Инсулин

Инсулин (от гистологического insulae pancreaticae панкреатические островки) — белково-пептидный гормон, синтезируемый в b-клетках островков поджелудочной железы; является универсальным анаболическим гормоном, необходимым для роста и развития организма, подобно соматотропному гормону гипофиза, синергистом которого в этом отношении он является. Одним из наиболее ярких эффектов И. служит его гипогликемическое действие. И. оказывает влияние на все виды обмена веществ: он стимулирует транспорт веществ через клеточные мембраны, способствует утилизации глюкозы и образованию гликогена, угнетает глюконеогенез (см. Гликолиз), тормозит липолиз и активирует липогенез (см. Жировой обмен), повышает интенсивность синтеза белка. И., обеспечивая окисление глюкозы в цикле трикарбоновых кислот (см. Обмен веществ и энергии), способствует образованию богатых энергией (макроаргических) соединений, в частности АТФ, и поддержанию энергетического баланса клеток.

    Физиологическими антагонистами И. в регуляции углеводного обмена и поддержании оптимальной для жизнедеятельности организма концентрации глюкозы в крови являются глюкагон, а также некоторые другие гормоны (гормоны щитовидной железы и надпочечников, соматотропный гормон).

    Молекула И. построена из 51 аминокислотного остатка и состоит из двух цепей: А-цепи, на N-конце которой находится остаток глицина, состоящей из 21 аминокислотного остатка, и В-цепи, содержащей 30 аминокислотных остатков. А- и В-цепи инсулина соединены дисульфидной связью, которая играет большую роль в сохранении биологической активности молекулы этого гормона. К инсулину человека по аминокислотному составу наиболее близок И. свиньи, молекула которого отличается от молекулы И. человека всего лишь одной аминокислотой в В-цепи (вместо треонина в 30-м положении в молекуле И. свиньи находится аланин).

    И. синтезируется в инсулоцитах (b-клетках) островков поджелудочной железы из проинсулина — одноцепочечного полипептида, который содержит более 80 аминокислотных остатков. Проинсулин представляет собой молекулу И.

, как бы замкнутую соединяющим пептидом, или С-пептидом, который делает эту молекулу И. биологически неактивной. Проинсулин синтезируется на рибосомах инсулоцитов, затем по цитоплазматической сети его молекула передвигается к комплексу Гольджи, где секреторные гранулы, содержащие проинсулин, отделяются. В этих гранулах происходит процесс ограниченного протеолиза проинсулина под действием специфических протеолитических ферментов, в результате которого образуются активный инсулин, промежуточные формы проинсулина и свободный С-пептид. Все они обладают разной биологической и иммунной активностью. Нарушение превращения проинсулина в И. приводит к изменению количественного соотношения этих веществ в кровотоке, появлению аномальных форм И. и вследствие этого — к сдвигу в регуляции обмена веществ.

    Пусковым сигналом для выброса в кровь И. является повышение содержания глюкозы в крови. Важная роль в регуляции поступления И. в кровоток принадлежит микроэлементам, гастроинтестинальным гормонам (в основном секретину), аминокислотам, а также ц.н.с.

В крови И. частично образует комплексы с белками плазмы крови (так называемый связанный инсулин), частично остается в свободном состоянии (свободный инсулин). Свободный и связанный И. отличаются друг от друга по биологическим, иммунным и физико-химическим свойствам, а также по влиянию на жировую и мышечную ткани, которые являются органами-мишенями для И., т.е. инсулинчувствительными тканями.

    Количество И., циркулирующего в кровотоке, определяется не только интенсивностью секреции этого гормона, но и скоростью его метаболизма в тканях и органах. Период биологической полужизни И. человека составляет около 30 мин.

    Нарушения синтеза и секреции инсулина могут иметь разный характер и различное происхождение. Недостаточность секреции И. приводит к гипергликемии и развитию диабета сахарного. Избыточное образование И., наблюдающееся, например, при гормонально-активной опухоли, исходящей из b-клеток островков поджелудочной железы — инсуломы, клинически выражается симптомами гиперинсулинизма и гипогликемического синдрома.

    Методы определения И. делятся на биологические и радиоиммунологические. Биологические методы основаны на определении степени стимуляции поглощения глюкозы инсулинчувствительными тканями под действием И. Радиоиммунологические методы определения И. базируются на конкуренции И., содержащего и не содержащего радиоактивную метку, за антитела к И. в анализируемой пробе (так называемый метод двойных антител). Количество содержащего радиоактивную метку И., связавшегося с антителами, обратно пропорционально количеству И. в анализируемой пробе. Метод двойных антител положен в основу приготовления готовых наборов для радиоиммунологического определения И.

    И., соответствующий по составу И. человека, синтезирован с помощью методов генетической инженерии; начато его применение в лечебных целях. См. также Противодиабетические препараты.

 

    Библиогр.: Гормонотерапия, под ред. X. Шамбаха и др., пер. с нем., М., 1988; Мазовецкий А.Г. и Беликов В.К. Сахарный диабет, М., 1987.