Поджелудочная железа инсулин функция

Функции поджелудочной железы

Биолог Ольга Смирнова о гормонах поджелудочной железы, важности инсулина и соотношении диабета первого и второго типа

Поделиться статьей

Недостаточность инсулина ведет к сахарному диабету первого типа. Дело в том, что такая распространенность диабета связана с тем, что инсулин — единственный гормон, который может снижать сахар в крови, в отличие от всех других гормонов, которые влияют на процессы, помогая друг другу. Например, существует по крайней мере четыре гормона, которые повышают сахар в крови: адреналин, глюкокортикоиды, глюкагон, гормон роста. И если какой-то из них по какой-то причине не работает, то его функцию заменяют другие, и уровень сахара в крови повышается. Если не продуцируется или не работает инсулин, то снижения сахара в крови не будет происходить, что и приведет к сахарному диабету.

Сахарный диабет был известен очень давно. Поэтому из всех гормонов островкового аппарата поджелудочной железы инсулин открыли первым, занимаются им очень много. Инсулин — это гормон, по которому можно проследить историю биологии или историю молекулярной биологии. Было получено три Нобелевские премии просто за инсулин и еще одна — за его радиолигандное определение. Первая Нобелевская за то, что наконец открыли этот гормон, вторая — за открытие первичной структуры (это, кстати, был первый белок, первичная структура которого была расшифрована). Третья — за расшифровку пространственной структуры, а четвертая Нобелевская — за то, что на примере инсулина был разработан метод определения гормонов в крови, которым пользуются до сих пор очень успешно.

Пристальное изучение инсулина сыграло злую шутку с другими гормонами островкового аппарата поджелудочной железы, потому что очень долго не обращали должного внимания на эти гормоны. Оказалось, что кроме бета-клеток, в которых вырабатывается инсулин, существуют еще альфа-клетки, в которых вырабатывается глюкагон — это антагонист инсулина, то есть он повышает сахар в крови. Поскольку они находятся близко друг от друга, они могут сообщать друг другу об изменении своей концентрации, не выходя в кровь, а инсулин бета-клеток действует на альфа-клетки, глюкагон альфа-клеток действует на инсулин бета-клеток. Таким образом, они поддерживают постоянный уровень сахара в крови. Если слишком много инсулина, начинает вырабатываться глюкагон, чтобы не слишком падала глюкоза. Наоборот, если слишком много глюкагона, начинает вырабатываться инсулин. Такие местные переговоры между двумя гормонами очень важны для поддержания системного равновесия.

Оказалось, что в островковом аппарате есть еще один тип клеток — дельта-клетки. В них вырабатывается гормон соматостатин. Соматостатин был известен как гормональное соединение, которое вырабатывается гипоталамусом и снижает продукцию гормона роста, второе название которого — соматотропный гормон. Поэтому это соединение назвали «соматостатин», то есть он снижает продукцию соматотропного гормона. Оказалось, что понижающий эффект продукции гормона характерен не только для того соматостатина, который вырабатывается в гипоталамусе, но и для соматостатина, который вырабатывается в дельта-клетках поджелудочной железы. Он снижает продукцию и инсулина, и глюкагона. Это такое сдерживающее начало, чтобы осуществить быстрое реагирование на изменение уровня глюкозы в крови.

Совсем недавно открыли эпсилон-клетки, которые продуцируют гормон грелин. Здесь нужно рассказать о функциях инсулина, которые не только снижают уровень сахара в крови. Его продукция увеличивается в ответ на прием пищи, то есть это гормон насыщения. При приеме пищи увеличивается глюкоза в крови, и инсулин этот уровень глюкозы снижает. То есть еще один эффект инсулина — это снижение потребления пищи. Он сигнализирует мозгу о том, что организм насытился и надо снижать потребление пищи. Грелин и его продукция растет во время голодания. Он как раз сигнализирует организму о том, что пора начать прием пищи. Такие альтернативные эффекты инсулина и грелина помогают им правильно регулировать ритм потребления пищи, один подстраховывает другой. Основное количество грелина продуцируется в желудке. И это понятно, потому что реакция на голод у желудка первая. Но дополнительная продукция в островковом аппарате помогает и инсулину, и грелину правильно реагировать на режим питания.

Я уже говорила, что контринсулярные гормоны важны не только для того, чтобы рос сахар в крови, но и для того, чтобы глюкоза в крови была на постоянном нормальном уровне. И глюкагон очень хорошо с этим справляется. Что происходит, если система гормонов островкового аппарата перестает работать? Я уже говорила, что заболевание диабет известно с глубокой древности. Но только в 1970-е годы диабет стали делить на две формы: первого и второго типа. Оказалось, что у них совершенно разные причины. Диабет первого типа связан с тем, что разрушаются бета-клетки — те клетки, которые продуцируют инсулин. Соответственно, инсулин перестает продуцироваться, и сахар в крови растет, он появляется в моче, начинается обезвоживание. А диабет второго типа связан со снижением чувствительности к инсулину: плохо работают рецепторы инсулина, плохо работают белки, которые проводят сигнал от инсулина в исполнительные клетки. В результате возникает диабет второго типа.

Читать еще:  Что лучше АЦИПОЛ или ЛИНЕКС — Сравнение лекарств

Оказалось, что и механизмы возникновения этих двух заболеваний абсолютно различны. Диабет первого типа — это заболевание аутоиммунной природы. Аутоиммунное поражение бета-клеток вызывает снижение продукции инсулина. Причем интересно, что достаточно часто это заболевание провоцируют инфекционные болезни. Дело в том, что вирусы и компоненты вируса, например вируса краснухи, любят бета-клетки, их структуры экспонируются на мембране бета-клеток, и организм начинает воспринимать бета-клетки как чужеродные, и инсулин перестает вырабатываться.

Для диабета второго типа картина совершенно другая. Если в первом случае есть внутренние дефекты иммунной системы, она неправильно реагирует, то во втором случае есть какие-то дефекты ферментов, которые участвуют в углеводном и липидном обмене. Они не такие большие, но провоцировать заболевание может перегрузка липидного, углеводного обмена. То есть это переедание, ожирение и так далее. Когда слишком большая нагрузка на ферменты, которые несколько слабы в своих реакциях, начинает манифестироваться диабет второго типа. Соответственно, эти два заболевания лечатся по-разному. Если в случае диабета первого типа надо вводить инсулин, то в случае диабета второго типа необходимо поддерживать организм, чтобы чувствительность к инсулину не падала так сильно, как происходит.

Сейчас в отношении диабета первого типа начались большие разработки, связанные со стволовыми клетками и попыткой найти другой способ лечения: стимулировать переход стволовых клеток в бета-клетки, подсадить эти бета-клетки к больным диабетом первого типа, убедиться, что они вырабатывают инсулин. На животных моделях это более-менее становится реальным, поэтому я думаю, что мы находимся на пороге открытий, когда диабет первого типа будет не только компенсирован, но, можно сказать, почти излечен.

Гормон инсулин

Инсулин (иммунореактивный инсулин) – полипептидный гормон, секретируемый бета-клетками поджелудочной железы. Влияет на обмен почти во всех тканях организма. «Раскрывает» клеточные мембраны, благодаря чему глюкоза из крови проникает внутрь клеток.

Для чего нужен инсулин?

Кратко можно обозначить функции инсулина следующим образом:

  • обеспечивает транспорт глюкозы внутри клеток (усвоение и утилизацию);
  • отвечает за образование гликогена (резервной глюкозы) и его накопление в клетках печени и других органов;
  • стимулирует синтез белков и жиров;
  • увеличивает проницаемость клеточных стенок для аминокислот.

Инсулин в организме человека нужен круглосуточно. Здоровая поджелудочная железа секретирует гормон и днем, и ночью. Различают

  • базальную секрецию инсулина;
  • стимулированную секрецию.

Базальная секреция – это выработка инсулина на протяжении суток, независимо от приема пищи. Стимулированная появляется при повышении уровня сахара в крови (после еды).

Все наши органы должны жить и работать круглосуточно. А для этого нужна глюкоза. Но мы же не едим все время. Откуда организму брать глюкозу? Природа позаботилась об этом, позволив печени создавать запас глюкозы в виде гликогена. Оттуда глюкоза и поступает в организм. А базальная секреция инсулина обеспечивает ее усвоение.

При сахарном диабете первого типа базальной секреции не будет. Следовательно, глюкоза накапливается, а не усваивается. Чтобы нормализовать базальный инсулин, при сахарном диабете первого типа назначают инсулин в таблетках длительного действия. При сахарном диабете второго типа – инкретины и метформины.

Основной стимул к секреции гормона инсулина – повышение концентрации глюкозы. После приема пищи уровень глюкозы увеличивается за считанные минуты. Поджелудочная железа реагирует на данный процесс выбросом инсулина в больших количествах. Это стимулированная секреция.

Она происходит в две фазы:

  • быструю (пик выброса инсулина в течение двух-пяти первых минут);
  • медленную (незначительная, но длительная секреция инсулина).

При сахарном диабете второго типа поджелудочная железа не способна быстро реагировать на повышение содержания глюкозы. То есть, быстрая фаза «смазана» или полностью отсутствует. Сразу после еды сахар в крови повышается, а инсулин не вырабатывается. Конечно, позже поджелудочная железа даст нужное количество инсулина. Но высокий сахар успеет навредить. Таким образом, нехватка инсулина вызывает стабильно высокий уровень глюкозы в крови, что нарушает функционирование многих органов и систем.

Чтобы нормализовать выработку инсулина после приема пищи, люди с сахарным диабетом первого типа принимают препараты инсулина короткого действия. При сахарном диабете второго типа – стимулирующие железу средства.

Норма инсулина в крови

Анализ на инсулин делается для

  • определения типа сахарного диабета;
  • назначения препаратов;
  • определения функционирования поджелудочной железы.

Норма инсулина в крови, взятой натощак, — 3-27 мкЕд/мл.

Повышенный уровень инсулина в крови может свидетельствовать о

  • беременности;
  • ожирении;
  • сахарном диабете второго типа;
  • патологиях печени;
  • акромегалии (нейроэндокринном заболевании, связанном с нарушением работы передней доли гипофиза);
  • инсулиноме (опухоли части поджелудочной железы, отвечающей за выработку гормона);
  • мышечной дистрофии;
  • врожденной непереносимости фруктозы и галактозы;
  • синдроме Кушинга;
  • неконтролируемом приеме инсулина либо пероральных гипогликемических средств.
Читать еще:  Время приема аллохола

Пониженное содержание инсулина в крови может наблюдаться при

  • длительной физической нагрузке;
  • сахарном диабете первого типа;
  • гипопитуитаризме;
  • инсулиноме.

Таким образом, нормальный инсулин – это залог здорового функционирования многих органов и систем организма.

Причины недостаточности и как заставить поджелудочную железу вырабатывать инсулин

Поджелудочная железа в организме человека выполняет две основные функции: участвует в процессе пищеварения и регулирует уровень сахара в крови. Без нее невозможны нормальное переваривание пищи и усвоение необходимых веществ.

Не менее важным является поддержание баланса глюкозы, так как она позволяет тканям получать «быструю» энергию. Рассмотрим, почему поджелудочная железа перестает вырабатывать инсулин и что требуется для нормализации этого процесса.

Что такое инсулин?

По своей химической структуре инсулин относится к пептидным гормонам. Его активная форма имеет в составе две цепочки полипептидов, которые связаны дисульфидными мостиками.

В организме человека это вещество выполняет следующую работу:

  • помогает поступившей в кровь глюкозе пройти печеночные, жировые и мышечные клетки;
  • активирует ферментные соединения, участвующие в окислении глюкозы в клетках;
  • угнетает производство моносахаридов из белков и жиров;
  • участвует в превращении глюкозы в печеночный и мышечный гликоген;
  • стимулирует синтез белка и препятствует образованию кетонов из аминокислот;
  • помогает образовывать триглицериды и депонировать их;
  • ускоряет проведение в клетки калия и магния.

Важно! Вырабатывается инсулин бета-клетками островков Лангерганса, которые диффузно располагаются в поджелудочной железе. Они представляют собой особого вида структуры, которые не имеют протоков, в отличие от паренхиматозных клеток поджелудочной железы, и выделяют гормон прямо в кровь.

Чтобы понять, как помочь поджелудочной железе вырабатывать инсулин, необходимо выяснить механизм его выделения. Этот гормон вырабатывается в ответ на поступление в кровь определенного объема сахара. Ингибиторами его являются кортизол, АКТГ, адреналин. Снижение выработки инсулина также происходит в ответ на увеличение его уровня в крови выше нормы и в результате гипогликемии.

Причины и симптомы снижения

Закономерен вопрос о том, почему в некоторых случаях поджелудочная железа не вырабатывает инсулин. Известно, что причиной этому становятся различные болезни и отклонения:

  1. Нерациональное питание с перееданием, преобладанием животных жиров, легкоусвояемых углеводов, изделий из сдобного теста. В этом случае орган не справляется с высокой нагрузкой. Голодание и жесткие диеты также нарушают работу железы.
  2. Заболевания, при которых происходит клеточная атрофия: хронический и острый панкреатит, холецистит, камни и новообразования, последствия операций.
  3. Склероз сосудов, вызывающий ишемию клеток.
  4. Инфекции и интоксикации хронического характера, тяжелые острые отравления.
  5. Нарушение метаболизма.
  6. Наследственные особенности, врожденные отклонения в структуре поджелудочной железы.
  7. Нехватка белка, цинка, избыток железа.
  8. Отравление цианидами.

Важно! Спровоцировать разрушение бета-клеток и снизить продукцию инсулина могут постоянные стрессы, неправильный образ жизни, злоупотребление алкоголем или прием наркотических веществ.

При сбое в выработке инсулина наблюдается следующая симптоматика:

  • увеличение объема урины, особенно в ночное время;
  • постоянная жажда и сухость во рту;
  • снижение веса при обычном аппетите;
  • сонливость, слабость;
  • зуд кожи.

Как заставить поджелудочную железу вырабатывать инсулин?

Если бета-клетки не разрушены в результате заболевания и сохранили способность вырабатывать инсулин, то его продукцию можно стимулировать. Для этого используются некоторые препараты:

    1. «Янувия» (ситаглиптин) или «Галвус» (вилдаглиптин). Эти лекарственные средства блокируют действие ферментного вещества (ДПП-4), которое связывает глюкагоноподобный пептид-1. Последний выделяется в кишечнике под воздействием поступающей пищи и стимулирует образование инсулина. Блокаторы ДПП-4 принимаются один раз в сутки, но действуют только во время еды. Это позволяет не допустить развития гипогликемии.
    2. «Баета» (эксенатид) или «Виктоза» (лираглутид). Помогают стимулировать образование инсулина за счет усиления выработки глюкагоноподобного пептида. Они также проявляют активность исключительно в период приема пищи и не влияют на базальный уровень сахара в крови. Вводятся таким же способом, как инсулин (подкожно).
    3. «Глюкобай» (акарбоза). Часто применяется при диабете второго типа в качестве сахароснижающего средства. Механизм его действия заключается в замедлении всасывания глюкозы кишечником и процесса ее усвоения. Это помогает снизить нагрузку на поджелудочную железу. Но непосредственного влияния на увеличение продукции инсулина акарбоза не оказывает. Поэтому в данном случае речь идет не столько о том, как заставить поджелудочную вырабатывать инсулин, сколько о снижении потребности организма в его выработке.

Важно! Народные средства не помогают при тяжелых формах нарушения обмена глюкозы и выработки инсулина. Поэтому их применяют преимущественно как дополнение к терапии для снижения воспаления в железе и улучшения пищеварения.

Как понизить его уровень?

Для снижения уровня инсулина назначаются диета и прием некоторых медикаментов. Если избыток гормона наблюдается в результате опухоли, приходится прибегать к оперативному вмешательству.

Диета

Поддерживать баланс глюкозы в организме и продукцию инсулина помогает сбалансированная диета с исключением тяжелых и вредных продуктов: фастфуда, животных жиров, полуфабрикатов. Под запретом находятся «быстрые» углеводы, в том числе конфеты, сладкая выпечка, мед, варенье, сахар.

Читать еще:  Панкреатит диета и лечение народными средствами

Пищу лучше всего принимать часто и маленькими порциями. В меню следует включить несладкие фрукты, овощи и блюда с высоким содержанием клетчатки. Полезны жирная морская рыба, бобы и постное мясо. В течение дня рекомендуется выпивать достаточное количество жидкости.

Препараты

Для нормализации уровня инсулина при его повышении применяются следующие группы лекарственных средств:

  • ингибиторы и антагонисты кальция (используются для нормализации давления);
  • сахароснижающие средства;
  • статины (для контроля уровня холестерина);
  • ферментные препараты, помогающие пищеварению и снижающие нагрузку на поджелудочную железу.

Если гиперинсулинемия наблюдается по причине появления инсулиномы, то единственным выходом становится иссечение новообразования. Но эта опухоль встречается в клинической практике крайне редко.

Заключение

Если поджелудочная железа выделяет недостаточно инсулина, применяют лекарственные средства и другие методы стимуляции выработки гормона. Человеку важно пересмотреть свой образ жизни и прекратить употребление алкоголя. Правильно подобранная диета также способствует улучшению состояния эндокринной ткани органа.

Для предупреждения проблемы следует своевременно лечить панкреатит и другие патологии органов пищеварения. В том случае, когда клетки Лангерганса прекращают работу, требуется постоянное введение инсулина.