Что такое инсулин
Инсулин — гормон, который регулирует уровень глюкозы в крови. Глюкоза — моносахарид, то есть простой углевод. После принятия пищи сложные углеводы расщепляются в ЖКТ до простых и всасываются в кровоток.
Инсулин регулирует обмен углеводов, принимает участие в белковом и углеводном обмене. Благодаря этому гормону происходит усваивание глюкозы из крови клетками органов и тканей. Ее остатки откладываются в клетках печени и мышцах в форме гликогена. Он представляет собой полисахарид, состоящий из молекул глюкозы. Это — накапливаемый резерв углеводов, который является первичным источником энергии для нашего тела. Она высвобождается и превращается в глюкозу, когда организм испытывает повышенную потребность в энергии. Это происходит при физических нагрузках, стрессах, при снижении уровня глюкозы в крови из-за пропуска приема пищи, дефиците калорий.
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.
До появления инсулинотерапии люди с сахарным диабетом были обречены на быструю смерть. В 1922 году был получен препарат на основе очищенного инсулина животного происхождения. В 1923 году началось массовое производство этого лекарства. Он позволил людям с СД искусственно регулировать уровень глюкозы в крови и тем самым избежать смертельно опасных осложнений диабета.
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.
При нормальной работе поджелудочной железы выработка инсулина после приема пищи происходит в две фазы. Быстрая фаза длится 1-3 минуты, медленная — до получаса.
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:
- СД первого типа. Патологический процесс обусловлен аутоиммунной реакцией. У людей с таким заболеванием ß-клетки островков Лангерганса разрушены и не могут покрыть потребность организма в гормоне.
- Панкреатит. Воспаление поджелудочной железы приводит к нарушению секреторной функции и нехватке инсулина из-за фиброза тканей. Сахарный диабет, который развивается при панкреатите, называют панкреатогенным или СД 3 типа.
- Травмы, операции на поджелудочной железе. Они вызывают повреждение островкового аппарата, который продуцирует инсулин.
- Злоупотребление быстрыми углеводами. Избыточное поступление глюкозы с пищей заставляет орган работать в усиленном режиме. Со временем это приводит к нарушению инсулинарной функции из-за износа поджелудочной железы.
- Интоксикация. Алкоголь, сильнодействующие лекарства, химические и природные яды, радиоактивные вещества повреждают клетки поджелудочной железы.
- Инсулинома. Опухоль β-клеток островков поджелудочной железы приводит к избыточной секреции инсулина.
Повышенное содержание гормона опасно из-за постоянной гипогликемии. Клетки органов и тканей не могут получать достаточное количество энергии из-за низкого уровня глюкозы. Гипогликемический приступ, при котором содержание глюкозы в крови падает ниже 2,5 ммоль/л, приводит к потере сознания, локальным поражениям нервной системы, может стать причиной инфаркта миокарда. В тяжелых случаях у пациента наступает гипогликемическая кома — смертельно опасное состояние.
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.
Инсулинотерапия используется в лечении диабета первого и второго типа. При СД 1 типа клетки поджелудочной повреждены, поэтому инъекции препарата становятся единственным способом контроля уровня глюкозы.
При СД второго типа нарушения возникают из-за снижения восприимчивости чувствительных к инсулину тканей. Он может вырабатываться в достаточном количестве или даже избытке, однако печень, жировая и мышечная ткань перестают воспринимать действие этого гормона. Возникает хроническая гипергликемия — повышенное содержание глюкозы в крови.
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.
Диабет становится декомпенсируемым, то есть неконтролируемым, что чревато серьезными осложнениями. В этом случае на помощь приходит экзогенный инсулин — тот, который поступает извне.
Препараты для инсулинотерапии
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:
- Препарат быстрого действия вводят до принятия пищи. Он подействует через 15 минут и сохраняет эффект в течение 3-4 часов.
- Короткий инсулин также используют перед едой. Он сработает через 30-60 минут. Эффект сохраняется в течение 5-8 часов.
- Промежуточный инсулин срабатывает через 1-2 часа после укола. Эффект сохраняется в течение 14-16 часов.
- Длинный инсулин срабатывает через два часа после укола. Его эффект сохраняется до суток и более.
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.
Источник
Чем вреден инсулин для здоровья
Клиническая классификация фармакогенных гипогликемических расстройств представлена в таблице ниже.
К диагностическим критериям сознательной передозировки инсулина относятся депрессия в анамнезе; гипогликемия, резистентная или минимально реагирующая на вливания концентрированного раствора глюкозы; существенно повышенный плазменный уровень инсулина; низкий или нормальный уровень С-пептида (при повышенном уровне инсулина); положительный анализ на антитела к инсулину (если речь не идет о злоупотреблении человеческим инсулином); эритематозные или дряблые места инъекций и острая кратковременная гепатомегалия (у детей).
Хотя экзогенный гиперинсулинизм часто возникает после случайной передозировки, он возможен также после скрываемой от врача самостоятельной инъекции, тайного введения средства посторонним лицом со злым умыслом или после терапевтического применения лекарства.
Кроме того, многие случаи инсулиновой передозировки бывают умышленно вызваны самим больным, нередко при суицидальных попытках в состоянии депрессии. Серьезные осложнения после передозировки наблюдались в первый год появления инсулина на рынке.
Распространенность вызванной такой передозировкой гипогликемии, вероятно, выше, чем принято считать. Установленные случаи, скорее всего, составляют лишь часть общего числа действительно совершаемых суицидальных попыток.
Некоторые случаи не распознаются из-за отсутствия тяжелой гипогликемии или рассматриваются как случайные гипогликемические приступы у больных с нестабильным диабетом. Из 204 тяжелых гипогликемических эпизодов, зафиксированных в течение года в одном отделении неотложной помощи, 4 относились к умышленным передозировкам инсулина.
Одно агентство за 2 года зарегистрировало 18 случаев самоотравления инсулином, приведших к смерти 4 диабетиков и необратимым поражениям головного мозга у 3 выживших. В другом центре в течение 3 лет отмечено 20 таких самоотравлений, причем 2 пациента умерли. У них в анамнезе было либо злоупотребление алкоголем, либо недоедание. Минск и Quaade сообщают о смертности в 25 % случаев при 16 зарегистрированных суицидальных попытках с использованием инсулина.
На уровень глюкозы в плазме влияют различные лекарства, способные индуцировать как гипо-, так и гипергликемию.
а) Гипогликемия и человеческий инсулин. В Великобритании некоторые пациенты, переведенные с бычьего инсулина на человеческий, стали чаще испытывать приступы гипогликемии при исчезновении ее ранних симптомов. Известно, что бычий инсулин более иммуногенен, чем свиной или человеческий.
Пациентам, получавшим ранее в день менее 100 ЕД бычьего инсулина, было рекомендовано с переходом на человеческий снизить дозу на 10 % (и даже более), а получавшим более 100 ЕД — на 25 %. В США применение человеческого инсулина сопровождалось по сравнению с другими его типами меньшим числом летальных исходов без увеличения частоты бессимптомной гипогликемии.
б) Терапевтическая доза. Доза инсулина измеряется в единицах фармакопеи США, причем обозначение U-100 соответствует 100 ЕД/мл. Терапию начинают с малых доз обычного (регулярного) инсулина (5—10 ЕД — взрослым, 2—4 ЕД — детям).
Все инсулины вводят подкожно при рутинном течении диабета, но обычный (регулярный) инсулин можно применять и внутривенно при тяжелом диабетическом кетоацидозе и коме.
в) Токсикокинетика инсулина:
— Распределение. Инсулин распределяется по всем внеклеточным жидкостям. Его коммерческие препараты различаются по времени начала, пика и продолжительности действия после подкожного введения.
— Выведение. До 50 % инсулина метаболизируется в печени. Затем он подвергается восстановительному расщеплению двух межцепочечных дисульфидных мостиков с участием глутатиона и фермента глутатион-инсулин-трансгидрогеназы.
Период полужизни введенного внутривенно регулярного инсулина составляет 20 мин; при подкожном или внутримышечном введении он удлиняется до 2 ч. Изофан-инсулин в 3 раза снижает свою пиковую концентрацию за 9 ч.
Инсулин реабсорбируется в проксимальных канальцах (98 %); 60 % его возвращается в венозную кровь, а 50—60 % метаболизируется. В неизмененном виде выводится менее 2 %.
г) Взаимодействие лекарственных средств. Гипогликемическое действие инсулина, по-видимому, усиливается при голодании, потреблении алкоголя, применении барбитуратов и, возможно, салицилатов и бензодиазепинов. Ослабляется оно адреналином, глюкагоном, тироксином, эстрогенами, гормонами коры надпочечников и соматотропином.
д) Беременность и лактация. Потребность в инсулине может возрастать у беременных; он способен концентрироваться в плаценте. Систематических исследований по изучению его концентраций в грудном молоке не проводилось.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Источник