Гормон инсулин

Исследование инсулина стало основой для получения Нобелевской премии по химии в 1954 году, которую получил британский молекулярный биолог, установивший точную аминокислотную последовательность молекулы этого гормона.

В дальнейшем было доказано, что инсулин свиней наиболее схож с человеческим, отличаясь лишь одной аминокислотой. Позже была разработана технология, позволяющая заменить эту аминокислоту, практически устраняя различия. Это было сделано не для научных экспериментов, а в первую очередь для людей, страдающих от недостаточной выработки или отсутствия инсулина, которые нуждаются в его заместительной терапии.

Инсулин часто вызывает ассоциации с инъекциями, однако это одна из ключевых составляющих организма. Научные исследования достаточно детально изучили его функции, установив, что он играет важную роль в обеспечении организма энергией. Но для эффективной работы инсулин должен присутствовать в определенных количествах.

Изменение уровня инсулина, как в сторону понижения, так и повышения, указывает на нарушения в функционировании эндокринной системы и может привести к серьезным заболеваниям.

Определение инсулина

Инсулин — это белковый гормон, который в необходимом количестве вырабатывается в организме здорового человека и обеспечивает поступление энергии клеткам, полученной из пищи. Он помогает глюкозе проникать внутрь клеток, где происходит ее преобразование в энергию.

При диабете 1 типа уровень инсулина в организме снижается или он не производится совсем. В таких случаях назначаются инъекционные препараты с инсулином.

Где происходит выработка инсулина

Инсулин синтезируется в поджелудочной железе, в так называемых островках Лангерганса — скоплениях клеток, которые составляют небольшой процент от общей массы железы. В этих островках расположены разные типы клеток, каждая из которых производит определенный гормон. Бета-клетки отвечают за выработку инсулина, который вырабатывается в ответ на уровень сахара в крови.

Основные функции инсулина

Главная задача инсулина — обеспечить клетки жизненно важными источниками энергии в виде глюкозы. Его иногда сравнивают с ключом, открывающим доступ к глюкозе. На практике нет физической «дверцы» в клетке; инсулин молекулярно увеличивает проницаемость клеточных мембран, способствуя усвоению глюкозы. Если уровень глюкозы в организме превышает норму, инсулин перераспределяет излишки в печени, мышцах и жировых тканях для их хранения.

Когда инсулин вырабатывается недостаточно или клетки теряют к нему чувствительность, органы и ткани начинают испытывать дефицит, а уровень глюкозы в крови повышается.

При избытке инсулина возможность клеток получать глюкозу резко увеличивается, но уровень глюкозы в крови падает, вследствие чего человек может чувствовать усталость и голод.

Помимо прочего, инсулин выполняет и другие важные функции:

• Обеспечивает транспорт аминокислот в клетки мышц;
• Стимулирует синтез гликогена, что способствует запасанию глюкозы в мышцах и печени, улучшая их восстановление;
• Увеличивает транспорт ионов калия, магния и фосфатов в клетки;
• Ускоряет биосинтез белка и репликацию ДНК;
• Участвует в процессах заживления, обмене натрия и образовании жиров;
• Влияет на состояние сосудистой стенки и регулирует тонус сосудов.

Некоторые свойства инсулина могут иметь негативные последствия для организма. Например, он блокирует фермент, отвечающий за расщепление жировых тканей, что при постоянном повышенном уровне инсулина может привести к ожирению.

Кроме того, инсулин стимулирует выработку холестерина в печени, что также не является благоприятным для здоровья.

Как работает инсулин

После употребления пищи, особенно углеводов, в кровь попадает глюкоза, проникающая в бета-клетки, вызывая выброс инсулина. Он затем поступает в кровоток, достигая клеток с инсулиновыми рецепторами (которые имеются почти на всех клетках, кроме нейронов головного мозга), что обеспечивает усвоение глюкозы.

В нормальных условиях минимальный уровень инсулина сохраняется в организме непрерывно, это не зависит от приема пищи. Когда пищи не хватает, организм использует запасы углеводов (гликоген) для поддержания уровня глюкозы или синтезирует глюкозу из белков. Тем не менее, запасы углеводов ограничены, а использование белка для этого процесса не оптимально, поэтому включается экономный режим, при котором главными потребителями глюкозы становятся критически важные органы, а к мышцам и жировым тканям доступ блокируется инсулином.

Таким образом, если запасов пищи хватает, инсулин открывает доступ глюкозы для всех клеток, а при недостатке основное питание получают только важнейшие органы.

Способы проверки уровня инсулина

Для выявления уровня инсулина проводится анализ крови из вены с обязательным условием, что проба сдаётся натощак. Последний прием пищи должен быть за 8-14 часов до анализа. Необходимо также избегать интенсивной физической активности на день до процедуры.

С целью получения точных результатов рекомендуется за 2-3 дня до анализа воздержаться от приема сахароснижающих лекарств и алкоголя, а также не курить за два часа до забора крови. В случае установленного диагноза диабета анализ проводят перед введением новой дозы инсулина.

Пациент должен предупредить врача о всех медикаментах, которые принимал за последние дни, так как некоторые из них могут существенно повлиять на уровень инсулина, как в сторону его повышения (например, оральные контрацептивы и глюкокортикостероиды), так и понижения (диуретики и бета-адреноблокаторы).

Кроме анализа натощак, также существует тест с глюкозной нагрузкой. Первый показывает уровень инсулина, когда поджелудочная железа почти не вырабатывает его. Глюкозная нагрузка, которая создается либо через раствор глюкозы, принимаемый за 45-60 минут до анализа, либо через еду, предназначена для определения, сколько инсулина секретируется для усвоения глюкозы. Оптимально провести оба варианта теста, чтобы отследить динамику изменений.

Нормативы уровня инсулина в крови по возрастам

Уровень инсулина в крови является лишь одним из множества критериев для диагностики заболеваний. Для выявления нарушений поджелудочной железы необходимо исследовать не только инсулин, но и уровень глюкозы.

Существуют состояния, которые могут временно изменить нормальные показатели как в большую, так и в меньшую сторону. Например, во время беременности уровень инсулина может увеличиться, а в результате сильной усталости — снизиться. Поэтому результаты анализа нельзя использовать для самообследования или терапии; их интерпретацией должен заниматься квалифицированный специалист, который также определит последующие шаги — назначение лечения или дополнительные исследования.

Нормальные диапазоны инсулина различаются в зависимости от возраста и могут колебаться в широких пределах:

• у детей — от 5 до 20 мкЕД/мл;
• у взрослых — от 3 до 10,4 мкЕд/мл;
• у пожилых людей — от 8 до 15 мкЕд/мл.

Для женщин

При проведении анализа натощак уровень инсулина у женщин обычно находится на минимальных значениях:

14-25 лет	4-7 мкЕД/мл
25-50 лет	3-4 мкЕД/мл
Старше 50 лет	5-7 мкЕД/мл
Во время беременности	4,5-8 мкЕД/мл

На уровень инсулина у беременных женщин влияет плацента, выделяющая гормоны, увеличивающие уровень глюкозы и, как следствие, выработку инсулина.

После еды количество инсулина должно увеличиться по сравнению с показателями натощак примерно на 70%. При использовании еды как источника глюкозы результаты будут зависеть от потребленного продукта.

Для мужчин

Уровень инсулина у мужчин также зависит от возраста, и с возрастом границы нормы могут повышаться:

При анализе натощак:

14-25 лет	4-7 мкЕД/мл
25-50 лет	3-4 мкЕД/мл
Старше 50 лет	5-7 мкЕД/мл

Риски повышенного уровня инсулина

Высокий уровень инсулина указывает на то, что поджелудочная железа вырабатывает его в достаточных количествах, но клетки не могут его усваивать, поэтому гормон остается в кровотоке. Избыточное количество инсулина может привести к нарушениям углеводного обмена, что в дальнейшем может вызвать развитие сахарного диабета 2 типа.

Последствия повышенного инсулина, в сочетании с инсулинорезистентностью, могут включать артериальную гипертензию, сердечно-сосудистые заболевания, синдром поликистозных яичников и другие патологии.

Явными симптомами повышения уровня инсулина служат: повышенное давление, ухудшение зрения, головные боли, увеличение массы тела, мышечная слабость, учащенное сердцебиение, чувство усталости, тремор, онемение конечностей, постоянная жажда, снижение концентрации.

Риски пониженного уровня инсулина

При полном отсутствии инсулина или его нехватке (известного как панкреатический дефицит) уровень глюкозы в крови возрастает, что может привести к развитию сахарного диабета 1 типа.

Недостаток выработки инсулина приводит к повышению уровня сахара как в крови, так и в моче, что в свою очередь провоцирует полиурию – увеличение частоты мочеиспускания. Поэтому частые походы в туалет, особенно в ночное время, могут свидетельствовать о дефиците инсулина. Дополнительные признаки нехватки этого гормона включают повышенный уровень глюкозы в крови и моче, постоянную жажду, плохое заживление ран и ссадин, а также хроническую усталость и слабость, которые не проходят даже после отдыха.

Лекарственные препараты инсулина

Инсулиновые препараты предназначены для лечения диабета и отличаются по своему происхождению, продолжительности действия и способу введения.

По происхождению:

• инсулин, полученный из крупного рогатого скота;
• инсулин, извлеченный из поджелудочной железы свиней;
• генно-инженерный инсулин – синтетическое вещество, созданное с использованием технологий на основе кишечной палочки.

Инсулин, получаемый из крупного рогатого скота, в настоящее время больше не используется из-за высокой частоты возникновения побочных эффектов.

Инсулин свиней применяют в модифицированном варианте, где одна аминокислота заменена для приближения его к человеческому инсулину.

Модифицированный инсулин назначается при сахарном диабете 1 и 2 типов, а также при диабете у беременных, проблемах с почками и печенью, в экстренных случаях и в предоперационный период.

По времени действия:

• Быстрый или ультракороткий – начинает действовать почти мгновенно после введения.
• Короткий – действие начинается через полчаса после инъекции.
• Средний – вводится 2-3 раза в день и начинает действовать через 2-3 часа.
• Длинный – пролонгированный препарат, который имитирует базовое выделение инсулина в организме без поступления глюкозы, вводится 1-2 раза в сутки.

Схема введения и дозировка инсулиновых препаратов подбираются врачом индивидуально для каждого пациента.

По способом введения:

• классический инсулиновый шприц;
• ручка для инсулина;
• инсулиновая помпа.

Для домашнего использования наиболее удобна современная инсулиновая ручка. Инсулиновая помпа представляет собой устройство, обеспечивающее непрерывное введение инсулина в организм. Обычно помповая терапия применяется для пациентов с диабетом 1 типа, каждому из которых разрабатывают индивидуальную программу подачи инсулина, устанавливая скорость, имитирующую нормальную работу поджелудочной железы.

Распространенные вопросы и ответы

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов по поводу инсулина является, почему при его высоком уровне уровень сахара в крови может оставаться в норме. Стремятся также выяснить, возможно ли поддерживать нормальный уровень инсулина, просто корректируя рацион и режим питания. Ответы на эти вопросы предоставил эксперт в области эндокринологии и диетологии.

Почему уровень инсулина высокий, а уровень глюкозы нормальный?

– Высокий уровень инсулина и нормальная глюкоза в крови могут наблюдаться при инсулинорезистентности. Это состояние сниженной чувствительности тканей к инсулину. При этом клеткам недостает глюкозы, и они сигнализируют о недостатке энергии. В ответ мозг инициирует желание потребления сладкой пищи, что приводит к выработке избыточного количества инсулина, и возникает замкнутый круг: инсулина много, но глюкоза не усваивается клетками должным образом.

Каковы признаки инсулинорезистентности?

– Наиболее распространенные симптомы инсулинорезистентности включают:

• сонливость после приема пищи и проблемы со сном;
• частые головные боли;
• чувство голода после еды;
• повышенная утомляемость и раздражительность, затрудненная концентрация;
• сильное желание есть сладкое;
• повышенное потоотделение;
• незначительное увеличение веса;
• значительные трудности с похудением, несмотря на соблюдение диеты и физические нагрузки;
• зуд кожи.

При инсулинорезистентности следует избегать всех видов сахара, включая мед, сиропы, белую муку, макаронные изделия, булочные изделия, чипсы, пиво, алкоголь, соки, картофель, сметану, сливочное масло, копчености, а также жирное мясо и рыбу, белый рис, манную крупу, бананы, черешню, конфеты и шоколад.

Как организовать питание для поддержания нормального уровня инсулина?

– Большинству людей подходит питание 5-6 раз в день небольшими порциями, что помогает избежать резких скачков инсулина в крови. Другим может подойти интервальное питание, например, прием пищи дважды в день. В этом случае инсулин будет вырабатываться порциями и полностью использоваться клетками. Однако предпочтительный вариант питания зависит от множественных факторов, таких как генетическая предрасположенность, особенности работы пищеварительной системы, состояние желчного пузыря, наличие дисбактериоза, а также от других индивидуальных особенностей.

Человеческий организм представляет собой сложный механизм, и универсального решения не существует, поэтому оптимальный подход следует подбирать совместно с медицинским специалистом.