Инсулин белковый гормон

Содержание
  1. Инсулин — функции гормона в организме человека
  2. Что такое инсулин?
  3. Какой орган вырабатывает?
  4. Роль в организме человека
  5. Инсулинзависимые ткани
  6. Нормы в крови
  7. Функции инсулина, где вырабатывается гормон, его норма и следствие повышенного содержания
  8. Инсулиновый препарат это что?
  9. Где вырабатывается гормон?
  10. Работа гормона в организме
  11. Как происходит образование гормона
  12. Нормальный уровень глюкозы, его превышение и снижение
  13. Уровень гормона в организме
  14. Повышенное содержание гормона
  15. Виды гормона
  16. Как и через сколько действует инсулин на организм
  17. Образование, синтез и секреция инсулина в клетках
  18. Синтез инсулина
  19. Секреция
  20. Механизм действия гормона
  21. Углеводный обмен
  22. Белковый обмен
  23. Жировой обмен
  24. Регуляция сахара в крови
  25. Гипергликемия и гипогликемия
  26. Гипогликемия
  27. Диабет 1 типа
  28. Терапия
  29. Диабет 2 типа
  30. Диагностика
  31. : Зачем нужен инсулин и как работает?
  32. Инсулин – самый молодой гормон
  33. Синтез
  34. Схема синтеза инсулина
  35. Регуляция синтеза и секреции
  36.  Схема внутриклеточной регуляции секреции инсулина при участии глюкозы
  37. Мишени
  38. Механизм действия
  39. Скорость эффектов действия инсулина
  40. Очень быстрые эффекты (секунды)
  41. Быстрые эффекты (минуты)
  42. Печень
  43. Мышцы
  44. Жировая ткань
  45. Медленные эффекты (минуты-часы)
  46. Очень медленные эффекты (часы-сутки)
  47. Инактивация инсулина
  48. Гипофункция
  49. Найти
  50. Общая биохимия

Инсулин — функции гормона в организме человека

Инсулин белковый гормон

Это хлесткое слово инсулин. Писано-переписано о нем немало. Кто-то воспринимает его как приговор, кто-то как надежду, а кому-то разговор на эту тему совершенно безразличен.

Но уж если по какой-либо причине читатель заинтересовался этой проблематикой, значит, у еще остались открытые вопросы и не все ему понятно.

Постараемся объяснить понятным языком, используя поменьше медицинских терминов, для чего нужен организму этот продукт деятельности поджелудочной железы, какие функции возложены на него и как важен для человека этот островок жизни.

Да, именно так переводится с латыни insula – островок.

Что такое инсулин?

3D-молекула инсулина

Не совсем правы те, кто однобоко рассматривает функцию инсулина. Отводя ему роль этакого биологического такси, которое должно доставить глюкозу из пункта А в пункт Б, при этом забывая, что этот гормон обеспечивает не только обмен углеводов, но и еще электролитов, жиров и белков.

Его коммуникационную способность в транспортировке сквозь клеточную мембрану таких биологических элементов, как аминокислоты, липиды, нуклеотиды переоценить просто невозможно.

Поэтому не стоит отрицать, что именно иммунореактивный инсулин (ИРИ) выполняет решающую регулятивную функцию проницаемости мембран.

Вышеперечисленные рабочие характеристики позволяют этот биологический продукт позиционировать как белок с анаболическими свойствами.

Различают две формы гормона:

  1. Свободный инсулин – он стимулирует усвоение глюкозы жировыми и мышечными тканями.
  2. Связной – он не вступает в реакцию с антителами и активен только в отношении жировых клеток.

Какой орган вырабатывает?

Сразу стоит отметить, что орган синтезирующий «обменный мотиватор», равно как и сам процесс его производства, это не ширпотребовская лавка из полуподвального помещения. Это сложный многофункциональный биологический комплекс. В здоровом организме его действие по надежности сравнимо со швейцарскими часами.

Имя этому задающему генератору – поджелудочная железа. Издревле была известна ее жизнеутверждающая функция, влияющая на превращение потребленной пищи в жизненную энергию. Позже эти процессы получили название метаболические или обменные.

Для большей убедительности приведем пример: уже в древнем Талмуде, своде жизненных правил и канонов иудеев, поджелудочная железа упоминается, как «божий палец».

Слегка коснувшись анатомии человека, подчеркнем, что она располагается за желудком в брюшной полости. По своей структуре, железа, действительно, напоминает отдельный живой организм.

У нее есть почти все его составляющие:

  • головка;
  • хвост;
  • тело, как основная часть.

«Поджелудка» состоит из клеток. Последние, в свою очередь, образуют островные локации, получившие наименование – панкреатические островки. Другое их название дано в честь открывателя этих жизненных островков патологоанатома из Германии Пауля Лангерганса – островки Лангерганса.

Наличие островных клеточных образований зафиксировал немец, но русскому врачу Л. Соболеву принадлежит открытие, что именно эти клетки выделяют (синтезируют) инсулин.

Познавательное видео:

Роль в организме человека

Процесс познания механизма генерации инсулина и понимания на то, как он влияет на обмен веществ, занимает умы не только медиков, но и биологов, биохимиков и генных инженеров.

Ответственность за его производство возложена на β-клетки.

Отвечая за уровень сахара в крови и метаболические процессы, он выполняет следующие функции:

  • мотивирует мембранные клетки к повышению их проницаемости;
  • является главным катализатором расщепления глюкозы;
  • мотивирует синтез гликогена, такого сложного углеводного компонента, хранящего жизненную энергию;
  • активизирует процессы производства липидов и протеинов.

При недостатке гормона создаются предпосылки для возникновения тяжкого заболевания – сахарного диабета.

У читателя, который до конца не понимает, для чего нужен этот гормон, может сложиться превратное мнение о его роли в жизненном процессе. Дескать, это такой абсолютный регулятор всех жизненных функций, приносящий одну только пользу.

Это далеко не так. Все должно быть дозировано в меру, подано правильно, в нужном количестве, в нужное время.

На минутку представьте, если вы станете «лопать» ложками, банками, кружками, такой полезный майский мед.

