อินซูลิน รีเซ็บเตอร์

เป็นฮอร์โมนที่สำคัญและเป็นโปรตีนชนิดหนึ่ง สร้างจากกลุ่มเซลล์ภายในตับอ่อน ตับอ่อนเป็นอวัยวะภายในช่องท้องโดยอยู่ทางด้านหลังของกระเพาะอาหาร นอกจากผลิตฮอร์โมนอินซูลินแล้วตับอ่อนยังผลิตน้ำย่อยและฮอร์โมนชนิดอื่นอีกด้วย อาหารประเภทแป้งและน้ำตาลเมื่อถูกดูดซึมจากลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดจะกระตุ้นให้ตับอ่อนหลั่งอินซูลิน เซลล์ทั่วร่างกายมีตัวรับอินซูลินที่เยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่า insulin receptor ซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดขบวนการดึงกลูโคสจากเลือดเข้าสู่ภายในเซลล์

ผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่หนึ่ง

ผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่หนึ่งร่างกายขาดฮอร์โมนอินซูลิน ทำให้ไม่สามารถควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้ จำเป็นต้องได้รับการรักษาโดยการฉีดอินซูลินเข้าสู่ร่างกาย
ปัจจุบันสามารถเลือกใช้ได้ทั้งอินซูลินชนิดฉีด ชนิดปั๊ม และชนิดสูดดม

ผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่สอง

ในขณะที่ผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่สองร่างกายไม่ได้ขาดอินซูลินแต่พบว่าปัญหาอยู่ที่ตัวรับอินซูลินหรือที่เรียกว่า insulin receptor ได้มีการศึกษาภาวะนี้อย่างกว้างขวางและการแพทย์ในปัจจุบันเข้าใจการเกิดภาวะดื้อต่ออินซูลินมากขึ้น
การรักษาผู้ป่วยกลุ่มนี้จึงต้องใช้ยาที่ลดภาวะดื้อต่ออินซูลินและในบางครั้งจำเป็นต้องให้อินซูลินร่วมด้วย เพื่อควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดให้อยู่ในเกณฑ์ปกติและป้องกันภาวะแทรกซ้อนที่มักพบเกิดขึ้นร่วมกับภาวะน้ำตาลในเลือดสูง

ฮอร์โมนอินซูลิน

อินซูลินเป็นฮอร์โมนชนิดแรกที่สังเคราะห์ขึ้นได้ ค้นพบโดย Banting และ Best ในปี 1922 ซึ่งถือเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์การแพทย์ยุคใหม่
การศึกษาครั้งนั้นเขาได้ทำการผูกท่อภายในตับอ่อนสุนัขจำนวนมาก รอเวลาจนกระทั่งเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างน้ำย่อยในตับอ่อนสุนัขเหล่านั้นตายจนหมดสิ้นและถูกทำลายโดยระบบภูมิคุ้มกันตามกลไกทางธรรมชาติ จากนั้นจึงได้นำกลุ่มเซลล์ที่สร้างฮอร์โมนมาสกัด
พบว่าเป็นโปรตีนโมเลกุลเล็กที่ต่อมาได้มีการศึกษาวิจัยส่วนประกอบทางเคมีเพิ่มเติมอีกมากมาย จนพบว่าอินซูนลินมีน้ำหนักโมเลกุลเพียง 5808 ดาลตัน ประกอบขึ้นด้วยกรดอะมิโนทั้งหมด 51 ตัว
โมเลกุลของอินซูลินประกอบด้วยกรดอะมิโนเรียงตัวกันเป็นโซ่เอ chain A และโซ่บี chain B และมีเปปไทด์เชื่อมให้เป็นสายเดียวกัน สายเอมีกรดอะมิโน 21 ตัว สายบีมีกรดอะมิโน 30 ตัว สายเอและสายบีเชื่อมกันโดย disulfide bond สองพันธะภายในสายเอยังมี disulfide bond อีกหนึ่งพันธะ
ต่อมาในปี 1955 Sanger ค้นพบโครงสร้างปฐมภูมิของอินซูลิน และได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานดังกล่าวอินซูลินถือว่าเป็นโปรตีนชนิดแรกในโลกที่มนุษย์รู้จักลำดับของกรดอะมิโนอย่างสมบูรณ์ที่สุด และในปี 1969 ได้มีการศึกษาโครงสร้างสามมิติของอินซูลินนำมาซึ่งการศึกษาโปรตีนชนิดอื่นๆอีกมากมาย
ศาสตร์แขนงนี้ปัจจุบันเรียกว่า proteomics ซึ่งจะเป็นความท้าทายการศึกษาวิจัยทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพในยุคหลังจีโนมิกส์ที่กำลังจะมาถึงในเร็ววันนี้

