И нсули н синтезируетс я и секретируетс я р-клеткам и островко в Л ангерганс а поджелудочно й ж елезы (ПЖЖ). К ром е того, остров к и Л ангерганс а секретиру ю т гл ю каго н (а- клетки), со м атостати н (5- клетки) и панкреатически й полипепти д (РР -клетки). Гормон ы островков ы х клето к взаи мо действу ю т м еж д у собой: гл ю каго н в нор м е сти м улируе т секреци ю инсулина, а со м атостати н подавляе т секреци ю инсулин а и гл ю кагона. М олекул а инсулин а состои т из двух полипептидны х цепе й (А -цепь — 21 а миноки слота; В-цепь — 30 а миноки слот) (рис. 7.1). С инте з инсулин а начинае тс я с образо вани я препроинсулина, котор ы й рас щ епляетс я протеазо й с обра зова ние м проинсулина. В секреторн ы х гра нула х аппарат а Гольдж и проинсули н рас щ епляетс я на инсули н и С -пептид, котор ы е высво бо ж да ю тс я в кров ь в процесс е экзоцитоз а (рис. 7.2).
О сновн ы м сти м уляторо м секреци и инсулин а являетс я глю коза. Вы свобо ж дени е инсулин а в ответ на повы ш ени е уровн я гл ю козы в кров и происходи т двухфазно (рис. 7.3). П ервая, ил и острая, ф аз а длитс я нескольк о мин ут, ион а связан а с в ы свобо ж дение м накопив -
 |
Рис. 7.1. Схема первичной структуры молекулы инсулина
Рис. 7.2. Схема биосинтеза инсулина
ш егос я в р-клетк е инсулин а в период м еж ду приемам и пи щ и. В торая ф аз а продолжаетс я д о тех пор, пок а уровен ь глике ми и не достигне т нормально г о то щ аковог о (3,3—5,5 ммоль/л). С ходн ы м образо м на 0 - клетк у воздейству ю т препарат ы суль ф онилмочевин ы.
П о портально й систем е инсули н достигае т печени — своего глав но г о органа-ми ш ени. П еченочн ы е рецептор ы связ ы ва ю т половин у секретированног о гор мон а. Д руга я половина, попада я в систе мны й кровоток, достигае т мыш ц и жи рово й тка ни. Бол ь ш а я част ь инсули на (80 %) подвергаетс я протеолитическом у распад у в печени, осталь на я — в почках, и ли ш ь не з начи тель но е количеств о м етаболизируетс я непосредс тве нн о мыш ечн ым и и жи ров ым и клетками. В норм е П Ж Ж
ет 35-5 0 Е д инсулин а в сутки, чт о составляе т 0,6—1,2 Ед на 1 кг м асс ы тела. Э т а секреци я подраз деляетс я н а пи щ еву ю ибазаль - ну ю. Пищевая секреция инсулин а
q 120 Ь глюкозы
3 юс 80 60
соответствуе т постпрандиально - м у подъем у уровн я гл ю коз ы, т.е.
-я фаза
20 •(быстрая)
J I L
2- я фаза (медленная)
-J I l — I L
за счет нее обеспечиваетс я ней
трализаци я гиперглике ми зиру ю - щ ег о действи я пи щ и. К оличеств о пи щ евог о инсулин а примерн о соответствуе т количеств у приня т ы х углеводов — окол о 1—2,5 Ед
Время, часы
Рис. 7.3. Двухфазное высвобож дение инсулина под воздействием глюкозы
на 10 - 1 2 г углеводов (1 хлебна я единиц а — ХЕ). Базальная секреция инсулина обеспечивае т оптимальн ы й уровен ь глике ми и и анаболиз м а в интервала х м еж ду едой и во вре м я сна. Б азальн ы й инсули н секре - тируетс я с о скорость ю примерн о 1 Е д/ч, пр и длительно й фи зическо й на грузк е ил и длительно м голода ни и он а су щ ественн о у м ень ш ается. Н а пи щ ево й инсули н приходитс я н е м ене е 50-7 0 % суточно й продук ци и инсулин а (рис. 7.4).
С екреци я инсулин а подвержен а не тольк о пи щ ев ым, но и суточ-
 |
Рис. 7.4. Схема суточной продукции инсулина в норме
ным колебаниям: потребност ь в инсулин е повы ш аетс я в ранни е утрен ние час ы, а в дальней ш е м постепенн о падает в течение дня. Так, на завтра к на 1 ХЕ секретируетс я 2,0—2,5 Ед инсулина, на обед — 1,0—1,5 Ед, а на у жи н — 1,0 ЕД. О дно й из причи н такого изменени я чувстви тель нос т и к инсулин у являетс я в ы соки й уровен ь ряда контринсуляр - ны х гормоно в (в первую очередь кортизола) в утренни е часы, котор ы й постепенн о падает до миним альног о в начале ночи.
О сновн ым и физиологическими эффектами инсулина явля ю тс я сти м уляци я переноса глю козы через м е мбр ан ы клето к инсулинзависимы х тка ней. О сновн ым и органами-ми ш еня м и инсулин а явля ю тс я печень, жи рова я тка н ь и мышцы. К инсулиннезависимы м тка ням, поступ лени е глю козы в которы е не зависит от э фф екто в инсулина, в первую очередь относятс я центральна я и периферическа я нервная система, эндотели й сосудов, клетк и крови и др. И нсули н стимулирует синтез гликогена в печени и мышц ах, синте з жи ро в в печени и жи рово й тка ни, синте з белков в печени, мышц а х и других органах. Все эти изменени я направлен ы на утилизаци ю глю козы, что приводи т к сни ж ени ю ее уровн я в крови. Ф изиологически м антагонисто м инсулин а являетс я глюкагон, которы й стим улирует моби лизаци ю гликогена и жи ро в из депо; в норме уровень глю кагона м еняется реципрокн о продукци и инсулина.
Биологические эфф ект ы инсулина опосредованы его рецепторами, которые расположены на клетках-миш енях. Рецептор инсулина пред ставляет собой гликопротеин, состоя щ и й из четырех субъединиц. П ри высоком уровне инсулина в крови число его рецепторов по принцип у понижа ющ е й регуляции сниж ается, что сопровож дается сниж ением чувствительности клетки к инсулину. После связы вани я инсулина с кле точ ны м рецептором образовавш ийся комплекс поступает внутрь клетки. Далее внутри мыш ечно й и жи ровой клетки инсулин вызывает мобили заци ю внутриклеточны х везикул, которые содержат транспортер глюкозы GLU T-4. В результате этого везикулы перемешаю тся к клеточной повер хности, где GLU T- 4 выполняет ф ункци ю входного отверстия дл я глюко зы. Ан алогичное действие на GLU T- 4 оказывает фи зическая нагрузка.