инсулин


Федеральное государственное бюджетное Образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина»
Кафедра органической и биологической химии
Реферат на тему: «инсулин»
Выполнил: студент 1 группы 4 курса ВБФ Сидор Евгения Александровна
Научный руководитель: доцент кафедры, к.б.н. Зарудная Е.Н.,
Проверила: доцент кафедры, к.б.н. Зарудная Е.Н.,
Москва, 2013
Содержание
Исторические сведения об открытии…………………………………………..3
Химическая природа……………………………………………………….……4
Биосинтез, хранение, секреция………………..…………………………...…...5
Молекулярный механизм действия…………………………………………...11
Биохимические функции………………………………………………………21
Гормональный биоритм………………………………………………………..23
Сахарный диабет……………………………………………………………….24
Лечение эндокринного расстройства…………………………………………29
Список используемой литературы……………………………………………31
Исторические сведения об открытии
В 1869 г. ученый Пауль Лангерганс открыл группы клеток в поджелудочной железе, которые впоследствии были названы в его честь «островками Лангерганса». Из клеток этих островков в последующем был выделен гормон инсулин. В 1889 г. исследования ученых Оскара Минковски и Вон Меркинга, проведенные на собаках, показали, что при удалении поджелудочной железы у животных развивается сахарный диабет. Но при введении этим же собакам экстракта из поджелудочной железы симптомы сахарного диабета исчезали и уровень сахара в крови снижался. Многие ученые из разных стран мира и ведущих университетов брались за работу, чтобы выделить секрет островков Лангерганса и найти средство для лечения сахарного диабета, но удалось это ученым из Университета в Торонто (Канада). За дело взялся хирург Фредерик Бантинг, который убедил профессора университета Торонто Дж. Маклеода выделить лабораторию. Ему в помощь был назначен молодой ассистент – аспирант Чарльз Бест. Они последовательно изучали экстракт поджелудочной железы в поисках вещества, которое отвечает за усвоение сахара в организме. И летом 1921 г. их изыскания увенчались успехом. Вещество, первоначально названное «айлетином», впоследствии получило другое имя – инсулин. Возникло оно от наименования панкреатических островков (лат. Insula – островок). Первым, получившим инъекцию инсулина, стал 14–летний пациент клиники в Торонто Леонард Томпсон. Оказалось, что препарат недостаточно очищен, и, несмотря на снижение сахара, инъекции прекратили из–за аллергии. 23 января 1922 г., через 12 дней, в течение которых биохимик Колин упорно работал над улучшением экстракта, инсулин вновь был введен тому же пациенту. На этот раз не было побочных эффектов, болезнь перестала прогрессировать, умирающий мальчик пошел на поправку. Следующим пациентом стал близкий друг Бантинга – врач Джо Джиль–Криста. Его спасение стало окончательным подтверждением факта, что человечество наконец–то получило лекарство от сахарного диабета. За это открытие Фредерик Бантинг и профессор Маклеод в том же году получили Нобелевскую премию. Инсулин был первым белком, первичная структура которого была раскрыта в 1954 г. Ф. Сэнджером[3 С 56; 6; 8 С 6,7].
Химическая природа
По химической природе гормоны делятся на следующие группы: белково-пептидные, производные аминокислот и стероидные гормоны. Пептидные и белковые гормоны обычно действуют на внутриклеточные процессы через специфические рецепторы, расположенные на поверхностной мембране клеток-мишеней. Гормоны, имеющие белковую или полипептидную природу, называют тропинами, так как они оказывают направленное стимулирующее действие на процессы роста и обмена веществ организма и на функцию периферических эндокринных желез.
Молекула инсулина, содержащая 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей, соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. В настоящее время принято обозначать цепью А инсулина 21-членный пептид и цепью В – пептид, содержащий 30 остатков аминокислот. Обе цепи связаны двумя дисульфидными мостиками через остатки цистеина в положениях В7 и А7, В19 и А20. Молекула инсулина содержит также внутримолекулярный дисульфидный мостик, соединяющий шестой и одиннадцатый остатки в А-цепи.

Рис. 1 Схема строения инсулина
Инсулин обнаружен у всех позвоночных. У крупных млекопитающих молекулы инсулина отличаются по аминокислотному составу только в положениях 8, 9 и 10 цепи А и в положении 30 цепи В. Так, наиболее близким по своей структуре к инсулину человека является инсулин свиньи, у которого в цепи В вместо треонина в положении 30 содержится аланин[1 С 500; 2; 3 С 268; 4; 8 С 25; 9 С 208].
В обеих цепях во многих положениях встречаются замены, не оказывающие влияния на биологическую активность гормона. Наиболее часто эти замены обнаруживаются в положениях 8, 9 и 10 цепи А.В то же время в положениях дисульфидных связей, остатков гидрофобных аминокислот в С-концевых участках В-цепи и С- и N-концевых остатков А-цепи замены встречаются очень редко, что свидетельствует о важности этих участков для проявления биологической активности инсулина. Использование химических модификаций и замен аминокислот в этих участках позволили установить структуру активного центра инсулина, в формировании которого принимают участие остатки фенилаланина В-цепи в положениях 24 и 25 и N- и С-концевые остатки цепи А.
Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизируется ионами цинка, который связывается остатками гистидина в положении 10 В-цепи всех 6 субъединиц. Аморфные препараты инсулина, освобожденного от Zn2+, сохраняют биологическую активность. Гормон обладает кислыми свойствами (рI 5,35), ограниченно растворим в воде, легко - в разбавленных кислотах и щелочах, а также в водно-спиртовых растворах. Стоек в кислых средах и устойчив к денатурирующему действию многих органических растворителей. Дает характерные для белков цветные реакции (биуретовую, нингидринную, ксантопротеиновую и др.). Восстановители и окислители, расщепляющие дисульфидные связи, инактивируют инсулин. В организме инсулин гидролизуется протеолитическими ферментами (трипсином, химотрипсином, пепсином), тканевыми протеазами и пептидазами, а также ферментом печени инсулиназой[1; 2; 4; 8 С 25; 9 С 208].
Биосинтез, хранение, секреция
Синтез белковых гормонов, как и других белков, находится под генетическим контролем, и типичные клетки млекопитающих экспрессируют гены, которые кодируют от 5000 до 10 000 различных белков, а некоторые высокодифференцированные клетки – до 50 000 белков. Любой синтез белка начинается с транспозиции сегментов ДНК, затем транскрипции, посттранскрипционного процессинга, трансляции, посттрансляционного процессинга и модификации. Многие полипептидные гормоны синтезируются в форме больших предшественников-прогормонов (проинсулин, проглюкагон, проопиомеланокортин и др.). Конверсия прогормонов в гормоны осуществляется в аппарате Гольджи[1 С 500, 2, 3, 4].
Биосинтез инсулина млекопитающих кодируется одним геном (у некоторых видов - двумя), определяющим образование одноцепочечного крупного белка. Ген, контролирующий этот процесс, локализуется на коротком плече 11-й хромосомы. Предшественник инсулина проинсулин представлен одной полипептидной цепью, содержащей 86 аминокислотных остатка; он лишен биологической, т.е. гормональной, активности. Местом синтеза проинсулина считается фракция микросом β-клеток панкреатических островков. Превращение неактивного проинсулина в активный инсулин происходит при перемещении проинсулина от рибосом к секреторным гранулам путем частичного протеолиза (отщепление с С-конца полипептидной цепи пептида, содержащего 31 аминокислотных остатка и получившего наименование соединяющего пептида, или С-пептида). Установлено, что исходным предшественником инсулина является препроинсулин, содержащий, помимо проинсулина, его так называемую лидерную, или сигнальную, последовательность на N-конце, состоящую из 23 остатков аминокислот. Сигнальный пептид проникает в просвет эндоплазматического ретикулума и направляет поступление в просвет эндоплазматического ретикулума растущей полипептидной цепи. Сигнальный пептид отщепляется при образовании молекулы проинсулина специальной пептидазой.

Рис. 2 Конверсия препроинсулина в инсулин
Препроинсулин в микросомах очень быстро превращается в проинсулин, который из цистерн эндоплазматического ретикулума транспортируется в комплекс Гольджи. Период от начала до поступления его в комплекс Гольджи занимает около 20 мин. В комплексе Гольджи происходит конверсия в инсулин. Это энергозависимая реакция, для осуществления которой требуется 30-60 мин.
Конверсия проинсулина в инсулин протекает при участии двух видов протеолитических ферментов (специфические пептидазы): трипсиноподобного фермента и карбоксипептидазы В, которая необходима для отщепления С-терминального фрагмента, в результате чего образуется промежуточная форма проинсулина – интермедиат-1, в котором С-пептид отделен от терминальной группы А-цепи. Существует и другая форма проинсулина (интермедиат-II), где С-пептид отделен от С-конца В-цепи. Образование интермедиата-I происходит при отщеплении двух аминокислот (аргинин и лизин) от a-цепи, а интермедиата II – при отщеплении двух аминокислот (аргинин и аргинин) от В-цепи. У человека образование инсулина из проинсулина в основном происходит через формирование интермедиата-I. Указанные участки молекулы проинсулина (аргинин-лизин и аргинин-аргинин) обладают повышенной чувствительностью к действию протеаз, благодаря чему и осуществляется конверсия проинсулина в инсулин, при этом инсулин и С-пептид находятся в эквимолярных соотношениях.
В секреторных гранулах содержатся проинсулин, интермедиатные формы I и II, инсулин, С-пептид и ионы цинка, причем по мере созревания гранул уменьшается количество проинсулина и увеличивается количество инсулина, при взаимодействии которого с ионами цинка образуются кристаллы. Последние локализуются в центре гранулы и обусловливают повышенную электронную плотность при морфологических исследованиях поджелудочной железы. С-пептид располагается по периферии гранулы. Установлено, что большая часть цинка, содержащегося в островках поджелудочной железы, находится в гранулах и высвобождается в процессе секреции инсулина. В содержимом “созревшей” секреторной гранулы инсулин и С-пептид содержатся в количестве до 94%; проинсулин, интермедиаты I и II, а также ионы цинка - около 6%[1 С 500, 501; 2; 8 С 26, 27].
Секреция инсулина осуществляется путем эмиоцитоза: миграция гранул к мембране b-клеток, слияние гранул с клеточной мембраной, растворение мембраны в месте контакта и, наконец, эмиоцитотическая экструзия гранулы – прорыв содержимого гранулы наружу. Этот процесс транспорта гранул к клеточной мембране осуществляется микротубулярно-ворсинчатой системой. Микротубулы образуются путем полимеризации белковых (тубулиновых) субъединиц, и во многих типах клеток полимеризующиеся канальцы находятся в динамическом равновесии с пулом их субъединиц. цАМФ и ионы кальция, влияющие на секрецию инсулина, изменяют равновесие между субъединицами и микротубулами (микроканальцами) в сторону полимеризации микроканальцев. Не исключено, что это влияние цАМФ на микроканальцевую систему опосредуется через фосфорилирование микроканальцевых белков. Микроканальцы способны сокращаться и расслабляться, перемещая гранулы по направлению к плазматической мембране. Микроворсинки (микрофиламенты), являющиеся составной частью микротубулярно-ворсинчатой системы, расположены по периферии клетки, тесно прилегая к плазматической мембране. При приближении гранулы, содержащей инсулин, к мембране микроворсинки как бы обволакивают ее и подводят к мембране клетки, осуществляя процессы их слияния и растворения мембраны в точке соприкосновения, способствуя тем самым процессу экструзии – опорожнению гранулы, излиянию ее содержимого наружу. Вследствие изменения физических свойств среды происходит отщепление цинка и кристаллический инсулин становится растворимым. Находящиеся в секреторной грануле 3 белка (инсулин, С-пептид и проинсулин) различаются биологической активностью и длительностью существования. Так, период полураспада инсулина составляет 3-10 мин, С-пептида – около 30 мин, проинсулина – около 20-23 мин. Если принять биологическую активность за 100%, то проинсулин обладает 10% активности, интермедиат-I – около 25%, а С-пептид таковой не обладает. В случае нарушения конверсии проинсулина в инсулин (недостаточность соответствующих протеаз) в циркуляцию будет поступать большое количество проинсулина, что может сопровождаться нарушением углеводного обмена различной степени выраженности, вплоть до явного диабета[1 С 501; 2 ].
Синтез и секреция инсулина не являются строго сопряжёнными процессами. Синтез гормона стимулируется глюкозой, а секреция его является Са2+-зависимым процессом и при дефиците Са2+ снижается даже в условиях высокой концентрации глюкозы, которая стимулирует синтез инсулина[1 С 501, 2; 5].
Механизм высвобождения инсулина является многокомпонентной системой, в которой основная роль принадлежит цАМФ и ионам кальция. Активирование процессов высвобождения инсулина сопровождается повышением концентрации внутриклеточного кальция. Под влиянием глюкозы увеличивается перемещение кальция из внеклеточной жидкости внутрь клетки. Изменяются скорость его связывания с кальмодулином и диссоциация комплекса кальций – кальмодулин.
Несмотря на то, что инсулин продуцируется теми же механизмами синтеза пептидов, как и в других клетках, В-клетки считаются уникальными, поскольку синтез и секреция инсулина стимулируется повышением уровня глюкозы в крови. Однако, оказалось, что обеспечение секреции В-клеткой зависит от инсулина в той же мере, как и любые другие клетки организма. В-клетки поджелудочной железы имеют на своей клеточной мембране рецепторы к инсулину. Секретированный инсулин взаимодействует с рецепторами на поверхности, возможно, его же секретировавшей В-клетки. Взаимодействие с В-клеткой стимулирует её основную функцию – синтез инсулина. Следовательно, регуляция секреции инсулина не является уникальным, а подчиняется общим биологическим законам регуляции функции любой клетки. Глюкоза и другие подвергающиеся метаболизму питательные вещества (включая некоторые аминокислоты и жирные кислоты) транспортируются инсулином в b -клетки островков Лангерганса, где в процессе их метаболизма образуется АТФ. Эти энергетические изменения сопровождаются закрытием АТФ-зависимых К+-каналов, в результате чего К+ накапливается внутри клетки, вызывая деполяризацию мембраныи открытие вольтажзависимых Са-каналов, по которымСа2+ в избытке поступает в цитоплазму. В состоянии покоя мембранный потенциал на внутренней поверхности мембраны В-клетки равен –50 -70 мВ. Именно увеличение содержания Са2+ в цитозоле В-клетки и приводит к экзоцитозу (выбросу) из клетки инсулина. Калий и кальций являются важными регуляторами секреции инсулина В-клеткой. Под воздействием избытка кальция происходит открытие калиевых каналов, что приводит к выходу калия из клетки и реполяризации мембраны, в результате чего секреция инсулина прекращается.
В мембранах b -клеток существуют 2 типа калиевых каналов (АТФ-чувствительные и Са-чувствительные), оба из которых участвуют в секреции инсулина. Образовавшийся АТФ вызывает закрытие АТФ-чувствительных калиевых каналов. Это предотвращает выход К+ из клетки, что является результатом накопления в ней положительных зарядов и, соответственно, деполяризации мембраны. По достижении порога (снижение потенциала на 15 мВ) открываются потенциал-чувствительные Са каналы, обеспечивая поток ионов Са2+ в клетки. Са-чувствительные калиевые каналы открываются по мере того, как Са2+ поступает в клетку, благодаря чему К+ выходит из нее, восстанавливая мембранный потенциал.
Считается, что ионы Са2+ обеспечивают секрецию инсулина из секреторных гранул несколькими путями:
1) Положительно заряженные ионы Са2+ облегчают экзоцитоз (инсулин секретируется из клеток именно таким путем), уменьшая электростатическое отталкивание между отрицαтельно заряженными поверхностями плазматической мембраны и мембран секреторных гранул.
2) Са2+ облегчает передвижение гранул внутри клеток, т. к. влияет на функцию сократительных белков, содержащих актин и тубулин (микротрубочек и микрофиламентов).
3) Са2+ связывается с кальмодулином; это активирует фермент аденилатциклазу, катализирующую превращение АТФ в цАМФ. Этот вторичный посредник также образуется в результате прямой активации АЦ гормонами желудочно-кишечного тракта. Циклический АМФ потенциирует секрецию инсулина путем увеличения чувствительности b -клеток к стимулирующему действию кальция.
О клеточных процессах, лежащих в основе увеличения чувствительности b -клеток к Са2+, известно мало. Предполагается, что активируются ферменты (такие как протеинкиназы), влияющие на функционирование микротрубочек и микрофиламентов. Чувствительность b -клеток к Са2+ увеличивается и другими вторичными мессенджерами (инозитолтрифосфатом и диацилглицеролом) предположительно таким же путем. Эти вторичные посредники образуются при взаимодействии нейромедиаторов энтероинсулярной оси (ацетилхолин, холецистокинин) с фосфолипазой С, встроенной в плазматическую мембрану. [1; 2 ]
Глюкоза, поступающая в кровь из желудочно-кишечного тракта, способствует более значительному высвобождению инсулина из β-клеток поджелудочной железы и, естественно, более высокому уровню инсулина в сыворотке крови по сравнению с тем же количеством глюкозы, но введенной внутривенно. Такая разница в высвобождении инсулина в ответ на одинаковое количество глюкозы объясняется тем, что поступившая в желудочно-кишечный тракт глюкоза стимулирует секрецию инсулина не только через повышение ее уровня в крови, но и посредством активизации механизма, включающего секрецию ряда гормонов желудочно-кишечного тракта: гастрина, секретина, панкреозимина, глюкагона, желудочного ингибиторного полипептида, глюкозозависимого инсулинотропного пептида. Белки и аминокислоты также стимулируют высвобождение инсулина. Из аминокислот наиболее выраженное влияние на секрецию инсулина оказывают аргинин и лизин. В контроле секреции инсулина важное место отводится и другим факторам – влиянию симпатической и парасимпатической нервной системы, СТГ, гормонов коры надпочечников, плацентарного лактогена, эстрогенов и др. Адреналин через α2-рецепторы тормозит секрецию инсулина даже на фоне стимуляции глюкозой[1 С 501; 3 С 269; 8 С 28; 9 С 210].
Секреция инсулина в ответ на стимуляцию глюкозой представляет собой двухфазную реакцию, состоящую из стадии быстрого, раннего высвобождения инсулина, называемую первой фазой секреции (продолжительность ее 1-3 мин), и второй фазы (продолжительность ее до 25-30 мин). Первая, ранняя фаза длится около 10 минут, характеризуется пиковым выбросом около 5-7% внутриостровкового содержания инсулина, связана с пулом немедленного реагирования. Его обеспечивают гранулы, прилегающие к мембране β-клетки. Во вторую фазу секреция инсулина происходит постепенно, составляет 93-95% запасов инсулина. Для его выделения необходима АТФ-зависимая мобилизация инсулинсодержащих гранул, перемещающихся постепенно в первый пул с последующим экзоцитозом. В норме в результате первой фазы высвобождается 50-100 секреторных гранул инсулина, а в результате второй фазы β-клетка высвобождает около 40 гранул в минуту. На пике ранней инсулиновой секреции β-клетка высвобождает гранулы с интервалом в 3 секунды, в медленную фазу секреции этот период удлиняется до 10 секунд. Таким образом первая фаза секреции способствует быстрому насыщению клетки субстратами. Ранний пик секреции инсулина играет огромную роль в обеспечении нормального метаболизма глюкозы, хотя составляет всего 10% от всего секретируемого за сутки инсулина. Это способствует быстрому поступлению веществ в клетки. Концентрация инсулина в крови 10-10 - 10-9 М.
Поджелудочная железа человека без диабета постоянно подает небольшими дозами инсулин в кровь, которая транспортирует его к печени, а также к мышечным и жировым клеткам. Фенотипическим признаком функции является колебательный тип секреции В-клеток. У здоровых лиц он наблюдается только натощак и полностью прекращается уже при повышении концентрации глюкозы до 6 ммоль/л. Базальная секреция инсулина у человека колеблется с периодичностью от 8 до 14 минут, с амплитудой колебаний 1,6 mед/мл, при средних значениях 4,6 mед/мл. Пульсовая секреция четко коррелирует с колебаниями уровней С-пептида, глюкагона и секретина. У больных ИНСД и их родственников 1 степени родства, а также у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе были зафиксированы нарушения ранней фазы и пульсирующего характера секреции. Это нарушение секреции инсулина принято считать метаболическим маркером развития заболевания. Исчезновение раннего пика может быть зафиксировано в доклиническом периоде у лиц из группы высокого риска. Люди с ожирением возвращаются к колебательному типу секреции инсулина после потери массы тела.
Инсулин водорастворим и не имеет белка-переносчика в плазме крови[1; 8 С 28].
Молекулярный механизм действия
Гормоны, в широком смысле слова, являются биологически активными веществами и носителями специфической информации, с помощью которой осуществляется связь между различными клетками и тканями, что необходимо для регуляции многочисленных функций организма. Информация, содержащаяся в гормонах, достигает своего адресата благодаря наличию рецепторов, которые переводят ее в пострецепторное действие (влияние), сопровождающееся определенным биологическим эффектом. В настоящее время различают следующие варианты действия гормонов:
1) гормональное, или гемокринное, т.е. действие на значительном удалении от места образования;
2) изокринное, или местное, когда химическое вещество, синтезированное в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой, и высвобождение этого вещества осуществляется в межтканевую жидкость и кровь;
3) нейрокринное, или нейроэндокринное (синаптическое и несинаптическое), действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейротрансмиттера или нейромодулятора, т.е. вещества, изменяющего (обычно усиливающего) действие нейротрансмиттерɑ;
4) паракринное — разновидность изокринного действия, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости;
5) юкстакринное – разновидность паракринного действия, когда гормон не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передается через плазматическую мембрану рядом расположенной другой клетки;
6) аутокринное действие, когда высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность;
7) солинокринное действие, когда гормон из одной клетки поступает в просвет протока и достигает таким образом другой клетки, оказывая на нее специфическое воздействие (например, некоторые желудочно-кишечные гормоны)[1 С 499; 2; 3 С 248].
Гормоны осуществляют свое биологическое действие, комплексируясь с рецепторами – информационными молекулами, трансформирующими гормональный сигнал в гормональное действие. Большинство гормонов взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматических мембранах клеток, а другие гормоны – с рецепторами, локализованными внутриклеточно, т.е. с цитоплазматическими и ядерными. Белковые гормоны, факторы роста, нейротрансмиттеры, катехоламины и простагландины относятся к группе гормонов, для которых рецепторы расположены на плазматических мембранах клеток. Взаимодействие гормона с рецептором, имеющим один трансмембранный фрагмент, приводит к активированию ферментов (тирозинкиназы, фосфаттирозинфосфатазы и др.), осуществляющих фосфорилирование тирозиновых остатков на белковых молекулах. Практически во всех тканях организма инсулин влияет на обмен углеводов, жиров, белков и электролитов, увеличивая транспорт глюкозы, белка и других веществ через мембрану клетки. Своё биологическое действие на уровне клетки инсулин осуществляет через соответствующий рецептор. Рецептор к инсулину представляет собой тетрамерную белковую структуру, являющуюся составной частью мембраны клетки. В многочисленных исследованиях установлено, что рецептор включает две субъединицы, каждая из которых также состоит из двух частей. 2 α- и 2 ß –субъединицы связаны дисульфидными связями и нековалентными взаимодействиями. Полипептидная цепь α-субъединицы состоит из 719 аминокислотных остатков, а ее молекулярная масса– 135000 D. ß -Субъединица включает 620 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу 95000 D. α- и ß-субъединицы – гликопротеины с углеводной частью на наружной стороне мембраны. Α -субъединицы находятся вне мембраны на ее поверхности. Центр связывания инсулина образован N-концевыми доменами α-субъединиц. Несмотря
на димерную структуру рецептора, только одна молекула лиганда может осуществить все контакты, необходимые для высокоаффинного связывания. B-субъединица обладает тирозинкиназной активностью, которая повышается под влиянием инсулина после его связывания с α-субъединицей. Несколько участков β-субъединицы аутофосфорилируются по остаткам тирозина: Тир960, Тир953 и Тир972— в трансмембранном участке; Тир1146, Тир1150 и Тир1151— в регуляторном участке; Тир1316 и Тир1322— в СООН-концевом участке. Стимулированное инсулином аутофосфорилирование β-субъединицы по остаткам тирозина приводит к фосфорилированию других внутриклеточных белков - субстратов инсулинового рецептора (IRS). Известно несколько таких субстратов: IRS1, IRS2, IRS3 и IRS4. Grb-1 и Shc также относятся к семейству субстратов инсулинового рецептора, но отличаются от IRS аминокислотной последовательностью. Grb-1 содержит несколько сайтов фосфорилирования, a Shc - только один. Главную роль в формировании ответной реакции клетки на инсулиновый сигнал играет IRS-1. IRS-1 - фосфопротеин, состоящий из более чем 1200 аминокислотных остатков, часть остатков тирозина фосфорилирована. При стимуляции инсулином степень фосфорилирования IRS-1 увеличивается и придаёт ему способность соединяться с другими цитозольными белками. Фосфорилированные остатки тирозина в этих белках нековалентно связываются с доменами SH2 адапторных белков(таких как фосфатидилинозитол-3-киназы, Grb2 и фосфотирозин фосфатазы). Инициируется каскад реакций, который в конечном счете активирует транскрипцию ядерных факторов, транспорт глюкозы и белков и синтез гликогена[1; 2; 3 С 250, 270; 8 С 28; 11 С 432; ].
Рецептор выполняет три основные функции: 1) с высокой специфичностью распознает в молекуле места связывания инсулина и осуществляет комплексирование с последним; 2) опосредует передачу соответствующего сигнала, направленного на активизацию внутриклеточных обменных процессов; 3) осуществляет эндоцитоз (погружение внутрь клетки) гормонорецепторного комплекса, что приводит к лизосомальному протеолизу инсулина с одновременным возвращением субъединицы к мембране клетки.
Ген, ответственный за синтез рецептора к инсулину, локализуется на коротком плече 19-й хромосомы. Электронномикроскопические исследования показали, что после связывания инсулина с рецептором клетки весь комплекс погружается в цитоплазму, достигает лизосом, где и разрушается. Период полураспада собственно рецептора составляет 7-12 ч, но в присутствии инсулина уменьшается до 2-3 ч. В лизосомах под влиянием протеолитических ферментов происходит диссоциация инсулинорецепторного комплекса, и рецептор возвращается к мембране клетки (функция шатла). Прежде чем рецептор подвергнется деградации, он успевает несколько раз переместиться от мембраны к лизосомам и обратно (рециклизация рецептора).
Действие инсулина начинается с процесса его соединения с a-субъединицей рецептора. Образование инсулинорецепторного комплекса – основной момент в дальнейшем проявлении многочисленных биологических эффектов инсулина. Взаимодействие инсулина с рецептором приводит к повышению активности протеинкиназы С, фосфорилированию остатков тирозина рецептора и стимуляции последующего самофосфорилирования рецептора. Кроме того, взаимодействие инсулина с рецептором приводит к стимуляции специфической фосфолипазы С, к гидролизу гликозилфосфатидилинозитола и образованию двух вторичных мессенджеров: инозитолтрифосфата и диацилглицерина. Инозитолтрифосфат высвобождает кальций из эндоплазматического ретикулума. Диацилглицерин действует на кальмодулин и протеинкиназу С, которая фосфорилирует различные субстраты, приводя к изменению активности клеточных систем[1; 2; 3 С 270; 5].
