Процесс образования инсулина в поджелудочной железе
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
Инсулинома – гормонально-активная опухоль β-клеток островков поджелудочной железы, в избыточном количестве секретирующая инсулин и приводящая к развитию гипогликемии. Гипогликемические приступы при инсулиноме сопровождаются дрожью, холодным потом, чувством голода и страха, тахикардией, парестезиями, речевыми, зрительными и поведенческими нарушениями; в тяжелых случаях – судорогами и комой. Диагностика инсулиномы проводится с помощью функциональных проб, определения уровня инсулина, С-пептида, проинсулина и глюкозы крови, УЗИ поджелудочной железы, селективной ангиографии. При инсулиноме показано хирургическое лечение – энуклеация опухоли, резекция поджелудочной железы, панкреатодуоденальная резекция или тотальная панкреатэктомия.
Общие сведения
Инсулинома – доброкачественная (в 85-90% случаев) или злокачественная (в 10-15% случаев) опухоль, исходящая из β-клеток островков Лангерганса, обладающая автономной гормональной активностью и приводящая к гиперинсулинизму. Неконтролируемая секреция инсулина сопровождается развитием гипогликемического синдрома – комплекса адренергических и нейрогликопенических проявлений.
Среди гормонально-активных опухолей поджелудочной железы инсулиномы составляют 70-75%; примерно в 10% наблюдений они являются компонентом множественного эндокринного аденоматоза I типа (наряду с гастриномой, опухолями гипофиза, аденомой паращитовидных желез и др.). Инсулиномы чаще выявляются у лиц в возрасте 40-60 лет, у детей встречаются редко. Инсулинома может располагаться в любой части поджелудочной железы (головке, теле, хвосте); в единичных случаях она локализуется экстрапанкреатически – в стенке желудка или двенадцатиперстной кишки, сальнике, воротах селезенки, печени и др. областях. Обычно размеры инсулиномы составляют 1,5 – 2 см.
Инсулинома
Патогенез гипогликемии при инсулиноме
Развитие гипогликемии при инсулиноме обусловлено избыточной, неконтролируемой секрецией инсулина опухолевыми b-клетками. В норме при падении уровня глюкозы в крови происходит снижение продукции инсулина и его поступления в кровяное русло. В опухолевых клетках механизм регуляция выработки инсулина нарушается: при понижении уровня глюкозы его секреция не подавляется, что создает условия для развития гипогликемического синдрома.
Наиболее чувствительными к гипогликемии являются клетки головного мозга, для которых глюкоза служит основным энергетическим субстратом. В связи с этим при инсулиноме отмечаются явления нейрогликопении, а при длительной гипогликемии развиваются дистрофические изменения ЦНС. Гипогликемическое состояние стимулирует выброс в кровь контринсулярных гормонов (норадреналина, глюкагона, кортизола, соматотропина), которые обусловливают адренергическую симптоматику.
Симптомы инсулиномы
В течении инсулиномы выделяют фазы относительного благополучия, на смену которым периодически приходят клинически выраженные проявления гипогликемиии и реактивной гиперадреналинемии. В латентном периоде единственными проявлениями инсулиномы могут являться ожирение и повышенный аппетит.
Острый гипогликемический приступ является результатом срыва адаптационных механизмов ЦНС и контринсулярных факторов. Приступ развивается натощак, после продолжительного перерыва в приеме пищи, чаще в утренние часы. Во время приступа происходит падение содержания глюкозы в крови ниже 2,5 ммоль/л.
Нейрогликопенические симптомы инсулиномы могут напоминать различные неврологические и психиатрические нарушения. У больных может возникать головная боль, мышечная слабость, атаксия, спутанность сознания. В некоторых случаях гипогликемический приступ у больных с инсулиномой сопровождается состоянием психомоторного возбуждения: галлюцинациями, бессвязными выкриками, двигательным беспокойством, немотивированной агрессией, эйфорией.
Реакцией симпатико-адреналовой системы на резкую гипогликемию служит появление тремора, холодного пота, тахикардии, страха, парестезий. При прогрессировании приступа могут развиться эпилептический припадок, потеря сознания и кома. Обычно приступ купируется внутривенным вливанием глюкозы; однако, придя в себя, больные о случившемся не помнят. Во время гипогликемического приступа возможно развитие инфаркта миокарда вследствие острого нарушения питания сердечной мышцы, признаки локального поражения нервной системы (гемиплегия, афазия), которые могут быть ошибочно приняты за ОНМК.
При хронической гипогликемии у пациентов с инсулиномой нарушается функционирование центральной и периферической нервной системы, что отражается на течении фазы относительного благополучия. В межприступном периоде имеет место преходящая неврологическая симптоматика, нарушения зрения, миалгия, снижение памяти и умственных способностей, апатия. Даже после удаления инсулиномы снижение интеллекта и энцефалопатия обычно сохраняются, что приводит к утрате профессиональных навыков и прежнего социального статуса. У мужчин при часто повторяющихся приступах гипогликемии может развиваться импотенция.
При неврологическом обследовании у пациентов с инсулиномой выявляется асимметрия периостальных и сухожильных рефлексов, неравномерность или снижение брюшных рефлексов, патологические рефлексы Россолимо, Бабинского, Маринеску-Радовича, нистагм, парез взора вверх и др. Ввиду полиморфности и неспецифичности клинических проявлений, больным с инсулиномой могут ставиться ошибочные диагнозы эпилепсии, опухоли головного мозга, вегетососудистой дистонии, инсульта, диэнцефального синдрома, острого психоза, неврастении, остаточных явлений нейроинфекции и пр.
Диагностика инсулиномы
Установить причины гипогликемии и дифференцировать инсулиному от других клинических синдромов позволяет комплекс лабораторных тестов, функциональных проб, визуализирующих инструментальных исследований. Проба с голоданием направлена на провокацию гипогликемии и вызывает патогномоничную для инсулиномы триаду Уиппла: снижение глюкозы крови до 2,78 ммоль/л или ниже, развитие нервно-психических проявлений на фоне голодания, возможность купирования приступа пероральным приемом или внутривенным вливанием глюкозы.
С целью индуцирования гипогликемического состояния может использоваться инсулиносупрессивный тест с введением экзогенного инсулина. При этом отмечаются неадекватно высокие концентрации C-пептида в крови на фоне крайне низких показателей глюкозы. Проведение инсулинпровокационного теста (внутривенного введения глюкозы или глюкагона) способствует высвобождению эндогенного инсулина, уровень которого у больных с инсулиномой становится существенно выше, чем у здоровых лиц; при этом соотношение инсулина и глюкозы превышает 0,4 (в норме менее 0,4).
При положительных результатах провокационных проб проводится топическая диагностика инсулиномы: УЗИ поджелудочной железы и брюшной полости, сцинтиграфия, МРТ поджелудочной железы, селективная ангиография с забором крови из портальных вен, диагностическая лапароскопия, интраоперационная ультрасонография поджелудочной железы. Инсулиному приходится дифференцировать от лекарственной и алкогольной гипогликемии, гипофизарной и надпочечниковой недостаточности, рака надпочечников, демпинг-синдрома, галактоземии и др. состояний.
Лечение инсулиномы
В эндокринологии в отношении инсулиномы предпочтение отдается хирургической тактике. Объем операции определяется локализацией и размерами образования. При инсулиноме может выполняться как энуклеация опухоли (инсулиномэктомия), так и различные виды резекций поджелудочной железы (дистальная, резекция головки, панкреатодуоденальная резекция, тотальная панкреатэктомия). Эффективность вмешательства оценивается с помощью динамического определения уровня глюкозы крови в процессе операции. В числе послеоперационных осложнений могут развиваться панкреатит, панкреонекроз, свищи поджелудочной железы, абсцесс брюшной полости или перитонит.
При неоперабельных инсулиномах проводят консервативную терапию, направленную на купирование и профилактику гипогликемии, с помощью гипергликемизирующих средств (адреналина, норадреналина, глюкагона, глюкокортикоидов и др.). При злокачественных инсулиномах проводится химиотерапия (стрептозотоцин, 5-фторурацил, доксорубицин и др.).
Прогноз при инсулиноме
У 65-80% больных после хирургического удаления инсулиномы наступает клиническое выздоровление. Ранняя диагностика и своевременное хирургическое лечение инсулиномы приводят к регрессу изменений со стороны ЦНС по данным ЭЭГ.
Послеоперационная летальность составляет 5-10 %. Рецидив инсулиномы развивается в 3% случаев. Прогноз при злокачественных инсулиномах неблагоприятен – выживаемость в течение 2-х лет не превышает 60%. Пациенты с инсулиномой в анамнезе находятся на диспансерном учете у эндокринолога и невролога.
Источник