Польза и вред от инсулина
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”, 3d 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”, 3d 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”, 3d 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”, 3d edition, Class publishing, London, 2007).
Материал по теме:
Практика показывает: перевести на инъекции инсулина больного диабетом крайне сложно. Камень преткновения – множество мифов, бытующих вокруг инсулинотерапии. Не только среди пациентов, но и среди врачей.
Слово – нашему эксперту, заведующему отделением программного обучения и лечения Института диабета ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава РФ, доктору медицинских наук Александру Майорову.
Миф 1: Инсулинотерапия – это крайность. Таблетки принимать удобнее.
На самом деле. Таблетированные препараты, одни из которых стимулируют выработку собственного инсулина (гормона, понижающего уровень глюкозы крови), а другие устраняют инсулинрезистентность (невосприимчивость к нему организма), принимать и впрямь удобнее. Но надо понимать, что когда-то наступит тот этап, когда своего инсулина пациенту уже будет недостаточно и таблетки не смогут снижать уровень глюкозы крови.
Такова уж природа сахарного диабета 2‑го типа: со временем запас бета-клеток поджелудочной железы, ответственных за выработку инсулина, истощается. Что тут же отражается на показателях глюкозы крови. Свидетельствует об этом такой показатель, как гликированный гемоглобин (HbA1c), который отражает (но не равен ему!) средний уровень глюкозы крови за 3 месяца. Все больные диабетом должны регулярно его определять в лаборатории. Если этот показатель превышает допустимую величину (до 6,5% у людей 50 лет, до 7% – у людей до 70 лет и до 7,5% – у людей старше 70 лет) на фоне длительного лечения максимальными дозами таблетированных препаратов, двух мнений быть не может: пациент должен получать инсулин. В идеале – это 30-40% больных сахарным диабетом 2‑го типа, как правило, со стажем болезни более 10 лет, а то и меньше, учитывая, что поначалу диабет протекает скрытно.
На практике инсулинотерапию у нас в стране получают 23% больных сахарным диабетом 2‑го типа, многие из которых переходят на нее спустя 12-15 лет от начала болезни, когда уровень глюкозы крови у них уже зашкаливает, а показатель гликированного гемоглобина достигает 10% и выше. При этом у большинства из тех, кто решился перейти на инсулин, уже есть серьезные (в первую очередь – сосудистые) осложнения сахарного диабета. Специалисты не скрывают: несмотря на то что Россия сейчас располагает всеми современными медицинскими технологиями (в том числе – новыми таблетированными и инъекционными препаратами, которые снижают глюкозу крови только тогда, когда это необходимо), компенсация углеводных нарушений у нас в стране пока не дотягивает до международных стандартов. Причин много. Одна из них – страх пациентов перед инъекциями инсулина, которые придется делать всю жизнь.
Миф 2: Инсулинотерапия – это пожизненная привязка к инъекциям.
На самом деле. От инсулина можно отказаться в любой момент. И… опять вернуться к прежним высоким цифрам глюкозы крови, рискуя заработать опасные для жизни осложнения. Между тем при грамотно подобранной инсулинотерапии жизнь больных сахарным диабетом практически ничем не отличается от жизни здорового человека.
А современные дозирующие устройства многоразового использования для введения инсулина с тончайшими иглами позволяют свести к минимуму неудобства, вызванные необходимостью постоянных инъекций.
При этом инсулинотерапию назначают далеко не только тем, у кого собственные запасы инсулина практически исчерпаны. Поводом для ее временного назначения могут быть:
- воспаление легких, тяжелый грипп и другие серьезные соматические заболевания, возникшие у больного диабетом;
- противопоказания для назначения таблетированных препаратов (например, если у человека лекарственная аллергия или не в порядке почки, печень);
- желание пациента с сахарным диабетом 2‑го типа вести более свободный образ жизни или невозможность соблюдения диеты из-за ненормированного графика работы и т. д.
Миф 3: На инсулинотерапии необязательно соблюдать диету.
На самом деле. Прием инсулина не означает отказа от сбалансированной диеты, направленной на снижение сахароповышающего эффекта потребляемых продуктов, а при избыточной массе тела – от принципов низкокалорийного питания, о которых мы писали в предыдущих номерах «АиФ. Здоровье» (см. №№ 21 и 22).
Кстати, диету необходимо соблюдать еще и потому, что, перейдя на инсулин и улучшив уровень глюкозы крови, многие больные начинают немного прибавлять в весе. Но, если пациент четко следует предписаниям врача и придерживается сбалансированного питания, его вес останется стабильным. Да и дозы инсулина не будут расти.
Миф 4: Инсулин может ухудшить состояние больного диабетом.
На самом деле. К такому выводу некоторые больные сахарным диабетом 2‑го типа приходят, ошибочно связав совпавшие по времени осложнения болезни с назначением инсулинотерапии. Мол, стал сосед по даче принимать инсулин и… ослеп.
На самом деле к такому развитию событий человека приводит не инсулинотерапия, а долгое существование при высоком уровне глюкозы крови, фактически в условиях дефицита инсулина, не скомпенсированного лечением.
Международная медицинская практика говорит об обратном: качество и продолжительность жизни больных сахарным диабетом 2‑го типа, принимающих адекватное лечение (в том числе – инсулин) до того, как у них развились сосудистые осложнения, сегодня зачастую даже выше, чем у их относительно здоровых сверстников.
Снижение гликированного гемоглобина на каждый 1% уменьшает риск развития таких осложнений сахарного диабета 2‑го типа, как: ампутации или смерть от болезни периферических артерий – на 43%; микрососудистые осложнения (поражение глаз, почек) – на 37%; инфаркт миокарда – на 14%.
Смотрите также:
- Рекомендации для диабетиков. Как контролировать сахар крови →
- Гормон жизни. Почему пациенты боятся принимать инсулин? →
- Диабет лечится! Если его выявить на ранней стадии →
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.
Что делает инсулин с глюкозой?
Как только глюкоза попадает в кровоток, начинает работать инсулин. Гормон заставляет клетки нашего тела поглощать сахар и использовать его для производства энергии.
Также инсулин помогает сбалансировать уровень глюкозы в крови. Когда в крови слишком много глюкозы, инсулин сигнализирует организму о том, что нужно сохранить ее избыток в печени. Накопленная в клетках печени глюкоза не высвобождается до тех пор, пока ее уровень в крови не снизится, например, между приемами пищи или когда наше тело испытывает стресс, или нуждается в дополнительной энергии (во время тренировок, напряженной мыслительной работы).
Кроме печени, по «команде» инсулина избыток глюкозы накапливается в жировой (липидной) ткани, также создавая там своеобразные «депо» для быстрой компенсации потраченной энергии.
Второстепенное действие инсулина
Гормон «работает» не только с глюкозой, но и с белками, жирами и микроэлементами:
- обеспечивая процесс их нормального обмена;
- способствуя активизации синтеза аминокислот, благодаря чему повышается мышечная работоспособность;
- стимулируя активность ферментов, под действием которых избыток глюкозы превращается в гликоген;
- принимая участие в процессах регенерации (заживления) поврежденных тканей.
Немного истории
Выделенный из поджелудочной железы гормон инсулин был впервые успешно применен с лечебными целями канадским врачом, физиологом, Ф.Г. Бантингом. За это в 1923 году, в возрасте 32 лет, он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине вместе со своим шотландским коллегой, профессором Маклеодом, в лаборатории которого молодой ученый проводил опыты на собаках. Открытие инсулинотерапии полностью перевернуло подходы к лечению диабета. В честь признания заслуг Бантинга, трагически погибшего в авиакатастрофе во время второй мировой войны, в день его рождения, 14 ноября, отмечают Всемирный день борьбы с диабетом.
Фредерик Грант Бантинг – ученый, впервые получивший экстракт инсулина и успешно использовавший его в лечении диабета. Один из самых молодых лауреатов Нобелевской премии за все время ее присуждения.
Инсулин: норма содержания гормона в крови, способы повышения и снижения
Очень важно, чтобы уровень инсулина в крови всегда находился в пределах нормы. Как пониженный, так и повышенный инсулин – свидетельство нарушения метаболизма (прежде всего, углеводного обмена).
Однако определение количества выделенного в кровь гормона само по себе редко бывает достаточно информативным. Дело в том, что уровень инсулина в крови в норме может колебаться в широких пределах – от 3 до 20 мкЕд/мл у детей и до 25 мкЕд/мл у взрослых. У беременных и женщин после 60-ти лет эти границы смещены, количество гормона в норме у них колеблется от 6 до 27/36 мкЕд/мл.
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.
Повышенный инсулин натощак при нормальном сахаре может быть следствием онкологического заболевания (аденокарциномы инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы).
Излишне большое количество инсулина и нормальное количество сахара через 2 часа после приема пищи выявляют у людей с так называемым предиабетом. Обменные процессы у них идут вяло, и организм пытается ускорить метаболизм глюкозы за счет выработки повышенного количества гормона. Такая интенсивная работа со временем приводит к «износу» поджелудочной железы, в результате чего она уже не может производить не только избыточное, но и достаточное количество гормона.
Как понизить инсулин в крови
Отрегулировать норму инсулина в крови при его повышении на фоне приема пищи позволяют:
- препараты, уменьшающие инсулинрезистентность клеток организма (метформин и др.);
- нормализация нарушенного процесса ночного сна;
- дозированные занятия спортом – плавание, бег и т. д.
Кстати, при диагностике предиабета восстановление нормального ночного сна, как правило, становится важнейшим условием для похудения, возможности переносить физические нагрузки, а, главное – для восстановления гормонального обмена и устранения инсулинрезистентности. Это позволяет затормозить переход предиабета в диабет, а в ряде случаев и полностью остановить этот процесс.
Пониженный инсулин при высоком сахаре определяется тогда, когда поджелудочная железа неспособна выработать нужное количество инсулина самостоятельно, т.е. у больного развивается сахарный диабет. Такая картина может наблюдаться как при диабете 1 типа (СД1), так и при инсулиннезависимой форме заболевания. И хотя диабет второго типа (СД2) называется инсулиннезависимым, при снижении функции поджелудочной железы ниже определенных значений таким больным, как и людям с сахарным диабетом 1 типа, показано лечение инсулином.
Инсулин как средство от диабета
Инъекции инсулина могут помочь в лечении обоих типов диабета. Инъекционный инсулин при сахарном диабете действует как замена или дополнение к инсулину вашего организма. При диабете 1-го типа необходимо вводить инсулин для контроля уровня глюкозы в крови.
Многие люди с диабетом 2-го типа могут контролировать уровень глюкозы в крови с помощью приема пероральных препаратов и/или изменения образа жизни. Однако если эти методы лечения не помогают, то, как уже говорилось выше, им тоже может понадобиться инсулин.
Терапия инсулином при диабете 1-го типа
Поскольку в организме больных с данной формой заболевания практически нет собственного инсулина, его запас необходимо пополнять каждый день для поддержания стабильного уровня сахара (глюкозы) в крови. Поэтому основное лечение больных с СД1 заключается в инсулинотерапии. Все виды инсулина дают одинаковый эффект. Они имитируют естественное повышение и понижение уровня инсулина в организме в течение дня. Состав различных типов инсулина влияет на то, как быстро и как долго они работают.
- Инсулин быстрого действия: этот тип инсулина начинает работать примерно через 15 минут после инъекции. Чаще всего используется перед едой. Его эффект может длиться от трех до четырех часов.
- Инсулин короткого действия: вы вводите этот инсулин также перед едой. Короткий инсулин начинает работать через 30-60 минут после введения, его действие длится от пяти до восьми часов.
- Инсулин промежуточного действия: этот тип инсулина начинает действовать через один-два часа после инъекции, и его действие может длиться от 14 до 16 часов.
- Инсулин длительного действия или длинный инсулин: начинает действовать не раньше, чем через два часа после введения, эффект длится до 24 часов или более.
При базально-болюсном режиме терапии вводятся два вида инсулина:
- «Базальная» доза инсулина (также называемая инсулином длительного действия) позволяет клеткам тела перерабатывать сахар, обеспечивая организм энергией, необходимой для поддержания его нормального функционирования.
- В дополнение к базальному инсулину, людям с диабетом 1-го типа во время приема пищи нужен еще «болюсный» инсулин (быстродействующая доза), которая помогает правильно использовать сахар из каждого приема пищи.
Т.е., базальный инсулин поддерживает уровень сахара на желаемом уровне вне приёмов пищи и в ночные часы, чтобы обеспечить накопление фонового инсулина, а болюсный – перед приемом пищи, чтобы предотвратить скачки уровня сахара в крови после приема пищи.
Введение и дозировка
Инсулин не принимается перорально. Его необходимо водить с помощью шприца, шприц-ручки для инсулина или инсулиновой помпы. Тип инъекции и вид инсулина подбирается лечащим врачом с учетом ваших потребностей и личных предпочтений.