Методическое пособие к занятию по основам биохимии с методами клинико-биохимических исследований № 9. Тема: «качественное обнаружение гормонов-белков и гормонов, производных аминокислот»

Гормоны-белки: инсулин, пролактин, соматотропин, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) и др.

Гормоны-пептиды: глюкагон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), вазопрессин и др.

Гормоны, производные аминокислот: адреналин, ти­роксин, трийодтиронин.

Инсулин

Инсулин синтезируется β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы в ответ на повышение в крови концентрации глюкозы, ионов кальция, аргинина, лейцина и глутаминовой кислоты под контролем гормо­нов-соматотропина и соматостатина. По химической природе - белок, имеющий четвертичную структуру, состоит из 4 субъединиц, каждая из которых включает 51 остаток аминокислот. В каждой субъединице имеются 2 полипептидные цепи: цепь А, содержащая 21 остаток аминокислот, и цепь В, содержащая 30 остатков амино­кислот. Полипептидные цепи связаны двумя дисульфидными мостиками. В крови содержание инсулина состав­ляет 1,3 * 10^-11 моль/л, причем присутствует как свобод­ный, так и связанный с белками инсулин, функциониру­ет инсулин 20 мин.

Белок-рецептор для инсулина представляет собой гликопротеин, состоящий из 4 субъединиц, с молекулярной массой 3 * 10⁵Д.

Клетки-мишени для свободного инсулина: гепатоциты печени и клетки скелетных мышц; для связанного ин­сулина - адипоциты жировой ткани. В нервной ткани отсутствуют клетки мишени для инсулина. Инсулин не проходит через гематоэнцефалический барьер.

Механизм действия инсулина на клетки-мишени - мембранно-внутриклеточный, через ц-АМФ.

Биологическое действие инсулина

I. Влияние на обмен углеводов:

1. Ускоряет транспорт глюкозы в клетки, так как:

а) об­разует «канальцы» с белками-рецепторами, по которым глюкоза проникает в клетки;

б) активирует через аденилатциклазу работу натрий-калиевого насоса.

2. Активирует гликолиз-дихотомический распад глюкозы, так как возрастает активность глюкокиназы, гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы.

3. Активирует цикл трикарбоновых кислот, так как воз­растает активность пируватдегидрогеназного (ПДК) и а-кетоглутаратдегидрогеназного (а-КГДК) комплек­сов.

4. Активирует процесс биосинтеза гликогена, так как возрастает активность гексокиназы, глюкокиназы, гликогенсинтазы.

5. Активирует пентозофосфатный путь распада глюкозы, так как возрастает активность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.

6. Ингибирует распад гликогена, так как активация фосфодиэстеразы приводит к разрушению ц-АМФ и инак­тивации через ряд ферментов гликогенфосфорилазы.

7. Ингибирует глюконеогенез, снижая активность трех ферментов обходных реакций: пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы и фруктозо-1,6-ди (бис) фосфатазы.

В результате инсулин снижает уровень глюкозы в кро­ви.

П. Влияние на обмен липидов:

1. Активирует биосинтез ВЖК, так как возрастает ак­тивность ацетил-КоА-карбоксилазы, что ведет к бо­лее интенсивному образованию малонил-КоА.

2. Активирует биосинтез ТАГ и липопротеинов, так как активация гликолиза приводит к образованию субстрата для биосинтеза ТАГ - фосфодиоксиацетона, из которого образуется -глицерофосфат; вторым субстратом являются ВЖК, биосинтез которых также активирован инсулином.

3. Ингибирует распад ВЖК в процессе β-окисления, так как интенсивно образующийся малонил-КоА явля­ется отрицательным аллостерическим модулятором регуляторного фермента β -окисления - карнитинацил-трансферазы 1.

4. Ингибирует распад ТАГ, так как, активируя фосфодиэстеразу, снижает количество ц-АМФ и через ряд ферментов ингибирует ТАГ-липазу.

5. Снижает биосинтез кетоновых тел (кетогенез) за счет активации ЦТК и уменьшения количества субстрата - ацетил-КоА, который расходуется в ЦТК.

В результате влияние инсулина на обмен липидов является анаболическим.