Receptores de insulina: características, estrutura, funções

O receptor da insulina é uma proteína estruturas expostas no lado extracelular da membrana plasmática de muitas células do corpo humano e de outros mamíferos. O ligante natural deste receptor é a insulina.

A insulina é um hormônio sintetizado pelas células β das ilhotas de Langerhans da porção endócrina do pâncreas, um órgão localizado na cavidade abdominal que sintetiza enzimas e hormônios digestivos.

Receptores de insulina: características, estrutura, funções 1

Visualização da sinalização transmembranar induzida por ligante no receptor de insulina. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz e Ünal Coskun [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

A insulina sintetizada e liberada pelo pâncreas se liga ao seu receptor na membrana plasmática dos glóbulos brancos e, como conseqüência dessa união ligante-receptor, são desencadeados uma série de processos intracelulares que acabam promovendo a entrada de glicose nas referidas células.

A insulina é responsável pela ativação de muitas reações anabólicas ou sintéticas relacionadas ao metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas.

Os receptores de insulina são glicoproteínas formadas por quatro subunidades com seus terminais amino e carboxil na região citoplasmática. Quando esses receptores se ligam à insulina, eles se agrupam e endocitam.

Na obesidade e no diabetes tipo II, o número de receptores de insulina diminui e isso explica em parte a resistência à insulina que acompanha essas condições patológicas.

Caracteristicas

Os receptores de insulina fazem parte de uma família de receptores de membrana que possuem locais de ligação para hormônios proteicos. Esses tipos de hormônios não podem atravessar as membranas celulares, então seus efeitos metabólicos são executados através de seus receptores.

A insulina é um hormônio peptídico relacionado à promoção de reações de síntese chamadas reações anabólicas, relacionadas ao metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas.

Relacionado:  Que importância as mutações têm para os seres vivos?

Muitas células possuem receptores de insulina, principalmente células musculares, hepáticas e células do tecido adiposo. No entanto, outras células que aparentemente não são células alvo da insulina também possuem receptores de insulina.

A entrada de glicose nas células, em alguns tecidos, depende da insulina, pois nelas as proteínas responsáveis ​​pela difusão facilitada da glicose são encontradas em pequenos pedaços de membrana formando vesículas intracelulares.

Quando a insulina se liga ao seu receptor nesse tipo de células dependentes de insulina, os transportadores de glicose localizados nas vesículas intracelulares se movem e aparecem na superfície da membrana celular quando essas vesículas se fundem com essa membrana.

O músculo esquelético e as células do tecido adiposo são, entre outros, um exemplo desse mecanismo.

Os receptores de insulina têm uma meia-vida relativamente curta de cerca de 7 a 12 horas, portanto são constantemente sintetizados e degradados. Nos mamíferos, a concentração de receptores é de aproximadamente 20.000 receptores por célula.

Quando a insulina se liga ao receptor, ocorre uma alteração conformacional do receptor, os receptores vizinhos se movem, micro-agregados são produzidos e, em seguida, o receptor é internalizado. Ao mesmo tempo, são gerados os sinais que amplificarão as respostas.

Estrutura

Receptores de insulina: características, estrutura, funções 2

Receptor de insulina dimérico colorido. Domínios L1 (azul), CR (ciano), L2 (verde), FnIII-1 (amarelo), FnIII-2 (laranja), FnIII-3 (vermelho). Fletcher01 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

O gene que codifica o receptor de insulina é encontrado no cromossomo 19 e possui 22 éxons. Este receptor é formado por quatro subunidades de glicoproteínas ligadas por pontes dissulfeto.

É inicialmente sintetizado no retículo endoplasmático como uma cadeia polipeptídica simples de cerca de 1382 aminoácidos que é então fosforilada e clivada para formar as subunidades α e β.

Relacionado:  5 ações que podem ser tomadas para proteger espécies

As quatro subunidades do receptor de insulina são dois alfas (α) com um peso molecular de 140.000 Da e dois betas menores (β), com um peso molecular aproximado de 95.000 Da.

As subunidades α são extracelulares e estão expostas na superfície externa da membrana celular. As subunidades β, por outro lado, atravessam a membrana e são expostas ou se projetam na superfície interna da membrana (voltada para o citoplasma).

Nas subunidades α é o local de ligação da insulina. Nas unidades p, existe um local de ligação para o ATP que ativa a função quinase desta subunidade e induz a autofosforilação do receptor nos resíduos de tirosina da subunidade p.

Esses receptores fazem parte de uma família de receptores associados a enzimas citoplasmáticas, como a tirosina quinase, uma enzima que se ativa quando a insulina se liga ao receptor e inicia um processo de fosforilação e desfosforilação de uma série de enzimas responsáveis ​​pelos efeitos. metabólico da insulina.

Funções

Receptores de insulina: características, estrutura, funções 3

Mecanismo de ação da insulina. Excretada pelo pâncreas, a insulina circula pelo sangue (λ = 30 min) antes de se ligar a um receptor de insulina (IR). Luuis12321 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

A subunidade α dos receptores de insulina possui o local de ligação da insulina. Quando essa unidade se liga ao seu ligante, ocorrem alterações conformacionais na estrutura do receptor que ativa as subunidades β responsáveis ​​pelos mecanismos de transdução de sinal e, portanto, pelos efeitos da insulina.

Nos domínios citoplasmáticos do receptor, é ativada uma tirosina quinase que inicia a transmissão do sinal através de uma cascata de quinase. A primeira coisa que acontece é a fosforilação ou autofosforilação do receptor de insulina e, em seguida, os chamados substratos do receptor de insulina ou IRS são fosforilados.

Relacionado:  Flora e fauna de Tabasco: espécies mais representativas

Foram descritos quatro substratos do receptor de insulina chamados IRS-1, IRS-2, IRS-3 e IRS-4. A fosforilação destes ocorre em resíduos de tirosina, serina e treonina. Cada um desses substratos está relacionado a diferentes cascatas de quinase envolvidas nos efeitos metabólicos da insulina.

Por exemplo:

  • O IRS-1 parece estar relacionado ao efeito da insulina no crescimento celular.
  • O IRS -2 está relacionado aos efeitos metabólicos do hormônio, como o aumento da síntese de glicogênio, lipídios e proteínas, e com a translocação de proteínas como proteínas receptoras e proteínas de transporte de glicose.

Doenças

O diabetes é uma doença que afeta uma porcentagem muito alta da população mundial e está relacionada a defeitos na produção de insulina, mas também a uma função deficiente dos receptores de insulina.

Existem dois tipos de diabetes: diabetes tipo I ou diabetes juvenil, que é dependente de insulina, e diabetes tipo II ou diabetes em adultos, que não é dependente de insulina.

O diabetes tipo I é devido à produção insuficiente de insulina e é acompanhado por hiperglicemia e cetoacidose. O diabetes tipo II está relacionado a fatores genéticos que afetam a produção de insulina e a função de seus receptores e é acompanhado por hiperglicemia sem cetoacidose.

Referências

  1. Associação Americana de Diabetes. (2010). Diagnóstico e classificação de diabetes mellitus. Diabetes care , 33 (Suplemento 1), S62-S69.
  2. Berne, R. & Levy, M. (1990). Fisiologia . Mosby; Edição Ed internacional.
  3. Fox, SI (2006). Fisiologia Humana (9a ed.). Nova York, EUA: McGraw-Hill Press.
  4. Guyton, A. & Hall, J. (2006). Manual de Fisiologia Médica (11ª ed.). Elsevier Inc.
  5. Lee, J. & Pilch, PF (1994). O receptor de insulina: estrutura, função e sinalização. American Journal of Physiology-Cell Physiology , 266 (2), C319-C334.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies