Основные эффекты инсулина в тканях-мишенях. Органы мишени инсулина


Инсулин клетки мишени

Опубликовано: 04 ноя 2015, 16:32

Инсулин клетки мишениДля гормона поджелудочной железы инсулина в организме существуют определенные клетки-мишени, которые являются пунктами его действия. Данный гормон способствует накоплению и хранению глюкозы и жиров, которые являются основными источниками энергии, внутри этих клеток. Он также благоприятно влияет на метаболические процессы в различных тканях и стимулирует рост клеток. Как инсулин действует на клетки-мишени?

1. Печень.

Она является главным органом, в который попадает инсулин. Здесь он усиливает депонировании глюкозы, которое заключается в ее накоплении в виде гликогена. В печени утилизируется 80% всего инсулина, синтезированного поджелудочной железой. Остальная доля гормона поступает в кровоток и затем – в почки.

2. Жировая ткань.

Жир является наиболее эффективной формой хранения энергии в организме. И его образование из глюкозы стимулирует инсулин. Он создает своеобразные жировые энергетические «депо». В среднем в организме мужчины массой 70 кг имеется 12-14 кг жира, основная доля которого приходится на жировую ткань. Инсулин уменьшает концентрацию свободных жирных кислот в крови и способствует накоплению триглицеридов в жировых клетках-мишенях.

3. Скелетные мышцы.

Еще один вид клеток, которые являются мишенями для инсулина, – скелетные мышцы. Гормон поджелудочной железы активирует в них синтез белков путем усиления транспортировки аминокислот и повышения рибосомной активности. Кроме того, инсулин стимулирует синтез гликогена, и все время восполняет его запасы, истощающиеся в результате работы мышц. В мышцах взрослого мужчины весом 70 кг хранится примерно 500-600 г гликогена.

4. Транспортные молекулы.

Инсулин клетки мишениИнсулин активирует молекулы-транспортеры глюкозы, которые облегчают проникновение углевода через клеточные мембраны. Эти транспортеры играют важную роль в развитии и проявлениях сахарного диабета. Например, такой транспортер как GLUT 4, является самым важным для снижения концентрации глюкозы в крови. Под действием инсулина он внедряется в мембраны клеток мышечной и жировой тканей.

Инсулин осуществляет свои функции в организме, воздействуя на определенные инсулиновые рецепторы на мембране клеток-мишеней. Через эти рецепторы происходит усиление процессов утилизации глюкозы и запуск многочисленных внутриклеточных реакций. Количество рецепторов на разных видах клеток-мишеней колеблется в пределах 40-300 тыс., а период из полужизни составляет 7-12 часов. На число рецепторов и их активность отрицательно влияют ожирение и высокое артериальное давление, что важно знать больным с сахарным диабетом.

Отзывы и комментарии

Оставить отзыв или комментарий

загрузка...

www.saharniy-diabet.com

Органы – мишени инсулина и характер метаболического влияния

Значение инсулина

• анаболик,

•противостоит группе контринсулярных гормонов,

•регулирует уровень глюкозы в

крови –

3,3-5,5ммоль/л.

Гипергликемия

 

Физиологическая

 

 

 

 

Патологическая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возникает при:

 

 

Алиментарная

Эмоциональная

1) сахарном диабете,

 

 

 

 

 

 

 

2) избытке

 

Возникает после

 

 

Наблюдается

 

 

приёма пищи

 

 

 

при стрессе

 

контринсулярных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гормонов,

3) расстройствах мозгового кровообращения.

Глюкозурия – появление глюкозы в моче.

• Наблюдается, если гипергликемия более 9,3 ммоль/л, то есть

превышает почечный порог. Возникает при:

•нарушении углеводного обмена,

•повреждениях почек,

•острых инфекциях,

•сотрясении головного мозга.

Гипогликемия-

снижение содержания глюкозы крови.

Симптомы гипогликемии сходны с симптомами гипоксии:

•головокружение,

•обморок,

•ступор,

•кома.

 

Причины гипогликемии

голодание,

усиленная мышечная работа,

•введение инсулина,

•инсулинома,

•злокачественные опухоли из-заповышенной утилизации глюкозы,

•алкоголизм (угнетение глюконеогенеза),

•заболевания почек,

•нарушения функции печени,

•гипофизарная, надпочечниковая, тиреоидная недостаточность,

•беременность и лактация,

•гликогенозы.

Сахарный диабет –

группа обменных заболеваний, характеризующихся гипергликемией, которая является результатом дефекта секреции или действия инсулина или обоих процессов.

•Сахарный диабет – тяжёлое распространённое эндокринное заболевание, связанное с абсолютным или относительным дефицитом инсулина, сопровождается нарушением всех видов обмена.

Способствуют развитию сахарного

диабета:

• стрессы,

•избыток углеводов и жиров в питании,

•гиподинамия,

•ожирение,

•экологическое неблагополучие,

•артериальная гипертензия.

Дефицит инсулина возникает при:

• поражении поджелудочной железы,

•нарушении перехода проинсулина в инсулин,

•нарушении молекулярной структуры инсулина,

•дефекте рецепторов в органах-мишенях,

•усиленном действии инсулиназы,

•избытке контринсулярного гормона.

Типы сахарного диабета

• Сахарный диабет I типа – инсулинозависимый. Возникает при

разрушении ß-клетокиз-зааутоиммунных реакций.

Абсолютный дефицит инсулина.

•Сахарный диабет II типа – инсулиннезависимый.

Возникает из-заповреждения механизмов передачи инсулинового сигнала в клеткимишени или нарушения секреции инсулина.

Относительный дефицит инсулина.

studfiles.net

Органы – мишени инсулина и характер

Антикатаболическийметаболического влияния

Орган -мишеньАнаболический

эффект

торможение гликогенолиза и глюконеогенеза

торможение

липолиза

торможение распада белков

 

эффект

печень

активация синтеза

 

гликогена и жирных

 

кислот

жировая активация синтезаткань глицерина и жирных

кислот

мышцы активация синтеза белка и гликогена

Глюкагон

вырабатывается а-клеткамиостровков Лангерганса,

состоит из 29 АМК,

молекулярная масса 3500. Органы-мишени:

печень,

жировая ткань.

Действует глюкагон через цАМФ. Рецепторами являются липопротеины мембран.

Биологическая роль глюкагона

стимулирует фосфоролиз гликогена печени,

стимулирует глюконеогенез,

усиливает липолиз в жировой ткани и печени,

увеличивает клубочковую фильтрацию,

ускоряет ток крови,

способствует экскреции соли, мочевой кислоты,

стимулирует протеолиз,

увеличивает кетогенез,

стимулирует транспорт АМК в печени,

снижает концентрацию калия в печени.

Соматостатин

пептид,

подавляет секрецию СТГ,

ингибирует секрецию инсулина и глюкагона,

выделен из гипоталамуса,

секретируется в поджелудочной железе, желудке.

Катехоламины

(адреналин, норадреналин, дофамин)

гормоны мозгового слоя надпочечников,

производные тирозина.

Органы-мишени:

печень,

мышцы.

Секреция гормонов возбуждается симпатическими нервами.

Механизм действия

через цАМФ, в клетку не проникают,

через изменение концентрации ионов кальция. Оба гормона вызывают гипертонию.

studfiles.net

Метаболизм инсулина

ИНСУЛИН И С-пептид в крови циркулируют в свободной форме от 3 до 5 минут. Более половины инсулина расщепляется в печени сразу же по поступлении в этот орган по портальным венам. С-пептид не разрушается в печени, а выделяется через почки. По этим причинам достоверным лабораторным показателем секреции инсулина является не сам гормон, а именно С-пептид.

Физиологические эффекты инсулина

 Органы–мишени инсулина. Основные мишени инсулина — печень, скелетные мышцы, клетки жировой ткани. Поскольку инсулин является главным регулятором метаболизма молекул, — источников энергетического обмена в организме — то именно в этих органах развёртываются основные физиологические эффекты инсулина на обмен белков, жиров и углеводов.

 Рецептор инсулина относится к каталитическим и кодируется геном INSR. Продукт транскрипции гена и продукты трансляции мРНК подвергаются модификациям, в результате которых в плазматическую мембрану клеток–мишеней встраивается тетрамер, состоящий из пары ‑СЕ (их внеклеточная часть связывает инсулин) и пары ‑СЕ (их внутрицитоплазматическая часть является тирозин киназой).

 Субстраты рецептора инсулина — 4 внутриклеточных белка IRS (Insulin Receptor Substrate), фосфорилируемых ‑СЕ рецептора инсулина. Дальнейшая внутриклеточная передача сигнала происходит несколькими различными путями и приводит к реализации множества эффектов инсулина на клетки–мишени.

 Мутации. Известно не менее 30 мутаций гена INSR и генов, кодирующих белки внутриклеточной передачи сигнала, приводящих к развитию полной или частичной нечувствительности мишеней к эффектам инсулина (как следствие, у носителей дефектного аллеля развивается сахарный диабет типа II).

 Функции инсулина разнообразны (регуляция обмена источников энергии — углеводов, липидов и белков). В клетках–мишенях инсулин стимулирует трансмембранный перенос глюкозы и аминокислот, синтез белка, гликогена и триглицеридов, гликолиз, а также рост и пролиферацию клеток, но подавляет протеолиз, липолиз и окисление жиров (см. подробнее ниже).

 Скорость проявления эффектов инсулина. Физиологические эффекты инсулина по скорости их наступления после взаимодействия гормона с его рецепторами подразделяют на быстрые (развиваются в течение секунд), медленные (минуты) и отсроченные (часы).

Таблица. Долговременность эффектов инсулина

Быстрый (секунды)

Увеличение* транспорта глюкозы**, аминокислот и K+ внутрь инсулин-чувствительных клеток

Медленный (минуты)

Стимуляция белкового синтеза

Торможение распада белков

Активация ферментов (например, гликогенсинтазы и гликолитических)

Ингибирование гликоген фосфорилазы и ферментов глюконеогенеза

Отсроченный (часы)

Транскрипция генов, трансляция мРНК, синтез белка, рост и размножение*** клеток

Примечания. * В органах–мишенях инсулина; исключение составляют нейроны головного мозга, скорость поступления глюкозы в которые не зависит от инсулина. ** Идентифицировано 8 трансмембранных переносчиков глюкозы GLUT, в том числе GLUT1 (эритроциты), GLUT2 (островки Лангерханса и печень), GLUT4 (чувствительный к инсулину, органы–мишени инсулина), GLUT5 (канальцы почек). *** Почему инсулин отнесён к функциональной группе гормонов-митогенов.

studfiles.net

Основные эффекты инсулина в тканях-мишенях

Ткани и органы \ Эффекты

Анаболические

Катаболические

Печень

Жировая ткань

Скелетные мышцы

Стимулирует биосинтез гликогена (гликогеногенез)

Стимулирует поступление глюкозы из крови в адипоциты

Стимулирует биосинтез жирных кислот и триацилглицеролов (липогенез)

Стимулирует поступление в клетки глюкозы, аминокислот

Стимулирует биосинтез гликогена (гликогеногенез) и белков (протеиногенез)

Тормозит распад гликогена (гликогенолиз), глюконеогенез, кетогенез

Тормозит мобилизацию триацилглицеролов (липолиз)

Тормозит тканевой протеолиз и освобождение аминокислот

Более подробное обсуждение эффектов инсулина стоит начать с его участия в регуляции углеводного обмена. В фокусе регуляции этого обмена находится содержание глюкозы в плазме крови. В норме оно составляет 3,3 – 5,5 ммоль/л. Величина менее 3,3 ммоль/л оценивается как гипоглюкоземия, а превышающая 5,5 ммоль/л свидетельствует о гиперглюкоземии. Почечный порог глюкозы в крови составляет 8 – 10 ммоль/л, при превышении которого она может обнаруживаться в моче (глюкозурия).

Поддержание глюкозы в крови на нормальном уровне зависит от соотношения процессов ее поступления и удаления. В случае гипоглюкоземии многие гормоны-регуляторы углеводного обмена (адреналин, глюкагон, кортизол, йодтиронины и др.) стимулируют первые и тормозят вторые (рис. 6.4). В этом состоит их гипергликемизирующее действие.

Содержание глюкозы в клетках тканей и органов значительно ниже, чем в плазме крови. Следовательно, удаление ее в них идет диффузией в направлении падения градиента концентрации. Оно осуществляется с участием белков-переносчиков и называется облегченной диффузией.

В клетках печени и головного мозга скорость этого транспорта регулируется уровнем глюкозы в крови (рис. 6.4). В мышцах и жировой ткани облегченная диффузия глюкозы ускоряется инсулином (рис. 6.4). Гормон осуществляет свой контроль путем включения «в работу» специальных белков-переносчиков. Их еще называют глюкозные транспортеры (Глют). В различных тканях и органах обнаружено пять видов глюкозных транспортеров (табл. 6.3). Все они имеют сходное строение и получают номера (1 – 5) по мере их открытия. В каждом из них выделяют по несколько доменов. Эти белки способны располагаться в мембранах, пересекая их несколько раз.

Инсулинзависимыми являются лишь Глют-4, обнаруженные в адипоцитах, миоцитах и кардиомиоцитах (см. табл. 4.4, 6.3). В отсутствие инсулина они находятся в специальных гранулах (рис. 4.13). При поступлении сигнала гормона последние перемещаются к плазматическим мембранам и сливаются с ними. При этом происходит встраивание белков-транспортеров в мембраны. Далее экстрацеллюлярные домены Глют-4 связывают глюкозу. Последующие их конформационные изменения обеспечивают перемещение глюкозы к их интрацеллюлярным доменам, а затем и ее освобождение внутрь клеток.

В случае прекращения передачи инсулинового сигнала Глют-4 возврвщаются в гранулы цитоплпзмы и поступление глюкозы в клетки-мишени приостанавливается.

Таблица 6.3.

studfiles.net

Инсулин мишени действия - Справочник химика 21

    Инсулин, строение, синтез, механизм действия, ткани-мишени. Метаболические эффекты. [c.428]

    В организме человека имеется около 200 типов дифференцированных клеток. Лишь немногие из них продуцируют гормоны, но все 75 триллионов клеток, содержащихся в организме человека, служат мишенями одного или нескольких из 50 известных гормонов. Мишенью гормона может быть одна ткань или же несколько тканей. В соответствии с классическим определением ткань-мишень — это такая ткань, в которой гормон вызывает специфическую биохимическую или физиологическую реакцию. Например, щитовидная железа—специфическая железа-мишень для ТСГ под действием ТСГ увеличивается количество и размеры ацинарных клеток щитовидной железы, повышается скорость протекания всех этапов биосинтеза тиреоидных гормонов. В противоположность этому инсулин воздействует [c.149]

    При недостаточной секреции (точнее, недостаточном синтезе) инсулина развивается специфическое заболевание—диабет (см. главу 10). Помимо клинически выявляемых симптомов (полиурия, полидипсия и полифагия), сахарный диабет характеризуется рядом специфических нарушений процессов обмена. Так, у больных развиваются гипергликемия (увеличение уровня глюкозы в крови) и гликозурия (выделение глюкозы с мочой, в которой в норме она отсутствует). К расстройствам обмена относят также усиленный распад гликогена в печени и мышцах, замедление биосинтеза белков и жиров, снижение скорости окисления глюкозы в тканях, развитие отрицательного азотистого баланса, увеличение содержания холестерина и других липидов в крови. При диабете усиливаются мобилизация жиров из депо, синтез углеводов из аминокислот (глюконеогенез) и избыточный синтез кетоновых тел (кетонурия). После введения больным инсулина все перечисленные нарушения, как правило, исчезают, однако действие гормона ограничено во времени, поэтому необходимо вводить его постоянно. Клинические симптомы и метаболические нарушения при сахарном диабете могут быть объяснены не только отсутствием синтеза инсулина. Получены доказательства, что при второй форме сахарного диабета, так называемой инсулинрезистентной, имеют место и молекулярные дефекты в частности, нарушение структуры инсулина или нарушение ферментативного превращения проинсулина в инсулин. В основе развития этой формы диабета часто лежит потеря рецепторами клеток-мишеней способности соединяться с молекулой инсулина, синтез которого нарушен, или синтез мутантного рецептора (см. далее). [c.269]

    Механизм действия и фармакодинамические эффекты. Препараты сульфонилмочевины увеличивают высвобождение инсулина из р-клеток поджелудочной железы, снижают содержание глюкагона в крови, усиливают действие инсулина на клетки-мишени. [c.398]

    Метаболизм в мозгу, мышцах, жировой ткани и печени сильно различается. У нормально питающегося человека глюкоза служит практически единственным источником энергии для мозга. При голодании кетоновые тела (ацетоацетат и 3-гидрокси-бутират) приобретают роль главного источника энергии для мозга. Мышцы используют в качестве источника энергии глюкозу, жирные кислоты и кетоновые тела и синтезируют гликоген в качестве энергетического резерва для собственных нужд. Жировая ткань специализируется на синтезе, запасании и мобилизации триацилглицеролов. Многообразные метаболические процессы печени поддерживают работу других органов. Печень может быстро мобилизовать гликоген и осуществлять глюконеогенез для обеспечения потребностей других органов. Печень играет главную роль в регуляции липидного метаболизма. Когда источники энергии имеются в достатке, происходят синтез и этерификация жирных кислот. Затем они переходят из печени в жировую ткань в виде липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП). Однако при голодании жирные кислоты превращаются в печени в кетоновые тела. Интеграция активности всех этих органов осуществляется гормонами. Инсулин сигнализирует об изобилии пищевых ресурсов он стимулирует образование гликогена и триацилглицеролов, а также синтез белка. Глюкагон наоборот, сигнализирует о пониженном содержании глюкозы в крови он стимулирует расщепление гликогена и глюконеогенез в печени и гидролиз триацилглицеролов в жировой ткани. Адреналин и норадреналин действуют на энергетические ресурсы подобно глюкагону отличие состоит в том, что их основная мишень-мышцы, а не печень. [c.296]

    Паратгормон — белок, состоящий из 84 аминокислот (ММ 9500 Да), вырабатывается в паращитовидных железах. Низкая концентрация кальция в крови (менее 1,1 ммоль/л) вызывает синтез и секрецию гормона, высокая — ингибирует оба процесса (синтез и сгкрецию). В паращитовидных железах сравнительно мало накопительных гранул, и количество гормона в них может обеспечить максимальную секрецию лишь в течение 1,5 ч (для сравнения, в островковом аппарате поджелудочной железы инсулина достаточно для нескольких дней секреции, а запаса гормонов в щитовидной железе — на несколько недель). Именно поэтому биосинтез паратгормона должен быть постоянным. Периферический протеолиз паратгормона протекает главным образом в купферовских клетках печени, Органы-ми-шени кишечник, кости, почки. Проникающий гормон, действует в клетках-мишенях по аденилатциклазному механизму. В клетках почек и кости имеются мембранные рецепторы к паратгормону — простые белки с молекулярной массой 70 ООО Да. В кишечнике паратгормон усиливает всасывание кальция (косвенное действие через [c.416]

    О механизме действия факторов роста на молекулярном уровне известно относительно мало. Подобно полипептидным гормонам (см. гл. 44), ростовые факторы должны передать сигнал через плазматическую мембрану внутрь клетки (трансмембранная передача сигнала). В конечном счете сигнал фактора роста влияет на один или несколько процессов, имеющих отношение к митозу. Для большинства ростовых факторов на плазматической мембране клеток-мишеней имеются высокоспецифические рецепторы. Клонированы гены рецептора фактора роста эпидермиса (ФРЭ) и инсулина реконструированы [c.364]

    Тот факт, что для превращения полипептидного предшественника в активный продукт необходима модификация этого предшественника, создает возможности для посттрансляционной регуляции потока генных продуктов. Подобные модификации особенно широко распространены среди множества полипептидов, которые служат межклеточными медиаторами в многоклеточных организмах. Такие полипептидные гормоны, как инсулин, циркулируют в крови и осуществляют координацию работы отдаленных клеток. Другие пептиды короткодействующие , они влияют на активность клеток, расположенных вблизи секретирующей клетки. Например, пептидные нейромедиаторы передают информацию от одной нервной клетки другой. Все пептидные медиаторы работают сходным образом независимо от того, распространяется ли их действие на большие расстояния (инсулин) или они действуют локально (нейромедиатор энкефалин). В любом случае медиатор вначале связывается с высокоспецифичным рецептором, расположенным на поверхности определенной клетки-мишени, запуская те или иные процессы в зависимости от свойств клеточного рецептора. Это может быть процесс роста, секреция другого полипептида, экспрессия определенного гена, возбуждение нейрона, специфические поведенческие реакции и т.д. [c.357]

    Резервные рецепторы были выявлены при изучении ответа на некоторые полипептидные гормоны полагают, что они служат как средством увеличения чувствительности клетки-мишени к низким концентрациям гормона, так и резервуаром рецепторов. Представление о резервных рецепторах относится к категории рабочих гипотез оно может корректироваться в зависимости от того, какой аспект действия гормона и на какой ткани подвергается изучению. Например, на клетках гранулезы получено прекрасное совпадение между связыванием гормона и синтезом сАМР (когда какие-либо гормоны активируют аденилатциклазу, резервных рецепторов, как правило, не обнаруживается) в то же время стерои-догенез в этих клетках (сАМР-зависимый процесс) имеет место уже в условиях, когда занято менее 1Уо рецепторов (см. эффекты 1 и 2, рис. 43.3, В). Для того чтобы в клетках печени произошла дерепрессия транскрипции гена фосфоенолпируваткиназы, достаточно, чтобы было занято существенно менее 1 % рецепторов инсулина с другой стороны, на тимоцитах обнаружена высокая степень корреляции между связыванием инсулина и транспортом аминокислот. Примерами диссоциации между уровнем связывания рецепторов и выраженностью биологического эффекта может служить влияние катехоламинов на [c.152]

    Вторая основная группа состоит из водорастворимых гормонов, которые присоединяются к плазматической мембране клеток-мишеней. Воздействие присоединившихся к поверхности клетки гормонов на внутриклеточные процессы обмена опосредуется промежуточными соединениями, называемыми вторыми посредниками (первый посредник — сам гормон) последние образуются в результате взаимодействия лиганд—рецептор. Концепция второго посредника возникла в результате работ Сазерленда, показавшего, что адреналин связывается с плазматической мембраной эритроцитов голубя и увеличивает внутриклеточную концентрацию с AM Р. В последующих сериях исследований было выявлено, что с АМР опосредует метаболические эффекты многих гормонов. Гормоны, в отношении которых доказан такой механизм действия, составляют группу U.A. Некоторые гормоны используют в качестве внутриклеточного сигнала кальций или метаболиты сложных фосфоинозитидов (или то и другое вместе), хотя первоначально предполагалось, что они действуют через с AM Р. Эти гормоны включены в группу II.Б. Для большой и очень интересной группы II.В внутриклеточный посредник окончательно не установлен. В качестве возможных кандидатов на эту роль для инсулина рассматривали целый ряд соединений сАМР, GMP, Н2О2, кальций, несколько коротких пептидов, фосфолипид, сам инсулин и инсулиновый рецептор, но пока не найдено ни одного, отвечающего необходимым критериям. Может оказать- [c.158]

    А. Рецептор инсулина. Действие инсулина начинается с его связывания со специфическим гликопро-теиновым рецептором на поверхности клетки-мишени. Различные эффекты этого гормона (рис. 51.15) могут проявляться либо через несколько секунд или минут (транспорт, фосфорилирование белков, активация и ингибирование ферментов, синтез РНК), либо через несколько часов (синтез белка и ДНК и клеточный рост). [c.259]

    Главное действие некоторых гормонов направлено на плазматическую мембрану клеток-мишеней. Под термином рецептор обычно понимают компоненты плазматических мембран, которые вовлечены во взаимодействие с данным гормоном. Они, ио-види-MOiMy, локализованы исключительно на поверхности мембранных клеток. Для того чтобы выяснить действие гормонов на молекулярном уровне, необходимо очистить и идентифицировать эти специфические мембранные рецепторные структуры, количество которых в тканях очень мало по сравнению с другим присутствующим материалом. Например, концентрация рецептора глюкагона в мембранах клеток печени очень низка и составляет 2,6 пмоль в 1 мг белка [30]. При столь малых количествах взаимодействие с иммобилизованными гормонами должно быть очень эффективным, чтобы обеспечить прочное связывание крупных мембранных фрагментов. Взаимодействие гормонов с их комплементарными рецепторами специфично и характеризуется высоким сродством. Константа диссоциации для глюкагона равна 10 —10 ° моль/л, для инсулина—5-10 " моль/л, а для норэпи-нефрина—10 —10 моль/л [35]. Очень трудно выделять такие малые количества стандартными методами. Использование биоспецифической хроматографии а высокоэффективных иммобилизованных рецепторах позволяет избирательно концентрировать [c.122]

    Как показали эксперименты с мечеными лигандами, многие из белковых сигнальных молекул попадают внутрь клеток-мишеней путем эндохщтоза, опосредуемого рецепторами (см. разд. 6.5.7). Например, инсулин связывается с рецепторами, диффузно распределенными на поверхности фибробластов. За считанные минуты инсулин-рецепторные комплексы концентрируются в окаймленных ямках и переходят в цитоплазму в эндоцитозных пузьфьках (эндосо-мах). Поэтому вполне возможно, что белковые сигнальные молекулы (или продукты их расщепления) непосредственно действуют внутри клетки примерно таким же образом, как стероидные и тиреоидные гормоны. Следует, однако, помнить, что опосредуемый рецепторами эндоцитоз обычно приводит к переносу внеклеточных молекул в лизосомы (разд. 6.5.7) для того чтобы интересующие нас гидрофильные молекулы могли попасть в цитозоль, им потребовался бы какой-то специальный механизм выхода из эндоцитозно-го пузырька или лизосомы (рис. 13-17). [c.261]

    Первичным сигналом для смены абсорбтивного и постабсорбтивного режимов являются изменение концентрации глюкозы в крови и вызвгшные этим реципрок-ные изменения концентраций инсулина и глюкагона. Регуляцию метаболизма инсулином и глюкагоном невозможно рассматривать по отдельности. В крови постоянно присутствуют оба гормона, однако изменяются их относительные концентрации. Действие каждого из них часто направлено на одни и те же конкретные мишени. Например, глюкагон через цАМФ-зависимые протеинкиназы одновременно ингибирует гликогенсинтетазу и активирует гликогенфосфорилазу в печени (см. рис. 9.26), а инсулин через свой рецептор одновременно активирует гликогенсинтетазу и ингибирует гликогенфосфорилазу (рис. 15.7). [c.407]

    Транспортные белки и клеточные рецепторы функционально связаны между собой. Такая связь убедительно прослежена для транспортера глюкозы, чему способствовал уже сравнительно давно установленный факт стимулирующего действия инсулина на перенос глюкозы в клетку. Анализ этого явления привел к предположению, что под влиянием инсулина возрастает содержание молекул транспортера в цитоплазматической мембране, причем в форме, доступной для связывания глюкозы. Так как эффект достигается в течение нескольких минут после добавления инсулина к клеткам-мишеням и зависим от АТФ (Т. Копо et al,, 1977), можно было связать его прежде всего с транслокацией транспортера, а не с какими-либо биосинтетическими процессами. [c.40]

    Оцнако некоторые из гормонов пептидной природы действуют не по аденилатциклазному механизму. Например, инсулин, связываясь с белковым рецептором (М=460 ООО, гликопротеин, состоящий из 4 субъединиц) плазматической мембраны клетки-мишени, изменяет ее проницаемость (см. рис. 136). В результате этого усиливается проникновение в клетку субстратов (глюкоза, аминокислоты и др.) и в ней на полную мощнбсть включаются в работу соответствующие ферменты. Аналогичным образом действует окситоцин образование гормон-рецепторного комплекса сопровождается усилением переноса Са , что инициирует сокращение мышечных волокон альвеол молочных желез. [c.458]

chem21.info

Физиологические эффекты инсулина

 Органы–мишениинсулина. Основные мишени инсулина — печень, скелетные мышцы, клетки жировой ткани. Поскольку инсулин является главным регулятором метаболизма молекул, — источников энергетического обмена в организме — то именно в этих органах развёртываются основные физиологические эффекты инсулина на обмен белков, жиров и углеводов.

 Рецепторинсулина(см. рис. 4–11) относится к каталитическим и кодируется геномINSR. Продукт транскрипции гена и продукты трансляции мРНК подвергаются модификациям, в результате которых в плазматическую мембрану клеток–мишеней встраивается тетрамер, состоящий из пары‑СЕ (их внеклеточная часть связывает инсулин) и пары‑СЕ (их внутрицитоплазматическая часть является тирозин киназой).

 Субстратырецептораинсулина— 4 внутриклеточных белкаIRS(InsulinReceptorSubstrate), фосфорилируемых‑СЕ рецептора инсулина. Дальнейшая внутриклеточная передача сигнала происходит несколькими различными путями (в том числе и через Ras-каскад, см. выше в разделе «Ответы клеток–мишеней») и приводит к реализации множества эффектов инсулина на клетки–мишени.

 Мутации. Известно не менее 30 мутаций генаINSRи генов, кодирующих белки внутриклеточной передачи сигнала, приводящих к развитию полной или частичной нечувствительности мишеней к эффектам инсулина (как следствие, у носителей дефектного аллеля развивается сахарный диабет типа II).

 Функцииинсулина разнообразны (регуляция обмена источников энергии — углеводов, липидов и белков). В клетках–мишенях инсулинстимулируеттрансмембранный перенос глюкозы и аминокислот, синтез белка, гликогена и триглицеридов, гликолиз, а также рост и пролиферацию клеток, ноподавляетпротеолиз, липолиз и окисление жиров (см. подробнее ниже).

 Скоростьпроявленияэффектовинсулина. Физиологические эффекты инсулина по скорости их наступления после взаимодействия гормона с его рецепторами подразделяют на быстрые (развиваются в течение секунд), медленные (минуты) и отсроченные (табл. 18–9).

Таблица 18–9. Долговременность эффектов инсулина

Быстрый(секунды)

Увеличение*транспорта глюкозы**, аминокислот и K+внутрь инсулин-чувствительных клеток

Медленный(минуты)

Стимуляция белкового синтеза

Торможение распада белков

Активация ферментов (например, гликогенсинтазы и гликолитических)

Ингибирование гликоген фосфорилазы и ферментов глюконеогенеза

Отсроченный(часы)

Транскрипция генов, трансляция мРНК, синтез белка, рост и размножение***клеток

Примечания. * В органах–мишенях инсулина; исключение составляют нейроны головного мозга, скорость поступления глюкозы в которые не зависит от инсулина. ** Идентифицировано 8 трансмембранных переносчиков глюкозы GLUT, в том числе GLUT1 (эритроциты), GLUT2 (островки Лангерхансаи печень), GLUT4 (чувствительный к инсулину, органы–мишени инсулина), GLUT5 (канальцы почек). *** Почему инсулин отнесён к функциональной группе гормонов-митогенов.

studfiles.net


Смотрите также