4. Một số hormone và vai trò của chúng
4.3.2. Tác động của Insuline lên mô bào đích
Tác dụng rõ ràng nhất của Insuline với động vật có vú là giảm nhanh chóng hàm lượng glucose trong máu khi hàm lượng này tăng, do việc tăng cường vận chuyển glucose vào máu qua tế bào cơ, gan, lipid. Insuline có tác dụng chuyển dạng của enzyme glycogen syntetase từ không hoạt động sang trạng thái hoạt động để xúc tiến quá trình sinh tổng hợp glycogen từ glucose ở tế bào cơ, tế bào gan. Đồng thời nó ức chế sự phân giải lipid. Một enzyme khác chịu tác động rõ rệt của Insuline là Hexokinase - enzyme có vai trò hoạt hoá glucosse. Glucose sau khi được hoạt hoá sẽ đi vào con đường cung cấp năng lượng cho tế bào và một phần tạo nguyên liệu cho quá trình tổng hợp lipid. Insuline còn thúc đẩy sự tổng hợp protein từ các acid amin, đồng thời nó ngăn cản nhóm hormone Corticosteroid, do đó quá trình sinh mới glucose bị dừng lại.
Về cơ chế tác động của Insuline là cơ chế tác dụng lên màng thông qua chất tiếp nhận đặc hiệu của nó ở màng tế bào đích. Cuatracasas và cộng sự đã tách chiết được các protein Receptor của Insuline từ các tế bào lipid khi dùng các chất tẩy không ion và đã tinh khiết được chúng bằng phương pháp sắc ký ái lực trên các hạt Insuline-agarose. Bằng sắc ký khí ái lực với tính đặc hiệu cao của phản ứng giữa Insuline với chất tiếp nhận Insuline người ta đã thu được những phân tử chất tiếp nhận Insuline đã hoà tan, và đã tinh khiết được trên 250.000 nhóm protein chất tiếp nhận Insuline có khối lượng phân tử khoảng 300.000 dal. Như vậy Insuline có nhiều chất tiếp nhận.
Chất tiếp nhận của Insuline là protein kinase đặc hiệu với Tyrosine, nó vận chuyển một gốc phosphate từ ATP để phosphoryl hoá gốc OH của Tyrosine. Bản thân chất tiếp nhận này là một một glycoproteid, gồm 2 chuỗi α (KLPT 130.000 dal). Chuỗi α nằm ở mặt ngoài màng và chứa một vị trí đặc hiệu để nhận diện Insuline và kết hợp với nó và 2 chuỗi β (KLPT 95.000 dal) nằm ở giữa màng, với gốc carboxyl (-COOH) ở phía dịch bào tương. Chuỗi β có vùng hoạt động Tyrosine-kinase (hình 4.18)
Hình 4.19.Cơ chế vận chuyển glucosse qua màng tế bào của Insuline
Khi Insuline kết hợp với chuỗi α, chuỗi β sẽ xúc tác cho phản ứng phosphoryl hoá gốc tyrrozin đặc hiệu của bản thân mình. Phản ứng tự phosphoryl hoá ở vị trí xúc tác của chuỗi β đã làm tăng khả năng phosphoryl những gốc Tyrosine của những protein ở bào tương của tế bào đích. Sự kết hợp của Insuline với chất tiếp nhận của nó làm tăng tốc độ vận chuyển glucosse qua màng tế bào (hình 4.19).
Tác động của Insuline là trái ngược với 4 hormone: glucagon, Adrenalin, Glucocorticosteroid và hormone sinh trưởng của tuyến yên. Ngoài sự điều hoà trao đổi glucid, Insuline còn ảnh hưởng gián tiếp đến các quá trình trao đổi dinh dưỡng khác. Khi thiếu Insuline thì ngoài sự làm tăng hàm lượng đường trong máu gây nên chứng dia betes mellidus (bệnh đường niệu), nó còn làm giảm hàm lượng glycogen ở cơ, ở gan, thể xton trong máu tăng lên do sư ôxy hoá lipid tăng, mặt khác sự tổng hợp chúng lại giảm, tốc độ phân giải protein cũng tăng, điều này được thể hiện tăng lượng nitơ bài tiết theo nước tiểu và có sự chuyển hoá các acid amin thành glucose. Người ta có thể giải thích sự tăng phân giải lipid và protein là do tế bào thiếu năng lượng. Vì khi thiếu Insuline sẽ làm giảm độ thẩm thấu glucose của tế bào (hình 4.19), làm giảm hoạt lực của enzyme Hexokinase. Do đó thừa đường mà tế bào lại thiếu năng lượng. Tế bào phải lấy năng lượng từ lipid và protein.
Sự giảm ôxy hoá glucose được chứng minh qua thí nghiệm với các đồng vị phóng xạ. Người ta đưa glucose đã được đánh dấu bằng C14 phóng xạ vào động vật thiếu Insuline, bằng con đường đo hoạt tính phóng xạ của khí CO2 thở ra có thể xác định được sự oxy hoá glucose trong cơ thể. Người ta chỉ thấy một phần rất nhỏ của C14 trong khí CO2 thở ra, khi con vật được tiêm Insuline thì C14 trong khí CO2 thở ra tăng lên rõ rệt.