Гормон инсулин

За исследование инсулина в 1954 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Ее получил британский молекулярный биолог Фредерик Сенгер, определивший точную последовательность аминокислот, которые образуют молекулу инсулина.

Позже выяснилось, что инсулин свиньи наиболее близок к человеческому и отличается от него всего одной аминокислотой. И еще через какое-то время людям удалось заменить ее и практически стереть разницу. И сделано это было не ради эксперимента. Дело в том, что у многих людей инсулин или не вырабатывается вообще, или его количества не хватает для нормального функционирования организма. Именно таким пациентам и нужны препараты инсулина.

Часто именно с уколами инсулин и ассоциируется. На самом деле это один из важнейших элементов в организме. Наука достаточно хорошо изучила его действие, чтобы признать – благодаря инсулину, если говорить простым языком, организм «заряжается» энергией. Но для этого он должен присутствовать в определенном количестве.

Снижение или повышение уровня инсулина говорит о сбоях в работе эндокринной системы и может привести к серьезным заболеваниям¹.

Что такое инсулин

Инсулин – это гормон белковой природы. В том или ином количестве он вырабатывается в организме здорового человека и доставляет к клеткам энергию, полученную из еды. То есть, инсулин помогает глюкозе проникнуть внутрь клеток, где она расщепляется и преобразуется в энергию.

При сахарном диабете 1 типа количество этого гормона в организме значительно снижается, или он не вырабатывается вовсе. В таких случаях назначается препараты инсулина

Где вырабатывается инсулин

Инсулин вырабатывается в поджелудочной железе. «Производство» этого гормона находится на крошечных островках Лангерганса – так называются скопления клеток эпителиального происхождения, которые составляют всего 1-2% массы поджелудочной железы. Этих клеток несколько видов, и каждый из них продуцирует определенные гормоны. Инсулин вырабатывается бета-клетками. У здорового человека они реагируют на уровень сахара в крови выбросом нужного количества гормона².

Функции инсулина

Доставка к клеткам жизненно важных органов «топлива» в виде глюкозы – главная задача инсулина. Его иногда образно сравнивают с ключиком, который регулирует поступление глюкозы по назначению. На самом деле никакой «дверцы» в клетке нет. Есть клеточные мембраны, их проницаемость увеличивает инсулин, что способствует всасыванию глюкозы. Если глюкоза поступает в организм в избытке, инсулин перераспределит ее излишки в печень, мышцы, жировую ткань – там, где она откладывается про запас.

Если же инсулин вырабатывается в поджелудочной железе в недостаточном количестве, или организм перестает его воспринимать, клетки органов и тканей голодают, и глюкоза остается в крови.

При переизбытке инсулина ситуация противоположная: клетки получают очень высокую дозу глюкозы, а в крови ее не остается, поэтому человек быстро почувствует себя усталым и голодным.

Есть у инсулина и другие функции:

• помогает в транспортировке аминокислот в мышечные клетки;
• активизирует синтез гликогена, помогая создавать запасы глюкозы в клетках мышц и печени, что улучшает их восстановление и производительность;
• усиливает транспорт в клетку ионов калия, магния, фосфат-ионов;
• усиливает биосинтез белка и репликацию (процесс удвоения) ДНК;
• участвует в заживлении ран, обмене натрия в организме и синтезе жиров.
• влияет на сосудистую стенку, на эндотелий сосудов (внутреннюю оболочку), тем самым участвуя в регулировке тонуса.

Не все свойства инсулина положительно влияют на организм. Например, он блокирует энзим, который отвечает за расщепление жировой ткани. В итоге организм не может расщепить накопленный жир до той формы, которую можно сжечь, а это (если долгое время уровень инсулина повышен) чревато ожирением³.

Также инсулин стимулирует выработку в печени холестерина, избыток которого пользы организму не приносит.

Механизм действия инсулина

После приема пищи (в первую очередь углеводов) в кровь поступает глюкоза. Она проникает в бета-клетки, где начинается выделение инсулина. Затем гормон попадает в кровоток, достигает каждой клетки, где есть рецепторы инсулина (а они есть практически на всех клетках кроме нервных клеток головного мозга), и происходит всасывание глюкозы.

В норме минимальное количество инсулина в организме вырабатывается всегда, и это не связано с приемом пищи. Когда человек не ест, организм использует свой запас углеводов (гликоген печени), чтобы поддержать нормальный уровень глюкозы или синтезирует глюкозу из белков. Но в резерве углеводов не так много, а получать ее из белка организму невыгодно, поэтому включается режим экономии, при котором глюкозу получают только критически важные органы – мозг, сосуды, почки. В жировые и мышечные ткани (их называют инсулинозависимыми) доступ глюкозы закрывает инсулин, и только он может дать «разрешение» на ее поступление.

Принцип такой: если еды (глюкозы) хватит на всех, то инсулин откроет доступ для нее во все клетки, а если ее недостаточно, то питание получат самые важные органы, остальные же останутся голодными.

Как проверить уровень инсулина

Для определения уровня инсулина берут анализ крови из вены. Обязательное условие – сдавать его натощак. То есть, последний прием пищи должен быть за 8-14 часов до забора крови. Также необходимо исключить накануне сложные физические упражнения и напряженные тренировки.

Чтобы результат был информативным, надо за 2-3 дня до анализа прекратить прием препаратов для снижения сахара и алкоголя, за два часа – нельзя курить. Если диабет уже диагностирован, анализ сдают до приема новой дозы медикаментозного инсулина.

Пациент должен сообщить врачу о том, какие медикаменты принимал в последнее время. Это важно, потому что некоторые препараты могут спровоцировать повышение инсулина (оральные контрацептивы, глюкокортикостероиды, антидепрессанты и другие), либо снизить его уровень (диуретики, бета-адреноблокаторы).

Анализ крови на инсулин выполняется не только натощак, но и при глюкозной нагрузке. Первый показывает количество гормона в тот момент, когда поджелудочная железа его практически не вырабатывает. А глюкозная нагрузка, которая создается либо раствором глюкозы, который пациент должен выпить за 45-60 минут до анализа, либо едой, покажет, сколько инсулина организм вырабатывает для усвоения глюкозы. В идеале нужно выполнить два варианта анализа, чтобы посмотреть динамику.

В тему

«Болезнь молодых»: из-за чего возникает сахарный диабет 1 типа

Норма инсулина в крови по возрастам

Содержание инсулина в крови – не единственный критерий для диагностики заболеваний. Для диагностики патологий, связанных с работой поджелудочной железы, потребуется исследование не только инсулина, но и глюкозы.

Есть состояния, которые могут временно повлиять на отклонения от нормы в ту или иную сторону. Например, при беременности уровень инсулина может увеличиться, а при сильном утомлении – снизиться. Поэтому результат анализа крови на инсулин ни в коем случае нельзя использовать для самостоятельного лечения. Эти показания расшифровывает врач, и он же определяет дальнейший план действий – назначение лечения, дополнительные исследования.

Норма инсулина в крови различается у людей разного возраста и варьируется в достаточно широком диапазоне (хотя эти диапазоны по стандарту нигде не прописаны):

• у детей от 5 до 20 млЕд /мл;
• у взрослых от 3 до 10,4 млЕд /мл;
• у пожилых от 8 до 15 мкЕд /мл.

 У женщин

При сдаче натощак показания инсулина находятся, как правило, в пределах минимальных цифр:

У беременных женщин на уровень инсулина влияет плацента – она вырабатывает гормоны, которые увеличивают количество глюкозы, провоцирующей выброс инсулина.

На заметку

Как сейчас лечат сахарный диабет 1 типа: обсудим новейшие методики

После употребления пищи инсулин должен повыситься по сравнению с результатом анализа натощак процентов на 70. Когда в качестве глюкозной нагрузки используется еда, показатели будут зависеть от того, что было съедено.

У мужчин

Уровень инсулина у мужчин зависит от возраста, как и у женщин, и с годами границы нормы становятся чуть выше.

При сдаче натощак:

Чем опасен повышенный инсулин

Высокие показатели инсулина говорят о том, что поджелудочная вырабатывает его в достаточном количестве, но он не усваивается клетками, а циркулирует в крови. Избыток инсулина в крови приводит к нарушениям углеводного обмена, а в дальнейшем – к развитию сахарного диабета 2 типа.

Последствиями высокого инсулина в сочетании с инсулинорезистентностью могут быть и артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, синдром поликистозных яичников и другие заболевания.

Основные симптомы повышенного инсулина: повышенное давление, снижение остроты зрения, головная боль, увеличение массы тела, слабость в мышцах, тахикардия, усталость, тремор, онемение конечностей, постоянная жажда, снижение внимания.

Чем опасен пониженный инсулин

При абсолютном отсутствии инсулина и его дефиците (так называемый панкреатический дефицит) содержание глюкозы увеличивается, что приводит к сахарному диабету 1 типа.

При недостаточной выработке инсулина сахар увеличивается не только в крови, но и в моче, стимулируя полиурию – повышенное мочевыделение. Поэтому частые походы в туалет «по-маленькому», особенно ночью – один из признаков недостатка инсулина. На его дефицит могут указывать и другие симптомы: высокий уровень глюкозы в крови и в моче, человеку постоянно хочется пить, раны и ссадины плохо заживают, а ощущение слабости и усталости не покидает даже после отдыха.

Препараты инсулина

Препараты инсулина показаны для лечения диабета. Они различаются по происхождению, продолжительности эффекта, форме введения.

Это интересно

Таблетки от сахарного диабета: обзор препаратов, которые назначают врачи

По происхождению:

• инсулин крупного рогатого скота;
• инсулин из поджелудочной железы свиньи;
• генно-инженерный инсулин – искусственный препарат, полученный путем синтеза с помощью кишечной палочки.

Препараты инсулина, полученные из крупного рогатого скота, сейчас не применяются, так как их использование приводит к большому количеству побочных эффектов.

Инсулин из поджелудочной железы свиньи применяется в модифицированном виде – в нем заменена одна аминокислота, которая и отличало его от человеческого инсулина⁴.

Модифицированный инсулин назначается при сахарном диабете 1 или 2 типа, диабете у беременных, осложнениях со стороны почек и печени, в экстренных ситуациях и перед операциями.

По времени действия.

• Быстрый или ультракороткий – начинает работать практически сразу после введения.
• Короткий — начинает действовать через полчаса после введения.
• Средний – такие препараты вводятся 2-3 раза в сутки. Работать начинают через 2-3 часа после введения.
• Длинный – препарат пролонгированного действия, аналог базальной выработки инсулина, которая происходит в организме даже без поступления глюкозы. Вводится 1-2 раза в сутки.

Дозировку и режим введения препаратов инсулина врач подбирает индивидуально для каждого пациента.

По форме введения:

• инсулиновый классический шприц;
• шприц-ручка;
• инсулиновая помпа.

Для самостоятельного введения наиболее удобен современный шприц-ручка. Инсулиновая помпа – это устройство, через которое инсулин поступает в организм постоянно. Помповую инсулинотерапию используют обычно пациенты с диабетом 1 типа. Для каждого разрабатывается индивидуальная программа подачи инсулина, подбирается скорость, которая имитирует нормальную работу поджелудочной железы по выработке инсулина.

Популярные вопросы и ответы

Один из самых частых вопросов в отношении инсулина – почему при его высоком уровне сахар в крови может быть в норме. Разве два этих показателя не взаимосвязаны? Считается также, что можно держать инсулин в норме, скорректировав рацион и режим питания. Так ли это на самом деле? На эти вопросы ответила врач-эндокринолог, диетолог, терапевт Татьяна Гудожникова.  

Источники:

1. Регуляция синтеза и секреции инсулина и дисфункция бета-клеток поджелудочной железы при диабете. Чжо Фу, Элизабет Р. Гилберт, Донгмин Лю.
   https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3934755/#:~:text=Insulin%20secretion%20involves%20a%20sequence,augment%20glucose-induced%20insulin%20secretion.
2. Молекулярные механизмы секреции инсулина бета-клетками островков Лангерганса и перспективные мишени фармакологического воздействия для лечения сахарного диабета./ Шаройко В.В., Тенникова Т.Б. Журнал «Наука и образование», 2015.
   https://cyberleninka.ru/article/n/molekulyarnye-mehanizmy-sekretsii-insulina-kletkami-ostrovkov-langergansa-i-perspektivnye-misheni-farmakologicheskogo-vozdeystviya/viewer
3. Инсулин и инсулинорезистентность./ Г. Уилкокс. Clin Biochem Rev. 2005 May; 26(2): 19–39.
   https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1204764/
4. Применение аналогов инсулина человека у пациентов молодого возраста с сахарным диабетом 1-го типа. / Ефремова Н.В., Болотская Л.Л., Атарщиков Д.С., Бондаренко О.Н., Ильин А.В., Шестакова М.В. Журнал «Терапевтический архив» 2015, ст. 42‑49.
   https://www.mediasphera.ru/issues/terapevticheskij-arkhiv/2015/10/060040-36602015107