Механизм действия белковых гормонов на клетки-мишени. Пептиды, в отличие от стероидов, не могут пройти сквозь двойной слой фосфолипидов мембран и попасть внутрь клетки. Действие всех гормонов белковой природы обеспечивается работой специальных структур, называемых мембранными рецепторами, способных «опознавать» определенные молекулы. Надо понимать, что название «мембранные рецепторы» условно. Не стоит воспринимать его буквально как чувствительную структуру, сходную с нейронами нервной ткани. На самом деле, это молекулы, встроенные в мембрану, которые вступают в химическое взаимодействие с определенным веществом. Принято говорить, что на это вещество они «реагируют». Причем биохимический механизм этого взаимодействия сходен с таковым у белков-ферментов. Фактически это тот же принцип действия как ключ к замку (см. § 1, 2), который используется и в процессе связывания антител и антигенов.
  Следует помнить, что молекулы мембранных рецепторных белков при связывании с гормонами изменяются. Меняется их конфигурация, структура и, как результат, биохимические свойства. После того как молекула рецептора вступила во взаимодействие с гормоном, она приобретает инуюхимическую активность, и, соответственно, меняются свойства мембраны клетки. Мембрана может изменить полярность, стать проницаемой для веществ, которые раньше не могли сквозь нее проникнуть, или изменится поток ионов и, как результат, заряд мембраны и т. д. Так или иначе изменения молекулы мембранного рецепторного белка при воздействии с молекулой гормона приводят к изменению состояния клетки в целом. А изменения состояния большого количества клеток это и есть физиологические гормональные изменения.
  Мембранным рецептором инсулина является сложный белок, состоящий из двух разных субъединиц. Та из частей (субъединиц) рецептора, которая расположена снаружи клетки, обладает способностью связываться с молекулой инсулина. Другая часть рецептора удерживает наружную субъединицу и погружена в фосфолипидный слой мембраны. В целом весь белковый комплекс как будто пронизывает мембрану клетки насквозь и выступает как в окружающую среду, так и цитоплазм у.
  Инсулиновые мембран-рецепторы характерны для многих клеток. Так, например, они есть в клетках мозга, половых желез и эритроцитов. Вместе с тем глюкоза в первую очередь запасается в клетках печени – гепатоцитах. Именно поэтому на поверхности одного эритроцита может находиться около 40 мембранных рецепторов инсулина. А на гепатоцитах (клетках печени) или липоцитах (клетках жировой ткани) их около 300.
  Механизм взаимодействия инсулина и клетки-мишени до конца не изучен, но за последние двадцать лет накопились сведения, позволяющие сделать определенные выводы. Обобщая полученные научные данные, можно представить следующую цепь событий:
  1) «Узнавание» рецептором гормона инсулина.
  2) «Связывание» выступающей части рецептора с молекулой инсулина.
  3) Изменение свойств той части молекулы рецептора, которая входит в состав мембраны и выступает в цитоплазму. По сути, молекула белка-рецептора фосфорилируется, т. е. присоединяет к себе фосфорный остаток (из АТФ) и становится химически активной.
  4) Химически активированная фосфорилированная молекула мембран-рецептора запускает каскад химических реакций, последовательно приводящих к фосфорилированию и активации внутриклеточных ферментов в цитоплазме клетки (гепатоцита).
  5) В результате значительно повышается проницаемость мембраны клетки для глюкозы. А в цитоплазме в активированном состоянии уже «ждут» ферменты, участвующие в различных путях утилизации и хранения глюкозы, причем как в виде гликогена, так и в виде липидов, синтез которых из сахаров резко активируется.
  Первым и главным результатом воздействия инсулина на мембранный рецептор является резкое усиление поглощения молекул глюкозы клеткой. Мембраны подвергшихся воздействию клеток будто начинают «закачивать» в себя глюкозу из омывающей клетки крови. В результате количество глюкозы в крови резко снижается (рис. 17).