Как работает инсулин в организме

Препараты инсулина

Для медицинских целей Инсулин получают из поджелудочной железы крупного рогатого скота, свиней и китов. Активность И. определяют биол, путем (по способности понижать содержание сахара в крови у здоровых кроликов). За единицу действия (ЕД), или интернациональную единицу (ИЕ), принимают активность 0,04082 мг кристаллического инсулина (стандарта). И. легко соединяется с двухвалентными металлами, особенно с цинком, кобальтом, кадмием, и может образовывать комплексы с полипептидами, в частности с протамином. Это свойство было использовано при создании препаратов И. пролонгированного действия.

По длительности действия различают три типа препаратов И. Препаратом короткого действия (ок. 6 час.) является инсулин отечественного производства (И. крупного рогатого скота и свиней). Препарат средней продолжительности действия (10—12 час.) — суспензия цинк-инсулина аморфного — отечественный препарат, аналогичный зарубежному препарату семиленте. К препаратам длительного действия относятся протамин-цинк-инсулин для инъекций (16—20 час. действия), суспензия инсулин-протамина (18— 24 час.), суспензия цинк-инсулина (до 24 час.), суспензия цинк-инсулина кристаллического (до 30—36 час. действия).

Фармакологическую характеристику наиболее употребляемых препаратов И. и формы их выпуска — см. Гормональные препараты, таблица.

Показания и противопоказания

И. является специфическим противодиабетическим средством и применяется в основном при сахарном диабете; абсолютным показанием является наличие кетоацидоза и диабетической комы. Выбор препарата и его дозировка зависят от формы и тяжести течения болезни, возраста и общего состояния больного. Подбор доз и лечение И. проводится под контролем содержания сахара в крови и в моче и наблюдением за состоянием больного. Передозировка И. грозит резким падением содержания сахара в крови, гипогликемической комой. Конкретные показания к применению тех или иных препаратов И. при сахарном диабете у взрослых и детей — см. Диабет сахарный, лечение.

Препараты И. применяются для лечения некоторых психических болезней. В СССР инсулиношоковое лечение шизофрении было применено в 1936 г. А. С. Кронфельдом и Э. Я. Штернбергом. С появлением нейролептиков лечение И. стало методом выбора — см. Шизофрения.

В небольших дозах И. иногда назначают при общем истощении, фурункулезе, рвоте беременных, гепатитах и др.

Все препараты И. пролонгированного действия вводят только под кожу (или внутримышечно). Внутривенно (напр., при диабетической коме) можно вводить только р-р инсулина кристаллического для инъекций. Нельзя вводить суспензии цинк-инсулина (и другие препараты И. пролонгированного действия) в одном шприце с р-ром инсулина для инъекций; в случае необходимости вводят р-р инсулина для инъекций отдельным шприцем.

Противопоказание — аллергия к Инсулину; относительные противопоказания — заболевания, протекающие с гипогликемией

Необходима осторожность при лечении И. больных, у которых наблюдаются коронарная недостаточность и нарушения мозгового кровообращения.

Библиография: Биохимия гормонов и гормональной регуляции, под ред. Н. А. Юдаева, с. 93, М., 1976; Ньюсхолм Э.И Старт К. Регуляция метаболизма, пер. с англ., с. 387 и др., М., 1977; Проблемы медицинской энзимологии, под ред. G. Р. Мардашева, с. 40, М., 1970, библиогр.; Руководство по клинической эндокринологии, под ред. В. Г. Баранова, Л., 1977; Сахарный диабет, под ред. В. Р. Клячко, с. 130, М., 1974; Старосельцева Л. К. Различные формы инсулина в организме и их биологическое значение, в кн.: Совр. вопр, эндокрин., под ред. H. А. Юдаева, в. 4, с. 123, М., 1972; Юдаев Н. А. Биохимия гормональной регуляции обмена веществ, Вестн. АН СССР, № 11, с. 29, 1974; Banting F. G., а. Вest С. H. Internal secretion of pancreas, J. Lab. clin. Med., v. 7, p. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus — a disorder of cellular information transmission, Horm. metaboi. Res., v. 4, p. 246, 1970, bibliogr.; Insulin, ed. by R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsulin and the biosynthesis of insulin, Recent Progr. Hormone Res., v. 25, p. 207, 1969, bibliogr.

Нобелевка хорошо делится на четыре

Фредерик Бантинг и его ассистент Чарльз Бест, 1924 год. Фото с сайта wikipedia.org

Бинго? Ничего подобного. Исследованиями вплотную занялись канадские ученые Фредерик Бантинг и шотландский врач Джон Маклеод. Но дело шло медленно. Прошел еще 21 год, прежде чем Маклеод и канадский биохимик Джеймс Коллип получили первый инсулин.

Как и положено настоящим ученым, они первым делом вкатили себе по десять кубиков нового снадобья. Вроде бы остались живы. И 11 января 1922 года им предоставили первого настоящего пациента, четырнадцатилетнего Леонарда Томпсона. С ним все было не так славно.

Ослабленный болезнью организм отреагировал на инъекцию сильной аллергией. Выяснилось, что инсулин не был достаточно очищен. И спустя 12 дней инъекцию повторили.

На сей раз все обошлось удачно. Диабет перестал прогрессировать, мальчик начал прибавлять в весе. И в 1923 году Бантинг и Маклеод получили первую Нобелевскую премию за изобретение инсулина, которую честно разделили с Коллипом и ассистентом Бантинга Чарльзом Бестом.

В Торонто, где проводились исследования, сразу же съехалось множество больных со всего мира. Каждый мечтал о спасительном уколе. И в том же 1923 году фармацевтическая фирма Eli Lilly and Company приступает к промышленному производству инсулина под торговой маркой «Илетин». Но праздновать окончательную победу еще рано.

Если до изобретения инсулина люди страдали от диабета, то начиная с 1923 года стали страдать от побочных эффектов инъекций. Плохо очищенный инсулин, полученный из поджелудочных желез крупного рогатого скота – сначала коров, а потом и свиней,  провоцировал страшные аллергии, кожа в месте укола начинала гноиться, появлялись болезненные утолщения. В ход шли рыбы, и даже киты, но и те не были панацеей.

К тому же инсулином пытались лечить диабет и первого, и второго типа. Хотя механизмы у них абсолютно разные: в одном случае железа перестает вырабатывать инсулин, а в другом выходят из строя средства его доставки.

При этом диабет первого типа встречается лишь у 5 процентов – 95 процентов приходится на тип два. Во втором случае нужны другие препараты, сахароснижающие. Но об этом пока что не знают.

Только в 1936 году датскому ученому Гансу Христиану Хагедорну удается получить инсулин пролонгированного действия. Ранее требовалось сопровождать инъекцией любой кусок, что, разумеется, никто не делал; в таком случае на коже пациента просто не осталось бы живого места. Изобретение Хагедорна позволило сильно уменьшить количество инъекций.

А сахароснижающие таблетки, помогающие бороться с диабетом второго типа, появились лишь в 1956 году.

Чарльз Бест с ассистентом, 1950-е гг. Институт Чарльза Беста, Торонто. Фото с сайта thecanadianencyclopedia.ca

Действие инсулина Править

Инсулин отвечает за промежуточный обмен веществ. Инсулин снижает сахар в крови. Именно благодаря инсулину глюкоза легко поступает в мышечные и жировые клетки и именно благодаря инсулину новые молекулы глюкозы в печени образуются в замедленном режиме. Более того, инсулин дает возможность глюкозе запастись в нашем организме в виде гликогена. Инсулин также способствует накоплению других веществ, которые поставляют нам энергию – это, прежде всего, белки и жиры.

Инсулин препятствует распаду этих веществ и не дает нашему организму бездумно их расходовать.

