Инсулин - это гормон поджелудочной железы. Функции инсулина. Где вырабатывается инсулин

На протекание такого многоступенчатого и сложного процесса как обмен веществ влияют различные биологически активные вещества и гормоны, в том числе и , который продуцируется особыми островками Лангерганса-Соболева, которые располагаются в толще поджелудочной железы. Он принимает участие почти во всех метаболических процессах в организме.

Что такое инсулин?

Инсулин представляет собой пептидный гормон, весьма важный для нормального питания и работы клеток, это транспортировщиком глюкозы, калия и аминокислот. Он призван регулировать . Поэтому после приема пищи фиксируется повышение в сыворотке крови количества этого вещества в ответ на продуцирование глюкозы.

Процесс нормального клеточного питания без инсулина невозможен, причем этот гормон является незаменимым. Инсулин является белковым гормоном, поэтому через ЖКТ проникнуть в организм он не может, поскольку сейчас же будет переварен, как и любой белок.

Как действует инсулин?

Инсулин отвечает и за энергию, и во всех тканях оказывает сложное действие на обмен. Он способен воздействовать на активность многих ферментов.

Инсулин, это единственный гормон, который в состоянии уменьшить содержание глюкозы в крови.

Стремление понять, как действует инсулин и какой эффект от его применения, появляется, если врач назначает этот препарат с целью лечения сахарного диабета (преимущественно) или иных заболеваний, связанных с дефицитом этого элемента в организме.

В соответствии со структурной формулой и принципом действия инсулина - это гормон пептидной природы, продуцируемый поджелудочной железой – бета-клетками островков Лангерганса. Название он получил от латинского слова Indula, что в переводе означает «остров». В норме инсулин в организме влияет на обменные процессы, но доминирующее его действие – это содействие понижению концентрации глюкозы. Часто применяется в спорте, поскольку обладает анаболическим эффектом.

Благодаря изобретению инсулина многие люди, у которых развивается сахарный диабет, получили реальный шанс на поддержку жизнедеятельности, в то время как без этого препарата они были обречены.

В перечень задач, решаемых инсулином, входят следующие функции:

доставка в клетки аминокислот, глюкозы, а также калия и жиров;
поддержка стабильной концентрации глюкозы, находящейся в крови;
регулирование углеводного баланса.

Этим не ограничиваются функции инсулина в организме, так как он еще увеличивает проницаемость плазматических мембран, содействует образованию в ткани печени и мышц гликогена, оказывает воздействие на синтез жиров и белков.

Как действует

Жизненной необходимостью становится при диагностировании диабета 1-го типа. Если развивается диабет 2-го типа, то этот гормон используется по показаниям. Связано действие инсулина со строением его молекулы, в которой находится две полипептидные цепи, содержащие совокупно 51 аминокислотный остаток: А-цепь – 21 и В-цепь – 30. Они имеют между собой соединение в виде дисульфидных мостиков.

Активация механизма выработки поджелудочной железой инсулина в организме человека происходит, если концентрация глюкозы становится выше 100 мг/дл. Поступающий в кровь гормон связывает излишки глюкозы и транспортирует в ткани – жировые (где она преобразуется в жир) или мышечные (с превращением в энергию).

Важное действие инсулина в организме человека заключается в ускорении транспортировки через клеточные мембраны глюкозы с воздействием на регулирование белков, содержащихся в мембране. Также этот гормон поджелудочной железы воздействует на разнообразные жизненно важные процессы.

Инсулин активирует рибосомы, занимающиеся синтезом белка – основного строительного материала для мышечных тканей, содействуя их наращиванию.
Этот гормон обладает анти-катаболическими свойствами, позволяющими противостоять разрушению мышечных волокон, содействуя не только их сохранению, но и обновлению.

При предельных количествах инсулина возникает ряд отрицательных проявлений:

ожирение;
сбои в функционировании сердечнососудистой системы.

Блокирует липазу – фермент, ответственный за расщепление жиров, что и обусловливает быстрое накопление жировой массы. Дополнительно он усиливает синтез жирных кислот – липогенез. В результате за счет увеличения триглицеридов активизируется деятельность сальных желез. Кожа становится жирной, происходит закупорка пор, образуются прыщи.

Также высокий инсулин становится причиной развития атеросклероза сосудов с возможным развитием ишемической болезни сердца. Еще одним негативным проявлением является повышение давления, а также стимулирование развития злокачественных клеток.

Типы инсулина

В терапевтической практике применяется несколько видов препаратов инсулина, которые различаются по разным показателям.

В зависимости от продолжительности воздействия есть следующие разновидности:

ультракороткие;
короткие;
средние;
пролонгированные.

Сообразно степени очистки:

монопиковые;
монокомпонентные.

В соответствии с видовой специфичностью используется достаточно обширное разнообразие препаратов:

инсулин человеческий;
бычий;
свиной;
генно-инженерный и др.

Больным в последнее время назначаются препараты, производимые на генно-инженерной основе, не вызывающие аллергии, поскольку из-за препаратов, получаемых от крупного рогатого скота, наблюдаются побочные эффекты инсулина в виде липодистрофии, аллергии, инсулинорезистентности. Расчет дозы, промежутков между инъекциями определяет специалист индивидуально для каждого пациентов.

Также различаются две категории гормона, вводимого с целью снижения концентрации сахара.

Болюсный инсулин, действующий несколько часов. Он характеризуется неравномерным воздействием на снижающийся уровень сахара, имея пиковое значение при приеме пищи.

Базальный инсулин, у которого длительность действия составляет одни сутки. Он удобнее предыдущего аналога, так как применяется через 24 часа. У него нет пика влияния, то есть создаваемый им при понижении сахара уровень остается стабильным в течение всего курса приема.

