Glukoseregulation der Affinität des Insulinrezeptors in primär kultivierten Adipozyten.

Die Behandlung primär kultivierter Adipozyten mit 20 mM Glukose führte zu einer progressiven Zunahme der spezifischen 125I-Insulinbindung, die fast sofort begann (keine Verzögerungszeit) und in einer 60%igen Steigerung nach 24 Stunden gipfelte. Dieser Effekt war dosisabhängig (Glukose ED50 von 4,6 mM) und wurde durch eine Zunahme der Insulinrezeptoraffinität vermittelt. Darüber hinaus scheint es, dass Glukose die Affinität des Insulinrezeptors durch de novo-Proteinsynthese moduliert, anstatt durch kovalente Modifikation der Rezeptoren, da Cycloheximid selektiv den durch Glukose induzierten Anstieg der Insulinbindekapazität (ED50 von 360 ng/ml) hemmte und die Rezeptoraffinität auf Kontrollwerte zurückbrachte. Wichtig ist, dass die Insulinsensitivität des Glukosetransportsystems durch die Glukosebehandlung um 63% erhöht wurde, was einem Ausmaß vergleichbar mit der Verbesserung der Rezeptoraffinität entspricht, und somit auf eine funktionale Kopplung zwischen Insulinbindung und Insulinwirkung hindeutet. Als die langfristigen Effekte von Insulin (24 Stunden) bewertet wurden, stellten wir fest, dass die Insulinbehandlung die 125I-Insulinbindung um mehr als 60% verringerte, indem sie die Anzahl der Zelloberflächenrezeptoren in einer dosisabhängigen Weise herunterregulierte (Insulin ED50 von 7,4 ng/ml). Basierend auf diesen Studien schließen wir, dass 1) die Insulinbindung einer dualen Regulation unterliegt (Glukose steuert die Insulinwirkung durch Erhöhung der Rezeptoraffinität, während Insulin die Anzahl der Zelloberflächenrezeptoren kontrolliert); und 2) Glukose scheint die Affinität des Insulinrezeptors durch die schnelle Biosynthese eines affinitätsregulierenden Proteins zu modulieren.