-otot ini berkontraksi. Ada dua jenis pelepasan: pelepasan akut dan pelepasan di bawah sekresi.

Related Posts