Инсулин

Инсулин - это гормон белковой природы, образующийся в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Данное вещество оказывает влияние на практически все обменные процессы в организме. Первоочередная задача инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови. Кроме того, инсулин усиливает синтез жиров и белков, подавляет расщепление гликогена и жиров. Нормальная концентрация иммунореактивного инсулина в крови натощак составляет от 6 до 12,5 мкЕД/мл. Недостаток выработки инсулина (врожденный или приобретенный) ведет к сахарному диабету. 

Повышенный инсулин в крови наблюдается при инсулинорезистентности тканей и лежит в основе развития метаболического синдрома. Препараты инсулина используются в качестве лекарственных средств при сахарном диабете.

Что мы знаем об инсулине? Если организм вдруг перестал его вырабатывать, человек обречен на пожизненные уколы. И действительно, искусственный инсулин при диабете взамен переставшего вырабатываться собственного гормона – спасение для заболевших. Современная фармацевтика предлагает качественные препараты, которые могут полностью заменить собой естественную выработку инсулина, и обеспечивают высокое качество жизни больного. В прошлое ушли обычные шприцы и большие бутылки лекарств, из которых так трудно набрать нужную дозу. Сегодня введение инсулина не представляет трудностей, ведь лекарство выпускается в удобных ручках-шприцах с дозатором, а порой больным и вовсе устанавливают специальную помпу, за счет которой происходит автоматическое отмеривание порций лекарства и их дальнейшее попадание в кровоток. 

Почему же так важен инсулин? Он регулирует уровень глюкозы в крови человека, а ведь именно глюкоза – основной источник энергии для организма. Действие инсулина очень многогранно и хорошо изучено современной наукой.

Инсулин в организме человека

Инсулин в организме человека

Гормон инсулин

Инсулин человека вырабатывается особыми клетками (бета-клетками) поджелудочной железы, большая часть которых находится в ее хвостовой части. Скопление гормон-продуцирующих бета-клеток называется островками Лангерганса. Как мы уже сказали, прежде всего, инсулин отвечает за регулирование уровня глюкозы в крови. Как это происходит?

  • При помощи инсулина улучшается проницаемость клеточной мембраны, и глюкоза легко проходит сквозь неё;
  • Инсулин участвует в процессе перехода глюкозы в запасы гликогена в мышцах и печени;
  • Инсулин в крови способствует расщеплению глюкозы;
  • Гормон обеспечивает снижение активности ферментов, расщепляющих гликоген и жир.

Снижение выработки инсулина собственными клетками организма приводит к тому, что у человека начинается сахарный диабет I типа. В этом случае необратимо разрушаются сами бета-клетки, где при нормальном углеводном обмене и должен вырабатываться инсулин. Человеку, заболевшему таким диабетом, требуется постоянное введение искусственно синтезированного инсулина. Если же гормон вырабатывается в нужном количестве, но рецепторы клеток становятся к нему не чувствительны – это говорит о развитии сахарного диабета второго типа. Инсулин для его лечения на первых этапах не используется, но при прогрессировании заболевания эндокринолог может назначить его уколы для снижения нагрузки на поджелудочную железу.

До недавнего времени в лечении больных диабетом применяли препарат, сделанный на основе гормонов животных, либо модифицированный инсулин животных, в котором заменена одна аминокислота. Развитие фармацевтической промышленности позволило получать препараты высокого качества при помощи генной инженерии. Синтезированные таким образом инсулины не вызывают аллергических реакций. Кроме этого, для успешной коррекции уровня глюкозы требуются их меньшие дозы.

Выработка инсулина

Выработка инсулина – сложный и многоэтапный процесс. Сначала в организме синтезируется неактивное вещество, предшествующее полноценному инсулину (препроинсулин), который затем приобретает активную форму. Структура препроинсулина прописана в определенной хромосоме человека. Одновременно с его синтезом, образуется специальный L-пептид, с помощью которого препроинсулин проходит через мембрану клеток, превращается в проинсулин и остается созревать в специальной клеточной структуре (комплексе Гольджи).

Созревание – самый долгий этап в цепочке выработки инсулина. В этот период проинсулин разлагается на инсулин и С-пептид. Затем гормон присоединяется к цинку, который находится в организме в ионной форме.

Выброс инсулина из бета-клеток происходит после того, как в крови возрастает уровень глюкозы. Помимо этого, секреция и выход инсулина в кровь зависит от наличия определенных гормонов, жирных кислот и аминокислот, ионов кальция и калия в плазме. Уменьшается его производство в ответ на выброс другого гормона – глюкагона, который тоже синтезируется в поджелудочной железе, а именно в ее альфа-клетках. 

