Функции гормона Инсулина в организме человека

Гормон инсулин играет огромную роль в человеческом организме. При нарушении его уровня в крови в ту или иную сторону развиваются серьезные патологии системного характера. Инсулину уже более 100 лет уделяется огромное внимание со стороны ученых. Это позволило значительно изучить гормон и обеспечить синтез инсулина. Введение инсулина в качестве лечения спасло не одну жизнь и явилось огромным прорывом в медицине.

Сущность гормона

Инсулин представляет собой гормон пептидного типа, продуцируемый поджелудочной железой в бета-клетках – островках Лангерганса. Он прямо или косвенно влияет на обменные процессы практически во всем организме, что делает его очень важным гормоном в организме. Но основное назначение – обеспечение усвояемости глюкозы клетками, что снижает ее содержание в крови.

Глюкоза считается одним из важнейших углеводов в человеческом организме, и в нее превращается почти все сахара, оказавшийся в системе пищеварения. Именно глюкоза является основным энергетическим источником для всех клеток, и прежде всего мышечных и нервных. Однако для того чтобы клетки усвоили глюкозу, необходим инсулин, который, воздействуя на специфические рецепторы, обеспечивает это усвоение. Гормон является своеобразным ключом, открывающим дверь клетки для прохождения глюкозы.

[youtube]__BZWj5xId8[/youtube]

Роль инсулина наиболее заметна в мышечных (миоциты) и жировых (адипоциты) тканях, которые без воздействия инсулина практически теряют способность усвоения глюкозы, почему и получили название инсулинозависимых тканей. Такие ткани составляют значительно больше половины всей клеточной структуры и отвечают за движение, дыхание, кровообращение. В целом, инсулин оказывает как анаболическое, так и антикатаболическое действие.

Процесс синтеза гормона

Инсулиновый синтез поджелудочной железы представляет собой сложный многоэтапный процесс, связанный с несколькими преобразованиями веществ. Цепь последовательных трансформаций начинается с формирования неактивного предшественника, который после ряда химических превращений приобретает активную форму. Выработка инсулина идет круглосуточно в непрерывном режиме. Уровень инсулина в крови у взрослого здорового человека без патологий в норме составляет 3-25 мкЕ/мл, у детей – 3-20 мкЕ/мл. Концентрация инсулина возрастает у беременных женщин (6-28 мкЕ/мл) и людей старше 58-60 лет (7-36 мкЕ/мл).

Изображение 1

Упрощенно цепочка синтеза гормона выглядит следующим образом:

  • предшественник;
  • препроинсулин;
  • проинсулин;
  • инсулин.

Созревание инсулина происходит в секреторных гранулах, где, помимо нег,о находятся С-пептид, ионы цинка, амилин и остатки проинсулина. Высвобождение созревшего гормона осуществляется в результате экзоцитоза, когда полностью готовая гранула вступает в контакт с плазматической клеточной мембраной, сливается воедино с ней, а гранулезное содержимое выдавливается из клетки.

Стимулятором высвобождения инсулина служит глюкоза, находящаяся в крови. Во время приема пищи (особенно сладкой) появляются дополнительные стимулы: сахар и аминокислоты (лейцин, аргинин), некоторые гормоны (холецистокинин, эстрогены). Усиление выработки инсулина происходит при повышении концентрации калия, кальция, жирных кислот в крови. Снижение секреторной активности отмечается при повышении содержания глюкагона.

Картинка 2

Роль в физиологических процессах

Физиологическое воздействие инсулина на обменные и энергетические процессы многогранно. Где-то он принимает непосредственное участие, где-то его роль ограничивается активизацией других влияющих ферментов. Главная роль инсулина в организме человека – снижение уровня глюкозы в крови. Такое воздействие осуществляется в следующих направлениях:

  1. Повышение способности клеток поглощать глюкозу из крови.
  2. Активация основных ферментов, обеспечивающих гликолиз.
  3. Повышение активности выработки гликогена, что способствует поглощению глюкозы печеночными и мышечными клетками для ее преобразования в гликоген.
  4. Уменьшение формирования запасов глюкозы в печени (снижение процесса глюконеогенеза).

