Гормон инсулин – первая скрипка углеводного обмена

Гормон инсулин необходим для утилизации углеводов – главного источника энергии организма. А знаете ли вы, что представляет собой и как работает гормон инсулин? Наверное, нужно было бы начинать ведение блога именно с этой статьи, поскольку сегодня я расскажу о гормоне инсулине, его структуре, его роли не только в углеводном обмене и о том, как работает поджелудочная железа в норме и при сахарном диабете.

Ой, я забыла поздороваться! Доброго времени суток, уважаемые читатели. Это снова я – автор блога “Сахар в норме!” Диляра Лебедева. Я уже начала приоткрывать информацию об этом гормоне в предыдущей своей статье “С-пептид”, в которой написала о соединительном пептиде, являющимся участком большой молекулы проинсулина.

Где живет гормон инсулин

Коротко расскажу о строении поджелудочной железы. Поджелудочная железа является тем уникальным органом, который имеет 2 типа секреции: эндокринную и экзокринную. Экзокринная – это секреция различных ферментов, которые выделяются по протокам поджелудочной железы прямо в тонкий кишечник и участвуют в пищеварении. Эндокринная функция железы заключается в синтезе различных гормонов, которые выделяются прямо в кровь.

Помимо инсулина поджелудочная железа синтезирует и другие гормоны, такие как глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид. В моих следующих статьях я буду рассказывать и об этих гормонах, поэтому подписывайтесь на обновления блога, чтобы не пропустить.

Инсулин образуется, а затем выделяется в кровь бета-клетками поджелудочной железы. Я уже говорила, но повторю, что гормон инсулин не вырабатывается сразу в готовом виде. Сначала в бета-клетках образуется проинсулин, который по мере потребности превращается в готовую молекулу инсулина. Этот процесс превращения производится с помощью ферментов – протеаз. В результате превращения образуются собственно инсулин и С-пептид.

Инсулин – гормон белковой структуры, состоящий из двух (А- и В-) цепей аминокислот, которые соединены между собой так называемыми дисульфидными мостиками. Возможно, вы знаете, что строение молекулы инсулина как белка состоит из цепочки аминокислот в определенной последовательности. Человеческий инсулин отличается от инсулина свиньи и кролика одной лишь аминокислотой. Но у инсулина свиньи физико-химические и фармакологические свойства ближе к человеческому инсулину.

Поэтому первыми инсулинами для лечения сахарного диабета были именно свиные. Конечно, был еще и бычий, но, как и инсулин кролика или других животных, он вызывал очень сильные аллергические реакции, поэтому в практике пришлось от него отказаться, как в последствии и от свиных.

Сейчас в мире используют только человеческий инсулин, постепенно происходит переход на генно-инженерные инсулины, которые обладают дополнительными удобными свойствами. Но статья не про лекарства, поэтому вернемся к работе поджелудочной железы.

Как работает поджелудочная железа

В этом разделе я буду говорить о работе здоровой железы, поэтому — чур не путать. На самом деле, может, это будет для вас новостью, но наша поджелудочная железа работает круглые сутки, обеспечивая организм инсулином. Да, инсулин нужен нам даже тогда, когда мы спим.

Секрецию инсулина можно разделить на 2 типа:

1. базальную
2. стимулированную

Базальная секреция гормона инсулина

Базальная секреция или, как ее еще называют “тощаковая”, сохраняется на протяжении суток и при низких значениях глюкозы крови (менее 4 ммоль/л). Стимулированная секреция появляется тогда, когда уровень сахара в крови повышается, что происходит при приеме пищи. Как только уровень глюкозы снижается до 4 ммоль/л, секреция гормона инсулина снижается  и продолжается со скоростью 0,25-1,5 Ед/ч.

“А для чего базальная секреция, если ночью мы не едим?” – спросите вы. Дело в том, что во сне мы тоже живем, а для обеспечения работы сердца, кишечника, мозга и остальных органов нужна энергия (глюкоза). А раз ночью мы не едим (большинство людей, конечно), то откуда брать эту глюкозу? Но и об этом  природа позаботилась, дав возможность печени накапливать глюкозу про запас в виде гликогена. Вот из нее-то и поступает глюкоза, обеспечивая энергией органы и системы.

Но если этой базальной секреции не будет, как в случае с сахарным диабетом 1 типа, то печеночная глюкоза не будет усваиваеться, а станет накапливаться, и это покажет глюкометр утром. Таким образом, утренний анализ крови натощак, а также анализ крови на сахар в любое время суток по прошествии 5-6 часов после приема пищи говорят об эффективности базальной секреции.

Чтобы базального инсулина было достаточно при сахарном диабете 1 типа, применяют инсулины длинного действия, при диабете 2 типа – препараты метформина и инкретинов.

Стимулированная секреция гормона инсулина

Это то, что касается базальной секреции инсулина. А теперь расскажу про стимулированную секрецию. Здесь также все не просто. Основным, но не единственным стимулом к выработке инсулина является повышение концентрации глюкозы в крови. При приеме пищи содержание глюкозы в крови повышается за считанные минуты и поджелудочная железа должна быстро отреагировать выбросом большого количества инсулина.

В норме выброс инсулина в ответ на еду  происходит в 2 фазы: быструю и меую. Быстрый выброс гормона инсулина в виде пика происходит в течение первых 2-5 минут. Затем уровень инсулина в крови падает, и через некоторое время возникает вторая фаза секреции инсулина, менее сильная, но более длительная.

У пациентов с сахарным диабетом 2 типа первым делом утрачивается способность поджелудочной железы быстро реагировать на повышение уровня глюкозы, т. е. у них исчезает пик первой фазы. Поэтому очень частая проблема – повышение уровня сахара в крови после еды. Потом, конечно, поджелудочная железа даст столько инсулина, сколько нужно, но время будет упущено, а сахар в крови повышен. Поджелудочная железа не справилась со своей задачей.

На картинке выше показан график, на котором слева показана — нормальная секреция инсулина с пиком, а справа – у пациентов с диабетом без пика и инсулинорезистентностью.

Я вскользь упомянула, что стимуляция выброса инсулина происходит не только углеводами. Это так. Мощными стимуляторами секреции инсулина являются некоторые аминокислоты (аргинин, лейцин), а также повышение концентрации в крови свободных жирных кислот (жиров).  Но эти стимулы, конечно, не сравнятся по силе с углеводами.

Тот факт, что секрецию инсулина повышают “неуглеводы”, доказывает, что при абсолютной недостаточности инсулина, которая бывает при диабете 1 типа и в крайнем варианте 2 типа, при подсчете дозы вводимого инсулина нужно учитывать белки и жиры, поступающие с пищей. Это так, к слову. Позже, когда буду объяснять, как считать инсулин, я расскажу об этом подробнее.

Чтобы обеспечить нормальный уровень инсулина на еду, у людей с сахарным диабетом 1 типа используется инсулин короткого действия, а у людей с диабетом 2 типа – препараты, которые оказывают стимулирующее действие на железу. Я о таких лекарствах уже писала, например, в статье “Глимепирид в лечении сахарного диабета 2 типа” или “Диабетон МВ – противопоказания и побочные свойства”.

Чем блокируется выброс инсулина

Если есть вещества, которые стимулируют выброс инсулина, значит, есть вещества, которые этот выброс тормозят. К таким веществам относят контринсулярные гормоны. Одними из самых мощных являются гормоны мозгового слоя надпочечников, которые являются медиаторами в симпатической нервной системе, – адреналин и норадреналин.

Вы знаете для чего вообще нужны эти гормоны? Это гормоны, спасающие нам жизнь. Они выделяются при остром стрессе, чтобы мобилизировать весь организм. Одно из их свойств – повышение уровня сахара в крови, которое является важным условием выживания организма во время стресса. Этим объясняется стрессорная гипергликемия, которая проходит после исчезновения угрозы для жизни.

При таком заболевании, как феохромоцитома, синтезируется избыток этих гормонов, которые оказывают аналогичное действие. Поэтому при данном заболевании очень часто развивается сахарный диабет.

К стрессорным гормонам также относят глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников, самым известным представителем которых является кортизол. Эффекты аналогичны катехоламинам. Кроме того, имеются эндокринные заболевания, которые протекают с симптомами гиперкортицизма, при котором также развивается сахарный диабет. Прием этих гормонов в качестве лекарств в больших дозах также может вызвать сахарный диабет.

Гормон жировой ткани – лептин – также оказывает тормозящее действие на синтез инсулина. Поэтому при ожирении также имеется относительный дефицит этого гормона.

Кроме этих гормонов, тормозящий эффект оказывает гормон роста, который повышается при  акромегалии. Эстрогены и прогестероны также тормозят функцию поджелудочной железы. Глюкагон – гормон поджелудочной железы, являющийся антагонистом инсулина, который также участвует в углеводном обмене.

Регуляция синтеза гормона инсулина, конечно же, намного сложнее. Я не рассказала еще об инкретинах, которые также участвуют в углеводном обмене в этой статье, потому что считаю, что этой информации вам будет много, кроме того, я уже писала о них в статье “Перспективное направление в лечении сахарного диабета”.

На этом у меня все. Буду рада, если  информация вам пригодилась. Оставляйте свои комментарии и получайте от меня подарок.

P.S. Друзья, в этой статье кроссворда не будет, нет сил уже писать. На днях я опубликую отдельный пост с кроссвордом. Не возражаете?