Для чего в организме нужен инсулин в организме
Что такое инсулин и где он вырабатывается, норма содержания в крови
Инсулин представляет собой жизненно важный гормон, который вырабатывается в поджелудочной железе. Химически это белок, регулирующий уровень глюкозы в крови. Норма содержания инсулина колеблется в широких пределах. Если гормона вырабатывается недостаточно, у человека начинает развиваться диабет 2 типа, что грозит серьезными осложнениями.
Что такое инсулин
Инсулин представляет собой один из важнейших гормонов, который напрямую участвует в обмене веществ:
стимулирует обмен глюкозы из кровотока в клетки организма;
удаляет излишки глюкозы из печени;
превращает избыток глюкоза в гликоген или в жирные кислоты.
Основная роль инсулина заключается в том, что он утилизирует избыточные количества глюкозы в другие соединения, стимулирует насыщение клеток этим жизненно важным веществом – основным источником энергии.
Также гормон выполняет ряд дополнительных функций:
активизация биосинтеза аминокислот;
обеспечение нормальной работы мышц;
регулирование обмена ферментов;
восстановление поврежденных тканей.
Где вырабатывается инсулин: норма содержания
Гормон вырабатывается в поджелудочной железе в так называемых бета-клетках островков Лангерганса (хвостовая часть органа). Синтез идет непрерывно, т.е. на протяжении 24 часов в сутки. Поэтому инсулин вырабатывается в намного больших количествах, чем любой другой гормон. Особенное процесс выработки усиливается после того, когда человек принимает пищу.
Из поджелудочной железы гормон поступает в кровоток и обеспечивает цепочку процессов, в результате которых клетки получают глюкозу в легко усвояемой форме. Организм насыщается нужной энергией, человек ощущает сытость и не переедает.
Химически инсулин представляет собой белок, состоящий из 51 аминокислот, объединенных в 2 цепочки:
А-цепь (21 аминокислота);
В-цепь (30 аминокислот).
Они соединяются между собой специальным дисульфидным мостиком – последовательностью из 2 атомов серы S.
Норма содержания инсулина в крови колеблется в широких пределах:
3-20 мкЕд/мл для детей;
5-25 мкЕд/мл для взрослых.
При этом у беременных и женщин старше 60 лет инсулина может вырабатываться больше – до 36 мкЕд/мл. Колебания связаны с тем, что синтез гормона идет непрерывно и резко усиливается непосредственно во время приема пищи, а также пищеварительных процессов. Наряду с этим концентрация зависит от возраста, пола, состояния, образа жизни человека.
Нарушения синтеза инсулина и диабет второго типа
Иногда поджелудочная железа перестает вырабатывать инсулин в нужных количествах. Если это наблюдается регулярно, пациент заболевает диабетом 2 типа. Это нарушение обмена веществ, которое проявляет себя рядом симптомов:
чрезмерное чувство жажды;
частые акты мочеиспускание;
чрезмерное чувство голода;
проблемы со зрением (расплывчатость);
ощущение нехватки сил;
онемения, покалывания в верхних и нижних конечностях;
длительно не проходящие раны.
Сахарный диабет 2 типа – опасное заболевание, которое приводит к ряду осложнений, в том числе с летальным исходом:
инсульты разных типов;
диабетическая стопа и другие.
Как определить уровень инсулина
Определить уровень инсулина можно в лабораторных условиях – для этого делается анализ венозной крови. Проводится он для разных целей:
выявление диабета 2 типа;
выявление необходимости искусственного приема инсулина;
определение причин гипогликемии (пониженного содержания глюкозы в крови).
Анализ проводится только по назначению врача. Основные предпосылки такие:
частое чувство голода;
для определения того, была ли удачно вырезана инсулинома (опухоль поджелудочной железы);
для диагностики рецидивов инсулиномы;
для контроля операции по пересадке островковых клеток Лангерганса после вмешательства.
