Чем вырабатывается инсулин в организме

Чем вырабатывается инсулин в организме

Рубрика: Биология

Дата публикации: 25.12.2019 2019-12-25

Статья просмотрена: 2723 раза

Библиографическое описание:

Калякин, С. Н. Что такое инсулин и какова его роль в организме человека / С. Н. Калякин, О. В. Беляшова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2020. — № 1 (31). — С. 51-54. — URL: https://moluch.ru/young/archive/31/1826/ (дата обращения: 28.08.2020).

В современном мире большое количество людей подвержены сахарному диабету. Плохая экологическая обстановка, неправильный тип питания, вредные привычки — все это может привести к такому заболеванию. Многие люди, даже не подозревают, что имеет этот диагноз. С каждым годом процент заболевших растет на несколько процентов. По данным ВОЗ, количество больных сахарным диабетом в мире удваивается каждые 15 лет. На сегодняшний день в мире процент заболевших составляет 7,1 % — это около 371 миллион человек. В РФ количество людей, страдающих данным заболеваниям, составляет около 6 % из них более 280 тысяч имеют заболевание I типа. Эти люди зависят от ежедневного введения инсулина, среди них 16 тысяч детей и 8,5 тысяч подростков.

Так что же такое сахарный диабет? Это заболевание, приводящее к нарушению обмена веществ, характеризующееся повышением содержания сахара в крови, когда возникает хроническая нехватка инсулина. Инсулин — это гормон, синтезирующийся в поджелудочной железе, а именно в клетках, которые называются островки Лангерганса (ОЛ).

Рис. 1. Клетки поджелудочной железы

Клетки поджелудочной железы не однородны и представлены двумя видами клеточных образований: ацинус, вырабатывающий ферменты и участвующий в пищеварительной функции, и островки Лангерганса, основная функция которого — синтезировать гормоны. В самой железе островков немного: они составляют 1–2 % от всей массы органа. Клетки ОЛ разнятся между собой по строению, функциям и имеется пять их видов. Они секретируют активные вещества, регулирующие углеводный обмен, пищеварение, могут участвовать в ответе на стрессовые реакции. К ним относятся: α-клетки (занимающие 25 % площади ОЛ) вырабатывают глюкагон — гормон повышающий уровень глюкозы в крови, участвует в снижении уровня кальция и фосфора в крови. β -клетки (60 %) составляют внутренний (центральный) слой дольки и являются основными, отвечают за выработку инсулина и амилина — компаньона инсулина в регуляции глюкозы крови. δ-клетки (10 %) образуют внешний слой в островке, продуцируют соматостатин — гормон, значительная часть которого синтезируется в гипоталамусе. РР -клетки (5 %), располагаются по периферии, вырабатывают вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), панкреатический полипептид (ПП), который способствует ослаблению свойств холестерина, обладает спазмолитическими свойствами в отношении гладкой мускулатуры желчного пузыря. Эпсилон-клетки — самые редкие из входящих в состав ОЛ (менее 1 %), синтезирующие грелин, одна из многочисленных функций относится возможность влиять на аппетит.

В β -клетках инсулин вырабатывается 24 часа в сутки, в больших количествах, чем другие гормоны. Жизненно важная функция инсулина заключается в том, что для нормального функционирования человеческому организму постоянно нужна глюкоза, которая обеспечивает клетки энергией. На нужном уровне глюкозу держит гормон инсулин, который как «ключик открывает» закодированную форму глюкозы и делает ее доступной для восприятия мозгом и организмом в целом. Попадая в клетку, глюкоза участвует в цепочке биохимических реакций, результатом которых является высвобождение определенного количества энергии. Эта энергия идет на поддержание всех жизненных процессов в клетке. Так как же происходит синтез инсулина и как он действует на организм?

Рис. 2 Синтез инсулина

Инсулин — это простой белок, из состоящий из полипептидных цепей: А-цепь (21 аминокислота) и В-цепь (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками. Его молекулярная масса равна 5,7 кДа. Инсулин синтезируется в поджелудочной железе в виде проинсулина, который путем органического протеолиза превращается в инсулин. При этом от проинсулина отщепляется С-пептид и 33 аминокислотных остатков. После чего он следует в аппарат Гольджи, где упаковывается в определенные гранулы вместе с ферментами, необходимыми для «созревания» гормона. В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера, образуемого с участием двух ионов Zn2+.

В основном синтез и секреция инсулина начинаются во время приема пищи, тогда полностью готовая гранула сливается с клеточной мембраной и ее содержимое полностью выдавливается из клетки в кровь, нормализуя уровень глюкозы. Однако секреция инсулина происходит постоянно и около 50 % инсулина, высвобождаемого из β-клеток, никак не связано с приемом пищи — это называется базальный уровень инсулина. 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.

Читайте также:  Общий массаж для грудничков 3 месяца

После проникновения глюкозы в β-клетки (через белок-переносчик ГлюТ-1, 2) она фосфорилируется гексокиназой IV (глюкокиназа, обладает низким сродством к глюкозе), далее она аэробно окисляется, накапливается аденозинтрифосфате (АТФ), тем самым стимулируя закрытие ионных K+-каналов, что приводит к деполяризации мембраны и открытию потенциал-зависимых Ca2+-каналов и притоку ионов Ca2+ в клетку. Поступающие ионы Ca2+ активируют фосфолипазу C и запускают Ca-фосфолипидный механизм проведения сигнала с образованием диацилглицерола (ДАГ) и инозитол-трифосфата (ИФ3), что ускоряет накопление ионов Ca2+ в цитозоле. 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. Затем происходит распад кристаллов, отделение ионов Zn2+ и выход молекул активного инсулина в кровоток. Рецепторы инсулина находятся практически на всех клетках организма, кроме нервных.

Рис. 3. Схема внутриклеточной регуляции синтеза инсулина

Противоположным к инсулину по значению является гормон глюкагон. Это гормон, представляющий собой полипептидную цепь, и способный повышать уровень глюкозы в крови. Он синтезируется в поджелудочной железе, на ОЛ в α-клетках, но хранится он печени и запас его составляет около 200 г. Глюкагон при дефиците глюкозы или при недостатке энергии расщепляется до глюкозы, которая потом попадает в кровь. Тем самым глюкагон способен поддерживать концентрацию глюкозы в крови, снабжать мышцы дополнительной энергией, а также стимулирует попадание кислорода.

Неотъемлемую часть в синтезе инсулина играет вещество C-пептид, синтезирующееся в β-клетках поджелудочной железы. Наличие его в крови человека, показывает есть ли у человека сахарный диабет или нет. С-пептид остается биологически неактивным и сам по себе не выполняет никаких регуляций, но его наличие отражает концентрацию инсулина в крови. В норме для человека соотношение инсулин-С-пептид –5:1. Это происходит, потому что полураспад инсулина гораздо больше, чем у C-пептида, поэтому скорость выделение инсулина гораздо выше.

На снижение уровня глюкозы в крови влияет физическая активность, на его повышение — углеводное питание и стресс. Организм здорового человека способен контролировать уровень глюкозы в крови, но у людей, которые болеют сахарным диабетом, организм не способен это делать, поэтому у таких людей может состояния гипо- и гипергликемии. Гипогликемия — это критическое понижения сахара в крови. А гипергликемия, наоборот, это состояние, при котором в крови концентрация глюкозы выше нормы. Не только у людей, страдающих сахарным людей, может происходить данные состояния, а также и у здоровых, но у них это менее выражено. Норма уровня глюкозы в плазме крови составляет 4,0–6,1 ммоль/л, в цельной крови 3,3–5,5 ммоль/л. Гипогликемию отмечают при уровне глюкозы менее 2,8 ммоль/л, гипергликемию — когда уровень глюкозы составляет 6,5 ммоль/л натощак и 8,9 ммоль/л в любое время. Первыми признаками гипогликемии является головные боли, сонливость, бледность, тошнота, чувство голода. А при гипергликемии частое мочеиспускание, жажда, помутнение зрения, тошнота.

Помимо главной функции инсулина — расщепление глюкозы и доставка к жизненно важным органам, инсулин имеет такие положительные свойства на организм — это перенос аминокислот в мышечные клетки, тем самым стимулируется синтез белка, что способствует наращиванию мышечной ткани. Кроме того, гормон активизирует синтез гликогена, увеличивает активность энзимов, что помогает обеспечивать запас глюкозы в мышечных клетках, тем самым улучшая их производительность и восстановление.

Но есть и отрицательные свойства инсулина на организм, так например, он блокирует энзим, называемый горомонорецепторной липазой, который отвечает за расщепление жировой ткани. При этом организм не может расщепить накопленный жир (триглицериды) и превратить его в форму, которую можно сжечь (свободные жирные кислоты). При длительном повышенном состоянии инсулина организм начинает накапливать его в клетках, увеличивая синтез жировых кислот, что приводит к ожирению. Инсулин стимулирует выработку в печени холестерина, излишки которого разрушают артерии и развивается атеросклероз.

Исходя из вышесказанного, гормон инсулин является жизненно важным. Его полное отсутствие ведет к остановке работы всего организма. Он является важным звеном в доставке питания всем клеткам и особенно мозгу. Однако повышенное содержание в крови инсулина, например, при высокоуглеводном питании приводит к увеличению жировых отложений. В настоящее время, в случае отсутствия в организме функции воспроизведения инсулина поджелудочной железой, возможна заместительная инсулинотерапия синтетическим аналогом или человеческим инсулином, получен методом биотехнологии. Это является способом декомпенсации сахарного диабета. Ученые ведут новейшие разработки, которые позволят не только поддерживать, но и вылечить данное заболевание. А для того, чтобы исключить риск развития сахарного диабета, нужно периодически проверять уровень глюкозы крови и питаться правильно, уменьшив употребление высокоуглеводных продуктов питания.

Читайте также:  Эпинефрин доза

Начало пути

  • Начнем с самого начала
  • Что такое диабет?
  • Какие бывают симптомы и признаки сахарного диабета?
  • Кто подвержен риску развития диабета?
  • Какие бывают осложнения диабета?
  • Гестационный диабет

Что такое диабет?

Диабет — это хроническое заболевание, при котором организм не может вырабатывать инсулин или использовать уже имеющийся инсулин. Инсулин — это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой. Он необходим для переноса глюкозы (сахара) из крови в клетки организма, которые за счет нее получают энергию. Когда инсулина недостаточно или он не работает должным образом, уровень глюкозы в крови повышается.

Диабет диагностируется с помощью анализов крови, показывающих высокий уровень глюкозы в крови.

Со временем высокий уровень глюкозы в крови (известный также как гипергликемия) может вызвать повреждение сосудов и тканей организма, что, в свою очередь, может привести к опасным для жизни осложнениям и инвалидности.

Диабет 1 типа 2

При сахарном диабете 1 типа иммунная система организма атакует инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железы. В результате организм теряет способность вырабатывать необходимый ему инсулин. Причина развития данного типа диабета полностью не известна и до конца не изучена. Данное заболевание встречается у людей любого возраста, но чаще бывает у детей или подростков.

Людям с этой формой диабета инсулин необходим каждый день для того, чтобы контролировать уровень глюкозы в крови. Без инсулина у человека с диабетом 1-го типа может быстро развиться опасное для жизни состояние, известное как диабетический кетоацидоз, который может привести к летальному исходу при отсутствии быстрого и правильного лечения. Но при ежедневном лечении инсулином, регулярном мониторинге уровня глюкозы в крови, здоровом питании и поддержании здорового образа жизни люди с диабетом 1-го типа могут вести нормальную, здоровую жизнь.

Диабет 2-го типа 2

Сахарный диабет 2-го типа — наиболее часто встречающийся тип диабета. Обычно он диагностируется у взрослых людей, но все чаще встречается у детей и подростков. При диабете 2-го типа организм может вырабатывать инсулин, но становится устойчивым к инсулину, поэтому инсулин перестает работать должным образом. Со временем уровни инсулина могут стать слишком низкими и неэффективными. Как резистентность к инсулину, так и низкий уровень инсулина приводят к высоким уровням глюкозы в крови при диабете 2-го типа.

В отличие от людей с диабетом 1-го типа, людям с диабетом 2-го типа не обязательно получать инсулин каждый день. Для таких людей контроль заболевания включает в себя правильное сбалансированное питание, увеличение физической активности, контроль массы тела и, при необходимости, прием лекарств. Существуют различные виды лекарств (в форме таблеток), а также инъекционные методы лечения, включая инсулин, которые предназначены для необходимого контроля уровня глюкозы в крови для людей с диабетом 2-го типа.

Преддиабет

Иногда уровень глюкозы в крови может быть выше нормы, но недостаточно высоким для того, чтобы соответствовать уровню диабета. Это состояние называется преддиабетом и оно может перерасти в диабет 2-го типа и заболевание сердца. 2

Если вам сказали, что вы подвержены риску развития диабета или у вас преддиабетическое состояние, знайте, что вы можете принять меры для предотвращения или отсрочки возникновения диабета 2-го типа. Внеся некоторые изменения в свой образ жизни сейчас, вы можете избежать или отсрочить начало диабета 2-го типа и других осложнений, таких как болезнь сердца, в будущем. Начать никогда не поздно.

Если ваш врач сказал, что у вас преддиабет, обязательно проходите обследования на диабет каждый год.3 А также следуйте рекомендациям для предотвращения диабета 2-го типа: избавьтесь от лишнего веса, начните заниматься спортом, перейдите на здоровое питание.

Гестационный диабет 2

Гестационный диабет — это тип диабета или высокий уровень глюкозы в крови, который впервые обнаруживается обычно во время второго или третьего триместра беременности и не является ранее существовавшим диабетом 1-го или 2-го типа. Если вам сказали, что у вас гестационный диабет, то вы не одиноки. По данным Международной федерации диабета (IDF) за 2017 год, гестационный диабет возникал у каждой седьмой роженицы в мире. *

Читайте также:  Креатинин выше нормы у женщин

Мониторинг уровня глюкозы в крови и тщательное соблюдение рекомендаций вашего врача поможет вам и вашему ребенку избежать осложнений, связанных с гестационным диабетом. Хорошая новость заключается в том, что обычно после родов уровень глюкозы в крови возвращается к норме. Однако, если у вас был гестационный диабет, существует большая вероятность того, что он может возникнуть повторно при следующей беременности; также повышается риск развития диабета 2-го типа в дальнейшем.

Мало кто осведомлен, какой орган вырабатывает инсулин в организме. А нарушение секреции гормона приводит к возникновению сахарного диабета (СД). Потому владение основами анатомии так важно: зная принцип работы органа и факторы, которые нарушают его нормальное функционирование, легко обезопасить себя и сберечь здоровье.

Орган, что производит инсулин

Инсулин в организме вырабатывается клетками поджелудочной железы — это человеческий орган, находящийся сзади желудка, в эпистрагальной области. Она продолговатой формы, которую принято делить на 2, реже — 3 части. Она образована альвеолярной тканью с системой протоков. Поджелудочная выполняет роль сразу 2-х желез: секретирует гормон инсулин и выделяет поджелудочный сок.

Инсулин вырабатывается островками Лангерганса — скоплениями клеток в хвосте органа.

Функции поджелудочной

Помимо того, что она отвечает за выработку инсулина, поджелудочная выполняет следующие жизненно важные функции в организме:

  • орган производит панкреатический сок и улучшает пищеварение;
  • оптимизирует переваривание пищи и помогает усваивать углеводные, жирные и белковые продукты;
  • ферменты регулируют кислотность желудка.

Вернуться к оглавлению

Процесс выработки инсулина в поджелудочной железе человека

Секреция гормона — сложный и запутанный механизм, который происходит поэтапно и вещество-предшественник превращается в конечную форму активного гормона. Выработка инсулина поджелудочной не постоянна. Толчком для нее является попадание пищи в организм и повышение или понижение концентрации сахара в крови. Гормональное вещество повышает всасываемость глюкозы через мембраны, которая потом в форме гликогена попадает в печень и мышечные волокна. Кроме того, желудочные гормоны: секретин, холецистокинин и пептид способствуют увеличению выработки гормона.

Механизм выработки инсулина довольно сложный. Вернуться к оглавлению

Почему появляется СД?

Причиной диабета служат сбои секреции инсулина в организме человека, а также патология клеток организма, что не воспринимают собственный инсулин, производящийся организмом. Болезнь классифицируется на 2 типа:

  • 1 тип возникает при недостатке инсулина;
  • 2-й, если поджелудочная железа вырабатывает больше инсулина, чем требуется, но чувствительность на клеточном уровне к нему ниже или отсутствует.

После приема пищи глюкоза попадает в кровь, ее концентрация резко растет и при нормальном выполнении функций подается сигнал и выделяется инсулин, который транспортирует глюкозу и подавляет уровень сахара до нормального. При диабете такого сигнала не поступает и глюкоза постепенно скапливается в крови, даже если человек пропустил прем пищи. Врачи выделяют еще ряд факторов возникновения диабета:

  • лишний вес;
  • патологии поджелудочной;
  • наследственная предрасположенность;
  • вирусные инфекции.

Диабетикам важно контролировать сахар крови, чтобы избежать осложнений заболевания.

Людям с сахарным диабетом и с предрасположенностью следует всегда вести контроль за сахаром в крови, тем более это не тяжело, потому что портативные глюкометры продаются в любой аптеке. Диабет негативно влияет на организм, вызывая поражения почек, зрения, нервных окончаний и провоцирует атеросклероз сосудов головного мозга.

Профилактика проблем

Наравне с сахарным диабетом, панкреатит тоже трудно переносится, а острая форма несет угрозу жизни пациента.

Чтобы обезопасить себя от диабета и других сопутствующих патологий поджелудочной следует проводить профилактические мероприятия и соблюдать некоторые правила питания. Главный совет состоит в правильном питании и соблюдении диеты: желательно исключить, или хотя бы уменьшить количество жареной, сладкой и острой пищи, а также консервов и полуфабрикатов, заменив их на овощи и фрукты. Для очищения организма ежедневно должно выпиваться по 2 литра чистой воды и периодически проводятся чистки организма с использованием специальных препаратов. Уязвима поджелудочная и воздействию токсинов от вредных привычек — курения и алкоголя. Человек, который контролирует свое питание, периодически делает физические упражнения, старается вести здоровый и активный образ жизни, менее подвержен диабету.

Ссылка на основную публикацию
Чем вылечить руки от трещин и сухости
Воздействие холода, влияние окружающей среды или контакт с токсическими веществами становятся следствием появления трещин на пальцах рук. Устранение этих причин...
Чай с мятой при панкреатите
Чашка чая с мятой или ромашкой — это еще не лекарство, это приятное времяпрепровождение… Но три чашки чая из определенного...
Чай с мятой при повышенном давлении
Полезные свойства мяты знакомы издавна. В последнее время данное лекарственное растение активно используется в фармацевтике, косметологии и кулинарии. Польза мяты...
Чем вылечить синусит у взрослого
Синусит (лат. Sinusitis) – воспалительное заболевание слизистой оболочки придаточных пазух носа (синусов). Сиусит является одним из самых популярных болезней носа,...
Adblock detector