Гормон инсулин: действие, норма содержания в крови, инсулинотерапия при сахарном диабете

Содержание

Поэтому определять уровень инсулина в крови нужно вместе с уровнем глюкозы (сахара) – натощак и через определенное время после приема пищи. На основании этих показателей рассчитываются определенные индексы, которые позволяют врачу обнаружить проблему и принять меры для ее коррекции либо устранения.

Гормон инсулин: действие, норма содержания в крови, инсулинотерапия при сахарном диабете

Инсулин – гормон, вырабатываемый в поджелудочной железе, названной так потому, что она расположена за желудком. Инсулин позволяет нашему организму использовать глюкозу для получения энергии. Глюкоза – это разновидность сахара, моносахарид (простой углевод), который содержится в многих продуктах.

После еды или перекуса в пищеварительном тракте ферменты расщепляют сложные углеводы и превращает их в глюкозу. Затем глюкоза всасывается в кровь через слизистую оболочку тонкой кишки.

Когда человек голодает, в крови снижается уровень глюкозы. В этом случае дверь, открытая с помощью инсулина, не окажет никакой пользы. У людей без сахарного диабета продукция инсулина останавливается почти полностью, когда уровень глюкозы крови снижается. Альфа-клетки поджелудочной железы распознают низкий уровень глюкозы крови и секретируют в кровоток гормон глюкагон. Глюкагон действует как сигнал для клеток печени, чтобы они высвободили глюкозу из своего резерва гликогена. Есть и другие гормоны, которые также могут синтезироваться, когда человек голодает (такие как адреналин, кортизол и гормон роста).

Инсулин для чего он нужен

Гормоны регулируют многие важные функции нашего организма, они действуют через кровь и работают как ключи «открывающие двери». Инсулин — это гормон, синтезируемый поджелудочной железой, а именно специальным типом клеток – бета-клетками. β-клетки находятся в определенных частях поджелудочной железы, известных как островки Лангерганса, которые помимо β-клеток содержат также α-клетки, продуцирующие гормон глюкагон, δ(D)-клетки, синтезирующие соматостатин и F-клетки, вырабатывающие панкреатический полипептид (функция которого до сих пор недостаточно изучена). У поджелудочной железы также есть другая важная функция, она вырабатывает ферменты, участвующие в пищеварении. Эта функция поджелудочной железы не нарушается у людей с сахарным диабетом.

Причина, по которой инсулин так важен для организма – это то, что он действует как ключ, «открывающий двери» для глюкозы внутрь клетки. Как только человек видит еду или чувствует ее запах, его β-клетки получают сигналы к увеличению продукции инсулина. А после того, как еда попала в желудок и кишечник, другие специальные гормоны посылают еще больше сигналов бета-клеткам, чтобы они увеличили продукцию инсулина.

Бета-клетки содержат встроенный «глюкометр», который регистрирует, когда уровень глюкозы крови повышается, и отвечают, посылая правильное количество инсулина в кровь. Когда люди без сахарного диабета едят пищу, концентрация инсулина в крови резко возрастает, это необходимо для переноса глюкозы, полученной из еды, внутрь клеток. У таких людей глюкоза крови обычно не поднимается более чем на 1-2 ммоль/л после еды.

Инсулин переносится кровью к различным клеткам организма и связывается на их поверхности со специальными рецепторами к инсулину, в результате чего клетки становятся проницаемыми для глюкозы. Но не всем клеткам организма необходим инсулин для транспортировки глюкозы. Есть «инсулиннезависимые» клетки, они поглощают глюкозу без участия инсулина, прямо пропорционально концентрации глюкозы крови. Они находятся в головном мозге, нервных волокнах, сетчатке глаза, почках и надпочечниках, также в сосудистой стенке и форменных элементах крови (эритроцитах).

Это может показаться нелогичным, что некоторым клеткам не нужен инсулин для переноса глюкозы. Однако, в ситуациях, когда в организме низкий уровень глюкозы, продукция инсулина останавливается, тем самым сохраняя глюкозу для наиболее важных органов. Если у вас есть сахарный диабет и ваш уровень глюкозы крови высокий, инсулиннезависимые клетки будут поглощать большое количество глюкозы, и в результате это приведет к повреждению клеток и, следовательно, функционированию органа в целом.

