Инсулин: особенности его строения и влияние на обменные процессы

ЛЕКЦИЯ. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ

Как известно, функциональной единицей эндокринной части поджелудочной железы являются островки Лангерганса, занимающие 2-3% от её массы, каждый из которых включает около 2000 специфических клеток: из них бетта- (примерно 65%) секретируют инсулин, альфа- (около 30%) синтезируют глюкагон, дельта- выделяют соматостатин и гастрин, рр-клетки вырабатывают панкреатический полипептид (см. главу «Биохимические аспекты переваривания») и неэндокринные – макрофаги, фибробласты, эндотелиальные и др.

Наиболее важными БАВ, происходящими из этого органа, являются глюкагон и его антагонист – инсулин. Последний представляет собой полипептид, состоящий из 2-х цепей, соединённых дисульфидными мостиками: А-цепь включает 21 аминокислоту, а В-цепь – 30 мономеров. У разных видов млекопитающих инсулины имеют сходство в строении: А-цепь идентична у собаки, кашалота, свиньи, а также человека; В-цепь – у быка, козы и свиньи. Фактически гормоны pancreas людей и свиньи отличаются тем, что на карбоксильном конце В-цепи у животных находится аланин, а у человека – треонин, поэтому путём замены аминокислотных остатков производят «человеческий инсулин».

Данное биологически активное вещество синтезируется в виде проинсулина, в таком виде он хранится в гранулах β-клеток островков Лангерганса. Конверсия прогормона в активную форму заключается в частичном протеолизе пептида по Arg31 и Arg63 c образованием в эквимолярных количествах инсулина и С-пептида (connecting peptide). В крови гормон существует в свободном (иммунореактивный инсулин, ИРИ) и в связанном с белками состоянии. Секреция его стимулируется гипергликемией, глюкагоном, желудочным ингибиторным полипептидом (ЖИП, обладающим тропностью к инсулину), аминокислотами, свободными жирными кислотами, раздражением вагуса. Деградация этого соединения происходит в печени (до 80%), почках и жировой ткани. С-пептид разрушается также в основном в гепатоцитах, но медленнее.

Во время приёма пищи секреция инсулина β-клетками pancreas стимулируется под влиянием вагусных импульсов и ЖИП, который снижает продукцию антагониста-глюкагона и синтез эндогенной глюкозы печенью. Одновременно он обеспечивает поглощение вышеназванного моносахарида в инсулинзависимые (печень, скелетные мышцы, жировая ткань) органы (схема 1). Считают, что поступление гексозы в инсулиннезависимые (мозг, периферические нервы, эритроциты, кровеносные сосуды, соединительная

Инсулин-

зависимые

ткани

30%

Общий Инсулин-

пул глюкозы независимые

ткани

70%

Схема 1. Распределение употребляемой глюкозы в органах

ткань, почки) органы определяется уровнем её в кровотоке. Установлено, что при росте соотношения инсулин/глюкагон (после еды) глюкоза запасается в гликогене или преобразуется в нейтральные жиры.

К инсулину может развиться резистентность; острая её форма обусловлена инфекцией или воспалением. У таких пациентов в кровотоке регистрируются антитела к гормону (IgG) и появляется тканевая нечувствительность, что часто фиксируется при ожирении. В настоящее время доказано, что аффинность (сродство рецепторов к инсулину) и/или число последних зависит от ряда факторов: характера и состава пищи, физической активности, рН, уровня ц-АМФ, наличия антител, приема сульфанилмочевинных (гипогликемических) препаратов и др.

Таблица 1

Эффекты инсулина в органах-мишенях

Таблица 2

Действие гормонов на процессы метаболизма