Инсулин: действие гормона, норма, виды, функции

Для чего нужен инсулин

Инсулин принимает участие в важнейших процессах, которые определяют работу всех систем в организме. Сбой в синтезе инсулина приводит к большим проблемам.

• Инсулин участвует во многих процессах, происходящих в организме, и, если говорить вкратце, то результатом этих процессов является снижение глюкозы в крови. Образно говоря, инсулин действует как ключ, открывая проход в клетки молекулам глюкозы – клетки получают энергию, необходимую им для нормальной жизнедеятельности, а глюкоза не скапливается в крови.
• Также, инсулин способствует преобразованию глюкозы в гликоген, который служит основной формой энергетического запаса организма. Этот запас необходим для нормального функционирования организма и будет расходоваться при необходимости.
• Действие инсулина также распространяется на переработку жиров и белков.

Что такое инсулин

Выделяемый в ответ на повышение уровня глюкозы инсулин – это посталиментарная инсулинемия (возникает после еды). Повышенный инсулин в крови, в таком случае, способствует активной утилизации глюкозы тканями и уменьшению ее количества в крови. После снижения уровня глюкозы, количество инсулина также уменьшается.

Справочно. В норме, адекватный уровень инсулина в крови обеспечивается за счет умеренной секреции гормона ПЖ, а также его коротким периодом полужизни. Гормон инсулин в норме циркулирует в крови около 4-х минут – этого времени достаточно, чтобы оказать необходимое воздействие на углеводный обмен.

Функции

Инсулин оказывает значительное влияние на этапы обмена углеводов. Основные эффекты гормона связаны с анаболическим действием в инсулинозависимых тканях.

Инсулин способен стимулировать:

• синтезирование гликогена и тормозить процесс глюконеогенеза (образования глюкозы) печенью;
• процесс гликолиза;
• активный захват глюкозы тканями и снижение ее уровня в крови;
• преобразование глюкозы в триглицериды (долгосрочное «резервное» депонирование глюкозы);
• захват и образование жирных кислот, а также тормозить расщепление жиров;
• активный захват аминокислот клетками;
• синтезирование белков;
• транспортирование ионов К и Мg внутрь клеток;
• образование гликогена, а также тормозить расщепление белков в мышцах.

Скорость действия

Биологическое влияние инсулина можно классифицировать по скорости развития эффектов на:

• очень быстрые (возникают в течение нескольких секунд после поступления гормона в кровь);
• быстрые (появляющиеся в пары минут);
• медленные (на развитие этих эффектов требуется от нескольких минут до нескольких часов);
• очень медленные (возникающие в течение от нескольких часов до суток).

К очень быстрым эффектам инсулина относят его влияние на мембраны инсулиночувствительных клеток. В результате этого, скорость поступления глюкозы из крови в клетки увеличивается практически в пятьдесят раз.

Быстрые эффекты проявляются активным запасанием гликогена (быстроутилизируемое депо глюкозы), стимуляцией синтеза холестерина и жирных кислот. Также инсулин увеличивает активность фосфодиэстеразы, которая ингибирует катаболизм (распад) гликогена до глюкозы под действием адреналина или глюкагона.

Медленное действие инсулина заключается в его влиянии на процессы метаболизма и на скорость роста и деления клеток. В норме, повышенный инсулин активирует пентозофосфатный путь (окисление углеводов) и ферментативное окисление глюкозы, сопровождающиеся запасанием энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (молекулы АТФ).

Очень медленные эффекты инсулина проявляются ускорением размножения клеток. Инсулин способен стимулировать синтезирование инсулиноподобного фактора роста (соматомедина С) в печени. Соматомедин С стимулирует рост костей в длину, а также захват клетками мышечной и жировой ткани глюкозы и аминокислот.

Зачем важно знать уровень инсулина

Норма инсулина в крови важна для:    

• поддержания полноценного обмена углеводов;
• контроля за быстрой утилизацией глюкозы тканями;
• запасания молекул АТФ;
• стимуляции роста и размножения клеток;
• поддержания баланса между запасанием и сжиганием жировой ткани.

Повышенный инсулин может свидетельствовать о наличии гормонопродуцирующих опухолей ПЖ, инсулин – независимом диабете 2-го типа и т.д.

В норме, повышенный инсулин определяется после еды и во время беременности (в таком случае, наблюдается умеренное, постепенное повышение уровня гормона).

Сниженный уровень инсулина наблюдается при СД и истощении организма.

Для получения полной диагностической картины, анализ на инсулин должен выполняться в комплексе с другими обследованиями:

• уровень глюкозы в крови натощак;
• оральный тест толерантности к глюкозе;
• гликозилированный гемоглобин;
• С-пептид;
• определение глюкозы и кетоновых тел в моче (глюкозурия и кетонурия);
• УЗИ ПЖ.

Внимание. Анализ на инсулин без оценки уровня сахара в крови и других исследований не является информативным

Поэтому, назначать обследование, определять объем диагностических мероприятий и оценивать полученные результаты должен только лечащий врач.

Эффективность инъекций

Потребность человеческого организма в инсулине можно измерить в углеводных единицах (УЕ). Дозировка всегда зависит от вида медицинского препарата, который вводится. Если говорить о функциональной недостаточности клеток поджелудочной железы, при которой наблюдается пониженное содержание инсулина в крови, для терапевтического лечения сахарного диабета показано средство, стимулирующее активность данных клеток, к примеру, бутамид.

По своему механизму действия этот препарат (а также его аналоги) улучшают усвоение инсулина, присутствующего в крови, органами и тканями, поэтому иногда говорят, что это инсулин в таблетках. Его поиски для приема внутрь действительно ведутся, но до настоящего времени ни один производитель не представил на фармацевтическом рынке такой препарат, способный избавить миллионы людей от ежедневных уколов.

Препараты инсулина, как правило, вводятся подкожно. Их действие в среднем начинается через 15—30 мин, максимальное содержание в крови наблюдается через 2 −3 часа, продолжительность действия составляет 6 ч. При наличии выраженного диабета инсулин вводится 3 раза в день — натощак утром, в обед и вечером.

Для того чтобы увеличить продолжительность действия инсулина, применяются  препараты с пролонгированным действием. К таким медицинским препаратам следует отнести суспензию цинк-инсулина (продолжительность действия составляет от 10 до 36 ч), либо суспензию протамин-цинк (продолжительность действия 24 — 36 ч). Вышеперечисленные препараты рассчитаны на подкожное либо внутримышечное введение.

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.

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

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.

Инсулин для самого быстрого всасывания можно вводить в живот. Кроме этого, больные вводят вещество в верхнюю часть плеча. Самое медленное введение инсулина будет, если ввести его в бедра или ягодицы.

Для лечения диабета важно регулярно использовать один способ и место введения инсулина, не меняя их. Однако, чтобы избежать уплотнений либо скопления жировой ткани, следует иногда менять место инъекций. Лучше всего чередовать по кругу места нанесения инъекций и знать, как правильно колоть инсулин

Лучше всего чередовать по кругу места нанесения инъекций и знать, как правильно колоть инсулин.

Функции гормона

Инсулин выполняет несколько функций в организме человека, главная из которых – поддержание жирового и белкового обмена. Также он регулирует аппетит, отправляя данные рецепторов в головной мозг.

При нарушении уровня инсулина происходит некорректное информирование, повышается аппетит, человек ест больше, чем нужно.

• улучшает расщепление белков, не дает им выводиться в не переработанном виде;
• защищает аминокислоты от расщепления на простые сахара;
• отвечает за корректную транспортировку расщепленного магния и калия в каждую клетку;
• препятствует атрофии мышечной ткани;
• защищает организм от накопления кетоновых тел – веществ, опасных для человека, но образующихся в результате метаболизма;
• нормализует процесс окисления глюкозы, который отвечает за сохранение нормального уровня энергии;
• стимулирует работу мышц и печени по выведению гликогена.

Есть у инсулина дополнительная функция – стимуляция образования сложных эфиров. Он предотвращает отложение жира в печени, не дает жирным кислотам поступать в кровь. Достаточное количество инсулина предотвращает мутации ДНК.

Инсулин в спорте[править | править код]

Применение инсулина в спорте в качестве допинга обусловлено тем, что этот гормон характеризуется мощным анаболическим и антикатаболическим эффектом в отношении белкового, углеводного и жирового обмена. При введении достаточно высокой дозы инсулина в организм извне происходит выраженное снижение содержания глюкозы в крови и включается защитная реакция — усиление выброса гормона роста, который способствует подъему уровня сахара в крови. В некоторых случаях уровень гормона роста может повышаться в 5—7 раз. Это приводит к резкому усилению анаболизма. Помимо того, что инсулин сам по себе после инъекции провоцирует выброс гормона роста, неопровержимо доказано и то, что он еще и многократно усиливает его действие, так же, как и анаболические стероиды. Становится понятным, почему в последние годы в спорте стала так популярна комбинация соматотропин + инсулин + анаболические стероиды.

Кроме уровня инсулина, очень большое значение имеет чувствительность тканей к этому веществу. Известно, что простые сахара не должны присутствовать в диете квалифицированного бодибилдера

Это особенно важно, поскольку многие люди имеют проблемы с метаболизмом инсулина, ничего не подозревая об этом. Большинство культуристов не думает об этом, полагая, что поскольку они не больны сахарным диабетом, то для них это не имеет важного значения. В то же время многим из них непонятно, почему они не могут избавиться от самых последних и часто решающих капель подкожного жира

Причиной может быть метаболическое нарушение, известное как “инсулиновая резистентность”, или нечувствительность к инсулину, которое проявляется в том, что организм вырабатывает достаточное количество инсулина в ответ на повышенные уровни глюкозы в крови, но не реагирует должным образом на сам инсулин. Это расстройство стало настолько распространенным, что эксперты из Центра контроля над заболеваниями в Атланте (США) предполагают, что один из каждых четырех американцев является инсулинорезистентным

В то же время многим из них непонятно, почему они не могут избавиться от самых последних и часто решающих капель подкожного жира. Причиной может быть метаболическое нарушение, известное как “инсулиновая резистентность”, или нечувствительность к инсулину, которое проявляется в том, что организм вырабатывает достаточное количество инсулина в ответ на повышенные уровни глюкозы в крови, но не реагирует должным образом на сам инсулин. Это расстройство стало настолько распространенным, что эксперты из Центра контроля над заболеваниями в Атланте (США) предполагают, что один из каждых четырех американцев является инсулинорезистентным.

Бодибилдеры, которым довелось попасть в эту категорию, имеют большие трудности с достижением рельефности на богатых углеводами и бедных жирами диетах, которые являются почти “законом” для большинства соревнующихся культуристов. Сладкие и содержащие крахмал углеводные пищевые продукты, подобные рису, картофелю и макаронам, обычно вызывают высокую инсулиновую реакцию. Иногда они заставляют высвобождаться больше инсулина, чем может утилизировать резистентный к нему человек.

Избыток этого гормона воспринимается организмом как токсический фактор. Чтобы защитить себя, организм преобразовывает избыток углеводных калорий в триацилглицеролы, которые затем запасаются как жир. Это может объяснять, почему богатые углеводами/бедные жиром диеты делают некоторых бодибилдеров “жирными”.

Применение инсулина в спорте может быть обоснованным и эффективным только при контроле уровня глюкозы в крови, а также при концентрации в ней С-пептида. не выходящей за рамки физиологических норм, Рациональным и физиологически обоснованным является применение только препаратов короткого действия. Одним из самых безопасных препаратов инсулина является Humulin R производства фирмы “Eli Lilly” (США). Он быстро начинает действовать и имеет самую короткую продолжительность действия. Другие виды инсулина остаются активными в течение более длительного периода времени и могут совершенно неожиданно привести пользователя в состояние гипогликемии.

В спорте вокруг инсулина продолжают вестись жаркие споры. Нет единого мнения по поводу того, в каких дозировках с какой кратностью и как долго его следует применять. Поскольку эндогенная секреция инсулина может в значительной степени регулироваться при помощи диеты, упражнений и пищевых добавок, приводим несколько правил, знание которых поможет лучше контролировать уровень инсулина и сахара в крови, что повысит продуктивность тренинга.

История открытия Править

В 1889 году немецкий физиолог Оскар Минковски (Oscar Minkowski) чтобы показать, что значение поджелудочной железы в пищеварении надумано, поставил эксперимент, в котором произвёл удаление железы у здоровой собаки

Через несколько дней после начала эксперимента, помощник Минковски, который следил за лабораторными животными, обратил внимание на большое количество мух, которые слетались на мочу подопытной собаки. Исследовав мочу, он обнаружил, что собака с мочой выделяет сахар

Это было первое наблюдение, позволившее связать работу поджелудочной железы и сахарный диабет. В 1901 году был сделан следующий важный шаг, Евген Опи (Eugene Opie) чётко показал, что «Сахарный диабет… обусловлен разрушением островков поджелудочной железы, и возникает только когда эти тельца частично или полностью разрушены.» Связь между сахарным диабетом и поджелудочной железой была известна и раньше, но до этого не было ясно, что диабет связан именно с островками.

В следующие два десятилетия были предприняты несколько попыток выделить островковый секрет как потенциальное лекарство. В 1906 Georg Ludwig Zuelzer достиг некоторого успеха в снижении уровня глюкозы в крови подопытных собак панкреатическим экстрактом, но не мог продолжить свою работу. E.L

Scott между 1911 и 1912 в Чикагском университете использовал водный экстракт поджелудочной железы и отмечал «некоторое уменьшение гликозурии», но он не смог убедить своего руководителя в важности своих исследований, и вскоре эти эксперименты были прекращены. Такой же эффект демонстрировал и Израэль Кляйнер в Рокфеллеровском университете в 1919, но его работа была прервана началом первой мировой войны, и он не смог её завершить

Похожую работу после опытов во Франции в 1921 году опубликовал и профессор физиологии Румынской школы медицины Никола Паулеско, и многие, в том числе и в Румынии, считают именно его первооткрывателем инсулина.

В 1923 году Джеймс Коллип предложил метод очистки экстракта, получаемого из поджелудочной железы, что позже дало возможность выделять из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота активные экстракты, позволяющие получать видимые результаты.

В 1923 году Бантинг и Маклеод за открытие инсулина получили Нобелевскую премию по медицине.

В 1926 году Дж. Абель и В. Дю-Виньо выделили инсулин в кристаллической форме.

В 1939 году инсулин был первый раз одобрен FDA (Food and Drug Administration).

Фредерик Сэнгер целиком расшифровал аминокислотную структуру гормона (1949–1954 годы).

В 1958 году Сэнгер был удостоен Нобелевской премии за труды по расшифровке структур белков, а главное — инсулина.

В 1963 году был получен искусственно созданный инсулин.

Первый инсулин, пригодный для людей, был одобрен FDA в 1982 году.

Правила введения инсулина при диабете

Доза и частота инъекций должны подбираться исключительно лечащим врачом. 

Чаще всего используют схемы с:

• двумя инъекциями смешанного ср-ва (инсулины короткого и продленного действия);
• тремя инъекциями (смешанные препараты утром и вечером + ср-во короткие действия перед обедом);
• базисно-болюсным введением.

Справочно. Использование инсулиновой помпы показано больным с частыми или скрытыми гипогликемиями, плохим гликемическим контролем, высокой инсулиновой чувствительностью, плохо контролируемым течением диабета. Также помпа может применяться при беременности.

Введение инсулина при помощи инсулинового шприца могут производиться в:

• живот (ср-ва с короткими и смешанными эффектом);
• ягодицы и бедра (ср-ва среднего и длительного действия);
• плечо (дополнительное место инъекций).

Для предупреждения развития липодистрофии в местах инъекций, места введения следует чередовать.

Внимание. Необходимо помнить, что инсулин вводится только в подкожно-жировую клетчатку

Поэтому худощавым больным, перед инъекцией следует формировать кожную складку и использовать более короткие иглы.

Общие сведения

Инсулин – гормон поджелудочной железы, который регулирует углеводный обмен, поддерживает концентрацию глюкозы в крови на оптимальном уровне и участвует в метаболизме жиров. Дефицит инсулина приводит к повышению сахара в крови и энергетическому голоданию клеток, что негативно сказывается на внутренних процессах и вызывает различные эндокринные патологии.

Анализ на инсулин в крови позволяет определить нарушение обмена веществ (метаболический синдром), степень чувствительности к инсулину (инсулинорезистентность) и диагностировать такие серьезные заболевания как сахарный диабет и инсулинома (гормоносекретирующая опухоль бета-клеток поджелудочной железы).

Инсулин – это специфический белок, который секретируется в бета-клетках поджелудочной железы из проинсулина. Затем он выбрасывается в кровоток, где и выполняет свою основную функцию – регуляцию углеводного обмена и поддержание физиологически необходимого уровня глюкозы в сыворотке крови.

В случае недостаточного производства гормона у пациента развивается сахарный диабет, который характеризуется ускоренным распадом гликогена (сложный углевод) в мышечной и печеночной ткани. Также на фоне заболевания снижается скорость окисления глюкозы, замедляется метаболизм липидов и протеинов, появляется отрицательный азотистый баланс, повышается концентрация вредного холестерина в крови.

Существует 2 типа сахарного диабета.

• При первом типе инсулин не производится вовсе. В этом случае необходима заместительная гормональная терапия, а пациентов относят к группе инсулинозависимых.
• При втором типе поджелудочная железа секретирует гормон, однако он не может полноценно регулировать уровень глюкозы. Также есть промежуточное состояние (ранняя стадия), при которой типичная симптоматика сахарного диабета еще не развивается, но проблемы с производством инсулина уже имеются.

Важно! Сахарный диабет является опасным заболеванием, которое существенно снижает качество жизни, приводит к тяжелым осложнениям и может вызвать диабетическую кому (нередко заканчивается летальным исходом). Поэтому своевременная диагностика сахарного диабета посредством анализа уровня инсулина в крови приобретает важное медицинское значение

Инсулин повышен, о чем это говорит

Кроме инсулиномы, увеличенное количество инсулина может выявляться при:

• тяжелых заболеваниях печени,
• гиперандрогении,
• СПКЯ,
• акромегалии,
• сахарном диабете (СД) 2-го типа (на начальных стадиях болезни),
• ожирении,
• мышечной дистрофии,
• синдроме Иценко-Кушинга,
• дисахаридазной недостаточности.

Гиперинсулинемия при СПКЯ

У женщин гиперинсулинемия, чаще всего, наблюдается при синдроме поликистозных яичников. Основными симптомами будут увеличение уровня андрогенов (мужских половых гормонов), тяжелые формы акне, жирная себорея, выпадение волос на голове и рост волос на теле (гирсутизм), уменьшение молочных желез, огрубение голоса, нарушение менструального цикла, бесплодие, невынашивание беременности, отсутствие полового влечения, ожирение.

Внимание. Ожирение и высокий уровень инсулина приводят к развитию инсулинорезистентности тканей и формированию диабета 2-го типа (инсулинорезистентного).. Увеличенное количество инсулина, повышение уровня глюкозы (вследствие инсулинорезистентности), резкое увеличение уровня триглицеридов и холестерина чреваты развитием заболеваний сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, тромбоз, ИБС, инфаркт)

У таких женщин существенно возрастает риск развития злокачественных новообразований в матке, молочных железах и яичниках

Увеличенное количество инсулина, повышение уровня глюкозы (вследствие инсулинорезистентности), резкое увеличение уровня триглицеридов и холестерина чреваты развитием заболеваний сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, тромбоз, ИБС, инфаркт). У таких женщин существенно возрастает риск развития злокачественных новообразований в матке, молочных железах и яичниках.

Надпочечниковые причины повышенного инсулина

   Гиперсекреция гормонов коры надпочечников (гиперкортицизм или синдром Иценко-Кушинга).

Гиперкортицизм проявляется ожирением. Жир откладывается на лице (лунообразное лицо), шее, груди и животе. Также характерно появление специфического пурпурного румянца.

Из-за избытка глюкокортикоидов, развивается стероидный сахарный диабет. Пациенты постоянно испытывают чувство голода. На фоне значительного увеличения жировых отложений, объем мышечной ткани наоборот уменьшается (это проявляется «истончением» конечностей, по отношению к остальному телу).

На коже характерно появление специфических багрово-синюшных стрий. Регенерация снижается, даже небольшие царапины заживают долго. Появляется значительное количество угревых высыпаний.

Поражение гипофиза

Заболевание проявляется огрубением лица (специфично увеличение скул и надбровных дуг, также разрастаются мягкие ткани), непропорциональным ростом кистей и стоп, тяжелой артериальной гипертензией, деформирующим остеоартрозом, постоянной потливостью, развитием СД 2-го типа, сильными головными болями.

Как снизить инсулин в крови

Терапия полностью зависит от основного заболевания, вызвавшего повышение уровня гормона. Подбор терапии осуществляется индивидуально, после комплексного обследования у эндокринолога.

Общие рекомендации по коррекции образа жизни, могут быть даны только пациентам, у которых гиперинсулинемия связана с алиментарным (пищевым) ожирением. В таком случае показана сбалансированная диета, активный образ жизни и постепенное снижение массы тела. Жесткое ограничение в питании и голодание противопоказаны и могут только усилить гормональный дисбаланс.