胰岛素刺激脂肪组织合成脂质是通过以下途径: ①提供乙酰辅酶A和还原型辅酶Ⅱ(N A D P H),以合成脂肪酸;②维持乙酰辅酶A羧化酶的正常水平,此酶催化乙酰辅酶A变为丙二酰辅酶A;③提供合成乙酰甘油所需的甘油。缺乏胰岛素时,上述3种酶活性均减低,导致脂肪合成减少。同时,在缺乏胰岛素时,有几种对抗激素使游离脂肪酸大量释出。在肝及脂肪组织,胰岛素是脂肪分解的强抑制物,也有间接的脂肪合成作用。此作用系由于胰岛素降低细胞内cAMP水平(而脂肪分解激素如胰高血糖素及肾上腺素可使cAMP水平升高)。另外,胰岛素还抑制激素敏感性脂酶的活性。这种抑制可能由于能使脂酶或cAMP依赖性蛋白激酶去磷酸化的一种磷酸酶被激活所致。故胰岛素可降低血中游离脂肪酸。由于脂肪酸可抑制糖酵解并刺激糖异生,故胰岛素降低脂肪酸,也可间接影响糖代谢,即促进糖酵解及抑制糖异生。当胰岛素缺乏时,脂酶活性增加,增强了脂肪分解,增加血中及肝中的游离脂肪酸。同时胰高血糖素分泌增加,促进游离脂肪酸释放。一部分游离脂肪酸代谢为乙酰辅酶A,后者进入三羧酸循环代谢,产生CO₂和水。在胰岛素缺乏时,三羧酸循环的容量很快被超过,结果使乙酰辅酶A堆积,转变为乙酰乙酸辅酶A,并进一步分解为乙酰乙酸及β-羟丁酸。胰岛素则可逆转上述过程。
胰岛素在基础水平就有限制脂肪分解和酮体生成的作用,当胰岛素分泌增加时可完全抑制这些过程,两者呈正相关。例如当血浆胰岛素浓度从空腹水平 (64pmol/L) 经输注提升到 215.3 pmol/L、287pmol/L及358.8 pmol/L时,血浆三酰甘油和游离脂肪酸分别下降50%、75%、80%。胰岛素轻微增加时,β-羟丁酸盐已降到难以测出的程度。无胰岛素分泌的病人(如1型糖尿病患者),注射胰岛素有抗酮体生成的作用,并与用药剂量有关。当血浆胰岛素浓度达仅38.9～50.2 pmol/L时即有此效应,至717.5 pmol/L时达最大效应,几乎完全抑制酮体生成。除胰岛素的直接作用外,肝脏酮体生成减少还与自由脂肪酸进入肝脏的量减少有关。
用输注生长抑素的方法可抑制内源性胰岛素和胰高血糖素,造成胰岛素缺乏状态。在空腹时输注1小时后,血浆酮体和游离脂肪酸均上升3倍; 肝释放β-羟丁酸盐增加2倍。1型糖尿病人停用胰岛素后,也有类似情况;停用1小时后,胰岛素的血浆浓度从129.2pmol/L下降到50.2pmol/L时,胰高血糖素水平增加4倍,酮体增加5倍,脂肪酸增加3倍。胰高血糖素促进这种过程。
胰岛素影响极低密度脂蛋白(VLDL)及低密度脂蛋白(LDL)的清除。在缺乏胰岛素时,三酰甘油及胆固醇常增高。因为脂蛋白脂酶(水解乳糜微粒和VLDL中的三酰甘油)是胰岛素依赖的。胰岛素的刺激使LD L与B/ F受体相结合,结合后胆固醇才能被代谢清除。