То же можно сказать о ласковом утреннем солнышке и нещадном полуденном солнцепеке.

Для понимания рассмотрим таблицу, дающую представление о его разнополярных по значимости функциях:

Положительные свойстваОтрицательные свойства
Замедляет образованию в печени кетоновых тел: ацетона, бетаоксимасляной и ацетоуксусной кислоты.Мотивирует производство гликогена, т. н. полисахарида – второго по значимости энергетического хранилища.Купирует процесс распада гликогена.Усиливает механизм расщепления сахара.Активирует процесс создания рибосом, которые, в свою очередь, синтезируют белок и как результат, мышечную массу.Препятствует катаболизму (разрушению) белков.Служит коммуникатором аминокислот для мышечных клеток.Усиливает процесс липогенеза, образование жирных кислот и накопления жировой энергии (жира), блокируя гормонорецепторную липазу.Сохраняет жир, мешая использованию его энергии.Переносит глюкозу в жировые клетки.Его излишки выступают разрушителями артерий, так как провоцируют их закупорку, создавая вокруг них мягкие мышечные ткани.Как результат вышеописанного явления – повышается артериальное давление.Установлена его связь в появлении новых опасных образований в организме. Инсулин — это гормон и его избыток служит мотиватором клеточного размножения, включая и раковые.

Инсулинзависимые ткани

Деление тканей организма по признакам зависимости основаны на механизме, с помощью которого сахар попадает в клетки. В инсулинзависимые ткани глюкоза попадает с помощью инсулина, а в другие, соответственно, наоборот – самостоятельно.

К первому типу относится печень, жировая ткань и мышцы. В них имеются рецепторы, которые взаимодействуя с этим коммуникатором, увеличивают чувствительность и пропускную способность клетки, запуская обменные процессы.

При сахарном диабете это «взаимопонимание» нарушается. Приведем пример с ключом и замком.

Глюкоза хочет проникнуть в дом (в клетку). На доме есть замок (рецептор). Для этого у нее есть ключ (инсулин). И все хорошо, когда все хорошо – ключ спокойно открывает замок, впуская клетку.

Но вот проблема – сломался замок (патология в организме). И тот же самый ключ, не может открыть тот же самый замок. Глюкоза не может войти, оставаясь вне дома, т. е. в крови.

Что делает поджелудочная, которой ткани посылают сигнал — у нас недостаточно глюкозы, нет энергии? Ну, она-то не знает, что сломан замок и дает глюкозе еще такой же ключ, вырабатывая еще больше инсулина.

Который также неспособен «открыть» дверцу.

В наступившей инсулинорезистентности (невосприимчивости) железа вырабатывает все новые и новые порции. Уровень сахара критически растет.

За счет высокой накопившейся концентрации гормона, глюкоза все-таки «протискивается» в инсулинзависимые органы. Но так продолжаться долго не может. Работая на износ, β-клетки истощаются.

Уровень сахара в крови достигает порогового значения, такого, что характеризует наступление сахарного диабета 2 типа.

У читателя может возникнуть законный вопрос, а какие внешние и внутренние факторы могут спровоцировать инсулинорезистентность?

Все довольно просто. Извините за грубость, но это неуемный жор и ожирение. Именно жир, обволакивая мышечную ткань и печень, приводит к тому, что клетки теряют свою чувствительность. На 80% сам человек, и только сам, благодаря безволию и безразличию к себе, вводит себя в такое тяжкое состояние. Другие 20% – это предмет разговора другого формата.

Стоит отметить интересный факт — как в организме человека, реализуется один из эволюционных законов философии – закон единства и борьбы противоположностей.

Речь идет о поджелудочной железе и функционировании α-клеток и β-клеток.

Каждая из них синтезирует свой продукт:

  • α-клетки – производят глюкагон;
  • β-клетки – соответственно инсулин.

Инсулин и глюкагон, являясь, по сути, непримиримыми антагонистами, тем не мене играют решающую роль в балансе метаболических процессов.

Суть состоит в следующем:

  1. Глюкагон – полипептидный гормон, мотивирует повышение уровня глюкозы в крови, провоцируя процесс липолиза (образование жира) и энергетический обмен.
  2. Инсулин – это белковый продукт. Он, наоборот, включен в процесс снижения сахара.

Их непримиримая борьба, как ни парадоксально звучит, стимулирует в положительном плане многие жизненные процессы в организме.

от эксперта:

Нормы в крови

Излишне говорить о важности стабильного его уровня, который должен колебаться от 3 до 35 мкЕд/мл. Этот показатель говорит о здоровой поджелудочной железе и качественном выполнении ею возложенных функций.

В статье мы коснулись понятия, что «…все должно быть в меру». Это, несомненно, относится и к работе эндокринных органов.

Повышенный уровень – это бомба со взведенным часовым механизмом. Это состояние говорит о том, что поджелудочная вырабатывает гормоны, но в силу определенной патологии, клетки не воспринимают (не видят) его. Если не принять экстренных мер, цепная реакция наступит незамедлительно, затрагивая не только отдельные внутренние органы, но и целые комплексные составляющие.

Если у вас повышенный инсулин, то это может быть спровоцировано:

  • значительными физическими нагрузками;
  • депрессией и длительными стрессами;
  • печеночной дисфункцией;
  • возникновением сахарного диабета по второму типу;
  • акромегалией (патологический избыток гормона роста);
  • ожирением;
  • дистрофической миотонией (нервно-мышечное заболевание);
  • инсулиномой – активной опухолью β-клеток;
  • нарушением резистентности клеток;
  • разбалансировкой гипофиза;
  • поликистозом яичников (полиэндокринное гинекологическое заболевание);
  • онкологией надпочечников;
  • патологией поджелудочной железы.

Кроме того, в особо тяжелых случаях, при высоком уровне гормонов, у больных может наступить инсулиновый шок, ведущий к потере сознания.

При повышенном содержании гормона у человека проявляется жажда, зуд кожного покрова, вялость, слабость, быстрая утомляемость, обильное мочеиспускание, плохое заживление ран, потеря веса при отменном аппетите.

Низкая же концентрация, наоборот, говорит об усталости организма и об изношенности поджелудочной железы в частности. Она уже неспособна качественно функционировать и не вырабатывает нужное количество вещества.

Причины пониженного показателя:

  • наличие сахарного диабета 1 типа;
  • гиподинамия;
  • сбои в работе гипофиза;
  • запредельные физические нагрузки, особенно на голодный желудок;
  • злоупотребление рафинированными продуктами из белой муки и сахара;
  • нервное истощение, депрессии;
  • хронические инфекционные заболевания.

Симптомы:

  • дрожь в теле;
  • тахикардия;
  • раздражительность;
  • беспокойство и немотивированная тревога;
  • потливость, обморок;
  • неестественно сильный голод.

Контроль за уровнем сахара, своевременное введение инсулина в кровь человека снимает эту симптоматику и нормализует общее самочувствие больного.

Так все-таки какая же концентрация инсулина считается нормальной для мужчин и женщин?

В усредненном виде, он почти одинаков для обоих полов. Однако у женщины есть определенные обстоятельства, которых нет у сильного пола.

Норма инсулина в крови у женщин натощак (мкЕд/мл):

Возраст от 25 до 50При беременностиВозраст старше 60 лет
3< insula

Источник: https://DiabetHelp.guru/diagnostics/insulin/gormon.html

Функции инсулина, где вырабатывается гормон, его норма и следствие повышенного содержания

Инсулин белковый гормон

Каждый знает, что инсулиновый препарат вводят больным сахарным диабетом. А что это за вещество? Для чего нужен инсулин и как он влияет на организм? Откуда он берется в нашем теле? Все об инсулине попытаемся рассказать в данной статье.

Инсулиновый препарат это что?

Что такое вещество инсулин? Инсулин это важный гормон. В медицине гормонами называются вещества, их молекулы, которые выполняют в организме функции связи между органами, способствуют обмену веществ. Как правило, вырабатываются эти молекулы различными железами.

Инсулин у человека, зачем он нужен? Роль инсулина в организме человека весьма существенна. В нашем организме все продумано до мелочей. Многие органы выполняют сразу несколько функций. Каждое вещество выполняет важные задачи. Без любого из них нарушается самочувствие и здоровье человека.

Гормон инсулин поддерживает нормальное содержание глюкозы. Глюкоза необходима человеку. Она является основным источником энергии, обеспечивает возможность человека совершать физическую и умственную работу, дает возможность органам тела выполнять свои задачи.

Исчерпывается ли функция инсулина в нашем организме только этим? Давайте разбираться.

Основанием гормона является белок. Химическая формула гормона определяет, на какие органы он будет влиять. По кровеносной системе гормоны проникают в нужный орган.

Строение инсулина основано на том, что это пептидный гормон, состоящий из аминокислот. Молекула включает в себя 2 полипептидные цепи — A и B. У цепи A аминокислотный остаток 21, у цепи B — 30. Знание структуры гормона позволило ученым создать искусственный препарат для борьбы с диабетом.

Где вырабатывается гормон?

Какой орган вырабатывает инсулин? Выработка человеческого гормона инсулина осуществляется поджелудочной железой.

Та часть железы, которая ответственна за гормоны, называется островками Лангерганса-Соболева. Эту железу включают в пищеварительную систему.

В поджелудочной железе вырабатывается пищеварительный сок, который участвует в переработке жиров, белков и углеводов. Работа железы состоит в:

  • выработке ферментов, с помощью которых усваивается пища;
  • нейтрализации кислот, содержащихся в перевариваемой пище;
  • снабжении организма необходимыми веществами (внутренняя секреция);
  • переработке углеводов.

Поджелудочная железа самая крупная из всех желез человека. По функциям она делится на 2 части — большая часть и островки. Большая часть участвует в пищеварительном процессе, островками вырабатываются описываемый гормон.

Так же островками кроме искомого вещества вырабатывается глюкагон, который тоже регулирует поступление глюкозы в кровь. Но если инсулин ограничивает сахаросодержание, то гормоны глюкагон, адреналин и соматотропин увеличивают его. Искомое вещество в медицине называют гипогликемическим.

Это иммунореактивный инсулин (ИРИ). Теперь понятно, где вырабатывается инсулин.

Работа гормона в организме

Поджелудочная железа направляет инсулин в кровь. Инсулин человеческий снабжает клетки организма калием, рядом аминокислот и глюкозой. Он регулирует углеводный обмен, снабжает все наши клетки необходимым питанием. Влияя на углеводный обмен, он регулирует и метаболизм белков и жиров, поскольку при нарушении метаболизма углеводов страдают и другие обменные процессы.

Как действует инсулин? Действия инсулина на наш организм заключаются в том, что он влияет на большинство вырабатываемых организмом ферментов.

Но все же, основная его функция — поддержка уровня глюкозы в пределах нормы. Глюкоза является источником энергии человека и отдельных его органов.

Иммунореактивный инсулин помогает ей усвоиться и преобразоваться в энергию. Функции инсулина можно определить следующим перечнем:

  1. Он содействует проникновению глюкозы в клетки мышц и жировых тканей и аккумулированию глюкозы на клеточном уровне.
  2. Он увеличивает пропускаемость мембран клеток, что способствует проникновению в клетки нужных веществ. Молекулы, которые наносят вред клетке, выводятся через мембрану.
  3. Благодаря этому гормону в клетках печени и в мышцах появляется гликоген.
  4. Гормон поджелудочной железы способствует процессу, в котором образуется белок и накапливает их в организме.
  5. Он способствует жировым тканям в получении глюкозы и преобразовании ее в запасы жира.
  6. Помогает ферментам усилить разрушение молекул глюкозы.
  7. Мешает другим ферментам, которые стремятся разложить жиры и полезный организму гликоген.
  8. Способствует синтезу рибонуклеиновой кислоты.
  9. Помогает образованию гормона роста.
  10. Препятствует образованию кетоновых тел.
  11. Подавляет расщепление липидов.