Организму требуется небольшое количество инсулина даже между приемами пищи и в течение ночи, чтобы приспособить глюкозу, поступающую из печени. Это и называется «базальной» секрецией инсулина. У людей без сахарного диабета количество этого инсулина составляет 30-50% от количества общего суточного инсулина. Также есть «стимулированная» секреция инсулина, который вырабатывается на прием пищи.

Большое количество углеводов, поступающих к нам с едой, хранится в печени в виде гликогена (это углевод, способный быстро распадаться с образованием глюкозы).

Если человек ест больше, чем ему необходимо, то избыток углеводов трансформируется в жиры, которые хранятся в жировой ткани. Организм человека имеет почти неограниченные возможности для накопления жира.

Напротив, белки (аминокислоты) могут быть использованы различными тканями организма, но у них нет никакого определенного места хранения. Печень способна синтезировать глюкозу не только из гликогена, но также и из аминокислот, например, если вы не ели в течение длительного времени. Но при этом происходит разрушение тканей, так как в организме нет определенного депо аминокислот (Рис.1).

Рис.1. Углеводы в организме (R. Hanas “Type 1 Diabetes in children, adolescents and young adults”, 3 d edition, Class publishing, London, 2007).

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа – это непарный орган размером с ладонь, расположенный в брюшной полости, близко к желудку. Она выполняет две основные функции: производит ферменты, которые помогают переваривать пищу, и производит инсулин, который помогает контролировать уровень глюкозы крови. Пищеварительные ферменты из поджелудочной железы попадают в кишечник через проток поджелудочной железы. Он впадает в двенадцатиперстную кишку вместе с желчным протоком, который выводит желчь из печени и желчного пузыря. В поджелудочной железе находится около одного миллиона островков Лангерганса. Инсулин производится бета-клетками островков и высвобождается непосредственно в мелкие кровеносные сосуды, проходящие через поджелудочную железу.

Клеточный метаболизм

Здоровая клетка

Сахар из еды всасывается в кишечнике и поступает в кровь в форме глюкозы (декстрозы) и фруктозы. Глюкоза должна зайти в клетки для того чтобы она могла быть использована для продукции энергии или других метаболических процессов. Гормон инсулин необходим для того, чтобы «открыть дверь», то есть сделать возможным транспорт глюкозы внутрь клетки через клеточную стенку. После того, как глюкоза попадает внутрь клетки, она превращается с помощью кислорода в углекислый газ, воду и энергию. Углекислый газ затем поступает в легкие, где происходит обмен его на кислород (Рис.2).

Рис. 2. Поддержание уровня глюкозы крови в норме (R. Hanas “Type 1 Diabetes in children, adolescents and young adults”, 3 d edition, Class publishing, London, 2007).

Энергия жизненно необходима клеткам для того, чтобы они функционировали должным образом. Кроме того, глюкоза в форме гликогена хранится в печени и мышцах для дальнейшего использования.

Головной мозг, однако, не способен хранить глюкозу в виде гликогена. Следовательно, он находится в постоянной зависимости от уровня глюкозы крови.

Голодание

Когда человек голодает, в крови снижается уровень глюкозы. В этом случае дверь, открытая с помощью инсулина, не окажет никакой пользы. У людей без сахарного диабета продукция инсулина останавливается почти полностью, когда уровень глюкозы крови снижается. Альфа-клетки поджелудочной железы распознают низкий уровень глюкозы крови и секретируют в кровоток гормон глюкагон. Глюкагон действует как сигнал для клеток печени, чтобы они высвободили глюкозу из своего резерва гликогена. Есть и другие гормоны, которые также могут синтезироваться, когда человек голодает (такие как адреналин, кортизол и гормон роста).

Но если голодание продолжается, то организм будет использовать следующую резервную систему, чтобы поддержать концентрацию глюкозы крови на должном уровне. Жиры распадаются на жирные кислоты и глицерол. Жирные кислоты трансформируются в кетоны в печени, а из глицерола образуется глюкоза. Эти реакции будут происходить, если вы длительно голодаете (например, во время поста) или вы настолько больны, что не можете есть (например, при гастроэнтерите) (Рис.3).

Все клетки нашего организма (за исключением головного мозга) могут использовать жирные кислоты в качестве источника энергии. Однако, только мышцы, сердце, почки и головной мозг могут использовать кетоны как источник энергии.

Во время длительного голодания кетоны могут обеспечивать до 2/3 потребности мозга в энергии. У детей кетоны образуются быстрее и достигают большей концентрации, чем у взрослых.