Перед проведением исследования требуется определенная подготовка:
не принимать пищу минимум за 12 часов;
не принимать лекарственные средства за 24 часа (согласовать с врачом);
не курить минимум за 3 часа до исследования.
Что означают результаты анализа
Во время исследования делается забор крови из вены, после чего с помощью химического анализа определяется концентрация гормона. За норму принимается значение в диапазоне от 2,6 до 24,9 мкЕд/мл крови.
В случае превышения нормы пациента отправляют на дополнительную диагностику для определения возможных причин. Наиболее распространенными из них являются:
рак поджелудочной железы;
панкреатит хронического типа;
ожирение разных степеней;
непереносимость простых углеводов (глюкозы, галактозы, фруктозы).
Что делать, если инсулина мало
Если поджелудочная железа вырабатывает мало инсулина или не синтезирует его совсем, требуется срочное введение гормона искусственным путем. Для этого делают инъекции или принимают таблетки. Последний вариант более удобен, поскольку не нужно ставить укол, к тому же упаковку таблеток проще взять с собой.
Дозировка, кратность, время приема устанавливаются врачом. В зависимости от особенностей приема выделяют несколько видов инсулина:
быстрого действия – он начинает работать уже через 15-20 минут после приема;
короткого действия – через 40-60 минут;
промежуточного действия – через 1-2 часа;
длительного действия – через 2-4 часа.
Что делать, если инсулина много
В этом случае требуется снизить уровень выработки гормона такими способами:
прием препаратов, которые уменьшают инсулинрезистентность клеток (например, «Метформин»);
Что такое инсулин и как он работает
Инсулин — это гормон, который производит поджелудочная железа. Его основное предназначение — доставлять энергию, которую мы получаем из еды, к клеткам. Важность этой функции невозможно недооценить, так как она лежит в основе метаболизма.
Материал прокомментировала Софья Цатурян, эндокринолог сети клиник «Семейная»
Что такое инсулин
Инсулин открыли в 1921 году трое канадских ученых: Фредерик Бантинг, Чарльз Бест и Джон Маклеод. Им удалось экстрагировать его из поджелудочной железы собаки. Уже через год 14-летний мальчик, умирающий от диабета в больнице Торонто, получил инъекцию и всего через сутки полностью восстановился.
Это открытие радикально изменило жизнь миллионов диабетиков. До этого болезнь была приговором — пациенты с диабетом 1 типа жили всего один или два года после манифестации. Искусственный инсулин подарил им возможность вести жизнь, почти не отличимую от жизни здоровых людей и дожить до старости. В 1923 году Бантинг, Бест и Маклеод получили Нобелевскую премию.
До 1990-х годов инсулин производили только из поджелудочных свиней и крупного рогатого скота. Сегодня инсулин синтезируют в лабораторных условиях с помощью человеческого ДНК.
Для чего нужен инсулин
Основа питания человека — углеводы. В кишечнике они расщепляются до глюкозы, которую называют сахаром, хотя это не совсем верно, но такое мнение прижилось. Через печень глюкоза попадает в кровь, а оттуда — к каждой клетке, которые используют ее как топливо. Инсулин — это ключ, который открывает двери для глюкозы и позволяет ей попасть в клетку. Ее избытки он отправляет в мышцы, печень и жировую ткань, где они откладываются про запас [1].
Быть ключом для глюкозы не единственная функция инсулина, у него есть множество второстепенных ролей. К примеру, гормон участвует в заживлении ран, транспортирует аминокислоты, управляет синтезом жиров, регулирует выведение натрия из организма [2].
Как вырабатывается инсулин
Инсулин производят клетки поджелудочной железы, которые называются островками Лангерганса. У здорового человека они реагируют на уровень сахара в крови и выбрасывают в кровь необходимое количество гормона [3].
После приема пищи уровень сахара в крови повышается, но затем инсулин приводит его в норму. Это похоже на систему отопления квартиры — если на улице холодно, батареи становятся горячее, и наоборот.
