4.5.6.Механизм действия инсулина на клеточном уровне.

Инсулин действует на клеточном уровне с участием инсулиновых рецепторов(IR) с тирозинкиназной активностью. Возможны два механизма действия : мембранный и внутриклеточный.

Мембранный механизм обеспечивает трансмембранную передачу сигнала, а внутриклеточный – в ядро

.

Строение, состав и активация инсулинового рецептора (IR ).

IR присутствуют почти во всех типах клеток, но больше все­го их в гепатоцитах и клетках жировой тка­ни адипоцитах ( обнаружено до 20000 на одну клетку). После связывания инсулина с IR на мембране клетки весь комплекс погружается в цитоплазму, переносится лизосому, где белок инсулин подвергается гидролизу. Белок IR может разрушаться или возвращаться мембрану. Время полураспада инсулинового рецептора Т_1/2 (IR) равно 7—12 ч, но в присутствии инсулина уменьшается до 2-3 ч.

В организме действует общее правило: чем больше содержание гормона в крови, тем меньше синтезируется рецепторов к этому гормону

.

При высокой концентрации инсу­лина в плазме крови, число IR уменьшается в результате

Активация клеточных процессов инсулином может сопровождаться стимулированием неконтролируемой пролиферации и злокачественного ростом.

Инсулиновый фактор роста-I ( ИФР-I). Инсулиновый фактор роста-II(ИФР-II )

ИФР- I и ИФР- I I имеют близкое строение – это одноцепочечные белки, сходные с проинсулином.

Основным источником ИФР- I является печень. Его секреция увеличивается под влиянием соматотропного гормона ( СТГ ), и через ИФР- I реализуются рост-стимулирующие эффекты действия СТГ. ИФР- I играет важную роль в регуляции разных функций во многих клетках. В эмбриональный период оба ИФР участвуют в развитии плода, но в постэмбриональный период основное значении в регуляции роста имеет ИФР- I, он стимулирует пролиферацию всех тканей, но в первую очередь - хрящевой и костной.

В крови ИФР- I и ИФР- II связаны со специфическими белками, которые ограничивают связывание с рецепторами, синтез связывающих белков регулируется СТГ.

Рецептор ИФР- I сходен с рецептором инсулина. Сходство рецепторов и механизма действия инсулина, ИФР- I и ИФР- I I делает возможным их конкуренцию или совместное действие.

При диабете беременных возникает избыток инсулина, который действует на рецепторы ИФР- I и вызывает макросомию плода. Некоторые опухоли продуцируют ИФР- I I , который связывается с рецепторами инсулина, и действует аналогично инсулину, вызывая гипогликемию.

4.6. Контринсулярные гормоны : глюкагон, катехоламины, кортизол

4.6.1. Глюкагон

Пептидный гормон глюкагон содержит 29 аминокислот. Его синтез происходит в α-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы, в нейроэндокринных клетках кишечника и некоторых отделах центральной нервной системы.

Вначале синтезируется предшественник – проглюкагон. В α-клетках после частичного протеолиза образуется активный глюкагон, который выделяется в кровь, его период полураспада около 5 мин, активный протеолиз глюкагона и разрушение происходит в печени.

Секреция глюкагона стимулируется Секреция глюкагона ингибируется

- гипогликемией - углеводами

- кетоновыми телами - ГПП, инсулином, кортизолом

- жирными кислотами

- аминокислотой аланин

Основными клетками- мишенями для глюкагона являются печень, жировая ткань и миокард.

Механизм действия глюкагона

. Повышение глюкозы крови достигается двумя путями: распадом гликогена печени и активацией глюконеогенеза. Поддержанию нормогликемии в дальнейшем способствует эффект глюкагона, связанный с активацией липолиза. В результате липолиза в тканях появляется АцКоА, который снижает потребление глюкозы тканями.

Обратите внимание, что действие глюкагона сопровождается не только повышением уровня глюкозы в крови, но и стимуляцией секреции инсулина, этим достигаются поддержание гомеостаза и важные аспекты интеграции метаболизма :

- инсулинзависимые ткани получают необходимую им глюкозу

- выделившийся инсулин тормозит глюконеогенез и липолиз, которые становятся ненужными при достижении нормального уровня глюкозы в крови.

Выделение глюкагона стимулирует секрецию инсулина β-клетками поджелудочной железы

Глюкагон используется как лекарственный препарат. Американские терапевты и эндокринологи рекомендуют пациентам, склонным к тяжелым гипогликемическим кризам, иметь при себе глюкагон и в экстренном случае делать себе инъекции.