Инсулин зачастую скапливается в поджелудочной железе, и для его высвобождения и выработки в нужном количестве необходимо повысить уровень глюкозы в крови.

Выработка инсулина идет постоянно и без перерывов, но скорость этого процесса может изменяться. Действие инсулина строго скоординировано с секрецией и действием других гормонов, которые способствуют росту уровня глюкозы в крови. Именно поэтому уровень глюкозы заключен в пределах нормы, который составляет 80-100 мг глюкозы в 100 мл крови.

Отработавший инсулин оседает в печени и почках, при этом период полураспада препарата в человеческом организме – одна — две минуты.

Инсулин применяют как лекарственное средство при диабете. При этом инсулин выделяют из организма свиней или коров. С недавнего времени инсулин стали синтезировать специальными бактериями. Под действием желудочного сока инсулин расщепляется, поэтому его назначают в виде подкожных или внутримышечных инъекций, а также капельных вливаний.

Механизм действия Править

Подобно другим гормонам своё действие инсулин осуществляет через белок-рецептор.

Инсулиновый рецептор представляет собой сложный интегральный белок клеточной мембраны, построенный из 2 субъединиц (a и b), причём каждая из них образована двумя полипептидными цепочками.

Инсулин с высокой специфичностью связывается и распознаётся а-субъединицей рецептора, которая при присоединении гормона изменяет свою конформацию. Это приводит к появлению тирозинкиназной активности у субъединицы b, что запускает разветвлённую цепь реакций по активации ферментов, которая начинается с самофосфорилирования рецептора.

Физиологические эффекты инсулина Править

Инсулин оказывает на обмен веществ и энергии сложное и многогранное действие. Многие из эффектов инсулина реализуются через его способность действовать на активность ряда ферментов.

Инсулин — единственный гормон, снижающий содержание глюкозы в крови, это реализуется через:

• усиление поглощения клетками глюкозы и других веществ;
• активацию ключевых ферментов гликолиза;

Анаболические эффекты

• усиливает транспорт в клетку ионов калия, а также магния и фосфата;
• усиливает репликацию ДНК и биосинтез белка;

Антикатаболические эффекты

Методы снижения инсулина

При постоянном превышении нормы гормонального вещества существует угроза развития опасных аномалий. Чтобы справиться с проблемой, нужно соблюдать целый ряд рекомендаций:

• Уменьшить число приемов пищи до 3 раз. Это обеспечит очищение печени от продуктов распада и поможет желудку хорошо переварить пищу.
• Каждую неделю делать разгрузочный день. С помощью этой методики удастся запустить процесс регенерации клеток. Благодаря проведению разгрузочных дней можно избежать появления злокачественных патологий, поскольку раковые клетки теряют свою активность во время голодания. Также это поможет избавиться от лишнего веса и минимизировать риск появления опасных патологий.
• Контролировать инсулиновый индекс пищи. Этот параметр отражает значение вырабатываемого инсулина во время потребления конкретных продуктов.
• Заниматься спортом. Благодаря адекватным физическим нагрузкам удастся увеличить восприимчивость клеток к инсулину.
• Уменьшить потребление углеводов. В ежедневном меню должно присутствовать большее количество пищи с содержанием клетчатки.

Параметры инсулина напрямую зависят от образа жизни и меню человека

Потому так важно заниматься спортом и сбалансированно питаться

Общая информация

Но сразу же стоит отметить, что все продукты по-разному воздействуют на уровень сахара в крови. Некоторые из них провоцируют резкое его повышение выше нормы, другие же увеличивают концентрацию глюкозы в крови медленно и не намного.

Основная роль инсулина заключается в том, чтобы своевременно снижать уровень сахара в крови, доводя его до нормальных значений. Но это еще не все. Помимо этого, гормон инсулин способствует переработке глюкозы и ее транспортировке в клетки организма, таким образом насыщая их энергией.

Этот процесс является сложным, так как для начала инсулину требуется образовать много жира, который и является непосредственным участником в формировании запасов глюкозы в клетках организма. И когда этих запасов становится очень много, избыток глюкозы также начинает преобразовываться в жир, который затем откладывается на теле в виде жировых отложений.

Глюкоза – это углевод, который может быть как простым и сложным, так быстрым и медленным. Наиболее «опасными» для организма являются быстрые и простые углеводы, которые в течение короткого времени насыщают клетки глюкозой и приводят к ее преобразованию в жир. Такие углеводы содержатся во всех сладких и мучных продуктах, газировках и обычном сахаре. Они очень быстро повышают уровень глюкозы в крови и провоцируют усиление выработки инсулина, что и способствует ускорению формирования жира.

Но это все не дает понять полностью, что же такое инсулин гормон. Поэтому рассмотрим его более подробно.

Инсулин бывает животного и синтетического происхождения

Натуральный инсулин

Как уже было сказано выше, инсулин представляет собой гормон, который естественным образом вырабатывается в организме поджелудочной железой. Как только человек поел, употребленные им углеводы практически мгновенно распадаются на глюкозу, которая является главным источником энергии для организма.

Чтобы его не растерять, в работу включается инсулин, который пополняет запасы энергии в клетках. Но этот процесс требует также участия и других гормонов, помогающих инсулину выполнять свои обязанности. В их роли выступает глюкагон и амилин.

При недостатке одного из этих гормонов процесс скопления глюкозы в клетках нарушается. Организм начинает испытывать дефицит энергии и пытается его компенсировать за счет сжигания жировых клеток. Поэтому человек, у которого имеются такие проблемы, начинает очень быстро худеть, несмотря на то, что в пищу употребляет много углеводов и жиров.

При этом происходит резкий скачок сахара в крови, который приводит к развитию гипергликемии. Это состояние является весьма опасным, так как может стать причиной возникновения комы с последующим наступлением летального исхода.

Из-за чего может быть нарушена выработка инсулина поджелудочной железой? Причин тому очень много. Это и врожденные аномалии в строении органа, и приобретенные патологии, которые приводят к повреждению его клеток, а также и сторонние факторы, оказывающие серьезные нагрузки на железу, в результате которых она «устает» и перестает вырабатывать инсулин в нужном количестве.

Мониторинг результатов анализов

Существует масса способов для мониторинга и хранения данных анализов, для того чтобы отслеживать динамику изменения результатов

Мы рекомендуем обратить внимание на бесплатное приложение Ornament

Оно поможет хранить и систематизировать результаты медицинских анализов. Ornament позволяет отслеживать изменение уровня инсулина и других медицинских показателей. Динамику результатов анализов Ornament отображает на графиках. На графиках сразу видно, когда показатель вышел за пределы нормы — в этом случае Ornament окрасит соответствующую часть графика в яркий желтый цвет. Это будет сигнал о том, что, вероятно, в организме есть проблемы и нужно посетить врача. Зеленая маркировка используется в приложении для обозначения нормальных значений показателей – все хорошо, можно не беспокоиться.

Для переноса результатов анализов с бумажного бланка в приложение Ornament достаточно его (то есть бланк с результатами) сфотографировать. Ornament автоматически «отсканирует» все данные. А для внесения в приложение результатов анализов из pdf-файла, присланного из лаборатории, нужно просто загрузить этот файл в Ornament.

На основе полученных данных Ornament оценивает основные органы и системы организма по пятибалльной шкале. Оценки менее 4 баллов могут означать наличие проблем со здоровьем, которые, возможно, требуют медицинской консультации. К слову, спросить совета можно прямо в приложении — среди пользователей Ornament есть медики, которые дадут вам грамотные рекомендации.

Скачать приложение Ornament можно бесплатно в Google Play Market и App Store.

Эффект от введения инъекций

Инсулин представляет собой вещество, который принимает участие практически во всех обменных процессах, происходящих в организме. Он выступает в роли биокатализатора и обеспечивает насыщение клеток и тканей организма глюкозой. Помимо этого, данное вещество способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах, без которого также невозможны многие процессы.

Также инсулин обеспечивает повышение проницаемости биологических мембран для аминокислот и ионов, способствуя быстрому их потреблению клетками организма. Более того, данный гормон принимает активное участие в окислении фосфорилиров, необходимых для метаболизма глюкозы.

Глюкоза находится в интерстициальной жидкости клеток, а глюкогексокиназ внутри самих клеток. Когда они начинают взаимодействовать с инсулином, повышается проницаемость мембранных оболочек клеток, благодаря чему глюкоза успешно внедряется в цитоплазму клеток. При этом основная его задача заключается в ингибировании активности глюкозы-6-фосфатазы, которая катализирует гликогенолиз.

Механизм действия инсулина сложен, понять его человеку, далекому от науки и медицины, не так-то просто. Но следует отметить, что без него, действительно, не могут происходить многие процессы в организме. И когда резистентность к инсулину снижается или он перестает вырабатываться в организме, организм перестает потреблять глюкозу, что и приводит к повышению уровня сахара в крови. А это, в свою очередь, влечет появление таких симптомов:

• учащенное мочеиспускание и повышение суточного количества выделяемой мочи до 6-10 л;
• повышение уровня сахара в крови натощак до 6,7 ммоль/л и выше;
• глюкозурия (до 10-12%);
• уменьшение уровня гликогена в мышечных тканях и самой печени;
• нарушение белкового обмена;
• липидемия, которая характеризуется повышением уровня жиров в крови из-за нарушения процессов окисления;
• повышение уровня кетоновых тел в крови (ацитоз).

Симптоматика, характерная для сахарного диабета

При недостатке инсулина в организме в работу включаются антагонисты, которые имеют противоположное ему действие. При этом повышается не только концентрация глюкозы в крови, но и аминокислот, а также свободных жирных кислот. Из-за этого у пациента начинают развиваться такие заболевания, как артериосклероз и ангиопатия.

Когда инсулин высвобождается из клеток поджелудочной, он вступает в цепную реакцию с клетками организма. После того как он проникает в них, он начинает свое действие, которое направлено на стимуляцию движения глюкозы и утилизацию жира.

Как уже было сказано выше, от выработки инсулина напрямую зависит синтез гликогена, который угнетает перевод аминокислот в глюкозу. По этой причине врачи рекомендуют делать инъекции инсулина сразу же после активных физических нагрузок, так как это благоприятно сказывается на росте мышечной ткани.

Нормальными показателями уровня глюкозы в крови у взрослого человека принято считать 3,3–5,5 ммоль/л. Если эти цифры ниже, то речь идет о гипогликемии, если выше – гипергликемии. Как бы это ни было странно, но гипогликемические состояния также свойственныи для диабетиков. Возникают они по разным причинам – несвоевременной постановке инъекции или чрезмерных физических нагрузок.

Норма сахара в крови

Но и гипогликемия, и гипергликемия являются очень опасными состояниями, так как они могут вводить человека в кому, при которой клетки головного мозга начинают испытывать кислородное голодание. А при дефиците кислорода она повреждаются, что негативным образом сказывается не только на функциональности головного мозга, но и на работоспособности всего организма.

Следует отметить, что уровень глюкозы в крови может повышаться не только у диабетиков на фоне недостаточной секреции инсулина, но и у совершенно здоровых людей. Происходит это, как правило, после употребления пищи. Высокий уровень глюкозы в данном случае может наблюдаться в течение нескольких часов, но потом уровень должен нормализоваться. Если же это происходит гораздо позже и наблюдается постоянно, то это серьезный повод, чтобы посетить врача и сдать все необходимые анализы на предмет выявления сахарного диабета. Помните, чем раньше он будет диагностирован, тем выше вероятность того, что вы сможете предотвратить развитие на его фоне осложнений.

Аделина Павлова

Норма

Любое отклонение уровня глюкозы от нормы может быть свидетельством опасных заболеваний. В случае превышения объема в 2 раза врач может диагностировать ожирение. При сильном дефиците вещества речь идет о возникновении инсулиновой комы.

Для контроля течения обмена углеводов и жиров следует знать точный параметр инсулина. Именно он очень важен при диагностике гипогликемии.

Наиболее информативным параметром является объем инсулина в плазме крови. В отдельных ситуациях проводят исследование вещества в сыворотке. Однако оно не всегда имеет диагностическую ценность, поскольку подвергается серьезному воздействию при лечении антикоагулянтами. Для получения точного результата нужно сделать тест на толерантность к глюкозе.

Норма инсулина определяется в зависимости от времени применения глюкозы и измеряется в мМЕ/л:

• Перед употреблением вещества – 6-24;
• Спустя полчаса – 25-231;
• Через 1 час – 18-276;
• Через 2 часа – 16-166;
• Через 3 часа – 4-18.

Если значение инсулина составляет 0, это говорит о появлении диабета второго типа. Его течение часто осложнено ожирением. Это провоцирует серьезное нарушение толерантности к глюкозе. После употребления раствора этого вещества уровень сахара в крови достигает высоких параметров и затем длительное время не возвращается в норму.

Для чего нужен инсулин?

Кратко можно обозначить функции инсулина следующим образом:

• обеспечивает транспорт глюкозы внутри клеток (усвоение и утилизацию);
• отвечает за образование гликогена (резервной глюкозы) и его накопление в клетках печени и других органов;
• стимулирует синтез белков и жиров;
• увеличивает проницаемость клеточных стенок для аминокислот.

Инсулин в организме человека нужен круглосуточно. Здоровая поджелудочная железа секретирует гормон и днем, и ночью. Различают

• базальную секрецию инсулина;
• стимулированную секрецию.

Базальная секреция – это выработка инсулина на протяжении суток, независимо от приема пищи. Стимулированная появляется при повышении уровня сахара в крови (после еды).

Все наши органы должны жить и работать круглосуточно. А для этого нужна глюкоза. Но мы же не едим все время. Откуда организму брать глюкозу? Природа позаботилась об этом, позволив печени создавать запас глюкозы в виде гликогена. Оттуда глюкоза и поступает в организм. А базальная секреция инсулина обеспечивает ее усвоение.

При сахарном диабете первого типа базальной секреции не будет. Следовательно, глюкоза накапливается, а не усваивается. Чтобы нормализовать базальный инсулин, при сахарном диабете первого типа назначают инсулин в таблетках длительного действия. При сахарном диабете второго типа – инкретины и метформины.

Основной стимул к секреции гормона инсулина – повышение концентрации глюкозы. После приема пищи уровень глюкозы увеличивается за считанные минуты. Поджелудочная железа реагирует на данный процесс выбросом инсулина в больших количествах. Это стимулированная секреция.

Она происходит в две фазы:

• быструю (пик выброса инсулина в течение двух-пяти первых минут);
• медленную (незначительная, но длительная секреция инсулина).

При сахарном диабете второго типа поджелудочная железа не способна быстро реагировать на повышение содержания глюкозы. То есть, быстрая фаза «смазана» или полностью отсутствует. Сразу после еды сахар в крови повышается, а инсулин не вырабатывается. Конечно, позже поджелудочная железа даст нужное количество инсулина. Но высокий сахар успеет навредить. Таким образом, нехватка инсулина вызывает стабильно высокий уровень глюкозы в крови, что нарушает функционирование многих органов и систем.

Чтобы нормализовать выработку инсулина после приема пищи, люди с сахарным диабетом первого типа принимают препараты инсулина короткого действия. При сахарном диабете второго типа – стимулирующие железу средства.