Биологические функции инсулина. Инсулин биохимия


Гормоны поджелудочной железы - Биохимия

Гормонами поджелудочной железы являются инсулин и глюкагон.

Глюкагон

Строение

Представляет собой полипептид, включающий 29 аминокислот с молекулярной массой 3,5 кДа и периодом полураспада 3-6 мин.

Синтез

Осуществляется в клетках поджелудочной железы и в клетках тонкого кишечника.

Регуляция синтеза и секреции

Уменьшается количество гормона при повышении концентрации глюкозы в крови.

Механизм действия

Аденилатциклазный.

Мишени и эффекты

Конечным эффектом является повышение концентрации глюкозы и жирных кислот в крови.

Жировая ткань
Печень

Патология

Гиперфункция

Глюкагонома – редко встречающееся новообразование из группы нейроэндокринных опухолей. У больных отмечается гипергликемия и поражение кожи и слизистых оболочек.

Инсулин

Строение

Представляет собой полипептид из 51 аминокислоты, массой 5,7 кД, состоящий из двух цепей А и В, связанных между собой дисульфидными мостиками.

Синтез

Синтезируется в клетках поджелудочной железы в виде проинсулина, в этом виде он упаковывается в секреторные гранулы и уже здесь образуется инсулин и С-пептид.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют синтез и секрецию:

  • глюкоза крови – главный регулятор, пороговая концентрация для секреции инсулина – 5,5 ммоль/л,
  • жирные кислоты и аминокислоты,
  • влияния n.vagus – находится под контролем гипоталамуса, активность которого определяется концентрацией глюкозы крови,
  • гормоны ЖКТ: холецистокинин, секретин, гастрин, энтероглюкагон, желудочный ингибирующий полипептид,
  • хроническое воздействие гормона роста, глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов.

Уменьшают: влияние симпато-адреналовой системы.

Механизм действия

После связывания инсулина с рецептором активируется ферментативный домен рецептора. Так как он обладает тирозинкиназной активностью, то фосфорилирует внутриклеточные белки - субстраты инсулинового рецептора. Дальнейшее развитие событий обусловлено двумя направлениями: MAP-киназный путь и фосфоинозитол-3-киназный механизмы действия.

При активации фосфоинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты – активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности "метаболических" ферментов – ТАГ-липазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и других.

При реализации MAP-киназного механизма (англ. mitogen-activated protein) регулируются медленные эффекты – пролиферация и дифференцировка клеток, процессы апоптоза и антиапоптоза.

Механизмы влияния инсулина на метаболизм и скорость развития эффектов Два механизма действия инсулина

Мишени и эффекты

Быстрые эффекты

Основным эффектом является снижение глюкозы в крови благодаря усилению транспорта глюкозы внутрь миоцитов и адипоцитов и через активацию внутриклеточных реакций утилизации глюкозы.

Печень
Мышцы
  • стимуляция транспорта глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),
  • активация синтеза гликогена,
  • усиление транспорта нейтральных аминокислот в мышцы,
  • стимулирование трансляции, т.е. рибосомальный синтез белков.
Жировая ткань
Медленные эффекты

Медленные эффекты заключаются в изменении транскрипции генов и скорости трансляции ферментов, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток. Благодаря этому повышается синтез ферментов обмена углеводов (глюкокиназы и пируваткиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), метаболизма липидов (АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы),

Очень медленные эффекты растягиваются на сутки и реализуют митогенез и размножение клеток.

Именно данной группой эффектов объясняется "парадокс" наличия инсулинорезистентности адипоцитов при сахарном диабете 2 типа и одновременное увеличение массы жировой ткани и запасание в ней липидов под влиянием гипергликемии и инсулина. 

Патология

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.

Вы можете спросить или оставить свое мнение.

biokhimija.ru

Биологические функции инсулина

Инсулин— главный анаболический гормон, он влияет на все виды обмена веществ во всём организме. Однако в первую очередь действие инсулина касается обмена углеводов.

