Відсутність інсуліну призводить до виснаження запасів білка і збільшення амінокислот в плазмі. Фактично всі процеси запасання білка при відсутності інсуліну припиняються. Розпад білків наростає, синтез припиняється, і велика кількість амінокислот скидаються вплазму. Концентрація амінокислот в крові значно підвищується, їх надлишок починає використовуватися на енергетичні потреби або як субстрат для глюконеогенезу.
Розпад амінокислот веде до збільшення кількості сечовини, екскретіруемих з сечею. Виникає дефіцит білка є найбільш серйозним проявом важкого цукрового діабету. Він веде до різкої слабості поряд з численними порушеннями функцій органів.
Інсулін і гормон росту характеризує синергізм впливів на процеси росту. У зв'язку з тим, що інсулін забезпечує синтез білків, він також необхідний для процесу зростання, як і соматотропний гормон. На малюнку показано, що щури після видалення підшлункової залози і гіпофізектоміі без замісної гормонотерапії втрачають можливість росту.
Введення гормону росту або інсуліну окремо не змінює ситуації, але їх сумісне застосування різко прискорює ріст. Таким чином, виявилося, що ці два гормони діють як синергісти в забезпеченні процесів зростання, при цьому кожен виконує свою специфічну роль, не підміняючи одне одного. Можливо, в якійсь мірі необхідність наявності обох гормонів для росту є результатом забезпечення кожним з них виборчого надходження в клітину конкретних амінокислот, хоча для зростання необхідний повний набір амінокислот.
Механізм секреції інсуліну
На малюнку показані основні етапи освіти інсуліну бета-клітинами у відповідь на збільшення концентрації глюкози в крові, що є головним регулятором секреції інсуліну. Бета-клітини своєму розпорядженні велику кількість транспортерів глюкози (ГЛЮТ2), які забезпечують швидкість надходження глюкози в клітину відповідно до фізіологічними змінами її концентрації в крові.
Поступивши в клітину, Глюкоза фосфорилюється глюкокінази, перетворюючись на глюкозо-6-фосфат. Виявилося, що цей етап лімітує швидкість метаболізму глюкози в бета-клітинах і імовірно є головним сенсорним і коректувальних механізмом, що забезпечує кількісне відповідність продукції інсуліну рівнем глюкози в крові.
Потім глюкоза-6-фосфат окислюється з утворенням аденозинтрифосфату, який інгібує АТФ-чутливі калієві канали в клітці. Закриття калієвих каналів деполяризує мембрану клітини з подальшим відкриттям потенціал-чутливих кальцієвих каналів. Відкриття кальцієвих каналів забезпечує надходження кальцію в клітину, що викликає злиття пухирців, що містять інсулін, з клітинної мембраною і виділення інсуліну в позаклітинний простір за допомогою екзоцитозу.
Інші поживні речовини, Зокрема деякі амінокислоти, також можуть метаболізуватися бета-клітинами, щоб збільшити рівень АТФ в клітці і таким чином стимулювати продукцію інсуліну. Деякі гормони, наприклад глюкагон або шлунковий ингибирующий пептид, а також ацетилхолін, збільшують внутрішньоклітинний вміст кальцію, іншими метаболічними шляхами стимулюють і посилюють дію глюкози, хоча не роблять істотного впливу на секрецію інсуліну при відсутності глюкози. Інші гормони, включаючи соматостатин і норадреналін (шляхом активації адренорецепторів), гальмують екзоцитоз інсуліну.
Препарати сульфонілсечовини стимулюють секрецію інсуліну шляхом зв'язування з АТФ-сенситивним калієвими каналами і блокадою їх активності. Даний процес призводить до деполяризації мембрани, що є пусковим механізмом інсулінової секреції. Це робить зазначені препарати дуже корисними для стимуляції продукції інсуліну у хворих з діабетом II типу, що ми обговоримо далі.