胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的重要激素，主要负责调节体内血糖水平。它通过与靶细胞表面的受体结合来发挥其生理作用，进而影响细胞内的多种代谢过程。以下是胰岛素的作用机制：
1. 促进葡萄糖进入细胞：当血液中的葡萄糖浓度升高时，胰岛素会与肌肉、脂肪等组织细胞膜上的特定受体（即胰岛素受体）结合。这种结合激活了细胞膜上的一种称为GLUT4的葡萄糖转运蛋白，使它们从细胞内部移动到细胞膜表面，从而增加细胞对葡萄糖的摄取能力。
2. 促进糖原合成：在肝脏和肌肉组织中，胰岛素还能通过一系列信号传导途径激活一种名为糖原合酶的关键酶。这促进了肝糖原和肌糖原的合成，即葡萄糖被转化为储存形式的多糖——糖原，并储存在这些组织中。
3. 抑制糖异生：胰岛素还能够减少肝脏中的糖异生作用，这是指将非碳水化合物物质（如氨基酸、乳酸等）转化成葡萄糖的过程。通过抑制这一过程，胰岛素有助于进一步降低血液中的葡萄糖水平。
4. 促进脂肪合成与抑制脂肪分解：在脂肪组织中，胰岛素可以激活脂蛋白脂肪酶，这有利于将血液中的甘油三酯转移到脂肪细胞内进行储存。同时，它还能抑制激素敏感性脂肪酶的活性，减少脂肪酸从脂肪细胞释放到血液循环中。
5. 促进蛋白质合成和抑制蛋白质分解：此外，胰岛素还参与调控蛋白质代谢过程，包括通过mTOR信号通路增强氨基酸进入细胞以及刺激核糖体RNA和蛋白质的合成；同时抑制蛋白酶活性以减少蛋白质降解。

综上所述，胰岛素通过多种途径调节体内碳水化合物、脂肪及蛋白质等物质的新陈代谢活动，维持血糖稳定。在临床应用中，对于1型糖尿病患者或部分2型糖尿病患者而言，补充外源性胰岛素是治疗的重要手段之一。