胰岛素的作用原理?

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胰岛素是体内唯一的降血糖激素,也是唯一一种蛋白质类激素。 它由51个氨基酸组成,有a、b两条多肽链,形成一个二聚体。

胰岛素通过与其细胞表面特异性胰岛素受体(IR)结合而发挥作用。目前发现的胰岛素受体底物(IRS)有6种,分别称为IRS-1至IRS-6。它们都属于酪氨酸蛋白激酶家族成员,具有激活磷酸肌醇3-kinase通路的功能。

胰岛素可以通过其细胞膜上的胰岛素受体底物实现对细胞的信号转导作用,进而调控葡萄糖的代谢。

胰岛素还能够通过胰岛素样生长因子机制(IGF)及胰岛素信号传导分子STAT3和FOXO1等途径来发挥抗肿瘤抗移植性免疫反应。 目前研究得最多的就是胰岛素/AKT信号转导通路,因为这个通路跟细胞的能量代谢密切相关。 AKT是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,通常以两种形式存在,即AKT1和AKT2。已知AKT的活性需要其结构中的PH环(PHK),通过PH环上四个关键的质子供体(Ser473、Thr308、Ser494、P-470)的磷酸化来实现。其中Ser473是最敏感的AKT磷酸化位点,也是胰岛素刺激后很快出现磷酸化的位点之一。

当细胞接受胰岛素刺激时,胰岛素与胰岛素的受体(IR)结合,继而激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K),使AKT发生磷酸化而形成有活性的二聚体,随后通过PI3K/AKT通路调节下游靶基因的活性,最终改变细胞的生物学功能。 这个通路的异常可能引起细胞能量代谢紊乱,最终导致疾病的发生发展。如胰腺炎、糖尿病、肿瘤、免疫抑制等。

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1、对糖代谢的作用

促进全身组织对葡萄糖的摄取和利用。在葡萄糖浓度正常或升高时,促进肌肉、脂肪组织摄取葡萄糖速度比肝快得多;在葡萄糖浓度较低时,肝摄取葡萄糖速度仍很高,而肌肉、脂肪组织则不然。

促进葡萄糖转变为糖原(受皮质激素对抗)。在肝、肌糖原已饱和时,葡萄糖则主要转变为甘油酸酯储存。促进葡萄糖转变为脂肪酸,并储存于脂肪组织。

抑制肝内糖异生;抑制各种组织细胞内糖酵解和磷酸戊糖通路。总之,由于胰岛素强烈抑制肝内糖异生和促进葡萄糖利用(外周组织摄取葡萄糖和肝内葡萄糖的磷酸化),使葡萄糖氧化和合成减少,结果使血糖浓度下降。

2、对脂肪代谢的作用

促进脂肪合成:激活脂肪酸合成酶,促进脂肪酸合成;从而促进甘油三酯的合成。同时又抑制组织脂肪分解,因为胰岛素可降低脂解激素(肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素和肾上腺皮质激素的浓度,又能抑制脂肪细胞脂蛋白脂肪酶和激素敏感性脂肪酶的活性,故强烈抑制脂肪分解。降低血中游离脂肪酸和酮体浓度。

3、对蛋白质代谢的作用

促进蛋白质合成作用的机制:①促进氨基酸通过摄取系统进入细胞;进入细胞内的氨基酸可与tRNA结合(氨基酸与tRNA结合过程需要ATP提供能量),然后参加蛋白质合成;同时,使核糖体内与rRNA和蛋白质合成有关的酸性核蛋白磷酸化因而激活,故加强蛋白质合成。②抑制肝内蛋白质分解,还可抑制肾小管上皮细胞对氨基酸重吸收,使尿中氨基酸排出量增加而降低血中氨基酸浓度,从而有利于蛋白质合成。

4、对组织生长的作用

促进RNA、DNA及核蛋白体的生物合成,故可促进组织生长。尤其在幼年,这时机体正处于生长发育期,故胰岛素有促进生长的作用。成年后,生长已停止,因此,在成人,其促进生长的作用不明显。但是,胰岛素是组织生长的重要激素,是机体组织生长的调节物,可维持组织器官的正常生长和生理功能。对生长的调节作用主要取决于靶细胞内蛋白质合成的质和量。

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