Инсулин и его роль в обеспечении жизнедеятельности организма. Инсулин: что это, механизм действия, роль в организме Инсулин его действие на организм

Инсулин – гормон, вырабатываемый внутренней секрецией поджелудочной железы в ответ на повышение уровня сахара в крови. Главной функцией данного гормона является нормализация или снижение избыточного количества глюкозы в крови до нормы и доставка глюкозы в клетки ткани, что способствует выработке энергии в организме.

Инсулин считается гормоном, вырабатывающим жир, поскольку обеспечивает запасы сахара в клетках, а при чрезмерном его накоплении начинает превращать его в жир, который откладывается в подкожно жировую клетчатку. Из всего вышесказанного не сложно сделать вывод, что продукты питания, содержащие сахар влияют на подъем глюкозы в крови и провоцируют выработку этого гормона. Тем самым увеличиваются запасы жира в организме.

Инсулин завершает свою работу спустя сутки после выработки, однако далеко не все знают о значимости этого гормона и его влиянии на здоровье. Так, например, при сахарном диабете 1 типа гормон прекращает вырабатываться в организме, а при сахарном диабете 2 типа развивается инсулинорезистентность, когда органы и клетки не реагируют на его воздействие. Между тем, нехватка гормона опасна для организма, поскольку при его дефиците нарушаются определенные механизмы. Это может проявляться в постоянном чувстве голода, даже после обильного принятия пищи. Именно поэтому людям, страдающим диабетом 1 типа, следует восполнять его при помощи регулярных инъекций. При сахарном диабете 2 типа как уже отмечалось, развивается инсулинорезистентность, поэтому нередко в крови больных повышенный уровень этого гормона. Несмотря на это клетки практически не реагируют на инсулин, либо дают слабую реакцию, поэтому глюкоза не усваивается. Для нормализации сахара в крови используются препараты инсулина разных видов.

Препараты инсулина

Инсулины ультракороткого действия – всасываются вместе с принятой пищей. Начинают действовать сразу, либо через 15 минут. Вводятся непосредственно перед приемом пищи, когда определен объем разовой порции. Доза рассчитывается с учетом количества пищи. Действует такой инсулин в течение 4 часов. Пик действия – 1 – 1.5 часа после введения.

К инсулинам ультракороткого действия относят препараты: «Хумалог», «Новорапид».

Инсулины короткого действия или простые инсулины обладают медленным действием. Вводятся за 20 – 40 мин. до приема пищи. Важно чтобы пик его воздействия совпадал с пиком повышения сахара в крови, поэтому нужно съесть строго определенный объем пищи, на который рассчитана доза этого препарата. Между приемами пищи необходимо сделать перекусы, например второй завтрак и второй ужин. Пик действия - 2 – 4 часа после введения.

К инсулинам короткого действия относят препараты: «Актрапид НМ», «Хумулин Регуляр», «Инсуман Рапид ГТ».

Инсулины длительного действия используются для поддержания оптимального уровня глюкозы в крови в промежутках между приемами пищи и ночью. Действуют через 1 – 3 часа после приема. Продолжительность действия – 10 – 14 часов. Вводят их 2 раза в сутки: утром перед завтраком и вечером перед ужином. Время его воздействия напрямую зависит от дозы. Если ввести большую дозу, он будет действовать дольше, чем малая доза. Пик действия наступает через 6 – 8 часов после введения.

К инсулинам длительного действия относят препараты: «Хумулин НПХ», «Протафан НМ», «Инсуман Базаль»

Инсулины беспикового или продленного действия вводятся 1 раз в сутки в любое время. К ним относят препараты: «Лантус», «Лемевир».

Все перечисленные препараты представляют собой заранее составленную комбинацию инсулинов в строго определенных пропорциях и разной продолжительности действия.

Классификация инсулинов

По своей классификации инсулины могут быть одновидовыми и комбинированными. Одновидовые содержат экстракт поджелудочной железы одного вида животного, например, быка или свиньи. Комбинированные состоят из экстрактов поджелудочных желез нескольких типов животных, но сегодня такие инсулины не востребованы.

По видовому признаку различают: человеческий, крупного рогатого скота, свиной и китовый инсулины.

По степени очистки они могут быть традиционными, монопиковыми и монокомпонентными.

Как работает инсулин

При попадании инсулина в печень, активизируется работа клеток этого органа и начинается переработка гормона. Когда инсулин вступает в реакцию с клетками, активизируется переработка сахара. Гормон превращает его в жиры и гликогены. Так, инсулин снижает выработку сахара в клетках печени, а значит, способствует снижению уровня сахара в крови.

Для поступления инсулина в организм используются инсулиновые помпы, шприцы, шприцы-ручки. Одноразовые шприцы для введения инсулина могут быть разных дозировок. Пациент может самостоятельно ввести в кровь препарат через иглу. Шприцы-ручки предназначены для неоднократного применения. Специальный регулятор, имеющийся на шприце-ручке, помогает определить нужную порцию инсулина. Больной устанавливает ее на ручке и вводит в кровь через иглу. Инсулиновые помпы с катетером вставляются в вену, помпа закрепляется на поясе. Пациент программирует аппарат на нужное количество инсулина, который постепенно попадает в организм в течение дня.

Что еще нужно знать об инсулине

Существует определенный список продуктов, резко поднимающих сахар в крови и вызывающих сильную инсулиновую реакцию:

Все продукты содержащие сахар, а также сахар в чистом виде;

Мучное (выпечка, макароны и прочие);

Картофель;

Белый шлифованный рис.

Альтернативой сладким продуктам станут ягоды, фрукты, кроме цитрусовых, винограда и бананов. Мучные изделия заменят каши. Белый рис стоит заменить на бурый или черный (дикий). Вместо картофеля следует употреблять цветную капусту.

Нормализовать уровень глюкозы в крови поможет хром – минерал, который в больших количествах содержится в брокколи. Кроме того, хромом богаты мясо, бобовые, злаковые культуры, отруби, печень.

Спортсмены называют инсулин анаболическим гормоном. На практике он является неразборчивым анаболиком, который может как накапливать жир, так и увеличивать мышечную массу. Однако обвинять его в причине ожирения не стоит, так как он всего лишь выполняет свою работу, поддерживая безопасный, стабильный уровень сахара в крови, равный 80 – 100 мг/децилитр. Когда уровень сахара превышает указанную норму, гормон «убирает» лишнюю глюкозу из крови и трансформирует ее в жировую ткань, гликоген печени или мышечный гликоген.

Catad_tema Сахарный диабет I типа - статьи

Catad_tema Сахарный диабет II типа - статьи

Инсулин и инсулинотерапия: темный лес или стройная система

Инсулин относится к тем немногочисленным, действительно жизнеспасающим лекарствам, которые произвели настоящий переворот в судьбе больных: до получения инсулина в 1922 г. больных инсулинзависимым ("юношеским") сахарным диабетом ждала неминуемая смерть от диабетической комы в течение одного-двух лет от начала заболевания, несмотря на применение самых фантастических и изнурительных диет. С момента создания первого препарата прошло более 75 лет, однако до сих пор остаются актуальными, хотя и резкими, сказанные тогда слова пионера диабетологии Э.П. Джослина (США): "Инсулин - лекарство для умных, а не для дураков, будь то врачи или пациенты". Ему вторит и Дж. Хэрроп, автор первого в мире пособия по инсулинотерапии (1924 г.): "Как часто бывает при появлении новых терапевтических средств, в случае с инсулином мы имеем дело с палкой о двух концах. Если применять его правильно - это благо, а если неправильно - это опасность для больного!

