На главную ДЛЯ НОВИЧКОВДЛЯ НОВИЧКОВ СОБЫТИЯ КАРТА САЙТА ПРЕСС-СЛУЖБА
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ДАТЫ ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ О ПРОЕКТЕ
ДЛЯ ИНВЕСТОРОВДЛЯ ИНВЕСТОРОВ КОМПАНИИ ГОСТЕВАЯ НАГРАДЫ
SWITCH TO ENGLISH СТАТЬИСТАТЬИ БАЗА ДАННЫХ ФОРУМ КОНТАКТЫ
поиск по сайту  
подписка  


Биотерроризм

Биокомпьютеры

С-пептид. Часть III.

С-пептид. Часть II

С-пептид. Часть I.

Инсулин. Часть II.

Инсулин. Часть I.

Атипичная пневмония. Часть II.

Атипичная пневмония. Часть I.

Геносистематика - что это такое Часть 2.

ДНК или РНК: кто более матери-Природе ценен?

Будущее коммерческого внедрения генетически модифицированных организмов в странах европейского союза

Простая модель реакции организма на внешние воздействия

Некоторые современные подходы к терапии болезни Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера. Молекулярно-биологический аспект. Часть II

Болезнь Альцгеймера. Молекулярно-биологический аспект. Часть I

Болезнь Альцгеймера. От описания симптомов - к молекулярным механизмам.

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 5

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 3

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 2

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 1

«Страшная» еда

Эглин

Почему философия не удовлетворяет биолога?

Инвестиционная привлекательность Российского рынка биоинформатики и биотехнологий

Геносистематика - что это такое.

Эндотоксины Bacillus thuringiensis

Диабет. (часть II)

Вешенка и человек

Диабет. (часть I)

Почему ограничены размеры бактериальной колонии?

Функциональная роль остеопонтина в развитии и реконструкции костной ткани.

Структура и некоторые свойства белка остеопонтина.

Проблемы инвестирования в биотехнологические разработки для сельского хозяйства.

Роль метилирования ДНК в канцерогенезе.

Жизнь и смерть овечки Долли

Дню борьбы с проказой посвящается...

Бактерии, приносящие миллиард.

Дню борьбы со СПИДом - достойные проводы!

Современная лаборатория молекулярной биологии.

Интервью с вампирчиком.


Наши статьи


Диабет. (часть I)

Сахарный диабет (diabetes mellitus), или сахарное мочеизнурение, - весьма распространенное заболевание, которое может быть врожденным (наследственным) или приобретенным.

Слово "diabetes" происходит от греческого слова "diabaiuo", что значит "протекаю", "прохожу через что-нибудь"; "mellitus" - от латинского слова "mell" - мед. Название "сахарный" диабет связано с представлением, долго державшимся среди врачей, что при этом заболевании жидкие вещества, введенные в организм, проходят через него и выделяются в неизменном виде.

В 1674 году Уиллис (Willis) обратил внимание на сладкий вкус мочи у больных сахарным диабетом, а в 1773 году Добсон (Dobson) установил, что сладкий вкус мочи обусловлен наличием в ней сахара, он же отметил более сладкий вкус сыворотки крови у больных сахарным диабетом.

Несмотря на то, что еще в 1668 году Бруннер (Brunner), удалив поджелудочную железу у собаки, наблюдал у нее развитие голода и жажды, долгое время не связывали сахарный диабет с расстройством функции поджелудочной железы. Не было внесено ясности в патогенез данного заболевания и после открытия в 1869 году Лангергансом (Langerhans) скопления особых клеток в поджелудочной железе, известных в настоящее время под названием лангергансовых островков.

Джон Ролло (Jon Rollo, 1797), впервые предложив диетическое лечение сахарного диабета с ограничением углеводов, так же как и многие другие, полагал, что сахарный диабет обусловлен поражением желез желудочно-кишечного тракта.

Известный французский физиолог Клод Бернар (Clod Bernard) в 1852 утверждал, что печень играет роль депо углеводов и содержит вещество, "рождающее глюкозу", названное им в дальнейшем гликогеном. Он полагал, что ему удалось в эксперименте воспроизвести сахарный диабет, получив под влиянием укола в дно IV желудочка усиленный распад гликогена и тем самым усиленную гликозурию.

В 1889 году Меринг (Mering) и Миньковский (Minkowski) путем удаления поджелудочной железы получили экспериментальный диабет у собаки с развитием гликозурии, ацетонурии, гипергликемии, нарастающей слабости и резкого истощения, приводившего к гибели животного. В 1892 году Миньковский, пересаживая собаке ее собственную поджелудочную железу под кожу, задерживал у нее развитие диабета, симптомы которого быстро появлялись после удаления трансплантата. Л.В. Шабад (1889) получил легкую форму диабета у собаки после частичного удаления поджелудочной железы с последующей нагрузкой животного сахаром.

А.И. Яроцкий (1898) отмечал уменьшение островков Лангерганса в поджелудочной железе животных, получавших избыточное содержание сахара в пище. Автор полагал, что лангергансовы островки являются самостоятельным органом, заложенным в толщу поджелудочной железы, и участвуют в ее функции. На эндокринную роль островков Лангерганса впервые указала в 1881 году К.П. Улезко-Строганова.

В своей диссертации "К морфологии поджелудочной железы при перевязке ее протока при диабете и некоторых других условиях" (СПБ, 1901) Л.В. Соболев писал: "Вот этот остаток поджелудочной железы (островки Лангерганса) и является препятствием для наступления сахарного диабета у животных ... и только полное вылущивание железы, то есть всех составных частей ее - и пищеварительного аппарата и островков, может вызвать у животных картину сахарного диабета. Таким образом, в результате получилось решительное подтверждение первоначально сделанного предположения, что островки Лангерганса являются носителями второй, особой функции железы по отношению к углеводному обмену организма, и представляют собой самостоятельные образования, не имеющие связи с пищеварительным аппаратом железы и ее выводящими путями".

Также предположение о наличие тесной связи между островками Лангерганса и сахарным диабетом высказывали де Мейер в 1909 году и Шарпей-Шаффер в 1917 году, но только в 1921 году в Торонто Бантинг (Banting) и Бест (Best) доказали это. Экстрагировав подкисленным этанолом ткань поджелудочной железы новорожденного теленка, они выделили некий фактор и, введя полученный препарат депанкреатизированной собаке с клиническими проявлениями сахарного диабета, добились нормализации у нее сахара крови. Этот фактор, обладающий мощным гипогликемизирующим действием, был назван инсулином. Вскоре было установлено, что инсулин, содержащийся в островках поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней, активен и у человека. В январе 1922 года инсулин был применен для лечения больных сахарным диабетом.

Бычий и свиной инсулин можно легко получать в больших количествах, что является важнейшим условием для успешного биохимического исследования. Именно инсулин оказался первым белком с доказанной гормональной активностью, первым белком, полученном в кристаллическом виде (Abel, 1926), первым белком, у которого была установлена аминокислотная последовательность (Sanger et al, 1955), первым белком, синтезированным химическими методами (Du et al.; Zahn; Katsoyanis, 1964). Именно для инсулина впервые было показано, что молекула может синтезироваться в виде более крупного предшественника (Steiner et al, 1967). Кроме того, инсулин оказался первым белком, полученным для коммерческих целей с использованием технологии рекомбинантных ДНК. Но, несмотря на все эти впечатляющие "первенства", механизм действия инсулина на молекулярном уровне изучен хуже, чем для большинства гормонов.


Характеристика заболевания.

Сахарный диабет развивается при недостаточности инсулина или при устойчивости к его действию. Примерно у 90% больных диабетом наблюдается инсулин независимый сахарный диабет II типа (ИНЗСД). Для таких больных характерно ожирение, повышенное содержание в плазме инсулина и снижение количества инсулиновых рецепторов [1]. В то же время в работе [2] приводятся данные об отсутствии изменения количества, аутофосфорилирования и тирозинкиназной активности рецепторов инсулина в жировых клетках при ИНЗСД, однако авторы указывают на снижение количества и функции b-клеток островков Лангерганса. У остальных 10% больных наблюдается диабет типа I, то есть инсулин зависимый сахарный диабет I типа (ИЗСД) - аутоиммунное заболевание, обусловленное деструкцией b-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы [3].

Основным признаком ИЗСД является гипергликемия, развивающаяся в результате пониженного проникновения глюкозы в клетки, снижения утилизации глюкозы различными тканями и повышения образования глюкозы (глюконеогенеза) в печени.

Полиурия, полидипсия и потеря веса, несмотря на адекватное потребление калорий, - таковы главные симптомы ИЗСД. Если в норме уровень глюкозы в плазме у человека редко превышает 120 мг%, то у больных с инсулиновой недостаточностью он, как правило, бывает гораздо выше. Когда содержание глюкозы в плазме достигает определенных значений (у человека это обычно выше 180 мг%), максимальная способность реабсорбции глюкозы в почечных канальцах оказывается превышенной и сахар выделяется с мочой (глюкозурия). Объем мочи при этом увеличивается из-за осмотического диуреза, что обязательно сопровождается вначале потерей жидкости (полиурия), затем обезвоживанием организма, жаждой и чрезмерным потреблением воды (полидипсия). Глюкозурия вызывает значительную потерю калорий (4.1 ккал на каждый грамм экскретируемой глюкозы), что в сочетании с потерей мышечной и жировой ткани приводит к резкому похуданию, несмотря на повышенный аппетит (полифагия) и нормальное или повышенное потребление калорий.