กระบวนการสังเคราะห์อินซูลิน

สร้างจากเบต้าเซลล์ในตับอ่อน โดย insulin mRNA ถูกแปลรหัสพันธุกรรมออกเป็นโปรตีนชนิด preproinsulin ต่อมาส่วน signal peptide หลุดออกไปจากโครงสร้างระหว่างส่งต่อไปที่ท่อเอนโดพลาสมิก เรติคิวลัม กลายเป็น proinsulin
โปรอินซูลิน ประกอบไปด้วย amino-terminal B chain ส่วนที่สอง carboxy-terminal A chain และ C peptide เป็นส่วนเชื่อมต่อภายในท่อเอนโดพลาสมิก เรติคิวลัม โปรอินซูลิน ถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์เฉพาะเจาะจง เรียกว่า endopeptidases ซึ่งมีฤทธิ์ตัดสาย C peptide ทำให้เกิดอินซูลินที่สมบูรณ์
ทั้งอินซูลินและ free C peptide จะถูกบรรจุใน Golgi เป็นแกรนูลที่พร้อมจะถูกหลั่งออกมา และสะสมอยู่ในส่วนของซัยโตพลาสซึม
เมื่อเบตาเซลล์ถูกกระตุ้น จะทำการหลั่งอินซูลินออกมาจากเซลล์โดยกระบวนการไล่ออกนอกเซลล์ และแพร่ซึมผ่านหลอดเลือดฝอยของกลุ่มเซลล์ไอเล็ตส์
ส่วนของ C peptide ถูกหลั่งออกมาเช่นกัน แต่ไม่มีฤทธิ์ทางชีวภาพแต่อย่างใด

ฮอร์โมนในกลุ่มเดียวกันกับอินซูลิน

อินซูลินเป็นฮอร์โมนใน family หรือกลุ่มเดียวกันกับไอจีเอฟ insulin-like growth factors (IGF-1and IGF-2) และรีแล็กซิน relaxin ซึ่งกำลังทวีความสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน ได้มีการศึกษาอย่างกว้างขวางและนำมาประยุกต์ใช้ในการบำบัดรักษาหลายโรคหลายภาวะด้วยกันฮอร์โมนในตระกูลนี้ทั้งสี่ชนิดมีความสามารถในการช่วยให้เซลล์เจริญเติบโต ข้อแตกต่างที่สำคัญเพียงประการเดียวคือ อินซูลินมีบทบาทเด่นเกี่ยวกับเมตาบอลิก หมายถึงการใช้พลังงานของเซลล์ ในขณะที่ไอจีเอฟและรีแล็กซินมีบทบาทเด่นในเรื่องการเจริญเติบโตของเซลล์และการพัฒนาเปลี่ยนแปลงรูปร่างหน้าที่ของเซลล์ ในอนาคตอันใกล้เราจะได้ยินเรื่องราวของสารกลุ่มนี้มากขึ้นอย่างแน่นอน

ศูนย์วิจัยสุขภาพกรุงเทพ ในเครือ บริษัท กรุงเทพดุสิตเวชการ จำกัด (มหาชน)
ผู้ประพันธ์