Чем вырабатывается инсулин в организме

Чем вырабатывается инсулин в организме

Немногие взаимосвязи в медицине настолько симбиотически прочны, как связь, объединяющая инсулин и диабет. С момента открытия инсулина и его выделения в 1922 году 1 этот гормон используют для лечения диабета. За последние 90 лет способы инсулинотерапии значительно эволюционировали.

Почему инсулин необходим для борьбы с диабетом?

Прежде всего, инсулин — это гормон, вырабатываемый бета-клетками поджелудочной железы. Именно работа поджелудочной железы и уровень гормона инсулин — основные факторы, позволяющие определить, есть ли у человека диабет.

Ниже приведено описание двух основных типов диабета.

Диабет 1 типа
Это аутоиммунное заболевание, при котором поврежденные клетки поджелудочной железы не позволяют организму вырабатывать инсулин вообще или в количестве, необходимом для достаточной регуляции уровня сахара (глюкозы) в крови.

Диабет 2 типа
Заболевание 2 типа развивается, когда клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, не могут вырабатывать его в достаточном количестве, или когда вырабатываемый инсулин не воспринимается организмом, что именуют термином «инсулинорезистентность».

Если говорить простыми словами, причиной диабета является состояние, при котором организм не способен применять инсулин для использования или хранения энергии из пищи.

Типы инсулина

Для лечения диабета используются разные типы инсулина. Несмотря на широкое применение инсулина, его эффективность для конкретного организма невозможно предсказать, потому что каждый организм реагирует на инсулин по-разному. Продолжительность времени, которое требуется для всасывания гормона (инсулина), и продолжительность его активности в организме — два фактора, которые могут меняться в зависимости от вашего пола, возраста или веса. Ваш врач поможет Вам определить, какой инсулин лучше всего подойдет для Ваших потребностей.

На рынке представлено множество типов инсулина, которые обычно разделяют на четыре основные группы:

Инсулин короткого действия (регулярный) Инсулин среднего действия Инсулин ультракороткого действия Инсулин длительного действия
Время попадания в кровь 30 минут 2–6 часов 15 минут 6–14 часов
Период максимальной эффективности 2–4 часа 4–14 часов 30–90 минут 10–16 часов
Время, в течение которого инсулин остается в крови 4–8 часов 14–20 часов до 5 часов 20–24 часа
Обычное время использования Перед приемом пищи Совместно с инсулином короткого действия До или во время приема пищи Утром/Поздним вечером перед сном
Обычный способ введения Шприцы или шприц-ручка с инсулином Шприцы или инъекция с помощью шприца-ручки с инсулином Шприц-ручка с инсулином или инсулиновая помпа Шприц-ручка с инсулином или инсулиновая помпа

В таблице приведены типовые характеристики действия инсулина, но реакция Вашего организма на указанные типы инсулина может отличаться. Поэтому важно регулярно сдавать анализы на HbA1c и постоянно контролировать, насколько успешно Вам удается поддерживать стабильный уровень сахара (глюкозы) в крови, чтобы определить, можно ли улучшить результаты лечения диабета.

Когда необходимо вводить инсулин

Организм людей, у которых нет диабета, естественным образом вырабатывает инсулин, когда обнаруживает слишком высокий (гипергликемия) или слишком низкий (гипогликемия) уровень сахара (глюкозы) в крови. Поскольку организм людей с диабетом 1 и 2 типов не способен регулировать уровень сахара в крови естественным путем, ему нужна помощь в виде введения внешнего инсулина. На протяжении дня всем больным диабетом 1 типа и некоторым больным диабетом 2 типа требуется принимать инсулин. Чаще всего, вводится фиксированная доза инсулина или используется базально-болюсный режим.

Введение инсулина в фиксированной дозе

Использование терапии, при которой вводится фиксированная доза инсулина, зависит от способности вести правильный подсчет углеводов. Поскольку при использовании этого метода выполняется ввод фиксированной дозы инсулина в определенное время в течение дня, при выборе пищи важно также учитывать такие внешние факторы, как физическая нагрузка и потребление алкоголя.

Например, если перед приемом пищи у Вас был высокий уровень сахара в крови, Вам понадобится уменьшить количество потребляемых углеводов, чтобы предотвратить возникновение гипергликемии. Основной недостаток этой терапии — отсутствие гибкости и возможности выбора, поскольку, в сущности, Ваши приемы пищи зависят от уровня сахара в крови, а не от аппетита или пищевых предпочтений.

Роль инсулина в базально-болюсном режиме

Возможно, вы слышали или даже использовали базально-болюсный режим в качестве способа введения инсулина в организм. Он подходит для диабета 1 типа и в отдельных случаях для 2 типа. Если говорить вкратце, для данного режима используется инсулин длительного действия (базальный) для поддержания уровня сахара (глюкозы) в крови в периоды отсутствия пищи и поддерживающие инъекции инсулина короткого действия (болюсного) перед едой для предотвращения скачков сахара в крови после приема пищи.

Если у Вас инсулинозависимый диабет, Ваша цель состоит в подсчете количества углеводов в еде, чтобы компенсировать их с помощью дозы инсулина. Количество инсулина, которое необходимо ввести, будет зависеть от таких факторов, как текущий уровень сахара в крови и количество углеводов, которые Вы планируете потребить.

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
Читайте также:  Виды секса во время беременности

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

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.

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.

Читайте также:  Верный способ уснуть

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).

В этой статье вы узнаете:

Очень важно знать, как работает организм в норме, чтобы понять те изменения, которые происходят в нем при развитии диабета. Большинство процессов в теле человека контролируются гормонами. Органом, вырабатывающим инсулин, является поджелудочная железа. Гормон синтезируется в особых клетках, которые называются бетта-клетками.

Такие клетки располагаются в железе в виде отдельных обособленных скоплений. Их называют островками Ларгенганса.

Кроме выработки инсулина поджелудочная железа также синтезирует пищеварительные ферменты. Как правило, эта функция железы не изменяется и хорошо выполняется без отклонений только у пациентов с диабетом 1 типа.

При втором типе на состояние поджелудочной влияет не только диабет, но и множество сопутствующих заболеваний (ожирение, желчекаменная болезнь, хронический гастрит и другие), отчего ее функция может измениться самым различным образом.

Почему поджелудочная перестает вырабатывать инсулин?

Иммунная система помогает человеку бороться с вирусами, микробами, уничтожает чужеродные клетки, в том числе и раковые, которые могут образовываться в процессе жизни человека. Происходит постоянное обновление клеток в разных органах: старые гибнут, а новые образуются, замещая их.

Читайте также:  Мичуринский проспект тайский массаж

Расположение поджелудочной железы

Это касается и бетта-клеток поджелудочной железы. Иммунитет в норме хорошо различает «свои» клетки от «чужеродных».

Наследственность и действие окружающей среды (чаще всего вирусы) изменяют свойства β-клеток.

Выделяют ряд причин, почему поджелудочная железа не вырабатывает инсулин.

Таблица – Причины, из-за которых может снижаться выработка инсулина

Происходят следующие процессы:

  • Выделяются аутоантигены.
  • Клетки иммунной системы (макрофаги МФ, дендритные клетки ДК) передают переработанные аутоантигены Т-лимфоцитам, которые, в свою очередь, начинают воспринимать их как чужеродные.
  • Часть Т-лимфоцитов, превратившихся в специфические цитотоксические аутоагрессивные лимфоциты (ЦТЛ).
  • Развивается воспаление поджелудочной железы и разрушение β-клетки.

Этот процесс длительный и протекает с различной скоростью: от нескольких месяцев у маленьких детей до нескольких лет у взрослых.

Аутоиммунное разрушение β-клеток

По данным научных исследований, у людей с наследственной предрасположенностью к сахарному диабету 1 типа уже за несколько лет до начала заболевания в крови определяются специфические антитела (IAA, ICA, GADA, IA-2β), которые, не разрушая β-клетку, являются ранними маркерами риска развития СД 1 типа.

К сожалению, в иммунной системе сохраняется память к антигенам β-клеток, поэтому процесс их разрушения очень трудно остановить.

Учёные считают, что при диабете 1 типа бетта-клетки могут восстанавливаться. Даже при гибели 90 % процентов всех бетта-клеток из оставшихся 10 % может произойти восстановление. Однако для этого необходимо остановить «агрессивную» реакцию иммунной системы. Только тогда станет возможным излечение от этой болезни.

Стадии развития диабета 1 типа

Некоторые исследования были направлены на изучение возможности остановить «агрессивное поведение» иммунной системы по отношению к бетта-клеткам путём применения нескольких групп препаратов. Однако достоверных положительных результатов получено не было.

Большую надежду учёные связывают с возможностью применения моноклональных антител, способных изменить агрессивный иммунитет в благоприятную сторону, т. е. снизить аутоиммунную реакцию в поджелудочной железе.

Эти исследования являются очень перспективными, поскольку в случае отсутствия контроля над иммунитетом даже пересадка островков Ларгенганса и применение стволовых клеток будут бессмысленны.

Работа инсулина

Основная функция гормона заключается в том, что он связывается с рецептором на клетке (специальный датчик узнавания). Если узнавание произошло («ключ подошел к замку»), то клетка становится проницаемой для глюкозы.

Воздействие инсулина на клетку

Выработка инсулина начинается уже тогда, когда мы видим еду и ощущаем ее запах. По мере переваривания пищи, высвобождения из нее глюкозы и попадания ее в кровь, бетта-клетки увеличивают выработку инсулина, поэтому, у здоровых людей уровень сахара крови всегда сохраняется в пределах нормы и не зависит от того, сколько сладкого они съели.

Инсулин отвечает за попадание глюкозы в так называемые «инсулинозависимые ткани»: печень, мышцы, жировая ткань.

Интересный факт: Самые главные органы не нуждаются в инсулине. В «инсулиннезависимые» клетки сахар из крови попадает просто по градиенту концентрации: когда его в клетке меньше, чем в крови, он свободно переходит в клетку. Такими органами являются головной мозг, нервы, сетчатка, почки, надпочечники, кровеносные сосуды и эритроциты.

Такой механизм необходим для того, чтобы в случае недостатка глюкозы крови выработка инсулина останавливалась и сахар поступал бы только в самые важные органы.

Организму необходимо немного инсулина даже в ночное время и в периоды голода, чтобы обеспечить усвоение глюкозы, образующейся в печени. Такой инсулин называют базальным или фоновым.

Уровни инсулина и глюкозы в крови

Существует еще болюсный инсулин. Это то количество гормона, которое вырабатывается в ответ на прием пищи.

Помните, необходимо научиться рассчитывать и вводить себе дозу инсулина в зависимости от количества принятой пищи. Поэтому так важно обучение при сахарном диабете 1 типа. Без знаний о своей болезни и правилах поведения адекватное лечение практически невозможно.

Очень важно также оценивать потребность в инсулине. У человека без диабета вырабатывается приблизительно 0,5 ЕД инсулина на кг массы тела каждый день. Для взрослого с массой тела 70 кг получаем 70*0,5=35 ЕД в сутки.

У большинства пациентов через 1–3 года от момента возникновения потребность в инсулине стабилизируется и составляет 0,7–1,0 ЕД/кг.

Чувствительность к инсулину

Чувствительность организма к гормону важна для определения того, насколько конкретная доза инсулина снизит уровень сахара крови. К сожалению, одна и та же доза инсулина не всегда оказывает одинаковый эффект на снижение глюкозы крови.

Определенные факторы повышают чувствительность к инсулину, другие причины – уменьшают.

Таблица – Факторы, влияющие на чувствительность к инсулину

Инсулинорезистентность означает, что требуется большее количество инсулина, чтобы поучить такой же эффект снижения сахара крови. Другими словами, происходит уменьшение чувствительности к инсулину.

Давно известно, какая железа вырабатывает инсулин. Но что еще, кроме поджелудочной железы, вырабатывает инсулин в организме человека?

В последние годы пристальный интерес вызываю вещества инкретины – это гормоны, секретируемы клетками желудочно-кишечного тракта и стимулирующие действие инсулина.

  • Глюкагоноподобный пептид-1 (ГПП-1);
  • Глюкозозависимый инсулиноподобный пептид (ГИП).

Последнее вещество оказывает эффект, сравнимый с действием инсулина.

Основные эффекты инкретинов:

  • увеличивают синтез инсулина после еды;
  • улучшают потребление глюкозы клетками, что приводит к снижению сахара крови.

Существуют данные, что у пациентов с диабетом данное вещество продолжает синтезироваться в прежних количествах, в то время, как бетта-клетки гибнут. Проблема состоит в том, что инкретины очень быстро распадаются под действием собственных ферментов организма.

Ссылка на основную публикацию
Человек плохо видит в даль это
Наиболее распространенными офтальмологическими заболеваниями являются дальнозоркость и близорукость. Причиной этого может быть наследственность или влияние негативных факторов. Состояние, когда человек...
Чай с мятой при панкреатите
Регулярное употребление пищевых продуктов питания с повышенным уровнем жирности, острые и жареные блюда, а также перекусы на бегу, злоупотребление алкогольной...
Чай с мятой при повышенном давлении
Листья мяты содержат ментол, оказывающий сосудорасширяющее действие. Препараты на его основе используются традиционной (Валидол, Валокордин) и народной медициной как успокаивающие...
Человек характеризуется
Содержание: Основные характеристики личности Любая организация включает себя людей: кто-то принимает и распоряжается решениям, кто-то их выполняет. Это помогает достичь...
Adblock detector