В отсутствие инсулина снижается биосинтез белка, что отчасти объясняется уменьшением транспорта аминокислот в мышцы (аминокислоты служат субстратами для глюконеогенеза). Таким образом, инсулиновая недостаточность у человека сопровождается отрицательным азотным балансом. Характерное для этой ситуации отсутствие антилиполитического действия инсулина, равно как и его липогенного действия, приводит к тому, что содержание жирных кислот в плазме возрастает. Когда оно достигает уровня, превышающего способность печени окислять жирные кислоты до СО2, в крови накапливаются b-гидроксимаслянная и ацетоуксусная кислоты (кетоз). Вначале организм компенсирует накопление этих органических кислот увеличением количества выдыхаемого СО2. Однако если развитие кетоза не сдерживается введением инсулина, то развивается тяжелый метаболический ацидоз и больной погибает от диабетической комы.

Ряд редких состояний иллюстрирует важные особенности действия инсулина. У некоторых людей образуются антитела к рецепторам инсулина. Эти антитела предотвращают связывание инсулина с рецептором, и в результате чего у таких лиц развивается синдром тяжелой инсулинорезистентности. В культивируемых фибробластах из кожи больной с врожденным синдромом типа А [4] устойчивости к инсулину снижение аффинности рецептора ведет к ослаблению связывания инсулина в отсутствие нарушений в сплайсинге или первичной структуре рецептора. Обнаружена несостоятельность действия инсулина на накопление клетками глюкозы, суммарный синтез РНК, на фосфорилирование и на активность МАР-киназы. Сильно ослаблена индуцибельность мРНК c-fos под действием инсулина и ИФР-1, по-видимому, вследствии пострецепторного эффекта; реакция на тромбоцитарный фактор роста сохранена.

В работе [5] описан случай выраженного повышения концентрации проинсулина в кровотоке у тучного 58-летнего мужчины белой расы с диабетом типа 2 (708 пмоль/л при норме 3-16 пмоль/л). По данным амплификации геномного гена инсулина в PCR и прямого секвенирования ДНК-амплификанта, в гене инсулина больного обнаружена новая точечная мутация G1552С, ведущая к замене Arg (CGT) - Pro (CCT) в положении 65 проинсулина. Эта мутация нарушает структуру сайта расщепления проинсулина (Lys - Arg) на границе А-цепи и С-пептида в проинсулине. Соотношение инсулина и проинсулина в плазме крови соответствует экспрессии нормального и мутантного аллелей гена инсулина. По данным семейного анализа мутация G1552C и проинсулинемия не сцеплены с диабетом.

При опухолях из b-клеток возникает гипергликемия и синдром, характеризующийся тяжелой гипогликемией. О важной роли инсулина (или, возможно, инсулиноподобных факторов роста, которые не относятся к панкреатическим гормонам, но, тем не менее, близки к инсулину по структуре и функции) для органогенеза свидетельствуют редкие случаи карликовости. Этот синдром характеризуется низким весом при рождении, малой мышечной массой, малым количеством подкожного жира, очень мелкими чертами лица, инсулинорезистентностью со значительным повышением содержания биологически активного инсулина в плазме и ранней смертью. У некоторых таких больных либо совсем отсутствовали рецепторы инсулина, либо они были дефектными.

Таким образом, сахарный диабет является весьма распространенным заболеванием, в патогенез которого вовлечено большое количество биологически активных веществ.

Продолжение следует ...

автор статьи - Константин Воюшин


При подготовке статьи, использовались следующие материалы:
  1. Биохимия человека./ Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В.// Москва, Мир, 1993.
  2. The biochemistry of diabedts./ Taylor R., Agins L., Biochem. J.// 1988 - 250, № 3, стp. 625-640.
  3. A molecular basis for genetic susceptibility to insulin-depended diabetes mellitus./ Todd J. A., Bell J. I., McDevitt H. O.// Trends Genet., 1988 - 4, № 5, стр. 129-134.
  4. Defect of insulin and IGF-1 action at receptor and postreceptor level in a patient with type A syndrome of insulin resistance. / Knebel B., Kellner S., Kotzka J., Siemeister G., Dreyer M., Streicher R., Schiller M., Rudiger H. W., Scemanova E., Krone W., Muller-Wieland D. // Biochem. and Biophys. Res. Commun., 1997 - 234, № 3, стр.626 - 630.
  5. A novel point mutation in the insulin gene giving rise to hyperproinsulinemia. / Warren-Perry M. G., Manley S. E., Ostrega D., Polonsky K., Sussett S., Brown Ph., Turner R. C. // Biochem. J., 1996 - 313, № 1, стр.259 - 268.


Rusbiotech™
Copyright © 2000-2003 Rusbiotech
designed by Интерруссофт © 2003