1. Инсулин

Название происходит от латинского слова insula - "остров". Представляет собой полипептид из 51 аминокислоты, массой 5,8 кД, состоящий из двух цепей А и В, связанных между собой дисульфидными мостиками. Первичная структура инсулина человека отличается от бычьего инсулина тремя аминокислотами, инсулина свиньи – одной.

Впервые о роли в 1900 году Соколов.

Повышение уровеня глюкозы в крови стимулирует секрецию инсулина, который в клетках мишенях способствует захвату, метаболизму и депонированию глюкозы.

Синтез гормона происходит в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы в виде пре-проинсулина, от которого отщепляется 23-аминокислотная цепь и образуется проинсулин. В таком виде в комплексе Гольджи он упаковывается в секреторные гранулы, в которых образуется инсулин и С-пептид. Инсулин депонируется в виде гексамерного комплекса стабилизируемого Zn²⁺. Количество депонированного в гранулах инсулина почти в 10 раз превышает суточную потребность в гормоне.

Уровень инсулина в крови измеряется либо в международных единицах (МЕ или IU), либо в молях, при этом 1 мкМЕ/мл ровна 6,945 пмоль/литр. Уровень инсулина в крови человека в норме - 8–11 мкМЕ/мл (57–79 пмоль/литр).

Установлено, что инсулин синтезируется в ЦНС. И возможно нарушения этого процесса играет роль в развитии болезни Альцгеймера (диабет III типа).

Гексамер инсулина.

Секреция инсулина является Са²⁺-зависимым процессом. Выделяют два вида секреции инсулина:

• Базальная секреция инсулина осуществляется постоянно, даже при голодании и уровне глюкозы крови ниже 4 ммоль/л.

• Стимулированная секреция инсулина представляет собой ответ β-клеток островков на повышенный уровень D-глюкозы в притекающей к β-клеткам крови.

Основной механизм стимулированной секреции инсулина выглядит следующим образом:

• глюкоза поступает в β-клетки с помощью ГЛУТ2;

• путём гликолиза и реакций цепи переноса электронов синтезируется АТФ, в клетке повышается соотношение АТФ/АДФ;

• рост соотношения АТФ/АДФ блокирует АТФ-зависимые К⁺ каналы (SUR1, рецептор сульфонилмочевины или Kir6.2 калиевые каналы). Это ограничивает выход К⁺ из клетки. Происходит его накопление. В результате растёт разница потенциалов (внутри – положительный заряд, снаружи - отрицательный) и происходит деполяризация мембраны клетки;

• при деполяризации открываются потенциал-зависимые Са²⁺ каналы и путём облегчённой диффузии кальций поступает в клетку;

• повышение уровня внутриклеточного Са²⁺ активирует фосфолипазу С, которая расщепляет фосфатидил инозито 4,5-дифосфат до инозитол 1,4,5-трифосфата (IP₃) и диацилглицерола (DAG);

• вторичный передатчик - IP₃ связывается с белковым рецептором на мембране эндоплазматической сети (ER), и активирует IP₃-зависимые каналы и высвобождение Са²⁺ из запасников. Уровень ионов кальция резко нарастает и стимулирует сокращения внутриклеточных микротубулярных фибрилл и перемещение гранул к плазматической мембране с последующим их экзоцитозом.

Другими субстратами, стимулирующими секрецию инсулина являются манноза, аминокислоты –аргинин и лейцин, ацетилхолин (парасимпатическая система), сульфонилмочевина, холецистокинин (под действием фосфолипазы С).

Инкретины

К регуляторам секреции инсулина относятся инкретины (intestine-secretion-insulin) - гормоны ЖКТ, такие как глукагоноподобный пептид-1 (GLP-1, glucagon-like peptide-1) и глюкозозависимый инсулинотропный пептид (GIP, glucose-dependent insulinotropic peptide).