Влияние инсулина на обмен веществ
Sansara58.ru

Медицинский портал

Влияние инсулина на обмен веществ

Влияние инсулина на обмен веществ

Действие инсулина на клетки-мишени начинается после его связывания со специфическими димерными мембранными рецепторами (рис. 6.22), при этом внутриклеточный домен рецептора обладает тирозинкиназной активностью. Инсулин-рецепторный комплекс не только передает сигнал внутрь клетки, но и частично путем эндоцитоза поступит внутрь клетки к лизо-сомам. Под влиянием лизосомальной протеазы инсулин отщепляется от рецептора, при этом последний либо разрушается, либо возвращается к мембране и вновь встраивается в нее. Многократное перемещение рецептора от мембраны к лизосомам и обратно к мембране носит название рециклизация рецептора. Процесс рециклизации важен для регуляции колич-ства инсулиновых рецепторов, в частности обеспечения обратной зависимости между концентрацией инсулина и количеством мембранных рецепторов к нему.

Образование инсулин-рецепторного комплекса активирует тирозинкиназу, запускающую процессы фосфорилирования внутриклеточных белков. Происходящее при этом аутофосфорилирование рецептора ведет к усилению первичного сигнала. Инсулин-рецепторный комплекс вызывает активирование фосфолипазы С, образование вторичных посредников инозитолтрифосфата и диацилглицерола, активацию протеинкиназы С, ингибирование цАМФ. Участие нескольких систем вторичных посредников объясняет многообразие и различия эффектов инсулина в разных тканях.

Рис. 6.22. Схема механизма действия инсулина на клетку-мишень.

Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, способствует анаболическим процессам, увеличивая синтез гликогена, жиров и белков, тормозя эффекты многочисленных контринсулярных гормонов (глюкагона, катехоламинов, глюкокортикоидов и соматотропина). Все эффекты инсулина по скорости их реализации подразделяют на 4 группы: очень быстрые (через несколько секунд) — гиперполяризация мембран клеток (за исключением гепатоцитов), повышение проницаемости для глюкозы, активация Na-K-АТФазы, входа К+ и откачивания Na , подавление Са-насоса и задержка Са2+; быстрые эффекты (в течение нес кольких минут) — активация и торможение различных ферментов, подавляющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы; медленные процессы (в течение нескольких часов) — повышенное поглощение амиминокислот, изменение синтеза РНК и белков-ферментов; очень медленные эффекты (от часов до суток) — активация митогенеза и размножения клеток.

Важнейшим эффектом инсулина в организме является увеличение в 20—50 раз транспорта глюкозы через мембраны мышечных и жировых клеток путем облегченной диффузии по градиенту концентрации с помощью чувствительных к гормон) мембранных белковых переносчиков, называемых ГЛЮТ. В мембранах разных видов клеток выявлены 6 типов ГЛЮТ (рис. 6.23), но только один из них — ГЛЮТ-4 — является инсулинозависимым и находится в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани.

Инсулин влияет на угле водный обмен, что проявляется:

1) активацией утилизации глюкозы клетками,
2) усилением процессов фосфорилирования;
3) подавлением распад; и стимуляцией синтеза гликогена;
4) угнетением глюконеогенеза;
5) активацией процессов гликолиза;
6) гипогликемией.

Действие инсулина на белковый обмен состоит в: 1) повышении проницаемости мембран для аминоокислот; 2) усилении синтеза иРНК; 3) активации в печени синтеза aминокислот; 4) повышении синтеза и подавлении распада белка.

Рис. 6.23. Схема транспорта глюкозы через клеточные мембраны. Переносчики имеют общее название ГЛЮТ-1, 2, 3, 4, 5, 6. Только ГЛЮТ-4 является инсулинозависимым.

Основные эффекты инсулина на липидный обмен:

• стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы;
• стимуляция синтеза липопротеиновой липазы в клетках эндотелия сосудов и благодаря этому активация гидролиза связанных с липо-протеинами крови триглицеридов и поступления жирных кислот в клетки жировой ткани;
• стимуляция синтеза триглицеридов;
• подавление распада жира;
• активация окисления кетоновых тел в печени.

Благодаря влиянию на клеточную мембрану инсулин поддерживает высокую внутриклеточную концентрацию ионов калия, что необходимо для обеспечения нормальной в возбудимости клеток.

Широкий спектр метаболических эффектов инсулина в организме свидетельствует о том, что гормон необходим для осуществления функционирования всех тканей, оргаганов и физиологических систем, реализации эмоциональных и поведенческих актов, поддержания гомеостазиса, осуществления механизмов приспособления и защиты организма от неблагоприятных факторов среды.

Недостаток инсулина (относительный дефицит по сравнению с уровнем контринсулярных гормонов, прежде всего глюкагона) приводит к сахарному диабету. Избыток инсулина в крови, например при передозировке, вызывает гипогликемию с резкими нарушениями функций центральной нервной системы, использующей глюкозу как основной источник энергии независимо от инсулина.

ВЛИЯНИЕ ИНСУЛИНА НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, способствует анаболическим процессам, увеличивает синтез гликогена, жиров и белков, тормозя эффекты многочисленных контринсулярных гормонов (глюкагона, катехоламинов, глюкокортикоидов и соматотропина).

Все эффекты инсулина подразделяются на 4 группы:

1. очень быстрые (через несколько секунд) – гиперполяризация мембран клеток (за исключением гепатоцитов), повышение проницаемости для глюкозы, активация Na + К + -АТФазы, входа К + и откачивания Na + , подавление Са 2+ – насоса и задержка Са 2+ ;

2. быстрые эффекты (в течение нескольких минут) – активация и торможение различных ферментов, подавляющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы;

3. медленные процессы (в течение нескольких часов) – повышение поглощения аминокислот, изменение синтеза РНК и белков-ферментов;

4. очень медленные эффекты (то часов до суток) – активация митогенеза и размножения клеток.

Инсулин оказывает влияние практически на все органы и ткани, однако его главными мишенями служат печень, мышечная и жировая ткань.

Важнейшим эффектом инсулина в организме является увеличение в транспорта глюкозы через мембраны мышечных и жировых клеток путем облегченной диффузии по градиенту концентрации с помощью чувствительных к гормону мембранных белковых переносчиков, называемых ГЛЮТ. В мембранах разных видов клеток выявлены 6 типов ГЛЮТ, но только ГЛЮТ-4 – является инсулинзависимым и находится на мембранах клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани.

Инсулин влияет на все виды обмена веществ и оказывает следующие эффекты:

– усиливает транспорт глюкозы через клеточную мембрану и ее утилизацию тканями, снижает уровень глюкозы крови

– подавляет распад и стимулирует синтез гликогена

– активирует процессы гликолиза

– угнетает липолиз, что приводит к снижению поступления свободных жирных кислот в кровоток

– препятствует образованию кетоновых тел в организме

– стимулирует синтез триглицеридов и жирных кислот из глюкозы

– повышает проницаемость мембран для аминокислот

– усиливает синтез иРНК

– стимулирует синтез и подавляет распад белка

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

1. Сахарный диабет I типа.

2. Резистентность к синтетическим пероральным сахароснижающим средствам при сахарном диабете II типа.

3. Декомпенсация сахарного диабета, вызванная различными факторами (острые сопутствующие заболевания, травмы, инфекции).

4. Гипергликемические комы.

5. Тяжелые поражения печени и почек при сахарном диабете II типа, когда невозможно применить синтетические пероральные сахароснижающие средства.

6. Плохое заживление ран.

7. Выраженное истощение.

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИНСУЛИНА.

1. Гипогликемические реакции.

2. Липодистрофии в месте введения.

4. Местные и системные аллергические реакции.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ.

1. Заболевания, протекающие с гипогликемией.

2. Амилоидоз почек.

3. Язва желудка и двенадцатиперстной кишки.

4. Декомпенсированные пороки сердца.

ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ

I поколение II поколение

Бутамид Глибенкламид (Манинил, Даонил)

Толбутамид Глипизид (Антидиаб, Глибенез)

Хлорпропамид Гликлазид (Диабетон)

Гликвидон (Глюренорм)

Глимепирид (Амарил)

МЕГЛИТИНИДЫ

Репаглинид –произв. бензойной кислоты

Натеглинид –произв. D-фенилаланина

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

– стимулируют β-клетки поджелудочной железы и повышают выработку эндогенного инсулина.

– снижают активность инсулиназы.

– тормозят связывание инсулина с антителами и белками плазмы крови.

– снижают активность фосфорилазы и тормозят гликогенолиз.

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Сахарный диабет II типа (при невозможности компенсации гипергликемии диетой).

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

1. Гипогликемические реакции.

2. Увеличение массы тела.

3. Повышение чувствительности к алкоголю.

5. Тошнота, рвота.

6. При длительном применении – нарушение функции печени и почек.

7. Нарушение кроветворения: агранулоцитоз, тромбопения, гемолитическая анемия.

8. Аллергические реакции.

9. Фотосенсибилизация (фотодерматоз).

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

1. Сахарный диабет I типа и все диабетические комы.

2. Выраженные нарушения функции печени и/или почек.

3. Беременность, лактация.

4. Повышенная чувствительность к производным сульфонилмочевины.

БИГУАНИДЫ

Буформин (Адебит, Глибутид)

Метформин (Сиофор, Глюкофаг)

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Тормозят инактивацию эндогенного инсулина, снижают всасывание углеводов в кишечнике, повышают потребление глюкозы клетками без образования гликогена и стимулируют анаэробный гликолиз.

Читать еще:  Сколько живут с хроническим Болезниом

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Сахарный диабет II типа (особенно в сочетании с ожирением).

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

2. Диспепсические явления.

3. Металлический привкус во рту.

5. Мегалобластическая анемия (редко).

6. Лактоацидоз (буформин).

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

1. Сахарный диабет I типа и все диабетические комы.

2. Нарушения функции почек.

3. Любые состояния, сопровождающиеся гипоксией.

5. Наличие лактоацидоза в анамнезе.

6. Хронический алкоголизм.

7. Операции и травмы.

8. Заболевания печени или повышение активности печеночных ферментов в 2 и более раза по сравнению с нормой.

9. Период повышенных физических нагрузок.

10 Беременность, лактация.

ПРОИЗВОДНЫЕ ТИАЗОЛИДИНДИОНА

Розиглитазон

Пиоглитазон (актос)

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Повышают чувствительность тканей к инсулину. Взаимодействуют со специфическими ядерными рецепторами, что транскрипцию некоторых инсулинчувствительных генов и в итоге снижается резистентность к инсулину. Повышают захват тканями глюкозы, жирных кислот, усиливают липогенез, угнетают глюконеогенез.

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Сахарный диабет II типа, на фоне недостаточности продукции эндогенного инсулина, а также при развитии инсулинорезистентности.

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

1. Гипогликемические реакции.

4. Аллергические реакции.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

1. Диабетические комы.

2. Выраженные нарушения функции печени и почек.

3. Беременность, лактация.

Акарбоза (Глюкобай)

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

– угнетают интестинальные α-гликозидазы, что приводит к замедлению усвоения углеводов и снижению поглощения глюкозы из сахаридов

– снижают суточные колебания содержания глюкозы в крови

– усиливают действие диабетической диеты

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Сахарный диабет II типа (при невозможности компенсации гипергликемии диетой).

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

2. Боли в эпигастральной области.

4. Аллергические реакции (редко).

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

1. Хронические заболевания кишечника, протекающие с выраженными нарушениями пищеварения и абсорбции (неспецифический язвенный колит).

2. Грыжи больших размеров.

3. Сужение и язвы кишечника.

4. Беременность и лактация.

ИНКРЕТИНОМИМЕТИКИ

Инкретины –это гормоны, которые секретируются некоторыми типами клеток тонкого кишечника в ответ на прием пищи и стимулируют секрецию инсулина.

Выделяют 2 гормона.

1.Глюкозозависимый инсулинотропный пептид (ГИП)

2. Глюкогонподобный полипептид (ГПП-1)

При экзогенном введении инкретинов на фоне сахарного диабета 2 типа только ГПП-1 проявлял достаточный инсулинотропный эффект, в связи с чем подходил для создания препаратов на его основе.

Созданные препараты можно разделить на 2 группы:

1. Вещества, имитирующие действие ГПП-1 – аналоги ГПП-1

2. Вещества, пролонгирующие действие эндогенного ГПП-1 вследствие блокады дипептидилпептидазы-4 (ДПП-4) – вермента, разрушающего ГПП-1– Ингибиторы ДПП-4

ИНКРЕТИНОМИМЕТИКИ

1.Аналоги глюкогонподобного полипептида-1 (ГПП-1)

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Стимулирует рецепторы к глюкагонподобному полипептиду-1 и вызывает следующие эффекты:

1.Улучшают функцию β-клеток поджелудочной железы, усиливают глюкозозависимую секрецию инсулина. Секреция инсулина прекращается по мере того, как снижается концентрация глюкозы в крови (т.е. снижается риск развития гипогликемии).

2. Восстанавливают или значительно усиливают как 1-ю так и 2-ю фазу инсулинового ответа.

3. Подавляют избыточную секрецию глюкагона, но не нарушают нормального глюкагонового ответа на гипогликемию.

4. Уменьшают чувство голода

2. Ингибиторы дипептидилпептидазы -4 (ДПП-4)

Ситаглиптин (Янувия)

Вилдаглиптин (Галвус)

Саксаглиптин

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Подавляя действие фермента ДПП-4, увеличивают уровень и продолжительность жизни эндогенных глюкозозависимого инсулинотропного пептида (ГИП) и ГПП-1, способствуя усилению их физиологического инсулинотропного действия.

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Сахарный диабет II типа

– монотерапия: в качестве дополнения к диете и физическим нагрузкам;

– комбинированная терапия в сочетании с другими сахароснижающими средствами.

ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

1. Тошнота, рвота, диарея

2. Снижение аппетита

3. Боли в эпигастральной области

6. Головная боль

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

1. Сахарный диабет I типа и диабетические комы

2. Беременность, лактация

3.Нарушение функции печени

4. Сердечная недостаточность.

