ДЕЙСТВИЕ ИНСУЛИНА

Инсулиновый рецептор представляет собой белок, состоящий из 2 субъединиц (рис. 4) - альфа и бета, он выполняет три функции:

1) с высокой специфичностью связывает инсулин;

2) передает соответствующие сигналы на внутриклеточные процессы;

Рис. 4. Структура инсулинового рецептора

3) осуществляет интернализацию инсулина, в результате которой гормон подвергается протеолизу в лизосомах, а рецептор возвращается в мембрану клетки.

Альфа-субъединица инсулина взаимодействует с альфа-субъединицей рецептора соответствующей клетки, в свою очередь бета-субъединица клеточного рецептора обладает тирозинкиназной активностью, которая значительно повышается после связывания инсулина с альфа-субъединицей рецептора. Основное действие инсулина заключается в усилении транспорта глюкозы через мембрану клетки. Скорость поступления глюкозы внутрь клетки возрастает в 20-40 раз. Происходитэтозасчет5-10-кратногоувеличениясодержаниябелков - транспортеров глюкозы на поверхности мембраны, при одновременном уменьшении их содержания внутри клетки на 50-60%.

Функциональная активность рецепторов подвергается быстрой или хронической или только хронической регуляции. Быстрая регуляция осуществляется путем изменения сродства рецептора к лиганду. Хроническая регуляция осуществляется путем изменения плотности рецепторов на мембране клетки.

Различают 4 группы эффектов инсулина:

1. Очень быстрые (секунды/минуты) - гиперполяризация клеточной мембраны, повышение рН внутриклеточной среды, ингибирование Са²⁺-каналов, стимуляция поглощения ионов калия, ускорение внутриклеточного транспорта глюкозы.

2. Быстрые эффекты (минуты) - фосфорилирование и дефосфорилирование ферментов.

3. Медленные эффекты (часы и сутки) - изменение скорости транскрипции м-РНК, индукция синтеза основных ферментов липогенеза, подавление ферментативных липолитических систем.

4. Очень медленные эффекты - митогенный эффект на органы и ткани.

Глюкоза может проникать внутриклеточно с помощью специфических переносчиков двух классов. Первый класс - Na⁺-глюкозный котранспортер (симпортер), который локализуется в проксимальных почечных канальцах и ресничных клетках тонкой кишки. Он осуществляет активный транспорт глюкозы из просвета кишки или нефрона против градиента концентрации глюкозы, а происходит это посредством связывания глюкозы с теми ионами натрия, которые транспортируются по градиенту своей концентрации.

Второй класс представлен мембранными белками, находящимися на поверхности всех клеток, которые осуществляют транспорт глюкозы по градиенту ее концентрации - посредством облегченной диффузии.

Среди транспортеров глюкозы различают основные типы:

•  ГЛЮТ-1 - на поверхности эритроцитов и на клетках других инсулинонезависимых тканей;

•  ГЛЮТ-2 - на гепатоцитах, β-клетках, энтероцитах тонкой кишки;

•  ГЛЮТ-3 - в мозговой ткани;

•  ГЛЮТ-4 - на миоцитах и адипоцитах;

•  ГЛЮТ-5 - на адипоцитах и энтероцитах;

•  ГЛЮТ-7 - в гепатоцитах.

Стоит обратить внимание на то, что рецептор ГЛЮТ-2 и фермент глюкокиназа в печени функционируют в качестве сенсора глюкозы. ГЛЮТ-2 не реагирует на инсулин, обладает относительно высоким сродством к фруктозе, а изменения этого белка сопровождаются снижением чувствительности бета-клеток к глюкозе. Гипергликемия уменьшает количество рецепторов ГЛЮТ-2 в бета-клетках. В эмбриональном периоде основным транспортером глюкозы в клетки является ГЛЮТ-1, а в постнатальном периоде и у взрослых основным транспортером выступает ГЛЮТ-4, на долю которого приходится до 90% от всего числа транспортеров глюкозы.

Период полураспада инсулина в организме составляет 4-5 мин, основными органами, участвующими в инактивации гормона, являются печень и почки. До 60% гормона, поступающего из системы портальной вены в печень, инактивируется за один пассаж, в почках осуществляется метаболизм до 40% инсулина. Принимая во внимание довольно большую роль почек в процессе инактивации инсулина, осуществляемого локализованной в почечной паренхиме ферментом инсулиназой, следует учитывать так называемый феномен Заброды. Этот феномен характеризуется значительным удлинением периода полужизни гормона в связи с развитием диабетической нефропатии и гибелью значительного числа нефроцитов. Данное состояние приводит к значительному снижению потребности в инсулине, которое требует от врача внесения необходимых изменений в режим инсулинотерапии и титрации доз вводимого инсулина.