Есть разные формы выпуска инсулина:

флаконы с объемом в 10 мл;
картриджи в 3 мл, предназначенные для шприц-ручек.

Методы применения: шприц, шприц-ручка, помпа другие методы

Вводится инсулин подкожно посредством применения нескольких способов.

Наиболее привычным является инсулиновый шприц. Это изделие, выполненное из прозрачной пластмассы, имеет четыре составных части: корпус в форме цилиндра с нанесенной маркировкой, двигающийся внутри его шток, игла и закрывающий ее колпачок. Игла может быть у некоторых моделей быть закрепленной, но чаще встречается съемный вариант.

Используются одноразовые стерильные шприцы со стандартным объемом в 1 мл при концентрации инсулина в 40 ЕД/мл. Маркировка на корпусе размечена в инсулиновых единицах. Есть шприцы на 2 мл., предназначенные для людей, кому требуется более 40 единиц инсулина для одноразового введения.

Желание усовершенствовать процедуру введения инсулина позволило компании «Ново Нордиск» к 1983 году изобрести шприц-ручку, которая в последние годы получает все более широкое распространение в России. По конструкционному решению это устройство напоминает авторучку для чернил.

Среди преимуществ шприц-ручки можно назвать возможность введения инсулина в любом месте, не снимая одежду. Благодаря наличию очень тонкой иглы, боль при инъекции практически не ощущается и кожа не травмируется. В полость шприца вставляется гильза, наполненная инсулином. Точность вводимой дозы регулирует специальный механизм, который при нажатии кнопки спуска издает щелчок, свидетельствующий о введении одной единицы препарата. Ручка-шприц помещается в футляр и имеет подробную инструкцию по пользованию.

Инсулиновая помпа практикуется в основном в Западной Европе и США. Пользуются этим устройством небольшое количество людей из-за некоторых проблем, к которым относится сложность прибора, необходимость фиксации его на теле, возможные осложнения, обусловленные постоянным размещением иглы, подающей гормон, в теле. Определенные трудности возникают при выборе режима работы, оптимально подходящего для конкретного человека.

Среди достоинств подобного инновационного метода отмечается постоянное поступление инсулина в кровь, отсутствие необходимости самому вводить гормон, так как нужное количество контролируется помпой. При таком способе отмечается меньше осложнений.

Места на теле для инъекций

Чтобы инсулин стал действовать нужным для достижения лечебного эффекта образом, на теле человека выделяются конкретные зоны, куда рекомендуется делать инсулиновые инъекции. Нужно отметить, что эффективность препарата в них существенно различается.

Живот – зона по бокам от пупка. Эффективность всасывания составляет 90% при быстром действии.
Наружная плоскость руки, расположенная от локтя до плеча. Эффективность всасывания примерно равна 70% при более медленном, чем при инъекциях в живот, действии.
Передняя поверхность бедер, простирающаяся от колен до паха. Показатели всасывания и действия аналогичны, тем, что соответствуют зоне рук.
Участок кожи под лопатками. Эффективность всасывания составляет около 30% при самой медленной скорости действия по сравнению с остальными участками.

При сравнении становится понятным, почему инъекции инсулина под лопатку применяются редко.

Прием инсулина - инструкция по применению

Назначается инсулин по следующим показаниям:

диабет 1-го типа;
кетоацидоз;
диабетическая кома – гиперлакцидемическая, гиперосмолярная;
декомпенсация диабета 2-го типа;
диабетическая нефропатия;
потеря веса при наличии сахарного диабета.

Подбор вида инсулина в зависимости от продолжительности воздействия и вводимой дозы зависит от многих факторов и проводится индивидуально. Основным критерием является достижение максимальной компенсации углеводного обмена. Также важно добиваться раномерности в действии гормона, так как значительные суточные колебания параметров концентрации глюкозы могут провоцировать появление серьезных осложнений.

При подборе дозы целесообразно заполнять «Дневник наблюдений», где регистрируется объем введенного инсулина, хлебные единицы углеводов, содержащиеся в съеденной пище, степень физической нагрузки, а также другие важные для течения заболевания сахарным диабетом ситуации.

Эффективность инъекций

Наиболее эффективные уколы в живот практикуются чаще других, но они достаточно чувствительные. Легче вводить иглу в складки на животе, которые находятся ближе к бокам. Перед уколом левой рукой оттягивается кожа, и игла вводится вертикально в образовавшуюся складку или в ее основание под углом примерно 45°. Нажимать на шток необходимо медленно и плавно. После введения всего лекарства на счет «десять» игла осторожно вынимается. Уколы в руку являются самыми безболезненными, а на ногах они оставляют заметные следы.

С флакона перед набором резиновая пробка не снимается, так как она легко прокалывается иглой. Если используется инсулин среднего и длительного действия, предварительно необходимо флакон в течение нескольких секунд покатать между ладонями. Это позволит пролонгатору, имеющему свойство выпадать в осадок, перемешаться с инсулином. Есть еще одна положительная сторона этого приема – легкое нагревание препарата, так как теплый инсулин легче вводится.

Применение шприца требует часто посторонней помощи, так как не каждый человек делает сам себе уколы. Шприц-ручка в этом отношении удобнее, так как в любой участок позволяет проводить инъекции самостоятельно. При любом способе необходимо выдерживать расстояние между проколами минимум в 2 см и временной промежуток в три дня и более. Это важно, так как при попадании несколько дней подряд инсулина в одно место снижается необходимая эффективность его воздействия.

Эффект от применения

Анализируя, как работает инсулин, можно выделить три базовых направления его эффективности.

Выражается этот эффект в усилении способности клеток к поглощению разнообразных жизненно необходимых веществ, включая глюкозу. Также начинается более интенсивный синтез гликогена с увеличением его объема и снижается гликогенез, благодаря чему регулируется уровень глюкозы в крови, позволяя соблюдать нормальные его показатели.

