胰岛素刺激脂肪合成
胰岛素能激活脂蛋白酯酶，促进乳糜微粒及三酰甘油的水解，释放出非酯化脂肪酸为脂肪组织利用，合成脂肪。此外，胰岛素抑制细胞内的脂蛋白酯酶活性，抑制脂肪分解。故在高胰岛素血症时，肝脏内脂肪含量增加，而血非酯化脂肪酸浓度下降。在脂肪细胞中，胰岛素促进葡萄糖进入脂肪细胞，使非酯化脂肪酸酯化成为三酰甘油；在骨骼肌细胞中，胰岛素也有类似作用。胰岛素抵抗可以引起骨骼肌细胞内三酰甘油堆积。在机体的脂肪代谢过程中，胰岛素的抗脂肪分解、促进三酰甘油合成、脂肪合成与脂肪分解的净效应是增加机体总的脂肪含量。胰岛素的抗脂肪分解作用使其对酮体的生成有较强的抑制作用。在糖尿病酮症时，由于体内胰岛素浓度极低，脂肪动员增加而使β-羟丁酸和乙酰乙酸堆积，引起酮症酸中毒。胰岛素还可以促进肌肉组织摄取和氧化酮体，降低血酮体水平。
胰岛素刺激蛋白合成并抑制其分解
胰岛素增加组织对氨基酸的摄取，可促进大多数氨基酸转运进入肌肉细胞，刺激蛋白质合成，抑制蛋白质分解，并可减少组织中氨基酸含量，特别是支链氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸等的输出。在蛋白餐的同时给予葡萄糖时，由于葡萄糖和氨基酸对胰岛素分泌刺激具有协同作用，肌细胞对支链氨基酸的摄取和肌蛋白的合成明显增加，故此时血浆支链氨基酸水平较单纯蛋白餐后更低。在胰岛素绝对缺乏时，血清酪氨酸、亮氨酸及异亮氨酸浓度升高，蛋白质分解增加，合成减少，使体内蛋白质不断消耗，导致消瘦。
胰岛素刺激组织细胞增生
胰岛素除对机体的物质代谢有明显影响外，它还是一种生长刺激因子，可以刺激活化有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）通道，促进DNA的合成而引起某些细胞的增生。胰岛素与上皮生长因子有协同作用，引起鼠肾近曲小管上皮细胞增生。高浓度的胰岛素作用于皮肤角质细胞，引起增生，导致黑棘皮病；作用于卵巢组织，使卵巢类固醇激素合成增多；作用于心脏，导致血管平滑肌细胞增生。还有大量报道指出，不管是在体内或体外培养，胰岛素抵抗和高胰岛素血症均可引起血管内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞增生，使血管壁增厚，与糖尿病大血管病变的发生密切相关。另外，胰岛素通过对生长激素-胰岛素样生长因子（GH-IGFs）轴的调节，促进生长发育。
胰岛素抵抗诱导血管内皮细胞及平滑肌细胞增殖
胰岛素使血管平滑肌细胞中的胆固醇合成增加，促进低密度脂蛋白受体的活性；促进肝脏合成极低密度脂蛋白，使血清三酰甘油浓度增高，高密度脂蛋白降低，引起脂肪代谢紊乱。高胰岛素血症还可促进肾小管对钠的重吸收，干扰钙离子的膜转运，使细胞内游离钙离子浓度增高，血管张力增加；同时可增加交感神经活动，心率加快，心肌收缩力增加，心排血量增加；并且可影响纤维蛋白溶解作用，使纤溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1）明显增多。另外，细胞间黏附分子-1 （ICAM-1）是潜在的心血管危险因素。有报道，高胰岛素血症可使其释放增加，血浓度上升。以上各种因素联合作用，使胰岛素抵抗患者动脉粥样硬化的发病率明显增高，糖尿病代谢紊乱控制后，胰岛素敏感性增加，使高胰岛素血症得到改善。近来有研究显示胰岛素抵抗还与非糖尿病高血压患者的动脉硬化［用PWV（pulse wave velocity）表示］相关，作用独立于年龄、性别、基础收缩压以及代谢状态。
