Hoá sinh Prôtein Lời cảm ơn Lời xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Đỗ Ngọc Liên trực tiếp giúp đỡ hướng dẫn trình làm tiểu luận Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán công nhân viên Trường Cao đẳng Sư phạm Ngô Gia Tự Bắc giang Tôi xin chân thành cảm ơn! Bắc Giang, ngày 24 tháng 09 năm 2009 Học viên: Đỗ Văn Tình Đỗ Văn Tình -1- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Mục lục Lêi c¶m ¬n…………………………………………………… ……… ….…1 Mở đầu…………… …………………………………………… ……… … I Đặt vấn đề II Nhiệm vụ cụ thể .3 III Mục tiêu tiêu luận Nội dung…………… ……………………………………………… …… I Insulin công nghệ sản xuất insulin giới……… .…….4 1.1 Insulin gì…… … ……………… …… ….4 1.2 Cấu trúc phân tử insulin quá trình phân cắt tạo thành insulin 1.3 Công nghệ sản xuất insulin II Insulin nguyên nhân gây bệnh tiểu đường 2.1 Bệnh tiểu đường gì? .9 2.2 Các loại tiểu đường .9 2.3 Nguyên nhân gây bệnh tiểu đường .10 III Tiểu đường việc điều trị insulin 11 3.1 Sản xuất insulin tế bào gốc .11 3.2 Trị bệnh tiểu đường insulin từ rau riếp 13 3.3 Cấy ghép tế bào tạo insulin cho bệnh nhân tiểu đường type I .14 3.4 Triển vọng cấy ghép tế bào insulin cho bệnh nhân tiểu đường 15 3.5 Vai trò Insulin 15 Kết luận…………………………… ………… ……………………… ….17 Tài liệu tham khảo………………………… …… ………………… ……18 Đỗ Văn Tình -2- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Mở đầu I Đặt vấn đề Trong năm gần đây, đái tháo đường (ĐTĐ) ngày trở nên vấn đề lớn đầu với giới y khoa cộng đồng Điều hoàn toàn có nguyên xác đáng Thứ bệnh gia tăng với tốc độ đáng ngại (khoảng 300% vòng mười năm) Nhìn số lượng bệnh nhân đông đảo sở khám chữa bệnh chuyên khoa chắn cảm nhận gia tăng Thế nhiều người chưa biết số bệnh nhân chẩn đoán đến thời điểm phần tảng băng trôi, có tới 65% bệnh nhân chưa biết mắc bệnh?! Thứ hai bệnh gây tổn hại đến sức khỏe cộng đồng, biến chứng tim mạch tăng gấp 2-3 lần bệnh nhân đái tháo đường so với người không đái tháo đường.Thứ ba bệnh thường chẩn đoán muộn, có sau chục năm từ lúc đường máu có dấu hiệu tăng bình thường Điều dẫn đến hệ có khoảng 50% bệnh nhân có biến chứng với mức độ khác chẩn đoán mắc bệnh.Thứ tư bệnh gây tốn cho bệnh nhân, gia đình xã hội.đó bệnh nguy hiểm hoàn toàn phòng điều trị Chúng ta kỷ thứ 21 đứng trước kiện lớn đất nước-trước ngưỡng cửa hội nhập WTO Hãy vươn lên làm chủ thông tin, làm chủ thân, hướng tới sống khỏe mạnh hơn, tươi vui Xuất phát từ ý kiến xin mạnh dạn tìm hiểu insulin bệnh đái tháo đường II Nhiệm vụ cụ thể tiểu luận Thu thập tài liệu có liên quan đến insulin bệnh tiểu đường Phân tích, tổng hợp để tìm vấn đề quan tâm III Mục tiêu tiểu luận Tìm hiểu insulin công nghệ sản xuất insulin giới Tìm hiểu nguyên nhân gây bệnh tiểu đường liên quan đến insulin Dùng insulin chữa bệnh Đỗ Văn Tình -3- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Nội dung I Insulin công nghệ sản xuất insulin giới 1.1 Insulin gì? Hình Phân tử insulin Insulin hormone tiết tế bào beta đảo Langerhans tuyến tụy động vật tiêu ăn thức ăn, hormone quan trọng cho trình lưu trữ, sử dụng đường, acid amin acid béo trì lượng đường máu Hàm lượng đường máu (hay gọi hàm lượng glucose máu) nguồn lượng thiết yếu cho thể Nếu lượng đường máu không trì mức bình thường gây bệnh nguy hiểm Hàm lượng đường máu tăng gây tiết đường qua nước tiểu, kết bị glucose, tượng gọi bệnh tiểu đường Nếu tình trạng tiếp diễn thời gian dài, sẽ gây biến chứng nguy hiểm mô, quan thể Mặt khác, hàm lượng đường máu giảm dẫn đến lượng cung cấp cho thể bị thiếu hụt gây nguy hiểm cho trì thể sống Hàm lượng đường máu trì mức bình thường cân bằng yếu tố làm tăng lượng đường máu (như glucagon, hormone, cortisol, catecholamine) với yếu tố làm giảm lượng đường máu Insulin hormone làm giảm lượng đường máu Do đó, khả tiết hormone giảm (do số nguyên nhân) insulin không cung cấp đủ cho thể gây bệnh tiểu đường phụ thuộc insulin (Insulin- Đỗ Văn Tình -4- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Dependent Diabetes Mellitus - IDDM), còn gọi tiểu đường type I Với bệnh nhân mắc tiểu đường type I insulin phương thuốc điều trị 1.2 Cấu trúc phân tử insulin quá trình phân cắt tạo thành insulin Insulin người polypeptide bao gồm chuỗi A với 21 acid amin chuỗi B với 30 acid amin, có cầu nối disulfur chuỗi A cầu nối disufur nối hai chuỗi A B Insulin ban đầu tổng hợp dạng “preproinsulin” (tiền insulin) ribosome tế bào beta đảo Langerhans tuyến tụy Preproinsulin phân tử dạng thẳng bao gồm: peptide tín hiệu chứa 24 acid amin (SP), chuỗi B, peptide C với 31 acid amin (C) chuỗi A nối với theo thứ tự SP-B-C-A Khi vận chuyển qua lưới nội chất, peptide tín hiệu bị phân cắt tạo proinsulin (BC-A) Proinsulin hình thành cầu nối disulfur lưới nội chất, hình thành cấu trúc bậc ba Proinsulin bị phân cắt enzyme PC1/3 liên kết chuỗi B peptide C sau bị phân cắt enzyme PC2 vị trí liên kết chuỗi A peptide C Hai acid amin đầu N peptide nối với đầu C chuỗi B bị phân cắt PC1/3 sẽ phân cắt khỏi chuỗi B enzyme carboxypeptidase H Kết cuối trình phân cắt tạo thành insulin Hình Cấu trúc phân tử insulin 1.3 Công nghệ sản xuất insulin Trong năm 2005, nhu cầu insulin dùng trị bệnh tiểu đường ước tính khoảng 4.000 đến 5.000 kg dự kiến năm 2010 16.000 kg Nhu cầu insulin giới Đỗ Văn Tình -5- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein vượt qua số vài tấn/năm nguồn cung cấp insulin cho trị bệnh tiểu đường thiếu hụt Từ thập niên 1920 năm đầu thập niên 1980, insulin tạo bằng cách cô lập từ tuyến tụy động vật heo bò Tuy nhiên, insulin người có khác biệt thành phần acid amin so với insulin bò (hai vị trí chuỗi A vị trí chuỗi B) insulin heo (một vị trí chuỗi B) Do gây tác dụng không mong muốn (như dị ứng) sử dụng insulin có nguồn gốc từ heo hay bò Ngoài ra, trình sản xuất tinh insulin từ động vật gặp nhiều khó khăn Sau đó, phương pháp bán tổng hợp insulin người từ insulin heo bò phát triển bằng sử dụng phản ứng chuyển peptide (transpeptidation) sử dụng trypsin Tuy nhiên, insulin tái tổ hợp sản xuất bằng công nghệ tái tổ hợp di truyền sử dụng chủ yếu chi phí sản xuất thấp hiệu sản xuất cao Insulin người sản xuất bằng kỹ thuật di truyền tạiCông ty Genetech (Hoa Kỳ) sản phẩm đưa thị trường vào năm 1982 Trong lịch sử, lần nhà nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học vào dược phẩm thành công.Về sau, nhiều phương pháp sản xuất insulin tái tổ hợp phát triển Ví dụ: phương pháp sản xuất Tập đoàn Eli Lilly: phương pháp sản xuất biểu chuỗi A chuỗi B riêng biệt bằng cách sử dụng Escherichia coli, sau thu chuỗi A chuỗi B, trộn với in vitro tạo cầu nối disulfur Phương pháp có hiệu sản xuất thấp Do đó, Eli Lilly phát triển phương pháp cải tiến hơn, phương pháp biểu proinsulin thay biểu chuỗi A B riêng biệt phương pháp cũ, tạo cầu nối disulfur in vitro, sau phân cắt peptide C khỏi hai chuỗi A B bằng trypsin carboxypeptidase, tạo thành insulin Đỗ Văn Tình -6- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Hình Sản xuất insulin tái tổ hợp với chuỗi A chuỗi B riêng biệt Một phương pháp khác phát triển tập đoàn Novo Nordisk, phương pháp biểu miniproinsulin bao gồm chuỗi B chuỗi A nối với bằng acid amin, biểu nấm men, sau xử lý miniproinsulin in vitro bằng trypsin tạo thành insulin Phương pháp có nhiều thuận lợi cầu nối disulfur hình thành trình biểu trình tiết miniproinsulin, miniproinsulin tách chiết tinh dễ dàng tiết thẳng môi trường nuôi cấy Hiện tại, người ta tiếp tục phát triển phương pháp sản xuất insulin tái tổ hợp Công ty Hoechst đưa phuơng pháp sản xuất insulin bao gồm: biểu dạng dẫn xuất insulin hoặc biểu preproinsulin E coli; tạo cầu nối disulfur invitro; sau đó, xử lý bằng lysylendopeptidase hoặc clostripain/carboxypeptidase B; cuối tạo insulin Mới nhất, Công ty Bio-Technology General đưa phương pháp Trong phương pháp này, dạng protein dung hợp (fusion protein) bao gồm superoxide dismutase (SOD) gắn với proinsulin biểu tế bào E coli Bằng cách này, hiệu suất trình biểu protein hiệu trình hình thành cầu nốii Sau đó, proinsulin chuyển thành insulin nhờ xử lý với trypsin carboxypeptidase B Bằng cách tương tự thế, người ta đưa ngày nhiều phuơng pháp sản xuất insulin tái tổ hợp cải tiến nhièu để nâng cao hiệu trình biểu protein, hình thành cầu nối disulfur, chuyển proinsulin thành insulin Đỗ Văn Tình -7- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Hình Sản xuất insulin tái tổ hợp vi khuẩn Hiện nay, hầu hết phương pháp sản xuất insulin thương mại dựa chủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae) hoặc vi khuẩn (E coli) kết hợp với kỹ thuật gene để sản xuất insulin người tổng hợp Người ta nuôi cấy chủng quy mô lớn, bồn lên men bằng thép đặt tiền, sau đó, insulin ly trích ra, tinh để sản phẩm cuối Nói hệ thống tế bào dùng để biểu insulin tái tổ hợp, người ta sử dụng đa dạng từ vi sinh vật tới tế bào động vật thực vật Trong số đó, tế bào vi sinh vật sử dụng nhiều chúng dễ thao tác, dễ đưa vào áp dụng quy mô sản xuất công nghiệp, nhiều E coli nấm men Gần đây, người ta đưa hệ thống biểu khác cho loại protein tái tổ hợp – Bacillus brevis Mục đích nghiên cứu, phát minh muốn phát triển hệ thống biểu phương pháp sản xuất insulin có suất cao hiệu sản xuất phải ngang bằng hay vuợt trội so với hệ thống sản xuất insulin từ trước tới Hay nói cách khác, nghiên cứu giai đoạn nhằm cải tiến phương pháp cổ điển chuyển tiền chất insulin thành insulin; nghiên cứu tìm môi trường tối ưu cho việc hình thành cầu nối cần thiết cho việc biểu hoạt tính insulin; tìm hệ thống biểu insulin cho suất, sản luợng cao II Insulin nguyên nhân gây bệnh tiểu đường Đỗ Văn Tình -8- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein 2.1 Bệnh tiểu đường gì? Tiểu đường bệnh mà mức glucoza máu mức bình thường Người mắc bệnh tiểu đường có vấn đề chuyển hóa thức ăn thành lượng Sau bữa ăn, thức ăn phân tích thành loại đường gọi glucoza, đường mang vào máu tới tế bào khắp thể Các tế bào sử dụng insulin hormon tuyến tụy sản xuất để chuyển hóa đường máu thành lượng 2.2 Các loại tiểu đường Có dạng tiểu đường tiểu đường type 1, type tiểu đường thời kỳ thai nghén Tiểu đường type 1, trước gọi tiểu đường tuổi vị thành niên, thường chẩn đoán lần trẻ em, thiếu niên người trưởng thành trẻ Trong loại tiểu đường này, tế bào beta tuyến tụy không sản xuất insulin hệ miễn dịch thể công hủy diệt chúng Tiểu đường type 2, trước gọi tiểu đường công người lớn, dạng phổ biến Con người tiến triển dạng tiểu đường lứa tuổi nào, chí từ thời thơ ấu Dạng tiểu đường thường bắt đầu bằng kháng lại insulin, tình trạng cơ, gan tế bào mỡ không sử dụng insulin mức Đầu tiên, tuyến tụy cố gắp tiếp tục trì đáp ứng nhu cầu tăng thêm insulin thể bằng cách sản xuất thêm insulin Tuy nhiên, sớm hay muộn “gắng sức” tuyến tụy sẽ tồn lâu bệnh tiểu đường type sẽ xuất Tiểu đường thời kỳ thai nghén Khi mang thai, thể người phụ nữ có nhiều thay đổi, họ mắc dạng tiểu đường Do vậy, phụ nữ mang thai nên kiểm tra để phát tiểu đường tháng thứ thai kỳ (tuần thứ 24-28) Các thống kê cho thấy, có khoảng 2-5% thai phụ bị tiểu đường thời kỳ thai nghén Tiểu đường thai nghén hay xảy phụ nữ béo phì, hoặc “cứng” tuổi Khoảng 35-50% bệnh nhân tiểu đường thời kỳ thai nghén sau sẽ mắc tiểu đường type Duy trì chế độ ăn uống phù hợp, tập thể dục giảm trọng lượng thể làm giảm nguy mắc bệnh Ngày nay, mức sống tăng, chất lượng sống cải thiện, nên chế độ dinh dưỡng bà mẹ mang thai cải thiện nhiều Tuy nhiên, thiếu hiểu biết cách ăn uống, sinh hoạt nghỉ ngơi nên tỷ lệ bà mẹ mắc tiểu đường thời kỳ mang thai tăng lên 2.3 Nguyên nhân gây bệnh tiểu đường Đỗ Văn Tình -9- Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Hình Tuyến tuỵ người Tiểu đường loại gọi tiểu đường phụ thuộc insulin hay tiểu đường người trẻ Trong bệnh tiểu đường loại 1, chế tự miễn, tức tuyến tuỵ bị công phá hủy thể, làm cho tuyến tuỵ không khả sản xuất insulin nữa.Kháng thể bất thường thành lập thể người bệnh tiểu đường loại Kháng thể chất protein máu, phần hệ thống miễn dịch thể Bệnh nhân bị tiểu đường loại muốn sống cần phải chích insulin ngày Trong bệnh lý miễn dịch, bệnh nhân bị tiểu đường loại 1, hệ thống miễn dịch sản xuất kháng thể trực tiếp chống lại mô người bệnh Bệnh tự miễn thường gây bệnh tiểu đường loại 1, mặt khác bệnh di truyền Gen gây bệnh tiểu đường loại có nhiễm sắc thể số 11 giống (nhiễm sắc thể nơi lưu trữ thông tin di truyền bằng nucleotic tế bào) Tiếp xúc, nhiễm số virus quai bị, Coxakies virus hay độc chất môi trường khởi phát đáp ứng kháng thể cách bất thường, nguyên nhân làm hư tổn tế bào tuỵ tiết insulin Tiểu đường loại có xu hướng xảy người trẻ, thường 30 tuổi Tuy nhiên bệnh nhân trẻ có dạng tiểu đường hội Tiểu đường loại chiếm khoảng 10%, tiểu đường loại chiếm 90% Tiểu đường loại gọi tiểu đường không phụ thuộc insulin hay tiểu đường người trưởng thành Trong tiểu đường loại 2, tuỵ người bệnh khả sản xuất insulin, không đủ Trong số trường hợp,sau ăn tuỵ sản xuất lượng insulin nhiều bình thường Ða số bệnh nhân tiểu đường loại 2, tế bào thể nhạy cảm với insulin ( đặc biệt tế bào mỡ tế bào cơ), lượng lớn insulin sản xuất tế bào nhận diện.=>Tóm lại vấn đề tăng kháng insulin, phóng thích insulin từ tuỵ bị thiếu, gây tình trạng tăng glucose máu Hầu hết tiểu đường loại xảy người Đỗ Văn Tình - 10 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein 30 tuổi, tỷ lệ tiểu đường tăng theo tuổi Yếu tố di truyền đóng vai trò quan trọng bệnh tiểu đường loại Một số yếu tố khác mập phì nguy bị tiểu đường Có mối liên quan trực tiếp béo phì tiểu đường loại Tiểu đường xảy thoáng qua trình thai kỳ Sự thay đổi đáng kể hormone trình mang thai thường làm tăng mức đường máu số người Trong trường hợp người ta gọi tiểu đường thai kỳ Tiểu đường thai kỳ sẽ khỏi sau sanh Tuy nhiên, có khoảng 40-50% phụ nữ tiểu đường thai kỳ sẽ bị tiểu đường thật sau này.Ðặc biệt người cần insulin suốt thai kỳ người trọng Ở bệnh nhân tiểu đường thai kỳ cần phải làm test dung nạp glucose tuần sau sanh nhằm xem sau họ bị tiểu đường hay không Tiểu đường "thứ phát" tăng đường máu xảy sau dùng số thuốc Tiểu đường thứ phát xảy mô tuỵ không sản xuất insulin mô tuỵ bị phá huỷ bệnh lý viêm tuỵ mãn ( viêm tuỵ tác dụng độc rượu uống nhiều rượu ), chấn thương, phẫu thuật cắt bỏ tuỵ Tiểu đường rối loạn chất nội tiết tố khác việc tiết nhiều hormon tăng trưởng ( bệnh to đầu chi) hội chứng Cushing Trong bệnh to đầu chi u tuyến yên nằm đáy não sản xuất nhiều hormon tăng trưởng, đưa đến tăng đường huyết Trong hội chứng Cushing, tuyến thượng thận sản xuất nhiều cortisol, làm khởi phát tăng đường huyết Nói tóm lại, số loại thuốc giúp kiểm soát đường huyết hay không che đậy bệnh tiểu đường tìm ẩn Tiểu đường thuốc thường gặp dùng thuốc corticoid ( prednisone ) III Tiểu đường việc điều trị insulin 3.1 Sản xuất insulin tế bào gốc Hình Ảnh tế bào gốc phôi người (Ảnh: www.news.wisc.edu) Đỗ Văn Tình - 11 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Các nhà khoa học Anh Mỹ cho biết họ sử dụng tế bào gốc lấy từ máu dây rốn trẻ sơ sinh để giúp bệnh nhân tiểu đường loại khôi phục khả sản xuất insulin thể Nghiên cứu xem bước đột phá quan trọng việc ứng dụng tế bào gốc, mở niềm hy vọng lớn lao cho bệnh nhân tiểu đường loại Theo báo cáo công bố ngày 26/05/2007, chuyên gia cho biết sau năm nghiên cứu, lần họ có khả phát triển số lượng lớn tế bào gốc từ máu dây rốn sử dụng chúng để thay tế bào sản xuất insulin bị hư hại tuyến tụy bệnh nhân tiểu đường Nhóm nghiên cứu sử dụng dây rốn nơi đặc biệt chứa nhiều tế bào gốc phôi người, dây rốn dễ cung cấp phụ nữ sinh bằng phẫu thuật mở tử cung để bệnh viện khoa Y trường Đại học Texas Nhóm nghiên cứu cho rằng “đây chứng minh rằng tế bào gốc lấy từ dây rốn người sử dụng để tổng hợp insulin” Nghiên cứu vừa giới thiệu tạp chí y học Cell Proliferation, ấn tháng 6/2007 Tiến sĩ Randall Urban, thành viên nhóm nghiên cứu giáo sư nội khoa trường Đại học Texas, phát biểu: “Khám phá mang lại cho khả tiềm tàng việc sản xuất insulin từ tế bào mầm người trưởng thành để điều trị cho bệnh nhân tiểu đường” Theo trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Larry Denner, chuyên gia nội khoa – nội tiết trường Đại học Texas, tế bào gốc từ dây rốn có khả sản xuất hợp chất có tên C-peptide, chất protein tiền thân insulin diện tế bào sản xuất insulin Do đó, diện C-pep chứng minh rằng có lượng insulin định sản xuất tế bào gốc dùng thay cho tế bào tụy tạng hư hại hoặc bị phá hủy” Theo ông, “điều kiện tiên việc sản xuất insulin phải có diện C-peptide” Hình Sản xuất insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh Đỗ Văn Tình - 12 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Các nhà khoa học Anh Mỹ cho biết họ sản xuất insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh để điều trị bệnh tiểu đường (Ảnh: www.neonet.ch) Nhóm nghiên cứu cho biết họ hy vọng sẽ tạo mô tụy tạng cho bệnh nhân tiểu đường Ở người bị tiểu đường loại 1, thể họ không khả sản xuất insulin tế bào bị phá hủy Theo tiến sĩ Denner, nhà khoa học cố gắng tạo lĩnh vực y học tái tạo mới, tế bào gốc lấy từ máu bệnh nhân sẽ nuôi biến đổi phòng thí nghiệm để thay cho tế bào máu hoặc mô bị hư hại Bằng phương thức này, việc cấy ghép tế bào quan nội tạng, bác sĩ sẽ tránh khó khăn lớn nhất, phản ứng thải loại – tình trạng mà để tránh người ghép phải uống thuốc ức chế miễn dịch suốt đời Trong báo cáo nghiên cứu này, chuyên gia hy vọng rằng tương lai, họ sẽ sản xuất phương tiện thay cho tế bào gốc lấy từ phôi người – vấn đề gây nhiều tranh cãi giới 3.2 Trị bệnh tiểu đường insulin từ rau riếp Các nhà khoa học Mỹ tạo insulin từ rau diếp để trị bệnh tiểu đường Sau thử nghiệm thành công chuột, loại insulin thử nghiệm người, mở hội điều trị cho bệnh nhân tiểu đường loại Bằng kỹ thuật biến đổi gien, nhóm nghiên cứu tạo tế bào thực vật có chứa insulin từ rau diếp thuốc để thử nghiệm chuột mắc bệnh tiểu đường Nghiên cứu thực giáo sư Henry Daniell, thuộc Trường Đại học Central Florida, cộng Nhóm nghiên cứu đưa tế bào thực vật đông khô thuốc hoặc rau diếp có chứa insulin dạng bột vào thể chuột mắc bệnh tiểu đường Khi tế bào tiến vào ruột chuột, vi khuẩn sống sẽ phân hủy thành tế bào insulin thoát sẽ đưa vào máu Sau tuần lễ thử nghiệm, chuyên gia nhận thấy nồng độ đường glucose máu nước tiểu chuột trở lại mức an toàn, tế bào beta tuyến tụy chuột sản xuất insulin mức độ cần thiết cho thể Tuy nhiên, nhằm tiết kiệm chi phí tránh phản ứng bất lợi phát sinh từ thuốc lá, nhóm nghiên cứu sử dụng insulin từ rau diếp biến đổi gien thử nghiệm mà Theo nhóm nghiên Đỗ Văn Tình - 13 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein cứu, loại insulin có khả giúp ngăn chặn bệnh viêm tuyến tụy chuột có nguy mắc bệnh tiểu đường Sau thu kết đáng phấn khởi chuột, giáo sư Daniell cho biết nhóm ông thử nghiệm loại insulin người Để kiểm soát liều lượng cách cẩn thận, chuyên gia cho bệnh nhân uống insulin dạng bột chứa viên nang Bệnh tiểu đường loại bệnh tự miễn, hệ miễn dịch thể công, phá hủy insulin tế bào beta tuyến tụy có nhiệm vụ sản xuất insulin chất cần thiết cho việc chuyển hóa đường, tinh bột thực phẩm khác thành lượng để cung cấp cho thể Hiện nay, theo giáo sư Daniell, “liệu pháp dành cho bệnh nhân tiểu đường loại mang tính thời Họ phải thường xuyên theo dõi nồng độ đường máu nước tiểu Họ phải tiêm insulin nhiều lần ngày Do đó, có liệu pháp lâu dài cho bệnh nhân điều thiết thực” Nếu thử nghiệm người đạt kết tốt, nghiên cứu sẽ mở hội điều trị cho hàng triệu bệnh nhân giới giúp tiết kiệm đáng kể chi phí chiến chống bệnh tiểu đường – bệnh dẫn đến nguy đau tim, suy thận, đột quỵ mù lòa Trong báo cáo đăng tạp chí Plant Biotechnology (Công nghệ Sinh học thực vật), nhóm nghiên cứu cho rằng việc tạo insulin trồng thay rẻ tiền hiệu cho phương thức sản xuất insulin theo tiêu chuẩn 3.3 Cấy ghép tế bào tạo insulin cho bệnh nhân tiểu đường type I Các nhà nghiên cứu Úc bước tiếp cận phương pháp điều trị dứt điểm bệnh bệnh tiểu đường type I sau cấy ghép thành công tế bào tạo insulin cho bệnh nhân Bước đột phá mang đến hi vọng cho 140.000 người dân Úc phải phụ thuộc việc tiêm insulin hằng ngày Hiện nay, đối tượng điều trị thử nghiệm bệnh nhân có tình trạng bệnh không ổn định, hàm lượng đường máu thường bị giảm đột ngột mà dấu hiệu tiên lượng trước Tuy nhiên, theo bác sĩ Wayne Hawthorne, mục tiêu Đỗ Văn Tình - 14 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein nhóm nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp điều trị cho tất bệnh nhân tiểu đường Đối với bệnh nhân tiểu đường type I, rối loạn hệ thống miễn dịch sản sinh kháng thể tiêu diệt tế bào tạo insulin thể Sau đợt điều trị, lượng insulin mà bệnh nhân cần để kiểm soát hàm lượng đường máu sẽ bị giảm mạnh, vài trường hợp bằng Triển vọng cấy ghép tế bào insulin cho bệnh nhân tiểu đường Xưa nay, liệu pháp cấy ghép nhiều hạn chế đòi hỏi phải có dược phẩm tránh đào thải Bản thân dược phẩm lại có chứa nhiều chất độc tác dụng phụ, chí khiến bệnh nhân bị lâm vào tình trạng dễ bị viêm nhiễm Ở bệnh nhân bị tiểu đường type 1, hệ miễn dịch thể bị lỗi, tự phá hủy tế bào tuyến tụy – loại tế bào sản xuất insulin cho thể - từ chúng hình thành Khi insulin, đường gluco hình thành máu cuối dẫn đến biến chứng bệnh tim, bệnh thận, mù lòa sinh non Các nhà nghiên cứu thuộc Trường Y khoa, Đại học Yeshiva, Mỹ dùng tiềntế bào tuyến tụy để gộp ba gene bằng phương pháp sử dụng virus để tránh bị hệ miễn dịch xóa bỏ Thông thường tế bào cấy ghép có khả phục hồi kiểm soát đường gluco bình thường, nhiên sau ngày, chúng lại bị hệ miễn dịch thể phá hủy Ở chuột tiểu đường tiêm tế bào qua xử lý biến đổi, lượng đường gluco kiểm soát bình thường vòng khoảng ba tháng Các chuyên gia nói rằng liệu pháp gene chứng tỏ khả thi, nhiên để cấy ghép tế bào tuyến tụy trở nên thông dụng điều trị tiểu đường quãng đường xa Dẫu vậy, phương pháp mở triển vọng tiêm bổ sung insulin hàng ngày cho bệnh nhân bị tiểu đường type 3.5 Vai trò Insulin Những người bị mắc tiểu đường tuýp thường không sản sinh đủ lượng insulin thể phải có insulin thay để điều trị bệnh Nếu không cung cấp Đỗ Văn Tình - 15 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein đủ insulin thay người mắc tiểu đường tuýp sẽ bị đường máu cao thể chuyển sang đốt