Onderzoeksthema
Diabetologie – Insuline, C-peptide, Pro-insuline, Energiemetabolisme en regulering van het lichaamsgewicht, Dierstudies
Samenvatting
Insuline is een peptidehormoon dat wordt afgescheiden door B-cellen van eilandjes van Langerhans in de alvleesklier met een molecuulgewicht van ongeveer 5.800 en pI 5,4. Het bestaat uit twee ketens, A en B. Het heeft 3 disulfidebindingen tussen A6 en A11, A7 en B7, en A20 en B19. Het bestaat uit 2 ketens, A en B. Er worden 3 disulfidebindingen gevormd tussen A6 en A11, A7 en B7, en A20 en B19. Insuline bestaat als een dimeermolecuul in zure tot neutrale oplossing zonder Zn-ionen, en als een hexamer met twee Zn-ionen in neutrale oplossing als er Zn-ionen aanwezig zijn. De belangrijkste doelwitten van insuline zijn lever, spieren en vetweefsel. De werking van insuline op deze doelgroepen is als volgt. In de lever bevordert het de glycogenese, de eiwitsynthese, de vetzuursynthese, het gebruik van koolhydraten en het remmen van de gluconeogenese. In de spieren bevordert het de membraanpermeabiliteit voor koolhydraten, aminozuren en K-ionen, de glycogenese, de eiwitsynthese, en remt het de eiwitafbraak. In het vetweefsel bevordert het de membraanpermeabiliteit voor de synthese van glucose en vetzuren. Een precursor van insuline, pro-insuline genaamd, met een enkele polypeptideketen, wordt eerst in de cel gesynthetiseerd, vervolgens worden sulfidebindingen gevormd, en tenslotte door enzymatische versnijding op twee plaatsen, worden actieve insuline en c-peptide (verbindend peptide) gevormd. De werkzaamheid van een insulinepreparaat werd oorspronkelijk bepaald door middel van een bioassay. Bioassay voor het gehele lichaam vertoont echter onvermijdelijk een geringe precisie als gevolg van individuele variatie. De WHO vaardigde in 1986 de eerste internationale norm voor menselijke insuline uit, die een werkzaamheid van 26 IE/mg (0,038 mg IE) heeft. In datzelfde jaar werd ook de eerste internationale standaard voor runderinsuline, met een werkzaamheid van 25,7 IE/mg, en de eerste internationale standaard voor varkensinsuline, met een werkzaamheid van 26 IE/mg, vastgesteld. Vóór deze standaarden, in 1974, werd de eerste internationale referentiepreparaat van menselijke insuline voor immunoassay geleverd als 3 IE/ampul. Op basis van bovenstaande gegevens zou, als de biologische activiteit van insuline per molecuul bij de verschillende diersoorten gelijk is, de potentie van dierlijke insuline kunnen worden berekend aan de hand van het molecuulgewicht. Maar tot nu toe hebben we hiervoor nog geen experimenteel bewijs. Aangezien de molecuulgewichten van insuline van verschillende dieren vrijwel gelijk zijn, en de verschillen binnen 1% blijven, is er wellicht geen kritieke fout als we denken dat de algemene potentie van insuline 26 IE/mg bedraagt. Rat en muis hebben twee moleculaire soorten insuline, type 1 en type 2. De aminozuursequenties van deze moleculaire soorten zijn dezelfde bij ratten en muizen. Maar omdat de verhoudingen tussen deze twee diersoorten verschillend zijn, wordt aanbevolen een standaardpreparaat te gebruiken dat van elk dier afkomstig is.