За исследование инсулина в 1954 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Ее получил британский молекулярный биолог Фредерик Сенгер, определивший точную последовательность аминокислот, которые образуют молекулу инсулина. Позже выяснилось, что инсулин свиньи наиболее близок к человеческому и отличается от него всего одной аминокислотой. И еще через какое-то время людям удалось заменить ее и практически стереть разницу. И сделано это было не ради эксперимента. Дело в том, что у многих людей инсулин или не вырабатывается вообще, или его количества не хватает для нормального функционирования организма. Именно таким пациентам и нужны препараты инсулина.
Часто именно с уколами инсулин и ассоциируется. На самом деле это один из важнейших элементов в организме. Наука достаточно хорошо изучила его действие, чтобы признать – благодаря инсулину, если говорить простым языком, организм «заряжается» энергией. Но для этого он должен присутствовать в определенном количестве. Снижение или повышение уровня инсулина говорит о сбоях в работе эндокринной системы и может привести к серьезным заболеваниям1.
Что такое инсулин
Инсулин – это гормон белковой природы. В том или ином количестве он вырабатывается в организме здорового человека и доставляет к клеткам энергию, полученную из еды. То есть, инсулин помогает глюкозе проникнуть внутрь клеток, где она расщепляется и преобразуется в энергию.
При сахарном диабете 1 типа количество этого гормона в организме значительно снижается, или он не вырабатывается вовсе. В таких случаях назначается препараты инсулина
Где вырабатывается инсулин
Инсулин вырабатывается в поджелудочной железе. «Производство» этого гормона находится на крошечных островках Лангерганса – так называются скопления клеток эпителиального происхождения, которые составляют всего 1-2% массы поджелудочной железы. Этих клеток несколько видов, и каждый из них продуцирует определенные гормоны. Инсулин вырабатывается бета-клетками. У здорового человека они реагируют на уровень сахара в крови выбросом нужного количества гормона2.
Функции инсулина
Доставка к клеткам жизненно важных органов «топлива» в виде глюкозы – главная задача инсулина. Его иногда образно сравнивают с ключиком, который регулирует поступление глюкозы по назначению. На самом деле никакой «дверцы» в клетке нет. Есть клеточные мембраны, их проницаемость увеличивает инсулин, что способствует всасыванию глюкозы. Если глюкоза поступает в организм в избытке, инсулин перераспределит ее излишки в печень, мышцы, жировую ткань – там, где она откладывается про запас.
Если же инсулин вырабатывается в поджелудочной железе в недостаточном количестве, или организм перестает его воспринимать, клетки органов и тканей голодают, и глюкоза остается в крови.
При переизбытке инсулина ситуация противоположная: клетки получают очень высокую дозу глюкозы, а в крови ее не остается, поэтому человек быстро почувствует себя усталым и голодным.
Есть у инсулина и другие функции:
- помогает в транспортировке аминокислот в мышечные клетки;
- активизирует синтез гликогена, помогая создавать запасы глюкозы в клетках мышц и печени, что улучшает их восстановление и производительность;
- усиливает транспорт в клетку ионов калия, магния, фосфат-ионов;
- усиливает биосинтез белка и репликацию (процесс удвоения) ДНК;
- участвует в заживлении ран, обмене натрия в организме и синтезе жиров.
- влияет на сосудистую стенку, на эндотелий сосудов (внутреннюю оболочку), тем самым участвуя в регулировке тонуса.
Не все свойства инсулина положительно влияют на организм. Например, он блокирует энзим, который отвечает за расщепление жировой ткани. В итоге организм не может расщепить накопленный жир до той формы, которую можно сжечь, а это (если долгое время уровень инсулина повышен) чревато ожирением3.
Также инсулин стимулирует выработку в печени холестерина, избыток которого пользы организму не приносит.
Механизм действия инсулина
После приема пищи (в первую очередь углеводов) в кровь поступает глюкоза. Она проникает в бета-клетки, где начинается выделение инсулина. Затем гормон попадает в кровоток, достигает каждой клетки, где есть рецепторы инсулина (а они есть практически на всех клетках кроме нервных клеток головного мозга), и происходит всасывание глюкозы.
Как правило, секреция инсулина проходит в два этапа: быстрая фаза (1-3 минуты) и медленная (до 30 минут).
В норме минимальное количество инсулина в организме вырабатывается всегда, и это не связано с приемом пищи. Когда человек не ест, организм использует свой запас углеводов (гликоген печени), чтобы поддержать нормальный уровень глюкозы или синтезирует глюкозу из белков. Но в резерве углеводов не так много, а получать ее из белка организму невыгодно, поэтому включается режим экономии, при котором глюкозу получают только критически важные органы – мозг, сосуды, почки. В жировые и мышечные ткани (их называют инсулинозависимыми) доступ глюкозы закрывает инсулин, и только он может дать «разрешение» на ее поступление.
Принцип такой: если еды (глюкозы) хватит на всех, то инсулин откроет доступ для нее во все клетки, а если ее недостаточно, то питание получат самые важные органы, остальные же останутся голодными.
Как проверить уровень инсулина
Для определения уровня инсулина берут анализ крови из вены. Обязательное условие – сдавать его натощак. То есть, последний прием пищи должен быть за 8-14 часов до забора крови. Также необходимо исключить накануне сложные физические упражнения и напряженные тренировки.
Чтобы результат был информативным, надо за 2-3 дня до анализа прекратить прием препаратов для снижения сахара и алкоголя, за 2 часа – нельзя курить. Если диабет уже диагностирован, анализ сдают до приема новой дозы медикаментозного инсулина.
Пациент должен сообщить врачу о том, какие медикаменты принимал в последнее время. Это важно, потому что некоторые препараты могут спровоцировать повышение инсулина (оральные контрацептивы, глюкокортикостероиды, антидепрессанты и другие), либо снизить его уровень (диуретики с фуросемидом, бета-адреноблокаторы).
Анализ крови на инсулин выполняется не только натощак, но и при глюкозной нагрузке. Первый показывает количество гормона в тот момент, когда поджелудочная железа его практически не вырабатывает. А глюкозная нагрузка, которая создается либо раствором глюкозы, который пациент должен выпить за 45-60 минут до анализа, либо едой, покажет, сколько инсулина организм вырабатывает для усвоения глюкозы. В идеале нужно выполнить два варианта анализа, чтобы посмотреть динамику.
Норма инсулина в крови по возрастам
Содержание инсулина в крови – не единственный критерий для диагностики заболеваний. Для диагностики патологий, связанных с работой поджелудочной железы, потребуется исследование не только инсулина, но и глюкозы.
Есть состояния, которые могут временно повлиять на отклонения от нормы в ту или иную сторону. Например, при беременности уровень инсулина может увеличиться, а при сильном утомлении – снизиться. Поэтому результат анализа крови на инсулин ни в коем случае нельзя использовать для самостоятельного лечения. Эти показания расшифровывает врач, и он же определяет дальнейший план действий – назначение лечения, дополнительные исследования.
Норма инсулина в крови различается у людей разного возраста и варьируется в достаточно широком диапазоне (хотя эти диапазоны по стандарту нигде не прописаны):
- у детей от 5 до 20 млЕд /мл;
- у взрослых от 3 до 10,4 млЕд /мл;
- у пожилых от 8 до 15 мкЕд /мл.
У женщин
При сдаче натощак показания инсулина находятся, как правило, в пределах минимальных цифр:
| 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 |
У беременных женщин на уровень инсулина влияет плацента – она вырабатывает гормоны, которые увеличивают количество глюкозы, провоцирующей выброс инсулина.
Показания после глюкозной нагрузки (сироп глюкозы):
| 14-25 лет | 13-25 мкЕД/мл |
| 25-50 лет | 13-25 мкЕД/мл |
| Старше 50 лет | 17-35 мкЕД/мл |
| Во время беременности | 16-27 мкЕД/мл |
После употребления пищи инсулин должен повыситься по сравнению с результатом анализа натощак процентов на 70. Когда в качестве глюкозной нагрузки используется еда, показатели будут зависеть от того, что было съедено.
У мужчин
Уровень инсулина у мужчин зависит от возраста, как и у женщин, и с годами границы нормы становятся чуть выше.
При сдаче натощак:
| 14-25 лет | 4-7 мкЕД/мл |
| 25-50 лет | 3-4 мкЕД/мл |
| Старше 50 лет | 5-7 мкЕД/мл |
После глюкозной нагрузки (сироп глюкозы):
| 14-25 лет | 13-25 мкЕД/мл |
| 25-50 лет | 13-25 мкЕД/мл |
| Старше 50 лет | 17-35 мкЕД/мл |
Чем опасен повышенный инсулин
Высокие показатели инсулина говорят о том, что поджелудочная вырабатывает его в достаточном количестве, но он не усваивается клетками, а циркулирует в крови. Избыток инсулина в крови приводит к нарушениям углеводного обмена, а в дальнейшем – к развитию сахарного диабета 2 типа.
Последствиями высокого инсулина в сочетании с инсулинорезистентностью могут быть и артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, синдром поликистозных яичников и другие заболевания.
Основные симптомы повышенного инсулина: повышенное давление, снижение остроты зрения, головная боль, увеличение массы тела, слабость в мышцах, тахикардия, усталость, тремор, онемение конечностей, постоянная жажда, снижение внимания.
Чем опасен пониженный инсулин
При абсолютном отсутствии инсулина и его дефиците (так называемый панкреатический дефицит) содержание глюкозы увеличивается, что приводит к сахарному диабету 1 типа.
При недостаточной выработке инсулина сахар увеличивается не только в крови, но и в моче, стимулируя полиурию – повышенное мочевыделение. Поэтому частые походы в туалет «по-маленькому», особенно ночью – один из признаков недостатка инсулина. На его дефицит могут указывать и другие симптомы: высокий уровень глюкозы в крови и в моче, человеку постоянно хочется пить, раны и ссадины плохо заживают, а ощущение слабости и усталости не покидает даже после отдыха.
Препараты инсулина
Препараты инсулина показаны для лечения диабета. Они различаются по происхождению, продолжительности эффекта, форме введения.
По происхождению:
- инсулин крупного рогатого скота;
- инсулин из поджелудочной железы свиньи;
- генно-инженерный инсулин – искусственный препарат, полученный путем синтеза с помощью кишечной палочки.
Препараты инсулина, полученные из крупного рогатого скота, сейчас не применяются, так как их использование приводит к большому количеству побочных эффектов.
Инсулин из поджелудочной железы свиньи применяется в модифицированном виде – в нем заменена одна аминокислота, которая и отличало его от человеческого инсулина. Этот аналог дает устойчивый лечебный эффект, и риск аллергии при его приеме меньше4.
Модифицированный инсулин назначается при сахарном диабете 1 или 2 типа, резистентности к пероральным препаратам, снижающим сахар, диабете у беременных, осложнениях со стороны почек и печени, в экстренных ситуациях и перед операциями, дистрофических поражениях кожи и др.
По времени действия:
- Быстрый или ультракороткий – начинает работать практически сразу после введения. Вводится перед едой или сразу после еды, действовать начинает через 15 минут. Максимальный эффект наступает через 1 -1,5 часа, продолжительность действия – 3-4 ч часа.
- Короткий — начинает действовать через полчаса после введения. Пик активности – через 2-3 часа, продолжительность – до 6 часов. Вводят такие препараты за 10-20 минут до еды.
- Средний – такие препараты вводятся 2-3 раза в сутки. Работать начинают через 2-3 часа после введения, пик активности наступает через 6-8 часов, а продолжительность действия составляет 12-16 часов.
- Длинный– препарат пролонгированного действия, аналог базальной выработки инсулина, которая происходит в организме даже без поступления глюкозы. Вводится 1-2 раза в сутки, эффект длится 24 часа как минимум.
Дозировку и режим введения препаратов инсулина врач подбирает индивидуально для каждого пациента.
По форме введения:
- инсулиновый классический шприц;
- шприц-ручка;
- инсулиновая помпа.
Для самостоятельного введения наиболее удобен современный шприц-ручка. Инсулиновая помпа – это устройство, через которое инсулин поступает в организм постоянно. Помповую инсулинотерапию используют обычно пациенты с диабетом 1 типа. Для каждого разрабатывается индивидуальная программа подачи инсулина, подбирается скорость, которая имитирует нормальную работу поджелудочной железы по выработке инсулина.
Популярные вопросы и ответы
Один из самых частых вопросов в отношении инсулина – почему при его высоком уровне сахар в крови может быть в норме. Разве два этих показателя не взаимосвязаны? Считается также, что можно держать инсулин в норме, скорректировав рацион и режим питания. Так ли это на самом деле? На эти вопросы ответила врач-эндокринолог, диетолог, терапевт Татьяна Гудожникова.
Почему инсулин высокий, а глюкоза в норме?
По каким признакам можно заподозрить инсулинорезистентность?
• сонливость после еды в течение дня и проблемы со сном ночью;
• частые головные боли;
• голод после еды;
• утомляемость, раздражительность, нарушение концентрации внимания;
• большой аппетит к сладкому;
• повышенное потоотделение;
• легкий набор веса;
• огромные трудности в похудании, несмотря на диету и повышенные физические нагрузки;
• зуд кожи.
При инсулинорезистентности нужно исключить все виды сахара, включая мед, сироп, белую муку, макаронные изделия, рогалики, сдобу, чипсы, пиво, алкоголь и соки, картофель, сметану и сливочное масло, копчености в любом виде, мясо и рыбу жирных сортов, белый рис, манную крупу, бананы, черешню, конфеты, шоколад.
Как питаться, чтобы не повышать инсулин?
Организм — сложный механизм, и универсального ключа нет, а вот подобрать индивидуальный ключик поможет только доктор.
Источники:
- Регуляция синтеза и секреции инсулина и дисфункция бета-клеток поджелудочной железы при диабете. Чжо Фу, Элизабет Р. Гилберт, Донгмин Лю.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3934755/#:~:text=Insulin%20secretion%20involves%20a%20sequence,augment%20glucose-induced%20insulin%20secretion. - Молекулярные механизмы секреции инсулина бета-клетками островков Лангерганса и перспективные мишени фармакологического воздействия для лечения сахарного диабета./ Шаройко В.В., Тенникова Т.Б. Журнал «Наука и образование», 2015.
https://cyberleninka.ru/article/n/molekulyarnye-mehanizmy-sekretsii-insulina-kletkami-ostrovkov-langergansa-i-perspektivnye-misheni-farmakologicheskogo-vozdeystviya/viewer - Инсулин и инсулинорезистентность./ Г. Уилкокс. Clin Biochem Rev. 2005 May; 26(2): 19–39.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1204764/ - Применение аналогов инсулина человека у пациентов молодого возраста с сахарным диабетом 1-го типа. / Ефремова Н.В., Болотская Л.Л., Атарщиков Д.С., Бондаренко О.Н., Ильин А.В., Шестакова М.В. Журнал «Терапевтический архив» 2015, ст. 42‑49.
https://www.mediasphera.ru/issues/terapevticheskij-arkhiv/2015/10/060040-36602015107