5. Воспалительные заболевания кишечника

6. Детский и подростковый возраст до 18 лет.

7. Повышенная чувствительность к препаратам.

ЭСТРОГЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ

1. Эстрогенные препараты стероидного строения:

ЭСТРАДИОЛ (дерместрил, климара, прогинова)

2. Эстрогенные препараты нестероидного строения:

ДИЭТИЛСТИЛЬБЭСТРОЛ

СИГЕТИН

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

Патологические состояния, связанные с недостаточной функцией яичников:

1. Первичная и вторичная аменорея.

2. Гипоплазия половых органов и вторичных половых признаков.

3. Климактерические и посткастрационные расстройства.

5. Слабость родовой деятельности.

6. Профилактика и лечение остеопороза у женщин в период менопаузы.

7. Гипертрофия и рак предстательной железы у мужчин (синтетические препараты нестероидной структуры).

8. Пероральная и имплантируемая контрацепция.

АНТИЭСТРОГЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

1. Блокируют эстрогеновые рецепторы и устраняют действие эстрогенов.

2. Блокируя эстрогеновые рецепторы в гипоталамусе и гипофизе, нарушают систему обратной связи, что приводит к усилению выработки гонадотропных гормонов и, как следствие, увеличению размеров яичников и повышению их функции.

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ

1. Ановуляторная дисфункция яичников и связанное с ней бесплодие.

2. Дисфункциональное маточное кровотечение.

3. Дисгонадотропные формы аменореи.

4. Андрогенная недостаточность.

6. Задержка полового и физического развития у подростков мужского пола.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

Влияние инсулина на обмен веществ.

Тканями мишенями для инсулина служат печень, жировая ткань, мышцы. Плазматические мембраны клеток этих тканей содержат наибольшее число рецепторов инсулина.

Рецептор инсулина представляет собой тетрамер, состоящий из 2-х - и 2-х -субъединиц , связанных между собой дисульфидными мостиками. -субъединицы целиком расположена вне клеток и ответственны за связывание инсулина. -субъединицы– трансмембранные белки, обладающие ферментативной активностью, и отвечают за передачу внутрь клетки гормонального сигнала. Цитоплазматическая часть -субъединицы обладает киназной активностью, т.е. способна фосфорилировать белки за счет АТФ. Фосфорилирование внутриклеточных белков запускает каскад реакций, приводящих к изменению активности большого числа ферментов, через которые реализуется регуляторный эффект инсулина на обмен белков, углеводов, липидов. Одновременно инсулин снижает уровень ц-АМФ в клетках.

1)Снижение использования глюкозы клетками, усиление мобилизации гликогена и активация глюконеогенеза приводит к увеличению содержания глюкозы в крови(гипергликемия) и преодолении его почечного порога(глюкозурия)

2) усиление липолиза, избыточное образование ацетил-КоА с последующим поступлением в кровь холестерола(гиперкетонемия) и кетоновых тел(гиперкетонемия); кетоновые тела легко проникают в мочу(кетонурия)

3) снижение скорости синтеза белка и усиление катаболизма АК в тканях приводит к повышению концентрации мочевины и других азотистых веществ в крови(азотемия) и увеличению их выделения с мочой(азотурия)

4) Выделение почками больших количеств глюкозы, кетоновых тел и мочевины сопровождается увеличением диуреза(полиурия)

Величина почечного порога 160мг%

Длительная гипергликемия способствует неферментативное гликозилирование белков, накоплению холестерола в стенке сосудов(атеросклероз) , кетоацидоз, потери натрия и калия.

Диабет 1типа- инсулинзависимый, нарушение синтеза инсулина.

Диабет 2типа-инсулиннезависимый, дефицит инсулинзависимых рецепторов у клеток- мишеней.

Кальцитонин – гормон пептидной природы, синтезируется в парафолликулярных клетках щитовидной железы в виде препрогормона. Активация происходит путём частичного протеолиза. Секреция кальцитонина стимулируется при гиперкальциемии и понижается при гипокальциемии. Мишенью гормона является костная ткань. Механизм действия – дистантный, опосредованный цАМФ. Под влиянием кальцитонина ослабляется деятельность остеокластов (клеток, разрушающих кость) и активируется деятельность остеобластов (клеток, участвующих в формировании костной ткани). В результате этого тормозится резорбция костного материала – гидроксиапатита – и усиливается его отложение в органическом матриксе кости. Наряду с этим кальцитонин предохраняет от распада и органическую основу кости – коллаген – и стимулирует его синтез. Это приводит к снижению уровня Са 2+ и фосфатов в крови и уменьшению выведения Са 2+ с мочой (рисунок 10).

Паратгормон – гормон пептидной природы, синтезируемый клетками паращитовидных желёз в виде белка-предшественника. Частичный протеолиз прогормона и секреция гормона в кровь происходит при снижении концентрации Са 2+ в крови; наоборот, гиперкальциемия снижает секрецию паратгормона. Органы-мишени паратгормона – почки, кости и желудочно-кишечный тракт. Механизм действия – дистантный, цАМФ-зависимый. Паратгормон оказывает активирующее действие на остеокласты костной ткани и угнетает деятельность остеобластов. В почках паратгормон повышает способность образовывать активный метаболит витамина D3 – 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол). Это вещество повышает всасывание в кишечнике ионов Са 2+ и Н2РО4 – , мобилизует Са 2+ и неорганический фосфат из костной ткани и увеличивает реабсорбцию Са 2+ в почках. Все эти процессы приводят к повышению уровня Са 2+ в крови (рисунок 10). Уровень неорганического фосфата в крови не повышается, так как паратгормон тормозит реабсорбцию фосфатов в канальцах почек и приводит к потере фосфатов с мочой (фосфатурия).

Читать еще:  Арфазетин состав сбора

Гиперпаратиреоз – повышенная продукция паратгормона паращитовидными железами. Сопровождается массивной мобилизацией Са 2+ из костной ткани, что приводит к переломам костей, кальцификации сосудов, почек и других внутренних органов.

Гипопаратиреоз – пониженная продукция паратгормона паращитовидными железами. Сопровождается резким снижением содержания Са 2+ в крови, что приводит к повышению возбудимости мышц, судорожным сокращениям.

Параграф 102 инсулин

Автор текста Анисимова Е.С.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не учить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

См. сначала п.30-35, 37, 44-49, 66, 72, затем 103.
Сокращение: Ин – инсулин.

ПАРАГРАФ 102:
«Инсулин.»

Содержание параграфа:
102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.
102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.
102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИН.
102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.
102. 5. Влияние Ин на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.
102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.
102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.
Другие эффекты инсулина.

102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.

Инсулин (Ин) секретируется в кровь ;-клетками ПЖЖ,
циркулирует в крови в течение нескольких минут,
связывается со своими рецепторами на поверхности клеток,
захватывается клетками печени, в которой метаболизируется.

Молекула инсулина представляет собой два пептида,
связанных двумя дисульфидными связями;
один пептид состоит из 21 аминоацила и называется А-цепью,
а второй пептид состоит из 30-ти аминоацилов и называется В-цепью.

(В А-цепи есть внутренняя дисульфидная связь:
таким образом, всего в молекуле инсулина три S-S связи и 51 аминоацил).
Формально инсулин является пептидом, так как содержит менее 100 аминоацилов,
но по свойствам инсулин является образцовым белком.

Как и все белково-пептидные гормоны, инсулина образуется путем отщепления пептидов
от белка-предшественника (то есть путем ограниченного протеолиза).

При образовании инсулина происходит отщепление двух пептидов –
первый отщепляемый пептид называется лидерным пептидом или сигнальным пептидом («сигналом»),
его отщепление происходит под действием сигнальной пептидазы
после проникновения синтезируемой ППЦ в полость ЭПС – п.83,
(функция сигнального пептида заключалась в том, чтобы ППЦ проникла в полость ЭПС).
Второй отщепляемый пептид называется С-пептидом и отщепляется позже, в везикулах.

Предшественник инсулина называется пре/про/инсулином.
Приставка пре- обозначает наличие лидерного пептида,
а приставка про- обозначает наличие С-пептида.

Таким образом, при отщеплении лидерного пептида от пре/про/инсулина образуется проинсулин,
а при отщеплении С-пептида от проинсулина образуется инсулин.
(Пре/про/инсулин – лидерный пептид = проинсулин,
проинсулин – С-пептид = инсулин).

Пре/про/инсулин, как и все белки, образуется из аминокислот в процессе трансляции мРНК.
Кроме отщепления пептидов, при образовании Ин происходит образование трех S-S связей.
Для секреции инсулина нужны ионы цинка.

Секреция инсулина происходит так же, как и секреция других белков:
везикулы с молекулами Ин подходят к внешней мембране,
мембрана везикул «сливается» с ЦПМ,
в результате чего содержимое везикулы (в данном случае молекулы инсулина) оказываются вне клетки.
Затем молекулы Ин поступают в кровь и с током крови доставляются к клеткам-мишеням.

102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.

Секреция Ин увеличивается при гипергликемии
и снижается при гипогликемии.

Потому что одна из задач инсулина – снижать [глюкозы] в крови
(то есть оказывать гипогликемическое действие).

Известно, что при гипер/гликемии увеличивается стабильность мРНК
пре/про/инсулина (это способствует образованию новых молекул Ин).

Освобождению инсулина способствует лептин (п.99) –
гормон, который вырабатывается клетками белой жировой ткани (адипоцитами).

Это важно, т.к. при дефиците лептина или его СТС возникают симптомы недостаточности инсулина.
Для помощи таким пациентам с недостаточностью лептина применяют генно-инженерный лептин.
На освобождение Ин влияют катехоламины (п.106):
через ;2-рецепторы катехоламины снижают освобождение инсулина,
а через ;2-рецепторы КА (адреналин) увеличивают освобождение инсулина.

102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ инсулина (п.98).

Как и все гормоны, Ин в первую очередь связывается со своими рецепторами.
Рецептор инсулина относится к ферментным рецепторам.

При связывании инсулина с рецептором происходит активация тирозин/киназы (ТК)
(ТК является частью того же белка, что и рецептор,
но ТК находится на внутренней стороне мембраны).
Активированная ТК фосфорилирует белки:
белок Ras и киназу, превращающую ФИФ2 в ФИФ3.

ФИФ3 и активированный Ras активируют каскады протеин/киназ.
Активация каскада ПК белком Ras приводит
к активации ряда транскрипционных факторов, способствующих:
1) синтезу белков,
2) росту клеток
3) и делению клеток (пролиферации).
Эти эффекты способствуют заживлению, обновлению клеток,
поэтому при нарушении этих эффектов инсулина (при СД) заживление замедляется.

Активация каскада ПК под действием ФИФ3 способствует поступлению глюкозы в клетки из крови
(это способствует снижению [глюкозы] в крови, то ест гипогликемии)
и использованию глюкозы в клетках
(гликолизу, синтезу гликогена (в печени и мышцах),
превращению излишка глюкозы в жир и т.д.).

ВЛИЯНИЕ инсулина на метаболизм.
(Эффекты инсулина).
Инсулин влияет не на все клетки.

Ткани, на которые инсулин не влияет, называются инсулин-нечувствительными;
к ним относятся нейроны, глаз, почки, эритроциты.

Ткани, на которые инсулин влияет, называются инсулин-чувствительными.
К инсулин-чувствительным тканям относятся:
мышечная, жировая, соединительная ткани, печень.

Инсулин влияет на обмен всех 4-х основных классов веществ. –

102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.

Инсулин обеспечивает выработку АТФ за счет поддержания активности ЦТК.
Выработка АТФ дает ощущение наличия сил и сами силы, работоспособность.

Инсулин поддерживает ЦТК за счет:
снабжения ЦТК субстратами первой реакции:
ацетилКоА и оксалоацетатом.

Концентрацию ацетилКоА инсулин поддерживает за счет активации ПДГ
(ПДГ – это фермент (Е-комплекс) реакции, в которой образуется ацетилКоА),

концентрацию оксалоацетата инсулин поддерживает за счет торможения ГНГ
(это процесс, который мог бы использовать ОА,
если бы инсулин не снизил активность ГНГ).

Кроме этого, инсулин поддерживает активность ЦТК за счёт снижения концентрации НЭЖК,
которые могли бы снизить активность ЦТК.

102. 5. Влияние инсулина на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.

Главное, что нужно помнить – инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови,
то есть приводит к гипогликемии.
Из-за этого инсулин называется гипогликемическим гормоном.

Инсулин является единственным гипогликемическим гормоном,
и именно поэтому дефицит инсулина (или его действия)
приводит к повышению концентрации глюкозы в крови («сахар в крови»)
при недостаточности инсулина при сахарном диабете.

Гипогликемическое действие инсулина основано
1) на торможении инсулином процессов, в которых образуется глюкоза
(ГНГ и распада гликогена = гликогенолиза),

2) и на стимуляции процессов, в которых используется глюкоза
(гликолиза, аэробного окисления глюкозы, ПФП,
синтеза гликогена, превращения глюкозы в жиры).

Стимуляция гликолиза и окисления глюкозы приводит
не только к гипогликемии,
но и к образованию метаболитов ЦТК, а далее –
1) к выработке АТФ (это нужно для работоспособности деления клеток) и
2) некоторых аминокислот для синтеза белков.

Стимуляция ПФП повышает выработку и количество НАДФН и Р-5-Ф.

НАДФН нужен для:
1) для антиокислительной системы
(она замедляет старение,
препятствует атеросклерозу,
поддерживание прозрачность хрусталика )замедляет развитие его помутнения – катаракты),
защищает от разрушения лейкоциты и нейроны,
обеспечивает устойчивость эритроцитов к гемолизу и т.д.),
2) для процессов гидроксилирования (при синтезе стероидов и др.),
3) для синтеза жирных кислот, холестерина, ДНК (дезоксинуклеотидов).

