Инсулин, образование, механизмы действия, клетки-мишени, влияние на обмен белков, углеводов и липидов

Инсулин образуется в b-клетках островковЛангерганса, название гормона произошло от слова «insula», что в переводе обозначает ост­ров. Установлено, что вначале инсулин образуется, в виде препроинсулина, после посттрансляционных изменений в молекуле белка от препроинсулина отщепляется сигнальный пептид и образу­ется проинсулин, состоящий из 84 аминокислот. Проинсулин выделен в 1966 году. Обладает слабо выраженным физиологическим действием, свойственным инсулину. Его молекула состоит из одной полипептидной цепи. Под влиянием специальных пептидгидролаз от проинсулина отщепляется, расположенный по середине полипептидной цепи, связывающий полипептид («С-пептид»), состоящий из 27-33 остатков аминокислот, и образуется мономер инсулина с молекулярной массой 6000. По уровню С-пептида в крови можно судить о количестве инсулина.

Инсулин - простой неполноценный белок, т.к. в молекуле инсулина отсутствуют метионин и триптофан. Гормон состоит из 2 полипептидных цепей: А-цепь из 21 аминокислоты и В-цепь состоит из 30 аминокислоты. Эти цепи связаны между собой двумя дисульфидными мостиками, третья дисульфидная связь находится в А-цепи.

Активность инсулина зависит от целостности дисульфидных мостиков. До настоящего времени считали, что инсулин не обладает видовой специфичностью, т.к. B-цепи инсулина различных животных имели одинаковое строение, отличались друг от друга инсулины различных видов животных только аминокислотами в А-цепи в положениях 8, 9, 10. Однако выяснено, что длительное применение гормона, получен­ного от животных, вызывало аллергическую реакцию, что затрудняет использование инсулина животных. Большие перспективы имеет применение человеческого инсулина.

Образовавшиеся в клетках мономеры инсулина, связывают­ся в более сложные комплексы, обладающие соответственно и более высокой молекулярной массой. Возникновение этих полимеров (в составе могут быть от 2 до 8 молекул инсулина) осуществляется за счет ионов цинка, соединяющих между со­бой В-цепи отдельных мономеров инсулина. Такого рода ком­плексы в виде секреторных гранул являются запасом инсу­лина. Открытие такой формы инсулина позволило создать инсулин пролонгированного действия в виде цинк-инсулин-суспензии.

Под влиянием нервного импульса полимеры распадаются до отдельных молекул инсулина, инсулин поступает в кровь, где частично связывается с a-глобулинами плазмы крови или трансферрином. Таким образом, в крови инсулин может находиться в двух фор­мах – свободной (активной) и связанной, обладающей мень­шей гормональной активностью. Связанная форма инсулина представляет собой запас инсулина в крови, защищает гормон от разрушения. Наряду с инсулином в кровь поступает некоторая часть проинсулина. Возможно, он в определенной степени обуславливает инсулинподобную активность плазмы, которая повышена при сахарном диабете.

В клеткax печени, куда гормон поступает с кровью, происходит разруше­ние инсулина под влиянием инсулиназы (если принять продукцию инсулина за 100% в сутки, то в большой круг кровообращения поступает только 20%, 80% разрушается инсулиназой). Связанный инсулин - более стой­кое вещество, на него почти не действует инсулиназа. Значительная часть инсулина разрушается также в почках. Полупериод жизни инсулина исчисляется 10 минутами.