Инсулин: гормон, регулирующий уровень сахара¶
Инсулин — это гормон, который вырабатывается поджелудочной железой и регулирует уровень сахара (глюкозы) в крови. Он работает как ключ, открывая клетки организма для поступления глюкозы, и тем самым обеспечивает клетки энергией. Без инсулина глюкоза не может попасть внутрь клеток и накапливается в крови, что приводит к повреждению сосудов, нервов и органов.
¶Строение и выработка
Инсулин — это белковый гормон. Его молекула состоит из двух цепочек аминокислот: А и В, соединённых дисульфидными мостиками. Впервые инсулин был выделен в 1921 году канадскими физиологами Фредериком Бантингом и Чарльзом Бестом в лаборатории Джона Маклеода в Торонто. В 1923 году Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине.
Выработка инсулина происходит в островках Лангерганса — скоплениях клеток поджелудочной железы. Бета-клетки островков синтезируют инсулин и выделяют его в кровь в ответ на повышение уровня глюкозы, например после приёма пищи. Одновременно альфа-клетки того же органа вырабатывают глюкагон — гормон с противоположным действием, который повышает уровень глюкозы, если она опустилась ниже нормы. Эти два гормона работают в паре, поддерживая баланс сахара в крови.
¶Как действует инсулин
После еды уровень глюкозы в крови повышается. Бета-клетки поджелудочной железы реагируют на это и выбрасывают инсулин в кровь. Инсулин связывается со специальными рецепторами на поверхности клеток — прежде всего мышечных, жировых и клетках печени. После связывания рецептора внутри клетки запускается каскад реакций, в результате которых особые белковые каналы (GLUT4) выносятся к мембране и начинают пропускать глюкозу внутрь.
Попав внутрь клетки, глюкоза используется для получения энергии, а избыток превращается в гликоген — запасной углевод, который откладывается в печени и мышцах. Инсулин также участвует в синтезе жиров и белков, тормозит распад жиров и гликогена. Таким образом, инсулин снижает уровень глюкозы в крови и одновременно стимулирует запасание энергии.
¶Инсулин и диабет
Нарушения в работе инсулиновой системы приводят к сахарному диабету. Выделяют два основных типа этого заболевания.
При диабете 1 типа иммунная система по ошибке разрушает бета-клетки поджелудочной железы, и инсулин перестаёт вырабатываться совсем. Болезнь обычно начинается в детстве или юности, и пациентам до конца жизни необходимы инъекции инсулина.
При диабете 2 типа поджелудочная железа продолжает вырабатывать инсулин, но клетки организма становятся к нему менее чувствительными — развивается инсулинорезистентность. Со временем выработка инсулина может снижаться. Этот тип диабета связан с наследственностью, избыточным весом, малоподвижным образом жизни и чаще развивается у взрослых. Лечение включает диету, физическую активность, сахароснижающие препараты, а при необходимости — инсулин.
¶Инсулин как лекарство
С 1920-х годов инсулин получают из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота. С 1980-х годов с помощью генной инженерии производят человеческий инсулин — бактерии или дрожжи заставляют синтезировать белок, идентичный натуральному. Этот метод позволил отказаться от аллергических реакций, которые иногда возникали при использовании животного инсулина.
Инсулин нельзя принимать в таблетках, так как он разрушается в желудочно-кишечном тракте. Поэтому его вводят подкожно с помощью шприц-ручки или инсулиновой помпы. Помпа — это небольшое устройство, которое непрерывно подаёт малые дозы инсулина под кожу. В России производством инсулина занимаются, в частности, компании «Генериум» и «Медсана»; часть препаратов импортируется.
¶Роль в организме
Инсулин — единственный гормон, который снижает уровень глюкозы в крови. Его действие затрагивает практически все ткани:
- Мышцы — основное место утилизации глюкозы при физической нагрузке; инсулин повышает проницаемость клеток для сахара.
- Печень — инсулин стимулирует синтез гликогена и тормозит его распад.
- Жировая ткань — глюкоза превращается в жир, распад жира тормозится.
- Мозг — для нейронов глюкоза — основное топливо, и значительная часть её потребления происходит независимо от инсулина, но гормон участвает в обмене веществ в нервной ткани.
Нарушение работы инсулиновой системы сказывается на состоянии сосудов: хронически повышенный уровень глюкозы повреждает их стенки, что ведёт к осложнениям диабета — поражению глаз, почек, нервов, а также повышенному риску инфаркта и инсульта.
Источники:
- Государственный реестр лекарственных средств России
- «Физиология человека», под ред. В. И. Маколкина, А. Г. Камкина
- Материалы Всемирной организации здравоохранения по сахарному диабету
- Биографические сведения о Ф. Бантинге и открытии инсулина, Нобелевский комитет