Помимо основной функции, инсулин обеспечивает следующие анаболические эффекты:

  1. Повышение способности клеток усваивать аминокислоты, в т.ч. валина и лейцина.
  2. Увеличение доставки в клетки ионов калия, магния и фосфатов.
  3. Активизация биологического белкового синтеза и репликации ДНК.
  4. Усиление процесса этерификации жирных кислот, в результате чего происходит трансформация глюкозы в триглицериды.

Иллюстрация 3

Одновременно инсулин способен активно участвовать в следующих антикатаболических процессах:

  1. Снижение белковой деградации в результате блокирования процесса гидролиза.
  2. Уменьшение поступления жирных кислот в кровь человека, т.е. снижение липолиза.

Механизмы выведения инсулина из организма

Удаление инсулина из крови (элиминация) в основном происходит в печени и почках. Больше половины вырабатываемого гормона связывается и разрушается при пересечении портальной печеночной системы. В клетках печени инсулин оказывается под действием фермента инсулиназы, который нарушает структурные связи гормона. В результате такого воздействия гормональные молекулы расщепляются до аминокислот. Более 1/3 инсулина утилизируется почками, где он, попадая в лизосомы эпителия канальцев, разлагается до аминокислот.

Картинка 4

Патологическое изменение уровня

Патологии в различных органах человека провоцируются чрезмерным изменением уровня инсулина как в сторону понижения, так и в сторону повышения. Длительное повышение содержания гормона ведет к необратимым поражениям некоторых жизненно важных систем.

Причинами повышения уровня гормона могут стать следующие факторы:

  • чрезмерные физические нагрузки;
  • частые стрессы;
  • болезни печени;
  • сахарный диабет;
  • избыток гормона роста;
  • синдром Кушинга;
  • чрезмерная масса тела;
  • митотония;
  • инсулинома;
  • нарушение чувствительности клеток к инсулину;
  • поликистоз яичников у женщин;
  • нарушения функций гипофиза;
  • опухоли надпочечников;
  • болезни поджелудочной железы.

Иллюстрация 5

Основные симптомы следующие:

  • падение уровня сахара в крови;
  • повышенная потливость;
  • тахикардия;
  • голодные приступы;
  • тошнота;
  • обморочное состояние.

Понижение уровня инсулина ниже нормы могут вызываться следующими причинами:

  • диабет 1 типа;
  • гипотония образа жизни;
  • диабетическая комой;
  • гипопитуитаризмом;
  • неправильное питание (избыток сладкой пищи);
  • нервные перегрузки;
  • физическое истощение;
  • болезни хронического и инфекционного характера.

Основные симптомы: резкое увеличение сахара в крови, постоянная жажда, беспочвенное беспокойство и нервозность, учащенное мочевыделение.

Иллюстрация 6

В результате неправильного воздействия гормона могут возникнуть следующие заболевания:

  • инсулинома (опухолевое образование в поджелудочной железе из бета-клеток);
  • инсулиновый шок;
  • синдром Сомоджи (синдром постоянной передозировки инсулина).

Медикаментозная терапия

Наиболее характерная инсулинозависимая патология – сахарный диабет. Для устранения дефицита гормона в крови осуществляется введение инсулина в виде препаратов. Современная фармакология позволяет делать медикаментозные средства, способные заместить человеческий инсулин. Препараты, обеспечивающие введение инсулина, имеют следующие классификации:

  1. По типу – одновидовые (на основе экстракта поджелудочной железы животного одной породы) и комбинированные.
  2. По основному признаку – человеческий, из свиной железы, из органа крупного рогатого скота, китовый тип.
  3. По глубине очистки – традиционный, монопиковый (улучшенной очистки) и монокомпонентный (глубокая очистка).
  4. По скорости воздействия – короткого и пролонгированного действия.
[youtube]UyGi8QIU0nE[/youtube]

Можно выделить следующие наиболее известные препараты по группам:

  1. Простой инсулин: Actrapid MP, НМ, МС; Humulin Regular; Insuman Rapid HM.
  2. Сурфен-инсулины: Инсулин В и Моносуинсулин.
  3. NPH-инсулины: Protaphane MP, МС, НМ; Humulin NPH; Insuman Basal.
  4. Сверхдлительного действия: Ultralente, Humulin U, Ultratard HM.

Гормон инсулин играет очень важную роль в человеческом организме. Серьезные патологии возникают как при снижении, так и превышении его уровня в крови. При обнаружении признаков изменения содержания гормона необходимо принимать эффективные меры лечения.