Влияние инсулина на метаболизм глюкозы

Ин­сулин стимулирует утилизацию глюкозы в клетках разными путями. Около 50% глюкозы использует­ся в процессе гликолиза, 30—40% превращается в жиры и около 10% накапливается в форме глико­гена. Общий результат стимуляции этих процес­сов — снижение концентрации глюкозы в крови.

Влияние инсулина на метаболизм липидов

В пе­чени и жировой ткани инсулин стимулирует син­тез липидов, обеспечивая получение для этого про­цесса необходимых субстратов (ацетил-КоА, глицерофосфат и NADPh3) из глюкозы. В жировой ткани инсулин тормозит мобилизацию липидов, что снижает концентрацию жирных кислот, циркулирующих в крови.

Влияние инсулина на метаболизм белков

Инсулин оказывает в целом анаболическое действие на белковый обмен. Он стимулирует потребление нейтральных аминокислот в мышцах и синтез белков в печени, мышцах и сердце.

Кроме того, инсулин регулирует клеточную дифференцировку, пролифе­рацию и трансформацию боль­шого количества клеток. Инсулин поддерживает рост и репликацию многих клеток эпителиального происхождения, в том числе гепатоцитов, опухолевых клеток. Инсулин усиливает спо­собность фактора роста фибробластов (ФРФ), тромбоцитарного фактора роста (ТФР), фак­тора роста эпидермиса (ФРЭ), простагландина (ПГF2a), вазопрессина и аналогов цАМФ акти­вировать размножение клеток.

Основные направления действия инсулина

1. Инсулин регулирует транспорт веществ

Инсулин стимулирует транспорт в клетку глюкозы, аминокислот, нуклеозидов, органического фосфата, ионов К+иСа2+. Эффект проявляются очень быстро, в течение несколь­ких секунд и минут.

Транспорт глюкозы в клетки происходит при участии ГЛЮТ. В мышцах и жировой ткани инсули­нзависимый ГЛЮТ-4, в отсутствие инсулина находится в цитозольных везикулах. Под влиянием инсулина происходит транслокация везикул с ГЛЮТ в плазмати­ческую мембрану и начинается транспорт глюкозы. При снижении концентрации инсулина, ГЛЮТ-4 возвращаются в цитозоль, и транспорт глюкозы прекращается.

2. Инсулин регулирует синтез ферментов

Инсулин влияет на скорость транскрипции более чем 100 специфических мРНК в печени,жировой ткани, скелетных мышцах и сердце.Эффект реализуется в течение несколько часов. В клетках печени инсулин индуцирует синтез ключевых ферментов гликолиза (глюкокиназы, фруктокиназы и пируваткиназы), ПФШ (глюкозо-6ф ДГ), липогенеза (цитратлиаза, пальмитатсинтаза, Ацетил-КоА-карбоксилаза) и репрессирует синтез ключевого фермента глюконеогенеза (ФЕП карбоксикиназу).

3. Инсулин регулирует активность ферментов

Инсулин регулирует активность ферментов путем их фосфорилирования и дефосфорилирования. Эффект проявляются очень быстро, в течение несколь­ких секунд и минут.

  • Инсулин активирует ключевые ферменты гликолиза: в печени, мышцах, жировой ткани – фосфофруктокиназу и пирруваткиназу; в печени – глюкокиназу; в мышцах - гексокиназу II.

  • Инсулин ингибирует в печени глюкозо-6-фосфотазу, что тормозит глюконеогенез и выход глюкозы в кровь.

  • Инсулин активирует фосфопротеинфосфотазу гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы, в результате активируется синте­з гликогена и тормозится его распад.

  • В адипоцитах инсулин активирует ключевой фермент липогенеза (АцетилКоА-карбоксилазу). Инсулин в гепатоцитах и адипоцитах активирует фосфопротеинфосфатазу, которая дефосфорилирует и инактивирует ТАГ-липазу, что тормозит липолиз.

  • Инсулин снижает активность аминотрансфераз и ферментов цикла мочевины. Последний эффект инсулина характеризуется повышением активности РНК-полимеразы и концентрации РНК в печени. При этом увеличивается скорость образования полисом и рибосом.

  • Инсулин активирует ФДЭ, которая снижает концентра­цию цАМФ, прерывает эффекты контринсулярных гормонов: в печени и жировой ткани тормозит липолиз, в печени и мышцах - глюконеогенез.

studfiles.net

Инсулин (биохимия крови) — Здоровье, гормоны, побочки, ПКТ и анализы — «On Mass / На Массе»

/800/600/http/pic.lg.ua/x/17/d33b18/md_8317a5d9.jpgИнсулин – это полипептид, мономерная форма которого состоит из двух цепей: А и В.

Инсулин является продуктом протеолитического расщепления предшественника инсулина, называемого проинсулином. Отщепление С-цепи (С-пептида) от проинсулина предшествует образованию инсулина. Инсулин нужен клеткам для транспорта глюкозы, калия и аминокислот в цитоплазму.

Причиной возникновения сахарного диабета считается недостаточность (абсолютная или относительная) инсулина. Определение концентрации инсулина в крови необходимо для дифференциации различных форм сахарного диабета, выбора лечебного препарата, подбора оптимальной терапии, установления степени недостаточности b-клеток.

Подготовка — натощак (последний прием пищи за 12-14 часов) до введения препарата инсулина. Исключить физические нагрузки, пациент должен находится в состоянии покоя, исключить любые стрессы.

Метод — ИФА.Материал — сыворотка (предпочтительно) или плазма крови на гепарине свободные от гемолиза. Кровь берут в охлажденную пластиковую пробирку, немедленно помещают в ледяную баню. Кровь немедленно центрифугируют (не позднее, чем через 15 мин.) с охлаждением при 40С. Сыворотку или плазму отбирают в пластиковые пробирки с крышками и замораживают при -200С или -700С. В лабораторию доставляют 1 мл замороженной сыворотки или плазмы.Прибор — Microlab Star ELISA.Взятие крови — с 7 до 9 часов утра или в соответствии с тестом толерантности к глюкозе.Единицы измерения — мкЕД/мл.Норма: 3 — 17 мкЕД/мл.

Нормальная величина соотношения инсулин (мкЕД) / глюкоза после голодания при уровне глюкозы в крови менее 40% меньше 0.25, а при уровне глюкозы менее 2.22 ммоль/л — меньше 4.5 .

Показания к назначению анализа

  • Диагностика гипогликемических состояний.

  • Подозрение на инсулиному.

  • В некоторых случаях, при решении вопроса об абсолютной потребности в инсулине у больных диабетом.

  • При необходимости, в комплексе исследований больных с метаболическим синдромом.

  • При необходимости, в комплексе исследований пациентов с синдромом поликистозных яичников.

Повышение значений:

  • Инсулинома.

  • Инсулин-независимый диабет (тип 2). Болезни печени.

  • Акромегалия.

  • Синдром Кушинга.

  • Миотоническая дистрофия.

  • Семейная непереносимость фруктозы и галактозы.

  • Ожирение.

  • Прием инсулина или гипогликемических препаратов.

  • Лекарственная интерференция: :ацетогексамид, альбутерол, аминокислоты, глюконат кальция (новорожденные), хлорпропамид, ципрогептадин (не больные диабетом), даназол, фруктоза, глюкагон, глюкоза, гормон роста, леводопа (при лечении паркинсонизма),медроксипрогестерон,ниацин (высокие дозы), пероральные контрацептивы, панкреозимин (в/в введение),фентоламин (инфузия), преднизолон, хинидин, секретин (в/в), спиронолктон, сахароза, тербуталин, толазамид, толбутамид.

Понижение значений:

  • Инсулин-зависимый сахарный диабет (тип 1)

  • Гипопитуитаризм.

  • Лекарственная интерференция : бета-адренергические блокаторы (например, пропранолол), аспарагиназа, езафибрат, кальцитонин, хлорпропамид (при высокой начальной дозе), циметидин, клофибрат, диазоксид, доксазосин, этакриновая кислота, этанол, эфир, фуросемид, метформин, нифедипин, фенформин,фенобарбитал, фенитоин, тиазидные мочегонные, толбутамид (у некоторых пациентов).

www.onmass.ru

- поджелудочной железы - Биохимия

Гормонами поджелудочной железы являются инсулин и глюкагон.

Глюкагон

Строение

Представляет собой полипептид, включающий 29 аминокислот с молекулярной массой 3,5 кДа и периодом полураспада 3-6 мин.

Синтез

Осуществляется в клетках поджелудочной железы и в клетках тонкого кишечника.

Регуляция синтеза и секреции

Уменьшается количество гормона при повышении концентрации глюкозы в крови.

Механизм действия

Аденилатциклазный.

Мишени и эффекты

Конечным эффектом является повышение концентрации глюкозы и жирных кислот в крови.

Жировая ткань
Печень

Патология

Гиперфункция

Глюкагонома – редко встречающееся новообразование из группы нейроэндокринных опухолей. У больных отмечается гипергликемия и поражение кожи и слизистых оболочек.

Инсулин

Строение

Представляет собой полипептид из 51 аминокислоты, массой 5,7 кД, состоящий из двух цепей А и В, связанных между собой дисульфидными мостиками.

Синтез

Синтезируется в клетках поджелудочной железы в виде проинсулина, в этом виде он упаковывается в секреторные гранулы и уже здесь образуется инсулин и С-пептид.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют синтез и секрецию:

  • глюкоза крови – главный регулятор, пороговая концентрация для секреции инсулина – 5,5 ммоль/л,
  • жирные кислоты и аминокислоты,
  • влияния n.vagus – находится под контролем гипоталамуса, активность которого определяется концентрацией глюкозы крови,
  • гормоны ЖКТ: холецистокинин, секретин, гастрин, энтероглюкагон, желудочный ингибирующий полипептид,
  • хроническое воздействие гормона роста, глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов.

Уменьшают: влияние симпато-адреналовой системы.

Механизм действия

После связывания инсулина с рецептором активируется ферментативный домен рецептора. Так как он обладает тирозинкиназной активностью, то фосфорилирует внутриклеточные белки - субстраты инсулинового рецептора. Дальнейшее развитие событий обусловлено двумя направлениями: MAP-киназный путь и фосфоинозитол-3-киназный механизмы действия.

При активации фосфоинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты – активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности "метаболических" ферментов – ТАГ-липазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и других.

При реализации MAP-киназного механизма (англ. mitogen-activated protein) регулируются медленные эффекты – пролиферация и дифференцировка клеток, процессы апоптоза и антиапоптоза.

Механизмы влияния инсулина на метаболизм и скорость развития эффектов Два механизма действия инсулина

Мишени и эффекты

Быстрые эффекты

Основным эффектом является снижение глюкозы в крови благодаря усилению транспорта глюкозы внутрь миоцитов и адипоцитов и через активацию внутриклеточных реакций утилизации глюкозы.

Печень
Мышцы
  • стимуляция транспорта глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),
  • активация синтеза гликогена,
  • усиление транспорта нейтральных аминокислот в мышцы,
  • стимулирование трансляции, т.е. рибосомальный синтез белков.
Жировая ткань
Медленные эффекты

Медленные эффекты заключаются в изменении транскрипции генов и скорости трансляции ферментов, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток. Благодаря этому повышается синтез ферментов обмена углеводов (глюкокиназы и пируваткиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), метаболизма липидов (АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы),

Очень медленные эффекты растягиваются на сутки и реализуют митогенез и размножение клеток.

Именно данной группой эффектов объясняется "парадокс" наличия инсулинорезистентности адипоцитов при сахарном диабете 2 типа и одновременное увеличение массы жировой ткани и запасание в ней липидов под влиянием гипергликемии и инсулина. 

Патология

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.

Вы можете спросить или оставить свое мнение.

biokhimija.ru


Смотрите также