В результате анаболического воздействия инсулина усиливается биосинтез белка, поглощение аминокислот клетками, поступление в них магния и калия. Кроме этого происходит расщепление глюкозы с превращением ее в триглицериды.

В этом направлении инсулин приостанавливает разрушение белков и значительно снижаетколичество поступаемых в кровь жирных кислот.

Продукты, повышающие инсулин

От пониженного инсулина побочные действия не менее опасные, чем при чрезмерно высоких его значениях. Наиболее частым проявлением является диабет 1-го типа, носящий характер хронического падения содержания сахара в крови, вследствие чего человек испытывает мучительную постоянную жажду, наблюдается обильное учащенное мочеиспускание, чрезмерная утомляемость, слабость. Возникает сахарный диабет 1 типа, когда у поджелудочной железы повреждены бета-клетки, причем уничтожают их антитела к инсулину, вырабатываемые организмом.

жирная рыба;
непостная говядина;
некоторые сладости – карамель, шоколад, пирожные, мороженое;
молочные разновидности – сыр, йогурт без искусственных добавок, цельное молоко;
кукурузные хлопья, хлеб, макароны, рис, овсянка;
фрукты – бананы, виноград, яблоки, апельсины.

При этом природный инсулин можно вырастить и на собственной грядке. Имеется в виду такое растение как «земляная груша» (топинамбур), в котором содержание этого элемента составляет почти 40%. Сырой или вареный топинамбур, дополнительно регулирующий обмен веществ, способствует попутно снижению давления.

В свое время открытие инсулина стало революционным событием. Но важно, чтобы люди, которым по роду заболевания требуется постоянно регулировать уровень сахара, учитывали, что недопустимо пытаться самостоятельно рассчитать дозировку препарата. Обязательным является визит к специалисту, а впоследствии выполнение всех его рекомендаций, чтобы продолжать нормальную жизнь.

Список литературы

Ведение больных сахарным диабетом II-го типа в амбулаторных условиях: практ. рек. для врачей общей практики (семейных врачей) / И. С. Петрухин. – Тверь: [б. и.], 2003 . – 20 с.
Диабетическая глаукома: практическое руководство для врачей / Д. В. Липатов; ред. И. И. Дедов, М.В. Шестакова. – Москва: Медицинское информационное агентство, 2013. – 187 с. : рис. - Библиогр.: с. 174 - 187.
Синдром диабетической стопы: диагностика, лечение и профилактика / М. Б. Анциферов, Е. Ю. Комелягина. – Москва: Медицинское информационное агентство, 2013. – 304 с. : рис. - Библиогр. в конце глав.

Окончила Кировскую государственную медицинскую академию в 2006 г. В 2007 году работала в Тихвинской центральной районной больнице на базе терапевтического отделения. С 2007 по 2008 год - сотрудник госпиталя горнодобывающей компании в Республике Гвинея (Западная Африка). С 2009 года и по настоящее время работает в области информационного маркетинга медицинских услуг. Работаем с многими популярными порталами, такие как Sterilno.net, Med.ru, сайт

Рассмотрим функцию инсулина. Однако перед этим полезно вспомнить еще один важный факт, касающийся нашего организма, а именно: наше тело состоит из клеток. Клетки бывают разные по функциям и виду - скажем, шарообразные, овальные, плоские, цилиндрические и т.д. Клетки одинаковой формы и функции образуют ткани. Несмотря на разнообразие клеток, между ними есть нечто общее: все они нуждаются в питании. Мы двигаемся, наш организм функционирует непрерывно (даже когда мы спим), а это значит, что мы непрерывно расходуем энергию. Восполнение энергии осуществляется на клеточном уровне: кровь постоянно доставляет клеткам кислород и питательные вещества, одним из которых - и очень важным! -является глюкоза. Если уподобить наши клетки бензиновому мотору, в котором постоянно сгорает топливо (чтобы автомобиль двигался), то глюкоза как раз и является тем самым бензином, питающим наш биологический мотор.
Однако вспомним, что бензин попадает в автомобильный мотор с помощью довольно сложной системы - карбюратора, который впрыскивает порции горючего в камеру сгорания. При отсутствии карбюратора бензин в камеру не попадет, а при неисправном карбюраторе - может, и попадет, но не в том количестве, какое нужно. Точно такие же перипетии происходят с глюкозой, переносимой кровью: ее молекулы сами по себе не способны проникнуть в клетку-мотор. Роль карбюратора - только не механического, а химического - в данном случае играет инсулин.
Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Представьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабженный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, которые могли бы попасть внутрь, если бы двери были открыты - однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вместе с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (т. е. у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.
Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим образом: стадия 1 - мы поглощаем пищу; стадия 2 - сложные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок, перерабатываются в моносахара, в основном - в глюкозу; стадия 3 - глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В результате, во-первых, клетки начинают голодать, а, во-вторых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимого - наступает состояние гипергликемии.
Первое обстоятельство приводит к потере веса, затем - к дистрофии, к постепенному угасанию и, собственно говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода - затяжной процесс, занимающий несколько недель и в данном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельством - гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 11 этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмотрим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.
Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим исключением являются так называемые инсулинонезависимые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то эти ткани поглощают его в избытке. Что же это за ткани?
Прежде всего, головной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При повышенном уровне сахара в крови первым ощущением является тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. Затем - хрусталик глаза; он мутнеет, и кажется, что перед глазами дымка.

Инсулин - это белковое вещество, его молекулярная масса равна 6000. В молекуле инсулина аминокислоты соединены 1;ак, что образуются две цепочки: короткая цепь А (21 аминокислотный остаток) и длинная цепь в (30 аминокислотных остатков) цепи А и В соединяются друг с другом «дисульфидными мостиками».

Белковая молекула инсулина является весьма сложной. Ее невозможно синтезировать химическим путем из простых органических и неорганических компонентов. Именно поэтому очень интересна история появления инсулина. Организм млекопитающих животных тоже вырабатывает инсулин. Но у каждого животного свой инсулин, который отличается от инсулина другой разновидности млекопитающих по своему строению. У человека вырабатывается другой инсулин.
Инсулины свиньи и коровы по своему молекулярному составу близки к человеческому инсулину. Именно благодаря этому стало возможным массовое производство инсулина, которое представляет собой одну из важнейших отраслей фармацевтической промышленности.
В предыдущих главах уже говорилось о том, что при сахарном диабете в организме возникает недостаток инсулина, в связи с чем клетки не могут усваивать глюкозу. До начала ХХ века, когда научились производить инсулин, больные сахарным диабетом 1-го типа умирали в детстве или юности. После начала заболевания людям удавалось прожить всего несколько лет.

Уже в конце XIX века стало ясно, какую роль играет поджелудочная железа в организме человека. В 1869 году немецкий студент-медик Поль Лангерганс под микроскопом разглядел группы клеток, равномерно распределенных по железе. эти клетки получили в дальнейшем название «островки Лангергансш>. Однако значение этих клеток пока было неизвестно.
Много позже, уже в 1901 году удалось доказать, что именно разрушение островков Лангерганса, полное или частичное, приводит к развитию сахарного диабета.
В 1921 году канадский исследователь Фредерик Бантинг сумел получить собачий инсулин. Попытка создания лекарства от диабета имела для ученого личные причины. Двое друзей Бантинга умерли от сахарного диабета.
Еще до Бантинга многие исследователи пытались найти вещество, влияющее на уровень сахара в крови. Но попытки не увенчались успехом. Это во многом было связано с тем, что ферменты поджелудочной железы, в частности трипсин, полностью или частично разлагали белковые молекулы инсулина прежде, чем они были выделены из экстракта тканей поджелудочной железы.
В 1906 году Георг Людвиг 3ельqер смог немного снизить уровень глюкозы в крови собак, используя панкреатический экстракт. Но дальнейших успехов ему достичь не удалось.
В 1911 году в университете Чикаго исследователь Скотт применил водный экстракт поджелудочной железы, в результате чего наблюдалось некоторое снижение сахара в крови животных. Но руководитель лаборатории не оценил важности исследований, и они прекратились.

В 1921 году были опубликованы результаты исследований профессора физиологии Румынской школы медицины Николы Паулеско. Некоторые именно его считают первооткрывателем инсулина. Но выделить и впервые применить инсулин удалось именно Бантингу. Он был преподавателем кафедры анатомии и физиологии в университете и проводил исследования под руководством профессора Ажона Маклеода, который считался крупным ученым, занимающимся проблемой сахарного диабета.
В процессе исследований Бантинг стремился вызвать атрофию поджелудочной железы, перевязав ее выводные каналы. Островки Лангерганса должны были оставаться свободными от воздействия ферментов поджелудочной железы, из них предполагалось получить экстракт.
Помощником в экспериментах у Бантинга был студент 5-го курса Чарльз Бест. По ходу эксперимента собакам перевязали протоки поджелудочной железы и стали ждать, когда она атрофируется. В конце июля 1921 года собаке была удалена поджелудочная железа. Животное находилось в прекоме. Потом ей был введен экстракт атрофированной поджелудочной железы. Прошло несколько часов, и у собаки начал снижаться уровень сахара в крови и моче. Также в моче исчез ацетон.
Экстракт поджелудочной железы ввели животному еще раз.
Собака прожила несколько дней. Это было связано с тем, что экстракт кончился, и собаке нечего было вводить: на тот момент изготовлять инсулин было крайне трудно.
В последующем Бантинг и Бест стали изготовлять экстракт из поджелудочной железы нерожденных телят. Теперь инсулина было достаточно, чтобы животные с удаленной поджелудочной железой могли прожить до 70 дней. Результатами работы заинтересовался профессор Маклеод. К исследованиям подключились другие сотрудники его лаборатории. Первоначально Бантинг назвал экстракт поджелудочной железы ислетином. Но Маклеод предложил назвать вещество инсулином (от лат. insula - остров).
Работа над получением инсулина была продолжена. В середине ноября 1921 года Бантинг и Бест заявили о своих результатах на заседании в университете. Через некоторое время появился доклад о результатах исследований в Американском физиологическом обществе в Нью-Хейвене.
Количество произведенного экстракта из поджелудочной железы крупного рогатого скота увеличивалось. Стало очевидно, что требуется тонкая очистка инсулина. Для этого был приглашен к сотрудничеству известный биохимик Джеймс Коллип. Он смог осуществить качественную очистку инсулина. В начале 1922 года уже начались клинические испытания на людях. Первыми ученые ввели инсулин себе. Потом инсулин был введен четырнадцатилетнему подростку по имени Леонард Томпсон.
Первый укол инсулина Томпсону сделали в середине января 1922 года. На тот момент инсулин не был очищен в достаточной степени, поэтому у подростка развилась аллергия. 11 дней Коллип занимался улучшением инсулина. Вскоре мальчику был сделан второй укол. После этого состояние больного заметно улучшилось. В дальнейшем инъекции инсулина были сделаны близкому другу Бантинга, врачу Ажо Джилькриста, который страдал сахарным диабетом. Инсулин для него стал настоящим спасением.
Успешное применение инсулина стало настоящей сенсацией. Ученые каждый день получали огромное количество писем с просьбой спасти от смерти больных сахарным диабетом. На тот момент инсулина было еще недостаточно, и его качество было не самым высоким. Не существовало и средств контроля уровня сахара в крови, поэтому нельзя было точно определить необходимую дозу лекарства. Нередко случалась гипогликемия, потому что уровень глюкозы резко падал.

