4.5. Инсулин

Инсулин выделяется β - клетками поджелудочной железы.

В островковой части поджелудочной железы выделяют 4 типа клеток, секретирующих гормоны:

А- (или α-) клетки (доля 25%) секретируют глюкагон, В- (или β-) клетки (70%) - островки Лангерганса составляют 1-2% массы поджелудочной железы - секретируют инсулин, D- (или δ-) клетки (<5%) — соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид.

Между α и β - клетками существуют тесные метаболические и регуляторные связи.

Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение, поскольку печень является главным объектом действия глюкагона и инсулина.

.

4.5.1 Строение инсулина

Инсулин — полипептид, содержащий 51 аминокислоту, состоит из двух цепей. В составе

цепи А содержится 21 аминокислота, в цепи В — 30 аминокислот. В инсулине три дисульфидных мостика, один возникает в А цепи между 6 и 11 аминокислотами, остальные соединяют цепи А и В.

Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизиру­ется ионами цинка, который связывается остатками аминокислоты гистидина В-цепи всех 6 субъединиц.

Инсулин человека сходен по составу с инсулинами некоторых животных. Бычий инсулин отличается от инсулина че­ловека на три аминокислоты, а инсулин свиньи отличается только на одну ами­нокислоту (ала вместо тре на С конце В-цепи). Это позволяет применять животный инсулин в качестве лекарственного препарата при нарушении выработки инсулина у человека. Длительное применение лекарственного препарата, содержащего животный инсулин, может вызвать появление антител к чужеродному белку и развитие аллергической реакции. Более перспективным является применение рекомбинантного инсулина, полностью повторяющего состав и строение человеческого инсулина.

2. Биосинтез инсулина

Ген инсулина находится в 11 хромосоме. Полный синтез активного инсулина включает в себя последовательные этапы: препроинсулин - проинсулин – инсулин.

На рибосомах ЭПР синтезируется препроинсулин, содержащий 110 аминокислот. На N- конце содержится сигнальный пептид из 24 аминокислот, который направляет растущую цепь в просвет ЭПР.

В просвете ЭПР препроинсулин превращается в проинсулин путем отщепления сиг­нального пептида. Тиольные группы цистеина в проинсулине окисляются с образованием трех дисульфидных мостиков, проинсулин становиться «сложным» и его активность составляет 5% от активности инсулина.

«Сложный» проинсулин, содержащий 86 аминокислот, поступает в аппарат Гольджи, где расщепляется на два пептила: активный инсулин (51 аминокислота, две цепи) и С-пептид (31 аминокислота).

Инсулин и С-пептид в соотношении 1:1 совместно включаются в секреторные гранулы

(пузырьки), где инсулин соединяется с цинком, обра­зуя димеры и гексамеры.

В момент выделения гранулы сли­ваются с плазматической мембраной, инсу­лин и С-пептид

выделяются во внеклеточное пространство и далее в кровь. Время жизни инсулина значительно короче, чем пептида С.

В лабораторной диагностике в крови определяют пептид С, содержание которого соответствует содержанию инсулина. Разработан и используется радиоиммунологический анализ (РИА) инсулина.

.