Инсулин: что покажет и зачем сдавать анализ?

Препараты для инсулинотерапии

При лечении диабета используют инсулиновые препараты разных типов. У них одинаковый эффект, но они отличаются по быстродействию и продолжительности воздействия. Это необходимо, чтобы сделать лечение более физиологичным, ведь у здоровых людей уровень инсулина естественным способом повышается и понижается в течение дня. 

При диабете используют инсулин четырех типов:

• Препарат быстрого действия вводят до принятия пищи. Он подействует через 15 минут и сохраняет эффект в течение 3-4 часов. 
• Короткий инсулин также используют перед едой. Он сработает через 30-60 минут. Эффект сохраняется в течение 5-8 часов. 
• Промежуточный инсулин срабатывает через 1-2 часа после укола. Эффект сохраняется в течение 14-16 часов. 
• Длинный инсулин срабатывает через два часа после укола. Его эффект сохраняется до суток и более. 

Режим терапии и дозировку препарата подбирает лечащий врач исходя из клинического случая. При СД 1 типа обычно используется базально-болюсная инсулинотерапия. Она включает препараты короткого и быстрого действия, чтобы использовать сахар из каждого приема пищи и поддерживать уровень глюкозы в норме в течение суток. 

Инсулиноподобный фактор роста-1 и метаболизм углеводов

• ИФР-1 повышает захват глюкозы в периферических тканях.
• Экзогенный ИФР-1 снижает уровень глюкозы в плазме крови и у здоровых людей, и у пациентов с СД 1 и 2 типа, а также в общем у людей, резистентных к инсулину
• В исследованиях показано, что при резистентности к инулину повышается количество гибридных рецепторов к инсулину/ИФР-1 в мышечной и жировой тканях
• Высокие дозы ИФР-1 обычно приводят к гипогликемии,
  • Несмотря на снижение концентрации циркулирующего в крови инсулина.
  • В группе мышей с инактивированными генами рецептора инсулина было показано снижение глюкозы в крови при помощи ИФР-1.
    • Что свидетельствует о том, что ИФР-1 действует не только через гибридные рецепторы инсулина на метаболизм углеводов, но и через свои специфические рецепторы.
• Позже было пересмотрено действие ИФР-1 на мышцы и установлено прямое влияние на поглощение глюкозы.
  • У мышей с инактивированными генами ИФР-1 в печени развивалась резистентность к инсулину.
    • В этих условиях происходило повышение концентрации глюкозы и существенное снижение инсулин-индуцированного аутофосфорилирования рецептора к инсулину и ИРС в скелетных мышцах
    • После экзогенного введения ИФР-1 всё восстановилось.
    • Можно сделать вывод, что печёночная экспрессия ИФР-1 играет ключевую роль в сигнальном каскаде инсулина в скелетных мышцах и поглощении ими глюкозы
• При отсутствии гибридных рецепторов и инактивации рецепторов к ИФР-1 в мышцах возникала резистентность к инсулину и СД 2 типа в раннем возрасте.
  • Также, вероятно ИФР-1 влияет на глюконеогенез в почках.
  • Кроме того, экспрессия рецепторов ИФР-1 была обнаружена и в печени,
• ИФР-1 снижает уровень гормона роста в плазме крови благодаря отрицательной обратной связи.
  • Это ведёт к снижению влияния гормона роста на функции печени, в том числе улучшая чувствительность к инсулину.
  • Как и в жировой ткани, так и в печени гормон роста инициирует синтез субъединицыPI3K -p85,
    • что ведёт к суппрессии активности p110
• Таким образом, ИФР-1 может косвенно влиять на метаболизм углеводов через
  • снижение концентрации гормона роста в плазме крови,
  • повышение активности инсулина.
• В постпрандиальный период уровень ИФР-1 в крови увеличивается.
• Свободный ИФР-1 способствует:
  • окислению жирный кислот в мышцах,
  • подавлению гормона роста,
  • стимуляции транспорта глюкозы в мышечную ткань,
  • подавлению глюконеогенеза в почках.
• ИФР-1-связывающие белки также играю роль в метаболизме углеводов с помощью влияния на ИФР-1.
  • ИФР-1-связывающие белки взаимодействуют с ядерным рецептором RXR-α.
    • Тот, в свою очередь, реагирует с PPAR-γ,
• Повышенная экспрессия ИФР-1-связывающих белков ассоциирована с резистентностью к инсулину.
  • В исследовании на мышах с неполной секрецией ИФР-1 было показано снижение экспрессии генов, участвующих в метаболизме глюкозы:
    • фосфоенолпируваткарбоксилазы-1,
    • глюкозо-6-фосфатазы,
    • пируватдегидрогеназыкиназы изофермента-4,
    • АТФ-цитратлиазы.
  • Что приводило к гипергликемии.
  • Эти изменения были купированы заместительной терапией низкими дозами ИФР-1 в течении 10 дней.
  • Известно, что инсулин повышает экспрессию данных генов.
  • Результаты исследования показывают противоположные инсулину эффекты дефицита ИФР-1.
  • Свойства ИФР-1 в данном случае не “инсулиноподобны”, а антагонистичны.
  • Кроме того, пируватдегидрогеназыкиназы изофермент-4 кодирует пируватдегидрогеназныйкомплекс (ПДК).
    • ПДК является новой мишенью при лечении метаболического синдрома с помощью поддержания стабильного содержания АТФ в клетке.
    • Это происходит благодаря эффективному использования свободных жирных кислот и глюкозы с помощью ПДК.

