Физиологические эффекты инсулина

 Органы–мишени инсулина. Основные мишени инсулина — печень, скелетные мышцы, клетки жировой ткани. Поскольку инсулин является главным регулятором метаболизма молекул, — источников энергетического обмена в организме — то именно в этих органах развёртываются основные физиологические эффекты инсулина на обмен белков, жиров и углеводов.

 Рецептор инсулина (см. рис. 4–11) относится к каталитическим и кодируется геном INSR. Продукт транскрипции гена и продукты трансляции мРНК подвергаются модификациям, в результате которых в плазматическую мембрану клеток–мишеней встраивается тетрамер, состоящий из пары ‑СЕ (их внеклеточная часть связывает инсулин) и пары ‑СЕ (их внутрицитоплазматическая часть является тирозин киназой).

 Субстраты рецептора инсулина — 4 внутриклеточных белка IRS (Insulin Receptor Substrate), фосфорилируемых ‑СЕ рецептора инсулина. Дальнейшая внутриклеточная передача сигнала происходит несколькими различными путями (в том числе и через Ras-каскад, см. выше в разделе «Ответы клеток–мишеней») и приводит к реализации множества эффектов инсулина на клетки–мишени.

 Мутации. Известно не менее 30 мутаций гена INSR и генов, кодирующих белки внутриклеточной передачи сигнала, приводящих к развитию полной или частичной нечувствительности мишеней к эффектам инсулина (как следствие, у носителей дефектного аллеля развивается сахарный диабет типа II).

 Функции инсулина разнообразны (регуляция обмена источников энергии — углеводов, липидов и белков). В клетках–мишенях инсулин стимулирует трансмембранный перенос глюкозы и аминокислот, синтез белка, гликогена и триглицеридов, гликолиз, а также рост и пролиферацию клеток, но подавляет протеолиз, липолиз и окисление жиров (см. подробнее ниже).

 Скорость проявления эффектов инсулина. Физиологические эффекты инсулина по скорости их наступления после взаимодействия гормона с его рецепторами подразделяют на быстрые (развиваются в течение секунд), медленные (минуты) и отсроченные (табл. 18–9).

Таблица 18–9. Долговременность эффектов инсулина

Быстрый (секунды)

Увеличение* транспорта глюкозы**, аминокислот и K+ внутрь инсулин-чувствительных клеток

Медленный (минуты)

Стимуляция белкового синтеза

Торможение распада белков

Активация ферментов (например, гликогенсинтазы и гликолитических)

Ингибирование гликоген фосфорилазы и ферментов глюконеогенеза

Отсроченный (часы)

Транскрипция генов, трансляция мРНК, синтез белка, рост и размножение*** клеток

Примечания. * В органах–мишенях инсулина; исключение составляют нейроны головного мозга, скорость поступления глюкозы в которые не зависит от инсулина. ** Идентифицировано 8 трансмембранных переносчиков глюкозы GLUT, в том числе GLUT1 (эритроциты), GLUT2 (островки Лангерханса и печень), GLUT4 (чувствительный к инсулину, органы–мишени инсулина), GLUT5 (канальцы почек). *** Почему инсулин отнесён к функциональной группе гормонов-митогенов.