Στην κυτταρική βιολογία, ένας υποδοχέας είναι μια περιοχή στην κυτταρική μεμβράνη που συνδέεται με μια ουσία. Συνήθως, οι υποδοχείς είναι πρωτεΐνες που βρίσκονται πάνω ή μέσα στη μεμβράνη. Πολλοί διαφορετικοί τύποι μορίων μπορούν να συνδεθούν με υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένων των ορμονών. Ένας υποδοχέας ινσουλίνης είναι ένα παράδειγμα υποδοχέα που συνδέεται με μια ορμόνη, συγκεκριμένα την ινσουλίνη.
Η ινσουλίνη είναι μια πολύ σημαντική ορμόνη καθώς ρυθμίζει το επίπεδο της γλυκόζης, ενός σακχάρου, στο αίμα. Αυτή η πρωτεΐνη σχηματίζεται σε εξειδικευμένα κύτταρα του παγκρέατος που ονομάζονται κύτταρα βήτα νησίδων. Σε απόκριση στα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, αυτά τα κύτταρα ενεργοποιούνται για να παράγουν ινσουλίνη. Με άλλα λόγια, εάν το επίπεδο γλυκόζης είναι υψηλό, τα κύτταρα των νησιδίων παράγουν και εκκρίνουν ινσουλίνη. Όταν τα επίπεδα γλυκόζης είναι χαμηλά, διακόπτουν την παραγωγή της ορμόνης.
Η ινσουλίνη εκκρίνεται στην κυκλοφορία του αίματος έτσι ώστε να μπορεί να μεταφερθεί σε όλο το σώμα. Όταν φθάνει στο ήπαρ, η ινσουλίνη αλληλεπιδρά με τους υποδοχείς ινσουλίνης που βρίσκονται στις κυτταρικές μεμβράνες των ηπατικών κυττάρων. Η ινσουλίνη δεν εισέρχεται στο κύτταρο αφού προσκολληθεί σε έναν υποδοχέα. Αντίθετα, ο υποδοχέας ενεργοποιείται και προκαλεί τη δημιουργία ή την ενεργοποίηση μιας άλλης ουσίας μέσα στο κύτταρο.
Όταν η ινσουλίνη συνδέεται με έναν υποδοχέα ινσουλίνης, επηρεάζεται ένας αριθμός διαφορετικών χημικών αντιδράσεων εντός του ηπατικού κυττάρου. Πρώτον, προκαλεί το ηπατικό κύτταρο να αυξήσει τη διάσπαση της γλυκόζης. Η ενεργοποίηση της ινσουλίνης διευκολύνει επίσης τη μετατροπή της γλυκόζης σε γλυκογόνο και λίπος. Το γλυκογόνο είναι ένας πολυσακχαρίτης που αποτελείται από πολλά μόρια γλυκόζης και είναι η κύρια μορφή αποθήκευσης υδατανθράκων στα ζώα.
Τέλος, η αντίδραση που διασπά το γλυκογόνο σε μόρια γλυκόζης αναστέλλεται όταν ενεργοποιείται ένας υποδοχέας ινσουλίνης. Με αυτόν τον τρόπο, η ινσουλίνη αναστέλλει την παραγωγή γλυκόζης από τα ηπατικά κύτταρα. Επηρεάζοντας αυτές τις τρεις διαδικασίες στα ηπατικά κύτταρα, η ινσουλίνη μειώνει αποτελεσματικά το επίπεδο γλυκόζης που βρίσκεται στο σώμα.
Καθώς τα επίπεδα γλυκόζης στην κυκλοφορία του αίματος μειώνονται, το πάγκρεας παράγει λιγότερη ινσουλίνη και τελικά σταματά. Με την απουσία ινσουλίνης στο αίμα, οι υποδοχείς ινσουλίνης δεν θα ενεργοποιηθούν με τη σύνδεση της ινσουλίνης σε αυτούς. Αυτό έχει το αντίθετο αποτέλεσμα στα ηπατικά κύτταρα. Η διάσπαση της γλυκόζης αναστέλλεται και σχηματίζεται πρόσθετη γλυκόζη από ενώσεις αποθήκευσης, οδηγώντας σε αύξηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα.
Οι υποδοχείς ινσουλίνης είναι ένα παράδειγμα πρωτεϊνικών κινασών. Μια κινάση είναι ένα ένζυμο που καταλύει αντιδράσεις φωσφορυλίωσης ή αντιδράσεις που προσθέτουν μια φωσφορική ομάδα σε μια ουσία μέσω του ATP. Το ATP, ή τριφωσφορική αδενοσίνη, είναι μια οργανική ένωση που έχει τρεις φωσφορικές ομάδες και λειτουργεί ως αποθήκη ενέργειας για τους περισσότερους οργανισμούς. Στην περίπτωση των υποδοχέων ινσουλίνης, ένα αμινοξύ που ονομάζεται τυροσίνη που βρίσκεται σε άλλες πρωτεΐνες φωσφορυλιώνεται, καθιστώντας τις κινάσες τυροσίνης.
Όταν η ινσουλίνη συνδέεται με τον υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια, ο υποδοχέας αλλάζει σχήμα έτσι ώστε οι περιοχές κινάσης μέσα στο κύτταρο να ενεργοποιούνται. Ο ενεργοποιημένος υποδοχέας ινσουλίνης στη συνέχεια ενεργοποιεί έναν αριθμό διαφορετικών στόχων μέσα στο κύτταρο. Οι στόχοι είναι συχνά ένζυμα, που οδηγούν στην αύξηση ή μείωση των διαφόρων χημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν γλυκόζη, όπως περιγράφηκε προηγουμένως. Η επίδραση της ινσουλίνης στα ηπατικά κύτταρα ονομάζεται σύστημα δεύτερου αγγελιοφόρου κινάσης τυροσίνης.