Р-5-Ф нужен для синтеза РНК и ДНК –

это нужно для деления клеток и синтеза белков (мышечных).
Деление клеток нужно
при росте,
заживлении,
кроветворении,
обновлении клеток кожи и слизистой ЖКТ и т.д..
Синтез белка нужен для деления клеток, для увеличения мышечной массы, роста, для получения пищеварительных ферментов, белков плазмы крови, в т.ч. антител.

Читать еще:  Розувастатин или аторвастатин что лучше

При СД из-за недостаточности влияния инсулина
снижена активность ПФП, что приводит к недостаточной выработке Р-5-Ф и НАДФН,
что приводит к снижению деления клеток, замедлению заживления, катаракте и т.д.

102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.

Главное: инсулин препятствует худобе и кетоацидозу.

Ин препятствует худобе за счет
1) стимуляции синтеза жира и жирных кислот и
2) за счет торможения распада жира (липолиза) и жирных кислот (;-окисления).

Ин препятствует кетоацидозу
(то есть снижению рН при накоплении кетоновых тел) за счет
1) снижения синтеза кетоновых тел (кетогенеза) и
2) за счет снижения липолиза и ;-окисления,
т.к. именно липолиз и бета-окисление являются главными источниками ацетилКоА для синтеза кетоновых тел.

При недостаточности инсулина при сахарном диабете
концентрация кетоновых тел повышается,
что создает угрозу для жизни (риск кетоацидотическй комы)
и требует срочного введения инсулина для снижения кетогенеза и снижения концентрации кетоновых тел.

Влияние Ин на синтез холестерина и развитие атеросклероза.

Инсулин снижает риск развития атеросклероза,
поэтому при СД атеросклероз развивается быстро и является самым проблем из отдаленных осложнений СД (т.к. чаще других осложнений приводит к смерти).

Инсулин замедляет развитие атеросклероза за счет снижения уровня атерогенных ЛПНП
за счет ускорения их поступления из крови в клетки
за счет увеличения количества рецепторов к липопротеинам.
А также за счет снижения перекисного окисления липопротеинов
за счёт увеличения инсулином активности ПФП, образования НАДФН, работы антиокислительной системы.

При дефиците инсулина при сахарном диабете все наоборот – скорость развития атеросклероза повышается
за счёт повышения концентрации атерогенных липопротеинов
из-за снижения скорости поступления липопротеинов из крови в клетки
из-за снижения количества рецепторов к липопротеинам
и из-за снижения работы антиокислительной системы.

Синтез холестерина инсулин увеличивает,
но за счет ускорения захвата липопротеинов клетками инсулин не приводит к повышению уровня холестерина и атерогенных ЛПНП в крови.

102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.

Ин стимулирует синтез белка и подавляет катаболизм белков.
Следствием этого является снижение [аммиака], что позволяет обойтись без активного синтеза мочевины.
Снижение синтеза мочевины приводит к снижению остаточного азота.
Синтезу белка способствуют такие эффекты Ин, как
1) увеличение транспорта аминокислот в клетку,
2) секреция желудочного сока (в желудке перевариваются в основном белки, что способствует образованию АК),
3) поддержка ЦТК, т.к. это дает аминокислоты (мономеры для синтеза белка)
и АТФ для синтеза белка,
4) стимуляция ПФП (он дает Р-5-Ф для синтеза РНК перед синтезом белка).
О значении синтез белка сказано выше.

Другие эффекты Ин.
Инсулин увеличивает:
1) транспорт нуклеозидов в клетку,
2) синтез РНК (транскрипцию сотен генов) для синтеза белков,
3) пролиферацию,
4) задерживает ионы калия в клетке (К+ способствует таким эффектам Ин, как усвоение Г и синтез белков).

Инсулин — это гормон

Инсулин — это гормон поджелудочной железы, который главным образом воздействует на обмен веществ, причем в основном — на концентрацию глюкозы в крови. В своих тканях-мишенях он влияет как на мембранные, так и на внутриклеточные процессы. Некоторые из его эффектов перечислены в ниже.

Эффекты инсулина

Мембранные эффекты

  1. Стимуляция транспорта глюкозы (и некоторых других моносахаридов)
  2. Стимуляция транспорта аминокислот (особенно аргинина)
  3. Стимуляция транспорта жирных кислот
  4. Стимуляция поглощения клеткой К + и Mg 2+

Внутриклеточные эффекты

  1. Стимуляции синтеза РНК и ДНК
  2. Стимуляция синтеза белка
  3. Усиленная стимуляция гликогенсинтазы (гликогенез)
  4. Стимуляция глюкокиназы
  5. Ингибирование глюкозо-6-фосфатазы
  6. Стимуляция липогенеза
  7. Ингибирование липолиза (ингибирование синтеза цАМФ)
  8. Стимуляция синтеза жирных кислот
  9. Активация Mg 2+ -стимулируемой Na + /K + -АТФазы

Механизм действия инсулина и влияние его на обмен

Инсулин и глюкоза

Попав в клетку, глюкоза быстро превращается в глюкозо-6-фосфат, поэтому ее внутриклеточная концентрация остается крайне низкой. Уровень глюкозы в артериальной крови в норме поддерживается в пределах 4-8 ммоль/л (72-144 мг/100 мл), так что по обе стороны клеточной мембраны всегда существует градиент ее концентраций. Несмотря на это, однако, простая диффузия обеспечивает поступление в большинство клеток лишь небольшого количества глюкозы, которого явно недостаточно для удовлетворения их метаболических потребностей (даже при возрастании концентрационного градиента, как это имеет место при высокой гипергликемии). В присутствии же инсулина проникновение декстрозы в клетки резко усиливается. Это действие инсулина проявляется лишь при наличии концентрационного градиента глюкозы, конкурентно ингибируется другими моносахаридами (например, галактозой) и следует кинетике насыщаемого процесса. Таким образом, гормон стимулирует процесс облегченной диффузии декстрозы, который осуществляется при участии чувствительных к гормону белковых транспортеров глюкозы (GLUT), расположенных на клеточной мембране. Эти транспортеры способны переносить глюкозу через клеточную мембрану в обоих направлениях, но ее поток зависит от концентрационного градиента, который направлен из внеклеточного пространства во внутриклеточное. В разных клетках найдены многочисленные GLUT, но инсулинозависимым является только один из этих белков — GLUT4, и именно он присутствует в мембранах клеток скелетных и сердечных мышц, а также жировой ткани.

Димерный рецептор инсулина и последствия инсулиновой активации тирозинкиназы (GLUT — транспортер глюкозы)

Некоторые ткани полностью удовлетворяют свои потребности в глюкозе за счет инсулиннезависимых механизмов. Например, в клетки печени и центральной нервной системы декстроза попадает с помощью инсулиннезависимых GLUT, и поглощение этими тканями зависит только от ее уровня в крови. Кроме того, мембрану эритроцитов, клеток почек и кишечника глюкоза пересекает вместе с ионами натрия, которые поступают в клетки путем пассивной диффузии по градиенту концентрации.

Регуляция продукции инсулина

Инсулин влияет и на внутриклеточные процессы обмена веществ. В печеночных и других клетках он стимулирует синтез гликогена, повышая активность гликогенсинтазы, что ускоряет включение гликозильных остатков в гликоген. Гормон поджелудочной железы повышает также активность печеночной глюкокиназы; этот фермент катализирует фосфорилирование глюкозы (с образованием глюкозо-6-фосфата). Одновременно гормон ингибирует печеночную фосфатазу, которая дефосфорилирует глюкозо-6-фосфат, с образованием свободной глюкозы. Такие изменения активности печеночных ферментов обусловливают снижение продукции декстрозы и наряду со стимуляцией поглощения ее периферическими клетками определяют гипогликемию, возникающее под влиянием инсулина. Возрастающая под действием последнего утилизация глюкозы в тканях обеспечивает сохранение запасов других внутриклеточных энергетических субстратов, таких как жиры и белки.

Белки и инсулин

Инсулин стимулирует не только активный транспорт аминокислот в периферические клетки, но и непосредственно синтез белка. Поскольку эти два эффекта могут не зависеть друг от друга, гормон влияет, очевидно, не только на клеточную мембрану, но и на внутриклеточные процессы. Стимуляции синтеза белка предшествует возрастание активности мРНК. Поскольку гормон с трудом проходит сквозь мембраны клеток, в механизме его ядерного эффекта должен принимать участие второй посредник. Синтез белка под действием инсулина усиливается и вследствие возрастания количества поступающих в клетку аминокислот. С другой стороны, возрастание утилизации глюкозы замедляет распад белка. Ускорение синтеза и замедление распада белка под влиянием гормона приводят к увеличению белковых запасов в интрацеллюлярном секторе.

Все эти эффекты определяют важнейшую роль инсулина в регуляции процессов роста и развития.

Инсулин и жир

Инсулин стимулирует поглощение и окисление глюкозы клетками жировой ткани. Он также стимулирует синтез липопротеиновой липазы в эндотелиальных клетках. Этот фермент катализирует гидролиз триглицеридов, связанных с липопротеинами крови, и способствует поступлению жирных кислот в адипоциты. Наряду с прямой стимуляцией липогенеза в печени и жировой ткани это приводит к увеличению запасов жира. Кроме того, инсулин ингибирует опосредуемый цАМФ липолиз, тормозя гормончувствительную внутриклеточную липопротеиновую липазу.

Инсулин и калий

Присутствие инсулина необходимо для поддержания внутриклеточной концентрации ионов калия; этот эффект, по всей вероятности, является следствием прямого влияния гормона на клеточную мембрану.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector