Как вырабатывается инсулин поджелудочной железой
Для нормального функционирования человеческому организму постоянно нужна глюкоза. Это и есть та жизненная сила, которая обеспечивает клетки энергией. На нужном уровне глюкозу держит гормон поджелудочной железы — инсулин. Только он помогает клеткам впитывать ее для своих энергетических нужд из крови. Инсулин вырабатывается в поджелудочной железе 24 часа в сутки, но наибольшее количество гормона поступает в кровь после еды. Нарушения работы поджелудочной по продуцированию инсулина приводят к диабету.
Гормональная функция поджелудочной железы
Поджелудочная железа вырабатывает инсулин. Без него невозможен обмен веществ в организме. За синтез гормона отвечают бета-клетки. В них содержатся:
- митохондрии — своеобразные энергетические станции;
- рибосомы, где, собственно, и происходит начальное формирование белка инсулина из аминокислот.
Далее «заготовка» поступает в сеть каналов аппарата Гольджи. Там завершается сборка молекул. По такой общей схеме бета-клетки вырабатывают инсулин.
Гормон, который вырабатывает поджелудочная железа, выделяется в кровоток в ответ на повышение уровня глюкозы. Глюкоза, не усвоенная сразу, связывается в молекулы гликогена в мышцах, печени и подкожной жировой клетчатке. Организм расходует эти запасы, если с момента последнего приема пищи прошло много времени, или после активной физической нагрузки.
Гликоген снова расщепляется на молекулы глюкозы, и в клетки поступает необходимая для жизнедеятельности энергия. Когда запасы мышц и печени истощены, организм приступает к использованию жира, который расщепляется на глицерин и жирные кислоты. И наоборот, если энергетические депо мышц и печени заполнены до отказа (при переизбытке простых углеводов), стартует преобразование глюкозы в жир.
Гликоген синтезируется почти во всех тканях организма, но наибольшие его запасы хранятся именно в печени и мышцах. После активной спортивной тренировки или другой сопоставимой с ней нагрузки гликоген в мышечной ткани быстро расходуется. Его запасы восстанавливаются в периоды отдыха и после приема богатой углеводами пищи. Гликоген в печени начинает снова преобразовываться в глюкозу, если организм не получает пищу на протяжении длительного времени.
В обмене веществ участвует также глюкагон, который является антагонистом инсулина. Именно этот гормон дает сигнал клеткам печени из своих запасов поставлять глюкозу в кровь. Он синтезируется альфа-клетками островков Лангерганса, которые содержит поджелудочная железа.
Кроме инсулина, поджелудочная железа вырабатывает ферменты, которые необходимы для нормального пищеварения.
Как происходит регуляция уровня глюкозы
Бета-клетки реагируют на содержание глюкозы в крови. При повышении уровня глюкозы бета-клетки стимулируют выработку инсулина. К количеству глюкозы особенно чувствительны инсулинозависимые мышечная и жировая ткани. На них приходится порядка двух третей клеточной массы в человеческом теле.
Если инсулин — это гормон поджелудочной железы, выполняющий функцию снижения уровня глюкозы в крови, то все остальные гормоны выполняют противоположную функцию, увеличивая его.
Гормональное регулирование также осуществляют:
- глюкагон;
- адреналин;
- глюкокортикоиды;
- соматотропин.
Помимо важнейшей задачи по снижению уровня сахара, действие инсулина на организм следующее:
- Повышает проницаемость клеток для проникновения в них глюкозы.
- Способствует усвоению белков.
- Обеспечивает синтез жирных кислот в печени.
- Помогает регенерационным процессам.
- Помогает усвоению микроэлементов.
- Препятствует попаданию жирных кислот в кровоток.
Норма инсулина в крови
Этот важный для обменных процессов гормон поджелудочная железа продуцирует постоянно. Однако наибольшее его количество выделяется после каждого очередного приема пищи. Нормы инсулина в крови разнятся в зависимости от возраста и пола:
- дети — 3-20 мкЕд/мл;
- люди преклонного возраста — 6-30 мкЕд/мл;
- мужчины и женщины — 3-25 мкЕд/мл;
- беременные женщины — 6-26 мкЕд/мл.
Если поджелудочная железа выделяет недостаточно гормона, это свидетельствует о нарушении ее работы. При определении уровня гормона и сопоставлении его с предельными показатели в первую очередь нужно ориентироваться на референтные значения (точные данные), используемые в конкретной лаборатории, где проводится исследование.
Изменение выработки инсулина — причины, симптомы и последствия
Процесс выработки гормона нарушается при наличии тех или иных заболеваний поджелудочной железы. В частности, панкреатит приводит к изменению тканей органа. В результате воспаления клетки, отвечающие за выработку ферментов и гормонов, гибнут, и их замещает соединительная ткань.
Если вы заметили у себя симптомы изменения уровня инсулина в крови, обязательно посетите врача.
В результате возникает не только внешнесекреторная недостаточность (проблемы с выработкой пищевых ферментов). Поджелудочная железа и инсулин оказывается неспособна вырабатывать в нужном количестве.
Однако не у всех пациентов патология развивается именно в такой последовательности. Бывает так, что пациенты, которым уже поставили диагноз «диабет второго типа», начинают страдать панкреатитом.
Почему появляется избыточная секреция
Повышенную выработку могут провоцировать различные факторы:
- нерегулярное и несбалансированное питание, изобилующее простыми углеводами;
- повышенные физические и психические нагрузки;
- ожирение;
- дефицит витамина Е и хрома.
Уровень гормона может подняться из-за болезней поджелудочной железы (речь идет о нарушении эндокринной функции органа), печени и опухолей в брюшной полости, а также при наступлении беременности. Низкие показатели могут говорить как о банальном физическом истощении (сильной усталости), так и о начале диабета.
Почему поджелудочная железа не вырабатывает инсулин
За нехваткой инсулина стоит гибель синтезирующих его бета-клеток из-за атак собственной иммунной системы. При недостатке гормона поджелудочной железы инсулина клетки не имеют возможности впитывать глюкозу, а уровень сахара в крови продолжает оставаться гораздо выше допустимых норм.
Лечение нарушений
До настоящего времени медицина не имеет однозначного ответа на вопрос, как заставить поджелудочную железу вырабатывать инсулин. Исследования в данной области продолжаются, и одно из перспективных направлений — трансплантация бета-клеток. Широкого распространения процедура пока не получила из-за высокой стоимости и сложностей с получением донорского материала.
Свою версию по этому поводу предложили ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Согласно результатам исследования, некоторые случаи диабета связаны с тем, что бета-клетки начинают испытывать дефицит кислорода и теряют способность вырабатывать инсулин.
На этом принципе может базироваться инновационный метод борьбы с диабетом. Однако достаточных для его использования результатов ученые пока не представили. Поэтому крайне важно строго следовать разработанной лечащим врачом индивидуальной схеме инсулиновой терапии.
Диабет
Если происходит сбой работы поджелудочной железы, однозначно нарушается нормальный процесс выработки инсулина. Стопроцентной защиты от диабета первого типа не существует, поскольку огромное значение в его развитии играет генетическая предрасположенность. А вот профилактике инсулинонезависимого диабета (второго типа) можно и нужно следовать. Развивается заболевание из-за переизбытка углеводов в пищевом рационе и гиподинамии, то есть малоподвижного образа жизни.
По каким причинам происходит дефицит инсулина при диабете
Дефицит инсулина возникает, если речь идет о диабете 1 типа. При втором типе заболевания гормона более, чем достаточно, но клетки слабо реагируют на него и в результате не получают глюкозу в достаточном количестве. Аутоиммунный диабет возникает из-за атак со стороны иммунной системы бета-клеток поджелудочной и связан с наследственным фактором.
Первый тип чаще всего возникает у молодых людей. Редко его диагностируют у пожилых, которые из-за лишнего веса, неправильного питания и сопутствующих заболеваний в основном страдают вторым типом болезни. У этой группы пациентов дефицит инсулина может возникнуть, если заболевание из-за длительного некорректного лечения перейдет в первую форму.
Инсулиновая терапия
Инсулинозависимый диабет предполагает использование индивидуальной схемы приема инсулина, которую расписывает врач-эндокринолог. Когда и сколько инсулина колоть, определяют на основании результатов исследования, проведенного пациентом самостоятельно. Как минимум на протяжении недели он должен фиксировать, как изменяется уровень сахара в крови. Важнейшие показатели — уровни глюкозы перед сном и утром после пробуждения.
Ознакомившись с результатами исследования и сопутствующих обстоятельств (особенности питания пациента, образ жизни и физическая активность), лечащий врач примет решение, потребуется ли использовать продленный инсулин для поддержания уровня глюкозы натощак и следует ли колоть быстрый инсулин перед приемом пищи. Подобранная врачом схема инсулинотерапии дополняется корректно сбалансированной диетой.
Как избежать сахарного диабета при болезнях поджелудочной
При хронических заболеваниях поджелудочной железы высок риск развития сахарного диабета, но он все же не составляет 100%. При адекватном и своевременном лечении основного заболевания осложнений в виде диабета вполне можно избежать. Часто проблема заключается в игнорировании симптомов.
О неблагополучии поджелудочная железа сигнализирует регулярно возникающими болями. Если другие симптомы отсутствуют, боли купируют и считают, что проблема решена. А работа органа уже нарушена, и процесс может медленно прогрессировать. Спустя несколько лет к болевому синдрому добавляются другие неприятные симптомы. Мучает изжога, периодически возникает вздутие живота.
Если патологический процесс зашел слишком далеко, пациент теряет аппетит, его может часто беспокоить диарея. Симптомы являются следствием инсулиновых выбросов бета-клеток. При любых подобных симптомах крайне важно обратиться к врачу и после обследования пройти курс лечения. Только так можно предупредить развитие диабета второго типа.
При игнорировании симптомов клетки поджелудочной железы продолжают гибнуть. При дефиците инсулина уровень глюкозы в крови держится выше нормы. Развивается диабет, поджелудочная продолжает разрушаться. При одновременном лечении панкреатита и сахарного диабета стоят два важные задачи: восстановить углеводный обмен и наладить выработку пищеварительных ферментов.
Источник
Инсулин – это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, который необходим для метаболизма углеводов и, в меньшей степени, жиров. Благодаря инсулину энергия (глюкоза) из пищи переносится из крови в клетки. Таким образом снижается уровень сахара в крови и обеспечивается питание клеток.
Когда уровень инсулина в норме, уровень сахара в крови в норме. Когда инсулин слишком низкий (или не работает должным образом), диагностируется диабет. Когда уровень инсулина высокий, а уровень сахара в норме, мы говорим об инсулинорезистентности.
Диабет 1 типа, диабет 2 типа и инсулинорезистентность – это проблемы со здоровьем, которые связаны с инсулином – гормоном, необходимым для жизни. Он нужен организму в строго определенном количестве. Опасны как дефицит инсулина, так и его чрезмерный избыток.
Какую роль инсулин играет в организме? Когда следует проверять его уровень? Что происходит, когда инсулина слишком мало или слишком много?
Как действует инсулин
Инсулин – это гормон, понижающий уровень сахара в крови. Его образно называют ключом, открывающим клетки энергии из пищи. Источником энергии для организма являются углеводы. Энергия из простых углеводов проникает в кровь практически сразу после еды, сложные углеводы сначала нужно расщепить на простые сахара – глюкозу в процессе пищеварения. Она циркулирует в крови и попадает в клетки только в присутствии инсулина. Без инсулина клетки не могут получать энергию из пищи, даже если в крови много глюкозы.
Механизм действия инсулина
Отсюда взаимосвязь между уровнем сахара и инсулином. Когда этот гормон отсутствует, глюкоза не попадает в клетки, она остается в крови, что приводит к гипергликемии. Состояние диагностируют в лабораторных исследованиях или с помощью глюкометра.
Важно отметить, что инсулин не снижает уровень сахара в крови до нуля, то есть не вся энергия из пищи поступает в клетки. Строго определенное количество сахара остается в крови и является топливом, необходимым для работы мозга. Мозгу постоянно нужна глюкоза, это орган, не зависящий от действия инсулина, он забирает сахар из крови без этого гормона.
Вот почему в крови здорового человека содержится определенное количество сахара, которое в лабораторных условиях дает результат в диапазоне 70-99 мг/дл глюкозы натощак.
Инсулин – это белок. Поэтому его следует принимать в виде подкожной инъекции. Таблеток инсулина не существует, потому что они перевариваются в пищеварительном тракте.
Подкожная инъекция инсулина
Инсулин и глюкагон
Инсулин вырабатывается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. После обильной еды с большим количеством углеводов уровень этого гормона в кровотоке значительно увеличивается. Между приемами пищи и ночью уровень инсулина ниже.
Гормон, противоположный инсулину, – это глюкагон, повышающий уровень сахара в крови. В здоровом организме эти два гормона остаются в равновесии. Глюкагон высвобождается, когда сахар в крови начинает слишком низко падать (например, ночью), а инсулин – когда сахар в крови начинает слишком сильно повышаться.
Благодаря сбалансированной секреции этих двух гормонов, у здорового человека уровень сахара остается нормальным как после обильной еды, так и в результате многочасового голодания.
Инсулин – анаболический или строительный гормон, благодаря которому можно выращивать клетки (неиспользованная глюкоза превращается в жир). Высокий уровень инсулина в организме, типичный для инсулинорезистентности, способствует увеличению избыточного веса.
Когда не хватает инсулина
Отсутствие или тяжелая недостаточность инсулина означает диабет типа 1. Это заболевание диагностируется по заметно повышенному уровню сахара в крови (гипергликемия). Его лечение заключается в восполнении дефицита инсулина. Причина нехватки инсулина у пациентов с диабетом 1 типа – это разрушение иммунной системой бета-клеток поджелудочной железы (аутоиммунное заболевание).
Сегодня на рынке представлено множество препаратов инсулина. Инсулин животного происхождения ушел в прошлое, сегодня применяются так называемый человеческий инсулин и аналог инсулина.
Инсулины различаются не только способом их получения, но и временем действия. В инсулиновой терапии используются инсулины короткого действия, 3-5 часов, которые следует принимать во время еды, и базальные инсулины, действующие в течение 18-24 часов, которые сохраняют нормальный уровень сахара в крови между приемами пищи.
Симптомы нехватки инсулина:
- Очень сильная жажда;
- Отхождение большого количества мочи;
- Похудение – клетки голодают, не могут получать энергию из крови, организм начинает сжигать жир, что приводит к потере веса.
Очень сильная жажда
Похудение
До того как был «изобретен» инсулин, диабет 1 типа считался смертельным заболеванием. Пострадавшие пациенты гибли от крайнего недоедания. Поскольку теперь инсулин производят в лабораториях, и он доступен всем, диабет 1 типа перешел в разряд хронических заболеваний.
Когда слишком много инсулина
Избыток инсулина тоже вреден для организма. Мы имеем дело с высоким уровнем инсулина в крови при:
- сахарном диабете 2 типа;
- резистентности к инсулину.
Инсулинорезистентность – это нарушение обмена веществ, диабет 2 типа – это заболевание, которое возникает в результате инсулинорезистентности, поэтому эти проблемы можно обсуждать вместе. Они отличаются тем, что гликемия нормальна при инсулинорезистентности и повышена при диабете 2 типа.
Инсулинорезистентность
Высокая концентрация инсулина возникает, когда поджелудочная железа вынуждена производить избыточный инсулин. Когда это происходит? Когда клетки организма нечувствительны к инсулину (другими словами – устойчивы к нему). Чтобы преодолеть это сопротивление, поджелудочная железа вырабатывает повышенное количество гормона, что дает побочные эффекты:
- Инсулин стимулирует аппетит;
- Как анаболический гормон, он способствует увеличению веса.
Выработка большого количества инсулина ложится нагрузкой на поджелудочную железу, она перестает быть эффективной в этом процессе. Поэтому на основе инсулинорезистентности развивается диабет 2 типа.
Когда проверяют уровень инсулина?
Уровни инсулина проверяются в трех случаях:
- У пациентов с диабетом 1 типа, как правило, сразу после постановки диагноза, чтобы узнать, секретирует ли поджелудочная железа больше инсулина. Это делается путем выравнивания пептида C.
- У людей с подозрением на инсулинорезистентность с целью подтверждения / исключения низкой чувствительности к инсулину.
- Для подтверждения реактивной гипогликемии (чрезмерное падение уровня глюкозы в крови у людей без диабета).
Поделиться ссылкой:
Источник
В этой статье вы узнаете:
Очень важно знать, как работает организм в норме, чтобы понять те изменения, которые происходят в нем при развитии диабета. Большинство процессов в теле человека контролируются гормонами. Органом, вырабатывающим инсулин, является поджелудочная железа. Гормон синтезируется в особых клетках, которые называются бетта-клетками.
Такие клетки располагаются в железе в виде отдельных обособленных скоплений. Их называют островками Ларгенганса.
Кроме выработки инсулина поджелудочная железа также синтезирует пищеварительные ферменты. Как правило, эта функция железы не изменяется и хорошо выполняется без отклонений только у пациентов с диабетом 1 типа.
При втором типе на состояние поджелудочной влияет не только диабет, но и множество сопутствующих заболеваний (ожирение, желчекаменная болезнь, хронический гастрит и другие), отчего ее функция может измениться самым различным образом.
Почему поджелудочная перестает вырабатывать инсулин?
Иммунная система помогает человеку бороться с вирусами, микробами, уничтожает чужеродные клетки, в том числе и раковые, которые могут образовываться в процессе жизни человека. Происходит постоянное обновление клеток в разных органах: старые гибнут, а новые образуются, замещая их.
Расположение поджелудочной железы
Это касается и бетта-клеток поджелудочной железы. Иммунитет в норме хорошо различает «свои» клетки от «чужеродных».
У пациентов с диабетом 1 типа происходит «поломка» в иммунитете, и организм начинает воспринимать собственные клетки как чужие, и убивает их.
Наследственность и действие окружающей среды (чаще всего вирусы) изменяют свойства β-клеток.
Выделяют ряд причин, почему поджелудочная железа не вырабатывает инсулин.
Таблица – Причины, из-за которых может снижаться выработка инсулина
Происходят следующие процессы:
- Выделяются аутоантигены.
- Клетки иммунной системы (макрофаги МФ, дендритные клетки ДК) передают переработанные аутоантигены Т-лимфоцитам, которые, в свою очередь, начинают воспринимать их как чужеродные.
- Часть Т-лимфоцитов, превратившихся в специфические цитотоксические аутоагрессивные лимфоциты (ЦТЛ).
- Развивается воспаление поджелудочной железы и разрушение β-клетки.
Этот процесс длительный и протекает с различной скоростью: от нескольких месяцев у маленьких детей до нескольких лет у взрослых.
Аутоиммунное разрушение β-клеток
По данным научных исследований, у людей с наследственной предрасположенностью к сахарному диабету 1 типа уже за несколько лет до начала заболевания в крови определяются специфические антитела (IAA, ICA, GADA, IA-2β), которые, не разрушая β-клетку, являются ранними маркерами риска развития СД 1 типа.
К сожалению, в иммунной системе сохраняется память к антигенам β-клеток, поэтому процесс их разрушения очень трудно остановить.
Учёные считают, что при диабете 1 типа бетта-клетки могут восстанавливаться. Даже при гибели 90 % процентов всех бетта-клеток из оставшихся 10 % может произойти восстановление. Однако для этого необходимо остановить «агрессивную» реакцию иммунной системы. Только тогда станет возможным излечение от этой болезни.
Стадии развития диабета 1 типа
Только введение инсулина может быть настоящим лечением сахарного диабета 1 типа.
Некоторые исследования были направлены на изучение возможности остановить «агрессивное поведение» иммунной системы по отношению к бетта-клеткам путём применения нескольких групп препаратов. Однако достоверных положительных результатов получено не было.
Большую надежду учёные связывают с возможностью применения моноклональных антител, способных изменить агрессивный иммунитет в благоприятную сторону, т. е. снизить аутоиммунную реакцию в поджелудочной железе.
Эти исследования являются очень перспективными, поскольку в случае отсутствия контроля над иммунитетом даже пересадка островков Ларгенганса и применение стволовых клеток будут бессмысленны.
Работа инсулина
Основная функция гормона заключается в том, что он связывается с рецептором на клетке (специальный датчик узнавания). Если узнавание произошло («ключ подошел к замку»), то клетка становится проницаемой для глюкозы.
Воздействие инсулина на клетку
Выработка инсулина начинается уже тогда, когда мы видим еду и ощущаем ее запах. По мере переваривания пищи, высвобождения из нее глюкозы и попадания ее в кровь, бетта-клетки увеличивают выработку инсулина, поэтому, у здоровых людей уровень сахара крови всегда сохраняется в пределах нормы и не зависит от того, сколько сладкого они съели.
Инсулин отвечает за попадание глюкозы в так называемые «инсулинозависимые ткани»: печень, мышцы, жировая ткань.
Интересный факт: Самые главные органы не нуждаются в инсулине. В «инсулиннезависимые» клетки сахар из крови попадает просто по градиенту концентрации: когда его в клетке меньше, чем в крови, он свободно переходит в клетку. Такими органами являются головной мозг, нервы, сетчатка, почки, надпочечники, кровеносные сосуды и эритроциты.
Такой механизм необходим для того, чтобы в случае недостатка глюкозы крови выработка инсулина останавливалась и сахар поступал бы только в самые важные органы.
Организму необходимо немного инсулина даже в ночное время и в периоды голода, чтобы обеспечить усвоение глюкозы, образующейся в печени. Такой инсулин называют базальным или фоновым.
Уровни инсулина и глюкозы в крови
Существует еще болюсный инсулин. Это то количество гормона, которое вырабатывается в ответ на прием пищи.
Помните, необходимо научиться рассчитывать и вводить себе дозу инсулина в зависимости от количества принятой пищи. Поэтому так важно обучение при сахарном диабете 1 типа. Без знаний о своей болезни и правилах поведения адекватное лечение практически невозможно.
Очень важно также оценивать потребность в инсулине. У человека без диабета вырабатывается приблизительно 0,5 ЕД инсулина на кг массы тела каждый день. Для взрослого с массой тела 70 кг получаем 70*0,5=35 ЕД в сутки.
| Период | Доза инсулина |
|---|---|
| Дети до полового созревания | 0,7–1,0 ЕД/кг/день (Обычно ближе к 1 ЕД/кг/день) |
| Период полового созревания | Мальчики – 1,1–1,4 ЕД/кг/день (иногда даже больше) Девочки – 1,0–1,2 ЕД/кг/день |
| Подростки | Девушки – меньше 1 ЕД/кг/день Юноши – примерно 1 ЕД/кг/день |
| Взрослые | 0,7 – 0,8 ЕД/кг/день |
У большинства пациентов через 1–3 года от момента возникновения потребность в инсулине стабилизируется и составляет 0,7–1,0 ЕД/кг.
Чувствительность к инсулину
Чувствительность организма к гормону важна для определения того, насколько конкретная доза инсулина снизит уровень сахара крови. К сожалению, одна и та же доза инсулина не всегда оказывает одинаковый эффект на снижение глюкозы крови.
Определенные факторы повышают чувствительность к инсулину, другие причины – уменьшают.
Таблица – Факторы, влияющие на чувствительность к инсулину
Инсулинорезистентность означает, что требуется большее количество инсулина, чтобы поучить такой же эффект снижения сахара крови. Другими словами, происходит уменьшение чувствительности к инсулину.
Давно известно, какая железа вырабатывает инсулин. Но что еще, кроме поджелудочной железы, вырабатывает инсулин в организме человека?
В последние годы пристальный интерес вызываю вещества инкретины – это гормоны, секретируемы клетками желудочно-кишечного тракта и стимулирующие действие инсулина.
Наиболее изучены:
- Глюкагоноподобный пептид-1 (ГПП-1);
- Глюкозозависимый инсулиноподобный пептид (ГИП).
Последнее вещество оказывает эффект, сравнимый с действием инсулина.
Основные эффекты инкретинов:
- увеличивают синтез инсулина после еды;
- улучшают потребление глюкозы клетками, что приводит к снижению сахара крови.
Существуют данные, что у пациентов с диабетом данное вещество продолжает синтезироваться в прежних количествах, в то время, как бетта-клетки гибнут. Проблема состоит в том, что инкретины очень быстро распадаются под действием собственных ферментов организма.
Источник