Helmichs Biologie-Lexikon

Insulin-Funktion in den Fettzellen

siehe folgenden Text

Aufgabe des Insulins in Fettzellen

Wenn das Insulin an die Insulinrezeptoren in der Membran der Fettzellen andockt, wird im Zellinnern der PIK3/Akt-Signalweg aktiviert.

Am Anfang dieses Signalweges wird das Enzym Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K) aktiviert. Aus dem Membranlipid PIP2 wird dann durch Phosphorylierung die Verbindung PIP3, ein sogeannter second messenger. Dieser aktiviert dann u.a. die Proteinkinase B (PKB), ein Enzym, das wiederum viele andere Proteine aktiviert, indem es eine Phosphatgruppe überträgt.

In der Membran der Fettzellen findet sich der Glucose-Transporter GLUT4, der insulinabhängig ist.

Die Transportproteine befinden sich zunächst in den GLUT4-Vesikeln im Zellplasma. Nach Aktivierung des Inuslin-Rezeptors verschmelzen diese Vesikel mit der Zellmembran, wodurch die GLUT4-Transporter in die Zellmembran eingebaut werden.

Durch diesen GLUT4-Transporter strömt dann Glucose in die Zelle. In der Zelle wird die Glucose-Konzentration stets niedrig gehalten, so dass stets weitere Glucose in das Zellplasma diffundieren kann (Aufrechterhaltung des Konzentrationsgradienten).

Zwei Stoffwechselvorgäng, die für den Abbau der Glucose verantwortlich sind, werden durch den PIK3/Akt-Signalweg aktiviert.

Glycolyse

Im ersten Abschnitt der Glycolyse wird das Glucose-Molekül (nachdem es zweimal durch ATP aktiviert wurde) in zwei kleinere Bruchstücke gespalten: Dihydroxyaceton-Phosphat (DHAP) und Glycerinaldehyd-3-Phosphat (GAP).

Lipogenese: Bildung von Fettsäuren

Das Glycerinaldehyd-3-Phosphat durchläuft dann die normale Glycolyse, wird also zu Pyruvat und schließlich zu Acetyl-Coenzym A. Aus dem Acetyl-Coenzym A schließlich werden dann Fettsäuren synthetisiert. Die Fettsäuren, die in den Lebewesen vorkommen, bestehen ja meistens aus einer geraden Anzahl von Kohlenstoff-Atomen, typische Längen sind 16, 18, 20 und 22. Das hat seinen Grund in der Art der Synthese. Acetyl-CoA ist ja der Baustein der Fettsäuren, und dieses Molekül besteht aus zwei C-Atomen.

Bildung von Glycerin

Aus dem Dihydroxyaceton-Phosphat (DHAP) können die Fettzellen Glycerin bilden.

Bildung von Triglyceriden

Jetzt kommt der letzte und wichtigste Schritt: Aus dem Glycerin und den Fettsäuren bildet die Fettzelle Triglyceride, also die Fettsäureester des Glycerins. Diese Triglyceride sind - ähnlich wie das Glycogen in den Muskel- und Leberzellen - ein Speicherstoff. Allerdings halten die Triglyceride ("Fette") länger vor als Glycogen, sind also eher ein Langfrist-Speicher für Energie.

Quellen:

  1. Lodish, Molecular Cell Biology, New York 2004
  2. Pancreas: Insulin Function (Ninja Nerd Lectures auf Youtube)