Insulina ludzka to polipeptyd, który jest zbudowany z 51 reszt aminokwasowych. Jest ona często zaliczana do białek z uwagi na łatwość, z jaką z cynkiem lub innymi jonami tworzy dimery, a nawet heksamery. Insulina wykazuje szerokie spektrum aktywności biologicznej, w tym obniża poziom glukozy we krwi, zwiększając zawartość glikogenu w wątrobie, wzmaga także biosyntezę aminokwasów, białek oraz kwasów tłuszczowych. Wpływa na wnikanie glukozy do komórek mięśni i tkanki tłuszczowej. Brak, a nawet niski poziom insuliny wywołuje głód komórek, przy czym niewykorzystana glukoza gromadzi się w organizmie, zwiększając jej stężenie we krwi.
Insulina została odkryta w 1921 roku przez Banting'a i Maclead'a, za co w 1923 roku dostali Nagrodę Nobla. Również ustalenie jej struktury pierwszorzędowej w roku 1955 zostało ocenione wysoko i w 1958 roku Nagrodę Nobla przyznano Sangerowi i Hodking. Insulina jest złożona z dwóch łańcuchów: A zawierającym 21 reszt aminokwasowych i B, w którym znajduje się 30 takich reszt. Oba łańcuchy połączone są dwoma mostkami disulfidowymi, a w łańcuchu A znajduje się dodatkowy mostek S-S.
Parę lat temu większość diabetyków używała insuliny otrzymywanej z trzustek wołowych lub wieprzowych. Insulinę surową, po izolacji z trzustki poddaje się oczyszczaniu przez krystalizację, najczęściej w postaci kompleksu z cynkiem. Tak otrzymany lek, zwany insuliną krystaliczną, zawiera kilka procent zanieczyszczeń. Musi ona być poddana dalszemu oczyszczaniu. Dokonuje się tego za pomocą sączenia molekularnego, chromatografii cieczowej albo ekstrakcji przeciwprądowej.
Pod względem funkcji biologicznych zarówno insulina wieprzowa, jak i wołowa spełniają swoją funkcję w stosunku do ludzkiego organizmu. Insulina świńska różni się od ludzkiej tylko jednym aminokwasem, bydlęca zaś trzema. Choć może to się wydawać niewielką różnicą, to dla układu odpornościowego ma zasadnicze znaczenie - insuliny zwierzęce wywołują często naturalne reakcje obronne w postaci miejscowych, a nierzadko uogólnionych odczynów uczuleniowych. Z tego powodu znaleziono sposób na wytwarzanie insuliny "ludzkiej" produkowanej przez bakterie w laboratoriach biotechnologicznych, które takiego zagrożenia nie stwarzają.
Produkcja leków biologicznych wytwarzanych przez żywe komórki (w zależności od metody - bakteryjne, roślinne lub zwierzęce) przeprowadzana jest w specjalnych bioreaktorach. Produkcja składa się z trzech etapów. Pierwszy to namnażanie komórek gospodarza oraz wprowadzenie ich do ich genomu, drogą rekombinacji, ludzkiego materiału genetycznego kodującego pożądane białko. W drugim etapie odprowadza się je z bioreaktora i oczyszcza z pozostałości mieszaniny reakcyjnej, w trzecim - konfekcjonuje.
Aby znacznie poprawiają komfort życia chorych na cukrzycę, wyprodukowano insuliny analogowe. Ze względu na zmienioną kolejność aminokwasów w łańcuchach ma inny czas działania niż insulina ludzka - szybszy lub przedłużony. Modyfikacja struktury łańcucha B sprawia, że preparat po wstrzyknięciu wchłania się bardzo szybko i w ciągu 20-40 min. osiąga szczyt działania , natomiast inne modyfikacje mogą sprawić, że insulina będzie miała 24-godzinny czas wchłaniania i równomierne działanie. Takie insuliny stosuje się obecnie w intensywnej insulinoterapii.
Ciekawostka
Na przełomie XX i XXI wieku insulinę zaczęto wykorzystywać jako nielegalnie stosowany, trudny do wykrycia anabolik. Pomaga ona sportowcom i kulturystom zwiększyć masę mięśni, szczególnie skutecznie w połączeniu ze sterydami anabolicznymi lub hormonem wzrostu. Sterydy stymulująco wpływają na rozrost mięśni, a insulina chroni je przed zanikiem. Taki cel ma przyjmowanie insuliny podczas przygotowywania się do zawodów. Insulina podana wraz z glukoza bezpośrednio przez rozpoczęciem zawodów umożliwia zawodnikowi podniesienie progu wydolności dzięki zwielokrotnieniu metabolizmu glukozy. Zawodnicy, którzy w krótkim czasie zmuszeni są do dużego wysiłku, a więc krótko i średniodystansowi biegacze czy skoczkowie, osiągają największe korzyści z przyjmowania insuliny jako dopingu. Szybkie znikanie insuliny we krwi utrudnia wykrycie egzogennego hormonu. Jest to niezwykle groźny anabolik nie tylko ze względu na trudność udowodnienia jego stosowania, ale nadmiar insuliny jest śmiertelnie niebezpieczny dla zdrowia. Przyjmowanie przez dłuższy czas rozregulowuje system immunologiczny, wywołuje bezpłodność i degeneracje wielu organów wewnętrznych, a przedawkowanie prowadzi do śpiączki i zejścia.
