Гормон инсулин играет огромную роль в человеческом организме. При нарушении его уровня в крови в ту или иную сторону развиваются серьезные патологии системного характера. Инсулину уже более 100 лет уделяется огромное внимание со стороны ученых. Это позволило значительно изучить гормон и обеспечить синтез инсулина. Введение инсулина в качестве лечения спасло не одну жизнь и явилось огромным прорывом в медицине.

Инсулин представляет собой гормон пептидного типа, продуцируемый поджелудочной железой в бета-клетках — островках Лангерганса. Он прямо или косвенно влияет на обменные процессы практически во всем организме, что делает его очень важным гормоном в организме. Но основное назначение — обеспечение усвояемости глюкозы клетками, что снижает ее содержание в крови.

Глюкоза считается одним из важнейших углеводов в человеческом организме, и в нее превращается почти все сахара, оказавшийся в системе пищеварения. Именно глюкоза является основным энергетическим источником для всех клеток, и прежде всего мышечных и нервных. Однако для того чтобы клетки усвоили глюкозу, необходим инсулин, который, воздействуя на специфические рецепторы, обеспечивает это усвоение. Гормон является своеобразным ключом, открывающим дверь клетки для прохождения глюкозы.

Роль инсулина наиболее заметна в мышечных (миоциты) и жировых (адипоциты) тканях, которые без воздействия инсулина практически теряют способность усвоения глюкозы, почему и получили название инсулинозависимых тканей. Такие ткани составляют значительно больше половины всей клеточной структуры и отвечают за движение, дыхание, кровообращение. В целом, инсулин оказывает как анаболическое, так и антикатаболическое действие.

Процесс синтеза гормона

Инсулиновый синтез поджелудочной железы представляет собой сложный многоэтапный процесс, связанный с несколькими преобразованиями веществ. Цепь последовательных трансформаций начинается с формирования неактивного предшественника, который после ряда химических превращений приобретает активную форму. Выработка инсулина идет круглосуточно в непрерывном режиме. Уровень инсулина в крови у взрослого здорового человека без патологий в норме составляет 3-25 мкЕ/мл, у детей — 3-20 мкЕ/мл. Концентрация инсулина возрастает у беременных женщин (6-28 мкЕ/мл) и людей старше 58-60 лет (7-36 мкЕ/мл).

Упрощенно цепочка синтеза гормона выглядит следующим образом:

  • предшественник;
  • препроинсулин;
  • проинсулин;
  • инсулин.

Созревание инсулина происходит в секреторных гранулах, где, помимо нег,о находятся С-пептид, ионы цинка, амилин и остатки проинсулина. Высвобождение созревшего гормона осуществляется в результате экзоцитоза, когда полностью готовая гранула вступает в контакт с плазматической клеточной мембраной, сливается воедино с ней, а гранулезное содержимое выдавливается из клетки.

Стимулятором высвобождения инсулина служит глюкоза, находящаяся в крови. Во время приема пищи (особенно сладкой) появляются дополнительные стимулы: сахар и аминокислоты (лейцин, аргинин), некоторые гормоны (холецистокинин, эстрогены). Усиление выработки инсулина происходит при повышении концентрации калия, кальция, жирных кислот в крови. Снижение секреторной активности отмечается при повышении содержания глюкагона.

Роль в физиологических процессах

Физиологическое воздействие инсулина на обменные и энергетические процессы многогранно. Где-то он принимает непосредственное участие, где-то его роль ограничивается активизацией других влияющих ферментов. Главная — снижение уровня глюкозы в крови. Такое воздействие осуществляется в следующих направлениях:

  1. Повышение способности клеток поглощать глюкозу из крови.
  2. Активация основных ферментов, обеспечивающих гликолиз.
  3. Повышение активности выработки гликогена, что способствует поглощению глюкозы печеночными и мышечными клетками для ее преобразования в гликоген.
  4. Уменьшение формирования запасов глюкозы в печени (снижение процесса глюконеогенеза).

Помимо основной функции, инсулин обеспечивает следующие анаболические эффекты:

  1. Повышение способности клеток усваивать аминокислоты, в т.ч. валина и лейцина.
  2. Увеличение доставки в клетки ионов калия, магния и фосфатов.
  3. Активизация биологического белкового синтеза и репликации ДНК.
  4. Усиление процесса этерификации жирных кислот, в результате чего происходит трансформация глюкозы в триглицериды.

Одновременно инсулин способен активно участвовать в следующих антикатаболических процессах:

  1. Снижение белковой деградации в результате блокирования процесса гидролиза.
  2. Уменьшение поступления жирных кислот в кровь человека, т.е. снижение липолиза.

Механизмы выведения инсулина из организма

Удаление инсулина из крови (элиминация) в основном происходит в печени и почках. Больше половины вырабатываемого гормона связывается и разрушается при пересечении портальной печеночной системы. В клетках печени инсулин оказывается под действием фермента инсулиназы, который нарушает структурные связи гормона. В результате такого воздействия гормональные молекулы расщепляются до аминокислот. Более 1/3 инсулина утилизируется почками, где он, попадая в лизосомы эпителия канальцев, разлагается до аминокислот.

Патологическое изменение уровня

Патологии в различных органах человека провоцируются чрезмерным изменением уровня инсулина как в сторону понижения, так и в сторону повышения. Длительное повышение содержания гормона ведет к необратимым поражениям некоторых жизненно важных систем.

Причинами повышения уровня гормона могут стать следующие факторы:

  • чрезмерные физические нагрузки;
  • частые стрессы;
  • болезни печени;
  • сахарный диабет;
  • избыток гормона роста;
  • чрезмерная масса тела;
  • митотония;
  • инсулинома;
  • нарушение чувствительности клеток к инсулину;
  • поликистоз яичников у женщин;
  • нарушения функций гипофиза;
  • опухоли надпочечников;
  • болезни поджелудочной железы.

Основные симптомы следующие:

  • падение уровня сахара в крови;
  • повышенная потливость;
  • тахикардия;
  • голодные приступы;
  • тошнота;
  • обморочное состояние.

Понижение уровня могут вызываться следующими причинами:

  • диабет 1 типа;
  • гипотония образа жизни;
  • диабетическая комой;
  • гипопитуитаризмом;
  • неправильное питание (избыток сладкой пищи);
  • нервные перегрузки;
  • физическое истощение;
  • болезни хронического и инфекционного характера.

Основные симптомы: резкое увеличение сахара в крови, постоянная жажда, беспочвенное беспокойство и нервозность, учащенное мочевыделение.

В результате неправильного воздействия гормона могут возникнуть следующие заболевания:

  • инсулинома (опухолевое образование в поджелудочной железе из бета-клеток);
  • инсулиновый шок;
  • синдром Сомоджи (синдром постоянной ).

Медикаментозная терапия

Наиболее характерная инсулинозависимая патология — сахарный диабет. Для устранения дефицита гормона в крови осуществляется введение инсулина в виде препаратов. Современная фармакология позволяет делать медикаментозные средства, способные заместить человеческий инсулин. Препараты, обеспечивающие введение инсулина, имеют следующие классификации:

  1. По типу — одновидовые (на основе экстракта поджелудочной железы животного одной породы) и комбинированные.
  2. По основному признаку — человеческий, из свиной железы, из органа крупного рогатого скота, китовый тип.
  3. По глубине очистки — традиционный, монопиковый (улучшенной очистки) и монокомпонентный (глубокая очистка).
  4. По скорости воздействия — короткого и пролонгированного действия.

Можно выделить следующие наиболее известные препараты по группам:

  1. Простой инсулин: Actrapid MP, НМ, МС; Humulin Regular; Insuman Rapid HM.
  2. Сурфен-инсулины: Инсулин В и Моносуинсулин.
  3. NPH-инсулины: Protaphane MP, МС, НМ; Humulin NPH; Insuman Basal.
  4. Сверхдлительного действия: Ultralente, Humulin U, Ultratard HM.

Гормон инсулин играет очень важную роль в человеческом организме. Серьезные патологии возникают как при снижении, так и превышении его уровня в крови. При обнаружении признаков изменения содержания гормона необходимо принимать эффективные меры лечения.

(4 оценок, среднее: 5,00 из 5)

По поводу инсулина существует много заблуждений. Невозможность объяснить такую ситуацию как почему одни люди удерживают свой вес в 90 кг на 250 г углеводов в день, а другие с трудом удерживают свои 80 кг на 400 г углеводов, рождает много вопросов. Пришло время во всем этом разобраться.

Общая информация про инсулин

Инсулин – гормон, который регулирует уровень глюкозы в крови. Когда человек съедает порцию углеводов, уровень глюкозы в крови поднимается. Поджелудочная железа начинает вырабатывать гормон инсулин, который начинает утилизировать глюкозу (предварительно остановив собственные процессы производства глюкозы печенью) разнося ее по клеткам всего организма. У здорового человека при снижении уровня глюкозы в крови перестает вырабатываться инсулин. Отношения между инсулином и клетками – здоровые.

При нарушенной чувствительности к инсулину поджелудочная железа вырабатывает слишком много инсулина. Процесс проникновения глюкозы в клетки затрудняется, присутствие инсулина в крови становится очень длительным, что ведет к плохим последствиям для (он замедляется).

Однако инсулин не только регулировщик уровня сахара в крови. Он еще и стимулирует синтез белка в мышцах. А также подавляет липолиз (расщепление жира) и стимулирует липогенез (накопление жировых запасов).

Инсулин помогает транспортировать глюкозу к клеткам и проникать ей через клеточные мембраны внутрь

Именно с последней функцией и связана его плохая репутация. Так некоторые утверждают, что питание, богатое продуктами, которые стимулируют повышенную выработку инсулина, непременно приводит к лишнему весу. Это не более чем миф, который будет развеян ниже.

Физиологическое действие инсулина на различные процессы в организме:

  • Обеспечение поступления глюкозы в клетки. Инсулин повышает проницаемость клеточных мембран в 20 раз для глюкозы, тем самым снабжая ее топливом.
  • Стимулирует синтез, тормозит распад в печени и мышцах.
  • Вызывает гипогликемию (снижение уровня сахара в крови).
  • Стимулирует синтез и тормозит распад жиров.
  • Стимулирует отложения жира в жировой ткани.
  • Стимулирует синтез и тормозит распад белков.
  • Повышает проницаемость мембран клеток для аминокислот.
  • Стимулирует синтез и-РНК (информационный ключик к процессам анаболизма).
  • Стимулирует выработку и усиливает эффект гормона роста.

Полный список функций можно посмотреть в справочнике В. К. Верин, В. В. Иванов, «ГОРМОНЫ И ИХ ЭФФЕКТЫ» (Санкт-Петербург, ФОЛИАНТ, 2012 г.).

Инсулин – это друг или враг?

Чувствительность клеток к инсулину у здорового человека очень сильно зависит от композиции тела (процент мышц и жира). Чем больше мышц в теле, тем больше энергии необходимо получать, чтобы их прокормить. Мышечные клетки мускулистого человека охотнее потребляют питательные вещества.

На рисунке ниже изображен график уровней инсулина у людей с малым процентом жира и людей страдающих ожирением. Как видно даже в периоды голодания уровень инсулина у полных людей выше. У людей с малым процентом жира скорость усвоения питательных веществ выше, поэтому присутствие инсулина в крови короче по времени, чем у полных людей, всасывание питательных веществ у которых происходит гораздо медленнее.

Стремление понять, как действует инсулин и какой эффект от его применения, появляется, если врач назначает этот препарат с целью лечения сахарного диабета (преимущественно) или иных заболеваний, связанных с дефицитом этого элемента в организме.

В соответствии со структурной формулой и принципом действия инсулина - это гормон пептидной природы, продуцируемый поджелудочной железой – бета-клетками островков Лангерганса. Название он получил от латинского слова Indula, что в переводе означает «остров». В норме инсулин в организме влияет на обменные процессы, но доминирующее его действие – это содействие понижению концентрации глюкозы. Часто применяется в спорте, поскольку обладает анаболическим эффектом.

Благодаря изобретению инсулина многие люди, у которых развивается сахарный диабет, получили реальный шанс на поддержку жизнедеятельности, в то время как без этого препарата они были обречены.

В перечень задач, решаемых инсулином, входят следующие функции:

  • доставка в клетки аминокислот, глюкозы, а также калия и жиров;
  • поддержка стабильной концентрации глюкозы, находящейся в крови;
  • регулирование углеводного баланса.

Этим не ограничиваются функции инсулина в организме, так как он еще увеличивает проницаемость плазматических мембран, содействует образованию в ткани печени и мышц гликогена, оказывает воздействие на синтез жиров и белков.

Как действует

Жизненной необходимостью становится при диагностировании диабета 1-го типа. Если развивается диабет 2-го типа, то этот гормон используется по показаниям. Связано действие инсулина со строением его молекулы, в которой находится две полипептидные цепи, содержащие совокупно 51 аминокислотный остаток: А-цепь – 21 и В-цепь – 30. Они имеют между собой соединение в виде дисульфидных мостиков.

Активация механизма выработки поджелудочной железой инсулина в организме человека происходит, если концентрация глюкозы становится выше 100 мг/дл. Поступающий в кровь гормон связывает излишки глюкозы и транспортирует в ткани – жировые (где она преобразуется в жир) или мышечные (с превращением в энергию).

Важное действие инсулина в организме человека заключается в ускорении транспортировки через клеточные мембраны глюкозы с воздействием на регулирование белков, содержащихся в мембране. Также этот гормон поджелудочной железы воздействует на разнообразные жизненно важные процессы.

  • Инсулин активирует рибосомы, занимающиеся синтезом белка – основного строительного материала для мышечных тканей, содействуя их наращиванию.
  • Этот гормон обладает анти-катаболическими свойствами, позволяющими противостоять разрушению мышечных волокон, содействуя не только их сохранению, но и обновлению.

При предельных количествах инсулина возникает ряд отрицательных проявлений:

  • ожирение;
  • сбои в функционировании сердечнососудистой системы.

Блокирует липазу – фермент, ответственный за расщепление жиров, что и обусловливает быстрое накопление жировой массы. Дополнительно он усиливает синтез жирных кислот – липогенез. В результате за счет увеличения триглицеридов активизируется деятельность сальных желез. Кожа становится жирной, происходит закупорка пор, образуются прыщи.

Также высокий инсулин становится причиной развития атеросклероза сосудов с возможным развитием ишемической болезни сердца. Еще одним негативным проявлением является повышение давления, а также стимулирование развития злокачественных клеток.

Типы инсулина

В терапевтической практике применяется несколько видов препаратов инсулина, которые различаются по разным показателям.

В зависимости от продолжительности воздействия есть следующие разновидности:

  • ультракороткие;
  • короткие;
  • средние;
  • пролонгированные.

Сообразно степени очистки:

  • монопиковые;
  • монокомпонентные.

В соответствии с видовой специфичностью используется достаточно обширное разнообразие препаратов:

  • инсулин человеческий;
  • бычий;
  • свиной;
  • генно-инженерный и др.

Больным в последнее время назначаются препараты, производимые на генно-инженерной основе, не вызывающие аллергии, поскольку из-за препаратов, получаемых от крупного рогатого скота, наблюдаются побочные эффекты инсулина в виде липодистрофии, аллергии, инсулинорезистентности. Расчет дозы, промежутков между инъекциями определяет специалист индивидуально для каждого пациентов.

Также различаются две категории гормона, вводимого с целью снижения концентрации сахара.

  1. Болюсный инсулин, действующий несколько часов. Он характеризуется неравномерным воздействием на снижающийся уровень сахара, имея пиковое значение при приеме пищи.

  1. Базальный инсулин, у которого длительность действия составляет одни сутки. Он удобнее предыдущего аналога, так как применяется через 24 часа. У него нет пика влияния, то есть создаваемый им при понижении сахара уровень остается стабильным в течение всего курса приема.

Есть разные формы выпуска инсулина:

  • флаконы с объемом в 10 мл;
  • картриджи в 3 мл, предназначенные для шприц-ручек.

Методы применения: шприц, шприц-ручка, помпа другие методы

Вводится инсулин подкожно посредством применения нескольких способов.

  • Наиболее привычным является инсулиновый шприц. Это изделие, выполненное из прозрачной пластмассы, имеет четыре составных части: корпус в форме цилиндра с нанесенной маркировкой, двигающийся внутри его шток, игла и закрывающий ее колпачок. Игла может быть у некоторых моделей быть закрепленной, но чаще встречается съемный вариант.

Используются одноразовые стерильные шприцы со стандартным объемом в 1 мл при концентрации инсулина в 40 ЕД/мл. Маркировка на корпусе размечена в инсулиновых единицах. Есть шприцы на 2 мл., предназначенные для людей, кому требуется более 40 единиц инсулина для одноразового введения.

  • Желание усовершенствовать процедуру введения инсулина позволило компании «Ново Нордиск» к 1983 году изобрести шприц-ручку, которая в последние годы получает все более широкое распространение в России. По конструкционному решению это устройство напоминает авторучку для чернил.

Среди преимуществ шприц-ручки можно назвать возможность введения инсулина в любом месте, не снимая одежду. Благодаря наличию очень тонкой иглы, боль при инъекции практически не ощущается и кожа не травмируется. В полость шприца вставляется гильза, наполненная инсулином. Точность вводимой дозы регулирует специальный механизм, который при нажатии кнопки спуска издает щелчок, свидетельствующий о введении одной единицы препарата. Ручка-шприц помещается в футляр и имеет подробную инструкцию по пользованию.

  • Инсулиновая помпа практикуется в основном в Западной Европе и США. Пользуются этим устройством небольшое количество людей из-за некоторых проблем, к которым относится сложность прибора, необходимость фиксации его на теле, возможные осложнения, обусловленные постоянным размещением иглы, подающей гормон, в теле. Определенные трудности возникают при выборе режима работы, оптимально подходящего для конкретного человека.

Среди достоинств подобного инновационного метода отмечается постоянное поступление инсулина в кровь, отсутствие необходимости самому вводить гормон, так как нужное количество контролируется помпой. При таком способе отмечается меньше осложнений.

Места на теле для инъекций

Чтобы инсулин стал действовать нужным для достижения лечебного эффекта образом, на теле человека выделяются конкретные зоны, куда рекомендуется делать инсулиновые инъекции. Нужно отметить, что эффективность препарата в них существенно различается.

  • Живот – зона по бокам от пупка. Эффективность всасывания составляет 90% при быстром действии.
  • Наружная плоскость руки, расположенная от локтя до плеча. Эффективность всасывания примерно равна 70% при более медленном, чем при инъекциях в живот, действии.
  • Передняя поверхность бедер, простирающаяся от колен до паха. Показатели всасывания и действия аналогичны, тем, что соответствуют зоне рук.
  • Участок кожи под лопатками. Эффективность всасывания составляет около 30% при самой медленной скорости действия по сравнению с остальными участками.

При сравнении становится понятным, почему инъекции инсулина под лопатку применяются редко.

Прием инсулина - инструкция по применению

Назначается инсулин по следующим показаниям:

  • диабет 1-го типа;
  • кетоацидоз;
  • диабетическая кома – гиперлакцидемическая, гиперосмолярная;
  • декомпенсация диабета 2-го типа;
  • диабетическая нефропатия;
  • потеря веса при наличии сахарного диабета.

Подбор вида инсулина в зависимости от продолжительности воздействия и вводимой дозы зависит от многих факторов и проводится индивидуально. Основным критерием является достижение максимальной компенсации углеводного обмена. Также важно добиваться раномерности в действии гормона, так как значительные суточные колебания параметров концентрации глюкозы могут провоцировать появление серьезных осложнений.

При подборе дозы целесообразно заполнять «Дневник наблюдений», где регистрируется объем введенного инсулина, хлебные единицы углеводов, содержащиеся в съеденной пище, степень физической нагрузки, а также другие важные для течения заболевания сахарным диабетом ситуации.

Эффективность инъекций

Наиболее эффективные уколы в живот практикуются чаще других, но они достаточно чувствительные. Легче вводить иглу в складки на животе, которые находятся ближе к бокам. Перед уколом левой рукой оттягивается кожа, и игла вводится вертикально в образовавшуюся складку или в ее основание под углом примерно 45°. Нажимать на шток необходимо медленно и плавно. После введения всего лекарства на счет «десять» игла осторожно вынимается. Уколы в руку являются самыми безболезненными, а на ногах они оставляют заметные следы.

С флакона перед набором резиновая пробка не снимается, так как она легко прокалывается иглой. Если используется инсулин среднего и длительного действия, предварительно необходимо флакон в течение нескольких секунд покатать между ладонями. Это позволит пролонгатору, имеющему свойство выпадать в осадок, перемешаться с инсулином. Есть еще одна положительная сторона этого приема – легкое нагревание препарата, так как теплый инсулин легче вводится.

Применение шприца требует часто посторонней помощи, так как не каждый человек делает сам себе уколы. Шприц-ручка в этом отношении удобнее, так как в любой участок позволяет проводить инъекции самостоятельно. При любом способе необходимо выдерживать расстояние между проколами минимум в 2 см и временной промежуток в три дня и более. Это важно, так как при попадании несколько дней подряд инсулина в одно место снижается необходимая эффективность его воздействия.

Эффект от применения

Анализируя, как работает инсулин, можно выделить три базовых направления его эффективности.

Выражается этот эффект в усилении способности клеток к поглощению разнообразных жизненно необходимых веществ, включая глюкозу. Также начинается более интенсивный синтез гликогена с увеличением его объема и снижается гликогенез, благодаря чему регулируется уровень глюкозы в крови, позволяя соблюдать нормальные его показатели.

В результате анаболического воздействия инсулина усиливается биосинтез белка, поглощение аминокислот клетками, поступление в них магния и калия. Кроме этого происходит расщепление глюкозы с превращением ее в триглицериды.

В этом направлении инсулин приостанавливает разрушение белков и значительно снижаетколичество поступаемых в кровь жирных кислот.

Продукты, повышающие инсулин

От пониженного инсулина побочные действия не менее опасные, чем при чрезмерно высоких его значениях. Наиболее частым проявлением является диабет 1-го типа, носящий характер хронического падения содержания сахара в крови, вследствие чего человек испытывает мучительную постоянную жажду, наблюдается обильное учащенное мочеиспускание, чрезмерная утомляемость, слабость. Возникает сахарный диабет 1 типа, когда у поджелудочной железы повреждены бета-клетки, причем уничтожают их антитела к инсулину, вырабатываемые организмом.

  • жирная рыба;
  • непостная говядина;
  • некоторые сладости – карамель, шоколад, пирожные, мороженое;
  • молочные разновидности – сыр, йогурт без искусственных добавок, цельное молоко;
  • кукурузные хлопья, хлеб, макароны, рис, овсянка;
  • фрукты – бананы, виноград, яблоки, апельсины.

При этом природный инсулин можно вырастить и на собственной грядке. Имеется в виду такое растение как «земляная груша» (топинамбур), в котором содержание этого элемента составляет почти 40%. Сырой или вареный топинамбур, дополнительно регулирующий обмен веществ, способствует попутно снижению давления.

В свое время открытие инсулина стало революционным событием. Но важно, чтобы люди, которым по роду заболевания требуется постоянно регулировать уровень сахара, учитывали, что недопустимо пытаться самостоятельно рассчитать дозировку препарата. Обязательным является визит к специалисту, а впоследствии выполнение всех его рекомендаций, чтобы продолжать нормальную жизнь.

Список литературы

  1. Ведение больных сахарным диабетом II-го типа в амбулаторных условиях: практ. рек. для врачей общей практики (семейных врачей) / И. С. Петрухин. – Тверь: [б. и.], 2003 . – 20 с.
  2. Диабетическая глаукома: практическое руководство для врачей / Д. В. Липатов; ред. И. И. Дедов, М.В. Шестакова. – Москва: Медицинское информационное агентство, 2013. – 187 с. : рис. - Библиогр.: с. 174 - 187.
  3. Синдром диабетической стопы: диагностика, лечение и профилактика / М. Б. Анциферов, Е. Ю. Комелягина. – Москва: Медицинское информационное агентство, 2013. – 304 с. : рис. - Библиогр. в конце глав.

Окончила Кировскую государственную медицинскую академию в 2006 г. В 2007 году работала в Тихвинской центральной районной больнице на базе терапевтического отделения. С 2007 по 2008 год - сотрудник госпиталя горнодобывающей компании в Республике Гвинея (Западная Африка). С 2009 года и по настоящее время работает в области информационного маркетинга медицинских услуг. Работаем с многими популярными порталами, такие как Sterilno.net, Med.ru, сайт

Эндокринная (гормональная) система человека представлена множеством желез, выделяющих гормоны, каждый из которых выполняет жизненно важные функции в организме. Наиболее изученным считается инсулин. Он представляет собой гормон, имеющий пептидную (питательную) основу, то есть состоит из нескольких молекул аминокислот. Служит гормон преимущественно для снижения уровня сахара в крови путем его транспортировки во все ткани тела человека. По версии базы данных PubMed, пользователи сети спросили, что такое инсулин и его роль в организме, примерно 300 тыс. раз. Такой показатель является абсолютным рекордом среди гормонов.

Синтезируется инсулин в эндокринных бета-клетках хвоста поджелудочной железы. Называется эта область островком Лангерганса в честь ученого его открывшего. Несмотря на важность гормона, продуцирует его лишь 1-2% органа.

Синтезируется инсулин по следующему алгоритму:

  • Первоначально в поджелудочной железе продуцируется препроинсулин. Он является основной инсулина.
  • В это же время синтезируется сигнальный пептид, служащий в роли проводника препроинсмулина. Он должен будет доставить основу инсулина в эндокринные клетки, где она трансформируется в проинсулин.
  • Готовый предшественник надолго остается в эндокринных клетках (в аппарате Гольджи), чтобы полностью пройти процесс созревания. После завершения этого этапа, происходит его разделение на инсулин и С-пептид. Последний из них отражает эндокринную активность поджелудочной железы.
  • Синтезированное вещество начинает взаимодействовать с ионами цинка. Вывод его из бета-клеток в кровь человека происходит лишь при повышении концентрации сахара.
  • Помешать инсулиновому синтезу может его антагонист – глюкагон. Его продукция происходит в альфа-клетках на островках Лангерганса.

С 1958 года инсулин измеряется в международных единицах действия (МЕД), где 1 единица равна 41 мкг. Потребность человека в инсулине отображается в углеводных единицах (УЕ). Норма гормона по возрасту выглядит следующим образом:

  • Новорожденные:
    • натощак от 3 единиц;
    • после еды до 20 единиц.
  • Взрослые:
    • натощак не меньше 3 единиц;
    • после приема пищи не больше 25 единиц.
  • Пожилые:
    • натощак от 6 единиц;
    • после еды до 35 единиц.

В состав молекулы инсулина входит 2 полипетидные цепи, в которых содержится 51 мономерное белковое звено, представленное в виде остатков аминокислот:

  • А-цепь – 21 звено;
  • В-цепь – 30 звеньев.

Цепи соединяются 2 дисульфидными связями, проходящими через остатки альфатической серосодержащий аминокислоты (цистеина). Третий мост локализован лишь А-цепи.

Инсулин играет одну из основных ролей в обмене веществ. Благодаря его воздействию клетки получают энергию, а в организме сохраняется баланс расщепления и насыщения различными веществами.

Из-за петитной природы гормона его запас нельзя пополнить из пищи. В ином случае инсулин, как и любой другой белок, переварился бы, не оказывая никакого влияния на организм.

Для чего нужен инсулин, можно понять, взглянув на перечень его функций:

  • улучшение попадания глюкозы сквозь мембраны клеток;
  • активация ферментов гликолиза (окисление глюкозы);
  • стимуляция выработки печенью и мышечными тканями гликогена;
  • усиление продукции жиров и белков;
  • ослабление воздействия веществ, расщепляющих гликоген и жир.

Перечисленные функции инсулина являются основными. Увидеть его вторичные цели можно ниже:

  • улучшение усвоения клетками аминокислот;
  • увеличения объема поступления кальция и магния в клетки;
  • стимулирование синтеза белков;
  • влияние на процесс образования сложных эфиров.

Благодаря транспортировке глюкозы в клетки тела инсулин дает организму необходимую энергию. Он является единственным гормоном, который снижает уровень сахара в крови. Столь масштабное воздействие позволяет оказывать следующие эффекты:

  • Рост мышц. Роль инсулина в организме человека не ограничивается лишь основными функциями. Все мышечные ткани под его влиянием начинают увеличиваться в объеме. Связано это с влиянием гормона на не мембранные органоиды живой клетки (рибосомы). Суть их воздействия заключается в синтезе важного для роста мышц белка. Именно поэтому культуристы часто употребляют протеиновые коктейли, являющиеся его искусственным аналогом.
  • Выработка гликогена. Разобраться, зачем нужен инсулин в организме можно, взглянув на систему ферментов, оказавшуюся под воздействием гормона. Ее активность значительно повышается. Особенно если смотреть на синтез гликогена. Несмотря на то что инсулин является его антагонистом, их выработка взаимосвязана и чем лучше синтезируется одно вещество, тем больше будет другого.

Как работает гормон

Изучая особенности инсулина, нужно уделить внимание его механизму воздействия. Основу его представляет оказание влияния на клетки-мишени, которые нуждаются в глюкозе. Наиболее востребована в ней жировая и мышечная ткань. Не менее важен сахар для печени. Клетки-мишени расходуют глюкозу по мере необходимости и запасают ее излишки. Запас представлен в виде гликогена. При наступлении энергетического голода глюкоза освобождается из него и направляется в кровь, где повторяется ее цикл.

Баланс инсулина и глюкозы в крови обеспечивается его антагонистом – глюкагоном. Если возникают сбои в выработки одного из гормонов, то у человека поднимается (гипергликемия) или падает (гипогликемия) уровень сахара. Любое из этих осложнений может спровоцировать ужасные последствия, в том числе кому и летальный исход.

Влияние на здоровье человека

Снижение концентрации сахара, вызванное чрезмерно высоким количеством инсулина, называется гипогликемия. Человек испытывает сильную слабость, вплоть до потери сознания. В тяжелых случаях возможен летальный исход и гипогликемическая кома. В противовес этому состоянию есть гипергликемия, вызванная низкой концентрацией гормона или его плохой усвояемостью. Она проявляется в виде сахарного диабета. Болезнь бывает 2 видов:

  • Первый тип называется инсулинозависимым из-за потребности человека в инъекциях инсулина. Возникает болезнь из-за нарушения функций поджелудочной железы. В лечение входят инъекции гормона и коррекция образа жизни.
  • Второй вид называется инсулиннезависимым, так как гормон вырабатывается поджелудочной железой, но в недостаточном количестве или клетки мишени хуже его воспринимают. Свойственно заболевание людям старше 40 лет, особенно тем, которые страдают от ожирения. Суть лечения состоит в приеме медикаментов, улучшающих восприятие гормона и коррекции образа жизни.

Инсулин — это один из важнейших регулирующих гормонов для всего организма. В чем заключаются его основные функции и чем чреват недостаток этого вещества? Какие болезни появляются из-за дисбаланса инсулина?

Типы ферментов поджелудочной железы

Поджелудочная железа синтезирует много разных видов биологически активных веществ. От других составляющих человеческого организма она отличается тем, что способна к эндокринной и экзокринной секреции одновременно. Первый секреционный тип характеризуется выбросом гормонов непосредственно в кровяное русло, при втором типе все вещества выделяются в область тонкого кишечника.

Экзокринная составляющая занимает больше 95% объема всей поджелудочной. До 3% приходится на панкреатические островки (так же их называют островками Лангерганса), в которых синтезируются:

  • Глюкагон;
  • Инсулин;
  • С-пептиды.

Островки Лангерганса огибаются большим количеством капилляров, поэтому в них поступает много питательных веществ, которые нужны для обеспечения процессов секреции.

Гормоны, которые вырабатываются в них, оказывают влияние почти на все процессы метаболизма в организме.

Инсулин

Это гормон белковой природы. Он регулирует обмен веществ практически на всех уровнях жизнедеятельности. Первоочередно его действие направлено на поддержание углеводного баланса. Это происходит за счет усиления глюкозного транспорта сквозь клеточную мембрану клетки. Происходит запуск инсулинового рецептора и специального механизма, который регулирует количество и интенсивность деятельности мембранных белков. Именно эти составляющие переносят молекулы глюкозы в клетку и тем самым варьируют её концентрацию.

Транспорт глюкозы посредством инсулина больше всего важен для мышечной и жировой тканей, так как они являются инсулинозависимыми. Именно они составляют около 75% клеточной массы организма и осуществляют такие важные задачи как запасание и дальнейшее выделение энергии, движение, дыхание и другие.

Регулирование глюкозного уровня

Действие инсулина на обменные процессы энергии и питательных компонентов достаточно сложное. Реализация большинства эффектов от него зависит от способности инсулина влиять на активность некоторых ферментов. Инсулин является единственным гормоном, который регулирует уровень сахара в крови. Это его базовая функция. Она производится посредством:

  • Активирования работы ферментов, поддерживающих гликолиз (окисление молекулы глюкозы с получением из неё двух молекул пировиноградной кислоты);
  • Подавление гликогенеза — выработки глюкозы и других компонентов в клетках печени;
  • Усиление абсорбции молекул сахара;
  • Стимулирование продуцирования гликогена — инсулиновый гормон, который ускоряет полимеризацию молекул глюкозы в гликоген мышечными и печеночными клетками.

Действие инсулина происходит за счет белка-рецептора. Он представляет собой сложный мембранный белок интегрального типа. Белок построен из субъединиц а и b, которые образованы посредством полипептидной цепи. Инсулин состыковывается с частицей а, при соединении её конформация меняется. В этот момент частица b становится тирозинкиназно активной. После этого запускается целая цепь реакций с активацией разных ферментов.

Ученые ещё не до конца изучили процесс взаимодействия инсулина и рецептора. Известно, что в промежуточном периоде синтезируются диацилглицеролы и инозитолтрифосфат, которые активируют протеинкиназу С. Эти вещества стимулируют включение в мембрану цитоплазматических везикул с белком-переносчиком сахара в составе. Из-за увеличения свободных переносчиков глюкозы в клетку поступает больше.

Как можно понять, регуляция глюкозного уровня — это многоэтапный и технически сложный процесс. На него влияет слаженная работа всего организма и множество других факторов. Гормональная регуляция — одна из самых важных в этом динамическом равновесии. В норме уровень сахара должен составлять от 2,6 до 8,4 ммоль/литр крови. В поддерживании этого уровня (помимо гипогликемических гормонов) так же принимают участие гормоны роста, глюкагон и адреналин. Они относятся у гипергликемическим гормонам.

Если концентрация сахара в крови становится ниже физиологической нормы, синтез инсулина начинает замедляться (при этом останавливаться он не должен).

Когда уровень глюкозы становится критически низким, начинают высвобождаться гормоны гипергликемического типа (их так же называют контринсулярными). Они стабилизируют глюкозный баланс. Очень маленький % сахара в крови называется гипогликемией. Такое состояние очень опасно для организма из-за сильного недостатка энергии и питательных веществ, которые нужны для деятельности всего организма. Крайняя степень гипогликемии — гипогликемическая кома.

Эти вещества стимулируют выделение сахара из клеточного запаса. Гормоны стресса и адреналин в том числе тормозят выброс инсулина в кровь. Таким образом и поддерживается оптимальный баланс.

Другие функции инсулина

Помимо глюкозного регулирования инсулин имеет ряд анаболических и антикатаболических эффектов;

Анаболические эффекты помогают ускорить создание и обновление некоторых клеток, тканей или мышечных структур. Благодаря им поддерживается объем мышечной массы в организме человека, контролируется энергетический баланс. Антикатаболический эффект направляется на торможение белкового распада и зажирения крови. Это так же влияет на рост мышц и % жира в организме.

Спортсмены часто колят себе инсулин для наращивания мышц

Что происходит с организмом, если нет инсулина

Во-первых — нарушается транспорт глюкозы. При отсутствии инсулина не происходит активация белков, которые переносят сахар. В итоге глюкозные молекулы остаются в крови. Происходит двухстороннее негативное влияние на:

  1. Состояние крови. Из-за чрезмерного количества сахара она начинает загущаться. Вследствие этого могут образовываться тромбы, они преграждают кровяной поток, полезные вещества и кислород не попадают во все структуры организма. Начинается голодание и последующее отмирание клеток и тканей. Тромбоз может привести к таким серьезным заболеваниям как варикоз (в разных отделах тела), лейкоз и другим серьезным патологиям. В некоторых случаях тромбы могут создавать такое большое давление внутри сосуда, что последний разрывается.
  2. Обменные процессы в клетке. Глюкоза — это основной источник энергии для организма. Если её не хватает, все внутриклеточные процессы начинают тормозиться. Таким образом клетка начинает деградировать, не обновляется, не растет. Кроме того глюкоза перестает превращаться в энергетический запас и в случае недостатка энергии будут идти в расход не жировые ткани, а мышечные. Человек начнет стремительно терять вес, станет слабым и дистрофичным.

Во-вторых, нарушатся процессы анаболизма. Аминокислоты в организме начнут усваиваться хуже и из-за их недостатка будет отсутствовать плацдарм для синтеза белков и репликации ДНК. Ионы разных элементов станут поступать в клетки в недостаточном количестве, вследствие этого энергетический обмен притупится. Особенно плохо это скажется на состоянии мышечных клеток. Жир в организме плохо будет расщепляться, поэтому человек станет набирать лишний вес.

Так как притупляется и антикатаболический эффект, в организме начинают преобладать процессы катаболизма.

Липолиз обеспечивает самую большую выработку АТФ (энергия), когда он ингибируется — жирные кислоты превращаются не в энергию, а в жир. Так же усиливается белковый гидролиз, вследствие которого распадается белок. Его недостаток негативно сказывается на состоянии мышц.

Эти процессы клеточного уровня практически сразу сказываются на общем состоянии организма. Человеку становится сложнее делать повседневные задачи, он ощущает головные боли и головокружения, тошноту, может терять сознание. При сильной потере веса он чувствует животный голод.

Недостаток инсулина может быть причиной серьезных заболеваний.

Какие болезни вызывает инсулиновый дисбаланс

Самой частой болезнью, связанной с нарушением уровня инсулина, считается сахарный диабет. Его разделяют на два типа:

  1. Инсулинозависимый. Причиной становится нарушение функции поджелудочной железы, она вырабатывает инсулина слишком мало или не продуцирует его вообще. В организме начинаются уже описанные процессы. Пациентам с сахарным диабетом 1 типа назначается ввод инсулина извне. Это делается посредством специальных инсулин содержащих препаратов. В них может быть инсулин животной или синтетической природы. Все эти средства представлены в виде растворов для инъекций. Чаще всего уколы ставят в область живота, плеча, лопаток или передней поверхности бедер.
  2. Инсулиннезависимый. Этот тип диабета характеризуется тем, что поджелудочная синтезирует достаточно инсулина, при этом ткани являются резистентными к этому веществу. Они теряют чувствительность к инсулину, вследствие чего у больного наблюдается хроническая гипергликемия. В такой ситуации регулирование уровня сахара осуществляется контролем питания. Уменьшается потребление углеводов и учитывается гликемический индекс всех потребляемых продуктов. Пациенту разрешается есть продукты только с медленными углеводами.

Существуют и другие патологии, при которых диагностируется дисбаланс природного инсулина:

  • Заболевания печени (гепатиты всех типов, цирроз и другие);
  • Синдром Кушинга (хронический избыток гормонов, которые продуцирует кора надпочечников);
  • Избыточный вес (в том числе разные степени ожирения);
  • Инсулинома (опухоль, которая непроизвольно выбрасывает в кровь лишний инсулин);
  • Миотония (заболевание нервно-мышечного комплекса, при котором происходят непроизвольные движения и спазмы в мышцах);
  • Избыток гормонов роста;
  • Инсулинорезистентность;
  • Нарушение функционирования гипофиза;
  • Опухоли в области надпочечников (нарушается синтез адреналина, регулирующего уровень сахара);
  • Другие заболевания поджелудочной железы (опухоли, панкреатит, воспалительные процессы, наследственные болезни и прочее).