Два механизма действия инсулина

Скорость эффектов действия инсулина

Биологические эффекты инсулина подразделяются по скорости развития:

Очень быстрые эффекты (секунды)

Эти эффекты связаны с изменением трансмембранных транспортов:

1. Активации Na ⁺ /K ⁺ -АТФазы, что вызывает выход ионов Na⁺ и вход в клетку ионов K⁺, что ведет к гиперполяризации мембран чувствительных к инсулину клеток (кроме гепатоцитов).

2. Активация Na⁺/H ⁺ -обменника на цитоплазматической мембране многих клеток и выход из клетки ионов H⁺ в обмен на ионы Na⁺. Такое влияние имеет значение в патогенезе артериальной гипертензии при сахарном диабете 2 типа.

3. Угнетение мембранной Ca ²⁺ -АТФазы приводит к задержке ионов Ca²⁺ в цитозоле клетки.

4. Выход на мембрану миоцитов и адипоцитов переносчиков глюкозы ГлюТ-4 и увеличение в 20-50 раз объема транспорта глюкозы в клетку.

Быстрые эффекты (минуты)

Быстрые эффекты заключаются в изменении скоростей фосфорилирования и дефосфорилирования метаболических ферментов и регуляторных белков.

Печень

· торможение эффектов адреналина и глюкагона (фосфодиэстераза),

· ускорение гликогеногенеза (гликогенсинтаза),

· активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),

· превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),

· усиление синтеза жирных кислот (ацетил-SКоА-карбоксилаза),

· формирование ЛПОНП,

· повышение синтеза холестерина (ГМГ-SКоА-редуктаза),

Мышцы

· торможение эффектов адреналина (фосфодиэстераза),

· стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),

· стимуляция гликогеногенеза (гликогенсинтаза),

· активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),

· превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),

· усиливает транспорт нейтральных аминокислот в мышцы,

· стимулирует трансляцию (рибосомальный синтез белков).

Жировая ткань

· стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация Глют-4),

· активирует запасание жирных кислот в тканях (липопротеинлипаза),

· активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),

· усиление синтеза жирных кислот (активация ацетил-SКоА-карбоксилазы),

· создание возможности для запасания ТАГ (инактивация гормон-чувствительной-липазы).

Медленные эффекты (минуты-часы)

Медленные эффекты заключаются в изменении скорости транскрипции генов белков, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток, например:

1. Индукция синтеза ферментов в печени

· глюкокиназы и пируваткиназы (гликолиз),

· АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы (синтез жирных кислот),

· глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (пентозофосфатный путь),

2. Индукция в адипоцитах синтеза глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы и синтазы жирных кислот.

3. Репрессия синтеза мРНК, например, для ФЕП-карбоксикиназы (глюконеогенез).

4. Обеспечивает процессы трансляции, повышая фосфорилирование по серину рибосомального белка S6.

Очень медленные эффекты (часы-сутки)

Очень медленные эффекты реализуют митогенез и размножение клеток. Например, к этим эффектам относится

1. Повышение в печени синтеза соматомедина, зависимого от гормона роста.

2. Увеличение роста и пролиферации клеток в синергизме с соматомединами.

3. Переход клетки из G1-фазы в S-фазу клеточного цикла.

Именно группой медленных эффектов объясняется "парадокс" наличия инсулинорезистентности адипоцитов (при сахарном диабете 2 типа) и одновременное увеличение массы жировой ткани и запасание в ней липидов под влиянием гипергликемии и инсулина.

Инактивация инсулина

Удаление инсулина из циркуляции происходит после его связывания с рецептором и последующей интернализации (эндоцитоза) гормон-рецепторного комплекса, в основном в печени и мышцах. После поглощения комплекс разрушается и белковые молекулы лизируются до свободных аминокислот. В печени захватывается и разрушается до 50% инсулина при первом прохождении крови, оттекающей от поджелудочной железы. В почках инсулин фильтруется в первичную мочу и, после реабсорбции в проксимальных канальцах, разрушается.

Патология

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.