Работа над усовершенствованием инсулина

Но шла дальнейшая работа над усовершенствованием инсулина. Вскоре университет Торонто, где проводились исследования, стал продавать разным фармацевтическим компаниям лицензии на производство так необходимого людям лекарства.
В 1923 году инсулин могли получить практически все больные сахарным диабетом. В этом же году Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине, которую они решили разделить с Бестом и Коллипом.
В 1926 году ученый-медик Дж. Абель синтезировал инсулин в кристаллическом виде. А спустя десятилетие датский ученый Х. К. Хагедорн смог создать инсулин продленного действия. В 1946 году появился нейтральный протамин Хагедорна, он до настоящего времени является одним из самых популярных видов инсулина. В 1958 году британский ученый Фредерик Сенгер получил Нобелевскую премию за то, что смог расшифровать химический состав инсулина. В это время велись работы по выделению человеческого инсулина.
Результат был достигнут в 1981 году американскими учеными У. Гильбертом и др. Через некоторое время был создан инсулин, который получился благодаря генной инженерии из пекарских дрожжей.

В 1982 году американская компания «Генентех» стала продавать человеческий инсулин, синтезированный в биореакторе. Особенность этого препарата в том, что он не вызывает аллергии.

Создание инсулина стало спасением для людей, страдающих сахарным диабетом. В настоящее время существуют крупнейшие компании – производители инсулина: «Ново Нордиск» (Дания), «ЭлиЛилли» (США), «Авентиос» (Германия – Франция, бывшая компания «Хехст»).

Суть существующей технологии генной инженерии в том, что фрагмент ДНК, отвечающий за синтез инсулина, пересаживают в клетку дрожжей или других микроорганизмов. После этого клетка начинает выделять инсулин. Процесс продолжается, клетки делятся, дочерние клетки также производят инсулин. Полученный инсулин является искусственным человеческим, он подвергается трехступенчатой очистке.
Все инсулины делят на три основные разновидности: свиной, говяжий, человеческий. От этого во многом зависит то, насколько они подходят человеку. Нередко животный инсулин вызывает появление у человека антител. Это связано с тем, что у животного и человеческого инсулина есть свои отличия.
В организме здорового человека инсулин вырабатывается непрерывно. Скорость выработки инсулина может быть от 0,25 ЕД/ч до 2 ЕД/ч. Скорость выработки инсулина зависит от уровня глюкозы в крови. После еды увеличивается количество глюкозы в крови. Поэтому растет выработка инсулина.
Инсулин вырабатывается организмом за весьма короткий срок, за 2-3 часа. Активная фаза, когда инсулин наиболее активен длится только 1-2 часа. Эти цифры очень важны, когда речь идет о введении инсулина в организм.

Инъекции следует делать 4-5 раз в сутки, перед едой. Только в этом случае инсулин будет отработан, но останется его некоторое количество, чтобы можно было дождаться следующего укола.

За один раз нельзя ввести большую дозу инсулина, чтобы ее хватило на целые сутки. Если доза слишком большая, все равно инсулин не будет действовать дольше 8 часов. Но человеку придется съесть очень много пищи, чтобы не возникло гипогликемии. Именно поэтому вводится несколько раз небольшими дозами. Это соответствует естественным процессам взаимодействия сахаров и инсулина. Так поступают с инсулином короткого действия. Он активен 6-8 часов. Но существует инсулин пролонгированного действия. В качестве пролонгатора выступает белковое вещество протамин, глобин или цинковая суспензия.

В настоящее время существуют разные виды инсулинов. На основе этого базируются различные методики инсулинотерапии, которые выбираются для конкретного больного. Инсулины разного срока действия смешиваются в разных пропорциях.

Существуют следующие классификации по сроку действия:

1. Препараты инсулина короткого действия. Их действие начинается через 15-30 мин после инъекции и продолжается 6-8 ч. Инсулины короткого действия всегда назначаются при неотложной терапии. Они обычно используются вместе с препаратами пролонгированного действия.

2. Препараты инсулина средней продолжительности. Их действие начинается через 1,5- 3 ч после инъекции, продолжается 14-18 часов.

3. Смешанные препараты. Они представляют собой смесь инсулинов короткого действия и средней продолжительности. Смеси изготавливаются в промышленных условиях.

4. Инсулины длительного действия. Их действия начинается через 4-6 ч после приема, продолжается 24-36 ч.

Инсулины классифицируются по фактору степени очистки.

Существуют следующие виды:
* инсулины 1-й генерации. К ним относятся препараты говяжьего и свиного инсулина, в них находятся до 2010 неинсулиновых примесей;
* инсулины 2-й генерации. К ним относятся монопиковые препараты, то есть те, в которых может быть до 0,5% примесей;
* инсулины 3-й генерации к ним относятся препараты, которые полностью очищены от С-пептида, проинсулина, соматостатина, панкреатического полипептида, глюкагона. Такие инсулины называют монокомпонентными;
* инсулины 4-й генерации. Это человеческий инсулин, произведенный благодаря методу генной инженерии.

В настоящее время для лечения пациентов любого возраста и типа диабета используются инсулины 3-й и 4-й генерации.

Применение инсулина при сахарном диабете обычно начинается с использования препаратов короткого действия.

После того как будет подобрана нужная доза и достигнута компенсация, больного могут перевести на инсулин короткого и пролонгированного действия. Расчет суточной дозы основывается на дозе 0,5 ЕД на 1 кг фактической массы тела.

С 2003 года Россия перешла на применение инсулинов с концентрацией 100 МЕ в 1мл во флаконах!

