Биосинтез инсулина
Биосинтез инсулина осуществляется бета-клетками в несколько этапов. На первом образуется препроинсулин, белок с относительной молекулярной массой 14500. Его образование происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Проходя через его мембрану, белок расщепляется под влиянием микросомных протеаз до проинсулина и накапливается в пластинчатом комплексе.
Молекула проинсулина имеет спиральное строение, 2 цепи (А и В) составляют единую последовательность и соединены С-пептидом, состоящим из 26—31 аминокислотного остатка у животных разных видов. С-пептид человека состоит из 23 аминокислотных остатков. Он не обладает биологическим свойством инсулина, но иммунологически активен. Выделение проинсулина из пластинчатого комплекса сопровождается его расщеплением на инсулин и С-пептид.
В пластинчатом комплексе происходят «упаковка» проинсулина в микропузырьки (гранулы), его хранение и секреция по мере необходимости. В гранулах осуществляется дальнейшее расщепление проинсулина на инсулин и С-пептид в эквивалентных количествах. В гранулах инсулин образует комплекс с цинком и накапливается в центре, приобретая высокую электронную плотность. С-пептид накапливается на периферии и такой электронной плотностью не обладает.
Секреция инсулина и С-пептида происходит путем постепенного продвижения гранул к мембране клетки по специальным микротрубочкам, составленным из белков типа тубулина. У мембраны клетки секреторные гранулы окружаются сетью микронитей из сократительного белка актина, который в присутствии ионов кальция сокращается. Секреторные гранулы при помощи этого сокращения продвигаются к мембране, сливаются с ней (эмиоцитоз) и выделяют инсулин и С-пептид в кровь. Нарушения биосинтеза инсулина и его секреции возможны на любом из перечисленных этапов.
Являясь гормоном немедленного действия, инсулин быстро синтезируется и секретируется. Весь процесс синтеза занимает около 1 ч. Общее количество накопленного в островках поджелудочной железы инсулина составляет приблизительно 200 ЕД. Скорость синтеза у взрослого человека 40 ЕД/сут.
Инсулин — белковый гормон, состоит из двух полипептидных цепей (А и В), соединенных между собой дисульфидными мостиками. Дисульфидный мостик имеется также между 6-м и 11-м аминокислотным остатком цепи А. Инсулин обладает видовой специфичностью, что определяется его химической структурой, различиями в последовательности аминокислотных остатков в молекуле. От этого зависит иммуногенность инсулина. Наиболее близок по химической структуре к инсулину человека инсулин свиньи.
Содержание инсулина в плазме крови у здорового человека натощак 10—20 мкЕД/мл (0,4—0,8 нг/мл), С-пептида 0,9—3,5 нг/мл. Содержание С-пептида имеет значение в оценке резервов функции инсулярного аппарата, для дифференциальной диагностики ИЗСД и ИНСД, а также при гиперинсулинемии неясного происхождения (при введении препаратов инсулина уровень С-пептида снижается).
Инсулин и С-пептид вьщеляются в систему воротной вены и поступают в печень. Она задерживает около 50— 60% инсулина, который активно включается в процессы регуляции обмена веществ.
Скорость секреции инсулина зависит от многих причин, прежде всего от функционального состояния инсулярного аппарата, содержания глюкозы в крови и др. Скорость секреции, необходимая для нормального содержания глюкозы в крови, колеблется от 0,25 ЕД/ч до 1,5 ЕД/ч.
«Сахарный диабет», А.Г. Мазовецкий
Последствия инсулиновой недостаточности проявляются прежде всего нарушениями обмена веществ, из которых нарушения углеводного обмена наиболее выражены. Инсулиновая недостаточность прямо соответствует тяжести обменных нарушений: от нарушений толерантности к глюкозе до кетоацидоза, обусловленного острым недостатком инсулина. При нарушенной толерантности печень не способна полностью ассимилировать поступающую в организм глюкозу. Процессы гликолиза, гликогеносинтеза замедлены, вследствие этого уровень глюкозы в…
На основании современных представлений об этиологии и патогенезе сахарного диабета, а также эпидемиологических исследований. Научная группа ВОЗ по сахарному диабету предложила следующую классификацию сахарного диабета и смежных категорий нарушения толерантности к глюкозе. Клинические классы: сахарный диабет (СД); инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД); инсулиннеэависимый сахарный диабет (ИНСД): у лиц с нормальной массой тела; у лиц с ожирением;…
Сахарный диабет и нарушенная толерантность к глюкозе могут возникать при эндокринных заболеваниях с избыточной продукцией и секрецией гормонов — антагонистов инсулина: при акромегалии (избыточная продукция соматотропного гормона); болезни Иценко — Кушинга (избыточная секреция глюкокортикоидов); феохромоцитоме (избыточная секреция катехоламинов); глюкагономе (избыточная секреция глюкагона, прямого антагониста инсулина); заболеваниях щитовидной железы (избыточная секреция тироксина). Из лекарственных препаратов, способствующих…
Сахарный диабет гетерогенен по природе, он определяется различными этиологическими и патогенетическими механизмами. В этиологии сахарного диабета участвуют внутренние (генетические, иммунные) и внешние (вирусные инфекции, интоксикации) факторы, сочетание и взаимодействие которых приводит к развитию сахарного диабета. Они проявляют свое действие в определенных условиях, которые остаются недостаточно ясными, несмотря на интенсивные исследования, проводимые в последние десятилетия. Этиологию…
Необходимо подчеркнуть, что вирусная инфекция проявляет свое действие у лиц с наследственной предрасположенностью к ИЗСД. В связи с этим генетические факторы сохраняют принципиальное значение в этиологии сахарного диабета. Хорошо известно, что сахарный диабет в несколько раз чаще встречается у родственников больных сахарным диабетом, чем в общей популяции. Это подтверждается исследованиями близнецов, один из которых болен…
