Действие инсулина

Общеизвестна способность инсулина снижать уровень глюкозы в крови, поэтому инсулин называют гипогликемическим фактором. Но инсулин активно влияет и на скорости ряда других процессов, не связанных с утилизацией глюкозы. Главными мишенями инсулина являются клетки мышц, печени и жировой ткани. Кроме того, оказывает влияние на ряд других клеток, например фибробласты и лимфоциты, стимулируя их пролиферацию, и может также синергично с другими гормонами действовать на некоторые ткани (например, синергично с пролактином он действует на ткань молочной железы).

Рецепторы инсулина локализованы на поверхности клеток-мишений; гормон проявляет свое действие не проникая в клетку.

Связывание инсулина со своими рецепторами характеризуется отрицательной кооперативностью, т.е. сродство рецептора оказывается непостоянным, оно уменьшается с увеличением доли «занятых» рецепторов. Связывание инсулина с рецепторами жировой ткани, печени, мышцы и лимфоидной ткани характеризуется феноменом насыщения, оно зависит от температуры и стереохимически высокоспецифично. Сродство проинсулина к мембранам жировых клеток в 20 раз меньше, чем инсулина, что согласуется со значительно меньшей биологической активностью прогормона.

Рецептор инсулина в мембранах печеночных и жировых клеток является, по-видимому, гликопротеидом (300 000), с которым ассоциированы липиды; последние влияют на доступность связывающих участков для гормона.

Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о том, что конформация молекулы инсулина имеет решающее значение для образования инсулин-рецепторного комплекса. Связывающаяся с рецептором зона инсулина включает многие гидрофобные аминокислотные остатки В-цепи гормона,и, как полагают, связывание с рецептором осуществляется в результате гидрофобных взаимодействий и образования специфических водородных связей. Аутоантитела могут блокировать инсулиновые рецепторы, при этом наблюдается крайне высокая резистентность к действию вводимого инсулина (инсулин независимая форма сахарного диабета).

Практически все клетки нуждаются в инсулине для осуществления переноса запасаемых резервных веществ из внеклеточного во внутриклеточное пространство; следует, однако, отметить, что поглощение глюкозы клетками мозга не изменяется при недостатке инсулина.

В результате стимулирования связанной с мембраной цАМФ-фосфодиэстеразы (которая снижает внутриклеточную [цАМФ]) и, возможно, также с помощью других механизмов инсулин способен тормозить обычную ответную реакцию клеток на гормоны, действие которых связано с образованием цАМФ.

Влияние на метаболизм углеводов

Инсулин ускоряет поступление ряда сахаров, особенно глюкозы, в клетки, где последняя быстро фосфорилируется.. В результате происходит снижение концентрации глюкозы в крови и увеличение образования внутриклеточных гесозофосфатов и образующихся из них продуктов, в том числе гликогена и продуктов гликолиза.

Инсулин оказывает также влияние на внутриклеточную утилизацию глюкозы (независимо от его влияния на транспорт глюкозы): повышается активность специфической глюкокиназы печени, в два раза увеличивается активность гликогенсинтетазы. Инсулин стимулирует активность фосфатазы гликогенсинтазы D, катализирующей превращение синтазы D в синтазу I; в результате обеспечивается образование гликогена в условиях повышенной внутриклеточной концентрации глюкозо-6-фосфата. В то же время инсулин может тормозить глюконеогенез, оказывая тормозящее влияние на ферменты, участвующие в синтезе глюкозы из пирувата.

Механизмы внутриклеточного действия инсулина не известны, поскольку предполагается, что гормон вряд ли проникает в клетку. Возможно имеют место каскады процессов, описанных для других полипептидных гормонов (например, модуляции внутриклеточной концентрации цАМФ?!).