История открытия
История открытия инсулина началась ещё в 1869 году, когда ученый Пауль Лангерганс открыл группу клеток в поджелудочной железе, которые отвечали за поддержание уровня сахара в крови. Скопления данных клеток в последующем были названы в его честь «островками Лангерганса». Только в 1921 году ученым из университета в Торонто (Канада) Ф. Бантингу, Дж. Маклеоду и Ч. Бесту удалось выделить вещество «инсулин», но его использование сопровождалось рядом побочных эффектов. В начале 1922 года биохимик Колин смог выделить более чистый экстракт инсулина, который больше не вызывал аллергических реакций и стал широко использоваться для лечения сахарного диабета.
Строение молекулы инсулина
Инсулин представляет собой гормон белковой природы, занимающий центральное место в процессах углеводного обмена, образующийся бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. β-клетки локализуются преимущественно в хвостовой части органа. Молекула данного гормона состоит из 51 аминокислотного остатка, которые образуют две цепи А и В, содержащие по 21 и 30 аминокислот соответственно. Цепи молекулы инсулина соединены между собой дисульфидными мостиками. Необходимо отметить, что инсулины разных биологических видов отличаются между собой по аминокислотному составу. Например, различия человеческого инсулина со свиным, который раньше использовался для терапии, составляет одна аминокислота, с бычьим – три.Механизм действия инсулина
Уровень глюкозы в крови регулируется сложным механизмом. В ответ на повышение ее концентрации, из поджелудочной железы происходит выброс гормона инсулина, который, воздействуя на инсулиновые рецепторы, запускает каскад внутриклеточных реакций. Это приводит к активации транспорта глюкозы внутрь клеток инсулинзависимых тканей (мышцы, жировая ткань, печень) за счёт трансмембранных переносчиков. В печени и мышцах глюкоза преобразуется в гликоген, который в промежутках между приемами пищи используется для получения энергии. Также инсулин увеличивает поступление в клетку аминокислот, калия, кальция, магния, фосфат-ионов, ускоряет процессы синтеза липидов в жировой ткани, угнетает процессы разрушения гликогена, глюконеогенез и липолиз.После снижении уровня глюкозы в крови, синтез инсулина замедляется. В свою очередь выделяются контринсулярные гормоны: глюкагон, гормоны надпочечников, гормон роста, которые обладают обратным действием.
Норма инсулина в крови у женщин
Анализ крови для определения уровня глюкозы и инсулина в крови необходимо сдавать строго натощак. Для женщин нормальное содержание глюкозы в капиллярной крови составляет 3,3 – 5,5 моль/л. После еды ее уровень резко повышается, но под действием инсулина быстро приходит в норму. Содержание инсулина при этом составляет от 3 до 26 мкЕД/мл. Незначительное повышение отмечаются в показателях инсулина у пожилых женщин (6-35 мкЕд/мл) и в период беременности (6-28 мкЕд/мл).Норма инсулина в крови у мужчин
Нормативные показатели инсулина у мужчин соответствуют таковым для женщин и находится в диапазоне 3-26 мкЕД/мл. Также отмечается увеличение уровня инсулина у мужчин преклонного возраста, у которых концентрация данного вещества должна находиться в пределах 6-35 мкЕд/мл.Пониженный инсулин в крови: основные проявления
Снижение уровня инсулина в крови приводит к нарушению утилизации глюкозы и развитию гипергликемии. Наиболее частой причиной такого состояния является сахарный диабет 1 типа (СД1). Как правило, СД1 развивается у людей с наследственной предрасположенностью и манифестирует после перенесенной острой вирусной инфекции в детском или подростковом возрасте. В основе заболевания лежит аутоиммунное повреждение β-клеток поджелудочной железы, что приводит к уменьшению, а иногда и к полному прекращению выработки инсулина.Пациенты с впервые выявленным СД1 отмечают резкое снижение массы тела при повышенном аппетите, что связано с нарушение поступления глюкозы внутрь клеток и их «голоданием». Также заболевание сопровождается увеличением диуреза, так как глюкоза, превысив «почечный порог» в 10 ммоль/л, начинает фильтроваться из крови в почечных клубочках и поступать в мочу, а жидкость по законам осмоса двигаться в сторону большей концентрации вещества. Потери жидкости вызывают у человека чувство жажды, сухость слизистой ротовой полости и кожи.
Патологически высокое содержание глюкозы оказывает повреждающее действие на сосуды почек, сетчатки глаза, головного мозга, конечностей. При прогрессировании заболевания у пациентов ухудшается зрение, развивается энцефалопатия, нефропатия, формируются трудно заживающие язвы на нижней части туловища.
Очень часто пациенты с дебютом сахарного диабета 1 типа поступают в стационар в состоянии гипергликемической комы.
Повышенный инсулин в крови: причины
Высокие цифры инсулина характерны для сахарного диабета 2 типа (CД2). Заболевание манифестирует позже, после 30-40 лет, и характеризуется снижением чувствительности инсулиновых рецепторов к данному веществу (инсулинорезистентность), в результате чего поджелудочная железа компенсаторно синтезирует дополнительные дозы инсулина, что приводит к гиперинсулинемии. Такая компенсация может наблюдаться достаточно длительный период, поэтому патология в самом начале часто остается незамеченной. Но возможности поджелудочной железы рано или поздно истощаются, что приводит к декомпенсации процесса и снижению выделения инсулина.Высокое содержание инсулина в крови способствует отложению жира в области талии, что со временем приводит к развитию абдоминального ожирения. Наличие дополнительно у человека гипертензии, повышенного холестерина являются критериями метаболического синдрома.
Установлено, что на развитие сахарного диабета 2 типа оказывают влияние средовые факторы, а именно: малоподвижный образ жизни, неправильное питание с большим количеством углеводов в рационе, вредные привычки.
Инсулинорезистентность у женщин ассоциирована с синдромом поликистозных яичников, нарушением менструального цикла, затруднениями при зачатии, у мужчин – с нарушением эректильной функции и импотенцией. Проблемы мужской половой сферы связаны с высоким содержанием женских гормонов (эстрогенов) в жировой ткани, а также с повреждением сосудов при высоком содержании глюкозы к крови.
Повышение инсулина в крови также наблюдается при гиперплазии поджелудочной железы, инсулиноме (доброкачественная опухоль), гипотиреозе, патологии надпочечников и гипофиза, но встречается намного реже.
Инсулин и беременность
Отдельно необходимо остановиться на изменениях содержания инсулина и глюкозы в крови при беременности. Как правило, повышение глюкозы в период беременности выявляется случайно во время динамического наблюдения. Изменение содержания сахара при этом невелико, обычно до 10-12 ммоль/л, что не сказывается на самочувствии женщины. Иногда может появляться чувство голода, жажды, учащенное мочеиспускание. Такое состояние называется гестационным сахарным диабетом, которое чаще всего бесследно проходит после родов. Предрасположенностью к развитию сахарного диабета в период беременности обладают женщины с отягощенным анамнезом по данному заболеванию (СД у близких родственников), СД в предыдущие беременности, ожирением, синдромом поликистозных яичников.Развитие сахарного диабета в период гестации связано с тем, что плацента начинает синтезировать гормоны, обладающие гипергликемическим действием, которые повышают уровень сахара в крови. Поджелудочная железа выделяет больше инсулина, чем и обусловлена гиперинсулинемия. Глюкоза также поступает в организм плода, где активизируется работа по ее утилизации. Излишки сахара откладываются в жировой ткани в виде липидов. С этим связано рождение у женщин с сахарным диабетом детей с большим весом.
Основные аспекты лечения
При сахарном диабете 1 типа лечение основано на заместительной терапии инсулином. Ранее использовались инсулины животного происхождения (бычий, свиной), но они вызывали ряд побочных эффектов. Сегодня с развитием технологий появились препараты инсулина, максимально приближенные по строение к человеческому. К ним относятся аналоги инсулина, представляющие собой свиной инсулин с измененной аминокислотой, и генно-модифицированные инсулины, синтезированные кишечной палочкой в лабораторных условиях на основе генома человека. Данные препараты переносятся хорошо, не вызывая побочных явлений. Также усовершенствованы способы введения. Помимо обычного шприца, широко используются инсулиновые помпы и шприц-ручки, позволяющие точно соблюдать режим дозирования. Инсулиновые помпы способны определять уровень сахара в крови, исходя из которого выделять необходимую дозу инсулина.По длительности действия препараты разделяются на “быстрые”, или ультракороткие (Новорапид, Хумалог), “короткие” (Актрапид, Инсуман Рапид), “средние” (Протафан, Хумулин НПХ), “длинные” (Левемир, Лантус) инсулины. Также существуют комбинированные препараты (Новомикс), в которых в одном шприце содержатся инсулины длительного и короткого действия, что позволяет уменьшить количество инъекций.
Введение инсулина проводится по базисно-болюсному типу: на ночь одна доза инсулина длительного действия, что создаёт фоновую концентрацию препарата, далее, перед каждым приёмом пищи, одна доза инсулина короткого действия, которая обеспечивает коррекцию гипергликемии после еды.
Для терапии сахарного диабета 2 типа используются пероральные гипогликемические средства группы бигуанидов (метформин), повышающие чувствительность инсулиновых рецепторов, производные сульфонилмочевины (глибенкламид) и тиозалидинона (троглитазон), увеличивающие секрецию эндогенного инсулина, препараты, снижающие усвоение глюкозы в кишечнике (акарбоза, миглитол) и др.
Но основным, а иногда и решающим фактором, является нормализация физической активности, снижение избыточного веса, отказ от вредных привычек (курение, алкоголь), оптимизация питания. Рекомендуется снизить общую калорийность рациона, отказаться от частых перекусов, употреблять пищу небольшими порциями через равные промежутки времени. Следует исключить из питания быстрые углеводы (сахар, мука), и продукты, содержащие их, жирную пищу и наваристые бульоны, ограничить употребление продуктов с высоким содержанием крахмала (картофель), соли (колбасы, соленья). Стоит отдать предпочтение овощам, зелени, как ценному источнику клетчатки, фруктами с низким гликемическим индексом, злаковым культурам, морепродуктам, нежирным сортам мяса (курица, кролик, индейка, говядина), творогу, молочным и кисломолочным продуктам с низкой жирностью, вместо сахара использовать сахарозаменители (ксилит, сорбит, фруктоза), употреблять достаточное количество жидкости.
Будьте внимательны к своему здоровью, ведь иногда проще предупредить болезнь, чем её лечить.