Как работает инсулин в организме человека. Что такое инсулин: действие гормона и инструкция по применению

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).

Роль инсулина в организме человека сложно переоценить. Он отвечает за множество важных функций. Если случается его дефицит, то это может привести к сахарному диабету, когда люди становятся зависимыми от пополнения организма инсулином в медикаментозном виде. Несмотря на то, что диабетики страдают низким уровнем инсулина, неправильные дозы и другие факторы могут привести к его избытку. Передозировка инсулина бывает разной степени. Чем выше стадия отравления, тем больше опасности для жизни человека.

Что такое инсулин и для чего он нужен человеку?

Инсулином в науке и медицине является пептидный гормон, который отвечает за обмен веществ почти в каждой ткани человеческого организма. Продуцируется это вещество поджелудочной железой и выполняет важную функцию для здоровья и жизни человека. Главная его задача – понижать уровень глюкозы в крови. Также он участвует в образовании гликогена и синтезе жиров, углеводов и белков. Инсулин исполняет роль транспортного средства для глюкозы, доставка которой необходима в жировые и мышечные ткани. Важность этих тканей заключается в том, что они делают запас энергии из пищи, способствуют дыханию, движению и циркуляции крови.

Кроме того, инсулин выполняет еще много функций. Он способствует усвоению аминокислот, доставке в клетки ионов магния и калия, фосфат-ионов, биологическому синтезу жирных кислот и их умеренному поступлению в кровь, не дает белкам деградировать.

Если продуцирование инсулина падает, то это приводит к серьезным проблемам. При его недостатке в тканях возникает сахарный диабет второго типа. Первый тип сахарного диабета появляется тогда, когда нарушение происходит в образовании инсулина в бета-клетках поджелудочной железы. Сахарный диабет – это заболевание эндокринного характера, которое развивается из-за проблем в усвоении глюкозы. Это приводит к тому, что ее концентрация в крови превышает нормы.

Также инсулин может способствовать появлению других заболеваний. Среди них – инсулиновый шок, который возникает, когда вещество в большом количестве попало в организм. К инсулиновым болезням относится и опухоль, способная развиться из бета-клеток и вырабатывать лишний для организма инсулин. Существует понятие синдрома Сомоджи. Он возникает, когда передозировка инсулина приобретает хронический характер, то есть инсулин попадает в организм длительный период времени.

Виды препаратов инсулина

Инсулиновая недостаточность при такой болезни, как сахарный диабет, нуждается в искусственном введении данного вещества в организм. Поэтому в медицине существуют различные препараты инсулина. Они изготавливаются с добавлением компонентов поджелудочной железы животных или людей.

По длительности воздействия они делятся на короткие, средние, длительные и сверхдлительные. Коротким промежутком временного воздействия обладает прандиальный инсулин, который принимается после еды для того, чтобы отрегулировать уровень сахара в крови. Для более длительного действия подходит базальный, или фоновый, инсулин. Попадая в организм, он высвобождается постепенно, что дает возможность продлить период его влияния.

Фармацевтические компании производят инсулин разной длительности. При этом продолжительность воздействия обычно зависит от вида инсулина:

  • Простой и кристаллический действуют от шести до восьми часов, то есть предоставляют короткое влияние.
  • Сурфен-инсулин имеет средний период воздействия. А это – от десяти до двенадцати часов.
  • NPH-инсулин обладает длительным периодом действия, что делает его эффективным на шестнадцать-восемнадцать часов.
  • Сверхдлительное действие предоставляет группа лекарственных средств, которая подходит для лечения диабета второго типа. Их сроки действия: от двадцати четырех до тридцати шести часов.

Правильно подобрать препарат, в котором нуждается человек, может только врач. Для этого он учитывает не только тип сахарного диабета, но и многие другие факторы. Ведь далеко не всем могут подойти препараты длительного действия. Некоторые больные нуждаются в такой инсулинотерапии, где краткость действия окупается частотой введений.

Кроме сахарного диабета инсулин применяется при следующих состояниях:

  • истощение организма,
  • избыток кислот в кислотно-щелочном балансе,
  • фурункулез,
  • высокий уровень тероидных гормонов,
  • некоторые нарушения в нервной системе,
  • шизофрения,
  • алкогольная зависимость.

Чем опасен инсулин?

Недостаточное количество инсулина в крови влечет за собой серьезные сбои в работе всего организма. Но что происходит, когда вещество проявляет себя с негативной стороны? Ведь оно может наносить и вред. Для того, чтобы избежать негативных последствий, не рекомендуется употреблять инсулин в таких случаях:

  • цирроз печени,
  • острые проявления гепатита,
  • мочекаменная болезнь,
  • нарушение белкового обмена в почках,
  • сердечный порок возмещенного типа,
  • язвенные заболевания желудка,
  • язвенные образования в двенадцатиперстной кишке,
  • низкий уровень сахара в крови,
  • высокая чувствительность к составляющим препарата.

В любом случае применение инсулина должен контролировать врач. Он же назначает дозировку на основе показателей анализов. Обычно препараты этого гормона вводятся подкожно. В случаях комы это делается внутривенно.

На количество инсулина в организме влияют разные факторы. Это не только вид болезни, но и количество употребляемых углеводов во время физической нагрузки, или прием алкоголя. Вес, возраст, режим дня также играют важную роль. Поэтому отравление инсулином – индивидуальное понятие. Смертельная доза здесь также зависит от данных аспектов.

В любом случае передозировка инсулина является опасной. Люди, зависящие от искусственного введения вещества, могут сталкиваться с явлением, когда в их организм попала превышенная доза. При этом они переживают следующие симптомы:

  • слабость в мышцах,
  • сильная жажда,
  • онемение в языке,
  • появление холодного пота,
  • дрожь в конечностях,
  • спутанное сознание.

Все эти явления говорят о том, что в крови резко упал уровень сахара, за чем и последовал гипогликемический синдром. При появлении таких симптомов стоит немедленно предпринять меры. Ведь дальше у больного может наступить гипогликемическая кома. Ей свойственны следующие стадии развития:

  • На первой стадии мозг страдает от недостатка кислорода в его коре, что и вызывает вышеперечисленные признаки.
  • Второй стадии характерны нарушения в гипоталамо-гипофизарной части головного мозга. Это выражается обильным потоотделением и неадекватном поведением больного.
  • На третьей стадии задействуется работа среднего мозга, что чревато расширением зрачков, конвульсиями и эпилептическими приступами.
  • Четвертую стадию медики называют самой критической. Ее симптоматика выражена в быстром ритме пульса и биения сердца, а также в потере сознания. В данном случае может наступить отек головного мозга, что неизбежно приводит к летальному исходу.

Даже если больного выводят из состояния комы, он становится более зависимым от введения инсулина. Его организм чувствует слабость, если препарат не вводится вовремя.

Как помочь при передозировке инсулина?

Вначале стоит измерить уровень глюкозы в крови и убедиться, что к отравлению привел избыток инсулина. Для этого используется глюкометр, который при нормальном уровне глюкозы покажет от 5 до 7 ммоль/л. Более низкие показатели говорят о том, что нужны меры для поддержки больного.

Если глюкоза снизилась немного, то достаточно будет съесть шоколадку или конфету, выпить чай с сахаром. Можно использовать и таблетки глюкозы. Но когда показатели более низкие, то понадобится врачебная помощь. Медики определят необходимую дозу.

Но чтобы не возникло подобных проблем, важно строго соблюдать дозы инсулина, инъекции которого, как правило, делаются в живот, потому что оттуда вещество лучше всасывается. Также рекомендуется придерживаться режима питания.

Заключение

Человеческий организм нуждается в четкой и сбалансированной работе разных гормонов. Одним из важных гормональных веществ является инсулин. При его недостатке развивается сахарный диабет. Но и его избыток влечет за собой серьезные последствия. Инсулино-зависимые люди могут переживать подобные ситуации, когда инсулин в их организм попал в большом количестве. Чтобы вовремя нейтрализовать передозировку, важно внимательно следить за симптомами и, в случае их проявления, прибегать к необходимым мерам.

Вконтакте

Одноклассники

Обмен веществ у человека — сложный и многоступенчатый процесс, и на его течение оказывают влияние различные гормоны и биологически активные вещества. , вырабатываемые особыми образованиями, расположенными в толще поджелудочной железы (островками Лангерганса-Соболева), является веществом, способным прямо или опосредованно участвовать практически во всех метаболических процессах в тканях организма.

Инсулин — это пептидный гормон, который так важен для нормального питания и функционирования клеток организма. Он является транспортировщиком глюкозы, аминокислот и калия. Действие данного гормона — регулирование углеводного баланса. После приема еды наблюдается повышение количества вещества в сыворотке крови в ответ на выработку глюкозы.

Для чего нужен инсулин?

Инсулин — это незаменимый гормон, без него невозможен нормальный процесс клеточного питания в организме. С его помощью происходит транспорт глюкозы, калия и аминокислот. Эффект - поддержание и регулирование углеводного баланса в организме. Являясь пептидным (белковым)гормоном, он не может поступать в организм извне через желудочно-кишечный тракт — его молекула будет переварена, как и любое вещество белковой природы в кишечнике.

Инсулин в организме человека отвечает за обмен веществ и энергию, то есть оказывает многогранное и сложное действие на обмен во всех тканях. Многие эффекты реализуются за счет его способности действовать на активность целого ряда ферментов.

Инсулин является единственным гормоном, который способствует снижению содержания глюкозы в крови.

При сахарном диабете первого тира уровень нарушается, иными словами в связи с его недостаточной продукцией (сахара) в крови повышается, увеличивается мочеотделение и появляется сахар в моче, в связи с этим данное заболевание именуется сахарным мочеизнурением. При сахарном диабете второго типа действие инсулина нарушается. Для таких целей необходимо проводить контроль ИРИ в сыворотке крови, то есть анализ крови на иммунореактивный инсулин. Анализ на содержание данного показателя необходим для того, чтобы выявить тип сахарного диабета, а так же определить правильность работы поджелудочной железы для дальнейшего назначения терапевтического лечения с помощью медицинских препаратов.

Анализ на уровень этого гормона в крови дает возможность не только обнаружить какое-либо нарушение в функционировании поджелудочной железы, но и точно разграничить и другое схожее заболевание. Именно поэтому это исследование считается очень важным.

При сахарном диабете нарушается не только углеводный обмен, страдает еще жировой и белковый обмен. Наличие тяжелых форм сахарного диабета в случае отсутствия своевременного лечения могут повлечь за собой летальный исход.

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 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.

Передозировка препаратом

В случаях передозировки препаратами инсулина может наблюдаться резкое падение глюкозы в крови, такое состояние называют гипогликемией. Из характерных признаков следует отметить агрессивность, потливость, раздражительность, сильное чувство голода, в некоторых случаях имеет место гипогликемический шок (судороги, потеря сознания, нарушение сердечной деятельности). При первых симптомах гипогликемии пациенту необходимо в срочном порядке съесть кусочек сахара, печенья либо кусочек белого хлеба. При наличии гипогликемического шока необходимо внутривенное введение 40 % раствора глюкозы.

Применение инсулина может вызывать ряд аллергических реакций, например, покраснение на месте введения, крапивница и другие. В таких случаях целесообразно перейти на другой препараты, к примеру, суинсулин, предварительно проконсультировавшись с лечащим специалистом. Самостоятельно отказываться от назначенного введения вещества нельзя — у пациента быстро могут возникнуть признаки нехватки гормона и комы, причиной которых становится высокое содержание глюкозы в крови.

Рассмотрим функцию инсулина. Однако перед этим полезно вспомнить еще один важный факт, касающийся нашего организма, а именно: наше тело состоит из клеток. Клетки бывают разные по функциям и виду - скажем, шарообразные, овальные, плоские, цилиндрические и т.д. Клетки одинаковой формы и функции образуют ткани. Несмотря на разнообразие клеток, между ними есть нечто общее: все они нуждаются в питании. Мы двигаемся, наш организм функционирует непрерывно (даже когда мы спим), а это значит, что мы непрерывно расходуем энергию. Восполнение энергии осуществляется на клеточном уровне: кровь постоянно доставляет клеткам кислород и питательные вещества, одним из которых - и очень важным! -является глюкоза. Если уподобить наши клетки бензиновому мотору, в котором постоянно сгорает топливо (чтобы автомобиль двигался), то глюкоза как раз и является тем самым бензином, питающим наш биологический мотор.
Однако вспомним, что бензин попадает в автомобильный мотор с помощью довольно сложной системы - карбюратора, который впрыскивает порции горючего в камеру сгорания. При отсутствии карбюратора бензин в камеру не попадет, а при неисправном карбюраторе - может, и попадет, но не в том количестве, какое нужно. Точно такие же перипетии происходят с глюкозой, переносимой кровью: ее молекулы сами по себе не способны проникнуть в клетку-мотор. Роль карбюратора - только не механического, а химического - в данном случае играет инсулин.
Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Представьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабженный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, которые могли бы попасть внутрь, если бы двери были открыты - однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вместе с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (т. е. у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.
Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим образом: стадия 1 - мы поглощаем пищу; стадия 2 - сложные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок, перерабатываются в моносахара, в основном - в глюкозу; стадия 3 - глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В результате, во-первых, клетки начинают голодать, а, во-вторых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимого - наступает состояние гипергликемии.
Первое обстоятельство приводит к потере веса, затем - к дистрофии, к постепенному угасанию и, собственно говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода - затяжной процесс, занимающий несколько недель и в данном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельством - гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 11 этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмотрим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.
Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим исключением являются так называемые инсулинонезависимые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то эти ткани поглощают его в избытке. Что же это за ткани?
Прежде всего, головной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При повышенном уровне сахара в крови первым ощущением является тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. Затем - хрусталик глаза; он мутнеет, и кажется, что перед глазами дымка.

Инсулин - это белковое вещество, его молекулярная масса равна 6000. В молекуле инсулина аминокислоты соединены 1;ак, что образуются две цепочки: короткая цепь А (21 аминокислотный остаток) и длинная цепь в (30 аминокислотных остатков) цепи А и В соединяются друг с другом «дисульфидными мостиками».

Белковая молекула инсулина является весьма сложной. Ее невозможно синтезировать химическим путем из простых органических и неорганических компонентов. Именно поэтому очень интересна история появления инсулина. Организм млекопитающих животных тоже вырабатывает инсулин. Но у каждого животного свой инсулин, который отличается от инсулина другой разновидности млекопитающих по своему строению. У человека вырабатывается другой инсулин.
Инсулины свиньи и коровы по своему молекулярному составу близки к человеческому инсулину. Именно благодаря этому стало возможным массовое производство инсулина, которое представляет собой одну из важнейших отраслей фармацевтической промышленности.
В предыдущих главах уже говорилось о том, что при сахарном диабете в организме возникает недостаток инсулина, в связи с чем клетки не могут усваивать глюкозу. До начала ХХ века, когда научились производить инсулин, больные сахарным диабетом 1-го типа умирали в детстве или юности. После начала заболевания людям удавалось прожить всего несколько лет.

Уже в конце XIX века стало ясно, какую роль играет поджелудочная железа в организме человека. В 1869 году немецкий студент-медик Поль Лангерганс под микроскопом разглядел группы клеток, равномерно распределенных по железе. эти клетки получили в дальнейшем название «островки Лангергансш>. Однако значение этих клеток пока было неизвестно.
Много позже, уже в 1901 году удалось доказать, что именно разрушение островков Лангерганса, полное или частичное, приводит к развитию сахарного диабета.
В 1921 году канадский исследователь Фредерик Бантинг сумел получить собачий инсулин. Попытка создания лекарства от диабета имела для ученого личные причины. Двое друзей Бантинга умерли от сахарного диабета.
Еще до Бантинга многие исследователи пытались найти вещество, влияющее на уровень сахара в крови. Но попытки не увенчались успехом. Это во многом было связано с тем, что ферменты поджелудочной железы, в частности трипсин, полностью или частично разлагали белковые молекулы инсулина прежде, чем они были выделены из экстракта тканей поджелудочной железы.
В 1906 году Георг Людвиг 3ельqер смог немного снизить уровень глюкозы в крови собак, используя панкреатический экстракт. Но дальнейших успехов ему достичь не удалось.
В 1911 году в университете Чикаго исследователь Скотт применил водный экстракт поджелудочной железы, в результате чего наблюдалось некоторое снижение сахара в крови животных. Но руководитель лаборатории не оценил важности исследований, и они прекратились.

В 1921 году были опубликованы результаты исследований профессора физиологии Румынской школы медицины Николы Паулеско. Некоторые именно его считают первооткрывателем инсулина. Но выделить и впервые применить инсулин удалось именно Бантингу. Он был преподавателем кафедры анатомии и физиологии в университете и проводил исследования под руководством профессора Ажона Маклеода, который считался крупным ученым, занимающимся проблемой сахарного диабета.
В процессе исследований Бантинг стремился вызвать атрофию поджелудочной железы, перевязав ее выводные каналы. Островки Лангерганса должны были оставаться свободными от воздействия ферментов поджелудочной железы, из них предполагалось получить экстракт.
Помощником в экспериментах у Бантинга был студент 5-го курса Чарльз Бест. По ходу эксперимента собакам перевязали протоки поджелудочной железы и стали ждать, когда она атрофируется. В конце июля 1921 года собаке была удалена поджелудочная железа. Животное находилось в прекоме. Потом ей был введен экстракт атрофированной поджелудочной железы. Прошло несколько часов, и у собаки начал снижаться уровень сахара в крови и моче. Также в моче исчез ацетон.
Экстракт поджелудочной железы ввели животному еще раз.
Собака прожила несколько дней. Это было связано с тем, что экстракт кончился, и собаке нечего было вводить: на тот момент изготовлять инсулин было крайне трудно.
В последующем Бантинг и Бест стали изготовлять экстракт из поджелудочной железы нерожденных телят. Теперь инсулина было достаточно, чтобы животные с удаленной поджелудочной железой могли прожить до 70 дней. Результатами работы заинтересовался профессор Маклеод. К исследованиям подключились другие сотрудники его лаборатории. Первоначально Бантинг назвал экстракт поджелудочной железы ислетином. Но Маклеод предложил назвать вещество инсулином (от лат. insula - остров).
Работа над получением инсулина была продолжена. В середине ноября 1921 года Бантинг и Бест заявили о своих результатах на заседании в университете. Через некоторое время появился доклад о результатах исследований в Американском физиологическом обществе в Нью-Хейвене.
Количество произведенного экстракта из поджелудочной железы крупного рогатого скота увеличивалось. Стало очевидно, что требуется тонкая очистка инсулина. Для этого был приглашен к сотрудничеству известный биохимик Джеймс Коллип. Он смог осуществить качественную очистку инсулина. В начале 1922 года уже начались клинические испытания на людях. Первыми ученые ввели инсулин себе. Потом инсулин был введен четырнадцатилетнему подростку по имени Леонард Томпсон.
Первый укол инсулина Томпсону сделали в середине января 1922 года. На тот момент инсулин не был очищен в достаточной степени, поэтому у подростка развилась аллергия. 11 дней Коллип занимался улучшением инсулина. Вскоре мальчику был сделан второй укол. После этого состояние больного заметно улучшилось. В дальнейшем инъекции инсулина были сделаны близкому другу Бантинга, врачу Ажо Джилькриста, который страдал сахарным диабетом. Инсулин для него стал настоящим спасением.
Успешное применение инсулина стало настоящей сенсацией. Ученые каждый день получали огромное количество писем с просьбой спасти от смерти больных сахарным диабетом. На тот момент инсулина было еще недостаточно, и его качество было не самым высоким. Не существовало и средств контроля уровня сахара в крови, поэтому нельзя было точно определить необходимую дозу лекарства. Нередко случалась гипогликемия, потому что уровень глюкозы резко падал.

Работа над усовершенствованием инсулина

Но шла дальнейшая работа над усовершенствованием инсулина. Вскоре университет Торонто, где проводились исследования, стал продавать разным фармацевтическим компаниям лицензии на производство так необходимого людям лекарства.
В 1923 году инсулин могли получить практически все больные сахарным диабетом. В этом же году Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине, которую они решили разделить с Бестом и Коллипом.
В 1926 году ученый-медик Дж. Абель синтезировал инсулин в кристаллическом виде. А спустя десятилетие датский ученый Х. К. Хагедорн смог создать инсулин продленного действия. В 1946 году появился нейтральный протамин Хагедорна, он до настоящего времени является одним из самых популярных видов инсулина. В 1958 году британский ученый Фредерик Сенгер получил Нобелевскую премию за то, что смог расшифровать химический состав инсулина. В это время велись работы по выделению человеческого инсулина.
Результат был достигнут в 1981 году американскими учеными У. Гильбертом и др. Через некоторое время был создан инсулин, который получился благодаря генной инженерии из пекарских дрожжей.

В 1982 году американская компания «Генентех» стала продавать человеческий инсулин, синтезированный в биореакторе. Особенность этого препарата в том, что он не вызывает аллергии.

Создание инсулина стало спасением для людей, страдающих сахарным диабетом. В настоящее время существуют крупнейшие компании – производители инсулина: «Ново Нордиск» (Дания), «ЭлиЛилли» (США), «Авентиос» (Германия – Франция, бывшая компания «Хехст»).

Суть существующей технологии генной инженерии в том, что фрагмент ДНК, отвечающий за синтез инсулина, пересаживают в клетку дрожжей или других микроорганизмов. После этого клетка начинает выделять инсулин. Процесс продолжается, клетки делятся, дочерние клетки также производят инсулин. Полученный инсулин является искусственным человеческим, он подвергается трехступенчатой очистке.
Все инсулины делят на три основные разновидности: свиной, говяжий, человеческий. От этого во многом зависит то, насколько они подходят человеку. Нередко животный инсулин вызывает появление у человека антител. Это связано с тем, что у животного и человеческого инсулина есть свои отличия.
В организме здорового человека инсулин вырабатывается непрерывно. Скорость выработки инсулина может быть от 0,25 ЕД/ч до 2 ЕД/ч. Скорость выработки инсулина зависит от уровня глюкозы в крови. После еды увеличивается количество глюкозы в крови. Поэтому растет выработка инсулина.
Инсулин вырабатывается организмом за весьма короткий срок, за 2-3 часа. Активная фаза, когда инсулин наиболее активен длится только 1-2 часа. Эти цифры очень важны, когда речь идет о введении инсулина в организм.

Инъекции следует делать 4-5 раз в сутки, перед едой. Только в этом случае инсулин будет отработан, но останется его некоторое количество, чтобы можно было дождаться следующего укола.

За один раз нельзя ввести большую дозу инсулина, чтобы ее хватило на целые сутки. Если доза слишком большая, все равно инсулин не будет действовать дольше 8 часов. Но человеку придется съесть очень много пищи, чтобы не возникло гипогликемии. Именно поэтому вводится несколько раз небольшими дозами. Это соответствует естественным процессам взаимодействия сахаров и инсулина. Так поступают с инсулином короткого действия. Он активен 6-8 часов. Но существует инсулин пролонгированного действия. В качестве пролонгатора выступает белковое вещество протамин, глобин или цинковая суспензия.

В настоящее время существуют разные виды инсулинов. На основе этого базируются различные методики инсулинотерапии, которые выбираются для конкретного больного. Инсулины разного срока действия смешиваются в разных пропорциях.

Существуют следующие классификации по сроку действия:

1. Препараты инсулина короткого действия. Их действие начинается через 15-30 мин после инъекции и продолжается 6-8 ч. Инсулины короткого действия всегда назначаются при неотложной терапии. Они обычно используются вместе с препаратами пролонгированного действия.

2. Препараты инсулина средней продолжительности. Их действие начинается через 1,5- 3 ч после инъекции, продолжается 14-18 часов.

3. Смешанные препараты. Они представляют собой смесь инсулинов короткого действия и средней продолжительности. Смеси изготавливаются в промышленных условиях.

4. Инсулины длительного действия. Их действия начинается через 4-6 ч после приема, продолжается 24-36 ч.

Инсулины классифицируются по фактору степени очистки.

Существуют следующие виды:
* инсулины 1-й генерации. К ним относятся препараты говяжьего и свиного инсулина, в них находятся до 2010 неинсулиновых примесей;
* инсулины 2-й генерации. К ним относятся монопиковые препараты, то есть те, в которых может быть до 0,5% примесей;
* инсулины 3-й генерации к ним относятся препараты, которые полностью очищены от С-пептида, проинсулина, соматостатина, панкреатического полипептида, глюкагона. Такие инсулины называют монокомпонентными;
* инсулины 4-й генерации. Это человеческий инсулин, произведенный благодаря методу генной инженерии.

В настоящее время для лечения пациентов любого возраста и типа диабета используются инсулины 3-й и 4-й генерации.

Применение инсулина при сахарном диабете обычно начинается с использования препаратов короткого действия.

После того как будет подобрана нужная доза и достигнута компенсация, больного могут перевести на инсулин короткого и пролонгированного действия. Расчет суточной дозы основывается на дозе 0,5 ЕД на 1 кг фактической массы тела.

С 2003 года Россия перешла на применение инсулинов с концентрацией 100 МЕ в 1мл во флаконах!

На протекание такого многоступенчатого и сложного процесса как обмен веществ влияют различные биологически активные вещества и гормоны, в том числе и , который продуцируется особыми островками Лангерганса-Соболева, которые располагаются в толще поджелудочной железы. Он принимает участие почти во всех метаболических процессах в организме.

Что такое инсулин?

Инсулин представляет собой пептидный гормон, весьма важный для нормального питания и работы клеток, это транспортировщиком глюкозы, калия и аминокислот. Он призван регулировать . Поэтому после приема пищи фиксируется повышение в сыворотке крови количества этого вещества в ответ на продуцирование глюкозы.

Процесс нормального клеточного питания без инсулина невозможен, причем этот гормон является незаменимым. Инсулин является белковым гормоном, поэтому через ЖКТ проникнуть в организм он не может, поскольку сейчас же будет переварен, как и любой белок.

Как действует инсулин?

Инсулин отвечает и за энергию, и во всех тканях оказывает сложное действие на обмен. Он способен воздействовать на активность многих ферментов.

Инсулин, это единственный гормон, который в состоянии уменьшить содержание глюкозы в крови.