Действие инсулина распространяется на каждый обменный процесс организма. Основные эффекты инсулина заключаются в том, что он один противостоит гипергликемическим гормонам, которых у человека намного больше.

Как происходит образование гормона

Механизм действия инсулина следующий. Инсулин вырабатывается при повышении концентрации в крови углеводов. Любая съеденная нами пища, попав в пищеварительную систему, запускает выработку гормона. Это может быть белковая или жировая пища, а не только углеводная. Если человек плотно покушал, содержание вещества повышается. После голодания его уровень падает.

Еще инсулин в организме человека вырабатывается благодаря другим гормонам, а также некоторым веществам. К ним относятся калий и необходимый для здоровья костей кальций. Ряд жирных аминокислот тоже стимулируют выработку гормона. Обратное действие оказывает соматотропин, который способствует росту человека, и в какой-то степени соматостатин.

Достаточно ли у человека инсулина, это можно определить, сделав анализ венозной крови на количество глюкозы. В моче глюкозы быть не должно, иные результаты говорят о заболевании.

Нормальный уровень глюкозы, его превышение и снижение

Кровь «на сахар», как повелось говорить, сдают утром натощак. Нормой количества глюкозы считается от 4,1 до 5,9 ммоль/л. У малышей она ниже — от 3,3 до 5,6 ммоль/л. У пожилых людей сахара больше — от 4,6 до 6,7 ммоль/л.

Чувствительность к инсулину у всех разная. Но, как правило, превышение уровня сахара свидетельствует о недостатке вещества или о других патологиях эндокринной системы, печени, почек, о том, что не в порядке поджелудочная железа. Его содержание увеличено при инфаркте и инсульте.

О патологиях перечисленных органов может говорить и снижение показателя. Мало глюкозы бывает у пациентов, злоупотребляющих алкоголем, у подвергающихся слишком большим физическим нагрузкам, у увлекающихся диетами, у голодающих людей. Снижение содержания глюкозы может говорить о нарушении обмена веществ.

Недостаток гормона можно определить до обследования по характерному запаху ацетона изо рта, который возникает из-за кетоновых тел, не подвергающихся подавлению с помощью этого вещества.

Уровень гормона в организме

Инсулин в крови по количеству не отличается у детей и взрослых. Но на нее оказывает влияние прием разнообразной пищи. Если пациент ест много углеводных продуктов, содержание гормона увеличивается.

Поэтому анализ на инсулин в крови лаборант делает после не менее 8-часового воздержания от приема пищи пациентом. Перед анализом нельзя колоть себе гормон, иначе исследование будет не объективно.

Тем более, что чувствительность к инсулину может подвести пациента.

Повышенное содержание гормона

Действие инсулина на человека зависит от его количества в крови. Превышение гормоном нормы может говорить о:

  1. Наличии инсулиномы — новообразования на островках поджелудочной железы. Значение наличия глюкозы в этом случае понижено.
  2. Заболевании инсулиннезависимым сахарным диабетом. В этом случае постепенно начинается уменьшение уровня гормона. А количество сахара — расти.
  3. Ожирении пациента. Тут трудно отличить причину от следствия. Вначале повышенный гормон способствует откладыванию жиров. Он повышает аппетит. Затем ожирение способствует повышению содержания вещества.
  4. Заболевание акромегалией. Оно заключается в нарушении функций передней доли гипофиза. Если человек здоров, то понижение содержания гормона вызывает рост содержания соматотропина. При акромегалии такого не происходит. Хотя надо делать скидку на разную чувствительность к инсулину.
  5. Появление синдрома Иценко-Кушинга. Это состояние, при котором отмечается повышение содержания в организме глюкокортикоидных гормонов надпочечников. При нем увеличивается пигментация кожи, усиливаются белковый и углеводный обмены, снижается жировой обмен. При этом из организма выводится калий. Повышается артериальное давление и происходит множество других неприятностей.
  6. Проявлении дистрофии мышц.
  7. Беременности, протекающей с повышением аппетита.
  8. Непереносимость фруктозы и галактозы.
  9. Болезни печени.

Снижение гормона в крови говорит о сахарном диабете 1 или 2 типа:

  • 1-ый тип диабета — выработка инсулина в организме понижена, уровень глюкозы повышен, наблюдается присутствие сахара в моче.
  • 2-ой тип — гормон повышен, глюкоза в крови тоже выше нормы. Это происходит, когда организм теряет чувствительность к инсулину, как бы не замечает его присутствия.

Сахарный диабет — грозное заболевание, когда у человека нет энергии для функционирования всех органов в штатном режиме. Болезнь распознать просто. Врач обычно назначает комплексное лечение — лечит поджелудочную железу, которая не справляется со своими функциями, и одновременно искусственно повышает уровень гормона в крови с помощью инъекций.

При диабете 2-го типа падает чувствительность к инсулину, а повышенный показатель может привести к образованию холестериновых бляшек в сосудах ног, сердца и мозга. При нем повреждаются нервные волокна. Человеку грозит слепота, инсульт, инфаркт, почечная недостаточность, необходимость ампутировать ногу или руку.

Виды гормона

Влияние инсулина на организм используется при врачевании. Лечение при сахарном диабете назначает врач после исследования. Какой тип диабета поразил больного, какие у него есть личные особенности, аллергия и непереносимость лекарственных препаратов. Зачем нужен инсулин при диабете, понятно — снизить уровень глюкозы.

Типы инсулинового гормона, которые назначают при диабете:

  1. Быстродействующий инсулин. Его действие начинается через 5 минут после инъекции, но быстро заканчивается.
  2. Короткий. Что это такое за гормон? Он начинает действовать позже — через полчаса. Но помогает в течение более длительного времени.
  3. Средней длительности. Определяется по воздействию на больного сроком около полусуток. Часто его вводят вместе с быстрым, чтобы больной сразу почувствовал облегчение.
  4. Длинного действия. Этот гормон действует в течение суток. Его вводят с утра на голодный желудок. Тоже часто применяют вместе с гормоном быстрого действия.
  5. Смешанный. Он получается путем перемешивания гормона быстрого действия и среднего действия. Предназначен для людей, которые затрудняются сами смешать 2 гормона разного действия в нужной дозировке.

Как работает инсулин, мы рассмотрели. Каждый человек по-разному реагирует на его инъекцию. Это зависит от системы питания, занятий физкультурой, от возраста, пола, сопутствующих заболеваний. Поэтому больной сахарным диабетом должен находиться под непрерывным наблюдением врача.

Источник: https://GormonyTela.ru/endokrinologiya/insulin.html

Как и через сколько действует инсулин на организм

Инсулин белковый гормон

Белковый гормон инсулин — важнейший элемент метаболических процессов во всех тканях человеческого организма, выполняющий такую значимую функцию, как уменьшение концентрации глюкозы в крови.

Однако, функциональные возможности инсулина очень многогранны, поскольку он затрагивает все виды обменных процессов в организме человека и не ограничивается одной лишь регулировкой углеводного баланса.

Нарушение выработки инсулина и его воздействия на ткани, являются основополагающими факторами развития опасного патологического состояния – сахарного диабета.

Образование, синтез и секреция инсулина в клетках

Основной предпосылкой к синтезу и секреции инсулина в клетках является увеличение показателей глюкозы в крови. Помимо этого, дополнительным физиологическим стимулом выделения инсулина служит сам процесс принятия пищи, причём не только глюкозосодержащих, углеводных продуктов питания.

Синтез инсулина

Биосинтез этого белкового гормона — сложный процесс, имеющий ряд непростых биологических этапов.

Прежде всего, в организме формируется неактивная форма белковой молекулы инсулина, которая носит название проинсулин.

Этот прогормон, предшественник инсулина, является важным показателем функциональности поджелудочной железы. Далее, в процессе синтеза, после ряда химических преобразований, проинсулин приобретает активную форму.

Выработка инсулина у здорового человека осуществляется на протяжении всего дня и ночи, однако наиболее значительная продукция этого пептидного гормона наблюдается сразу после утреннего приёма пищи.

Секреция

Инсулин, как биологически активный элемент, вырабатываемый поджелудочной железой, усиливает свою секрецию вследствие следующих процессов:

  • Повышенное содержание сахара в сыворотке крови на этапе развития сахарного диабета. В последующем, падение инсулина будет прямо пропорционально росту сахара.
  • Высокий коэффициент свободных жирных кислот. На фоне стойкого увеличения жировой массы организма (ожирения), происходит значительное нарастание количества свободных жирных кислот в крови. Данные процессы имеют пагубное воздействие на здоровье человека, провоцируют избыточную секрецию сахаропонижающего гормона, повреждают клеточную структуру тканей, способствуют развитию опасных патологий.
  • Влияние аминокислот, преимущественно аргинина и лейцина. Эти органические соединения стимулируют выработку инсулина из поджелудочной железы. Чем больше аминокислот в организме – тем больше инсулина высвобождается.
  • Увеличенные показатели кальция и калия. Повышенная концентрация данных веществ увеличивает секрецию белково-пептидного гормона, который высвобождается в связи с резким изменением условий биологической среды.
  • Воздействие гормонов, производимых клетками пищеварительной системы и поджелудочной железы. К таким гормонам относятся: гастрин, холецистокинин, секретин и прочие. Эти активные вещества приводят к умеренному увеличению секреции инсулина и вырабатываются клетками желудка, сразу после принятия пищи.
  • Кетоновые тела — химические соединения, образованные печенью и являющиеся промежуточными продуктами метаболических процессов: углеводного, белкового и жирового. Превышение показателей этих веществ в организме, свидетельствует о патологическом нарушении в обмене веществ и, как следствие, дополнительной секреции инсулина.

Гормоны стресса, такие как адреналин, норадреналин и кортизол, провоцируют значительный выброс инсулина в кровь. Эти активные вещества внутренней секреции вырабатываются во время острого перенапряжения, с целью мобилизации организма.

Стрессовые процессы протекают на фоне резкого скачка показателей сахара в крови, что является непосредственным условием выживания организма в опасных ситуациях. Существует понятие – стрессорная гипергликемия, гормональная реакция, которая характеризуется увеличением концентрации глюкозы в крови, в период сильных нервных расстройств.

Инсулиновый шприц – инструкция, виды, шприц-ручка

Механизм действия гормона

Механизмы воздействия этого жизненно важного фермента на метаболизм бывают различны. Всё зависит от того, какие именно обменные процессы рассматривать:

Углеводный обмен

Влияние инсулина, в этом случае, заключается в повышении пропускной способности клеточных структур для глюкозы.

Также, пептидно-белковый гормон способствует образованию и усилению синтеза важного фермента – глюкокиназы, ускоряя тем самым процесс расщепления глюкозы в клетках (гликолиз).

Помимо этого, инсулин увеличивает активность ключевых белковых молекул гликолиза, а также, приумножает их количество. Сахаропонижающий гормон подавляет глюконеогенез, который характеризуется образованием молекул глюкозы в печени и почках, из неуглеводных соединений.

Белковый обмен

Особая заслуга инсулина в метаболизме белков заключается в активизации транспортной функции аминокислот в мышечные ткани и печень. Под воздействием пептидного гормона происходит усиление синтеза белков в мышечных тканях и внутренних органах, а также, он препятствует распаду белка в организме. Инсулин стимулирует рост внутриклеточных структур, способствует размножению и делению клеток.

Жировой обмен

Инсулин снижает скорость расщепления жиров (липолиз) в жировых тканях и печени.

Также, белковый гормон может активизировать синтез нейтральных жиров (триацилглицеролов) в жировой ткани человеческого организма.

Инсулин способен ускорять синтез органических жирных кислот, и тормозить синтез кетоновых тел в тканях печени. Избыток кетоновых тел свидетельствует о сбоях и патологических изменениях в печени.

Регуляция сахара в крови

Механизм регуляции содержания глюкозы в крови у здоровых людей может осуществляться при помощи употребления тех или иных продуктов питания. В то время как людям, страдающим сахарным диабетом, в урегулировании показателей сахара помогает приём определённых лекарственных препаратов.

Регулирование углеводного метаболизма происходит на разных уровнях организации биологических систем: клеточном, тканевом, органном и организменном. Корректировка глюкозного содержания осуществляется исходя из ряда факторов, среди которых определяющее значение имеет общее состояние здоровья пациента, наличие прочих патологий, качество и образ жизни.

Гипергликемия и гипогликемия

Гипергликемия и гипогликемия — это два патологических процесса, развивающихся на фоне нарушения уровня глюкозы в организме. Данные патологии могут иметь очень тягостные последствия для больного, поэтому крайне важно вовремя обратить внимание на характерные симптомы этих недугов и организовать безотлагательную терапию!

Гипергликемия – состояние, для которого характерно стойкое повышение сахара в плазме крови.

У людей, больных диабетом, спровоцировать развитие гипергликемии могут следующие факторы: переедание, употребление вредных продуктов, нарушение правил пищевого поведения, отсутствие минимальных физических нагрузок, злоупотребление сахаросодержащими продуктами, стрессовые состояния или не поставленная вовремя инсулиновая инъекция.

Также рекомендуем ознакомиться: виды и выбор инсулинового шприца.

Симптоматика этого состояния:

  • Сильное чувство жажды.
  • Частые позывы к мочеиспусканию.
  • Головные боли и потеря концентрации внимания.
  • Чувство сильного переутомления.
  • Появление «звёздочек» перед глазами.

В терапии гипергликемии, приоритетное значение уделяется тщательному контролю за показателями глюкозы, при помощи специального аппарата, и строгому соблюдению лечебной диеты. Также, врачом назначаются лекарственные медикаменты, понижающие глюкозу в кровотоке.

Гипогликемия

Патологический процесс, протекающий на фоне падения глюкозного содержания в кровотоке.

При этом все системы человеческого организма страдают от энергетического голодания, но в большей степени нарушается деятельность мозга.

Гипогликемия может появляться по ряду причин: избыточное выделение инсулина в поджелудочной железе, высокое содержание инсулина в организме, расстройство углеводного обмена в печени или сбои в работе надпочечников.

Стандартные проявления гипогликемии:

  • Повышенное чувство тревожности и беспокойства.
  • Болезненные ощущения в голове, пульсация.
  • Нервозность и раздражительность.
  • Постоянное чувство голода.
  • Чувство жжения и дискомфорта в подложечной зоне.
  • Дрожание мышц.
  • Аритмия и тахикардия.

Микроинфузионная инсулиновая помпа – новое слово в лечении диабета

Схема лечения заболевания напрямую зависит от стадии развития патологического процесса. На начальном этапе формирования недуга, больному показано употребление продуктов с высоким содержанием сахара. Больному могут быть прописаны инъекции инсулина «Левемир», который способен предотвратить развитие данной болезни практически на 70%, благодаря медленному поступлению в кровь.

На более поздних стадиях недуга существует необходимость внутривенного введения раствора глюкозы, во избежание необратимых последствий в головном мозге. Самые последние стадии гипогликемии поддаются терапии исключительно в палате интенсивной терапии.

Диабет 1 типа

Сахарный диабет 1 типа – это аутоиммунная эндокринная патология, связанная с тотальной нехваткой инсулина в организме. Самостоятельная выработка белково-пептидного гормона практически полностью прекращена.

Предпосылкой развития болезни является расстройство иммунной системы человека. Нередко, диабет этого типа развивается вследствие сильнейшего эмоционального потрясения или по причине генетической предрасположенности.

Больные ощущают целый комплекс мучительных проявлений болезни: резкое снижение массы тела, стремительное ухудшение самочувствия, бессилие, сухость кожных покровов, незаживающие раны. Помимо этого, происходит обезвоживание организма, за счёт частого мочеиспускания, к которому, в свою очередь, приводит синдром постоянной жажды.

Терапия

Люди, имеющие это заболевание, нуждаются в инсулинотерапии на ежедневной основе. Важно понимать, что диабет 1 типа неизлечим, поскольку ни один медикаментозный препарат не в силах возродить клетки, отмирающие на протяжении этой тяжёлой болезни.

Пристальный контроль сахара в кровотоке и инсулинотерапия – единственно возможные методы лечения заболевания.

В связи с острой нехваткой природного инсулина в организме заболевшего, врачом прописываются прямые модифицированные аналоги инсулина человека, такие как «Новорапид».

Этот ультракороткий инсулин оказывает действие уже через 10 минут, после введения, в то время как короткий инсулин человека срабатывает не ранее чем через полчаса. Воздействие быстрых видов инсулина длится порядка 5 часов.

Диабет 2 типа

Эта патология обусловлена аномально-высоким содержанием сахара в сыворотке крови. Для заболевания этого типа характерно расстройство восприимчивости тканей и клеток организма к инсулину. Этот вид диабета наиболее распространён среди заболевших. Основными провокаторами недуга считаются:

  • Ожирение.
  • Нерациональное питание.
  • Гиподинамия — малоподвижный образ жизни.
  • Наличие близких родственников, имеющих подобную патологию.
  • Стабильно высокое давление.

Что происходит с организмом человека при диабете 2 типа?

После стандартного принятия пищи происходит ощутимое увеличение показателей сахара, в то время как, поджелудочная железа не способна высвобождать инсулин, что характерно для высокого уровня глюкозы.

Вследствие этого процесса ослабевает клеточная чувствительность, ответственная за распознавание сахаропонижающего гормона.

Это состояние именуется как инсулинорезистентность, устойчивость клеточной оболочки к влиянию инсулина.

Диагностика

Для выявления заболевания проводятся следующие исследования:

  1. Лабораторный анализ крови на глюкозу.
  2. Определение уровня гликозилированного гемоглобина. Его показатели сильно превышены у лиц, страдающих диабетом.
  3. Тест на толерантность к глюкозе.
  4. Анализ мочи на сахар и кетоновые соединения.

Несвоевременное проведение диагностических мероприятий и отсутствие должного лечения диабета 2 типа, может привести больного к серьёзным осложнениям, часто имеющим скрытое развитие.

К наиболее распространённым осложнениям относятся: развитие дисфункции почек, завышенные показатели артериального давления (гипертония), нарушение зрительной функции и катаракта, поражение тканей нижних конечностей и образование язв.

: Зачем нужен инсулин и как работает?

Важно понимать всю серьёзность этого заболевания эндокринной системы и постараться предотвратить развитие недуга, посредством ранней диагностики, грамотной схемы лечения и соблюдения строгих диетических рекомендаций. В противном случае, патологические процессы сахарного диабета могут привести к необратимым последствиям для здоровья человека.

Источник: https://DiabetSahar.ru/diabet/kak-i-cherez-skolko-deystvuet-insulin-na-organizm.html

Инсулин – самый молодой гормон

Инсулин белковый гормон

Инсулин представляет собой белок, состоящий из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками. Всего в зрелом инсулине человека присутствует 51 аминокислота и его молекулярная масса равна 5,7 кДа.

Синтез

Инсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина, на N-конце которого находится концевая сигнальная последовательность из 23 аминокислот, служащая проводником всей молекулы в полость эндоплазматической сети. Здесь концевая последовательность сразу отщепляется и проинсулин транспортируется в аппарат Гольджи.

На данном этапе в молекуле проинсулина присутствуют А-цепь, В-цепь и С-пептид (англ. connecting – связующий). В аппарате Гольджи проинсулин упаковывается в секреторные гранулы вместе с ферментами, необходимыми для “созревания” гормона .

По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, вырезается связующий С-пептид (31 аминокислота) и формируется готовая молекула инсулина.

В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера, образуемого с участием двух ионов Zn2+.

Схема синтеза инсулина

Около 15% молекул проинсулина поступает в кровоток. Проинсулин обладает более слабой активностью (около 1:10), но большим периодом полувыведения (около 3:1), по сравнению с инсулином. Поэтому повышение его уровня может вызывать гипогликемические состояния, что наблюдается при инсулиномах.

Регуляция синтеза и секреции

Секреция инсулина происходит постоянно, и около 50% инсулина, высвобождаемого из β-клеток, никак не связано с приемом пищи или иными влияниями. В течение суток поджелудочная железа выделяет примерно 1/5 от запасов имеющегося в ней инсулина.

Главным стимулятором секреции инсулина является повышение концентрации глюкозы в крови выше 5,5 ммоль/л, максимума секреция достигает при 17-28 ммоль/л. Особенностью этой стимуляции является двухфазное усиление секреции инсулина:

  • первая фаза длится 5-10 минут и концентрация гормона может 10-кратно возрастать, после чего его количество понижается,
  • вторая фаза начинается примерно через 15 минут от начала гипергликемии и продолжается на протяжении всего ее периода, приводя к увеличению уровня гормона в 15-25 раз.

Чем дольше в крови сохраняется высокая концентрация глюкозы, тем большее число β-клеток подключается к секреции инсулина.

Индукция синтеза инсулина происходит от момента проникновения глюкозы в клетку до трансляции инсулиновой мРНК. Она регулируется повышением транскрипции гена инсулина, повышением стабильности инсулиновой мРНК и увеличением трансляции инсулиновой мРНК.

Активация секреции инсулина

1. После проникновения глюкозы в β-клетки (через ГлюТ-1 и ГлюТ-2) она фосфорилируется гексокиназой IV (глюкокиназа, обладает низким сродством к глюкозе),2. Далее глюкоза аэробно окисляется, при этом скорость окисления глюкозы линейно зависит от ее количества,3. В результате нарабатывается АТФ, количество которого также прямо зависит от концентрации глюкозы в крови,

4. Накопление АТФ стимулирует закрытие ионных K+-каналов, что приводит к деполяризации мембраны,

5. Деполяризация мембраны приводит к открытию потенциал-зависимых Ca2+-каналов и притоку ионов Ca2+ в клетку,
6. Поступающие ионы Ca2+ активируют фосфолипазу C и запускают кальций-фосфолипидный механизм проведения сигнала с образованием ДАГ и инозитол-трифосфата (ИФ3),
7. Появление ИФ3 в цитозоле открывает Ca2+-каналы в эндоплазматической сети, что ускоряет накопление ионов Ca2+ в цитозоле,
8. Резкое увеличение концентрации в клетке ионов Ca2+ приводит к перемещению секреторных гранул к плазматической мембране, их слиянию с ней и экзоцитозу кристаллов зрелого инсулина наружу,
9. Далее происходит распад кристаллов, отделение ионов Zn2+ и выход молекул активного инсулина в кровоток.

 Схема внутриклеточной регуляции секреции инсулина при участии глюкозы

Описанный ведущий механизм может корректироваться в ту или иную сторону под действием ряда других факторов, таких как аминокислоты, жирные кислоты, гормоны ЖКТ и другие гормоны, нервная регуляция.

Из аминокислот на секрецию гормона наиболее значительно влияют лизин и аргинин. Но сами по себе они почти не стимулируют секрецию, их эффект зависит от наличия гипергликемии, т.е. аминокислоты только потенциируют действие глюкозы.

Свободные жирные кислоты также являются факторами, стимулирующими секрецию инсулина, но тоже только в присутствии глюкозы. 

Логичной является положительная чувствительность секреции инсулина к действию гормонов желудочно-кишечного тракта – инкретинов (энтероглюкагона и глюкозозависимого инсулинотропного полипептида), холецистокинина, секретина, гастрина, желудочного ингибирующего полипептида.

Клинически важным и в какой-то мере опасным является усиление секреции инсулина при длительном воздействии соматотропного гормона, АКТГ и глюкокортикоидов, эстрогенов, прогестинов. При этом возрастает риск истощения β-клеток, уменьшение синтеза инсулина и возникновение инсулинзависимого сахарного диабета. Такое может наблюдаться при использовании указанных гормонов в терапии или при патологиях, связанных с их гиперфункцией.

Нервная регуляция β-клеток поджелудочной железы включает адренергическую и холинергическую регуляцию.

Любые стрессы (эмоциональные и/или физические нагрузки, гипоксия, переохлаждение, травмы, ожоги) повышают активность симпатической нервной системы и подавляют секрецию инсулина за счет активации α2-адренорецепторов.

С другой стороны, стимуляция β2-адренорецепторов приводит к усилению секреции.

Также выделение инсулина повышается n.vagus, в свою очередь находящегося под контролем гипоталамуса, чувствительного к концентрации глюкозы крови.

К лекарственным регуляторам секреции инсулина относятся производные сульфанилмочевины (глибенкламид, гликлазид) и глиниды (старликс, новонорм). Обе группы связываются с разными участками одного рецептора и блокируют АТФ-зависимые калиевые каналы, открывая Ca2+-каналы, и этим индуцируя секрецию инсулина.

Мишени

Рецепторы инсулина находятся практически на всех клетках организма, кроме нервных, но в разном количестве. Нервные клетки не имеют рецепторов к инсулину, т.к. последний просто не проникает через гематоэнцефалический барьер.

Наибольшая концентрация рецепторов наблюдается на мембране гепатоцитов (100-200 тыс на клетку) и адипоцитов (около 50 тыс на клетку), клетка скелетной мышцы имеет около 10 тысяч рецепторов, а эритроциты – только 40 рецепторов на клетку.

Механизм действия

После связывания инсулина с рецептором активируется ферментативный домен рецептора. Так как он обладает тирозинкиназной активностью, то фосфорилирует внутриклеточные белки – субстраты инсулинового рецептора. Дальнейшее развитие событий обусловлено двумя направлениями: MAP-киназный путь и ФИ-3-киназный механизмы действия (подробно).

При активации фосфатидилинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты – активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности “метаболических” ферментов – ТАГ-липазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и других.

При реализации MAP-киназного механизма (англ. MAP – mitogen-activated protein) регулируются медленные эффекты – пролиферация и дифференцировка клеток, процессы апоптоза и антиапоптоза.

Скорость эффектов действия инсулина

Биологические эффекты инсулина подразделяются по скорости развития:

Очень быстрые эффекты (секунды)

Эти эффекты связаны с изменением трансмембранных транспортов:

1. Активации Na+/K+-АТФазы, что вызывает выход ионов Na+ и вход в клетку ионов K+, что ведет к гиперполяризации мембран чувствительных к инсулину клеток (кроме гепатоцитов).

2. Активация Na+/H+-обменника на цитоплазматической мембране многих клеток и выход из клетки ионов H+ в обмен на ионы Na+. Такое влияние имеет значение в патогенезе артериальной гипертензии при сахарном диабете 2 типа.

3. Угнетение мембранной Ca2+-АТФазы приводит к задержке ионов Ca2+ в цитозоле клетки.

4. Выход на мембрану миоцитов и адипоцитов переносчиков глюкозы ГлюТ-4 и увеличение в 20-50 раз объема транспорта глюкозы в клетку.

Быстрые эффекты (минуты)

Быстрые эффекты заключаются в изменении скоростей фосфорилирования и дефосфорилирования метаболических ферментов и регуляторных белков.

Печень

  • торможение эффектов адреналина и глюкагона (фосфодиэстераза),
  • ускорение гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (ацетил-SКоА-карбоксилаза),
  • формирование ЛПОНП,
  • повышение синтеза холестерина (ГМГ-SКоА-редуктаза),

Мышцы

  • торможение эффектов адреналина (фосфодиэстераза),
  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация ГлюТ-4),
  • стимуляция гликогеногенеза (гликогенсинтаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • превращение пирувата в ацетил-SКоА (ПВК-дегидрогеназа),
  • усиливает транспорт нейтральных аминокислот в мышцы,
  • стимулирует трансляцию (рибосомальный синтез белков).

Жировая ткань

  • стимулирует транспорт глюкозы в клетки (активация Глют-4),
  • активирует запасание жирных кислот в тканях (липопротеинлипаза),
  • активация гликолиза (фосфофруктокиназа, пируваткиназа),
  • усиление синтеза жирных кислот (активация ацетил-SКоА-карбоксилазы),
  • создание возможности для запасания ТАГ (инактивация гормон-чувствительной-липазы).

Медленные эффекты (минуты-часы)

Медленные эффекты заключаются в изменении скорости транскрипции генов белков, отвечающих за обмен веществ, за рост и деление клеток, например:

1. Индукция синтеза ферментов в печени

  • глюкокиназы и пируваткиназы (гликолиз),
  • АТФ-цитрат-лиазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот, цитозольной малатдегидрогеназы (синтез жирных кислот),
  • глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (пентозофосфатный путь),

2. Индукция в адипоцитах синтеза глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы и синтазы жирных кислот.

3. Репрессия синтеза мРНК, например, для ФЕП-карбоксикиназы (глюконеогенез).

4. Обеспечивает процессы трансляции, повышая фосфорилирование по серину рибосомального белка S6.

Очень медленные эффекты (часы-сутки)

Очень медленные эффекты реализуют митогенез и размножение клеток. Например, к этим эффектам относится

1. Повышение в печени синтеза соматомедина, зависимого от гормона роста.

2. Увеличение роста и пролиферации клеток в синергизме с соматомединами.

3. Переход клетки из G1-фазы в S-фазу клеточного цикла.

Инактивация инсулина

Удаление инсулина из циркуляции происходит после его связывания с рецептором и последующей интернализации (эндоцитоза) гормон-рецепторного комплекса, в основном в печени и мышцах.

После поглощения комплекс разрушается и белковые молекулы лизируются до свободных аминокислот. В печени захватывается и разрушается до 50% инсулина при первом прохождении крови, оттекающей от поджелудочной железы.

В почках инсулин фильтруется в первичную мочу и, после реабсорбции в проксимальных канальцах, разрушается.

Гипофункция

Инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет. Для диагностики этих патологий в клинике активно используют нагрузочные пробы и определение концентрации инсулина и С-пептида.

Найти

Появился вопрос? Спрашиваем в группе

Общая биохимия

Источник: https://biokhimija.ru/gormony/insulin.html

Ваш лекарь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: