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.

Сущность гормона

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).

Изображение 1

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.

Картинка 2

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 роль инсулина в организме человека — 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.

Иллюстрация 3

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.

Картинка 4

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;
  • синдром Кушинга;
  • чрезмерная масса тела;
  • митотония;
  • инсулинома;
  • нарушение чувствительности клеток к инсулину;
  • поликистоз яичников у женщин;
  • нарушения функций гипофиза;
  • опухоли надпочечников;
  • болезни поджелудочной железы.

Иллюстрация 5

Основные симптомы следующие:

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

Понижение уровня инсулина ниже нормы 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.

Иллюстрация 6

В результате неправильного воздействия гормона могут возникнуть следующие заболевания:

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

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.