После гормональнорецепторного взаимодействия аутофосфорилирование усиливает как активность тирозинкиназы в другом димере, так и фосфорилирование внутриклеточных субстратов. Рецепторная тирозинкиназа является аллостерическим ферментом, в котором внеклеточный домен является регуляторной субъединицей, а внутриклеточный (цитоплазматический) домен – каталитической субъединицей. Активирование или фосфорилирование тирозинкиназы осуществляется через связывание с адапторным или SH2 белком, состоящим из двух SH2 доменов и одного SH3 домена. SH2 домены связывают специфические фосфотирозины рецепторной тирозиновой киназы, а SH3 связывают ферменты или сигнальные молекулы.
HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/oncogenetics/x004fb50.htm" SH-2 и HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/melanocort/00009174.htm" SH-3 - два типа доменов, часто используемые белками для связывания с другими белками, входящих в одну цепочку передачи сигнала. Названы так потому, что они гомологичны участкам HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/01122001/src/00000b59.htm" Src-белка с аналогичными функциями. SH-2 домены связываются с определенными тирозин содержащими последовательностями белков, при условии, что тирозин в этих последовательностях фосфорилирован. При связывании SH-2 содержащий белок может активироваться. SH-3 домен связывается с PXXP последовательностями в белках и обеспечивает якорные функции: SH-2 и SH3-содержащие белки могут присоединяться к фосфотирозину в рецепторе своим SH2-доменом и к последующему участнику цепи передачи сигнала SH3 доменом. SH2- компактный глобулярный домен, состоящий из 100 аминокислотных остатков, SH3- глобулярный домен из 60 аминокислотных остатков, взаимодействующий с короткими (10 аминокислотных остатка) консервативными последовательностями, богатыми пролином и гидрофобными остатками[11, 12].
Белки, содержащие SH2- SH3-домены
I-я группа (белки, имеющие ферментативную активность или известные функции):
1. Цитоплазматические тирозинкиназы семейств HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/01122001/src/000008bd.htm" Src, HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/proteins/000ed9c1.htm" Abl, HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/01122001/src/x0005372.htm" Csk (SH2-домен и SH3- домен).
2. HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/cytology/002d6d31.htm" Фосфолипаза С-гамма (два SH2-домена и SH3- домен).
3. GAP-120 белок, активирующий ГТФазу Ras белка (SH2-домен и SH3-домен).
4. Тирозинфосфатазы HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/cell_sign3/00022f07.htm" PTP1C (два SH2-домена) и HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/cell_sign3/00022f37.htm" PTP1D (SH-PTP2/SYP) (два SH2-домена).
5. Регуляторная субъединица HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/01122001/pi3k/00003ace.htm" p85 фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) (два SH2-домена и SH3- домен).
II-я группа (адаптерные белки, состоящие исключительно из SH2- SH3- доменов): Белок Shc (SH2-домен), белок HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/cell_sign3/00004d46.htm" Nck (SH2-домен, три SH3-домена), белок HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/biochem/x0110b99.htm" Crk (SH2-домен, два SH3-домена), HYPERLINK "http://www.medbiol.ru/medbiol/canc_2010/00028e95.htm" Grb2 (growth-factor-receptor-binding protein), (SH2-домен, два SH3-домена).
Действие инсулина опосредуется тремя основными сигнальными системами, в состав которых входит большое число регуляторных факторов —PI3K/Akt, Ras/MAPK и CAP/Cbl[12, 13].
Ras/MAPK-каскад
С тирозинкиназными рецепторами сопряжен адаптерный механизм, включающий в себя суперсемейство малых GTP-связывающих белков, наиболее известным представителем которых является Ras. Последний известен прежде всего, как онкоген, мутации которого встречаются во многих типах опухолей. Это небольшие белки (молекулярная масса 21 кДа, около 190 аминокислотных остатков), содержащие на С-конце ковалентно связанный фарнезильный или геранильный остаток:
INCLUDEPICTURE "http://www.biochemistry.ru/dm/dm15.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.biochemistry.ru/dm/dm15.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.biochemistry.ru/dm/dm15.gif" \* MERGEFORMATINET
С помощью такого гидрофобного конца белки Ras прикрепляются к внутренней поверхности плазматической мембраны. Ras вовлечены в разнообразные клеточные процессы, включая везикулярный транспорт, функции шаперонов, пролиферацию. Это обстоятельство показывает, что Ras находится в ключевом участке механизма, передающего с мембранных рецепторов сигналы критической важности для жизнедеятельности клетки. В свою очередь, Ras активируется системой адаптеров Grb2 и SOS. SH2 домены Grb2 связываются с фосфорилированными тирозинсодержащими последовательностями рецептора. Белок Grb2 содержит 2 SH3- домена, обладающих сродством к пролину, а С-конец Sos особенно обогащен этой аминокислотой. Sos — фактор обмена нуклеотидов. Белки, осуществляющие активацию замещения GDP на GTP именуются GEF (guanine-nucleotide-exchange factor). GEF ускоряют нуклеотидный обмен путем ассоциации с GDP-связанной формой Ras-белков. При этом GDP быстро диссоциирует и Ras-белок немедленно связывается с GTP, что сопровождается диссоциацией GEF и переходом Ras-белка в "активную" форму. Положение “включено” обеспечивается комплексом GTP-Ras, а положение “выключено” — GDP-Ras. Первое звено каскада — протеинкиназа с-Raf, которая активируется непосредственно Ras-GTP, а последнее звено — митогенактивируемая протеинкиназа ERK, которая транслоцируется в ядро, где ее субстратами выступают факторы транскрипции. Активированная протеинкиназа Raf-1(МАРККК) фосфорилирует (активирует) МЕК (МАРКК), которая фосфорилирует ERK (МАРК— Mitogen-activated protein kinase). В настоящее время каскад реакций MAP-киназ разделен на две подгруппы, одна из них контролируется протеинкиназным каскадом, передающим митогенные сигналы (ERK), а вторая связана с протеинкиназным каскадом, активируемым стрессом (SAPK), под контролем которого находятся ингибирование клеточного роста и воспалительные реакции. ERK (exstracellular signal regulated protein kinases) входит в ядро и фосфорилирует белок Elk-1, моделирующий транскрипцию около 100 регулируемых инсулином генов. Активированная МАРК фосфорилирует определенные белки цитоплазмы (в частности - протеинкиназу pp90S6, фосфолипазу А2 и рибосомальную киназу). Фермент рр90S6 катализирует Сер/Тре-фосфорилирование протеинфосфатазы, связанной с гранулами гликогена (ПФГр-1). Фосфорилированная (активная) форма ПФГр-1-Р дефосфорилирует (активирует) гликогенсинтазу (ускоряется синтез гликогена). ПФГр-1-Р дефосфорилирует также киназу фосфорилазы и гликогенфосфорилазу (прекращается мобилизация гликогена). Таким длинным путем инсулиновый сигнал доходит до одного из конечных, эффекторных звеньев. Этот каскад является стандартным путем переноса пролиферативного сигнала при стимуляции клеток как инсулином, так и ростовыми факторами. Поскольку “включение/выключение” Ras является очень ответственным пунктом регуляции, понятно, что должна существовать надежная система его положительного и отрицательного контроля. Таковая существует в виде адаптерных белковых модулей. Положительный контроль обеспечивает комплекс Grb2-SOS, который может соединяться с фосфорилированными Shc и IRS. Белок Grb2 имеет участок, способный связываться с фрагментом молекулы активированного рецептора, который содержит фосфотирозин. Белок SOS осуществляет перевод Ras в активную GTP-форму. Противоположный процесс — гидролиз GTP и перевод Ras в неактивную форму GDP-Ras — находится под контролем белка-активатора GТРазной активности — GAP. Негативный контроль осуществляется также посредством адаптеров Grb10/14, связывание которых с аутофосфорилированным рецептором происходит через SН2-домены, что приводит к ингибированию ТК-активности и фосфорилирования IRS. Смысл столь сложной системы регуляции ясен— активация/инактивация Ras лежит в основе механизмов, способных инициировать процесс клеточного деления или (в зависимости от обстоятельств) механизма самоубийства клетки[11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 23 ].
PI3K-каскад
Фосфорилированный IRS может соединяться с фосфатидилинозитол-3-киназой(PI3K). PI3K состоит из двух субъединиц: р110 (каталитическая) и р85 (регуляторная), каждая из которых имеет несколько изоформ — р110α, р110β и р85α/р55α/р50α, р85β, р55γ, соответственно. В регуляторной субъединице есть два SH2-домена и SH3-домен. Несколькими исследователями показано, что в переносе сигнала инсулина задействована в основном р110α. Активация PI3K является звеном сигнального пути, стимулирующего транслокацию GLUT-4 из цитозоля в плазматическую мембрану, а следовательно - и трансмембранный перенос глюкозы в мышечные и жировые клетки. Под воздействием инсулина PI3K индуцирует активацию каскада серин/треониновых протеинкиназ, включающего фосфоинозитидзависимую киназу-1 (PDK1) субстратом которой, в свою очередь, являются ключевая киназа данного каскада — Akt(протеинкиназа B) и атипичные протеинкиназы С РКСλ/ζ. Хорошо изучены следующие субстраты Akt: киназа гликогенсинтазы-3β (GSK-3β), регулирующая синтез гликогена и активирующаяся в отсутствие ростовых факторов; RabGTPаза, которая активирует белок AS160/TBC1D4, контролирующий транспорт глюкозы; активируемый Rheb-GTPазой комплекс TSC1/2, регулирующий mTOR и белковый синтез; факторы транскрипции FoxO, влияющие на экспрессию генов ферментов глюконеогенеза и генов, контролирующих апоптоз и уровень проапоптотического белка Bad. В опосредовании эффекта инсулина помимо PI3K класса Iα могут принимать участие PI3K классов II, III и PIKfyve. Продуктом класса II PI3K является фосфатидилинозитол-3 — фосфат, регулирующий транспорт глюкозы в мышцах и экспрессию генов в панкреатических β –клетках. PIKfyve, содержащая fyve- фингер домен, активируется Akt и может участвовать в транслокации транспортера GLUT-4[11, 19, 20].
CAP/Cbl-каскад
Этот путь инициируется фосфорилированием остатков тирозина адаптеров APS и c-Cbl, что приводит к образованию сигнального комплекса, который удерживается в липидных рафтах c-Cbl-ассоциированным белком (САР). Результатом формирования такого комплекса является активация ТС10 из Rho-семейства малых GTPаз, взаимодействующих с цитоскелетом. Сеть микротрубочек и актиновый цитоскелет играют важную роль в транспорте GLUT-4 — либо связывая компоненты передачи сигнала, либо направляя движение везикул из околоядерной области к плазматической мембране в ответ на действие инсулина. Актин участвует в транслокации GLUT-4 к плазматической мембране, что регулируется посредством малых G-белков TC10α и TC10β путем сборки экзоцист и образования фосфатидилинозитол-3-фосфата. Показано также, что протеины микротрубочек облегчают стимулированное инсулином перемещение GLUT-4 к плазматической мембране. Таким образом, вполне возможно, что молекулярные переносчики двигают везикулы GLUT-4 по путям, вовлекающим микротрубочки и актиновые филаменты, которые могут подвергаться динамическому ремоделированию в ответ на связывание рецепторами инсулина [12, 22, 24].
Основное действие инсулина заключается в усилении транспорта глюкозы через мембрану клетки. Стимуляция инсулином приводит к увеличению скорости поступления глюкозы внутрь клетки в 20-40 раз. Транспорт глюкозы через мембрану клетки осуществляется белками-транспортерами. При стимуляции инсулином наблюдается увеличение в 5-10 раз содержания транспортных белков глюкозы в плазматических мембранах при одновременном уменьшении на 50-60% их содержания во внутриклеточном пуле. Требующееся при этом количество энергии в виде АТФ необходимо в основном для активации инсулинового рецептора, а не для фосфорилирования белка-транпортера. Стимуляция транспорта глюкозы увеличивает потребление энергии в 20-30 раз, тогда как для перемещения транспортеров глюкозы требуется лишь незначительное ее количество. Транслокация транспортеров глюкозы к мембране клетки наблюдается уже через несколько минут после взаимодействия инсулина с рецептором, и для ускорения или поддержания процесса рециклирования белков-транспортеров необходимо дальнейшее стимулирующее влияние инсулина. Идентифицировано два класса транспортеров глюкозы: Na+-глюкозный котранспортер и пять изоформ собственных транспортеров глюкозы (G. Bell и соавт. 1990). Cогласно данным этих авторов, Na+-глюкозный котранспортер, или симпортер, экспрессируется специальными эпителиальными реснитчатыми клетками тонкой кишки и проксимального отдела канальцев почек. Этот белок осуществляет активный транспорт глюкозы из просвета кишки или нефрона против градиента её концентрации путем связывания глюкозы с теми ионами натрия, которые транспортируются ниже градиента концентрации. Градиент концентрации Na+ поддерживается активным белком-транспортером натрия через поверхность пограничных реснитчатых клеток посредством мембраносвязанных Na+, K+-зависимой АТФазы. Молекула этого белка – транспортера состоит из 664 аминокислотных остатков, его синтез кодируется геном, расположенным на 22-й хромосоме. Второй класс переносчиков глюкозы представлен собственными транспортерами глюкозы. Это мембранные белки, находящиеся на поверхности всех клеток и осуществляющие транспорт глюкозы ниже градиента ее концентрации посредством соответствующей диффузии, т.е. путем пассивного транспорта, при котором транслокация глюкозы через билипидную мембрану клетки ускоряется мембранносвязанным транспортным белком. Транспортеры глюкозы первично осуществляют транспорт глюкозы не только в клетку, но и из клетки. Транспортеры II класса участвуют и во внутриклеточном перемещении глюкозы. Глюкоза абсорбируется на поверхности эпителиальых клеток, обращенных в просвет кишки или нефрона, с помощью Nа+-глюкозного котранспортера. Факторами, регулирующими экспрессию транспортеров глюкозы, являются инсулин, факторы роста, перорально вводимые препараты, снижающие уровень сахара, ванадий, глюкокортикоиды, цАМФ, голодание, дифференцировка клеток и протеинкиназа С.
После взаимодействия инсулина с рецептором происходит внедрение в клетку гормонорецепторного комплекса. Этот процесс происходит в структурах, называемых “покрытые ямки”, расположенных на внутренней поверхности клеточной мембраны, выстланной белком клатрином. Агрегированные таким образом гормонорецепторные комплексы, которые локализуются в “покрытых ямках”, затем интернализируются путем инвагинации мембраны клетки (механизм очень напоминает процесс фагоцитоза), превращаясь в пузырьки (эндосомы или рецептосомы), а последние транслоцируются внутрь клетки. Процесс энергозависим, и количество поглощенного гормонорецепторного комплекса пропорционально количеству инсулина, связанного с плазматической мембраной. Это свидетельствует о том, что комплексирование является определяющим и контролирующим моментом данного процесса. Процесс погружения рецептора вместе с гормоном внутрь клетки и возврат рецептора на мембрану клетки называется процессом рециклирования рецептора. В период функционирования рецептора (период полураспада рецептора составляет от нескольких до 24 часов и более) он успевает осуществить от 50 до 150 таких “челночных” циклов. Процесс эндоцитоза является составной или дополнительной частью рецепторного сигнального механизма в действии гормонов. Помимо этого, с помощью процесса интернализации осуществляется деградация белковых гормонов (в лизосомах) и клеточная десенситизация (снижение клеточной чувствительности к гормону) путем уменьшения количества рецепторов на клеточной мембране. Обычно эндоцитотический пузырек соединяется с лизосомами, располагающимися в комплексе Гольджи, где осуществляется деградация гормонорецепторного комплекса и происходит отщепление рецептора, который возвращается на мембрану клетки, а гормон подвергается процессу деградации в лизосомальном аппарате клеткии активирует процессы дефосфорилирования ядерных белков, изменяет обмен мРНК, приводя к увеличению синтеза белков и другим “поздним” эффектам биологического действия инсулина[2, 5].
Процесс рециркуляции инсулиновых рецепторов, транслокация и циркуляция белков-переносчиков глюкозы имеют много общих черт. В частности, для перемещения этих субстратов в обоих направлениях требуется определенное количество энергии, полный цикл рециркуляции занимает 5-10 мин, а интенсивность этих процессов уменьшается при снижении температуры инкубационной среды. Деградация связанного с рецептором гормона и индуцированное инсулином снижение концентрации рецепторов (так называемый феномен регулируемого понижения, или downregulation) являются взаимосвязанными процессами. Существует состояние динамического равновесия между скоростью внедрения инсулинорецепторных комплексов, их деградацией и рециркуляцией, повторным включением в структуру мембраны, а также скоростью их синтеза. Это подтверждается тем фактом, что концентрация инсулина, необходимая для начала снижения концентрации рецепторов, обратно пропорциональна величине и скорости внедрения гормона в клетку; при условиях, вызывающих уменьшение количества рецепторов, повышается скорость пиноцитоза в клетке.
Большая часть инсулина метаболизируется в печени, причем за один пассаж в ней задерживается 40-60% гормона, поступающего из системы портальной вены. Около 40% инсулина (по данным некоторых авторов, 15-20%) инактивируется почками. Следует отметить, что при почечной недостаточности поглощение и деградация инсулина почками уменьшаются до 9-10%, поэтому у больных сахарным диабетом при почечной недостаточности потребность в инсулине уменьшается. Роль почек в инактивации экзогенного инсулина велика, так как, всасываясь из места инъекции, инсулин попадает в большой круг кровоснабжения и почки, а эндогенный инсулин сначала поступает в печень и лишь затем меньшая его часть – в большой круг кровообращения и почки. В почках инсулин фильтруется в клубочках, а в проксимальных канальцах почти полностью реабсорбируется и разрушается протеолитическими ферментами, причем эндосомально-лизосомальный путь инактивации инсулина в почечных канальцах практически отсутствует. Состояние углеводного обмена определяется количеством рецепторов и их способностью связываться с инсулином. Так, в адипоцитах на одну клетку приходится до 50 000 рецепторов, в гепатоцитах – до 250 000, в моноцитах и эритроцитах – на порядок меньше[2, 8].
Биохимические функции
Глюкоза наряду с жирами и белками является источником энергии в организме. Основное место в гормональной регуляции гомеостаза глюкозы в организме отводится инсулину, под влиянием которого активируются ферменты фосфорилирования глюкозы (глюкокиназа в печени и гексокиназы в мышечной, жировой и других тканях), катализирующие образование глюкозо-6-фосфата. При увеличении его количества повышается активность процессов, для которых он является исходным продуктом (гексозомонофосфатный цикл и анаэробный гликолиз). Инсулин увеличивает долю участия глюкозы в процессах образования энергии при неизменном общем уровне энергопродукции. Инсулин стимулирует утилизацию глюкозы в клетках разными путями. Около 50% глюкозы используется в процессе гликолиза, 30-40% превращается в жиры и около 10% накапливается в форме гликогена. Общий результат стимуляции этих процессов - снижение концентрации глюкозы в крови[1; 2; 3 С 269].
Активация Г-6-Ф, инсулином гликогенсинтетазы и гликогенветвящего фермента способствует увеличению синтеза гликогена. Наряду с этим инсулин оказывает ингибирующее влияние на глюкозо-6-фосфатазу печени и тормозит таким образом выход свободной глюкозы в кровь. Влияние инсулина на метаболизм глюкозы осуществляется путём повышения активности и количества ключевых ферментов гликолиза: глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. Конечным результатом действия инсулина (при его избытке) является гипогликемия, стимулирующая секрецию гормонов-антагонистов инсулина, к которым относятся адреналин, норадреналин, глюкагон, CТГ, глюкокортикоидные и тироидные гормоны.
В печени и жировой ткани инсулин стимулирует синтез жиров, обеспечивая получение для этого процесса необходимых субстратов (ацетил-КоА, α-глицерофосфат и NADPH) из глюкозы. В адипоцитах инсулин активирует ацетил КоА-карбоксилазу и ЛП-липазу и индуцирует синтез синтазы жирных кислот, ацетил-КоА-карбоксилазы и ЛП-липазы. Инсулин в жировой ткани тормозит мобилизацию жиров. Он активирует фосфатазу, которая дефосфорилирует и тем самым инактивирует гормончувствительную ТАГ-липазу. Таким образом, под влиянием инсулина снижается концентрация жирных кислот, циркулирующих в крови. Инсулин стимулирует потребление нейтральных аминокислот в мышцах и синтез белков в печени, мышцах и сердце[1; 3 С 272].
Инсулин, как правило, оказывает анаболическое действие на белковый обмен, поскольку он стимулирует поглощение мышцей нейтральных аминокислот типа А - эффект, не связанный с поглощением глюкозы или с последующим включением аминокислот в белки. Влияние инсулина на синтез белков в скелетной и сердечной мышцах проявляется, по-видимому, на уровне трансляции.
Инсулин является мощным ингибитором липолиза в печени и жировой ткани, оказывая, таким образом, непрямое анаболическое действие. Частично это может быть следствием способности инсулина снижать содержание сАМР (уровень которого в тканях повышается под действием липолитических гормонов глюкагона и адреналина), а также способности инсулина ингибировать активность гормончувствительной липазы. В основе такого ингибирования лежит, по-видимому, активация фосфатазы, которая фосфорилирует и тем самым инактивирует липазу или сАМР-зависимую протеинкиназу. В результате инсулин снижает содержание жирных кислот в крови. Это в свою очередь вносит вклад в действие инсулина на углеводный обмен, поскольку жирные кислоты подавляют гликолиз на нескольких этапах и стимулируют глюконеогенез. Инсулин влияет на образование или клиренс липопротеинов очень низкой плотности и липопротеинов низкой плотности, поскольку у больных с плохой компенсацией диабета содержание этих частиц, а следовательно, и содержание холестерола часто бывает повышенным. Именно этот метаболический дефект лежит, очевидно, в основе такого серьезного осложнения, как ускоренный атеросклероз, наблюдаемый у многих больных диабетом.
Известно, что инсулин влияет на количество и активность по крайней мере 50 белков в различных тканях, причем многие из этих эффектов сводятся к ковалентной модификации. Представление о роли инсулина в трансляции мРНК основывɑется главным образом на данных о рибосомном S6-белке - компоненте рибосомной субъединицы 40S. Такой механизм мог бы обеспечивать общее влияние инсулина на синтез белков в печени, скелетных и сердечных мышцах. Доказано действие инсулина на транскрипцию генов овальбумина, альбумина и казеина.
Инсулин — основной гормон, снижающий содержание глюкозы в крови (уровень глюкозы так же снижается и андрогенами, которые выделяются сетчатой зоной коры надпочечников), это реализуется через: усиление поглощения клетками глюкозы и других веществ; активацию ключевых ферментов гликолиза; увеличение интенсивности синтеза гликогена — инсулин форсирует запасание глюкозы клетками печени и мышц путём полимеризации её в гликоген; уменьшение интенсивности глюконеогенеза — снижается образование в печени глюкозы из различных веществ. Анаболические эффекты инсулина: усиливает поглощение клетками аминокислот (особенно лейцина и валина); усиливает транспорт в клетку ионов калия, а также магния и фосфата; усиливает репликацию ДНК и биосинтез белка; усиливает синтез жирных кислот и последующую их этерификацию — в жировой ткани и в печени инсулин способствует превращению глюкозы в триглицериды; при недостатке инсулина происходит обратное — мобилизация жиров. Антикатаболические эффекты: подавляет гидролиз белков — уменьшает деградацию белков; уменьшает липолиз — снижает поступление жирных кислот в кровь[12, 25].
Гормональный биоритм
В процессе индивидуального развития происходит становление временной организации различных систем и функций организма. Наблюдаемые циркадные ритмы характерны в основном для постнатального периода развития.
С биоритмом содержания инсулина в плазме крови тесно коррелируют суточные ритмы содержания глюкозы. Циркадный ритм уровня глюкозы подобен ритму содержания инсулина: максимальные значения регистрируются в дневное время суток, минимальные — в ночные часы. В зависимости от энергетических потребностей организма и уровня глюкозы в крови, поджелудочная железа выдает то количество инсулина, которое необходимо в данный момент. Во время еды происходит секреция дополнительного количества инсулина, чтобы регулировать уровень глюкозы в крови. В промежутке между полуночью и тремя часами утра потребность в инсулине самая маленькая. Наибольшая потребность в инсулине наблюдается в ранние утренние часы и называется «феномен утренней зари». Именно этот феномен является причиной того, что люди с сахарным диабетом, во избежание возникновения гипергликемии, должны вставать рано утром и делать инъекцию инсулина. Таким образом, количество инсулина, которое подается (секретируется) поджелудочной железой в течение дня, разное и меняется в зависимости от времени суток.
INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://en-do.ru/images/stories/diabet/p1.jpg" \* MERGEFORMATINET Рис. 3 Циркадный ритм работы поджелудочной железы здорового человека.
До сих пор не изучен вопрос о регуляции циркадных ритмов содержания инсулина и глюкозы: обусловлены ли они эндогенными влияниями, или же они вторичны по отношению к внешним синхронизирующим факторам (питание, двигательная активность, эмоциональное и физическое состояние). В качестве модели, исключающей влияние фактора питания, его частоты и структуры, многие исследователи используют голодание. В большинстве случаев у здоровых голодающих людей не обнаруживается ритмических колебаний концентрации глюкозы в крови[1, 7].
Сахарный диабет
Сахарный диабет (лат. diabetes mellītus) —эндокринное заболевание, развивающееся вследствие абсолютной или относительной (нарушение взаимодействия с клетками-мишенями) недостаточности гормонаинсулина, в результате чего развивается гипергликемия — стойкое увеличение содержания глюкозы в крови. Помимо клинически выявляемых симптомов (полиурия, полидипсия, полифагия), сахарный диабет характеризуется рядом специфических нарушений процессов обмена. Так, у больных развивается гипергликемия, гликозурия, также к расстройствам обмена относят усиленный распад гликогена, замедление биосинтеза белков и жиров, снижения скорости окисления глюкозы в тканях, развитие отрицательного азотистого баланса, увеличение содержания холестерина и других липидов в крови. При диабете усиливаются мобилизация жиров из депо, синтез углеводов из аминокислот (глюконеогенез) и избыточный синтез кетоновых тел(кетонурия).
После введения инсулина больным все нарушения обмена исчезают, однако действие гормона ограничено во времени, поэтому необходимо вводить его постоянно. Введение инсулина вызывает гипогликемию, увеличение запасов гликогена в мышцах, усиление анаболических процессов, повышение скорости утилизации глюкозы в тканях. Кроме того, инсулин оказывает опосредованное влияние на водный и минеральный обмен.
Клинические симптомы и метаболические нарушения могут быть объяснены не только отсутствием синтеза инсулина. При второй форме сахарного диабета, так называемой инсулинрезистентной, имеют место и молекулярные дефекты: в частности, нарушение структуры инсулина или нарушение ферментативного превращения проинсулина в инсулин. В основе развития этой формы диабета часто лежит потеря рецепторами клеток-мишеней способности соединяться с молекулой инсулина, синтез которого нарушен, или синтез мутантного рецептора.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, сахарный диабет классифицируют с учётом различия генетических факторов и клинического течения на две основные формы: диабет 1 типа - инсулинзависимый (ИЗСД), и диабет 2 типа - инсулиннезависимый (ИНСД).
Диабет 1-го типа При диабете 1-го типа (или инсулинзависимом диабете) разрушаются клетки поджелудочной железы, которые у здоровых людей вырабатывают инсулин. Когда инсулина недостаточно или нет вообще, организм не может усваивать достаточное количество глюкозы из крови: клетки начинают «голодать», а в крови содержание глюкозы постепенно увеличивается, развивается гипергликемия.
Диабет 2-го типа При диабете второго типа (или инсулиннезависимом) имеет место относительная (качественная) недостаточность инсулина. Другими словами: собственный инсулин есть, но он, в силу каких-то причин, не работает или работает не в должной мере. Есть две основных внешних причины сбоя в работе собственного инсулина:
1. Потеря чувствительности рецепторов клеток к инсулину.
2. Потеря инсулином определенных свойств, необходимых для его работы.
Инсулинзависимый сахарный диабет(ИЗСД) обычно возникает остро в молодом возрасте, симптомы развиваются в течение нескольких дней или, самое большее, нескольких недель; ранее этот тип диабета назывался юношеским, или ювенильным диабетом. Однако существуют данные о том, что возникновению симптомов предшествует «предиабетический» период, продолжающийся в течение нескольких месяцев, во время которого можно обнаружить задержку роста, снижение выработки инсулина в ответ на повышение концентрации глюкозы и различные иммунологические нарушения.
Диабет 1 типа является аутоиммунным заболеванием, при нем семейная предрасположенность наблюдается редко(конкордантность у монозиготных близнецов составляет 40%). Отмечается выраженная связь с некоторыми антигенами комплекса гистосовместимости, например HLA-DR3, DR4, DQ-аллелей. В сыворотке крови пациентов с впервые диагностированным ИЗСД часто обнаруживаются антитела к клеткам островков поджелудочной железы, и иногда они появляются гораздо раньше, чем болезнь проявляется клинически. Предполагается, что разрушение ß-клеток инициируется Т-лимфоцитами, направленными против антигенов на поверхности клеток. Возможно это вирусные антигены или имеющие иное происхождение, которые в норме или не экспрессируются, или не распознаются как «чужие». Например, вирусные антигены вируса Коксаки В способны запускать аутоиммунный процесс у некоторых генетически восприимчивых индивидуумов.
Инсулиннезависимый сахарный диабет(ИНСД) протекает более медленно, хронически, возникает в среднем или старшем возрасте, симптомы его развиваются в течение нескольких месяцев или дольше. Распространенность ИНСД растет с возрастом, и у лиц старше 75 лет составляет более 10%. ИНСД ранее назывался диабетом старшего, или зрелого, возраста. Старые наименования неточны, поскольку некоторые молодые пациенты не являются инсулинзависимыми, в то время как ИЗСД в некоторых случаях может развиться и у пожилых людей.
Заболевание характеризуется выраженной семейной предрасположенностью. Конкордантность заболевания у монозиготных близнецов составляет 90%, и риск возникновения диабета у человека превышает 50%, если оба его родителя страдали сахарным диабетом. Важную роль в возникновении заболевания играют факторы окружающей среды. Многие пациенты с ИНСД страдают ожирением, причиной которого является инсулинрезистентность, низкая физическая активность, прием лекарственных препаратов, считающихся диабетогенными,- кортикостероиды, тиазиды и др.
Выделяют две группы клинических проявлений сахарного диабета: симптомы, связанные непосредственно с метаболическими нарушениями, и симптомы, обусловленные отдаленными осложнениями заболевания.
Гипергликемия при сахарном диабете обусловлена в основном повышением образования глюкозы в печени и уменьшением ее выведения из крови. Повышение концентрации глюкагона к концентрации инсулина в крови воротной вены уменьшает содержание в печени фруктозо-2,6-бифосфата, ключевого регуляторного интермедиата. В результате подавляется фосфофруктокиназа, а следовательно, и гликолиз; активируется фруктозо-1,6-бифосфотаза и стимулирует глюконеогенез. В то же время происходит распад гликогена и тормозится его синтез. Уменьшение периферической утилизации глюкозы вследствие отсутствия инсулина и преобладающего метаболизма свободных жирных кислот и кетонов как энергетических субстратов также вносит вклад в развитие гипергликемии. В почках профильтрованная глюкоза в норме полностью реабсорбируется в проксимальных канальцах, но при концентрациях в крови, превышающих 10 ммоль/л (почечный порог), вся глюкоза не может быть реабсорбирована, и часть ее появляется в моче. Почечный порог у разных людей может быть неодинаковым. Он выше у пожилых людей и ниже во время беременности. Результатом гипергликемии и гликозурии является осмотический диурез, при котором повышается осмоляльность плазмы и увеличивается потеря жидкости, что, в свою очередь, стимулирует центр жажды. Осмотический диурез и стимуляция центра жажды вызывают классические симптомы диабета: полиурию и полидипсию. Другими причинами появления этих симптомов могут быть несахарный диабет, гиперкальциемия, хроническая гипокалиемия, хроническая почечная недостаточность, избыточный прием жидкости.
При отсутствии лечения метаболические расстройства могут прогрессировать, приводя к развитию кетоацидоза.
Кетоацидоз может быть первым проявлением сахарного диабета или развиться у пациента с ранее диагностированным диабетом, если он пропустит прием инсулина или доза инсулина станет недостаточной из-за повышенной потребности в нем – в результате инфекционного заболевания, какого-либо острого поражения, такого как инфаркт миокарда, травма, или эмоционального перенапряжения.
Отсутствие инсулина усиливает липолиз и выход свободных жирных кислот из жировой ткани в кровь, а также снижает липогенез. В печени жирные кислоты в норме подлежат полному окислению и обратной этерификации в триглицериды или превращаются в ацетоуксусную и ß-гидроксимасляную кислоты(кетогенез). Некоторое количество ацетоацетата самопроизвольно декарбоксилируется в ацетон. Образующийся ацетон придает дыханию больных характерный запах. Кетоновые тела повышают концентрацию протонов и влияют на физиологическую величину рН. Ацетоуксусная и ß -гидроксимасляная кислоты являются основными кислотами, вызывающими ацидоз. Кетоновые тела стимулируют триггерную зону хеморецепторов, вызывая рвоту. Кроме того, кетоновые тела появляются в моче(кетонурия).
Накопление протонов в крови нарушает связывание кислорода гемоглобином, влияет на ионизацию функциональных групп белков, нарушая их конформацию и функцию.
Естественный механизм компенсации метаболического ацидоза — усиление дыхания (гипервентиляция), что позволяет выводить избыток углекислого газа из крови и, следовательно, поддерживать нормальное значение рН (дыхание Куссмауля).
При сахарном диабете дефицит инсулина приводит к снижению скорости синтеза белков в организме и усилению распада белков. Это вызывает повышение концентрации аминокислот в крови. Аминокислоты поступают в печень и дезаминируются. Безазотистые остатки гликогенных аминокислот включаются в глюконеогенез, что ещё более усиливает гипергликемию. Образующийся при этом аммиак вступает в орнитиновый цикл, что приводит к увеличению концентрации мочевины в крови и, соответственно, в моче - азотемияиазотурия.
Ещё один характерный признак сахарного диабета - повышенный уровень в крови липопротеинов (в основном, ЛПОНП) - гиперлипопротеинемия. Пищевые жиры не депонируются в жировой ткани вследствие ослабления процессов запасания, а поступают в печень, где частично превращаются в триацилглицеролы, которые транспортируются из печени в составе ЛПОНП.
У пациентов с кетоацидозом развивается значительный дефицит воды и электролитов, причем недостаток воды может превышать 5 л, калия и натрия – 500 ммоль каждого. Несмотря на общее снижение запасов калия в организме, неизменно присутствует гиперкалиемия, являющаяся результатом как потерь калия тканями и выходом его во внеклеточную жидкость, так и уменьшения выведения его с мочой по мере снижения клубочковой фильтрации. Концентрация натрия снижена в связи с массивным его выведением и осмотически обусловленным выходом воды из внутриклеточного пространства.
Нарушения обмена углеводов, жиров и белков при сахарном диабете могут приводить к развитию коматозных состояний (острые осложнения). Диабетическая кома проявляется в резком нарушении всех функций организма с потерей сознания. Основные предшественники диабетической комы - ацидоз и дегидратация тканей, обусловленная компенсаторным перемещением жидкости из клеток и внеклеточного пространства в сосудистое русло. Это ведёт к потере тканями воды и электролитов, прежде всего ионов Na+, K+, С1-, НСО3-, что в свою очередь приводит к снижению периферического кровообращения, уменьшению мозгового и почечного кровотока и гипоксии. Диабетическая кома развивается медленно, в течение нескольких дней, но иногда может возникнуть и в течение нескольких часов. Первыми признаками могут быть тошнота, рвота, заторможенность.
Одним из основных механизмов повреждения тканей при сахарном диабете является гликозилирование белков, приводящее к изменению их конформации и функций. Некоторые белки в норме содержат углеводные компоненты, причём образование таких гликопротеинов протекает ферментативно. Однако в организме человека может происходить и неферментативное взаимодействие глюкозы со свободными аминогруппами белков – неферментативное гликозилирование белков. В тканях здоровых людей эта реакция протекает медленно. При гипергликемии процесс гликозилирования ускоряется. К одним из первых признаков сахарного диабета относят увеличение в 2-3 раза количества гликозилированного гемоглобина (норма НbА1С 5,8-7,2%)
При высокой концентрации глюкозы в плазме крови протеогликаны, коллагены, гликопротеины гликозилируются, нарушается обмен и соотношение между компонентами базальных мембран, нарушается их структурная организация. В некоторых случаях развивается ангиопатия.
Макроангиопатии проявляются в поражениях крупных и средних сосудов сердца, мозга, нижних конечностей. Патологические изменения во внутренней оболочке артерий и повреждения артериальной стенки в средних и наружных слоях - следствие гликозилирования базальных мембран и белков межклеточного матрикса (коллагена и эластина), что приводит к снижению эластичности артерий. В сочетании с гиперлипидемией это может быть причиной развития атеросклероза. При сахарном диабете атеросклероз встречается чаще, развивается в более раннем возрасте и прогрессирует значительно быстрее, чем в отсутствие диабета.
Микроангиопатии— результат повреждения капилляров и мелких сосудов. Проявляются в форме нефро-, нейро- и ретинопатии.
Диагноз сахарного диабета ставится на основании гипергликемии. Референтное содержание глюкозы в крови человека — 4,1—5,9 ммоль/л; в возрасте от 60 до 90 лет — 4,6—6,4 ммоль/л; у детей — 3,3— 5,6 ммоль/л, у крупного рогатого скота – 2,3 – 4,1 ммоль/л, лошади – 3,5 – 6,3 ммоль/л, собаки – 4,3 – 7,3 ммоль/л, кошки – 3,3 – 6,3 ммоль/л.
У пациента с классическими симптомами и признаками диагноз может быть поставлен при наличии глюкозурии. При таких обстоятельствах концентрации глюкозы в случайной пробе плазмы крови человека или капиллярной крови >11,1 ммоль/л (в венозной крови>10 ммоль/л) подтверждает диагноз диабета; то же при концентрации глюкозы в плазме пробы крови, взятой натощак, >7,0 ммоль/л (в венозной >6,1 ммоль/л). При повышенной, но не достигающей уровня как при диабете, концентрации глюкозы в состоянии натощак может идти речь о гликемии голодания. Таким пациентам необходимо провести обследование на предмет исключения диабета, в частности тест на толерантность к глюкозе[1; 2; 3 С 56, 272; 7; 9 С 215-227, 251].
Лечение эндокринного расстройства
Лечение сахарного диабета зависит от его типа (I или II), является комплексным и включает диету, применение сахаропонижающих средств, инсулинотерапию, а также профилактику и лечение осложнений.
Диетотерапия может быть единственным лечебным фактором в легких случаях либо существенной составной частью комплексного лечения (при средней тяжести и тяжелом течении заболевания). Основные принципы диетотерапии состоят в устранении из пищи сладких продуктов, содержащих сахар и глюкозу, в обеспечении больного таким количеством белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ, которое достаточно для поддержания нормальной массы тела и максимальной компенсации обменных процессов, сохранения трудоспособности.
Инсулинотерапию назначают при наличии признаков абсолютной недостаточности инсулина в организме.
Современные сахаропонижающие препараты делят на две основные группы: производные сульфанилмочевины и бигуаниды.Сульфаниламиды и препараты сульфанилмочевины назначают взрослым при легкой и среднетяжелой формах сахарного диабета без кетоацидоза. Эти препараты являются стимуляторами ß-клеток поджелудочной железы. Назначают их при наличии признаков относительной недостаточности инсулина и обязательно при сохраненных резервах поджелудочной железы. Передозировка может вызвать довольно неприятные симптомы: резкое понижение уровня сахара в крови, аллергические реакции в виде тошноты, рвоты, крапивницы, уменьшение содержания в крови лейкоцитов и гемоглобина, нарушение функции желудка и печени. К тому же сульфаниламиды с течением времени вызывают привыкание к ним. Дело в том, что после 5 лет применения этих сахароснижающих средств уменьшается чувствительность рецепторов тканей к их воздействию. В результате они становятся малоэффективными или вообще теряют свое воздействие.
Бигуаниды - сахароснижающие препараты, совершенно иначе воздействующие на уровень сахара в крови. В результате их применения глюкоза лучше усваивается мышечной тканью. Бигуаниды таким образом влияют на рецепторы клеток, что инсулин лучше работает и нормализует уровень сахара. Они способствуют накоплению в организме кислых продуктов и провоцируют возникновение гипоксии тканей и клеток, то есть их кислородного голодания. Хотя применение бигуанидов редко приводит к развитию гипогликемических состояний, их с большой осторожностью следует принимать пожилым людям и тем, кто имеет сопутствующие хронические заболевания печени, легких и сердца. В этом случае возможны такие побочные эффекты, как тошнота, рвота, боли в животе, понос, различные аллергические реакции. В основном бигуаниды показаны тем людям, у которых имеется инсулинонезависимый диабет со стабильным течением, а также больным с нормальной массой тела и отсутствием склонности к кетоацидозу. Бигуаниды назначают также больным сахарным диабетом, у которых непереносимость сульфаниламидов или привыкание к ним с отсутствием эффекта от лечения.
Обязательными компонентами комплексной терапии являются лечебная физкультура и санаторно-курортное лечение. Физические нагрузки назначают в зависимости от возраста, тренированности, состояния сердечно-сосудистой системы. Положительное воздействие отмечается у больных легкой и средней формами диабета в состоянии компенсации. Благотворное влияние физической нагрузки на больных диабетом основано на том, что мышечная работа осуществляется за счет энергии жиров и углеводов. При этом улучшается толерантность (переносимость) к глюкозе и повышается усвоение глюкозы работающими мышцами[7; 9 С 253-263; 10].Список использованной литературы
Северин, Е.С. Биохимия: Учебник для вузов / Е.С. Северин. — 5-е изд., перераб. и доп. — 2009. — 768 с.
Балаболкин, М.И. Эндокринология: Учебник / М.И. Балаболкин. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Универсум паблишинг, 1998. — 416 с.
Березов, Т.Т. Биологическая химия: Учебник / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина, 1998. – 704с.
Электронная химическая энциклопедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.ximuk.ru/encyklopedia/1707.htmlРозен, В.Б. Основы эндокринологии: Учебник. / В.Б. Розен. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: МГУ, 1994. — 384 с.
Электронный медицинский журнал «РМЖ» [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.rmj.ru/articles_8508.htmМаршалл, В.Д Клиническая биохимия: Практическое руководство / В.Д. Маршалл. – М.: Mosby, 1999. – 384с.
Bilous R., Donnelly R. Handbook of Diabetes — 4ed., — 2010. — 238 Р.
Старкова, Н.Т. Клиническая эндокринология: Руководство / Н.Т. Старкова. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Питер, 2002.— 576 с.
Березин, И.П. Сахарная болезнь / Березин И.П. // Твоё здоровье, Изд. Знание — № 3 — С. 97.
Николаев А. Я., Осипов Е. В., Кцоева С. А. Биохимия инсулинзависимого сахарного диабета [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.biochemistry.ru/dm/dm.htm Биология и медицина [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.medbiol.ru/
Avruch J. MAP kinase pathways: the first twenty years // Biochim. Biophys. Acta. — 2007. — 1773, № 8. — P. 1150–1160.
Boura-Halfon S., Zick Y. Phosphorylation of IRS proteins, insulin action, and insulin resistance // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. — 2009. — 296. — P. E581–E591.
Cohen P. The twentieth century struggle to decipher insulin signaling // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. — 2006. — 7. — P. 867–873.
Gehart H., Kumpf S., Ittner A., Ricci R. MAPK signalling incellular metabolism: stress or wellness? // EMBO Rep. —2010. — 11, № 11. — P. 834–840.
Taniguchi C. M., Emanuelli B., Kahn C. R. Critical nodes insignalling pathways: insights into insulin action // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. — 2006. — 7. — P. 85–96.
Gureasko J., Galush W. J., Boykevisch S. et al. Membranedependent signal integration by the Ras activator Son of sevenless // Nat. Struct. Mol. Biol. — 2008. — 15. — P. 452–461.
Farese R. V. Insulin-sensitive phospholipid signaling systems and glucose transport. Update II // Exp. Biol. Med. — 2001. — 226, № 4. — P. 283–295.
Foukas L. C., Claret M., Pearce W. et al. Critical role for the p110alpha phosphoinositide-3-OH kinase in growth and metabolic regulation // Nature. — 2006. — 441. — P. 366–370.
Farese R. V., Sajan M. P. Metabolic functions of atypical protein kinase C: “good” and “bad” as defined by nutritional status // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. — 2010. — 298. — P. E385–E394.
Siddle K. Signalling by insulin and IGF receptors: supporting acts and new players. J. Mol. Endocrinol. — 2011. — 47, № 1. — P. 1–10.
Gallagher E. J., LeRoith D. Minireview: IGF, Insulin, and Cancer // Endocrinology. — 2011. — 152, № 7. — P. 2546–2551.
Chang L., Chiang S., Saltiel A. R. Insulin signaling and the regulation of glucose transport // Mol. Med. — 2004. — 10, № 7-12. — P. 65–71.
Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org

Приложенные файлы

  • docx 4960820
    Размер файла: 157 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий