Типы ферментов поджелудочной железы

Поджелудочная железа синтезирует много разных видов биологически активных веществ. От других составляющих человеческого организма она отличается тем, что способна к эндокринной и экзокринной секреции одновременно.

Экзокринная составляющая занимает больше 95% объема всей поджелудочной. До 3% приходится на панкреатические островки (так же их называют островками Лангерганса), в которых синтезируются:

  • Глюкагон;
  • Инсулин;
  • С-пептиды.

Островки Лангерганса огибаются большим количеством капилляров, поэтому в них поступает много питательных веществ, которые нужны для обеспечения процессов секреции.

Гормоны, которые вырабатываются в них, оказывают влияние почти на все процессы метаболизма в организме.

Как действует гормон?

Инсулин тем или иным образом затрагивает все виды обмена веществ в организме, но, в первую очередь, он участвует в углеводном обмене. Его действие обусловлено усилением скорости транспорта излишка глюкозы через мембраны клеток (за счет активации внутриклеточного механизма, регулирующего количество и эффективность мембранных белков, доставляющих глюкозу).

Инсулин в крови при диабете 2 типа: какой уровень считается нормальным

Жировая и мышечная ткани являются инсулинозависимыми. При поступлении пищи, богатой углеводами, гормон вырабатывается и вызывает повышение уровня сахара в крови. Когда показатель глюкозы в крови опускается ниже физиологического уровня, выработка гормона замедляется.

Благодаря инсулину происходит расщепление углеводовБлагодаря инсулину происходит расщепление углеводов

Виды действия инсулина на организм:

  • метаболическое: повышение усвоения глюкозы и других веществ клетками; активация ключевых ферментов процесса окисления глюкозы (гликолиза); рост интенсивности синтеза гликогена (ускоряется депонирование гликогена путем полимеризации глюкозы в клетках печени и мышц); падение интенсивности глюконеогенеза посредством синтеза в печени глюкозы из различных веществ;
  • анаболическое: усиливает абсорбцию аминокислот клетками (чаще всего валина и лейцина); увеличивает транспорт в клетки ионов калия, магния и фосфат-ионов; повышает репликацию дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и биосинтез белка; ускоряет синтез жирных кислот с последующей их этерификацией (в печени и жировой ткани инсулин способствует преобразованию глюкозы в триглицериды, а при его недостатке происходит мобилизация жиров);
  • антикатаболическое: угнетение гидролиза белков с уменьшением степени их деградации; уменьшение липолиза, снижающее поступление в кровь жирных кислот.

Норма инсулина в крови взрослого человека составляет 3–30 мкЕД/мл (до 240 пмоль/л). Для детей младше 12 лет этот показатель не должен превышать 10 мкЕД/мл (69 пмоль/л).

У здоровых людей уровень гормона колеблется в течение дня и достигает своего пика после приема пищи. Цель инсулинотерапии – не только поддержать этот уровень на протяжении всего дня, но и имитировать пики его концентрации, для чего гормон вводят непосредственно перед едой. Доза подбирается врачом индивидуально для каждого пациента с учетом уровня глюкозы в крови.

Базальная секреция гормона у здорового человека составляет около 1 ЕД в час, она необходима, чтобы подавлять работу альфа-клеток, продуцирующих глюкагон, являющийся основным антагонистом инсулина. При приеме пищи секреция усиливается до 1–2 ЕД на 10 г принятых углеводов (точное количество зависит от многих факторов, в т. ч.

Концентрация глюкозы в крови регулируется глюкагоном и инсулиномКонцентрация глюкозы в крови регулируется глюкагоном и инсулином

У людей с сахарным диабетом 1-го типа выработка гормона снижена или же отсутствует полностью. В таком случае необходима заместительная инсулинотерапия.

Вследствие перорального приема гормон разрушается в кишечнике, поэтому его вводят парентерально, в виде подкожных инъекций. При этом чем меньше будут суточные колебания уровня глюкозы, тем ниже риск развития различных осложнений сахарного диабета.

При получении недостаточного количества инсулина возможно развитие гипергликемии, если же гормон поступил в избытке, вероятна гипогликемия. В связи с этим к инъекциям препарата следует относиться ответственно.

Основные симптомы гипогликемииОсновные симптомы гипогликемии

Снижающие эффективность терапии ошибки, которых следует избегать:

  • применение препарата с истекшим сроком годности;
  • нарушение правил хранения и транспортировки препарата;
  • нанесение спирта на участок для инъекции (спирт оказывает разрушающее действие на гормон);
  • использование поврежденной иглы или шприца;
  • слишком быстрое извлечение шприца после инъекции (из-за риска потери части препарата).

Честь создания первых работ, положивших путь к открытию гормона, принадлежит российскому ученому Леониду Соболеву, который в 1900 году предложил использовать поджелудочную железу для получения антидиабетического препарата и дал понятие, что такое инсулин.

Больше 20 лет ушло на дальнейшие исследования, и после 1923 года началось промышленное инсулиновое производство. Сегодня гормон хорошо изучен наукой. Он принимает участие в процессах расщепления углеводов, отвечая за обмен веществ и синтез жиров.

Инсулин-вырабатывающим органом служит поджелудочная железа, где находятся конгломераты В-клеток, известные научному миру под названием островков Лоуренса или панкреатических островков. Удельная масса клеток невелика и составляет всего 3% от общей массы поджелудочной железы. Происходит выработка инсулина бета-клетками, у гормона выделяют подтип проинсулин.

Что такое подтип инсулин, до конца неизвестно. Сам же гормон, прежде чем принять конечную форму, поступает в клеточный комплекс Гольджи, где дорабатывается до состояния полноценного гормона. Процесс завершается, когда гормон помещается в специальные гранулы поджелудочной железы, где хранится до приема человеком пищи.

Действие

Что такое гормон инсулин – это важнейший регулятор обмена веществ. Без него поступающая с пищей в организм глюкоза не сможет попасть в клетку. Гормон повышает проницаемость клеточных мембран, вследствие чего глюкоза всасывается в тело клетки.

Функции

Многообразными являются функции инсулина. Он обеспечивает работу клеток мышц, влияя на процессы белкового и жирового обмена. Гормон исполняет роль информатора мозга, который по данным рецепторов определяет потребность в быстрых углеводах:

  1. Не дает расщепляться важным аминокислотам в простые сахара.
  2. Улучшает синтез белков – основы жизни.
  3. Не дает белкам в мышцах распадаться, препятствует атрофии мышц – анаболический эффект.
  4. Ограничивает накопление кетоновых тел, чрезмерное количество которых смертельно опасно для человека.
  5. Способствует транспортировке ионов калия и магния.

Уровень сахара

Мужчина

Женщина

Укажите Ваш сахар или выберите пол для получения рекомендаций

Укажите возраст мужчины

Укажите возраст женщины

Глюкагон относится к антагонистам инсулина и его действие направлено на увеличение содержания в крови глюкозы. Он соединяется с рецепторами клеток печени и дает сигнал о расщеплении гликогена до глюкозы. Введение глюкагона в течение 4 часов может полностью очистить печень от гликогена.

Кроме этого, глюкагон стимулирует образование глюкозы в печени. В сердечной мышце гормон активирует сокращение мышечных волокон, что проявляется повышением артериального давления, силы и частоты сердечных сокращений. Глюкагон улучшает кровоснабжение скелетных мышц.

Эти свойства глюкагона делают его участником приспособительной реакции организма на стресс, названной «бей или беги». Таким же действием обладают адреналин и кортизол. Глюкагон также снижает запасы жира в организме и стимулирует распад белка до аминокислот.

Как недостаточная, так и избыточная концентрация инсулина в крови вызывает развитие патологических состояний:

  • инсулинома – опухоль поджелудочной железы, секретирующая в большом количестве инсулин, в результате чего у пациента часто возникают гипогликемические состояния (характеризуются снижением концентрации глюкозы в сыворотке крови ниже 5,5 ммоль/л);
  • сахарный диабет I типа (инсулинозависимый тип) – к его развитию приводит недостаточная выработка инсулина β-клетками поджелудочной железы (абсолютная инсулиновая недостаточность);
  • сахарный диабет II типа (инсулинонезависимый тип) – клетки поджелудочной железы вырабатывают инсулин в достаточном количестве, однако рецепторы клеток утрачивают к нему чувствительность (относительная недостаточность);
  • инсулиновый шок – патологическое состояние, развивающееся в результате однократного инъекционного введения чрезмерной дозы инсулина (в тяжелом варианте – гипогликемическая кома);
  • синдром Сомоджи (синдром хронической передозировки инсулина) – комплекс симптомов, которые возникают у пациентов, длительное время получающих высокие дозы инсулина.

Образующийся в поджелудочной железе гормон является предшественником инсулина. В процессе нескольких последовательных друг за другом химических реакций он преобразуется в активную форму гормона, которая способна выполнять предназначенные для нее функции в организме.

  1. А-цепь. Она включает в себя 21 аминокислотный остаток.
  2. В-цепь. В ее состав входит 30 аминокислотных остатков.

Инсулин отличается высокой скоростью оказываемого действия, поэтому в течение часа с момента выработки синтезируется. Стимулом для производства гормона является поступление пищи с большим количеством углеводов, в результате чего происходит скачок в крови значения глюкозы.

Инсулин в крови при диабете 2 типа: какой уровень считается нормальным

Инсулин у каждого биологического вида имеет структурные отличия, поэтому его роль в регулировании углеводного обмена тоже разная. Наиболее схожим с человеческим гормоном считается инсулин свиньи, отличающийся от него лишь 1 аминокислотным остатком. Инсулин быка отличается от гормона человека тремя такими остатками.

Инсулин участвует практически во всех процессах обмена, но основное его действие касается метаболизма углеводов. Влияние на эти вещества, оказываемое гормоном, связано во многом с усилением скорости доставки через клеточные мембраны излишек глюкозы.

В результате этого активизируются инсулиновые рецепторы, и приводится в действие внутриклеточный механизм, способный влиять напрямую на усвоение клетками глюкозы. Механизм действия инсулина основан на урегулировании численности мембранных белков, доставляющих эти вещества.

Уровень инсулина в крови

Оптимальная концентрация сахара поддерживается благодаря выполнению всеми системами организма своих функций. Тем не менее, главная роль в таком процессе принадлежит действию гормонов.

На концентрацию глюкозы воздействуют 2 группы гормонов:

  1. Инсулин (естественный гипергликемический гормон) – снижает ее уровень.
  2. Гормоны гипергликемической группы (например, гормон роста, глюкагон, адреналин) – увеличивают ее уровень.

В тот момент, когда значение глюкозы становится ниже физиологического уровня, выработка инсулина замедляется. В случае критического падения сахара в крови, начинается высвобождение гормонов гипергликемической группы, которые направляют глюкозу из клеточных запасов. Для подавления дальнейшего выделения в кровь инсулина активизируются гормоны стресса и адреналин.

На выработку, действие инсулина или утрату восприимчивости клеточных мембран к этому гормону могут оказать влияние следующие факторы:

  • Нарушение процесса созревания инсулина, а также его рецептора;
  • Возникновение измененных молекул, а также нарушение их биологических функций;
  • Присутствие в организме антител к действию гормона, что приводит к потере связи между гормоном и его рецептором;
  • Деградация рецепторов гормона;
  • Нарушение процесса эндоцитоза гормона с рецептором.
Предлагаем ознакомиться:  Признаки диабета у подростков девушек

Любое препятствие на пути поступления сигнала от инсулина в клетку способно полностью или частично нарушить его влияние на весь процесс метаболизма. Важно понимать, что в таком состоянии организма высокая концентрация гормона не может исправить ситуацию.

Островки Лангерганса

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, инсулина – 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 этом значение имеет как повышение, так и уменьшение показателя относительно нормальных цифр.

Так, повышенный инсулин говорит о том, что поджелудочная железа трудится вхолостую, выдавая лишние дозы гормона, а он не усваивается клетками организма. Понижение количества инсулина означает, что бета-клетки поджелудочной железы не в состоянии выработать нужное количество гормона.

Интересно, что у беременных уровень глюкозы крови и инсулина имеет другие нормы. Это связано с тем, что плацента вырабатывает гормоны, увеличивающие количество глюкозы в крови, а она провоцирует выброс инсулина.

В итоге уровень сахара растёт, он проникает сквозь плаценту к ребёнку, заставляя его поджелудочную железу работать в усиленном режиме и синтезировать много инсулина. Глюкоза усваивается и запасается в виде жира, вес плода увеличивается, а это опасно для течения и исхода будущих родов – крупный малыш может просто застрять в родовых путях.

Инсулин в организме человека

Норма инсулина одинакова для мужчин и женщин, и составляет 3-26 мкЕд/мл. Причиной снижения секреции гормона является разрушение клеток поджелудочной железы. Обычно это случается в молодом возрасте, на фоне острой вирусной инфекции (гриппа) – заболевание начинается остро, зачастую больные попадают в стационар в состоянии гипо- или гипергликемической комы.

Заболевание носит аутоиммунный характер (клетки разрушаются под воздействием собственных клеток-киллеров, которые образуются из-за сбоев в иммунитете), и называется диабетом первого типа. Помочь здесь может только пожизненное введение инсулина и специальная диета.

Когда у мужчины наблюдается повышенный уровень инсулина, можно заподозрить наличие опухолей поджелудочной железы, болезни печени и надпочечников. Если же по результатам обследования ничего не выявлено, а повышение уровня инсулина сопровождается большими цифрами уровня глюкозы в крови, можно заподозрить сахарный диабет второго типа.

В этом случае рецепторы клеток утрачивают чувствительность к инсулину. Несмотря на то, что поджелудочная железа вырабатывает его в большом количестве, глюкоза не может попасть в клетки через клеточную мембрану.

Какие неприятности влечёт за собой нарушение выработки и усвоения инсулина у мужчин? Специфическая мужская проблема диабетика – импотенция. Из-за того, что глюкоза утилизируется неправильно, в крови наблюдается её повышенный уровень, а это плохо влияет на сосуды, ухудшает их проходимость и нарушает эрекцию.

Чтобы не столкнуться с этой деликатной проблемой, мужчинам-диабетикам нужно наблюдаться у эндокринолога, выполнять все его назначения, регулярно проверять уровень глюкозы и инсулина в крови.

Норма инсулина у ребенка – от 3 до 20 мкЕд/мл. При некоторых болезнях может наблюдаться как его повышение, так и снижение:

  • Для сахарного диабета первого типа характерно снижение уровня инсулина.

Этот тип заболевания – основной у детей. Он начинается, как правило, в раннем возрасте, отличается бурным началом и тяжёлым течением. Бета-клетки отмирают и перестают вырабатывать инсулин, так что спасти больного ребёнка могут только уколы гормона.

