Інсулін (від лат. Insula - острів) - гормон пептидної природи, утворюється в бета-клітинах острівців Лангерганса підшлункової залози. Надає багатогранне вплив на обмін практично у всіх тканинах. Основна дія інсуліну полягає в зниженні концентрації глюкози в крові.
Інсулін збільшує проникність плазматичних мембран для глюкози, активує ключові ферменти гліколізу, стимулює утворення в печінці і м'язах з глюкози глікогену, підсилює синтез жирів і білків. Крім того, інсулін пригнічує активність ферментів, що розщеплюють глікоген і жири. Тобто, крім анаболічного дії, інсулін володіє також і антикатаболічною ефектом.
Порушення секреції інсуліну внаслідок деструкції бета-клітин - абсолютна недостатність інсуліну - є ключовою ланкою патогенезу цукрового діабету 1-го типу. Порушення дії інсуліну на тканини - відносна інсулінова недостатність - має важливе місце в розвитку цукрового діабету 2-го типу.
Будова
Молекула інсуліну утворена двома поліпептидними ланцюгами, що містять 51 амінокислотний залишок: A-ланцюг складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюг утворена 30 амінокислотними залишками. Поліпептидні ланцюги з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистеїну, третя дисульфідний зв'язок розташована в A-ланцюга.
Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів декілька розрізняється, як розрізняється і його важливість в регуляції обміну вуглеводів. Найбільш близьким до людського є інсулін свині, який розрізняється з ним всього одним амінокислотним залишком: в 30 положенні B-ланцюга свинячого інсуліну розташований аланін, а в інсуліні людини - треонін- бичачий інсулін відрізняється трьома амінокислотними залишками.
Дія інсуліну
Так чи інакше інсулін зачіпає всі види обміну речовин у всьому організмі. Однак у першу чергу дію інсуліну стосується саме обміну вуглеводів. Основний вплив інсуліну на вуглеводний обмін пов'язано з посиленням транспорту глюкози через клітинні мембрани. Активація інсулінового рецептора запускає внутрішньоклітинний механізм, який безпосередньо впливає на надходження глюкози в клітину шляхом регуляції кількості та роботи мембранних білків, що переносять глюкозу в клітину.
Найбільшою мірою від інсуліну залежить транспорт глюкози в двох типах тканин: м'язова тканина (міоцити) і жирова тканина (адипоцити) - це т. Зв. інсулінозалежні тканини. Складаючи разом майже 2/3 всієї клітинної маси людського тіла, вони виконують в організмі такі важливі функції як рух, дихання, кровообіг і т. П., Здійснюють запасання виділеної з їжі енергії.
Механізм дії
Подібно до інших гормонів свою дію інсулін здійснює через білок-рецептор.
Інсуліновий рецептор являє собою складний інтегральний білок клітинної мембрани, побудований з 2 субодиниць (a і b), причому кожна з них утворена двома поліпептидними ланцюжками.
Інсулін з високою специфічністю зв'язується і розпізнається а-субодиницею рецептора, яка при приєднанні гормону змінює свою конформацію. Це призводить до появи тірозінкіназной активності у субодиниці b, що запускає розгалужену ланцюг реакцій по активації ферментів, яка починається з аутофосфорілірованію рецептора.
Весь комплекс біохімічних наслідків взаємодії інсуліну і рецептора ще до кінця не цілком ясний, проте відомо, що на проміжному етапі відбувається утворення вторинних посередників: Диацилглицерол і інозітолтріфосфат, одним з ефектів яких є активація ферменту - протеїнкінази С, з фосфорилируют (і що активує) дією якої на ферменти і пов'язані зміни у внутрішньоклітинному обміні речовин.
Посилення надходження глюкози в клітину пов'язано з активує дією посередників інсуліну на включення в клітинну мембрану цитоплазматических везикул, що містять білок-переносник глюкози GLUT 4.
Ефекти інсуліну
Метаболічні ефекти інсуліну
- посилення поглинання клітинами глюкози та інших речовин;
- активацію ключових ферментів гліколізу;
- збільшення інтенсивності синтезу глікогену - інсулін форсує запасання глюкози клітинами
- печінки і м'язів шляхом полімеризації її в глікоген;
- зменшення інтенсивності глюконеогенезу - знижується утворення в печінці глюкози з різних речовин
Анаболічну дію інсуліну
- посилює поглинання клітинами амінокислот (особливо лейцину і валін);
- підсилює транспорт в клітину іонів калію, а також магнію і фосфату;
- підсилює реплікацію ДНК і біосинтез білка;
- підсилює синтез жирних кислот і подальшу їх етерифікацію - в жировій тканині і в печінці
- інсулін сприяє перетворенню глюкози в трігліцеріди- при нестачі інсуліну відбувається зворотне - мобілізація жирів.
Антикатаболическое дію інсуліну
- пригнічує гідроліз білків - зменшує деградацію білків;
- зменшує ліполіз - знижує надходження жирних кислот в кров.
Небезпека застосування інсуліну
Доктор G Kernbach-Wighton і колеги визначили, що найменша смертельна доза інсуліну - 100 ОД, тобто повний інсуліновий шприц. Багато людей залишаються живі навіть після доз в 3000 ОД! Навіть у випадку серйозної передозування інсуліном залишається час, що б викликати швидку медичну допомогу в ясній свідомості. До розвитку коми проходить кілька годин, тому навіть смертельні дози інсуліну не викликають летального результату, якщо почнеться своєчасне надходження глюкози в кров.