Превращение инсулина в организме

При выходе в русло крови часть И. образует комплексы с белками плазмы крови — так наз. связанный инсулин, другая часть остается в форме свободного инсулина. Л. К. Старосельцева и сотр. (1972) установили, что существуют две формы связанного И.: одна форма — комплекс И. с трансферрином, другая — комплекс И. с одним из компонентов альфа-глобулинов сыворотки крови. Свободный и связанный И. отличны друг от друга по биол., иммунным и физ.-хим. свойствам, а также по влиянию на жировую и мышечную ткани, которые являются органами-мишенями и называются инсулинчувствительным и тканями. Свободный И. реагирует с антителами к кристаллическому П., стимулирует поглощение глюкозы мышечной и в какой-то степени жировой тканью. Связанный И. не реагирует с антителами к кристаллическому П., стимулирует поглощение глюкозы жировой тканью и практически не влияет на этот процесс в мышечной ткани. Связанный И. отличается от свободного скоростью метаболизма, поведением в электрофоретическом поле, при гельфильтрации и диализе.

При экстракции сыворотки крови солянокислым этанолом было получено вещество, по биол, эффектам подобное И. Однако это вещество не реагировало с антителами, полученными к кристаллическому Инсулину, и поэтому было названо «неподавляемая инсулиноподобная активность плазмы», или «инсулиноподобное вещество». Изучению инсулиноподобной активности придается большое значение; «неподавляемая инсулиноподобная активность плазмы» многими авторами рассматривается как одна из форм И. Благодаря процессам связывания И. с белками сыворотки крови обеспечивается его доставка к тканям. Кроме того, связанный И. является как бы формой хранения гормона в крови и создает резерв активного И. в русле крови. Определенное соотношение свободного и связанного И. обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма.

Количество И., циркулирующего в русле крови, определяется не только скоростью секреции, но и скоростью его метаболизма в периферических тканях и органах. Наиболее активно процессы метаболизма И. протекают в печени. Существует несколько предположений о механизме этих процессов в печени; установлено, что имеются два этапа — восстановление дисульфидных мостиков в молекуле инсулина и протеолиз с образованием биологически неактивных пептидных фрагментов и аминокислот. Существует несколько инсулининактивирующих и инсулиндеградирующих ферментных систем, участвующих в метаболизме И. К ним относятся инсулининактивирующая ферментная система и инсулиндеградирующая ферментная система, к-рая представлена тремя типами протеолитических ферментов. В результате действия протеиндисульфидной редуктазы происходит восстановление — S— S-мостиков и образование А- и B-цепей И. с последующим протеолизом их до отдельных пептидов и аминокислот. Помимо печени, метаболизм И. происходит в мышечной и жировой тканях, почках, плаценте. Скорость процессов метаболизма может служить контролем за уровнем активного И. и играет большую роль в патогенезе сахарного диабета. Период биол, полураспада И. человека — ок. 30 мин.

Нобелевская премия

В 1923г Нобелевский Комитет присудил премию в области физиологии и медицины Бантингу и Маклеоду, это произошло всего через 18 месяцев после первого доклада о препарате на собрании Ассоциации Американских Врачей (Association of American Physicians). Это решение обострило и без того непростые отношения между учеными, т.к. Бантинг считал, что вклад Маклеода в изобретение инсулина весьма преувеличен, по мнению Бантинга премия должна была быть разделена между ним и его ассистентом Бестом. Чтобы восстановить справедливость Бантинг разделил свою часть премии с Бестом, а Маклеод с биохимиком Коллипом8.

Патент на создание инсулина, принадлежавший Бантингу, Бесту и Коллипу, ученые продали за 3 доллара Университету Торонто. В августе 1922 г. было заключено соглашение о сотрудничестве с фармацевтической компанией Eli Lilly и Со, которая помогла наладить производство лекарства в промышленных масштабах.

С момента изобретения инсулина прошло уже более 90 лет. Совершенствуются препараты этого гормона, с 1982 г. пациенты получали уже человеческий инсулин, а в 90-х годах появились аналоги человеческого инсулина – препараты с различной продолжительностью действия, однако мы должны помнить о людях, стоявших у истоков создания этого препарата, ежедневно спасающего жизнь миллионам людей.

Список литературы

1. IDF diabetes atlas 7th Edition. Available at: http://www.diabetesatlas.org/.

1. Bliss M. The history of insulin. Diabetes Care 1993;16 Suppl 3:4-7. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8299476.

1. Bliss M. The discovery of insulin: the inside story. Publ. Am. Inst. Hist. Pharm. 1997;16:93-9. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11619903.

1. Karamitsos DT. The story of insulin discovery. Diabetes Res. Clin. Pract. 2011;93 Suppl 1:S2-8. doi:10.1016/S0168-8227(11)70007-9.

1. Banting Notebook: 1920-21. Fisher Rare Book Library, University of Toronto, Toronto, Canada.

1. Stylianou C, Kelnar C. The introduction of successful treatment of diabetes mellitus with insulin. J. R. Soc. Med. 2009;102(7):298-303. doi:10.1258/jrsm.2009.09k035.

1. Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy. Clin. Chem. 2002;48(12):2270-88. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12446492.

1. de Herder WW. Heroes in endocrinology: Nobel Prizes. Endocr. Connect. 2014;3(3):R94-R104. doi:10.1530/EC-14-0070.

Лечение

Лечение должно быть направлено на устранение и предупреждение гипогликемии. Рекомендуется частое питание с полноценным содержанием белка в пище и равномерным распределением углеводов в течение дня.

При Г., связанном с повышенной чувствительностью к лейцину, следует ограничивать потребление продуктов, содержащих лейцин (молочные продукты). Больным со спонтанными гипогликемиями рекомендуют частый прием пищи, а в тяжелых случаях назначают препараты глюкокортикоидов, иногда АКТГ, глюкагона, адреналина.

При доброкачественных опухолях поджелудочной железы больным производят неполную резекцию железы, при злокачественных опухолях — расширенную панкреатэктомию (см.).

Что такое инсулин

Выделяемый в ответ на повышение уровня глюкозы инсулин – это посталиментарная инсулинемия (возникает после еды). Повышенный инсулин в крови, в таком случае, способствует активной утилизации глюкозы тканями и уменьшению ее количества в крови. После снижения уровня глюкозы, количество инсулина также уменьшается.

Справочно. В норме, адекватный уровень инсулина в крови обеспечивается за счет умеренной секреции гормона ПЖ, а также его коротким периодом полужизни. Гормон инсулин в норме циркулирует в крови около 4-х минут – этого времени достаточно, чтобы оказать необходимое воздействие на углеводный обмен.

Функции

Инсулин оказывает значительное влияние на этапы обмена углеводов. Основные эффекты гормона связаны с анаболическим действием в инсулинозависимых тканях.

Инсулин способен стимулировать:

• синтезирование гликогена и тормозить процесс глюконеогенеза (образования глюкозы) печенью;
• процесс гликолиза;
• активный захват глюкозы тканями и снижение ее уровня в крови;
• преобразование глюкозы в триглицериды (долгосрочное «резервное» депонирование глюкозы);
• захват и образование жирных кислот, а также тормозить расщепление жиров;
• активный захват аминокислот клетками;
• синтезирование белков;
• транспортирование ионов К и Мg внутрь клеток;
• образование гликогена, а также тормозить расщепление белков в мышцах.

Скорость действия

Биологическое влияние инсулина можно классифицировать по скорости развития эффектов на:

• очень быстрые (возникают в течение нескольких секунд после поступления гормона в кровь);
• быстрые (появляющиеся в пары минут);
• медленные (на развитие этих эффектов требуется от нескольких минут до нескольких часов);
• очень медленные (возникающие в течение от нескольких часов до суток).

К очень быстрым эффектам инсулина относят его влияние на мембраны инсулиночувствительных клеток. В результате этого, скорость поступления глюкозы из крови в клетки увеличивается практически в пятьдесят раз.

Быстрые эффекты проявляются активным запасанием гликогена (быстроутилизируемое депо глюкозы), стимуляцией синтеза холестерина и жирных кислот. Также инсулин увеличивает активность фосфодиэстеразы, которая ингибирует катаболизм (распад) гликогена до глюкозы под действием адреналина или глюкагона.

Медленное действие инсулина заключается в его влиянии на процессы метаболизма и на скорость роста и деления клеток. В норме, повышенный инсулин активирует пентозофосфатный путь (окисление углеводов) и ферментативное окисление глюкозы, сопровождающиеся запасанием энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (молекулы АТФ).

Очень медленные эффекты инсулина проявляются ускорением размножения клеток. Инсулин способен стимулировать синтезирование инсулиноподобного фактора роста (соматомедина С) в печени. Соматомедин С стимулирует рост костей в длину, а также захват клетками мышечной и жировой ткани глюкозы и аминокислот.

Зачем важно знать уровень инсулина

Норма инсулина в крови важна для:    

• поддержания полноценного обмена углеводов;
• контроля за быстрой утилизацией глюкозы тканями;
• запасания молекул АТФ;
• стимуляции роста и размножения клеток;
• поддержания баланса между запасанием и сжиганием жировой ткани.

Повышенный инсулин может свидетельствовать о наличии гормонопродуцирующих опухолей ПЖ, инсулин – независимом диабете 2-го типа и т.д.

В норме, повышенный инсулин определяется после еды и во время беременности (в таком случае, наблюдается умеренное, постепенное повышение уровня гормона).

Сниженный уровень инсулина наблюдается при СД и истощении организма.

Для получения полной диагностической картины, анализ на инсулин должен выполняться в комплексе с другими обследованиями:

• уровень глюкозы в крови натощак;
• оральный тест толерантности к глюкозе;
• гликозилированный гемоглобин;
• С-пептид;
• определение глюкозы и кетоновых тел в моче (глюкозурия и кетонурия);
• УЗИ ПЖ.

Внимание. Анализ на инсулин без оценки уровня сахара в крови и других исследований не является информативным. Поэтому, назначать обследование, определять объем диагностических мероприятий и оценивать полученные результаты должен только лечащий врач.

Поэтому, назначать обследование, определять объем диагностических мероприятий и оценивать полученные результаты должен только лечащий врач.

Потребность в инсулине после приема пищи (болюсный режим)

У здорового человека организм самостоятельно вырабатывает инсулин, необходимый для усвоения и переработки пищи, в НУЖНОМ количестве и в НУЖНОЕ время. Инсулиновая помпа больным с сахарным диабетом необходима именно для того, чтобы заменить эту функцию организма. Хотя и не автоматически. Пациент сам должен следить за дозой и временем инъекции. Вводя дополнительное количество инсулина перед едой и выбирая блюда, пациент, вместо своей поджелудочной железы, самостоятельно решает, когда и в каком количестве следует ввести инсулин, чтобы нейтрализовать воздействие питательных веществ. При использовании инсулиновой помпы не нужно есть строго определенное количество пищи в строго определенное время. С инсулиновой помпой можно своевременно реагировать на изменения уровня глюкозы в крови.
Используемый в помпе инсулин ультракороткого действия гораздо лучше усваивается организмом (не усваивается обычно менее 3%). Использование только инсулинов ультракороткого действия предотвращает создание депо инсулина в подкожной жировой клетчатке и обеспечивает более высокую предсказуемость действия инсулина. Этот вид инсулина вырабатывает поджелудочная железа у здоровых людей. Поэтому именно инсулин короткого действия используется в помповой инсулинотерапии. Режим введения инсулина при помощи помпы максимально приближен к физиологической секреции поджелудочной железы здорового человека.

Вопрос-ответ:

Осложнения сахарного диабета бывают острые и хронические. И действительно, человек может погрузиться в состояние комы.

Острые осложнения:

гипогликемическая кома — вызвана резким снижением уровня сахара в крови

• кетонацетомическая кома — вызвана накоплением в крови кетоновых тел (промежуточных продуктов жирового, углеводного и белкового обменов). Возникает, когда пациент пропускает прием сахароснижающих препаратов и употребляет чрезмерно жирную пищу.
• гиперосмолярная кома — для нее характерно увеличение содержания глюкозы в сыворотке крови (более 30 ммоль/л), сопровождается резкой потерей жидкости
• лактатацидемическая кома — сопровождается кислородной недостаточностью при повышении уровня молочной кислоты в плазме крови свыше 5 ммоль/л и снижении кислотно-щелочной среды рН артериальной крови ниже цифры “7,2”. Чаще встречается у пожилых людей или людей, злоупотребляющих алкоголем.

К хроническим осложнениям относится ряд микро- и макроангиопатий. Микроангиопатия — повреждение мелких сосудов, прежде всего, капилляров. Макроангиопатия — повреждение крупных кровеносных сосудов.

Сахарный диабет, прежде всего, бьет по трем мишеням: почкам, глазам и ногам. Бывают случаи, когда болезнь доводит даже до слепоты или до срочной ампутации нижних конечностей, случается, что возникает потребность в гемодиализе — очищении крови при почечной недостаточности.

Еще одним тяжелым осложнением выступает остеопороз: кости становятся хрупкими, существует риск перелома. В этом случае каждый год пациенту необходимо проверять уровень плотности костной ткани на рентген-аппарате денситометре. Подробнее об этом лучевом методе обследования смотрите в разделе денситометрия.

Это могут быть курица, индейка, телятина, рыба (на ваш выбор) + овощи и фрукты как обязательная составляющая рациона. Пища допустима лишь нежирная (за исключением рыбы, ее можно есть жирной) и с содержанием зелени и витаминов.

Людям, страдающим сахарным диабетом, которые зависимы от инсулина, следует носить с собой глюкозу или глюкагон, чтобы успеть вовремя избежать гипогликемии. Пациентов с подобным диагнозом спасают в критических ситуациях быстрые углеводы: это может быть кусковой сахар или сахар в стиках, бутылка лимонада (сок, пепси, фанта) или сладкого чая. В первую очередь, принимаем быстрые углеводы, а затем — сложные углеводы для закрепления эффекта (закусываем сладким печеньем или бутербродом на черном хлебе).
Больной сахарным диабетом, который получает инсулин в качестве терапии, никогда не должен быть голодным. Для такого человек голод опасен и может способствовать гипогликемии.
Пациенту нельзя переедать; он должен учитывать съеденное и подсчитывать употребление хлебных единиц (ХЕ) для более точного подбора дозы инсулина.
Медики рекомендуют всем, кто зависим от этой болезни, разбираться в том, какое количество белков, балластной клетчатки и жиров содержат продукты, как влияют скорость, концентрация и температура разных продуктов на повышение уровня глюкозы в крови

Пациентам следует уметь также использовать сахарозаменители.
Больным сахарным диабетом важно рассчитывать любые полезные физические нагрузки, но помнить, что при гликемии более 15 ммоль/л спорт противопоказан.

При сахарном диабете 1-го типа — да. При сахарном диабете 2-го типа — зависит от степени тяжести. Если вы будете строго выполнять рекомендации врача, соблюдать диету, не пропускать прием медикаментов и заниматься спортом, то инсулинотерапия в качестве лечения сахарного диабета 2-го типа может быть временной (в период интоксикации и заражения инфекциями).

Осложнения и побочные действия инсулинотерапии

К введению инсулина в рамках лечения сахарного диабета имеется ряд противопоказаний:

для инсулиновых инъекций

• гипогликемия;
• аллергии на определенный препарат инсулина (или другой компонент лекарственного средства, консервант например), необходимо подобрать другой препарат инсулина;

для инсулиновых ингаляций

• гипогликемия;
• аллергии на определенный препарат инсулина (или другой компонент лекарственного средства, консервант например), необходимо подобрать другой препарат инсулина;
• возраст до 18 лет;
• бронхиальная астма;
• бронхит;
• эмфизема легких;
• курение в течение предшествующих 6 месяцев.

Важно принимать во внимание склонность инсулина к взаимодействию с другими препаратами. В частности его действие усиливается в сочетании с пероральными сахароснижающими препаратами, b-адреноблокаторами, этанолом, а при взаимодействии инсулина с глюкокортикоидными средствами возникает риск гипергликемии

К побочным действиям инсулина эндокринологи относят: