Регуляторы секреции инсулина

Секреция инсулина

Количество инсулина, секретируемого на фоне относительного голодания (например, утром до завтрака) составляет около 1Ед/час; оно возрастает в 5-10 раз после приема пищи. В среднем в течение дня взрослый здоровый мужчина секретирует 40Ед инсулина.

Содержимое секреторных гранул β-клеток поступает в кровь в результате экзоцитоза, наступающего в результате увеличения содержания внутриклеточного Са²⁺. Именно внутриклеточный Са²⁺ (точнее ­ [Са²⁺]) является непосредственным и главным сигналом к секреции инсулина. Способствуют экзоцитозу также активированные ↑[цАМФ] протеинкиназа А и активированная ­ [диацилглицерол] протеинкиназа С, фосфорилируя некоторые белки, принимающие участие в экзоцитозе.

· Регуляторы секреции инсулина

◊ СТИМУЛИРУЮТ ­ [глюкозы, К⁺], некоторые АК, АЦХ, глюкагон и некоторые другие гормоны, прием пищи, а также производные сульфонилмочевины.

¨ Глюкоза – главный стимулятор секреции инсулина

1. При ­ [глюкозы] в плазме крови молекулы этого сахара, а также молекулы галактозы, маннозы b-кетокислоты входят в β-клетки путем облегченной диффузии через трансмембранный переносчик глюкозы GLUT2.

2. Вошедшие в клетку молекулы сахара подвергаются гликолизу, в результате чего в цитоплазме возрастает содержание АТФ.

3. Увеличенное содержание внутриклеточного АТФ закрывает чувствительные к АТФ и к [К⁺] калиевые каналы плазматической мембраны, что неизбежно приводит к её деполяризации.

4. Деполяризация плазматической мембраны β-клеток открывает потенциалчувствительные кальциевые каналы плазматической мембраны, в результате в клетку из межклеточного пространства входят ионы Са²⁺.

5. ­ [Са²⁺] в цитозоле стимулирует экзоцитоз секреторных гранул, инсулин этих гранул оказывается вне β-клеток.

¨ Гиперкалиемия. ­ [К⁺] во внутренней среде организма блокирует чувствительные к [К⁺] калиевые каналы плазматической мембраны, что приводит к её деполяризации. Дальнейшие события разворачиваются так, как описано в пп. 4-5.

¨ Аминокислоты поступают в β-клетки при помощи трансмембранного переносчика АК и метаболизируют в митохондриальном цикле трикарбоновых кислот. В результате в клетке возрастает содержание АТФ. Дальнейшие события разворачиваются так, как описано в пп. 3, 4-5.

¨ Производные сульфанилмочевины блокируют К⁺ каналы в плазмолемме β-клеток, взаимодействуя с рецептором сульфанилмочевины в составе К⁺ и АТФ-чувствительных К⁺ каналов плазматической мембраны, что приводит к её деполяризации. Дальнейшие события разворачиваются так, как описано в пп. 4-5.

¨ Ацетилхолин, секретируемый из окончаний нервных волокон правого блуждающего нерва, взаимодействует с М-ХР плазматической мембраны, связанными с G-белком. G-белок активирует фосфолипазу С, что приводит к отщеплению от фосфоинозитолбифосфата фосфолипидов клеточной мембраны двух вторых посредников – цитозольного ИТФ и мембранного диацилглицерола.

Å ИТФ, связываясь с его рецепторами, стимулирует выброс Са²⁺ из цистерн гладкой эндоплазматической сети, что приводит к экзоцитозу секреторных гранул с инсулином.

Å Диацилглицерол активирует протеинкиназу С, что приводит к фосфорилированию некоторых белков, принимающих участие в экзоцитозе, в результате происходит секреция инсулина.

¨ ХЦК взаимодействует с его рецепторами (связанные с G-белком рецепторы). G-белок активирует фосфолипазу С. Дальнейшие события разворачиваются так, как описано для АХ.

¨ Гастрин связывается с рецептором ХЦК типа В. Дальнейшие события разворачиваются так, как описано для ХЦК и АХ.

¨ Гастрин-рилизинг гормон также стимулирует секрецию инсулина.

¨ Глюкагоноподобный пептид 1 (см. ниже) – самый мощный стимулятор секреции инсулина.

◊ ИНГИБИТОРЫ СЕКРЕЦИИ ИНСУЛИНА

¨ Адреналин и норадреналин (через α₂-АР и ↓ содержания цАМФ) подавляют секрецию инсулина. Через β-АР (происходит ­ содержания цАМФ) эти агонисты стимулируют секрецию инсулина, но в островках Лангерханса преобладают α-АР, в результате наблюдается угнетение секреции инсулина.

Å Физическая нагрузка сопровождается активация СНС и поглощением глюкозы (как источника энергии) скелетными мышцами, что при одновременном гипогликемическом эффекте инсулина может привести к выраженной гипогликемии (что, в первую очередь, сказывается на функциях мозга). В этом контексте подавляющий секрецию инсулина эффект адреналина и норадреналина представляется весьма уместным.

Å Стресс. Подавляющая секрецию инсулина роль адреналина особенно велика во время развития стресса, когда возбуждена CНС. Адреналин одновременно повышает концентрацию глюкозы и жирных кислот в плазме крови. Смысл этого двойного эффекта следующий: адреналин вызывает мощный гликогенолиз в печени, вызывая в течение нескольких минут выделение значительного количества глюкозы в кровь, и в это же время оказывает прямое липолитическое действие на клетки жировой ткани, повышая в крови концентрацию жирных кислот. Следовательно, адреналин создает условия для использования жирных кислот в усовиях стресса.

¨ Соматостатин и нейропептид галанин, связываясь со своими рецепторами, приводят к уменьшению внутриклеточного содержания цАМФ и подавляют секрецию инсулина.

◊ ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ имеет исключительное значение как для секреции инсулина и содержания глюкозы в плазме крови, так и для состояния зависимого от инсулина обмена белков, жиров и углеводов в органах-мишенях инсулина.

МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА

ИНСУЛИН И С-пептид в крови циркулируют в свободной форме от 3 до 5 минут. Более половины инсулина расщепляется в печени сразу же по поступлении в этот орган по портальным венам. С-пептид не разрушается в печени, а выделяется через почки. По этим причинам достоверным лабораторным показателем секреции инсулина является не сам гормон, а именно С-пептид.

Дата добавления: 2014-01-07