cháy chất béo dự trữ Trong vài ngày liên tục sẽ dẫn đến nhiễm axit tiểu đường tính mệnh bị đe doạ Còn ngược lại nhiều insulin sẽ khiến đường máu thấp, dẫn tới bệnh hypoqlycaemia (ngất xỉu, hôn mê) Triệu chứng phổ biến gồm da nhợt nhạt, hay sửng sốt bàng hoàng, run rẩy, đổ mồ hôi, nhịp tim đập nhanh, hay đói, hay lo lắng mắt bị mờ Trong số trường hợp dẫn đến ý thức, hôn mê, co giật Tiểu đường tuýp không thiếu sản sinh insulin tế bào thể ngày đề kháng lại ảnh hưởng insulin Trong năm đầu, thể bù đắp insulin đề kháng sản sinh insulin từ tuyến tuỵ Tuy nhiên, năm tuyến tuỵ không khả bù đắp khoảng 25% người mắc tiểu đường tuýp cuối cần phải điều trị bằng insulin Kết luận Đỗ Văn Tình - 16 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Insulin có tác dụng quan trọng việc làm giảm mức độ glucagon- loại hocmon có liên quan đến chế trao đổi hydrat cacbon lượng đường máu Glucagon tạo từ tế bào alpha tụy Glucagon có tác dụng làm tăng lượng đường máu lượng mức thấp Trong gan, glucagon có tác dụng ngược lại insulin Insulin tạo từ tế bào bêta, có tác dụng hạ mức gluco máu Ở người khỏe mạnh, loại chất giúp cân bằng lượng gluco máu Ngược lại, người mắc chứng đái tháo đường type type 2, rối loạn glucagon làm tăng lượng gluco máu, điều giải bằng trị liệu với insulin Đối với bệnh nhân đái tháo đường type hoặc mục tiêu trị liệu hướng tới insulin hoặc protein tế bào alpha để ngăn ngừa rối loạn glucagon Những bệnh nhân đái thái đường type (những người thường chữa trị bằng insulin) thường có nguy bị hạ đường huyết Insulin có tác dụng làm giảm lượng gluco máu Nếu lượng giảm nhiều, glucagon sẽ phát huy tác dụng, ngăn chặn nguy hạ đường huyết Tuy nhiên vấn đề bệnh nhân đái tháo đường type tế bào alpha bị tê liệt lượng insulin không ngừng tăng lên Kết luận :insulin có vai trò quan trọng điều chỉnh chức tế bào alpha cung cấp khả gen việc thay đổi chức tế bào alpha tuyến tụy Đỗ Văn Tình - 17 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang Hoá sinh Prôtein Tài liệu tham khảo http://www.sembiosys.com/news2.aspx?id=5189&secId=6 http://www.vivo.colostate.edu/books/pathphys/endocrine/panreas/insulin_struct.html Insulin and Insulin analogues, Philippe Cramer, MD - France Biotech, Julien Martinet, D pham - France Biotech, Text reviewed by Helen Mosnier-Pudar, MD Unité de diabétologie, hôpital Cochin, Paris 4.Insulin resistance and pancreatic b cell failure, Masato Kasuga, Department of Clinical Molecular Medicine, Kobe University Graduate School of Medicine, Kobe, Japan Dương Văn Cường (Theo HCM Biotech) Đỗ Văn Tình - 18 - Lớp K12 Sinh học thực nghiệm Bắc Giang [...]... một vấn đề đang gây nhiều tranh cãi hiện nay trên thế giới 3.2 Trị bệnh tiểu đường bằng insulin từ rau riếp Các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra được insulin từ rau diếp để trị bệnh tiểu đường Sau những thử nghiệm thành công trên chuột, loại insulin này đang được thử nghiệm trên con người, mở ra cơ hội điều trị cho bệnh nhân tiểu đường loại 1 Bằng kỹ thuật biến đổi gien, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được các tế... điều trị này cho tất cả bệnh nhân tiểu đường Đối với những bệnh nhân tiểu đường type I, sự rối loạn hệ thống miễn dịch đã sản sinh ra kháng thể tiêu diệt các tế bào tạo insulin của cơ thể Sau một đợt điều trị, lượng insulin mà bệnh nhân cần để kiểm soát hàm lượng đường trong máu sẽ bị giảm mạnh, trong một vài trường hợp có thể bằng 0 3 4 Triển vọng cấy ghép tế bào insulin cho bệnh nhân tiểu đường Xưa... này người ta gọi là tiểu đường do thai kỳ Tiểu đường do thai kỳ sẽ khỏi sau khi sanh Tuy nhiên, có khoảng 40-50% phụ nữ tiểu đường do thai kỳ sẽ bị tiểu đường thật sự sau này. Ðặc biệt những người cần insulin trong suốt thai kỳ và những người này quá trọng Ở bệnh nhân tiểu đường do thai kỳ cần phải làm test dung nạp glucose 6 tuần sau khi sanh nhằm xem sau này họ có thể bị tiểu đường hay không Tiểu. .. tế bào thực vật có chứa insulin từ rau diếp và cây thuốc lá để thử nghiệm trên chuột mắc bệnh tiểu đường Nghiên cứu này được thực hiện bởi giáo sư Henry Daniell, thuộc Trường Đại học Central Florida, và các cộng sự Nhóm nghiên cứu đã đưa các tế bào thực vật đông khô của cây thuốc lá hoặc rau diếp có chứa insulin dưới dạng bột vào cơ thể chuột mắc bệnh tiểu đường Khi các tế bào này tiến vào ruột chuột,... Prôtein 30 tuổi, và tỷ lệ tiểu đường tăng theo tuổi Yếu tố di truyền cũng đóng vai trò quan trọng trong bệnh tiểu đường loại 2 Một số yếu tố khác như mập phì cũng là nguy cơ bị tiểu đường Có mối liên quan trực tiếp giữa béo phì và tiểu đường loại 2 Tiểu đường có thể xảy ra thoáng qua trong quá trình thai kỳ Sự thay đổi đáng kể về hormone trong quá trình mang thai thường làm tăng mức đường trong máu ở một... bước tiếp cận phương pháp điều trị dứt điểm căn bệnh bệnh tiểu đường type I sau khi cấy ghép thành công các tế bào tạo insulin cho 8 bệnh nhân Bước đột phá này mang đến hi vọng cho 140.000 người dân Úc đang phải phụ thuộc việc tiêm insulin hằng ngày Hiện nay, đối tượng điều trị thử nghiệm là những bệnh nhân có tình trạng bệnh không ổn định, hàm lượng đường trong máu thường bị giảm đột ngột mà không... họ đã sản xuất được insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh để điều trị bệnh tiểu đường (Ảnh: www.neonet.ch) Nhóm nghiên cứu cho biết họ hy vọng sẽ tạo ra các mô tụy tạng mới cho bệnh nhân tiểu đường Ở những người bị tiểu đường loại 1, cơ thể họ không còn khả năng sản xuất insulin bởi vì những tế bào đó đã bị phá hủy Theo tiến sĩ Denner, các nhà khoa học đang cố gắng tạo ra một lĩnh vực y học... Giang Hoá sinh Prôtein 1 Insulin có tác dụng quan trọng trong việc làm giảm mức độ glucagon- một loại hocmon có liên quan đến cơ chế trao đổi hydrat cacbon và lượng đường trong máu 2 Glucagon được tạo ra từ những tế bào alpha ở tụy Glucagon có tác dụng làm tăng lượng đường trong máu khi lượng này ở mức thấp Trong gan, glucagon có tác dụng ngược lại đối với insulin Insulin được tạo ra từ tế bào bêta, có... chiến chống bệnh tiểu đường – căn bệnh có thể dẫn đến nguy cơ đau tim, suy thận, đột quỵ và mù lòa Trong một báo cáo đăng trên tạp chí Plant Biotechnology (Công nghệ Sinh học thực vật), nhóm nghiên cứu cho rằng việc tạo ra insulin ở cây trồng là một sự thay thế rẻ tiền và hiệu quả cho các phương thức sản xuất insulin theo tiêu chuẩn 3.3 Cấy ghép tế bào tạo insulin cho bệnh nhân tiểu đường type I... tăng trưởng ( bệnh to đầu chi) và hội chứng Cushing Trong bệnh to đầu chi là do u tuyến yên nằm ở đáy não sản xuất quá nhiều hormon tăng trưởng, đưa đến tăng đường huyết Trong hội chứng Cushing, tuyến thượng thận sản xuất ra quá nhiều cortisol, làm khởi phát sự tăng đường huyết Nói tóm lại, một số loại thuốc có thể giúp kiểm soát đường huyết hay không che đậy bệnh tiểu đường tìm ẩn Tiểu đường do thuốc ... II Insulin nguyên nhân gây bệnh tiểu đường 2.1 Bệnh tiểu đường gì? .9 2.2 Các loại tiểu đường .9 2.3 Nguyên nhân gây bệnh tiểu đường .10 III Tiểu đường việc... quan tâm III Mục tiêu tiểu luận Tìm hiểu insulin công nghệ sản xuất insulin giới Tìm hiểu nguyên nhân gây bệnh tiểu đường liên quan đến insulin Dùng insulin chữa bệnh Đỗ Văn Tình -3- Lớp K12 Sinh... mạnh dạn tìm hiểu insulin bệnh đái tháo đường II Nhiệm vụ cụ thể tiểu luận Thu thập tài liệu có liên quan đến insulin bệnh tiểu đường Phân tích, tổng hợp để tìm vấn đề quan tâm III Mục tiêu tiểu