Если у человека совсем нет или недостаточно инсулина, глюкоза будет циркулировать в крови бесконечно, при этом клетки будут голодать. Если из-за болезни возникает переизбыток гормона — клетки одномоментно получат слишком много глюкозы, а в крови ее не останется. Клетки будут накормлены, но про запас энергии не будет, поэтому человек быстро устанет и проголодается.
Норма инсулина в крови
Основная проблема, связанная с инсулином, — сахарный диабет. Но при подозрении на диабет назначают анализы концентрации глюкозы или гликированного гемоглобина (HbА1c). Исследование содержания инсулина само по себе мало что скажет. Норма гормона в крови колеблется в очень широких пределах:
Такой анализ будет иметь смысл лишь вместе с анализами на глюкозу. Правильно интерпретировать результаты может только врач.
«Инсулин не проверяют просто так, когда нет каких-либо жалоб, — объясняет эндокринолог Софья Цатурян. — Тем более, не имеет смысла смотреть только инсулин, это не имеет никакой диагностической значимости. Часто вместе с инсулином назначают анализ на С-пептид».
По словам врача, такое исследование вместе с общей биохимией крови могут назначить:
Повышенный инсулин
Повышенный уровень инсулина чаще всего служит симптомом инсулинорезистентности — состояния, при котором организм использует его недостаточно эффективно. Тогда поджелудочная вырабатывает дополнительный гормон, чтобы компенсировать дефицит. До тех пор, пока она справляется, углеводный обмен работает относительно нормально.
Сильная инсулинорезистентность, при которой поджелудочная уже не может исправить ситуацию дополнительным инсулином, приводит сначала к преддиабету, а затем к сахарному диабету 2 типа. Также она может стать причиной неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП).
Чаще всего инсулинорезистентность развивается с возрастом у людей с предрасположенностью к диабету, а также у ведущих сидячий образ жизни, страдающих от лишнего веса или неправильно питающихся. Кроме того, ее могут вызывать инфекции, аутоиммунные заболевания, такие как системная красная волчанка или болезнь Хашимото, и прием стероидов.
Повышенный уровень инсулина нередко встречается у людей с лишним весом. Из-за того что они потребляют больше углеводов, их организму приходится вырабатывать дополнительный инсулин [4].
Также временное повышение уровня инсулина порой происходит у людей с диабетом 1 типа, которые приняли слишком много гормона, а потом съели недостаточно углеводов. Такое состояние чаще всего можно легко снять, поев. Поэтому людям с диабетом 1 типа рекомендуется всегда носить с собой конфету или упаковку сока.
Повышенный уровень инсулина может никак не проявляться. Главный его симптом — низкий уровень сахара в крови.
Пониженный инсулин
Недостаток инсулина — главное проявление сахарного диабета. Он приводит к повышению уровня сахара в крови, что может быть чревато нарушениями работы многих систем организма. Состояние, когда инсулина слишком мало, а глюкозы в крови слишком много, называется гипергликемией [5].
Высокий уровень инсулина и гипергликемия могут быть симптомами:
Виды инсулина
Медикаментозный инсулин различается по форме введения, а также по времени действия: периоду начала эффекта, пику и общей продолжительности эффекта.
По времени действия:
«Чаще у люди с диабетом 1 типа используют помповую инсулинотерапию, в основе которой лежит базис-болюсная подача инсулина, — поясняет Софья Цатурян. — Для каждого пациента подбирается определенная скорость подачи инсулина, имитирующая нормальную работу поджелудочной железы. Это и есть базальный инсулин. Во время приема пищи, в зависимости от количества углеводов, пациент самостоятельно увеличивает скорость подачи, чтобы не было резкого повышения глюкозы крови. Это и есть болюсный инсулин. Надо отметить, что в помпе используют только короткие и ультракороткие виды инсулина».
Инсулин при диабете
Диабет — это аутоиммунное заболевание, при котором организм не может обработать всю глюкозу, которая поступает с пищей.
При диабете 1 типа тело вовсе не вырабатывает инсулин, поэтому людям с ним необходимо колоть его ежедневно.
Если организм производит инсулин в недостаточном количестве и не может справиться со всей поступающей глюкозой, это диабет 2 типа. При нем врачи тоже могут назначить инсулин, однако многие пациенты могут контролировать уровень сахара и без него, с помощью диеты и других препаратов.
Комментарий врача
Софья Цатурян, эндокринолог сети клиник «Семейная»
Из-за чего может развиваться инсулинорезистентность? Как ее избежать?
Инсулинорезистентность — это снижение чувствительности инсулинозависимых клеток к действию инсулина, которое вызывает нарушение метаболизма глюкозы и поступления ее в клетки.
К факторам риска развития инсулинорезистентности относятся:
избыточная масса тела;
недостаточная физическая активность;
недостаточный ночной сон;
частые стрессовые ситуации;
прием ряда лекарственных средств.
Единственный метод профилактики — это здоровый образ жизни с рациональным питанием и физической активностью.
Чем отличаются инсулины, произведенные с помощью животных, и синтезированный человеческий инсулин? Может ли возникнуть непереносимость инсулина или аллергия на него?
Свиной инсулин отличается от человеческого лишь одной аминокислотой. Однако у этого способа получения инсулина много недостатков, он может вызвать аллергические реакции. Человеческий генно-инженерный инсулин хорошо переносится и не вызывает аллергических реакций, так как полностью идентичен природному гормону.
В редких случаях при применении инсулина возможны следующие осложнения:
аллергические реакции (крапивница, отек Квинке, зуд);
резкое снижение уровня сахара в крови (развивается из-за отторжения препарата организмом или в случае иммунологического конфликта);
гипергликемия (при применении препарата на фоне инфекции или лихорадки);
местные реакции в области введения (жжение, зуд, атрофия или разрастание подкожной жировой клетчатки).
жажда, сухость во рту, вялость, снижение аппетита;
в тяжелых случаях возможно развитие гипогликемической комы.
Иногда адаптацию к препарату сопровождают такие нарушения, как отеки и нарушения зрения. Эти проявления, как правило, исчезают через несколько недель.
Современные препараты инсулина
Поделиться:
Как это работает?
Инсулин — гормон, который вырабатывают бета-клетки поджелудочной железы. Он необходим клеткам организма, чтобы они могли вывести глюкозу из крови и использовать ее для собственных «нужд».
При сахарном диабете 1-го типа поджелудочная железа не может вырабатывать достаточное количество инсулина, и единственная возможность компенсировать опасный дефицит — введение гормона извне в составе инсулинотерапии. При диабете 2-го типа инсулин вырабатывается в достаточном количестве, но клетки организма не реагируют на него нормально — снижается чувствительность тканей к инсулину. Чтобы ее повысить, вводят пероральные гипогликемические препараты, однако в некоторых случаях, например когда невозможно добиться компенсации диабета с помощью одних таблеток, все же назначают инсулин.
Читайте также:
Метформин при диабете
Читайте также: Эндогенный (т. е. поступивший в организм в составе препаратов) инсулин работает так же, как и собственный гормон, увеличивая поглощение глюкозы клетками и уменьшая ее концентрацию в крови. Таким образом препараты инсулина нормализуют углеводный обмен, предотвращают или уменьшают осложнения диабета, такие как поражение сосудов, сердца, глаз, почек и нервов.
Какими бывают препараты инсулина?
Инсулины классифицируются по двум параметрам — способу получения и длительности действия. В соответствии с первой классификацией выделяют инсулины, полученные из поджелудочных желез животных, а также человеческие инсулины, синтезированные способами генной инженерии. Последние считаются препаратами выбора, поскольку лучше переносятся организмом.
Основной критерий, по которому разделяют препараты инсулина, — длительность действия. В зависимости от нее выделяют пять основных групп (см. табл.).
Инсулины
короткого
действия
Инсулины
ультракороткого действия
Инсулин лизпро
Инсулин аспарт
Инсулин глулизин
Инсулины
комбинированного действия
(двухфазные)
Инсулин двухфазный человеческий
полусинтетический
Инсулин двухфазный человеческий
генно-инженерный
Инсулин аспарт двухфазный
Инсулины средней
длительности действия
Инсулин-изофан
Инсулин-цинк суспензия
Инсулины
длительного действия
Инсулин гларгин
Инсулин детемир
Инсулины
пролонгированного
действия
Препараты средней продолжительности действия и длительного действия
За одну единицу действия (или международную единицу) инсулина принимают активность 0,04082 мг кристаллического гормона. Для сравнения — наша поджелудочная железа в норме содержит до 8 мг инсулина, что составляет около 200 ЕД.
Как подбирают инсулин?
Как правило, больному диабетом назначают несколько препаратов инсулина различной длительности действия. Схему лечения подбирают индивидуально, основываясь на состоянии углеводного обмена и ответе конкретного пациента. Чаще всего препараты инсулина применяют в трех разных режимах:
Как вводят инсулин?
Препараты инсулина обычно вводят подкожно, хотя допускается и внутримышечное введение. Инсулины короткого действия в форме растворов (не суспензий!) при диабетической прекоме и коме вводят внутривенно.
Быстрее всего инсулин проникает в кровь при введении в подкожную клетчатку передней брюшной стенки, медленнее из области плеча и передней поверхности бедра. Хуже всего всасывается инсулин, введенный в подлопаточную область или ягодицу.
Современные препараты инсулина выпускаются в форме одноразовых шприц-ручек, позволяющих легко и быстро вводить препарат подкожно. Иногда используются инсулиновые помпы, которые прикрепляются к пациенту и постоянно подают инсулин в кровь через иглу в определенной дозировке, однако такие приспособления для среднестатистического больного пока в диковинку, и самым привычным способом введения остается подкожная инъекция инсулина.
Напоследок отметим, что прогресс не стоит на месте, и сегодня ученые вплотную подобрались к созданию самой удобной формы инсулина — пероральной, в виде таблеток. Но пока работы еще не завершены, и больные диабетом продолжают использовать привычный инсулин в форме инъекционного раствора для подкожного введения.
Что такое инсулин
Участие инсулина в белковом обмене заключается в том, что этот гормон усиливает синтез нуклеиновых кислот, тормозит распад белковых соединений. При обмене жиров инсулин активизирует энергетические процессы в жировых клетках, участвует в синтезе жирных кислот.
Как действует инсулин
Именно этот гормон регулирует распределение энергии в виде глюкозы. По этому критерию все органы и ткани подразделяются на инсулинозависимые и инсулиннезависимые. Инсулинозависимыми являются печень, мышечная и жировая ткань. В них глюкоза попадает только тогда, когда инсулин «даст разрешение» на создание энергетических депо. При нехватке калорий, когда энергии недостаточно, жировая ткань и мышцы остаются без глюкозы, которую инсулин не пропускает в клетки. Она направляется головному мозгу и другим жизненно важным органам, которые являются инсулиннезависимыми.
Открытие инсулина и его роли в организме
За выработку этого гормона отвечает поджелудочная железа. Гормон вырабатывается специальными ß-клетками островков Лангерганса. Инсулин является жизненно важным гормоном, нарушение секреции которого приводит к серьезным сбоям обмена веществ. Самым известным заболеванием, которое связано с нарушением инсулинарной функции поджелудочной железы, является сахарный диабет (СД).
Самое первое описание симптомов сахарного диабета было сделано египтянином Имхотепом в 2980 году до н.э. Информация о СД была обнаружена и в древнегреческих папирусах, датируемых 1500 году до н.э.
