Lenindzher Основы биохимии т.3 (1128697), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Островки содержат близкие друг другу по происхождению клетки нескольких типов, причем клетки каждого типа продуцируют какой-то один гормон поджелудочной железы (рис. 25-15 и табл. 25.з). Островки Лангерганса секретнруют следующие гормоны; глюкаган, вырабатываемый А-клетками; инсулин, вырабатываемый В-клетками; соматостатин, вырабатынаемый О-клетка- Таблица 25-5. Гормоны полжелудочной же- лезы 79о ЧАСТЬ П1. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ БИОХИМИИ ЧЕЛОВЕКА ми, и палкреатичеккий полипептид (сраввительно недавно открытый гормон, для которого еще нет общепринятого названия), вырабатываемый Г-клетками. Хотя все эти гормоны каждый по своему важны в обмене веществ, в особенности в обмене углеводов, все же инсулин занимает первое место по важности.
Несмотря на исключительное значение инсулина в жчении сахарного диабета, мы до снх пор не знаем в точности, как этот гормон оказывает свое жизненно важное действие. Изучение механизма действия инсулина -одна из наиболее интенсивно исслепуемых проблем современной бно- ХИМИИ И Л1ЕДИЦИНЫ. 25.11. Инсулин— пшогликемический гормон В конце Х1Х столетия было обнаружено, что у собак после хирургического удаления поджелудочной железы развивается состояние, близкое к агхарному диабету у человека (гл.
24). У этих животных, как и у людей больных диабетом, уровень глюкозы в крови повышен, т.е. имеет место гипереликелггт. Глюкоза при этом выделяется с мочой в большом количестве, придавая ей сладкий вкус, т.е. имеет место глюкоэурпл. (В свое время сахарный и несахарный диабет различалн по вкусу мочи, так как другой признак, а именно выделение больших объемов мочи свойствен обоим состояниям.) Попытки лечить собак с удаленной поджелудочной железой путем скармливания им необработанной ткани поджелудочной железы, полученной от здоровых животных, не привели к успеху, однако инъекция экстрактов нормальной поджелудочной железы прооперированным собакам ослабляла проявление у них симптомов диабета. После многих безуспешных попыток в 1922 г.
все же удалось выделить в чистом виде активный фактор, присутствующий в экстракте поджелудочной железы. Он был назван инсулином (т.е. «островковым веществоми), поскольку к тому времени уже было известно, что именно островковая ткань служит источником гормона. Вскоре инсулин стал применяться для лечения лю- В-цепь А-цепь Сйу Ве ! Чи! ! С!п а С(п Рье ! Чи! ! Авп ! С!п а НЫ ув 1.еп Сув — Б — 3 — Сув ! Б А!а С1у ! ! 8 Бег Бст | ! ы Чв! ю НЫ Сув Ьео ! Бег ! 1.еп Туг ! и С!п Ьеп ! С1п ! Авп С1п А!а Тут ! 1ео ! Туг -Сув -Б — Б ! ге Сув гс С!у ! ! Авп С1п Атя ! С)у Рье га Рйе ! Туг ! Тьт С-концы полипептицнык цепей гс А1а Рис.
75-16. Аыннокнслотные лослелоаюельнос- ти А-и В-пеней инсулина крупного рогатого скота. ГЛ. 25. ГОРМОНЫ Инсулин (гюквзан краоныл1) яиг Пс иль Ныс:тра помыв .ыпоптнэ, С пептил (ЗЕ оотвтлон1 Рис. 25-72 Образощние инсулина. Исходным предщественннкам инсулина является препро- инсулин (полная структура показана внизу), ко- торый после Чжрмен гативиога отгцепления с Х-копна 23 амииокисяотных остатков превра- щаетск в проннсулин.
Проиисулин в свою оче- редь подвергается действэпо пептицаз в двух местах, показанных стрелками, и превращается в инсулин (вылелен красным цветам) Далее с каждого конца выреэавного промежуточного пепгида оппепляется по дипептиду, после чего остается С-пептид. содержащий Зй аминокис- лотвьи остатков.
дей, страдающих диабетом, и с тех пор стал одним из важнейших терацевтических средств, известных медицине; он спас или продлил жизнь огромному числу людей. Инсулин представляет собой небольшой белок с мол. массой 5700, состоящий нз двух полипептидных цепей, А н В, соединенных друг с другом двумя дисульфццными мостиками (рис. 25-16). Напомним, что инсулин -это первый белок, для которого была установлена аминокислотная последовательность (разл. 6.8). Используемый в медицине препарат инсулина выделяют из ткани поджелудочных желез животных, забиваемых на бойнях.
Инсулин синтезируется В- или (3-клетками поджелудочнои железы в виде неактивного предшественника. Непосредственным предшественником инсулина является ироинсудии .одноцепочечный полипептид, содержащий в зависимости от вида животного от 78 до 86 аминокислотных остатков (рис. 25-17). Проинсулин из поджелудочной железы крупного рогатого скота состоит из 81 остатка и имеет три меха(епочечных дисульфидных мостика. Он накаплнваетсн в гранулах внутри В-клеток островковой ткани и сохраняется в них до тех пор, пока клетки не получат сигнал о необходимости его выделения. В этот момент.
проинсулин преврап(ается в активный инсулин под действием специфических пептидаэ, которые расщепляют две пептидные связи в цени проинсулина. вырезая нз нее средний фрагмент; Далее в результате действия пептидаэы с обоих концов этого фрагмента отщепляются по двп аминокислотных остатка (рис. 25-17) и образуется С-иеищид. Два концевых фрагмента исходной цепи проннсулина становятся соответственно А- и Вщепями инсулина, которые удерживаются вместе посредством дисульфидных мостиков, Проинсулин в свою очередь также образуется из своего предшественника, а именно из иренроинсулииа, который по сравнению с проинсулином содержит дополнительно23 амннокислотных остатка наХ-конце(рис.
25-17). При образовании проинсулина эта (ч(-концевая последовательность отщепляется специальной пептндазой. Это генетически детерминированная лидерная, или сигнальная, последовательностач благодаря которой ново- синтезированный проинсулин попаласт в предназначенное ему месю в кдепге, а именно в секреторные гранулы.
Как мы увидим в гл. 29„такие сигнальные послеловательности включаются во многие белки во время нх синтеза. 798 ЧАСТЬ |Ц. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ БИОХИМИИ ЧЕЛОВЕКА 25.12. Секреция инсулина регулируется в первую очередь концентрацией глюкозы в крови Секреция инсулина из В-клеток островков Лангерганса в кровь представляет собой сложный процесс; он идет при участии ионов Саз+, и его последний этап -это вмделение в кровь содержимого секреторных гранул, в которых образуются инсулин и С-пептид.
Скорость секреции инсулина завися~ в первую очерель от концентрации ппокозы в крови — она тем выше, чем выше концентрация глюкозы. Повышение концентрации инсулина ускоряет поступление глюкозы из крови в печень и мышцы, где она в основном превращается в гликоген. При этом концентрация глюкозы в крови падает до нормального уровня, что в свою очередь приводит к замедлению секреции инсулина, скорость которой снижается до нормы.
Таким образом, между скоростью секреции инсулина и концентрацией глюкозы в крови существует хорошо отлаженная обратная связь. 25.13. Вторичный посредник действия инсулвна еше неизвестен Рецепторы инсулина были обнаружены на поверхности клеток печени, скелетных мыпль а также клеток жировой ткани 1адипоцитов). Эти рецепторы были вьщелены из клеточных мембран и очищены. Выделенный рецептор инсулина является специфическим гликопротеином, который очень прочно связывает инсулин. Число репепторов инсулина на поверхности клетки меняется в зависимости от условий обмена веществ; показано также, что они обладают высокой скоростью оборота. Несмотря на интенсивные исследования, проиодящиеся на протяжении многих лет, до сих пор не удается обнаружить вторичный посредник, высвобождающийся при связывании инсулина с его рецепторами.
Известно лишь, что в механизме, запускающем действие инсулина, важную роль играют внутриклеточные ионы Са"; принци- пиально важным представляется также то, что при воздействии инсулина на клетки печени в них резко возрастает активность митохондриальной пируватдегидрогеназы 1разд. 1б.21 Вопрос о внутриклеточном посреднике действия инсулина является одним из наиболее важных в биохимии, поскольку его идентификация безусловно имела бы фундаментальное значение для понимания природы диабета и повьшжния эффективности лечения этого заболевания. 25.!4. Инсулин влияет на многие процессы обмена веществ В гл.
24 был описан цельгй шщ других изменений обмена веществ, наблюдак шихся при недостатке инсулина. Так, у больных диабетом или у животных с экспериментальным диабетом, вызванным удалением поджелудочной железы либо разрушением островковой ткани путем введения аллоксана (рис. 25-13), утрачивается способность к синтезу жирных кислот и липидов из глюкозы. При этом скорость окисления жирных кислот превышает норму, что приводит к образованию избытка кето- новых тел, накапливающихся в тканях, крови и моче, т.е.
к так называемому кетозу. У животных с экспериментальным диабетом снижается также скорость переноса аминокислот из крови в клетки периферических тканей, вследствие чего замедляется биосинтез белков. Вместо этого аминокислоты подвергаются в печени дезаминнрованию, и из их углеродных цепей в ходе глюконеогенеза 1разд. 20.1) образуется глюкоза„ посту- О 1 С НН С=О ! 1 О=С С=О н н Рнс. 2Ь18. Структура аллоксана — пнрнмнлннового производного, вызывающего экспернментальныя диабет у жнвотнык путем разругленпв островковыз клеток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
