Влияние инсулина на обмен веществ.

Тканями мишенями для инсулина служат печень, жировая ткань, мышцы. Плазматические мембраны клеток этих тканей содержат наибольшее число рецепторов инсулина.

Рецептор инсулина представляет собой тетрамер, состоящий из 2-х - и 2-х -субъединиц , связанных между собой дисульфидными мостиками. -субъединицы целиком расположена вне клеток и ответственны за связывание инсулина. -субъединицы– трансмембранные белки, обладающие ферментативной активностью, и отвечают за передачу внутрь клетки гормонального сигнала. Цитоплазматическая часть -субъединицы обладает киназной активностью, т.е. способна фосфорилировать белки за счет АТФ. Фосфорилирование внутриклеточных белков запускает каскад реакций, приводящих к изменению активности большого числа ферментов, через которые реализуется регуляторный эффект инсулина на обмен белков, углеводов, липидов. Одновременно инсулин снижает уровень ц-АМФ в клетках.

Влияние инсулина на углеводный обмен

1. Транспорт глюкозы. Глюкоза поступает в клетки путем облегченной диффузии при участии белков-переносчиков. Инсулин стимулирует поступление глюкозы в клетки, влияя на её транспорт и скорость утилизации:

а) в плазматических мембранах клеток жировой ткани и мышц под влиянием инсулина увеличивается количество транспортных белков для глюкозы;

б) в клетках печени инсулин не стимулирует облегчённой диффузии глюкозы, но усиливает её приток косвенным путём, активируя глюкокиназу – фермент, катализирующий начальную реакцию метаболизма глюкозы. В результате, концентрация свободной глюкозы в гепатоцитах поддерживается на низком уровне, что способствует постоянному притоку глюкозы в клетку.

2. Утилизация глюкозы. Под влиянием инсулина происходит активация всех путей утилизации глюкозы:

• Гликолиза

• Пентозо-фосфатного пути

• Синтеза гликогена

Эффект инсулина реализуется через изменение активности ферментов и их количества (путём индукции синтеза). Инсулин-чувствительными являются следующие ферменты углеводного обмена:

Глюкокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа, пируватдегидрогеназа (ферменты дихотомического пути)

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (пентозо-фосфатный путь)

Гликогенсинтаза

В результате распада глюкозы в клетках создается благоприятный энергетический и метаболический фон для усиления синтеза жиров и белков.

3. Образование глюкозы. Инсулин тормозит процессы, приводящие к образованию свободной глюкозы в клетках: глюконеогенез и мобилизацию гликогена.

Влияние инсулина на глюконеогенез реализуется через подавление синтеза ключевого фермента – фосфоенолпируваткарбоксикиназы

Торможение распада гликогена связано с уменьшением количества цАМФ в клетках под влиянием инсулина, который активирует фосфодиэстеразу – фермент разрушающий цАМФ При этом замедляется фосфорилирование клеточных белков и усиливается их дефосфорилирование (см. цАМФ-зависимый механизм действия гормонов). Дефосфорилирование гликогенфосфорилазы приводит к её ингибированию и торможению распада гликогена.

Влияние инсулина на липидный обмен

Под влиянием инсулина в клетках печени и жировой ткани создаются благоприятные условия для синтеза жиров, за счет образования большого количества промежуточных продуктов обмена глюкозы – ацетил-КоА, глицерол-З-фосфата, НАДФН₂, АТФ.

Кроме того, под влиянием инсулина происходит повышение активности и количества ферментов, непосредственно участвующих в синтезе жирных кислот и триацилглицеролов:

• цитрат-лиазы

• ацетил-КоА-карбоксилазы

• пальмитоилсинтетазы

• глицерол-3-фосфатдегидрогеназы

Одновременно, снижается активность липазы жировой ткани (за счет дефосфорилирования при снижении уровня цАМФ), что приволит к торможению липолиза.