Исследования, касающиеся природы «сахарной болезни», велись на протяжении многих лет. Открытие гормона, который регулирует уровень глюкозы в крови, принадлежит ученому Паулю Лангергансу. В 1869 году он обнаружил группу клеток в поджелудочной железе, которые отвечают за секрецию инсулина. Специалист смог доказать, что именно поджелудочной железе принадлежит функция регулировки уровня сахара в крови.
В 1900 году ученый Л. В. Соболев продолжил исследования этого органа и обнаружил, что патологические изменения островков Лангерганса приводят к сахарному диабету, а при их сохранении СД не возникает даже в случае атрофии железистой ткани.
Выделение гормона и открытие инсулинотерапии принадлежит канадскому врачу Фредерику Бантингу. Он первым в мире смог выделить так называемый «экстракт поджелудочной железы» из ее клеток, чтобы использовать его в лечении сахарного диабета. Это произошло только в 1921 году. Первоначально инсулин назвали айлетином, но потом его переименовали.
В настоящее время инсулин для диабетиков получают методом генной инженерии. Такой препарат называют рекомбинантным. Его создают из вещества, которое вырабатывается штаммами дрожжей, помещенными в питательную среду. Этот способ позволил отказаться от сырья животного происхождения и получить препарат, действие которое идентично натуральному инсулину.
Секреция инсулина и ее нарушения
Для нормального течения обменных процессов важно, чтобы инсулин вырабатывался в нужном объеме. Минимальное количество этого гормона продуцируется всегда. Речь идет о базальной секреции инсулина. После еды и поступления глюкозы в кровь происходит активный выброс гормона – так называемый прандиальный пик. Это необходимо, чтобы глюкоза могла поступить в клетки органов и тканей.
Уровень инсулина в крови здоровых людей колеблется в широком диапазоне. Он зависит от возраста и физиологического состояния. У детей это значение составляет от 3 до 20 мкЕд/мл, у взрослых верхний порог достигает 25 мкЕд/мл.
У женщин во время беременности и после менопаузы происходят существенные изменения гормонального фона. Нормальные показатели инсулина в этом случае составляют от 6 до 27/36 мкЕд/мл.
Нарушением считается не только пониженная секреция гормона, но и повышенная. Существует несколько факторов, из-за которых поджелудочная железа не может вырабатывать инсулин в нужном количестве:
Инсулин для диабетиков
При нарушении или отсутствии выработки инсулина глюкоза из пищи поступает в кровь, но не может попасть в клетки инсулинозависимых тканей, то есть мышц и жира. В то же время инсулиннезависимые органы получают глюкозу в избытке, что приводит к патологическим изменениям. При сахарном диабете в первую очередь страдают органы-мишени: сосуды, нервы, почки.
Основополагающую роль в лечении СД 2 типа играет диета с пониженным содержанием углеводов, прием препаратов для снижения уровня сахара, повышения чувствительности клеток к инсулину. Инъекции инсулина при диабете второго типа назначаются пациентам с прогрессирующим заболеванием. Как правило, это происходит, когда бета-клетки поджелудочной железы не могут справляться с выработкой эндогенного гормона, а сахаропонижающие препараты перестают давать эффект.
Препараты для инсулинотерапии
Глюкоза раствор
При лечении диабета используют инсулиновые препараты разных типов. У них одинаковый эффект, но они отличаются по быстродействию и продолжительности воздействия. Это необходимо, чтобы сделать лечение более физиологичным, ведь у здоровых людей уровень инсулина естественным способом повышается и понижается в течение дня.
При диабете используют инсулин четырех типов:
Режим терапии и дозировку препарата подбирает лечащий врач исходя из клинического случая. При СД 1 типа обычно используется базально-болюсная инсулинотерапия. Она включает препараты короткого и быстрого действия, чтобы использовать сахар из каждого приема пищи и поддерживать уровень глюкозы в норме в течение суток.