Несмотря на то, что клетки извлекают определенную энергию из кетонов, ее все равно меньше, чем когда они используют глюкозу.

Если организм находится без еды слишком долго, то белки из мышечной ткани начинают распадаться, и превращаться в глюкозу.

Рис. 3. Поддержание уровня глюкозы во время голодания (R. Hanas “Type 1 Diabetes in children, adolescents and young adults”, 3 d edition, Class publishing, London, 2007).

Сахарный диабет 1 типа и абсолютная недостаточность инсулина. Механизм заболевания – предпосылки разъяснения.

Сахарный диабет 1 типа – это заболевание, при котором отсутствует свой инсулин. В результате этого глюкоза не может зайти в клетки. Клетки в этой ситуации действуют так, как будто они находятся в фазе голодания, описанной выше. Ваш организм будет пытаться поднять уровень глюкозы крови до еще более высоких значений, так как он считает, что причиной отсутствия глюкозы внутри клеток является низкий уровень глюкозы крови. Такие гормоны как адреналин и глюкагон посылают сигналы для выброса глюкозы из печени (активируют распад гликогена).

В этой ситуации, однако, голодание происходит в период изобилия, то есть высокой концентрации глюкозы крови. Организму сложно справиться с большой концентрацией глюкозы, и она начинает выходить с мочой. В это время внутри клеток происходит синтез жирных кислот, которые затем трансформируются в кетоны в печени, и они также начинают выделяться с мочой. Когда человеку назначается инсулин, его клетки начинают снова нормально функционировать и порочный круг прекращается (Рис. 4).

Рис. 4. Дефицит инсулина и сахарный диабет 1 типа (R. Hanas “Type 1 Diabetes in children, adolescents and young adults”, 3 d edition, Class publishing, London, 2007).

Иногда это приводит к резкому понижению сахара в крови спустя несколько часов. Низкое содержание сахара называется гипогликемией. Когда глюкоза в крови резко падает, у нас появляется сильное чувство голода. Мы снова хотим пищу, богатую сахарами и крахмалами, чтобы как можно быстрее поднять уровень сахара. Это снова приводит к скачку инсулина. И такие “скачки” продолжаются каждый день.

Что делает инсулин?

Итак, инсулин — гормон поджелудочной железы. В его обязанности входит:

транспортировка глюкозы к клеткам тела для сжигания ради энергообеспечения;
преобразования глюкозы в гликоген;
если гликогена много, его излишки преобразуются в триглицериды, т.е. в жир, для хранения и использования в трудные времена.

Когда мы едим крахмалы, углеводы, сахара — в крови повышается уровень глюкозы. Повышение уровня глюкозы становится сигналом для поджелудочной железы, которая тут же выбрасывает инсулин для её утилизации. Таким образом, любой приём пищи с содержанием углеводов провоцирует немедленное повышение инсулина.

Иногда это приводит к резкому понижению сахара в крови спустя несколько часов. Низкое содержание сахара называется гипогликемией. Когда глюкоза в крови резко падает, у нас появляется сильное чувство голода. Мы снова хотим пищу, богатую сахарами и крахмалами, чтобы как можно быстрее поднять уровень сахара. Это снова приводит к скачку инсулина. И такие “скачки” продолжаются каждый день.

Дни складываются в месяцы, месяцы в годы и, в конце концов, клетки становятся резистентны к инсулину (т.е. теряют чувствительность). Поэтому для переноса глюкозы требуется всё больше и больше этого гормона. Так развивается метаболический синдром — опасное заболевание с повышенным артериальным давлением, риском развития ишемической болезни сердца и ускорением процессов старения. Резистентность к инсулину ведёт к диабету второго типа, который истощает поджелудочную железу и она прекращает выработку инсулина. А это уже диабет первого типа. Это заболевание сокращает жизнь на 15 лет.

В 1997 году в США диабетом второго типа болели 4,8 человек на 1000.
В 2007 году эта цифра выросла почти вдвое — 9,1 человек на 1000.
В 2008 году 21 млн. человек в США болели диабетом второго типа.

Тип инсулина:
3 основные формы, включающие животный инсулин, человеческий (изготовленный в лаборатории) и его аналог.

Скорость воздействия инсулина:
4 основные скорости действия, включающие инсулин короткого, среднего, ультракороткого и длительного действия

Смешанный инсулин:
Различные комбинации, в которых смешиваются инсулин короткого и длительного действия

Концентрация инсулина:
Большинство больных в РФ используют инсулин U-100, что означает 100 единиц инсулина на миллилитр (мл) жидкости

Роль инсулина короткого и длительного действия при использовании базально-болюсного режима

Базально-болюсный режим предполагает, что больной вводит инсулин длительного действия для поддержания уровня сахара (глюкозы) в крови в периоды отсутствия пищи и инсулин короткого действия (регулярный) перед едой для предотвращения скачков уровня сахара в крови после еды. Этот метод часто используется для больных диабетом 1 и 2 типов благодаря гибкости и возможности успешного контроля диабета на протяжении продолжительного времени.

Если Вы желаете обсудить какие-либо аспекты вышеизложенных вопросов со специалистами Medtronic, свяжитесь с нами.

1 Leicestershire diabetes. (February, 2016). Getting started on insulin. Retrieved 6 February, 2016, from http://www.leicestershirediabetes.org.uk/396.html?print

2 Stephen a brunton,. (n.p.). Nocturnal Hypoglycemia: Answering the Challenge With Long-acting Insulin Analogs. Retrieved 6 February, 2016, from http://www.medscape.com/viewarticle/555414

Контент данного сайта носит исключительно информационный характер и не может заменять профессиональную консультацию врача, постановку диагноза и лечение в любой степени. Все истории пациентов, размещенные на этом сайте, — это индивидуальный опыт каждого из них. Лечение может различаться от случая к случаю. Всегда консультируйтесь с Вашим лечащим врачом по поводу диагноза и лечения, а также удостоверяйтесь в том, что Вы правильно поняли его инструкции и следуете им.

©2017 Medtronic International Trading Sarl. Все права защищены. Контент сайта не может быть использован без разрешения компании Medtronic. MiniMed, Bolus Wizard, SMART GUARD, Enlite и Carelink являются зарегистрированными торговыми марками Medtronic, Inc.

1 NHS UK. (January, 2010). FIRST USE OF INSULIN IN TREATMENT OF DIABETES 88 YEARS AGO THIS WEEK. Retrieved 5 February, 2016, from https://www.diabetes.org.uk/about_us/news_landing_page/first-use-of-insulin-in-treatment-of-diabetes-88-years-ago-today/

Варианты введения инсулина

Инсулин можно вводить несколькими различными способами. Обычно решение принимается в зависимости от того, какой метод лучше всего соответствует Вашим потребностям и образу жизни. Существует множество вариантов введения, но наиболее популярны шприц-ручки с инсулином и инсулиновые помпы.

Инсулиновая помпа

Инсулиновую помпу предпочитают пациенты, не желающие делать многократные ежедневные инъекции. Она подходит как больным диабетом 1, так и 2 типа. Помпа представляет собой небольшое электронное устройство, круглосуточно вводящее инсулин ультракороткого действия в выбранной дозе для максимального удовлетворения потребностей вашего организма.

Лечение с помощью инсулиновой помпы обеспечивает множество клинических преимуществ по сравнению с лечением с помощью многократных ежедневных инъекций, например 2 :

лучший контроль гликированного гемоглобина
меньшее количество эпизодов гипогликемии
снижение вариабельности гликемии

Шприц-ручка с инсулином

Шприц-ручка с инсулином — наиболее распространенная форма введения инсулина для больных диабетом 1 типа и некоторых больных диабетом 2 типа. Обычно в шприц-ручках используются тонкие и короткие сменные иглы, инъекции с помощью которых зачастую безболезненные. Шприц-ручка с инсулином — выбор больных диабетом, которые используют базально-болюсный режим или вводят фиксированные дозы инсулина. Для настройки дозы вводимого инсулина применяется селектор дозы в верхней части ручки.

1 NHS UK. (January, 2010). FIRST USE OF INSULIN IN TREATMENT OF DIABETES 88 YEARS AGO THIS WEEK. Retrieved 5 February, 2016, from https://www.diabetes.org.uk/about_us/news_landing_page/first-use-of-insulin-in-treatment-of-diabetes-88-years-ago-today/

2 J. C. Pickup and A. J. Sutton Severe hypoglycaemia and glycemic control in Type 1 diabetes: meta-analysis of multiple daily insulin injections compared with continuous subcutaneous insulin infusion Diabetic Medicine 2008 :25, 765–774

Источники