Инсулина функции, роль в организме. Заболевания, вызванные недостаточностью и переизбытком гормона

Инсулин – это гормон, играющий особую роль в организме человека. Нарушения его продукции вызывают серьезные патологические процессы системного характера.

Уже более века ведутся исследования по выработке и действию гормона, и это не прошло даром. Современная медицина уже значительно продвинулась вперед по изучению инсулина, что позволило найти пути регулирования его синтеза.

В нашей редакции рассмотрим, как влияет на организм инсулин, функции и механизм его действия. А также то, как необходимо вести себя пациенту при наличии различных патологических состояний, сопровождающихся нехваткой гормона.

Выработка инсулина производится β-клетками поджелудочной железы.
Выработка инсулина производится β-клетками поджелудочной железы.

Орган, вырабатывающий гормон

В первую очередь нужно отметить роль поджелудочной железы в человеческом организме, так как именно она ответственна за выработку важного гормона инсулина. Данный орган имеет одну особенность, он выполняет две значимые функции.

Таблица №1. Функции поджелудочной железы:

Функция Действие Составляющая часть железы
Эндокринная Производство и выброс гормонов в плазму крови 2%
Экзокринная Выработка панкреатического сока в совокупности с ферментами, поступающими в тонкий кишечник 98%

Как мы видим из содержания таблицы, эндокринная часть органа составляет всего 2%, но именно они имеют особое значение в деятельности пищеварительной системы и всего организма в целом. В эту часть входят панкреатические островки, именуемые «островками Лангерганса», представляют собой микроскопические клеточные скопления, богатые на капилляры.

Эти островки отвечают за синтез гормонов, регулируемых метаболические процессы и углеводный обмен, в том числе инсулин – гормон белковой структуры.

Важно. Недостаток инсулина приводит к такому распространенному и довольно серьезному заболеванию, как сахарный диабет (СД).

Сахарный диабет требует постоянного контроля уровня сахара в крови.
Сахарный диабет требует постоянного контроля уровня сахара в крови.

Сущность и значимость инсулина

Инсулин – это гормон белковой природы, образующийся в β-клетках, располагающихся в панкреатических островках поджелудочной железы. Он выполняет многогранные функции, напрямую касающиеся метаболических процессов. Основная задача гормона – это регулирование уровня глюкозы в плазме крови.

Функция инсулина в организме человека заключается в таких действиях:

  • усиление проницаемости плазматических мембран для глюкозы;
  • активация ферментов гликолиза;
  • переброс в печень, мышечную и жировую ткань избытка глюкозы в измененном виде, как гликоген;
  • стимуляция синтеза белков и жиров;
  • подавление ферментов, воздействующих на распад гликогена и жиров.

Отметим, что функции гликогена и инсулина тесно переплетены между собой. При употреблении пищи поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин для нейтрализации переизбытка глюкозы (норма – 100 мг на 1 децилитр крови), который попадает в печень, а также жировую и мышечную ткань в виде гликогена.

Гликоген – это сложный углевод, состоящий из цепочки молекул глюкозы. При снижении уровня сахара в крови (например, при высоких физических нагрузках или сильных стрессах) запасы вещества расщепляются ферментами на составляющие, что способствует нормализации уровня глюкозы.

Если в организме отмечается нехватка инсулина, это соответственно, сказывается на запасах гликогена, который в норме составляет 300-400 грамм.

Норма сахара в плазме крови составляет 100 мг на 1 децилитр крови, превышение показателя считается патологией.
Норма сахара в плазме крови составляет 100 мг на 1 децилитр крови, превышение показателя считается патологией.

Заболевания, вызванные нехваткой гормона

Дисфункция поджелудочной железы приводит к тому, что инсулин вырабатывается в недостаточном количестве либо наступает его абсолютное отсутствие. Данное обстоятельство опасно развитием сахарного диабета – это болезнь, проявляющаяся при нехватке инсулина.

В зависимости от типа заболевания человек становится зависимым от гормона, пациенты обязаны регулярно вводить его подкожно, дабы держать в норме уровень глюкозы. Различают два типа СД.

Таблица №2. Типы сахарного диабета:

Тип СД Дисфункция Степень нарушения Зависимость Группа риска
СД I типа Сбой продуцирования инсулина вследствие деструкции (отмирания) β-клеток Абсолютная Инсулинозависимый Лица до 30 лет
СД II типа Функциональный сбой инсулина на клеточную ткань (потеря чувствительности клеток к гормону) Относительная Инсулинонезависимый Лица старше 40 лет, страдающие избыточным весом

Что касается СД I типа, то здесь довольно ясно, лица, подвергшиеся данному типу заболевания, полностью зависят от инсулинотерапии. Для поддержания нормы сахара в крови они вынуждены регулярно производить инъекции инсулина.

А вот терапия СД II типа направлена на стимуляцию чувствительности клеток к гормону. Основополагающая часть лечения – это здоровый образ жизни, правильная диета и прием таблетированных препаратов. В этом вопросе имеется целый диапазон для творчества врача и пациента!

Инъекции инсулина обязательно требуются при СД I типа.
Инъекции инсулина обязательно требуются при СД I типа.

Несмотря на независимость больного от инъекций, к сожалению, в частых случаях существуют веские основания для того, чтобы назначить инсулин при сахарном диабете 2 типа.

Это:

  • симптомы острого дефицита гормона (снижение веса, кетоз);
  • наличие осложнений диабета;
  • тяжелые инфекционные заболевания;
  • обострение хронических патологий;
  • показания для хирургического вмешательства;
  • впервые выявленный диабет с наличием высоких показателей гликемии, не зависимо от возраста, веса и предполагаемой продолжительности болезни;
  • наличие тяжелых нарушений работы почек и печени;
  • беременность и кормление грудью.

Образование и механизм действия

Основным толчком к выработке инсулина поджелудочной железой служит увеличение показателя глюкозы в плазме крови. Функция гормона довольно обширна, главным образом затрагивает метаболические процессы в организме, способствует образованию гликогена и нормализации углеводного обмена. Для того чтобы понять действие инсулина следует ознакомиться с его образованием

Образование

Процесс образования гормона представляет собой сложный механизм, который состоит из нескольких этапов. В первую очередь в панкреатических островках образуется неактивный пептид-предшественник (препроинсулин), который после ряда химических реакций при созревании приобретает активную форму (проинсулин).

Проинсулин, транспортируясь в комплекс Гольджи, преобразуется до гормона инсулина. Секреция происходит на протяжении всего дня в непрерывном режиме.

Таблица №3. Норма инсулина в крови с учетом возраста и категории лиц:

Категория лиц Норма содержания инсулина мкЕ/мл
Взрослые (без патологий) 3-25
Дети (без патологий) 3-20
Беременные 6-28
Лица старше 60 лет 7-36

Стимулирующим фактором для выработки инсулина служит прием пищи (в особенности сладостей). При этом появляются дополнительные стимуляторы, такие как:

  • сахар;
  • аминокислоты (аргинин, лейцин);
  • гормоны (холецистикинин, эстроген).

Гиперфункция выработки инсулина наблюдается при увеличении концентрации в крови:

  • калия;
  • кальция;
  • жирных кислот.

Снижение функции выработки гормона отмечается при увеличении уровня гипергликемических гомонов (глюкагона, гормонов надпочечников, гормона роста), так как их избыточное содержание способствует увеличению уровня глюкозы.

Регуляция уровня глюкозы

Как мы выяснили, инсулин усиленно начинает вырабатываться β-клетками при каждом употреблении пищи, то есть при поступлении в организм значительного количества глюкозы. Даже при снижении поступления глюкозы β-клетки никогда не прекращают нормальную секрецию гормона, но при падении уровня глюкозы до критических показателей, в организме высвобождаются гипергликемические гормоны, которые способствуют поступлению глюкозы в плазму крови.

Внимание. Адреналин и все иные гормоны стресса в значительной степени подавляют поступление инсулина в плазму крови.

Таблица №4. Норма уровня глюкозы:

В зависимости от давности употребления пищи Показатель нормы, ммоль/л
Взрослый здоровый человек в течение дня 2,7-8,3
Взрослый здоровый человек натощак 3,3-5,5

Уровень глюкозы в плазме крови повышается сразу после приема пищи на короткое время.

Непрерывность сложного механизма выработки и действия инсулина считается основным условием нормальной жизнедеятельности организма. Продолжительное содержание в крови повышенной степени глюкозы (гипергликемия) является основным признаком сахарного диабета.

А вот понятие гипогликемии обозначает длительный уровень пониженного содержания глюкозы в крови, сопровождается серьезными осложнениями, например, гипогликемическая кома, которая может привести к смертельному исходу.

Самым опасным последствием СД является гипогликемическая кома.
Самым опасным последствием СД является гипогликемическая кома.

Действие инсулина

Инсулин оказывает влияние на все обменные процессы в организме, но основное влияние он имеет на углеводный синтез, это связано с усилением функции транспортировки глюкозы посредством клеточных мембран. Активация действия инсулина запускает механизм внутриклеточного обмена, при котором по клеточным тканям транспортируется запас глюкозы в плазму крови.

Благодаря инсулину глюкоза направляется в измененном виде (гликоген) в два типа ткани:

  • мышечную (миоциты);
  • жировую (адипоциты).

В совокупности эти ткани составляют 2/3 всей клеточной мембраны организма, они выполняют наиболее значимые функции. Это:

  • дыхание;
  • движение;
  • запас энергии;
  • кровообращение и т.д.

Эффекты инсулина

В организме инсулин значим в процессах обмена веществ и запасах энергии. Инсулин является основным гормоном, способствующим нормализации уровня глюкозы в плазме крови. Он обладает множеством эффектов, направленных на оказание действия благоприятствующих активности некоторых ферментов.

Таблица №5. Эффекты инсулина:

Эффект Воздействие
Физиологический
  • увеличение функции клеточного поглощения глюкозы и иных веществ;
  • активация ферментов гликолиза;
  • усиление синтеза гликогена;
  • уменьшение глюконеогенеза (образования в клетках печени глюкозы из различных веществ).
Анаболический
  • усиление функции клеточного поглощения аминокислот;
  • увеличение функции транспортировки в клеточную ткань ионов калия, фосфата и магния;
  • стимулирование репликации ДНК;
  • стимуляция белкового биосинтеза;
  • увеличение синтеза жирных кислот с последующей их этерификации.
Антикатаболический
  • подавление белкового гидролиза (снижение деградации белков);
  • снижение липолиза (подавление функции транспортировки жирных кислот в плазму крови).
Инсулин направляет глюкозу в клетки печени в измененном виде, как гликоген.
Инсулин направляет глюкозу в клетки печени в измененном виде, как гликоген.

Недостаток инсулина

Недостаточная выработка инсулина приводит к увеличению содержания глюкозы в плазме крови. Это обстоятельство приводит к развитию такого патологического состояния, как сахарный диабет. Дефицит инсулина может быть вызван различными причинами, а определить его нехватку можно по некоторым специфическим симптомам.

Симптомы недостаточности инсулина

На недостаточное содержание гормона могут указывать такие симптомы:

  • постоянное чувство жажды;
  • сухость во рту;
  • увеличение частоты мочеиспусканий;
  • чувство голода;
  • анализ крови показывает повышенное содержание глюкозы (гипергликемия).

При наличии вышеперечисленных признаков человеку следует сразу обратиться к эндокринологу. Сахарный диабет сложное патологическое состояние, которое требует незамедлительного лечения.

Если своевременно выявить заболевание можно терапию ограничить таблетированными препаратами, а содержание сахара поддерживать правильным питанием.

Основной симптом СД – постоянное чувство жажды.
Основной симптом СД – постоянное чувство жажды.

Внимание. Инсулиновая недостаточность без должного лечения начинает прогрессировать и приобретать все более серьезные формы, угрожающие жизни пациента.

Причины недостаточности гормона

Инсулиновая недостаточность может образовываться по ряду причин. Это:

  1. Прием «вредной» пищи, частые переедания.
  2. В составе рациона преобладает большое количество сахара и белой муки. Для преобразования такого количества сахара поджелудочная железа обязана продуцировать большие объемы инсулина. Иногда орган не в состоянии справиться с такой задачей, происходит дисфункция отделов железы.
  3. Наличие хронических и тяжелых инфекционных заболеваний. Они ослабляют иммунную функцию и повышают риск сопутствующих патологий.
  4. Сильные стрессы, нервные потрясения. Уровень глюкозы прямо пропорционально зависит от психологического состояния человека, при нервных возбуждениях уровень сахара в крови повышается до критических отметок.
  5. Высокие физические нагрузки либо полная пассивность.
  6. Воспалительные процессы в поджелудочной железе.
  7. Осложнения после оперативного вмешательства.
  8. Наследственная предрасположенность.
  9. Недостаток белка и цинка, а также повышенный уровень железа.

Переизбыток инсулина

Высокий уровень инсулина несет не меньшую опасность для здоровья человека. Это также может вызвать гипогликемию, что означает критическое понижение содержания сахара в крови.

Симптомы

При повышенном уровне гормона клетки тканей прекращают получать необходимое количество сахара.

При повышенном инсулине отмечаются такие симптомы:

  • головная боль;
  • заторможенность;
  • спутанность сознания;
  • судороги;
  • появление прыщей и перхоти;
  • повышенное потоотделение;
  • образование кисты в яичниках;
  • нарушение менструального цикла;
  • бесплодие.

В тяжелых запущенных ситуациях гиперфункция гормона может привести к коме и летальному исходу.

Важно. Инсулин обладает сосудосуживающим эффектом, поэтому его переизбыток способствует повышению артериального давления и нарушению кровообращения в головном мозге. Эластичность артерий снижается, а стенки сонной артерии все более утолщаются. Данный факт становится причиной отсутствия четкого мышления у человека по мере его старения.

Главный признак избытка инсулина – головная боль и заторможенность.
Главный признак избытка инсулина – головная боль и заторможенность.

По истечении некоторого времени, при отсутствии должной терапии, клетки поджелудочной железы «осознают», что в организме отмечается наличие инсулина сверх нормы и полностью перестают производить гормон. Это может привести к сахарному диабету.

Уровень гормона начинает стремительно падать и выполнять свои непосредственные жизненно-важные функции. Это приводит к нарушению метаболизма, кислородному голоданию клеток и их деструкции.

Причины

Переизбыток инсулина может быть вызван рядом причин. Среди основных факторов, влияющих на данную патологию, является ожирение. У людей с лишним весом происходит медленное усвоение жиров, снижается функция кровообращения, развивается почечная недостаточность.

Важно. У диабетиков основной причиной повышения гормона в крови является передозировка инъекциями инсулина.

Причины повышения уровня гормона:

  1. Опухолевые образования поджелудочной железы (в основном это доброкачественные новообразования, имеющие название инсулиномы). Они благоприятствуют усилению выработки гормона.
  2. Патологическое разрастание β-клеток.
  3. Дисфункция выработки глюкагона, способствующего расщеплению гликогена в печени (запаса глюкозы).
  4. Сбой углеводного обмена.
  5. Патологии печени и почек.
  6. Поликистоз яичников.
  7. Наличие нервно-мышечного заболевания, такого как дистрофическая миотония.
  8. Злокачественные новообразования брюшной полости.
  9. Чрезмерные физические нагрузки.
  10. Частые стрессовые ситуации и нервные возбуждения.

На повышенный уровень гормона влияет неправильное питание. Это могут быть частые переедания и употребление «вредной» пищи и сладостей, а также голодание с целью резко снизить вес.

Снижение продукции таких гормонов, как глюкокортикоидоы, кортикотропины и соматотропины, увеличивают выработку инсулина.

Последствия повышенного содержания инсулина

Избыток инсулина в крови приводит к серьезным нарушениям в организме. При повышенном уровне гормона происходят сбои в кровообращении, что чревато развитием гангрены конечностей, почечной недостаточности и дисфункции центральной нервной системы. Также негативное влияние оказывается на репродуктивную функцию, у женщин эндокринные нарушения приводят к бесплодию.

На фоне повышенного инсулина развиваются такие патологические состояния:

  • инсулинома;
  • инсулиновый шок;
  • синдром хронической передозировки.

Таблица №6. Патологические состояния, вызванные избытком гормона.

Патология Описание

Инсулинома.
Инсулинома.
Доброкачественное новообразование, сформированное из β-клеток, вырабатывающее избыточное количество гормона. Клиническая картина проявляется периодическими симптомами гипогликемии.

Инсулиновый шок.
Инсулиновый шок.
Состоит из комплекса признаков, появляющихся при однократном введении повышенной дозы инсулина.

Синдром хронической передозировки (синдром Сомоджи).
Синдром хронической передозировки (синдром Сомоджи).
Комплекс признаков, появляющихся при длительном систематическом введении избыточного количества инсулина.

Глюкоза является главным источником энергии, необходимой организму в достаточном объеме. При нарушении функций инсулина затормаживается деятельность ферментов, направленных расщеплять гликоген в глюкозу и перенаправлять ее в клеточную ткань головного мозга.

На этом фоне головной мозг не получает достаточное количество энергии и питательных веществ, что приводит к заторможенности, снижению мышления, спутанности сознания и головным болям.

Влияние инсулина при различных патологических состояниях

Как мы уже выяснили, инсулин играет очень важную роль в деятельности всего организма. Тяжелые последствия могут наступить, как при пониженном уровне гормона, так и при повышенном.

При наличии симптомов, указывающих на дисфункцию поджелудочной железы, следует незамедлительно предпринимать соответствующие методы лечения. Нарушения в выработке инсулина воздействуют негативно на организм, если имеются какие-либо патологические изменения. Рассмотрим некоторые из них.

Раны при сахарном диабете

Наверняка каждый знает, что раны при сахарном диабете представляют особую опасность, особенно, если отмечается нагноение. Лечение проходит довольно сложно и связано это с тем, что организм не способен сопротивляться воспалению и пересыханию кожного покрова.

Если в организме повышен или понижен инсулин, при обработке ран возникают сложности ввиду определенной особенности заживления. Рана только начинает заживляться, как происходит пересыхание кожи, что способствует растрескиванию. Каждый раз в трещины попадает инфекция, которая вызывает воспалительный процесс и нагноение.

Важно. Основным фактором, оказывающим влияние на заживление ран, является диабетическая нейропатия. Это патология, образовавшаяся как осложнение сахарного диабета. Заболевание встречается у 50% всех пациентов.

Если у больного рана не заживляется в течение нескольких дней, то она преобразуется в гнойную язву. В медицинской практике такому обстоятельству дали название диабетическая стопа, так как в основном подвергаются таким процессам стопы и пальцы ног.

Незаживающие раны у диабетиков в основном образуются на ногах и стопах, такое явление получило название диабетическая стопа.
Незаживающие раны у диабетиков в основном образуются на ногах и стопах, такое явление получило название диабетическая стопа.

Совет. Диабетикам запрещено обрабатывать раны йодом, перекисью водорода и салициловой кислотой. Эти средства могут нанести непоправимый вред кожным покровам.

Пациентам с диагнозом СД следует тщательно следить за кожными покровами, а при наличии любого повреждения сразу обращаться к врачу. Затянувшийся процесс нагноения довольно сложно излечить, у пациентов повышается риск образования гангрены.

Почечная недостаточность

Очень часто сахарный диабет приводит к почечной недостаточности, что доставляет огромные проблемы больному. При наличии данной патологии человеку требуются регулярные процедуры диализа.

В некоторых случаях показана операция по пересадке почки. Повышенный или пониженный инсулин при почечной недостаточности становится причиной мучительных страданий и приводит к неминуемой смерти.

Совет. Поддержание сахара в крови ближе к норме исключает вероятность поражения почек. Для этого следует постоянно контролировать свое здоровье, своевременно проводить лечебные мероприятия, правильно питаться и заниматься неактивным спортом.

Определить поражение почек на ранней стадии позволяют такие анализы:

  • анализ крови на креатинин;
  • анализ мочи на микроальбуминурию.
Сахарный диабет зачастую дает осложнения на почки, может развиться почечная недостаточность.
Сахарный диабет зачастую дает осложнения на почки, может развиться почечная недостаточность.

Сахарный диабет при беременности

У беременных с диагнозом сахарный диабет повышается риск поздних токсикозов, проявляющихся:

  • водянкой;
  • нефропатией;
  • преэклампсией.

Также у женщин в период беременности увеличивается риск преждевременных родов, развития инфекции мочевыводящих путей и самопроизвольных абортов.

Самым ранним симптомом является увеличение массы тела в третьем триместре беременности. Норма прибавки в весе составляет 350 грамм в неделю.

Инсулинотерапия у беременных способна исключить риск развития патологий у новорожденного.
Инсулинотерапия у беременных способна исключить риск развития патологий у новорожденного.

Отметим, что своевременная терапия СД исключает риски осложнений для плода, но если женщина не обращает внимания на симптомы диабета, принимая их за обычный токсикоз, то влияние инсулина при беременности на плод, а вернее его нарушенная выработка, может быть довольно серьезной.

Таблица №7. Последствия влияния инсулина на плод:

Патология Описание

Макросомия (крупный плод).
Макросомия (крупный плод).
Сахар проникает через плаценту к плоду в огромном количестве, но при этом инсулин не имеет способности проникать через плаценту, он разрушается ферментом инсулиназой. Поступивший сахар в организм плода под воздействием собственного количества инсулина начинает преобразовываться в жир. Большой вес плода во время родов несет большой риск получения родовых травм, как для матери, так и для ребенка.

Синдром расстройства дыхания новорожденного.
Синдром расстройства дыхания новорожденного.
Осложнение возникает на фоне снижения функции активного вещества в легочной ткани сурфактанта. Именно он помогает легким приобрести необходимую форму при первом вздохе малыша. Но выработка сурфактанта под действием избыточного содержания глюкозы начинает снижаться, что и становиться причиной расстройства дыхательной функции.

Хроническая гипергликемия.
Хроническая гипергликемия.
Наличие у будущей матери гипергликемии приводит к дефициту магния и калия, неврологическим расстройствам, желтухе и сердечно-дыхательной недостаточности у плода.

Все эти возможные осложнения позволит избежать своевременная терапия СД. Основополагающим фактором профилактики осложнений является правильное питание и тщательный контроль уровня глюкозы. При наличии отклонений требуется незамедлительная его коррекция.

При наличии показаний требуется инсулинотерапия, она не принесет вреда малышу, так как мы уже отмечали, что инсулин не способен проникать через плаценту. Доза препарата назначается врачом в зависимости от типа заболевания и триместра беременности женщины.

В период родов инсулин вводится дробными порциями и сопровождается постоянным контролем уровня сахара, а его коррекция возможна введением внутривенно 5% раствора глюкозы.

Выведение инсулина

Элиминация инсулина из организма происходит в печени и почках. Большая часть гормона разрушается при достижении портальной печеночной системы. В клеточной ткани печени инсулин появляется под воздействием фермента инсулиназы. Фермент разрушает структуру гормона, и он расщепляется на аминокислоты. Остальная часть гормона выводится почками.

Глюкоза является энергией для организма, но только при проникновении ее в клеточную ткань. Ее проводником выступает  инсулин, только после проникновения в клетки глюкоза может быть использована организмом.

Излишнюю часть сахара инсулин преобразует в гликоген, который является энергетическим запасом организма. При нарушениях данного механизма организм подвергается высокому риску развития сахарного диабета и сопутствующих заболеваний.

Контроль уровня сахара является неотъемлемой частью здоровья человека. Всегда нужно помнить, диабет легче предупредить, чем лечить, тем более что диабетики всю оставшуюся жизнь посвящают контролю уровня сахара и инсулинотерапии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru