От лат. insula (insulae) – островок, а также отдельно стоящий дом и protein – белок. Пептидный гормон, секретируемый бета-клетками островков Лангерганса*, расположенными преимущественно в каудальной (хвостовой, или селезёночной) части поджелудочной железы (см. Лангерганса островки). Синтезируется в виде предшественника (препрогормона, проинсулина), претерпевающего процессинг с удалением из центральной части молекулы С-пептида**. Молекула инсулина состоит из двух цепей – А-цепи (21 аминокислотный остаток) и В-цепи (30 аминокислотных остатков), соединённых двумя дисульфидными мостиками. Кроме того, в А-цепи присутствует внутренняя дисульфидная связь***. Гормон, регулирует многочисленные функции в организме, из которых главной является обмен углеводов. Комплекс рецептор/инсулин стимулирует многие внутриклеточные процессы, в том числе синтез ключевых ферментов обмена углеводов, таких как гексокиназа, пируваткиназа, гликогенсинтетаза и др. Способствует внутриклеточному транспорту и утилизации глюкозы (в том числе за счёт стимуляции гликогеногенеза печенью), биосинтезу белков, образованию и накоплению нейтральных липидов (липогенез) и снижению скорости продукции глюкозы печенью. В жировой и мышечной тканях, а также в кардиомиоцитах инсулин, при увеличении концентрации глюкозы в крови выше 5мМ, запускает процесс продвижения к плазмалемме (с последующим слиянием с ней) внутриклеточных везикул, несущих переносчик глюкозы GLUT4. В результате увеличения числа молекул переносчика в плазмалемме возрастает скорость проникновения глюкозы внутрь клеток (в 15 и более раз!). При снижении уровня глюкозы падает и уровень инсулина (в норме), в результате чего большинство молекул GLUT4 удаются с поверхности клетки, переходя снова во внутриклеточные везикулы (см. Переносчики глюкозы). У инсулина есть ещё и паракринная функция – он регулирует синтез другого гормона островков Лангерганса – глюкагона, играющего роль контринсулярного агента. Физиологический расход инсулина составляет 0,5–1 ед. в сутки на 1 кг массы тела. В клинической практике инсулин применяется парентерально для лечения сахарного диабета первого типа****.
Интересно отметить, что у детей с высоким уровнем IQ, головной мозг больше потребляет глюкозы, и одновременно у нх наблюдается повышенная склонность к возникновению рака печени, связанного с геном, активирующим инсулиновую систему.
Установлено, что физические нагрузки повышают чувствительность мышечной ткани к инсулину. Считается, что это обусловлено возникающими в процессе мышечного сокращения свободными радикалами.
*От этой островковой ткани гормон и получил своё название. Следует отметить, что в процессе эмбриогенеза первый инсулин синтезируется клетками слюнных желёз. В 1922 г. канадский врач-хирург и физиолог Фредерик Грант Бантинг***** (1891–1941), а также студент-дипломник Чарльз Герберт Бест, который был помощником у Бантинга, выделили из поджелудочной железы фактор, обладающий мощным гипогликемическим действием, и назвали его инсулином. Уже осенью 1923 г. (что беспрецедентно!) Бантинг получил Нобелевскую премию по физиологии совместно с руководителем лаборатории в Торонто, в которой проводил опыты на собаках, шотландцем по происхождению Джоном Ричардом Маклеодом, который, по большому счёту, к открытию имел лишь косвенное отношение. На самом деле номинантом премии должен был быть не Маклеод, провозгласивший в июле 1923 г. об открытии инсулина, а четвёртый участник – биохимик Джеймс Коллип, который и научился выделять из экстрактов поджелудочной железы активное вещество, и именно он начал проводить успешные медицинские опыты на детях больных диабетом, а впоследствии – к вящему недовольству Бантинга – весь проект по получению инсулина взял в свои руки.
**От англ. connecting – связующий. Процессинг осуществляет кальций-зависимая эндопептиза бета-клеток (эндопептидаза инсулоцитов).
***Точную первичную аминокислотную последовательность (первичную структуру) молекулы инсулина расшифровал в 1955 г. английский биохимик Фредерик Сэнгер (Сенджер) (Sanger F., Нобелевская премия, 1958 и 1980 гг.).
****В клинической практике в настоящее время используются различные формы и виды инсулинов – пролонгированного и короткого действия. Например, НовоРапид (NovoRapid) – аналог человеческого инсулина короткого действия, в котором вместо пролина в положении 28 В-цепи стоит аспарагиновая кислота, что способствует ускорению процесса всасывания инсулина из подкожно-жировой клетчатки. Такой аспарт-инсулин не образует димеры и гексамеры, характерные для растворов обычного инсулина. Создаётся также принципиально новое поколение инсулинов, например, свехпролонгированный инсулин, ингаляционный инсулин и даже инсулин в виде таблеток (см. также Хумулин (гумулин)).
*****В английском языке существует понятие banting – лечение ожирения голодной диетой, или просто “голодная диета”. Понятие возникло от имени однофамильца Бантинга – толстяка-гробовщика, написавшего в 1860 г. брошюру-бестселлер “Письмо о тучности”, в которой он рассказал о том, как боролся с собственным ожирением голодом. Фамилия Бест в английском языке также говорящая, и означает “лучший”.