На секрецию инсулина влияет и автономная нервная система человека:

  • Парасимпатическая часть влияет на увеличение синтеза гормона инсулина;
  • Под воздействием симптоматической части угнетается синтез вещества. 

Действие инсулина

Действие инсулина

Одна из важнейших задач инсулина - это регулирование углеводного обмена. Данная функция осуществляется за счет увеличения проницаемости клеточных мембран для глюкозы, что позволяет ей быстро попасть внутрь клетки. Инсулин в организме воздействует на инсулинозависимые ткани – мышцы и жир. В совокупности эти ткани составляют 2/3 клеточной массы и отвечают за важнейшие жизненные функции (дыхание, кровообращение).

Действие инсулина основано на работе белка-рецептора, расположенного в клеточной мембране. Гормон связывается с рецептором и распознается им, запуская работу целой цепочки ферментов. В результате биохимических изменений происходит активация белка протеинкиназы С, влияющего на внутриклеточный обмен веществ.

Инсулин человека влияет на целый ряд ферментов, но основная функция по уменьшению количества глюкозы крови реализуется за счет:

  • Увеличения способности клеток поглощать глюкозу;
  • Активации ферментов по утилизации глюкозы;
  • Ускорения формирования запасов глюкозы в виде гликогена в клетках печени;
  • Уменьшения интенсивности образования глюкозы в печени.

Помимо этого, действие инсулина заключается в том, что он:

  • Увеличивает поглощение аминокислот клетками;
  • Улучшает поступление ионов калия, фосфора и магния в клетку;
  • Увеличивает выработку жирных кислот;
  • Способствует превращению глюкозы в триглицериды в печени и жировой ткани;
  • Улучшает репликацию (воспроизведение) ДНК;
  • Уменьшает поступление жирных кислот в кровеносное русло;
  • Угнетает распад белков.

Сахар и инсулин

Инсулин в крови напрямую влияет на утилизацию глюкозы. Как это происходит у здорового человека? В норме при длительном перерыве в еде уровень глюкозы в крови остается неизменным за счет того, что поджелудочная железа вырабатывает небольшие порции инсулина. Едва пища, богатая углеводами, попадает в рот, слюна разлагает их на простые молекулы глюкозы, которые моментально всасываются в кровь через слизистую оболочку ротовой полости.

Поджелудочная железа получает информацию о том, что для утилизации поступившей глюкозы нужно большое количество инсулина, и он берется из запасов, накопленных железой за время перерыва в еде. Выброс инсулина в этом случае называют первой фазой инсулинового ответа.

В результате выброса инсулина сахар в крови уменьшается до нормы, а запас гормона в поджелудочной железе истощается. Железа начинает синтезировать дополнительный инсулин, который медленно попадает в кровь, что называется второй фазой инсулинового ответа. В норме инсулин продолжает вырабатываться и поступать в кровь по мере переваривания пищи. Часть глюкозы организм запасает в виде гликогена в мышцах и печени. Если гликоген больше некуда девать, а в крови остались не утилизированные углеводы, инсулин способствует тому, что они превратятся в жиры и отложатся в жировой ткани. Когда со временем количество глюкозы в крови станет падать, альфа-клетки поджелудочной железы начнут вырабатывать глюкагон – гормон, обратный инсулину по своему действию. Именно глюкагон сообщает мышцам и печени, что пришла пора обратить запасы гликогена в глюкозу, что способствует поддержанию уровня сахара крови в норме. Истощенные запасы гликогена организм пополнит во время следующего приема пищи.

Получается, что поддержание нормального уровня глюкозы в крови – результат гормональной регуляции организма, причем есть две группы гормонов, которые по-разному влияют на количество глюкозы:

  • Инсулин обладает гипогликемическим действием – он уменьшает количество сахара в крови за счет откладывания глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах. При нарастании уровня глюкозы выше определенной цифры организм начинает вырабатывать инсулин для утилизация сахара;
  • Глюкагон – гипергликемический гормон, вырабатывающийся в альфа-клетках поджелудочной железы и обращающий запасы гликогена печени и мышц в глюкозу.

Уровень инсулина в крови

Уровень инсулина в крови

Инсулин: норма у женщин

Нормальный уровень инсулина в крови женщины свидетельствует о том, что организм справляется с переработкой глюкозы. Хороший показатель глюкозы натощак – от 3.3 до 5.5 ммоль/л,  норма инсулина в крови – от 3 до 26 мкЕД/мл. Немного отличаются нормативы для пожилых и беременных женщин:

  • У пожилых – 6-35 мкЕд/мл;
  • У беременных – 6-28 мкЕд/мл.

Норму инсулина нужно учитывать в диагностике сахарного диабета: наряду с определением глюкозы в крови, анализ на инсулин позволяет понять, имеется ли заболевание. При эт