Презентация по анатомии и физиологии человека Инсулин

Инсулин СодержаниеОткуда берется инсулин?Структурная формула инулина.Действие инсулина.Глобулярные белки.Структура инсулина. Функция инсулина.Эффекты от инсулина. Сахарный диабет.Заболевания, связанные с действием инсулина. Откуда берется инсулин? Инсулин вырабатывается в поджелудочной железе. Она находится слева за желудком, в верхней части живота, и доходит до селезенки; ее положение можно представить, если провести ладонью от левого бока под ребрами к пупку. Структурная формула инулина. Действие инсулина. Так или иначе инсулин затрагивает все виды обмена веществ во всём организме. Однако в первую очередь действие инсулина касается именно обмена углеводов. Основное влияние инсулина на углеводный обмен связано с усилением транспорта глюкозы через клеточные мембраны. Активация инсулинового рецептора запускает внутриклеточный механизм, который напрямую влияет на поступление глюкозы в клетку путём регуляции количества и работы мембранных белков, переносящих глюкозу в клетку. В наибольшей степени от инсулина зависит транспорт глюкозы в двух типах тканей: мышечная ткань и жировая ткань — это инсулинозависимые ткани. Составляя вместе почти 2/3 всей клеточной массы человеческого тела, они выполняют в организме такие важные функции как движение, дыхание , кровообращение , осуществляют запасание выделенной из пищи энергии. Глобулярные белки В отличие от нерастворимых фибриллярных белков растворимые белки имеют почти сферическую форму. Глобулярным белкам свойственна высокоупорядоченная пространственная структура , которая способствует выполнению специфических биологических функций. В данном разделе разбираются особенности строения глобулярных белков на примере небольшого белка инсулина . Инсулин: Первичная структура Под первичной структурой понимают аминокислотную последовательность полипептидной цепи. Молекула функционально активного инсулина состоит их двух полипептидных цепей (А- и В-цепи), соединенных дисульфидными мостиками (на схеме А-цепь окрашена в светло-коричневый цвет, B-цепь — в темно-коричневый, дисульфидные мостики — в желтый). Дополнительный дисульфидный мостик локализован в пределах А-цепи. В поджелудочной железе, где происходит биосинтез инсулина, вначале синтезируется белок-предшественник — проинсулин, в котором С-концевой аминокислотный остаток В-цепи связан c Ν - концевым остатком А-цепи 33-членным фрагментом (на схеме не окрашен). После образования в проинсулине правильно замкнутых дисульфидных мостиков С-пептид отщепляется протеолитическими ферментами . Инсулин: Вторичная структура Вторичными структурами называются участки полипептидной цепи с упорядоченной конформацией, стабилизированной водородными связями . В большинстве глобулярных белков присутствуют одновременно как α - спирали, так и β-складчатые листы. Кроме того, имеются участки с неупорядоченной структурой. Распространенным структурным элементом глобулярных белков является β-петля. В молекуле инсулина участки, имеющие форму α-спирали, составляют 57%, 6% приходится на β - складчатую структуру, 10% построено в виде β-петли, оставшиеся 27% не имеют упорядоченной структуры. Инсулин: Третичная структура Анализ третичной структуры инсулина показал , что в Α-цепи имеются два коротких участка, а в В-цепи — один длинный участок, построенные в виде α-спирали. При этом N-конец А-цепи и С-конец В-цепи располагаются в непосредственной близости друг от друга. Единственная структура типа складчатого листа образуется в димере инсулина . Третичная структура проинсулина еще не установлена. Инсулин : Четвертичная структураБелковые молекулы часто образуют симметрично построенные комплексы, стабилизированные за счет нековалентных взаимодействий. Такие комплексы называются олигомерами, а составные единицы комплексов (от 2 до 12) - субъединицами или мономерами. Инсулин также образует четвертичные структуры. В крови инсулин присутствует частично в виде димера (1). Димер имеет ось симметрии второго порядка. Кроме того, в поджелудочной железе в качестве запасной формы содержится гексамер инсулина (из 6 мономеров), стабилизированный ионами Zn2+. В образовании двух комплексов с катионом Zn2+ принимают участие остатки гистидина в положении B-10 всех шести субъединиц. Каждый октаэдрический комплекс включает один катион Zn2+, три остатка гистидина и три молекулы. Функции инсулина. Инсулин - важнейший регулятор промежуточного обмена веществ. Главное его действие заключается в снижении уровня сахара в крови: он облегчает поглощение и использование глюкозы мышечными и жировыми клетками и тормозит образование новых молекул глюкозы в печени. Кроме того, он способствует запасанию глюкозы в клетках в форме гликогена, а также накоплению других веществ - потенциальных источников энергии (жира, белка), тормозят их распад и утилизацию организмом. Функции инсулина:1. Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и способствует интенсивному окислению её в ткани.2. Вызывает гипогликемию-то, есть снижение уровня глюкозы в крови и как вследствие этого недостаточное поступление глюкозы в клетки ЦНС, на проницаемость которых инсулин не действует. 3. Нормализуют жировой обмен и уменьшают кетонурию. 4. Снижает катаболизм белков и стимулирует синтез белков из аминокислот.5. Понижает содержание сахара в крови, задерживая распад гликогена в печени и увеличивая использование глюкозы мышечными и другими клетками. Физиологические эффекты инсулина. Инсулин — единственный гормон, снижающий содержание глюкозы в крови, 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. Антикатаболические эффекты инсулина.подавляет гидролиз белков — уменьшает деградацию белков;уменьшает липолиз — снижает поступление жирных кислот в кровь. 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. Заболевания, связанные с действием инсулина. Инсулинома — доброкачественная опухоль из бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающая избыточное количество инсулина. Клиническая картина характеризуется эпизодически возникающими гипогликемическими состояниями. Инсулиновый шок — симптомокомплекс развивающийся при однократно введенной избыточной дозе инсулина. Наиболее полное описание можно встретить в учебниках по психиатрии, т.к. инсулиновые шоки применяли для лечения шизофрении. Синдром хронической передозировки инсулина (синдром Сомоджи) — симптомокомплекс, развивающийся при длительном избыточном введении препаратов инсулина. Сахарный диабет Сахарный диабет — это эндокринное заболевание, характеризующееся хроническим повышением уровня сахара в крови вследствие абсолютного или относительного дефицита инсулина — гормона поджелудочной железы. Заболевание приводит к нарушению всех видов обмена веществ, поражению сосудов, нервной системы, а также других органов и систем.