Параграф 102 инсулин

Автор текста Анисимова Е.С.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не учить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

См. сначала п.30-35, 37, 44-49, 66, 72, затем 103.
Сокращение: Ин – инсулин.

ПАРАГРАФ 102:
«Инсулин.»

Содержание параграфа:
102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.
102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.
102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИН.
102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.
102. 5. Влияние Ин на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.
102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.
102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.
Другие эффекты инсулина.

102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.

Инсулин (Ин) секретируется в кровь ;-клетками ПЖЖ,
циркулирует в крови в течение нескольких минут,
связывается со своими рецепторами на поверхности клеток,
захватывается клетками печени, в которой метаболизируется.

Молекула инсулина представляет собой два пептида,
связанных двумя дисульфидными связями;
один пептид состоит из 21 аминоацила и называется А-цепью,
а второй пептид состоит из 30-ти аминоацилов и называется В-цепью.

(В А-цепи есть внутренняя дисульфидная связь:
таким образом, всего в молекуле инсулина три S-S связи и 51 аминоацил).
Формально инсулин является пептидом, так как содержит менее 100 аминоацилов,
но по свойствам инсулин является образцовым белком.

Как и все белково-пептидные гормоны, инсулина образуется путем отщепления пептидов
от белка-предшественника (то есть путем ограниченного протеолиза).

Образование инсулина:

При образовании инсулина происходит отщепление двух пептидов –
первый отщепляемый пептид называется лидерным пептидом или сигнальным пептидом («сигналом»),
его отщепление происходит под действием сигнальной пептидазы
после проникновения синтезируемой ППЦ в полость ЭПС – п.83,
(функция сигнального пептида заключалась в том, чтобы ППЦ проникла в полость ЭПС).
Второй отщепляемый пептид называется С-пептидом и отщепляется позже, в везикулах.

Предшественник инсулина называется пре/про/инсулином.
Приставка пре- обозначает наличие лидерного пептида,
а приставка про- обозначает наличие С-пептида.

Таким образом, при отщеплении лидерного пептида от пре/про/инсулина образуется проинсулин,
а при отщеплении С-пептида от проинсулина образуется инсулин.
(Пре/про/инсулин – лидерный пептид = проинсулин,
проинсулин – С-пептид = инсулин).

Пре/про/инсулин, как и все белки, образуется из аминокислот в процессе трансляции мРНК.
Кроме отщепления пептидов, при образовании Ин происходит образование трех S-S связей.
Для секреции инсулина нужны ионы цинка.

Секреция инсулина происходит так же, как и секреция других белков:
везикулы с молекулами Ин подходят к внешней мембране,
мембрана везикул «сливается» с ЦПМ,
в результате чего содержимое везикулы (в данном случае молекулы инсулина) оказываются вне клетки.
Затем молекулы Ин поступают в кровь и с током крови доставляются к клеткам-мишеням.

102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.

Секреция Ин увеличивается при гипергликемии
и снижается при гипогликемии.

Потому что одна из задач инсулина – снижать [глюкозы] в крови
(то есть оказывать гипогликемическое действие).

Известно, что при гипер/гликемии увеличивается стабильность мРНК
пре/про/инсулина (это способствует образованию новых молекул Ин).

Освобождению инсулина способствует лептин (п.99) –
гормон, который вырабатывается клетками белой жировой ткани (адипоцитами).

Это важно, т.к. при дефиците лептина или его СТС возникают симптомы недостаточности инсулина.
Для помощи таким пациентам с недостаточностью лептина применяют генно-инженерный лептин.
На освобождение Ин влияют катехоламины (п.106):
через ;2-рецепторы катехоламины снижают освобождение инсулина,
а через ;2-рецепторы КА (адреналин) увеличивают освобождение инсулина.

102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ инсулина (п.98).

Как и все гормоны, Ин в первую очередь связывается со своими рецепторами.
Рецептор инсулина относится к ферментным рецепторам.

При связывании инсулина с рецептором происходит активация тирозин/киназы (ТК)
(ТК является частью того же белка, что и рецептор,
но ТК находится на внутренней стороне мембраны).
Активированная ТК фосфорилирует белки:
белок Ras и киназу, превращающую ФИФ2 в ФИФ3.

ФИФ3 и активированный Ras активируют каскады протеин/киназ.
Активация каскада ПК белком Ras приводит
к активации ряда транскрипционных факторов, способствующих:
1) синтезу белков,
2) росту клеток
3) и делению клеток (пролиферации).
Эти эффекты способствуют заживлению, обновлению клеток,
поэтому при нарушении этих эффектов инсулина (при СД) заживление замедляется.

Активация каскада ПК под действием ФИФ3 способствует поступлению глюкозы в клетки из крови
(это способствует снижению [глюкозы] в крови, то ест гипогликемии)
и использованию глюкозы в клетках
(гликолизу, синтезу гликогена (в печени и мышцах),
превращению излишка глюкозы в жир и т.д.).

ВЛИЯНИЕ инсулина на метаболизм.
(Эффекты инсулина).
Инсулин влияет не на все клетки.

Ткани, на которые инсулин не влияет, называются инсулин-нечувствительными;
к ним относятся нейроны, глаз, почки, эритроциты.

Ткани, на которые инсулин влияет, называются инсулин-чувствительными.
К инсулин-чувствительным тканям относятся:
мышечная, жировая, соединительная ткани, печень.

Инсулин влияет на обмен всех 4-х основных классов веществ. –

102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.

Инсулин обеспечивает выработку АТФ за счет поддержания активности ЦТК.
Выработка АТФ дает ощущение наличия сил и сами силы, работоспособность.

Инсулин поддерживает ЦТК за счет:
снабжения ЦТК субстратами первой реакции:
ацетилКоА и оксалоацетатом.

Концентрацию ацетилКоА инсулин поддерживает за счет активации ПДГ
(ПДГ – это фермент (Е-комплекс) реакции, в которой образуется ацетилКоА),

концентрацию оксалоацетата  инсулин поддерживает за счет торможения ГНГ
(это процесс, который мог бы использовать ОА,
если бы инсулин не снизил активность ГНГ).

Кроме этого, инсулин поддерживает активность ЦТК за счёт снижения концентрации НЭЖК,
которые могли бы снизить активность ЦТК.

102. 5. Влияние инсулина на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.

Главное, что нужно помнить – инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови,
то есть приводит к гипогликемии.
Из-за этого инсулин называется гипогликемическим гормоном.

Инсулин является единственным гипогликемическим гормоном,
и именно поэтому дефицит инсулина (или его действия)
приводит к повышению концентрации глюкозы в крови («сахар в крови»)
при недостаточности инсулина при сахарном диабете.

Гипогликемическое действие инсулина основано
1) на торможении инсулином процессов, в которых образуется глюкоза
(ГНГ и распада гликогена = гликогенолиза),

2) и на стимуляции процессов, в которых используется глюкоза
(гликолиза, аэробного окисления глюкозы, ПФП,
синтеза гликогена, превращения глюкозы в жиры).

Стимуляция гликолиза и окисления глюкозы приводит
не только к гипогликемии,
но и к образованию метаболитов ЦТК, а далее –
1) к выработке АТФ (это нужно для работоспособности деления клеток) и
2) некоторых аминокислот для синтеза белков.

Стимуляция ПФП повышает выработку и количество НАДФН и Р-5-Ф.

НАДФН нужен для:
1) для антиокислительной системы
(она замедляет старение,
препятствует атеросклерозу,
поддерживание прозрачность хрусталика )замедляет развитие его помутнения – катаракты),
защищает от разрушения лейкоциты и нейроны,
обеспечивает устойчивость эритроцитов к гемолизу и т.д.),
2) для процессов гидроксилирования (при синтезе стероидов и др.),
3) для синтеза жирных кислот, холестерина, ДНК (дезоксинуклеотидов).

Р-5-Ф нужен для синтеза РНК и ДНК –

это нужно для деления клеток и синтеза белков (мышечных).
Деление клеток нужно
при росте,
заживлении,
кроветворении,
обновлении клеток кожи и слизистой ЖКТ и т.д..
Синтез белка нужен для деления клеток, для увеличения мышечной массы, роста, для получения пищеварительных ферментов, белков плазмы крови, в т.ч. антител.

При СД из-за недостаточности влияния инсулина
снижена активность ПФП, что приводит к недостаточной выработке Р-5-Ф и НАДФН,
что приводит к снижению деления клеток, замедлению заживления, катаракте и т.д.

102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.

Главное: инсулин препятствует худобе и кетоацидозу.

Ин препятствует худобе за счет
1) стимуляции синтеза жира и жирных кислот и
2) за счет торможения распада жира (липолиза) и жирных кислот (;-окисления).

Ин препятствует кетоацидозу
(то есть снижению рН при накоплении кетоновых тел) за счет
1) снижения синтеза кетоновых тел (кетогенеза) и
2) за счет снижения липолиза и ;-окисления,
т.к. именно липолиз и бета-окисление являются главными источниками ацетилКоА для синтеза кетоновых тел.

При недостаточности инсулина при сахарном диабете
концентрация кетоновых тел повышается,
что создает угрозу для жизни (риск кетоацидотическй комы)
и требует срочного введения инсулина для снижения кетогенеза и снижения концентрации кетоновых тел.

Влияние Ин на синтез холестерина и развитие атеросклероза.

Инсулин снижает риск развития атеросклероза,
поэтому при СД атеросклероз развивается быстро и является самым проблем из отдаленных осложнений СД (т.к. чаще других осложнений приводит к смерти).

Инсулин замедляет развитие атеросклероза за счет снижения уровня атерогенных ЛПНП
за счет ускорения их поступления из крови в клетки
за счет увеличения количества рецепторов к липопротеинам.
А также за счет снижения перекисного окисления липопротеинов
за счёт увеличения инсулином активности ПФП, образования НАДФН, работы антиокислительной системы.

При дефиците инсулина при сахарном диабете все наоборот – скорость развития атеросклероза повышается
за счёт повышения концентрации атерогенных липопротеинов
из-за снижения скорости поступления липопротеинов из крови в клетки
из-за снижения количества рецепторов к липопротеинам
и из-за снижения работы антиокислительной системы.

Синтез холестерина инсулин увеличивает,
но за счет ускорения захвата липопротеинов клетками инсулин не приводит к повышению уровня холестерина и атерогенных ЛПНП в крови.

102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.

Ин стимулирует синтез белка и подавляет катаболизм белков.
Следствием этого является снижение [аммиака], что позволяет обойтись без активного синтеза мочевины.
Снижение синтеза мочевины приводит к снижению остаточного азота.
Синтезу белка способствуют такие эффекты Ин, как
1) увеличение транспорта аминокислот в клетку,
2) секреция желудочного сока (в желудке перевариваются в основном белки, что способствует образованию АК),
3) поддержка ЦТК, т.к. это дает аминокислоты (мономеры для синтеза белка)
и АТФ для синтеза белка,
4) стимуляция ПФП (он дает Р-5-Ф для синтеза РНК перед синтезом белка).
О значении синтез белка сказано выше.

Другие эффекты Ин.
Инсулин увеличивает:
1) транспорт нуклеозидов в клетку,
2) синтез РНК (транскрипцию сотен генов) для синтеза белков,
3) пролиферацию,
4) задерживает ионы калия в клетке (К+ способствует таким эффектам Ин, как усвоение Г и синтез белков).