Гормон инсулин – вырабатывается в B-клетках поджелудочной железы, после чего отправляется в комплекс Гольджи для отделения C-пептида и приобретения окончательной формы. Инсулин нужен для правильно обмена питательных веществ внутри клеток всего организма. Действует по методу увеличения проходимости глюкозы через плазматические мембраны, тем самым умножая выработку гликогена в мышцах и печени усиливая соединения жиров и белков.

Для мышечной и жировой ткани, которые являются 75% составляющей организма очень важна транспортировка глюкозы из-за их природной инсулинозависимости. Также инсулин нужен для выполнения распределения питательных компонентов для выделения энергии на движение, дыхание и другие процессы, протекающие в теле.

Действие инсулина нужно для реализации функций за счет которых происходит влияние на скорость работы некоторых ферментов параллельно с основной функцией – регулирование уровня сахара в крови, происходящей на основе:

запуска работы гликолизных ферментов с последующим окислением глюкозы приводящей к выработке пировиноградной кислоты;
уменьшение или прекращение выработки гликогенеза в печени;
инсулин нужен для ускорения поглощение молекул сахара;
осуществление выработки гликогена клетками мышц и печени посредством ускорения образования многомолекулярного вещества из глюкозы.

Инсулину также помогает мембранный белок, построенный на субъединицах типа a и b цепи полипептидов. Соединяясь с его частицей механизм действия инсулина меняет ее расположение атомов, после чего вступает частица b, в момент состыковки с инсулином, которая становится активатором роста, развития и идентификации клеток.

Также инсулин действует двумя дополнительными свойствами — анаболическое действие инсулина, ускоряющее появление и развитие новых клеток мышечных тканей и их структур. Что дает поддержку объему мышечной массы в организме человека и является контроллером для энергетического баланса. И антикатаболическое действие инсулина, приостанавливающее распад белка и зажирение крови, что так же положительно влияет на рост мышечной ткани и регулирует процент жира в организме.

Норма содержания инсулина в организме человека

Норма гормона инсулина в крови у женщин и мужчин находится примерно на одном уровне, и сильно отличаться могут только во время определенных жизненных периодов. Например, когда в организме женщины уровень глюкозы повышается, поджелудочная железа вырабатывает инсулин в большем количестве, что обуславливается половым созреванием, беременностью или в пожилые годы.

Из данной таблицы видно, что возраст и жизненные ситуации явно сказывается на количестве гормона инсулина в крови. Однако у мужчин ситуация похожая, и так же отличается в зависимости от возраста.

Такое увеличение содержания гормона у пожилых людей обусловливается увеличением потребления энергии организма.

Что касается детей и подростков, то они относятся к особой категории людей, так как их организмы не имеют большой нужды в выработке дополнительной энергии, в связи с чем показатели инсулина немного занижены. Но с приходом полового созревания общая картина гормонального всплеска оказывает давление на организм, и инсулин выбрасывается в кровь в большем количестве

Колебания показателя содержания инсулина в рамках норм указанных в таблицах выше говорит о здоровье организма. Однако завышение количества инсулина может со временем вызвать развитие заболеваний верхних дыхательный путей и других органов, что может привести к необратимым последствиям.

Внимание! Для точного определения количества гормона инсулина в крови следует пройти двойной анализ крови – натощак и после резкого повышения глюкозы, по результатам которых выясняется наличие или отсутствие сахарного диабета.

Формы и причины отклонения количеств инсулина

Низкий уровень инсулина

Такое состояние организма приводит к повышению содержания сахара в крови и ослаблению его проходимости в клетки тела и ткани человеческого организма начинают испытывать дефицит глюкозы. У людей с таким недугом наблюдается повышенная жажда, частое мочеиспускание, общая раздражительность и сильные приступы голода.

Эти явления относятся к результатам таких заболеваний:

диабет первого типа – появляющийся в результате унаследования предрасположенности к нему, действие которой сказывается на способности поджелудочной железы к выработке гормона инсулина. Острое течение болезни приводит к скорому ухудшению состояния человека, вызывающее постоянный голод, жажду, неприятный запах из полости рта;
переедание – неправильный рацион людей, злоупотребляющих мучными продуктами и сладким, приводит к диабету;
инфекции – определенное количество заболеваний имеют влияние на органы выработки инсулина разрушая своим воздействием бета-клетки, вырабатывающие инсулин. Как результат, организм испытывает нехватку гормона, приводящую к осложнениям;
истощение на фоне сильных физических и моральных перегрузок – в такой ситуации организм потребляет чересчур много глюкозы, а уровень инсулина в крови снижается.

Именно сахарный диабет первого типа в большинстве случаев является основой проблем с выработкой гормона инсулина. Однако редко приводит к значительным нарушениям в функциях организма или проблемам, грозящим опасностью для жизни. Но также он может вызвать гипогликемию – опасному падению уровня глюкозы в крови, что может закончится комой или летальным исходом. Длительное течение болезни вызывает проблемы с сетчатками глаз, язвы и болезненные нарывы на ногах, недостаточность почек, вялость и ослабление организма, хроническую боль и трофическую язву.

Высокий уровень инсулина

Повышение уровня гормона инсулина может наблюдаться после еды, но даже так он должен сохраняться в пределах допустимой нормы. В случае же с постоянно завышенным уровнем, инсулин негативно действует на правильную работу всех жизненно важных систем человеческого организма.

Подобная проблема часто сопровождается тошнотой при голоде, обмороком, дрожью тела, тахикардией, повышенным потоотделением и сильным аппетитом. Также может являться результатом физиологических состояний, таких как большие физические нагрузки, прием пищи и беременность. Патологическое завышение инсулина в крови может быть вызвано заболеваниями:

инсулинома – доброкачественная опухоль органа отвечающего за выработку инсулина, провоцирующая рост выработки гормона и началу гипогликемии. Подобное лечится хирургическим вмешательством и полным удалением опухоли, после чего более 80% пациентов возвращаются к нормальной жизни без недуга;
диабет второго типа – возникающий по причине излишнего веса или наследственной предрасположенности. Вызывает повышение уровня инсулина в крови бесполезного для усвоения глюкозы, в связи с чем получил второе название – инсулиннезависимый;
акромегалия – в народе также известен как гигантизм. Характеризуется повышенной выработкой соматотропина из гипофиза, что умножает производство иных гормонов, в том числе и инсулина;
синдром Иценко — Кушинга – это заболевание повышает в крови содержание глюкокортикоидов, вызывающих проблемы ожирения и появления зобной жировой прослойки. Также наблюдаются кожные раздражения и болезни, общая слабость и проблемы с сердцем;
поликистоз яичников – женщины с этим недугом страдают от всевозможных проблем с гормональным фоном, что вызывает рост в крови инсулина.

Действие инсулина в высокой концентрации разрушительно для сосудов, при высоком содержание гормона увеличивается вес, появляются заболевания сердца. Может повысится холестерин и скорости роста опухолевых клеток вызвав онкологические заболевания.

Продукты содержащие инсулин

Для людей испытывающих проблемы с инсулином очень важно составить правильный рацион. Конечно, в большинстве случаев из диет исключаются продукты, содержащие много углеводов, однако при недостаточном количестве инсулина это практически невозможно. В таком случае терапия предполагает замену человеческого инсулина на фитоинсулин.

Лучшими распространителями фитоинсулина являются – тыква, топинамбур, кабачки и применяемые при заваривании чая, например, листья черники . Такая диета отнюдь не подходит для людей, страдающих от диабета второго типа, так как фитоинсулин получаемый из растений не имеет связи с инсулиновыми рецепторами, тем самым не возобновляя получение глюкозы, что означает не восприимчивость организма к количеству инсулина. Однако при первом типе диабета фитоинсулин может сыграть большую роль в лечении.

Инсулиновый индекс – показатель помогающий распознать скорость попадания глюкозы в кровь и период времени в течении которого гормон инсулин выведет этот элемент. Естественно, эталон по показателю имеет продукт со 100%-ой отдачей инсулина во время приема в пищу. К таким можно отнести кусок белого хлеба пищевой ценностью в 240 ккал.

Продукты питания в большинстве своем имеют практически схожие индексы гликемина и инсулина. Чем больше сахара, консервантов и трансжиров содержится в продукте, тем выше данный показатель. Стоит заметить, что термическое воздействие на пищу повышает уровень инсулина в ней. Сочетание двух и более продуктов с высоким показателем увеличивает скорость скопления в крови глюкозы провоцируя выброс инсулина.

Вид пищи	Содержание инсулина (инсулиновый индекс)
Хлопья кукурузные	77
Крекер	89
Йогурт фруктовый	117
Батончик шоколадный	122
Овсяная каша	44
Чипсы картофельные	62
Изделия макаронные состоящие из твердых сортов пшеницы	41
Яйца	33
Чечевица	57
Хлеб зерновой	53
Хлеб белый	101
Торты и пирожные	81
Рыба	59
Яблоки	61
Говядина	50
Виноград	81
Хлеб рж.	93
Картофель вареный	120
Карамель	159
Арахис	18
Апельсины	58
Мороженное сливочное	87
Бананы	83
Песочное печенье	95
Белый рис	78
Тушеная фасоль	118
Творог	128

Внимание! Употребление молочных продуктов ускоряет выброс инсулина лучше, чем углеводистая пища, однако не вызывает отложения жиров. Явление получило название “инсулиновый парадокс”. Исследования показали, что несмотря на высокий индекс инсулина молочные продукты не способствуют к ожирению, а сочетание каши и молока повышают калорийность продукта питания. Молоко в сочетание с куском хлеба увеличивает показатель инсулина вплоть до 65%, а при употреблении с макаронными изделиями может приблизиться к 280%, при этом практически не затронув уровень глюкозы.

Инсулиносодержащие препараты

Для людей с сахарным диабетом первого типа жизненно необходимы инсулиносодержащие препараты. Однако около 40% пациентов с сахарным диабетом второго типа так же получают подобные лекарства. На назначение курса инсулина могут повлиять и другие заболевания, одним из симптомов которых является проблема с выработкой или работой инсулина.

По методу производства препараты классифицируются на:

натуральные животные инсулиносодержащие препараты;
частично искусственный – инсулин, сделанный из человеческого гормона воссозданного при помощи генной инженерии;
полный аналог.

Прогрессирование исследований в области выработки человеческого гормона серьезно повлияло на сокращение использования животного инсулина, который отличался всего одной аминокислотой. Свиной гормон использовался для частично синтетического воспроизведения молекулярной структуры человеческого инсулина за счет подмены этой самой аминокислоты.

Созданный при помощи генной инженерии инсулин отличается высоким качеством. Чтобы добиться его получения участок ген человеческой особи, отвечающий за производство гормона, приравнивают к генам дрожжевых культур, после чего они начинают выработку человеческого инсулина. Подобное применение перестановки молекул помогло получить препараты, максимально адаптированные для работы в организме, без проблем с усваиванием.

Вариации препаратов с инсулином:

Действие	Наименование	Начало работы	Пик работы	Длительность
Ультракороткого действия	ЛизПро (Хумалог)	10 минут	От 25 минут до 2 часов	От 3,5 до 4 часов
	Аспарт (Новорапид)
Короткого действия	Актрапид HM	25 минут	От 1,5 до 3 часов	От 6,5 до 8 часов
	Хумулин R
	Инсуман Рапид
Средней продолжительности действия	Протафан HM	1 час	От 4,5 до 12 часов	Сутки
	Хумулин NPH	1 час	От 2,5 до 8 часов	От 15 до 20 часов
	Инсуман Базал	1 час	От 3,5 до 4 часов	От 10 до 20 часов
Длительного действия	Гларгин (Лантус)	1 час	Сутки
	Детемир (Левемир)	От 3,5 до 4 часов	Сутки

Одним из факторов качественной терапии является безукоризненное следование технике введения инсулина. Среди всех методов, самый действенный способ введение инсулина в кровь человека – с использованием инсулинового шприца. Однако более простым и удобным является использование шприц-ручки с резервуаром для инсулинового препарата, системой дозирования инъекции и иглой.

Для терапевтической инъекции препарат вводится под кожу (в не критических случаях). Первое условие успешной инъекции — препараты краткосрочного действия следует вводить под жировую клетчатку живота, а в случае с лекарствами длительного порога действия инъекцию вводят в плечевую или бедренную клетчатку. Второе условие – игла вводится глубоко в широкий пласт сжатой кожи под углом в 45 градусов. Третье – Место введения должно меняться ежедневно.

Кратковременные инсулиновые препараты

Подобные инсулиновые препараты основываются на растворе кристаллов инсулина с цинком. Отличаются тем, что срабатывают в организме человека практически моментально, однако так же быстро прекращают свою работу. Дело в том, что вводить их надо подкожно или внутримышечно за тридцать минут до начала приема пищи, дабы организм смог правильно извлечь нужные вещества из еды. Максимальный эффект от воздействия подобных препаратов наступает через пару часов после применения. Кратковременные дозы инсулина обычно совмещаются с курсом других инсулиносодержащих лекарств.

Препараты средней продолжительности действия

Этот вид инсулиновых препаратов намного дольше распадается и находясь в подкожной клетчатке человека. Медленно входит в кровяной поток, из-за чего эффект от применения такого препарата увеличивается по сравнению с его краткосрочным собратом. Чаще всего в медицинских учреждениях применяют NPH – инсулин, состоящий из раствора все тех же кристаллов инсулина с цинком с добавлением протамина, или Ленте инсулин – основанный на формуле смешивания инсулина с цинком и аморфного инсулина.

Подобные препараты изготавливаются с применением животного или человеческого инсулина. Разница в том, что человеческий гормон в отличии от животного больше подвержен гидрофобности, благодаря чему лучше контактирует с цинком и протамином.

Во избежание негативных последствий, применение инсулина средней продолжительности должно регулироваться пациентом, и не превышать одной-двух инъекций в 24 часа. Приветствуется применение в компании с кратковременным инсулином, что улучшает связь протеина и цинка, тем самым замедляя усвоения инсулина короткого действия.

Внимание! Препараты можно смешивать самостоятельно при соблюдении правильных пропорций, однако если отсутствует уверенность в правильности действий, лучше приобрести уже смешанный состав в аптеке.

Препараты с длительным действием

Группа инсулиновых препаратов с составом позволяющим максимально медленно всасываться в кровяной поток организма, и действуют очень продолжительное время. Благодаря лекарствам длительного действия уровень глюкозы и инсулина в крови поддерживается на нормальном уровне в течении суток. Применять их следует не чаще одного-двух раз в 24 часа с индивидуально подобранной дозировкой. Не запрещается применять совместно с инсулинами кратковременного действия и средней продолжительности.

Какой препарат подходит пациенту и дозировку одного определяет врач, учитывая все особенности организма пациента, степени сложности заболевания и наличия каких-либо осложнений вызванных иными недугами. Точная дозировка определяется контролем сахара после ввода инъекции препарата.

Инсулин, при нормальной выработке поджелудочной железой должен вырабатываться в количестве от 30 до 40 ЕД в сутки. Именно такого показателя должен придерживаться и человек больной диабетом. Однако при наличии поджелудочной дисфункции, дозировка может достигать от 30 до 50 ЕД в сутки, а две трети дозы должны попасть в организм в утренние часы. Остальная же доля вводится в вечернее время не за долго до ужина.

Внимание! Если пациент переходит с применения животного инсулина к человеческому, то суточная доза лекарства должна снижаться. Связано это с лучшей, по сравнению с животным гормоном, усваиванием человеческого инсулина.

Также довольно близко ученые подошли к окончательному изготовлению инсулина в форме таблеток. Доказано, что количество содержащегося в крови инсулина регулируется печенью, и если человек болен вторым типом диабета, то при введении инъекционным путем инсулина печень никак не участвует в процессе его переработки. Как результат, различные осложнения, болезни влияющие на работу и здоровье сердечно-сосудистой системы. Именно это сподвигло ученых к созданию таблетированного варианта инсулина.

Преимуществами такого подхода являются:

в отличии от инъекций, человек полностью лишается болезненных последствий укола, что не мало важно при лечении детей;
увеличивается продолжительность действия;
никаких шармов или синяков от уколов;
возможность передозировки очень мала, так как за выброс полученного инсулина в кровь отвечает печень, регулируя процесс.

К сожалению, не удалось избежать и недостатков. Подобное лечение вызывает постоянную нагрузку и истощение поджелудочной железы. Но несмотря на это решение этой проблемы вопрос времени, так как ведутся исследования, результат которых должен привести к нормализации работы поджелудочной железы и ее активации только в момент приема пищи, дабы избежать ее постоянной работы.

Еще стоит отнести к минусам временную труднодоступность и высокую цену на подобные препараты, так как пока они используются в экспериментальном лечении. Ограничением, но не минусом является не желательный прием таблеток при заболеваниях печени, сердечно-сосудистой системы, при наличии язвы и мочекаменной болезни.