Физиологические и биохимические механизмы секреции инсулина b-клетками поджелудочной железы (по М.И.Балаболкину)

Физиологические и биохимические механизмы секреции инсулина b-клетками поджелудочной железы (по М. И. Балаболкину)

Как уже указывалось ранее, проинсулин, состоящий из А-, В- и С-цепей, синтезируется при посредстве рибосом на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме бета-клеток островков Лангерганса. В аппарате Гольджи (пластинчатый комплекс) проинсулин включается в плазматические везикулы (секреторные пузырьки, гранулы). В секреторных гранулах проинсулин в соединении с атомами цинка образует кристаллы. Далее, в результате достаточно сложных биохимических превращений, в том числе и под действием Са⁺⁺-зависимых эндопептидаз, от проинсулина отсоединяется С-пептид, и он превращается в инсулин.

Секреция инсулина в межклеточное пространство — это сложный физиологический и биохимический процесс. Внешним сигналом для запуска процесса образования и секреции инсулина является глюкоза и ее метаболиты (глюкозо-6-фосфат, образование которой происходит под влиянием фермента глюкокиназы в присутствии АТФ и ионов Mg⁺⁺). Следует заметить, что появление глюкозы в b-клетке даже в самом незначительном количестве обеспечивает запуск этого каскадного процесса. Глюкоза проникает в b-клетку путем диффузии по градиенту концентрации через своеобразный клеточный рецептор ГЛЮТ-2, который фактически является трансмембранным каналом. Однако белки, образующие этот рецептор, также играют определенную роль в ускорении диффузии глюкозы в клетку.

Глюкозо-6-фосфат, участвуя в гликолитическом процессе и цикле Кребса, обеспечивает образование АТФ, повышение концентрации которой в клетке приводит к закрытию АТФ-чувствительных К⁺-каналов, что, в конечном итоге, вызывает деполяризацию клеточной мембраны. В результате деполяризации в мембране клетки открываются так называемые «вольтажзависимые Са⁺⁺-каналы» и ионы Са⁺⁺ проникают в клетку, обеспечивая в дальнейшем транспорт секреторных гранул к мембране клетки за счет экзоцитоза.

Роль Са⁺⁺ в транспортировке секреторных гранул заключается, по-видимому, в активации актин-миозиновых элементов клетки. Кроме актин-миозиновых волокон в транспортировке гранул принимает участие и микротубулярно-микроворсинчатая система. Считается, что микротубулы направляют путь гранул к внутренней поверхности мембраны клетки, а актин-миозиновые элементы «подталкивают» их на этом пути.

Прикрепление секреторных гранул к внутренней стороне мембраны клетки обеспечивается за счет рецептора, который соединяется с аналогичным рецептором мембраны. После прикрепления гранулы к мембране в месте контакта последняя растворяется, а содержимое гранулы (инсулин и С-пептид) выходит в межклеточное пространство.