Поджелудочная железа вырабатывает инсулин и глюкагон
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
Мы знаем, что поддержание нормального уровня сахара в крови чрезвычайно важно и иногда может быть проблематичным. Но знаете ли вы, как организм работает, чтобы реализовывать эту важную функцию? Гормон глюкагон регулирует углеводный обмен и играет здесь главную роль.
Функция глюкагона начинает действовать, когда уровень глюкозы в крови становится слишком низким. Глюкагон работает в паре с инсулином, чтобы гарантировать, что в организме поддерживается достаточное количество глюкозы в крови, чтобы обеспечивать необходимый уровень энергии.
К сожалению, эти два важных гормона не всегда работают должным образом, а иногда их выработка и вовсе останавливается. Это может привести к серьезным проблемам со здоровьем, если это не исправить.
Что такое глюкагон и его роль в организме
Глюкагон — это пептидный гормон, который вырабатывается для поддержания соответствующего уровня глюкозы в крови. Исследования показывают, что он предотвращает слишком низкий уровень глюкозы в крови.
Это осуществляется с помощью процесса, называемого гликогенолизом, который происходит, когда глюкагон в печени стимулирует превращение накопленного гликогена в глюкозу. Именно этот процесс позволяет организму поддерживать адекватные концентрации глюкозы в плазме.
Исследования показывают, что глюкагон секретируется из альфа-клеток поджелудочной железы в ответ на:
- гипогликемию
- долгосрочное голодание
- физические упражнения
- употребление высокобелковой пищи
Когда вы поститесь в течение длительного периода времени, этот важный белок способствует использованию накопленного жира для энергии, которая сохраняет потребление глюкозы организмом.
Что регулирует глюкагон, его взаимодействие с инсулином
Как глюкагон работает с инсулином
Глюкагон и инсулин — два гормона, которые работают вместе, чтобы контролировать уровень сахара в крови, но они имеют противоположные эффекты.
Глюкагон выделяется, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, а инсулин — когда уровень сахара в крови становится слишком высоким.
В случае гипогликемии, высвобождение глюкагона стимулируется для того, чтобы исправить дисбаланс. Это может произойти, когда человек постился в течение длительного периода времени или когда употреблял много белковых продуктов.
Инсулин, с другой стороны, стимулируется во время гипергликемии, когда уровень сахара в крови слишком высок. Инсулин сигнализирует клеткам о поступлении глюкозы из крови, чтобы использовать ее в качестве энергии. Когда клетки поглощают глюкозу, уровень глюкозы в крови снижается.
Любая избыточная глюкоза хранится в печени и мышцах как вещество, называемое гликоген. Организм использует гликоген для энергии между приемами пищи.
Глюкагон регулирует превращение гликогена в глюкозу, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, чтобы сохранить этот важный баланс.
Организм определяет, какой гормон необходим для поддержания баланса сахара в крови. Исследования доказывают, что выброс глюкагона предотвращается при повышении уровня глюкозы в крови и после приема пищи с высоким содержанием углеводов. С другой стороны, гормон высвобождается после еды с высоким содержанием белка.
Инсулин также играет роль в этом балансе — его высвобождение происходит после еды с высоким содержанием углеводов и предотвращается после еды с высоким содержанием белка. Действие глюкагона и инсулина происходит в течение всего дня, регулируя уровень глюкозы в крови и запасы энергии.
Расстройства обмена глюкозы
Нарушение метаболизма глюкозы происходит, когда организм не может перерабатывать сахар в энергию. Люди должны поддерживать нормальный уровень сахара в крови, чтобы питать центральную нервную систему.
Наиболее распространенным состоянием, которое препятствует способности организма поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови, является диабет.
Инсулин и глюкагон не производятся и не выделяются должным образом у диабетиков. Это может привести к опасно высокому уровню глюкозы в крови.
Существует несколько типов диабета, которые влияют на уровень инсулина и глюкагона, в том числе:
- Диабет 1 типа: менее распространенная форма диабета, при которой иммунная система разрушает клетки, вырабатывающие инсулин, поэтому гормон не вырабатывается самостоятельно организмом и должен приниматься извне. Диабет 1 типа обычно вызывает более тяжелые симптомы диабета, и симптомы обычно развиваются раньше и в более молодом возрасте, чем диабет 2 типа.
- Диабет 2 типа: это когда ваш организм вырабатывает инсулин, но ваши клетки не реагируют на него должным образом. Диабет 2 типа приводит к повышению уровня глюкозы в крови, потому что инсулин не может взять его из крови для получения энергии.
- Преддиабет: симптомы преддиабета возникают, когда уровень глюкозы в крови превышает норму, но ниже определенного порога диабета. Это считается «состоянием риска», и его обычно можно предотвратить с помощью изменения образа жизни и диеты. Состоянию преддиабета также предшествуют метаболический синдром и инсулинорезистентность.
- Гестационный диабет: диагностируется между 24 и 28 неделями беременности и возникает, когда уровень сахара в крови беременной женщины слишком высок.
Две ситуации, которые могут возникнуть, когда гормоны инсулин и глюкагон не функционируют должным образом:
Гипогликемия. Низкое содержание глюкозы в крови может возникнуть в результате голодания, чрезмерных физических нагрузок и непреднамеренного приема пациентами с диабетом слишком большого количества инсулина или лекарств, снижающих уровень глюкозы. Признаки гипогликемии включают в себя:
- голод
- беспокойство и дрожь
- потливость
- головокружение
- головная боль
- мышечная слабость
- туман мозга
Гипергликемия. Повышенное содержание глюкозы в крови возникает, когда организм не вырабатывает достаточное количество инсулина или не может правильно его использовать. Это происходит у пациентов с диабетом и людей с гормональным дисбалансом. Симптомы обычно включают в себя:
- усиление жажды
- частое мочеиспускание
- проблемы с концентрацией
- затуманенное зрение
- головные боли
- слабость
- онемение конечностей.
Использование глюкагона для инъекций
Наш организм вырабатывает глюкагон естественным путем, но существует также синтетическая версия, которая доступна в качестве рецептурного лекарства.
Инъекции глюкагона иногда необходимы в тяжелых случаях гипогликемии. Инъекционные наборы глюкагона доступны для пациентов с диабетом, если они теряют сознание в результате тяжелой реакции на инсулин, или для людей с необычным случаем дефицита секреции глюкагона.
Набор для экстренной помощи обычно содержит лиофилизированный глюкагон в форме порошка, который можно использовать в качестве инъекции в шприце-разбавителе объемом один миллилитр. Порошок содержит одну единицу глюкагона, что составляет 1 миллиграмм, и 49 миллиграммов лактозы. Перед инъекцией лекарство смешивается с разбавителем.
Эффект от инъекции глюкагона ограничен. Человек, страдающий от тяжелой гипогликемии, должен будет потреблять углеводы, как только он или она сможет это сделать, чтобы поддерживать баланс сахара в крови.
Дозировка
Одна единица глюкагона обычно содержит 1 миллиграмм, что является рекомендуемой дозой для взрослых и детей весом более 20 кг с гипогликемией. Дети весом до 20 кг должны получать 0,5 единицы, что составляет 0,5 мг глюкагона.
Другая распространенная рекомендация по дозировке составляет 20-30 микрограммов на один килограмм массы тела.
Единицы глюкагона можно вводить с помощью набора для неотложной помощи внутривенно, внутримышечно или подкожно.
После гипогликемического эпизода, требующего введения глюкагона, медицинский работник должен быть уведомлен об этом, а уровень глюкозы должен контролироваться до тех пор, пока он не будет восстановлен.
Риски, побочные эффекты и взаимодействия
Побочные эффекты глюкагона могут включать тошноту и рвоту. Однако это также симптомы гипогликемии, для которых можно использовать синтетический глюкагон.
В редких случаях лекарства глюкагона могут вызывать симптомы аллергии, такие как сыпь, зуд, проблемы с дыханием и пониженное кровяное давление.
Для людей с условиями, которые не позволяют их печени правильно вырабатывать глюкозу, прием глюкагона не будет эффективным. Это может включать пациентов с надпочечниковой недостаточностью и хронической гипогликемией.
В этих случаях пероральная глюкоза может быть более эффективной.
В организме может выделяться слишком много глюкагона, что вызвано редкой опухолью в поджелудочной железе, называемой глюкагономой.
Чрезмерный глюкагон может вызвать проблемы со здоровьем, такие как:
- сахарный диабет
- тромбоз
- кожная сыпь
- потеря веса.
Глюкагон взаимодействует с определенными лекарствами, в частности с антикоагулянтами, такими как варфарин. Пациенты, которые должны принимать гормон для снижения артериального давления при использовании антикоагулянтов, должны находиться под наблюдением врача.
Безопасность глюкагона во время беременности и во время кормления неясна, но риск для будущего плода считается низким.
Заключение
- Глюкагон — это пептидный гормон, который работает вместе с инсулином для поддержания нормального уровня сахара в крови.
- Этот гормон выделяется, когда уровень сахара в крови становится слишком низким. Он запускает преобразование накопленного гликогена в глюкозу, которая затем может использоваться организмом в качестве топлива.
- Для людей с гипогликемией, инъекции глюкагона могут быть использованы для немедленного регулирования уровня глюкозы в крови. Это обычно используется для серьезных чрезвычайных ситуаций.
- Лучший способ устранить низкий уровень сахара в крови в нормальных ситуациях — есть пищу с высоким содержанием углеводов.
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