48. Инсулин. Химическая природа. Место и регуляция продукции. Органы мишени. Роль в метаболизме.

Инсулин – полипептид, состоящий из двух субъединиц (А-21 аминокислотный остаток, Б-30 аминокислотных остатков). Обе субъединицы соединены между собой с помощью дисульфидных мостиков, в А цепи также имеется дисульфидная связь между 6 и 10 остатком. Инсулин может существовать в нескольких формах (мономер, димер, гескамер, который стабилизируется цинком).

Биосинтез инсулина – включает в себя образование двух предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые при частичном протеолизе (отщепление части пептида) превращаются в активную форму гормона. Синтезированный препроинсулин теряет 21 аминокислотный остаток и превращается в проинсулин, который теряя ещё 35 остатков превращается в активную форму инсулина и белок С. Далее транспортируясь в межклеточную среду из бета-клеток островков Лангерганса инсулин и белок С разрушаются. Период полураспада инсулина 3-10 минут и далее под действием инсулиназы происходит его разрушение в печени и меньше в почках.

Регуляция синтеза и секреции инсулина – происходит с помощью глюкозы, как самого главного регулятора секреции инсулина, а бета-клетки – самые главные глюкозо-чувствительные клетки в организме. При повышении глюкозы в крови происходит высвобождение инсулина из гранул и активация мРНК для синтеза глюкозы. Важный факт – секреция инсулина Caзависимый процесс, поэтому при отсутствии ионовCa, секреции не происходит, но синтез инсулина идет за счет повышения глюкозы (!).

Секреция инсулина находится также под контролем

1. Адреналин при воздействии на альфа2-рецепторы тормозит синтез инсулина при любом фоне глюкозы.

2. Воздействие на бета-рецепторы стимулирует синтез инсулина (активацию производит холецистокинин, секритин)

3. Высокие концентрации гормона роста, кортизола эстрогенов также стимулируют синтез инсулина.

4. Соматостатин – тормозит секрецию инсулина, соматотропин – активирует.

Биологические функции инсулина.

Инсулин – главнейший анаболический гормон. Осуществляет свои функции посредством воздействия на метаболизм, транспорта глюкозы в клетку, некоторых ионов, синтезе белков, воздействие на процессы транскрипции и репликации, а соответственно дифференцировка клеток и их пролиферация (разрастание и деление).

Транспорт глюкозы – происходит при активации ГЛЮТ-4 рецепторов, они являются инсулин-зависимыми и находятся ТОЛЬКО в клетках мышц и жировой ткани.

Влияние инсулина на метаболизм глюкозы – большая часть уходит на сгорание в процессе гликолиза, вторая по значимости – синтез жиров, ну и процентов десять на синтез гликогена. Таким образом инсулин (единственное вещество) понижает концентрацию глюкозы в крови.

Ферменты, которые активирует инсулин.

1. Гексокиназа

2. Фосфофруктокиназа

3. Пируваткиназа

В мышцах и печени снижает активность цАМФ, при воздействии на фосфодиэстеразу (блокировка воздействия адреналина).

Воздействует на фосфатазы, которые дефосфорилируют гилкогенсинтазу, в результате чего происходит синтез гликогена и сбережение его от распада.

Тормозит глюконеогенез путем воздействия на фосфоенолпируваткиназу.

Влияние инсулина на метаболизм жиров. В печени и жировой ткани активирует синтез жиров путем обеспечения главными субстратами – Ацетил-КоА, Глицеральдегид-3-фосфат (3-ФГА), НАДФН2 (из пентозофосфатного пути глюкозы).

В адипоцитах воздействует на ЛП-липазу (распад ТАГ до глицерола и жирных кислот и дальнейшее их всасывание в адипоцит) и Ацетил-КоА-карбоксилазу (образование Малонил-КоА).

В жировой ткани тормозит мобилизацию жиров, активирую фосффтазу, которая дефосфорилирует ТАГ-липазу, а соответственно и распад жиров в адипоцитах.

Инсулин стимулирует использование нейтральных аминокислот в мышцах, синтез белков в печени и сердце, мышцах.

Воздействует на рост и пролиферацию клеток.

Механизм действия инсулина.

Действие инсулина начинается с его связывания со специфическим гликопротеиновым рецептором на поверхности клетки.

Инсулиновый рецептор постоянно синтезируется и разрушается. При связывании с гормоном происходит его поглощение по типу эндоцитоза и действуя на специфические внутриклеточные белки (субстраты инсулинового рецептора) происходит каскад реакций и транскрипция, которая запускает все необходимые процессы в клетке.

Эффекты инсулина – как уже говорилось синтез фосфодиэстераз и блокировка липолиза, активация гликогенсинтезы и блокировка гликогенкиназы. Эти эффекты достигаются усилением поступления в клетку ионов Caи снижение цАМФ.