Содержание инсулина в крови определяется при помощи анализа крови

Причина заболевания кроется во врождённых аутоиммунных нарушениях, пусковым механизмом может стать любая детская инфекция. Болезнь начинается с резкого похудения, тошноты, рвоты. Иногда дети попадают в стационар уже в состоянии комы (когда организм не в силах справиться с резким снижением или повышением уровня инсулина и глюкозы крови).

У подростков начало болезни может быть смазанным, скрытый период продолжается до 6 месяцев, и в это время ребенок жалуется на головную боль, усталость, неукротимое желание съесть что-то сладкое. На коже могут появиться гнойничковые высыпания.

  • При диабете второго типа, гиперплазии островков Лангерганса, инсулиноме уровень инсулина в крови повышается.

Инсулинома и гиперплазия встречается достаточно редко, а диабет 2 типа– весьма распространён. Он отличается тем, что при повышенном инсулине сахар в крови не утилизируется, и остаётся высоким из-за нарушения чувствительности рецепторов клеток.

Пониженный уровень инсулина, как правило, говорит о развитии диабета – вследствие нехватки гормона глюкоза не утилизируется, а остаётся в крови. Снижение уровня инсулина при диабете приводит к появлению неприятных симптомов:

  • Учащение мочеиспускания, увеличение количества мочи (особенно характерно для ночного времени). Это связано с тем, что излишки глюкозы из крови выводятся в мочу, а глюкоза «забирает» с собой воду, увеличивая объём мочеиспускания.
  • Ощущение постоянной жажды (таким образом организм пытается восполнить потери жидкости с мочой).
  • Гипергликемия – повышение количества глюкозы: низкий уровень инсулина в крови или полное отсутствие его выработки приводит тому, что глюкоза не попадает в клетки, и те испытывают её дефицит. Восполнить недостаток инсулина можно постоянными инъекциями лекарств-аналогов инсулина.

Уровень инсулина в крови может понижаться в силу многих обстоятельств. Чтобы точно выяснить, почему это происходит, нужно обратиться к эндокринологу. Основными причинами снижения выработки инсулина железой являются:

  • Нездоровое питание: содержание в рационе большого количества высококалорийной еды и животных жиров, «быстрых» углеводов (сахара, муки). Всё это приводит к тому, что вырабатываемого поджелудочной железой инсулина хронически не хватает для утилизации поступивших углеводов, и организм пытается увеличить его выработку, истощая бета-клетки.
  • Несоблюдение режима питания (переедание).
  • Снижение иммунитета из-за инфекций и хронических болезней.
  • Недосыпание, переживания, стрессы способствуют снижению количества вырабатываемого организмом инсулина.
  • Отсутствие активных физических нагрузок – из-за них увеличивается количество сахара в крови и одновременно снижается уровень инсулина.

Если инсулин в организме вырабатывается в недостаточном или, наоборот, избыточном количестве, это приводит к изменению уровня глюкозы в крови. И хотя высокий и низкий сахар имеют разные симптомы, регулирование углеводного обмена требует соблюдения определённых правил:

  • Если вы страдаете нарушением выработки и усвоения инсулина, обзаведитесь браслетом или положите в кошелёк записку, чтобы окружающие могли быстро среагировать и оказать помощь.
  • Регулярно наблюдайтесь у врача-эндокринолога и следуйте назначенному лечению.
  • Не употребляйте алкоголь, так как он вызывает резкое изменение уровня сахара в крови.
  • Постарайтесь вести спокойный, размеренный образ жизни – ведь, как известно, выработка гормона инсулина подавляется во время стресса. Кроме того, люди в состоянии стресса могут относиться к собственному здоровью наплевательски по принципу «хуже всё равно уже не будет», нанося этим большой ущерб.
  • Регулярно проверяйте сахар крови портативными приборами (глюкометрами) – так можно оценить, справляется ли организм с нагрузкой, или требуется изменить текущую дозу лекарств. Контроль уровня глюкозы позволит избежать таких опасных для жизни состояний, как гипогликемическая и гипергликемическая кома.
  • Разумно относитесь к физической нагрузке. Не стоит ставить спортивные рекорды, ведь выработка инсулина в момент упражнений не меняется, а вот утилизация глюкозы ускоряется, и уровень сахара в крови может упасть до недопустимо низкой величины. Бороться с этим можно, съев небольшое количество углеводной пищи перед началом занятий, либо введя меньше инсулина во время еды (если вам назначена инсулинотерапия).
  • Не пренебрегайте профилактическими прививками, цель которых – защитить организм от гриппа и пневмококковой инфекции, ведь во время болезни вырабатываются гормоны, которые блокируют выработку и усвоение инсулина в организме, а это плохо отражается на состоянии здоровья и усугубляет течение диабета.

Уровень инсулина в крови

  • синтез белков для построения мышц;
  • поддерживается равновесие метаболизма и катаболизма;
  • стимулируется синтез гликогена, повышающего выносливость и регенерацию мышечных клеток;
  • в клетки поступают аминокислоты, глюкоза, калий.

Концентрация инсулина измеряется в мкЕд/мл (за одну единицу принимают 0,04082 мг кристаллического вещества). Здоровые люди имеют показатель равный 3-25 таким единицам. Для детей допускается понижение до 3-20 мкЕд/мл.

Повышенный

Длительное превышение нормальных показателей инсулина грозит необратимыми патологическими изменениями. Возникает это состояние из-за падения уровня сахара. Понять о превышении инсулиновой концентрации можно по признакам:

  • интенсивные физические нагрузки;
  • хронические стрессы;
  • заболевания печени и поджелудочной железы;
  • ожирение;
  • нарушение резистентности клеток к углеводам;
  • поликистоз яичников;
  • сбой функции гипофиза;
  • рак и доброкачественные опухоли надпочечников.

Пониженный

Снижение инсулиновой концентрации происходит из-за стрессов, интенсивных физических нагрузок, нервного истощения, ежедневного потребления большого количества рафинированных углеводов. Недостаток инсулина блокирует поступление глюкозы, увеличивая ее концентрацию.

что такое инсулин

В результате ощущается сильная жажда, беспокойство, внезапные приступы голода, раздражительность, учащенное мочеиспускание. Из-за похожих симптомов низкого и высокого инсулина диагностику проводят специальными исследованиями.

Клетки имеют рецепторы, реагирующие на гормон. Получив сигнал, они открывают каналы для глюкозы. Таким образом усваивается важный источник энергии.

Инсулиновая концентрация в организме постоянно меняется. Это обусловлено тем, что в разные моменты необходимо разное его количество. Между приемами пищи этот показатель небольшой, так же как и во время сна.

Когда мы видим еду, ощущаем ее запах, инсулиновая секреция начинает расти. При попадании пищи в организм глюкоза повышается, это сигнал для бета-клеток, чтобы вырабатывали вещество еще активнее. После еды уровень гормона наиболее высокий (пиковый).

Лабораторные анализы на инсулиновый уровень в биоматериале пациента проводят на голодный желудок. Соответственно приняты и нормы натощак. У здорового человека они следующие:

  • у взрослых варьируются в пределах 3 – 25 микроединиц на миллилитр;
  • у детей (до 12 лет) верхний граничный показатель меньше и составляет 20 мкЕд/мл.
Предлагаем ознакомиться:  Сахарный диабет последствия у женщин

Детские стандарты, как видим, намного ниже. Это обусловлено тем, что инсулиновый параметр до начала полового созревания не зависит от приема пищи.

Кроме того, на особые нормативные показатели ориентируются эксперты при обследовании беременных и пожилых пациентов (старше 60 лет). Для них нормальные результаты могут превышать общепринятые. Для будущих мам нижняя граница составляет 6, верхняя 27, у людей в возрасте соответственно 6 и 35.

Другие функции инсулина

Помимо глюкозного регулирования инсулин имеет ряд анаболических и антикатаболических эффектов;

Анаболические Антикатаболические
  • Усиление усваиваемости аминокислотных соединений в клетках (особенно валин и лейцин);
  • Катализирование репликации ДНК и биосинтеза белков;
  • Ускорение клеточного транспорта ионов Mg, K, Ph;
  • Катализация продуцирования жирных кислот и их этерификации (в жировых и печеночных тканях инсулиновые соединения помогают глюкозе мобилизироваться в жиры или трансформироваться в триглицерид).
  • Снижение интенсивности липолиза — процесса поступления жирнокислотных молекул в кровь;
  • Подавление белкового гидролиза — дегидрации белковых соединений.

Анаболические эффекты помогают ускорить создание и обновление некоторых клеток, тканей или мышечных структур. Благодаря им поддерживается объем мышечной массы в организме человека, контролируется энергетический баланс.

Инсулин для спортсменов

Спортсмены часто колят себе инсулин для наращивания мышц

Инсулин относится к гормонам, которые вырабатывает поджелудочная железа в островках Лангерганса. Это небольшие группы клеток, состоящие из пяти видов

  1. Альфа-клетки вырабатывают глюкагон.
  2. Бета клетки производят инсулин.
  3. Дельта-клетки секретируют соматостатин.
  4. ПП-клетки служат местом образования панкреатического полипептида
  5. Эпсилон-клетки отвечают за выработку грелина.

Инсулин и глюкагон – это два гормона, которые поддерживают концентрацию глюкозы в крови. Эффекты от их действий прямо противоположные: снижение глюкозы в крови под действием инсулина и рост при попадании в кровь глюкагона.

Влияние инсулина на снижение глюкозы в крови происходит благодаря нескольким важным процессам:

  • Мышцы и жировая ткань начинают использовать глюкозу для получения энергии.
  • Из глюкозы образуется гликоген и откладывается в печени и мышцах про запас.
  • Снижается распад гликогена и образование глюкозы.

Роль инсулина заключается в проведении глюкозы через клеточную мембрану для использования ее в клетке.

Участие инсулина в жировом обмене заключается усилением образования жира, свободных жирных кислот и снижением распада жиров. Под действием инсулина содержание липопротеинов в крови повышается, он способствует накоплению жиров и развитию ожирения.

Инсулин относится к анаболическим гормонам — способствует росту и делению клеток, повышает синтез белка, усиливает поглощение аминокислот. Это происходит на фоне снижения распада белка, поэтому инсулин вызывает рост мышечной массы, его для этой цели применяют спортсмены (бодибилдеры).

Инсулин стимулирует синтез РНК и ДНК, размножение, рост клеток, под его влиянием ткани начинают процесс самовосстановления. Он выполняет в организме роль антиоксиданта и тормозит повреждение и разрушение органов. Эта функция особенно выражена в молодом возрасте.

Инсулин также имеет ряд важных влияний на функционирование организма:

  1. Участвует в поддержании тонуса сосудов, вызывая их расширение в скелетной мускулатуре.
  2. Активирует гуморальный и клеточный иммунитете.
  3. Регулирует образование органов у плода.
  4. Участвует в кроветворении.
  5. Увеличивает синтез эстрадиола и прогестерона.

Инсулин также влияет на центральную нервную систему: способствует восприятию головным мозгом информации о уровне глюкозы, влияет на память, внимание, двигательную активность, питьевое поведение, восприятие голода и насыщение.

Поджелудочная железа имеет участки скопления β- клеток, называемые островками Лангерганса. Этими клетками круглосуточно вырабатывается инсулин. После еды в крови повышается концентрация глюкозы, в ответ на это секреторная активность β-клеток усиливается.

Основное действие инсулина заключается во взаимодействии с цитоплазматическими мембранами, в результате чего происходит повышение их проницаемости для глюкозы. Без этого гормона глюкоза не могла бы проникнуть внутрь клеток, и они испытывали бы энергетическое голодание.

Помимо этого, в организме человека инсулин выполняет и ряд других, не менее важных функций:

  • стимулирование синтеза жирных кислот и гликогена в печени;
  • стимулирование поглощения аминокислот мышечными клетками, благодаря чему происходит усиление в них синтеза гликогена и белка;
  • стимулирование синтеза глицерола в липидной ткани;
  • подавление образования кетоновых тел;
  • подавление расщепления липидов;
  • подавление распада гликогена и белков в мышечной ткани.

Таким образом, инсулин регулирует не только углеводный, но и другие виды обмена веществ.

Что происходит с организмом, если нет инсулина

Гормон инсулин

Инсулин человека вырабатывается особыми клетками (бета-клетками) поджелудочной железы. Эти клетки в основной своей массе находятся в хвосте железы и называются островками Лангерганса. Они расположены в поджелудочной железе. Инсулин отвечает, прежде всего, 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.
  • Он снижает активность 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.

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.

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 остаётся 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 вырастает количество глюкозы. Помимо этого, секреция и выход инсулина в кровь зависит от наличия определенных гормонов, жирных кислот и аминокислот, ионов кальция и калия в плазме.

На секрецию инсулина влияет и автономная нервная система человека:

  • Парасимпатическая часть влияет на увеличение синтеза гормона инсулина.
  • За угнетение синтеза несёт ответственность её симпатическая часть.

Действие инсулина

Действие инсулина заключается в том, что он контролирует и регулирует обмен углеводов. Это достигается за счёт увеличение 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 распознаётся 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 счёт:

  • 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 состоит 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

как действует 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 остаётся неизменным за счёт того, что поджелудочная железа вырабатывает небольшие порции инсулина.

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

В результате выброса сахар в крови уменьшается до нормы, а запас гормона в поджелудочной железе истощается. Железа начинает вырабатывать дополнительный инсулин, который медленно попадает в кровь – это вторая фаза 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: он сообщает мышцам и печени, что пришла пора обратить запасы гликогена в глюкозу, и за счёт этого поддерживать сахар крови в норме. Истощённые запасы гликогена организм пополнит во время следующего приема пищи.

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

  • Инсулин обладает гипогликемическим действием – он уменьшает количество сахара в крови за счёт откладывания глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах. При превышении 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.
Предлагаем ознакомиться:  Гормон регулирующий содержание глюкозы в крови что снижает и повышает сахар

Во-первых — нарушается транспорт глюкозы. При отсутствии инсулина не происходит активация белков, которые переносят сахар. В итоге глюкозные молекулы остаются в крови. Происходит двухстороннее негативное влияние на:

  1. Состояние крови. Из-за чрезмерного количества сахара она начинает загущаться. Вследствие этого могут образовываться тромбы, они преграждают кровяной поток, полезные вещества и кислород не попадают во все структуры организма. Начинается голодание и последующее отмирание клеток и тканей. Тромбоз может привести к таким серьезным заболеваниям как варикоз (в разных отделах тела), лейкоз и другим серьезным патологиям. В некоторых случаях тромбы могут создавать такое большое давление внутри сосуда, что последний разрывается.
  2. Обменные процессы в клетке. Глюкоза — это основной источник энергии для организма. Если её не хватает, все внутриклеточные процессы начинают тормозиться. Таким образом клетка начинает деградировать, не обновляется, не растет. Кроме того глюкоза перестает превращаться в энергетический запас и в случае недостатка энергии будут идти в расход не жировые ткани, а мышечные. Человек начнет стремительно терять вес, станет слабым и дистрофичным.

Во-вторых, нарушатся процессы анаболизма. Аминокислоты в организме начнут усваиваться хуже и из-за их недостатка будет отсутствовать плацдарм для синтеза белков и репликации ДНК. Ионы разных элементов станут поступать в клетки в недостаточном количестве, вследствие этого энергетический обмен притупится.

Так как притупляется и антикатаболический эффект, в организме начинают преобладать процессы катаболизма.

Липолиз обеспечивает самую большую выработку АТФ (энергия), когда он ингибируется — жирные кислоты превращаются не в энергию, а в жир. Так же усиливается белковый гидролиз, вследствие которого распадается белок. Его недостаток негативно сказывается на состоянии мышц.

Эти процессы клеточного уровня практически сразу сказываются на общем состоянии организма. Человеку становится сложнее делать повседневные задачи, он ощущает головные боли и головокружения, тошноту, может терять сознание. При сильной потере веса он чувствует животный голод.

Недостаток инсулина может быть причиной серьезных заболеваний.

Инсулин выполняет важные функции в организме и оказывает многогранное действие на обменные процессы.

Воздействие гормона в зависимости от оказанного эффекта принято делить на 3 основные группы:

  • Анаболическое;
  • Метаболическое;
  • Антикатаболическое.

Метаболическое воздействие проявляется следующим образом:

  1. Усиливается поглощение клетками поступающих в организм веществ. Глюкоза является одним из важных компонентов, поэтому ее усвоение позволяет регулировать в крови уровень сахара.
  2. Повышается объем синтеза такого полисахарида, как гликоген.
  3. Снижается интенсивность гликогенеза (уменьшается формирование глюкозы в печени из различных веществ).

Анаболическое действие гормона призвано усилить биосинтез белковых компонентов и репликацию ДНК (дезоксирибонуклеи́новой кислоты). Инсулин под влиянием этого свойства помогает превратить глюкозу в такие органические соединения, как триглицериды. Это позволяет создать условия, необходимые для скопления жиров в момент недостатка гормона.

Функции инсулина в организме

Сахар и инсулин

Как правило, одним только анализом показателя натощак медицинское обследование не ограничивается. Чаще всего проводится два теста:

  • на голодный желудок;
  • через 1,5-2 часа после еды (нагрузки глюкозой).

Их результаты не должны слишком отличаться, норма инсулина после еды в пределах 3 – 35 единиц. Поводом для серьезного беспокойства является показатель, превышающий трехкратное значение тощакового анализа.

Кроме того, в диагностической практике используется так называемый провокационный тест, согласно которому пациенту устраивают голодание, проверяя интересующий параметр каждые шесть часов. Его неестественное высокое/низкое значение сигнализирует о проблемах с поджелудочной. В частности, причиной тому может быть диабет.

Одновременно с проверкой на инсулин проводится исследование сахарной концентрации в крови. По результатам этих тестов врачи могут делать выводы о состоянии пациента.

Инсулин стимулирует выработку белка в мышцах, без которого мышечная ткань не способна развиваться. Образование жировой ткани, которая в норме выполняет жизненно важные функции, невозможно без гормона.

Какие болезни вызывает инсулиновый дисбаланс

Самой частой болезнью, связанной с нарушением уровня инсулина, считается сахарный диабет. Его разделяют на два типа:

  1. Инсулинозависимый. Причиной становится нарушение функции поджелудочной железы, она вырабатывает инсулина слишком мало или не продуцирует его вообще. В организме начинаются уже описанные процессы. Пациентам с сахарным диабетом 1 типа назначается ввод инсулина извне. Это делается посредством специальных инсулин содержащих препаратов. В них может быть инсулин животной или синтетической природы. Все эти средства представлены в виде растворов для инъекций. Чаще всего уколы ставят в область живота, плеча, лопаток или передней поверхности бедер.
  2. Инсулиннезависимый. Этот тип диабета характеризуется тем, что поджелудочная синтезирует достаточно инсулина, при этом ткани являются резистентными к этому веществу. Они теряют чувствительность к инсулину, вследствие чего у больного наблюдается хроническая гипергликемия. В такой ситуации регулирование уровня сахара осуществляется контролем питания. Уменьшается потребление углеводов и учитывается гликемический индекс всех потребляемых продуктов. Пациенту разрешается есть продукты только с медленными углеводами.

Существуют и другие патологии, при которых диагностируется дисбаланс природного инсулина:

  • Заболевания печени (гепатиты всех типов, цирроз и другие);
  • Синдром Кушинга (хронический избыток гормонов, которые продуцирует кора надпочечников);
  • Избыточный вес (в том числе разные степени ожирения);
  • Инсулинома (опухоль, которая непроизвольно выбрасывает в кровь лишний инсулин);
  • Миотония (заболевание нервно-мышечного комплекса, при котором происходят непроизвольные движения и спазмы в мышцах);
  • Избыток гормонов роста;
  • Инсулинорезистентность;
  • Нарушение функционирования гипофиза;
  • Опухоли в области надпочечников (нарушается синтез адреналина, регулирующего уровень сахара);
  • Другие заболевания поджелудочной железы (опухоли, панкреатит, воспалительные процессы, наследственные болезни и прочее).

Вызывать нарушение концентрации инсулина так же могут физические и психические истощения. Такие явления обосновываются тем, что во время этих состояний организм тратит много резервных запасов для восстановления гомеостаза.

Так же причиной может быть пассивный образ жизни, разные хронические и инфекционные болезни. В запущенных случаях, связанных с неправильным функционированием инсулина, у человека может возникнуть инсулиновый шок или синдром Сомоджи (хроническая инсулиновая передозировка).

Терапия этих патологий направляется на стабилизацию уровня инсулина. Чаще всего врачи назначают препараты с животным или искусственным инсулином. Если патологическое состояние было обусловлено чрезмерным поступлением сахара в организм — назначается специальная диета.

Вывод

Инсулин — многопрофильный гормон пептидной группы, которы влияет как на клеточные, так и на генерализированные процессы. Основная его задача — регулирование углеводного баланса. Так же он контролирует энергетический и вещественный обмен в разных структурах организма. Его недостаток чреват нарушением всех этих процессов.

Дисбаланс инсулина может вызвать появление сахарного диабета и ряда других опасных патологий. Некоторые из них не поддаются лечению и остаются с человеком на всю жизнь. Сильный недостаток и избыток этого вещества в некоторых случаях может привести к летальному исходу.

Из чего делают инсулин для диабетиков

Вопрос сырья для изготовления гормона волнует многих пациентов. Инсулин в организме человека вырабатывается поджелудочной железой, а искусственным путем получают следующие виды:

  1. Свиной или бычий – животного происхождения. Для изготовления используются поджелудочные железы животных. В препарате свиного сырья присутствует проинсулин, который нельзя отделить, он становится источником аллергических реакций.
  2. Биосинтетический или свиной модифицированный – получен полусинтетический препарат путем замены аминокислот. Среди преимуществ – совместимость с человеческим организмом и отсутствие аллергии. Недостатки – дефицит сырья, сложность работы, высокая стоимость.
  3. Генно-инженерный рекомбинантный – по-другому называется «человеческий инсулин», потому что он полностью идентичен натуральному гормону. Вырабатывается вещество ферментами штаммов дрожжей и генномодифицированной кишечной палочки.

Инструкция по применению инсулина

Функции инсулина являются очень важными для человеческого организма. Если вы диабетик, то имеете направление от врача и рецепт, по которому лекарство выдается бесплатно в аптеках или больницах. В случае острой необходимости его можно купить без рецепта, но необходимо соблюдать дозировку. Чтобы избежать передозировки, ознакомьтесь с инструкцией по применению инсулина.

Согласно данным инструкции, вложенной в каждую упаковку инсулинового препарата, показаниями для его применения является сахарный диабет 1 типа (его еще называют инсулинозависимым) и в некоторых случаях сахарный диабет 2 типа (инсулинонезависимый).

Введение инсулина

Назначает прием лекарства врач после диагностики и анализов крови. Для лечения сахарного диабета используют препараты разной продолжительности действия: короткого и длительного. Выбор зависит от тяжести течения заболевания, состояния больного, скорости наступления действия средства:

  1. Препарат короткого действия предназначен для подкожного, внутривенного или внутримышечного введения. Отличается быстрым непродолжительным сахаропонижающим действием, вводится за 15-20 минут до еды несколько раз/сутки. Эффект наступает через полчаса, максимум – через два часа, всего действует около шести часов.
  2. Длительного или пролонгированного действия – обладает эффектом, длящимся 10-36 часов, позволяет уменьшить ежедневное количество инъекций. Суспензии вводятся внутримышечно или подкожно, но не внутривенно.

Для облегчения ввода и соблюдения дозировки применяют шприцы. Одно деление соответствует определенному количеству единиц. Правила инсулинотерапии:

  • храните препараты в холодильнике, а начатые – при комнатной температуре, перед вводом согрейте средство, потому что прохладное действует слабее;
  • лучше вводить гормон короткого действия под кожу живота – введенный в бедро или над ягодицей действует медленнее, еще хуже – в плечо;
  • лекарство продолжительного действия вводится в левое или правое бедро;
  • каждый укол делайте в другой зоне;
  • при инсулиновых инъекциях захватывайте всю зону части тела – так можно избежать болезненности и уплотнений;
  • от места последнего укола отступайте на 2 см минимум;
  • не обрабатывайте кожу спиртом, это разрушает инсулин;
  • если жидкость вытекает, была неправильно введена игла – нужно держать ее под углом 45-60 градусов.

Побочные действия

При подкожном введении препаратов возможно развитие липодистрофии в месте инъекции. Очень редко, но встречаются появления аллергических реакций. Если они произошли, требуется симптоматическая терапия и замена средства. Противопоказаниями к приему являются:

  • острый гепатит, цирроз печени, желтуха, панкреатит;
  • нефрит, мочекаменная болезнь;
  • декомпенсированные пороки сердца.