К 1998 г. в России зарегистрировано более 20 препаратов инсулина короткого действия (ИКД) и около 40 препаратов инсулина продленного действия (ИПД). Многолетний опыт консультирования в многопрофильных стационарах заставляет признать, что степень осведомленности врачей-неэндокринологов о свойствах, качественных и количественных различиях препаратов инсулина весьма низка, что приводит к большому числу ошибок в инсулинотерапии. Между тем ориентироваться в препаратах инсулина должен врач любой специальности, поскольку до 3-4% населения в целом и до 10-30% пациентов стационара страдают сахарным диабетом.

Препараты инсулина отличаются друг от друга по степени очистки; источнику получения (бычий, свиной, человеческий); веществам, добавляемым к раствору инсулина (удлиняющим его действие, бактериостатикам и т.д.); концентрации; величине рН; возможности смешивания ИКД с ИПД.

Строение, изготовление и очистка инсулина

Инсулин - двухцепочечный белок с молекулярной массой около 5750 дальтон, состоящий из 51 аминокислоты. Предшественником инсулина является про-инсулин, в котором обе инсулиновые цепочки скреплены молекулой соединительного пептида (С-пептида). Годовая потребность в инсулине в мире составляет около 65 миллиардов единиц (1 единица = 42 мкг чистого вещества), поэтому производство инсулина требует высокотехнологичных способов его массового изготовления. Раньше инсулин экстрагировали из поджелудочных желез крупного рогатого скота или свиней кислотно-спиртовым методом с последующей нейтрализацией и высаливанием; полученный таким образом препарат содержал лишь 89-90% инсулина. Повторным растворением и рекристаллизацией содержание инсулина увеличивали до > 90% (обычная степень очистки).

Для улучшения очистки инсулина далее его подвергают хроматографии. После однократной хроматографии препарата, предварительно прошедшего первичную очистку методом кристаллизации, получают так называемые монопиковые инсулины (помимо инсулина они содержат монодезаминоинсулин, моноаргинининсулин и моноэтилинсулин). После многократной хроматографии удается очистить инсулин до такой степени, при которой никаких примесей практически не остается - эти инсулины называются монокомпонентными (как правило, имеют маркировку на флаконе - МС). Сегодня необходимо стремиться к применению только препаратов инсулина высокой степени очистки: образование циркулирующих антител к инсулину (в конечном итоге снижающих его активность) и местные реакции при их использовании отмечаются значительно реже.

Виды препаратов инсулина по источнику получения

Инсулин свиньи и быка отличается от человеческого по аминокислотному составу: бычий - по трем аминокислотам, а свиной - по одной. Неудивительно, что при лечении бычьим инсулином побочные реакции развиваются гораздо чаще, чем при терапии свиным или человеческим инсулином. Эти реакции выражаются в иммунологической инсулинорезистентности, аллергии к инсулину, липодистрофиях (изменении подкожножировой клетчатки в месте инъекции).

Несмотря на явные недостатки бычьего инсулина, он все еще широко используется в мире, прежде всего в развивающихся странах, большим количеством больных, поскольку благодаря избытку сырья производство его обходится недорого. И все же недостатки бычьего инсулина в иммунологическом плане столь очевидны, что его ни в коем случае не рекомендуется назначать больным впервые выявленным сахарным диабетом, беременным или для кратковременной инсулинотерапии, например в периоперационном периоде. Отрицательные качества бычьего инсулина сохраняются и при использовании его в смеси со свиным, поэтому смешанные (свиной+бычий) инсулины также не стоит использовать для терапии указанных категорий больных.

Препараты инсулина человека по химической структуре полностью идентичны человеческому инсулину. В принципе, инсулин человека можно производить четырьмя способами: 1) полным химическим синтезом; 2) экстракцией из поджелудочных желез человека (оба этих способа не подходят из-за неэкономичности: недостаточной разработанности первого способа и недостатка сырья для массового производства вторым способом); 3) полусинтетическим методом с помощью ферментно-химической замены в положении 30 В-цепи аминокислоты аланина в свином инсулине на треонин; 4) биосинтетическим способом по генноинженерной технологии. Два последних метода позволяют получить человеческий инсулин высокой степени очистки.

Преимущество полусинтетического метода в том, что исходное вещество (свиной инсулин) получают и очищают давно и хорошо известными и усовершенствованными способами. Появлению вторичных примесей после ферментно-химической обработки можно воспрепятствовать соответствующим контролем качества. Недостаток полусинтетического метода заключается в постоянной зависимости производства от исходного сырья - свиного инсулина. При биосинтетическом производстве человеческого инсулина необходимый геномный материал переносят в микроорганизмы, которые начинают синтезировать предшественники инсулина.

Современные технологии на фирмах "Хехст" (Германия), "Эли Лилли" (США) и "Ново Нордиск" (Дания) - это три крупнейших мировых производителя инсулина - отличаются друг от друга по патентно-правовым аспектам. "Эли Лилли", первая фирма, которая приступила к использованию генноинженерной технологии производства инсулина, с 1987 г. работает на человеческом геноме. С его помощью кишечная палочка (E.coli) синтезирует проинсулин, который после ферментного отщепления С-пептида превращается в инсулин (примеры - препараты Хумулин-Р, Хумулин-цинк, Хумулин-Н). "Ново Нордиск" применяет синтетически полученную ДНК для "мини-про-инсулина", то есть такого проинсулина, в котором С-пептид значительно короче, чем в проинсулине человека. Эту синтетическую ДНК вводят в дрожжевые микроорганизмы, которые начинают синтезировать "мини-проинсулин", из которого потом ферментным способом выделяют инсулин, по аминокислотной последовательности соответствующий человеческому (примеры - Актрапид-НМ, Протафан-НМ и Актрафан-НМ).

Основной проблемой биосинтетическиго метода получения инсулина человека является полная очистка конечного продукта от малейших примесей использованных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Новые методы контроля качества гарантируют, что биосинтетические инсулины человека вышеперечисленных производителей свободны от каких-либо вредных примесей; таким образом, их степень очистки и сахароснижающая эффективность отвечают самым высоким требованиям и являются практически одинаковыми. Каких-либо нежелательных побочных действий, зависящих от примесей, эти препараты инсулина не имеют.

Вещества, добавляемые к инсулину

Добавки к инсулину вносят для: а) удлинения действия инсулина и кристаллизации, б) дезинфекции, в) придания препарату буферных свойств (таблица 1).

Таблица 1. Характеристики коммерческих препаратов инсулина (адаптировано по International Textbook on Diabetes, 1997)

Тип инсулина	Синонимы	Удлинитель	Консервант	Буфер/соли	Bиды	Примеры (торговые названия)
Короткого действия	"Простой", растворимый	Нет	Метилпарабен m-Крезол Фенол	NaCl Глицерин Na(H)PO4 Ацетат Na	Человеч. Свиной Бычий	Актрапид-НМ, Хумулин-Р Актрапид, Актрапид-МС Инсулин для инъекций (СССР, более не производится)
НПХ (NPH)	Изофан	Протамин	m-Крезол Фенол	Глицерин Na(H)PO4	Человеч. Свиной Бычий	Протафан-НМ, Хумулин-Н Протафан-МС Протамин-инсулин (СССР, более не производится)
Ленте	Инсулин-цинк-суспензия (смешанн.)	Цинк	Метилпарабен	NaCl Ацетат Na	Человеч. Свиной Бычий	Монотард-НМ, Хумулин-цинк Монотард-МС, Ленте-МС Ленте
Ультра-ленте	Инсулин-цинк-суспензия (кристалл.)	Цинк	Метилпарабен	NaCl Ацетат Na	Человеч. Бычий	Ультраленте Ультратард

Таблица 2. Длительность действия наиболее употребительных препаратов свиного и человеческого инсулина* (упрощенные рекомендации)

* Продолжительность действия препаратов бычьего инсулина несколько больше, чем свиного и человеческого, из-за буферного действия антител к бычьему инсулину
** Препараты инсулина цинк-суспензии (Лонг, Ленте, Монотард, Хумулин-цинк.) и протамин-инсулина (Протафан, Хомофан, НПХ, Хумулин-Н)
*** Препараты инсулин-цинк-суспензии кристаллической (Ультраленте, Ультратард)

а) Удлиняющее действие инсулина. Первый ИПД был создан в конце 30-х гг., чтобы больные смогли делать инъекции реже, чем это было при использовании только ИКД, - по возможности один раз в сутки (было ли это действительно хорошо для больных и каковы преимущества и недостатки той или иной схемы инсулинотерапии - тема другой статьи).

НПХ-инсулин (синонимы - нейтральный протамин Ха-гедорна, NPH, изофан-инсулин, протамин-инсулин) содержит инсулин и протамин в изофанных, то есть равных, количествах, при которых нет избытка ни инсулина, ни протамина. Протамин - белок со щелочными свойствами, который получают из рыбьих молок. Аллергические реакции на него встречаются крайне редко. Нейтральный рН препарата обеспечивается добавлением фосфатного буфера. Чтобы протамин мог образовывать кристаллы инсулина, добавляют небольшое количество цинка, фенола и/или крезола.

Инсулин-цинк-суспензия (ИЦС) был разработан после того, как было обнаружено, что добавление небольших количеств цинка при нейтральном рН удлиняет действие инсулина. Первым препаратом этого типа был инсулин Ленте. Буферные свойства раствору придают не с помощью фосфатного (как в случае с протамин-инсулином), а с помощью других буферов, например ацетатного. Степень замедления действия инсулина в препаратах ИЦС зависит от физического состояния инсулина (величины кристаллов): аморфная ИЦС действует быстрее, чем кристаллическая ИЦС. Из аморфной и кристаллической ИЦС можно сделать смесь, которая по длительности действия будет аналогична НПХ-инсулину. Вначале такая комбинация была стабильной только в том случае, если аморфную часть брали из свиного, а кристаллическую - из бычьего инсулина. Такой состав имеет инсулин Ленте, состоящий из 3 частей свиного аморфного и 7 частей бычьего кристаллического инсулина. Позднее удалось создать инсулин продленного действия с соотношением: 3 части свиного аморфного и 7 частей свиного кристаллического инсулина (Монотард).

Синтетическое вещество сурфен (аминометилхинолил-мочевина) применяется для удлинения действия инсулина в ранее выпускавшемся В-инсулине (Берлин-Хеми). Сурфен вместе с инсулином находится в растворе, поэтому это единственные прозрачные препараты ИПД. Раствор имеет кислый рН. После введения в подкожножировую клетчатку, рН которой нейтрален, происходит выпадение исулин-сурфеновых комплексов в виде аморфных частиц. Продолжительность действия сурфен-инсулина короче, чем НПХ-инсулина и различных ИЦС, а его действие начинается значительно раньше. Часто развивается аллергия к сурфену. Кислый рН этих препаратов может вызвать и местные кожные реакции.

Важнейший факт, который у нас пока не очень широко известен: более короткая продолжительность действия практически всех препаратов инсулина по сравнению с той, которая традиционно указывалась в инструкциях и справочниках, - это особенно относится к инсулинам человека (таблица 2). Ранние исследования с использованием радиоактивной метки показали, что, например, препараты типа ИЦС-кристаллического циркулируют в крови более 36-48 часов. Однако в таких исследованиях констатировалось лишь наличие препарата в крови, включая и его следовые количества. Но это отнюдь не означает, что и его сахароснижающее действие, а именно оно интересует нас как мера клинической активности инсулина, столь же продолжительно. Истинная продолжительность сахароснижающего эффекта была определена более точным методом (метод одновременной инфузии глюкозы и инсулина, или "клэмп") около 10 лет назад.

Оказалось, что длительность сахароснижающего действия препаратов группы ИЦС (Ленте, Лонга, Инсу-лонга, Монотарда, Хумулина-цинка), а также группы НПХ (Протафана, Хомофана, Хумулина-N) не превышает 12-18 часов (в зависимости от дозы), а препаратов типа ИЦС-кристаллической (в том числе Ультраленте и Ультратарда) - 20-22 часов, в очень редких случаях - 24. Поэтому все препараты группы ИЦС и НПХ-инсулина рекомендуется вводить дважды в сутки. По современной классификации они относятся к пролонгированным препаратам промежуточного действия. К препаратам длительного действия относят Ультраленте и Ультратард (ИЦС кристаллическая), хотя для более стабильной базальной концентрации инсулина в крови рекомендуется вводить их не один, а два раза в сутки. Это позволяет уменьшить их дозу и, соответственно, риск гипогликемии. По этой же причине отошли от использования препаратов типа ИЦС-аморфной (Семиленте, Семилонга), которые действуют не половину суток, как считали ранее, а 8-10 часов и не удовлетворяют требованиям к фоновым инсулинам.

В инструкциях к препаратам группы ИЦС более позднего выпуска, например Инсулонгу и Монотарду, уже указываются новые данные о продолжительности их действия (до 18 часов). Иногда эндокринологи назначают больным одновременно препарат типа Ленте (полагая, что он действует 24 часа) плюс Инсулонг (считая его близким к аморфному). Это ошибочно, так как профиль действия перечисленных препаратов одинаков, и назначать их в смеси нецелесообразно.

б) Дезинфицирующие вещества и консерванты. Дезинфицирующим действием обладают некоторые из субстанций, которые и без того необходимо вносить в препарат по фармако-технологическим соображениям. Так, например, в НПХ уже содержатся фенол и крезол (оба вещества обладают неприятным запахом). Метил парабензоат (метилпарабен), напротив, не имеет запаха. Все дезинфицирующие вещества в тех концентрациях, в которых они присутствуют в препаратах инсулина, не оказывают какого-либо отрицательного влияния. В препараты ИЦС нельзя добавлять фенол, изменяющий физические свойства частиц инсулина, поэтому данные препараты содержат метилпарабен. Ионы цинка, содержащиеся в этих препаратах, также оказывают антимикробное действие. Несмотря на многократное введение иглы во флакон с инсулином, такая многоступенчатая антибактериальная защита предотвращает осложнения, которые могли бы возникнуть из-за их бактериального обсеменения.

в) Вещества, необходимые для кристаллизации и придания буферных свойств. Для перевода инсулина в кристаллическое состояние в ИЦС необходимо добавлять NaCl. Некоторые препараты в качестве буфера содержат фосфаты. Фосфатсодержащий инсулин ни в коем случае нельзя смешивать с ИЦС! Иначе может выпасть осадок фосфата цинка, который непредсказуемым образом укоротит продолжительность действия цинк-инсулина.

Концентрация инсулина

Первые препараты инсулина содержали лишь 1 единицу инсулина в 1 мл. Позже их концентрация была увеличена. Большинство препаратов, использующихся в России, содержат 40 единиц инсулина в 1 мл (U-40). Однако во многих странах применяется инсулин, содержащий 100 единиц в 1 мл (U-100). Целесообразность перехода к U-100-инсулину у нас в стране пока вызывает сомнения.

Проблемы возникают уже сейчас, когда часть больных стала пользоваться инъекторами инсулина (шприц-ручками), в которых применяются специальные картриджи (пенфиллы) с инсулином U-100. В случае поломки шприца-ручки некоторые больные набирают U-100-инсулин из пенфиллов инсулиновыми шприцами, предназначенными для инсулина U-40 (и градуированными именно на эту концентрацию).

Практически никто из больных (да и многие врачи) не отдают себе отчета в том, что градуировка шприцев на единицы инсулина есть не что иное, как градуировка по объему раствора, рассчитанная именно на U-40-инсулин: 4 ед инсулина соответствуют 0,1 мл раствора, 6 ед - 0,15 мл и так далее, вплоть до 40 единиц, соответствующих 1 мл раствора (еще раз подчеркнем: при концентрации инсулина 40 ед/мл!). Если в такой шприц набрать инсулин с концентрацией 100 ед/мл до метки, например, 20 единиц, то получится, что в набранном объеме (0,5 мл) содержится уже 100 ед/мл х 0,5 = 50 единиц инсулина! Таким образом, набирая U-100-инсулин в обычные инсулиновые шприцы и ориентируясь при этом на метки "единиц", мы всякий раз будем набирать дозу (100 ед/мл: 40 ед/ мл), превышающую в 2,5 раза ту, что отмечена возле данного деления шприца. Если больной или врач вовремя не обратят внимание на эту ошибку, возможны случаи тяжелых гипогликемий из-за передозировки инсулина, что мы неоднократно и наблюдали на практике.

В последнее время в нашу страну по каналам гуманитарной помощи попадали инсулиновые шприцы, предназначенные для U-100-инсулина и градуированные именно для него. По ошибке в эти шприцы можно набрать из флаконов привычный нам U-40-инсулин, и тогда доза инсулина в шприце, рассуждая аналогично, однако "в обратную сторону", окажется в 2,5 раза меньше той, что указана возле соответствующего деления шприца. Как следствие этого, можно ожидать "необъяснимое" повышение сахара крови - необъяснимого, впрочем, если не знать следующего правила: ддя каждой концентрации инсулина - соответствующий шприц!

Тщательно продуманный план, по которому осуществляли переход на U-100-инсулин, например в Швейцарии, может служить образцом. Однако он требует тесного взаимодействия и обучения всех участвующих сторон: больных, врачей, фармацевтов, промышленности и администрации.

рН инсулинового раствора

Некоторые препараты инсулина выпускаются в растворах с кислым рН (например, таким был отечественный препарат "инсулин для инъекций", или "простой инсулин"; Депот-инсулин S, Депот-инсулин CR, Комб-инсулин и Комб-инсулин S, Германия). Кислые инсулины дают гораздо более выраженные иммунологические реакции на экзогенный инсулин и повышенную частоту реакций местной непереносимости. В настоящее время от применения препаратов инсулина с кислым рН практически отказались.

Смешивание инсулинов короткого и продленного действия

Современная инсулинотерапия, особенно при сахарном диабете I типа, обычно предусматривает применение как ИКД, так и ИПД. Больным было бы удобнее, если бы препараты ИКД и ИПД можно было смешивать в одном шприце и вводить одновременно, делая не два прокола кожи, а один. Предпосылкой терапии такого рода служит наличие химической и галеновой (т.е. зависящей от состава) сочетаемости ИКД и ИПД.

Особенно важно то, чтобы при смешивании ИКД и ИПД не растягивалось и не пропадало быстрое начало действия ИКД. Доказано, что ИКД можно смешивать в одном шприце с изофанным НПХ-инсулином, при этом быстрое начало действия ИКД не тормозится. Смеси этих инсулинов можно хранить.

Что касается препаратов ИЦС, то уже давно было известно, что кристаллическую ИЦС нельзя смешивать с ИКД, поскольку избыток цинка превращает ИКД в ИПД - по крайней мере, частично. Это доказано для Ультратарда. Если набрать в один шприц смесь Актрапида-НМ (ИКД) с Монотардом-НМ (ИПД) и сразу ввести ее под кожу, биодоступность ИКД уменьшается, поэтому начало его действия наступает позже, чем при раздельном введении этих препаратов. Поэтому смешивать Актрапид-НМ с Монотардом-НМ тоже нельзя.

Некоторые больные вначале вводят ИКД, а затем, оставив иглу под кожей и слегка изменив ее направление, через нее же вводят цинк-инсулин. Хотя научных исследований по этому способу проводилось мало, нельзя исключить, что в части случаев и при таком введении под кожей образуется смесь ИКД с цинк-инсулином, что нарушит всасывание первого компонента. Поэтому мы рекомендуем совершенно раздельное введение ИКД и цинк-инсулина (в виде двух отдельных инъекций в участки кожи, отстоящие друг от друга не менее чем на 1 см; понятно, что это менее удобно, чем применение протамин-инсулина в одном шприце с ИКД).

При смешивании с сурфен-инсулинами или неизофанными НПХ-инсулинами ИКД частично или полностью превращается в ИПД, поэтому приготовление подобных смесей нецелесообразно. В нашей стране отношение к смешиванию препаратов инсулина прошло два этапа. Вначале многие смешивали в одном шприце любые препараты инсулина, не зная об их особенностях. Затем перешли к другой крайности, вообще отказавшись от смешивания ИКД с ИПД и вводя их только раздельно, тем самым количество инъекций (проколов кожи) удваивалось. По-видимому, необходимо активнее доводить информацию о возможности смешивания ИКД и изофанного НПХ-инсулина до тех больных, которые ими пользуются.

Выпускаются и так называемые комбинированные инсулины - комбинации ИКД с НПХ-инсулинами в фиксированном процентном соотношении. Наиболее оправдывают себя смеси, содержащие 30% простого и 70% НПХ-инсулина, например инсулин Микстард и Актрафан-НМ (Ново Нордиск), Профиль III (Эли Лилли) или 25% простого и 75% НПХ-исулина, например Депот-Н-инсулин (Хехст). Однако такие комбинированные препараты больше подходят для больных, которым свойственны постоянный образ жизни, режим питания и двигательной активности (например, для пожилых больных сахарным диабетом II типа), так как они неудобны для проведения современной "гибкой" инсулинотерапии с частым изменением дозы ИКД при относительно мало меняющейся дозе ИПД.

Какие препараты инсулина лучше применять?

Собственно говоря, для эффективной инсулинотерапии требуется лишь один препарат ИКД и один препарат ИПД, которые можно было бы смешивать друг с другом, а также - в основном для пожилых больных - препарат инсулина комбинированного действия. Согласно современным рекомендациям, следует использовать препараты инсулина, соответствующие следующим критериям: высокая степень очистки; нейтральный рН; возможность смешивания ИКД и ИПД. Из группы ИПД желательно применять препараты с продолжительностью действия 12-18 часов, подходящие для двукратного введения в сутки. Препараты типа Семиленте и Ленте в развитых странах практически не используются: первые - из-за недостаточной продолжительности действия (менее 10 часов), вторые - из-за наличия в них бычьего инсулина и невозможности смешивания в одном шприце с ИКД.

С тех пор, как в распоряжении врача есть одновременно и человеческий, и высокоочищенный свиной инсулин, возникает вопрос: нужно ли вообще использовать последний. Установлено, что терапия полусинтетическим и биосинтетическим инсулином человека надежна и не сопряжена с побочными действиями, которые можно было бы отнести к способу получения препаратов. По сравнению с бычьим инсулин человека обладает преимуществами вследствие незначительной антигенности. Однако по сравнению с высокоочищенными свиными инсулинами это преимущество инсулина человека выражено гораздо меньше и не является точно доказанным. Иммунологические исследования больных, которые либо с самого начала получали человеческий инсулин, либо были переведены на него в процессе лечения, показали, что при подкожном введении инсулина человека также образуются циркулирующие антитела к инсулину. Это явление, поначалу весьма удивившее диабетологов, объясняют тем, что при подкожном введении происходит локальное энзиматическое разрушение инсулина, образующиеся фрагменты которого могут являться аллергенами. В любом случае, проявления и степень иммунной реакции при лечении человеческим инсулином весьма незначительны. Как при лечении впервые выявленных больных, так и при переводе с других препаратов инсулин человека выгодно отличается от бычьего. Однако различия в сахароснижающем действии между человеческим и свиным монокомпонентным инсулином отсутствуют, в иммунологическом отношении - невелики, а по данным некоторых исследований, и вовсе минимальны: антитела к инсулину в том и в другом случае образуются примерно в 5-8% случаев. Строго говоря, перевод на инсулин человека абсолютно показан в случаях иммунологической инсулинорезистентности или аллергии и при местной непереносимости свиного инсулина; при лечении больных впервые выявленным сахарным диабетом I типа; при необходимости временной инсулинотерапии (например, при операции).

Большой ошибкой будет считать, что можно улучшить компенсацию обмена веществ, в том числе решить проблему так называемого лабильного диабета только за счет перевода больного со свиного на человеческий инсулин. От надежд такого рода больного (и врача) следует настойчиво предостеречь: они не имеют под собой никаких оснований.

В 1990-91 гг. мы проанализировали эффективность использования различных видов инсулина в случайной выборке из 120 больных сахарным диабетом I типа (таблица 3). При этом оказалось, что при лечении препаратами как человеческого инсулина, так и инсулина животного происхождения интегральный показатель углеводного обмена за последние 3 месяца (гликированный гемоглобин, или НbА1) свидетельствовал о выраженной декомпенсации (о среднем уровне гликемии около 15-16 ммоль/л). После этого больные прошли специальную программу обучения, начали проводить самоконтроль глюкозы крови и научились самостоятельно изменять дозу инсулина; им было предоставлено самим выбирать, какими препаратами инсулина пользоваться. Через год у всех больных произошло значительное улучшение компенсации углеводного обмена, и опять она не зависела от пида инсулина. Аналогичным образом отсутствовала и разница в средней потребности в инсулине на килограмм массы тела - как исходно, так и в динамике. Нисколько не желая умалить достоинств инсулина человека в иммунологическом плане, мы лишь хотим продемонстрировать, что сам по себе он не является ни необходимым, ни достаточным для достижения хорошей компенсации углеводного обмена. О чем нужно помнить при переводе на инсулин человека? У больных, которые на фоне лечения инсулином животного происхождения имели высокий титр антител к инсулину, в течение месяцев после перевода на человеческий инсулин титр антител снижается, поэтому длительность действия инсулина может укорачиваться, а максимальный сахаросодержащий эффект - несколько усиливается. Человеческий ИКД начинает действовать несколько быстрее, чем свиной. При переводе на инсулин человека больных следует информировать об этих возможных изменениях времени действия инсулина. Важно, чтобы больной вводил инсулина не больше, чем нужно; при этом необходимо регулярно удостоверяться в том, нельзя ли достичь хорошей компенсации на меньшей дозе инсулина, особенно ИПД. Но столь же важно и обратное: доза инсулина не должна быть меньше той, которая необходима конкретному больному для хорошей компенсации.

Таблица 3. Вид инсулина и компенсация углеводного обмена: большие надежды? (собственные данные, 6)

* - различие между группами на инсулине человека и животном инсулине по всем параметрам статистически недостоверно.

Распространено мнение, что после перевода с инсулина животного происхождения на инсулин человека доза препарата должна быть уменьшена из-за возможных гипогликемий. Это верно лишь для тех больных, у которых исходно был высокий титр антител к инсулину, частично связывающих экзогенный инсулин животного происхождения и, следовательно, снижающих уровень свободного (т.е. активно действующего) инсулина в плазме. Человеческий инсулин этими антителами не связывается или связывается в очень небольшой степени. Кроме того, титр антител после перевода на инсулин человека с течением времени падает; все это ведет к тому, что уровень свободного инсулина становится выше, чем имелся при той же дозе инсулина животного происхождения, а это может сопровождаться появлением гипогликемий. Однако если больной до перевода на человеческий инсулин не имел высокого титра антител к инсулину, то ожидать снижения дозы нет никаких оснований. Второй важный фактор, влияющий на возможное снижение дозы инсулина, - степень гипергликемии. У длительно декомпенсированных больных развивается временное снижение чувствительности к экзогенному инсулину (теория "глюкозной токсичности"). Если в это время пытаться компенсировать их с помощью инсулина животного происхождения, потребуется существенное увеличение дозы. Если же перевести их на инсулин человека в прежней дозе, то, согласно описанному выше механизму, уровень свободного инсулина станет выше, произойдет как бы относительное увеличение дозы "внутри" организма больного, что и позволит улучшить компенсацию. Если же дозу инсулина человека снизить сразу, не ожидая снижения гликемии и появления легких гипогликемий, то уровни свободного инсулина в этом случае окажутся недостаточными для преодоления исходной декомпенсации и преимуществ от перевода на инсулин человека не будет получено.

К сожалению, это и происходит у очень многих больных, когда врачи, в отсутствие возможности определить уровень антител, выполняют ошибочную устаревшую инструкцию, которая гласит: при переводе на инсулин человека следует сразу уменьшить дозу инсулина на 25%. Как же поступать с дозой инсулина человека на практике? Нужно руководствоваться двумя моментами: а) коррекцию дозы инсулина в любую сторону проводят только в соответствии с реальным уровнем гликемии; снижение дозы требуется лишь после появления легких гипогликемий; б) потребность в инсулине может снизиться у разных больных в разное время - как сразу после перевода, так и лишь через несколько недель или месяцев, но может и не снизиться вообще.

Фармакокинетика подкожно введенного инсулина

После инъекции инсулин может оказать сахароснижающее действие только после того, как он достигнет тканей-мишений (в первую очередь печени, мышц и жировой ткани), а для этого он должен всосаться из подкожной клетчатки в кровь. Молекулярно-биологические механизмы всасывания инсулина в кровоток после подкожного введения не ясны окончательно и по сей день. Сейчас, когда уже доказано, что целью лечения больных сахарным диабетом с большой ожидаемой продолжительностью предстоящей жизни является (почти) нормогликемия, все яснее становится роль как можно более постоянной, предсказуемой абсорбции подкожно введенного инсулина как одной из важнейших предпосылок успеха лечения.

При этом следует учитывать, что подкожное введение инсулина в принципе нефизиологично, поскольку оно осуществляется в место, не самое подходящее с анатомической и физиологической точки зрения. Основное действие инсулина в плане регуляции гомеостаза глюкозы разворачивается в печени; уже в процессе первого прохождения через печень инсулина, который образуется в поджелудочной железе и поступает в систему воротной вены, элиминируется примерно половина этого гормона, и лишь остальное количество попадает в периферическое кровообращение. В результате уровень инсулина в крови воротной вены существенно выше, чем на периферии. При подкожном введении инсулина он вначале проходит по большому и малому кругам кровообращения и лишь затем по печеночным артериям достигает мишени - гепатоцитов. Понятно, что в этом случае для достижения физиологической концентрации инсулина в печени необходим гораздо более высокий уровень инсулина в периферической крови, чем это бывает у здорового человека. По этой причине при подкожном введении инсулина при сахарном диабете приходится считаться с наличием различной степени периферической гиперинсулинемии.

Другая проблема при подкожной инсулинотерапии заключается в изменении периода полужизни инсулина. У здорового человека период полужизни циркулирующего инсулина составляет около 4 минут. После всасывания подкожно введенного ИКД период жизни удлиняется примерно в 10 раз (до 40 минут). Период полужизни ИПД вполне может растянуться до нескольких часов. Это существенно нарушает гибкость "тонкой" регуляции гомеостаза глюкозы.

С помощью фармакокинетических исследований удалось точно описать кинетику всасывания подкожно введенного ИКД. Высокоочищенные препараты свиного инсулина, а соответственно и препараты инсулина человека, всасываются очень быстро: уже через 10 минут после инъекции отмечается значительный подъем уровня инсулина в сыворотке. Примерно через 60 минут достигается плато биодоступности инсулина, а снижение уровня циркулирующего инсулина до исходных величин растягивается на несколько часов, в то время как в физиологических условиях уменьшение инсулинемии до базального уровня наблюдается в течение немногих минут после прекращения выброса инсулина.

Некоторая часть (не менее 10-20%) подкожно введенного инсулина подвергается энзиматическому расщеплению в месте инъекции еще до того, как он попадает в кровоток. Существует довольно редкая форма инсулинорезистентности, когда еще большая часть введенной дозы инсулина подвергается деградации в подкожной клетчатке. Эту особую форму инсулинорезистентности, при которой для достижения компенсации обмена веществ требуются астрономические количества инсулина, можно легко диагностировать по различию в сахароснижающем действии ИКД при подкожном и внутривенном введении.

Различия в процессе локальной деградации инсулина в зависимости от места инъекции, а также различия между больными играют определенную роль в том, что добиться стабильного уровня сахара крови при подкожной заместительной инсулинотерапии достаточно трудно. Не вполне ясны и механизмы дальнейшего транспорта инсулина на его пути от места подкожного введения в кровоток. Более 80% введенного ИКД проходит прямо в кровеносные капилляры, и лишь очень небольшая и непостоянная часть его попадает в кровоток через лимфатические пути. Возможно, изменения базальных мембран и эндотелия сосудов при диабетических микроангиопатиях небезразличны для процесса всасывания инсулина.

Физико-химические основы всасывания ИПД до сих пор практически не определены; выявлена существенная вариабельность кинетики всасывания у разных больных.

На всасывание инсулина влияет ряд факторов.

Место инъекции.

Кинетика всасывания подкожно введенного ИКД зависит от анатомического строения места инъекции. Это особенно заметно при патологических изменениях подкожножировой клетчатки, например липодистрофиях. Введение инсулина в измененные участки кожи сопровождается непредсказуемыми колебаниями его всасывания, поэтому инъекций в такие участки следует избегать.

Нам неоднократно приходилось сталкиваться и со случаями, когда и больной, и его врач были убеждены в "тяжести" диабета и инсулинорезистентности, что проявлялось в невозможности добиться компенсации даже на больших дозах человеческого инсулина. Простейший осмотр пациента позволял выявить причину: следы от инъекций располагались вплотную друг к другу на маленьком участке кожи диаметром не более 2-3 см, над уплотненным, утолщенным слоем подкожной клетчатки. При расспросе больных выяснилось, что они (или медицинские сестры!) неделями или месяцами вводили инсулин в этот участок. Возникшие при этом изменения подкожножировой клетчатки существенно замедляют и уменьшают всасывание инсулина в кровоток, что снижает эффективность его действия. Смена места инъекции и соблюдение необходимого расстояния между отдельными проколами кожи (не менее 1 см) позволяют быстро ликвидировать мнимую инсулинорезистентность. Вследствие анатомических различий в плотности капилляров подкожного слоя в различных регионах тела даже при неизменной подкожножировой клетчатке инсулин всасывается по-разному. Так, из области живота инсулин поступает в кровоток существенно быстрее, чем после введения его в область бедра; инъекция в плечо, которую предпочитают многие больные, по скорости всасывания инсулина занимает промежуточное положение. При нерегулярной и бессистемной смене мест инъекции от одной области тела к другой также могут возникнуть выраженные колебания сахароснижающего действия инсулина; так, эффект ИКД начнется раньше и будет более выражен при введении инсулина в область живота по сравнению с введением его в бедро.

Вот почему смена мест инъекции (живот - бедро - плечо) не должна быть хаотичной; место инъекции необходимо последовательно менять в пределах одной области по определенной схеме: например, утром всегда делать инъекцию в живот, в обед - в плечо, вечером - в бедро или же все инъекции - в область живота.

Температура.

Особенно заметные изменения всасывания инсулина можно наблюдать при изменении температуры кожи в месте инъекции. Так, горячая ванна или прикладывание горячей грелки резко ускоряет абсорбцию инсулина, а после холодной ванны всасывание надолго тормозится. Указанные эффекты выражены настолько сильно, что могут клинически значимо влиять на компенсацию углеводного обмена. Так, летом пребывание под палящим солнцем приводит не только к солнечным ожогам, но и к значительному ускорению всасывания инсулина и, как следствие, гипогликемиям, о чем следует предупреждать больных. Напротив, сауна, в отличие от прежних предположений о ней, очевидно, не вызывает никакого заметного ускорения всасывания инсулина. Вероятно, здесь накладывается друг на друга действие различных, противоположных друг другу факторов. Не рекомендуется вводить инсулин, только что вынутый из холодильника (медленное всасывание). Раствор инсулина должен иметь комнатную температуру, поэтому начатый флакон лучше хранить вне холодильника, в темном месте.

Массаж места инъекции.

Самого сильного ускорения всасывания инсулина можно достичь путем легкого массажа места инъекции сразу же после введения. Опять-таки это надо делать либо постоянно, либо не делать совсем.

Мышечная работа.

При мышечной работе в определенных условиях может произойти выраженное ускорение действия инсулина. Длительное время это явление переоценивали в качестве возможной причины гипогликемии, возникающей при физической нагрузке. Дело доходило даже до того, что для профилактики гипогликемии на фоне мышечной работы больным рекомендовали вводить предшествующую нагрузке дозу инсулина в тот участок тела, который меньше всего или совсем не будет участвовать в работе. Однако эту рекомендацию нельзя считать разумной.

Во-первых, видов физической активности, которые изолированно затрагивают только некоторые, определенные части тела, очень мало. Во-вторых, ускорение всасывания инсулина выражено существенно только тогда, когда физическая нагрузка на данный участок тела имеет место в пределах первого получаса после инъекции, что практически встречается довольно редко. В-третьих, показано, что усиление сахароснижающего действия физической нагрузки через 45 минут после введения ИКД совсем не зависит от того, куда был введен инсулин - в плечо или бедро, так как основной механизм действия физической нагрузки - усиление утилизации глюкозы тканями, а не ускорение всасывания инсулина.

Таким образом, рекомендация менять место инъекции перед мышечной работой для профилактики гипогликемий неэффективна. Именно в результате этой нецелесообразной рекомендации в последние годы были отмечены многочисленные случаи тяжелых гипогликемий у больных диабетом на фоне занятий спортом. Чтобы избежать гипогликемии при физической нагрузке, нужно прибегать к давно известным правилам: прием дополнительного количества углеводов (при кратковременной) и/или снижение дозы инсулина (при длительной мышечной работе).Глубина инъекции.

Часто забывают о такой причине непонятных колебаний сахара в крови, как случайное внутримышечное или внутрикожное введение инсулина. Сделанная по ошибке и оставшаяся незамеченной (ввиду своей безболезненности) внутримышечная инъекция возможна как раз при использовании современных тончайших и коротких инсулиновых игл. У худых больных слой подкожножировой клетчатки на участках тела, куда обычно делают инъекции инсулина, чаще всего гораздо тоньше 12 мм. Длина игл шприцев-ручек и одноразовых инсулиновых шприцев равняется 12-13 мм, поэтому, если вкалывать иглу перпендикулярно к поверхности кожи, в большинстве случаев инсулин будет введен внутримышечно. Такую "перпендикулярную" инъекцию часто делают именно те, кто пользуется шприцами-ручками, поскольку эта техника наглядно представлена на многих промышленно выпускаемых инструкциях. Чтобы обеспечить по возможности одинаковое, унифицированное всасывание инсулина из подкожножировой клетчатки, необходимо взять складку кожи и вколоть иглу под углом 45 градусов.

С другой стороны, внутримышечное введение инсулина упомянутыми иглами безболезненно и безопасно. Хорошо обученные больные могут успешно пользоваться этой техникой, например, перед приемом быстроусвояемых углеводов или в случае кетоацидотической декомпенсации, чтобы ускорить действие ИКД. После внутримышечного введения инсулина в плечо или бедро он всасывается значительно быстрее, чем после подкожного. При введении в область живота различия между подкожной и внутримышечной инъекцией выражены меньше. Однако внутримышечное введение препаратов ИПД не рекомендуется из-за укорочения продолжительности действия и усиления нежелательных колебаний активности.

При случайном внутрикожном введении (что бывает, если иглу вкалывают под слишком малым углом к коже или неглубоко) инсулин всасывается плохо, а в месте инъекции может возникать покраснение и болезненность, которые иногда ошибочно трактуются как аллергия.

Доза инсулина.

Доказано, что продолжительность действия инсулина зависит от введенной разовой дозы (см. таблицу 2). После подкожного введения Актрапида в дозе 0,1 ед/кг достоверное повышение инсулинемии наблюдается на протяжении 4-6 часов; при повышении дозы до 0,2 ед/кг удваивается не только активность, но и продолжительность действия инсулина. Иными словами, при введении 6 ед ИКД больному весом 60 кг активное сахароснижающее действие будет проявляться, как правило, в течение 4 часов (редко - дольше, так как не всегда незначительно повышенный уровень инсулина в крови оказывает существенное влияние на гликемию); введение этому же больному 12 ед ИКД будет сопровождаться сахароснижающим эффектом примерно до 7 часов. Не следует забывать при этом, что переваривание большинства блюд (независимо от съеденного количества) заканчивается через 4-6 часов!

Таким образом, инсулин как лекарственное средство уникален в том отношении, что его клиническая эффективность зависит не только и, может быть, не столько от характеристик препаратов как таковых, но и - в огромной степени! - от многочисленных факторов, связанных с обращением с препаратами и техникой введения. Не будет преувеличением утверждение, что значительный процент случаев так называемого лабильного диабета, то есть нерегулярных и непредсказуемых колебаний сахара крови при сахарном диабете I типа, на самом деле не является каким-то клиническим вариантом течения заболевания, а развивается вследствие недостаточного знания вышеописанных феноменов и их неучета при проведении инсулинотерапии. О факторах, влияющих на фармакокинетику инсулина, и особенностях различных препаратов необходимо информировать больных при обучении. Врач и больной должны учитывать возможные отклонения длительности и силы действия препаратов инсулина от традиционных схем и стараться выработать индивидуальную инсулинотерапию, а не следовать жесткому плану, который вряд ли приведет к успеху по вышеупомянутым причинам.

Литература

1. Sonnenberg G.E., Berger M. Human insulin - much ado about one amino acid? Diabetologia (1983), 25, p. 457-459.
2. Berger M., Cueppers H.J. et al. Absorption inetics and biological effects of subcutaneously injected insulin preparations. Diabetes Care (1982), 5, p. 77-91.
3. Frid A., Linden B. (1986). Where do learn diabetics inject their insulin? A study using computed tomography. Br Med J (1986), 292, p. 1638.
4. Sonnenberg G.E., Chantelau E.A. et al. Human and porcine regular insulins are equally effective in subcutaneous replacement therapy. Diabetes (1982), 31, p. 600-602.
5. Stare A.A., Heinemann L. et al. The action profile of human insulin preparations. Diabetic Medicine (1989), 6, p. 239-244.
6. Antsiferov M., Starostina Т., Galstjan G., Dedov I. IDF Bulletin (1992), suppi. 1; v. 37, N3, p. 7.

О сахарном диабете слышали все. К счастью, многие люди не имеют такого заболевания. Хотя часто бывает и так, что болезнь развивается очень тихо, незаметно, лишь при плановом обследовании или же в экстренной ситуации показывая свое лицо. Зависит диабет от уровня определенного гормона, вырабатываемого и усваиваемого организмом человека. О том, что такое инсулин, как он работает, и какие проблемы может вызвать его избыток или недостаток, будет рассказано ниже.

Гормоны и здоровье

Эндокринная система - один из компонентов организма человека. Многие органы продуцируют сложные по своему составу вещества - гормоны. Они важны для качественного обеспечения всех процессов, от которых зависит жизнедеятельность человека. Одно из таких веществ - гормон инсулин. Его избыток сказывается на только на работе многих органов, но и на самой жизни, ведь резкое падение или повышение уровня этого вещества может стать причиной комы или даже смерти человека. Поэтому определенная группа людей, страдающих от нарушения уровня этого гормона, постоянно носят с собой шприц с инсулином, чтобы иметь возможность сделать себе жизненно важную инъекцию.

Гормон инсулин

Что такое инсулин? Этот вопрос интересен тем, кто знаком с его избытком или недостатком не понаслышке, и тем, кого проблема инсулинового дисбаланса не коснулась. Гормон, вырабатываемый поджелудочной железой и получивший свое название от латинского слова "insula", что в переводе означает "остров". Свое название этот вещество получило за счет области образования - островков Лангерганса, расположенных в тканях поджелудочной железы. В настоящее время учеными именно этот гормон изучен наиболее полно, ведь он оказывает влияние на все процессы, протекающие во всех тканях и органах, хотя основная его задача состоит в понижении уровня сахара крови.

Инсулин как структура

Строение инсулина уже не секрет для ученых. Изучение этого важного для всех органов и систем гормона началось еще в конце XIX века. Примечательно, что клетки поджелудочной железы, продуцирующие инсулин, - островки Лангерганса, получили свое название по имени студента-медика, первого обратившего внимание на скопления клеток в ткани изучаемого под микроскопом органа пищеварительной системы. Прошло почти столетие с 1869 года, прежде чем фармацевтическая промышленность наладила массовое производство препаратов с инсулином, чтобы люди, страдающие диабетом, смогли значительно улучшить качество своей жизни.

Структура инсулина - это сочетание двух полипептидных цепочек, состоящих из аминокислотных остатков, соединенных так называемыми дисульфидными мостиками. Молекула инсулина содержит 51 остаток аминокислот, условно разделенных на две группы - 20 под индексом "А" и 30 под индексом "В". Отличия инсулина человека и свиньи, например, присутствует лишь в одном остатке под индексом "В", человеческий инсулин и гормон поджелудочной быка отличается тремя остатками индекса "В". Поэтому природный инсулин из поджелудочной железы этих животных - один из самых распространенных компонентов для лекарств при диабете.

Научные исследования

Взаимозависимость некачественной работы поджелудочной и развитие диабета - заболевания, сопровождающегося повышением уровня глюкозы крови и моче, было подмечено врачами достаточно давно. Но лишь в 1869 году студентом-медиком из Берлина 22-х летним Паулем Лангергансом были открыты группы клеток поджелудочной железы, ранее не известные ученым. И именно по имени молодого исследователя они получили свое название - островки Лангерганса. Спустя некоторое время при проведении опытов учеными было доказано, что секрет этих клеток влияет на пищеварение, а его отсутствие резко повышает уровень сахара крови и моче, что оказывает негативное влияние на состояние пациента.

Начало ХХ века ознаменовалось открытием российским ученым Иваном Петровичем Соболевым зависимости углеводного обмена от активности продуцирования секрета островков Лангерганса. Еще достаточно длительное время биологи расшифровывали формулу этого гормона, чтобы получить возможность синтезировать его искусственным путем, ведь больных сахарным диабетом очень и очень много, и количество людей с таким заболеванием постоянно растет.

Лишь в 1958 году была определена последовательность аминокислот, из которых образуется молекула инсулина. За это открытие молекулярный биолог из Великобритании Фредерик Сенгер был удостоен Нобелевской премии. А вот пространственную модель молекулы этого гормона в 1964 году при помощи метода рентгеновской дифракции определила Дороти Кроуфут-Ходжкин, за что также получила высшую научную награду. Инсулин в крови является одним основных показателей здоровья человека, а его колебание за пределы определенных нормативных показателей служит поводом тщательного обследования и постановки определенного диагноза.

Где продуцируется инсулин?

Для того чтобы понять, что такое инсулин, необходимо уяснить - для чего человеку необходима поджелудочная железа, ведь именно она является тем органом, относящимся к эндокринной и пищеварительной системам, который вырабатывает этот гормон.

Структура каждого органа сложна, ведь помимо отделов органа, в нем работают и различные ткани, состоящие из разных клеток. Особенностью поджелудочной железы являются островки Лангерганса. Это особые скопления гормонпродуцирующих клеток, расположенных по всему телу органа, хотя основное их расположение - хвост поджелудочной железы. У взрослого человека, по подсчетам биологов, насчитывается порядка одного миллиона таких клеток, а их общая масса составляет всего около 2 % от массы самого органа.

Как вырабатывается "сладкий" гормон?

Инсулин в крови, содержащийся в определенном количестве, является одним из показателей здоровья. Чтобы прийти к такому явному для современного человека понятию, ученым понадобился не один десяток лет кропотливых исследований.

Поначалу были выделены два типа клеток, из которых состоят островки Лангерганса, - клетки А типа и клетки В типа. Их разница состоит в продуцировании разного по своей функциональной направленности секрета. Клетки типа А производят глюкагон - гормон пептидного характера, который способствует распаду гликогена в печени и поддержанию постоянного уровня глюкозы крови. Бета-клетки секретируют инсулин - пептидный гормон поджелудочной железы, который понижает уровень глюкозы, тем самым влияя на все ткани и, соответственно, органы организма человека или животного. Здесь прослеживается четкая взаимосвязь - А-клетки поджелудочной железы потенцируют появление глюкозы, которая в свою очередь заставляет работать Б-клетки, секретируя инсулин, снижающий уровень сахара. Из островков Лангерганса "сладкий" гормон продуцируется и попадает в кровь в несколько этапов. Препроинсулин, который является пептидом-предшественником инсулина, синтезируется на рибосомах короткого плеча 11 хромосомы. Этот начальный элемент состоит из 4 видов аминокислотных остатков - A-пептид, B-пептид, C-пептид и L-пептид. Он попадает в эндоплазматическую сеть эукариотической сетки, где от него отщепляется L-пептид.

Таким образом препроинсулин превращается в проинсулин, проникающий в так называемый аппарат Гольджи. Именно там происходит созревание инсулина: проинсулин теряет С-пептид, разделяясь на инсулин и биологически неактивный пептидный остаток. Из островков Лангерганса инсулин секретируется под воздействием глюкозы в крови, которая попадает в В-клетки. Там в следствии цикла химических реакций из секреторных гранул выделяется ранее секретированный инсулин.

В чем роль инсулина?

Действие инсулина изучалось учеными-физиологами, патофизиологами длительное время. В настоящий момент это наиболее изученный гормон человеческого организма. Инсулин важен практически для всех органов и тканей, участвуя в абсолютном большинстве обменных процессов. Особая роль отведена взаимодействию гормона поджелудочной железы и углеводов.

Глюкоза является производным веществом при метаболизме углеводов и жиров. Она попадет в В-клетки островков Лангерганса и заставляет их активно секретировать инсулин. Максимальную работу этот гормон осуществляет при транспортировке глюкозы в жировую и мышечную ткани. Что такое инсулин для обмена веществ и энергии в организме человека? Он потенцирует или блокирует многие процессы, тем самым влияя на работу практически всех органов и систем.

Путь гормона в организме

Один из важнейших гормонов, оказывающих влияние на все системы организма -инсулин. Его уровень в тканях и жидкостях организма служит показателем состояния здоровья. Путь, который проходит этот гормон от продуцирования до элиминации, очень сложен. В основном выводится он почками и печенью. Но ученые-медики проводят исследование клиренса инсулина в печени, почках и тканях. Так в печени, проходя через воротную вену, так называемую портальную систему, распадается около 60 % инсулина, выработанного поджелудочной железой. Остальное количество, а это оставшиеся 35-40 %, выводится почками. Если инсулин вводится парентерально, то он не проходит воротную вену, а значит, основная элиминация осуществляется почками, что сказывается на их работоспособности и, если можно так сказать, износе.

Главное - баланс!

Инсулин можно назвать динамическим регулятором процессов образования и утилизации глюкозы. Повышают уровень сахара крови несколько гормонов, например, глюкагон, соматотропин (гормон роста), адреналин. А вот снижает уровень глюкозы только лишь инсулин и в этом он уникален и чрезвычайно важен. Именно поэтому его еще называют гипогликемическим гормоном. Характерный показатель определенных проблем со здоровьем - сахар крови, который напрямую зависит от продуцирования секрета островков Лангерганса, ведь уменьшает глюкозу в крови именно инсулин.

Норма сахара в крови, определяемая натощак у здорового взрослого человека, составляет от 3,3 до 5,5 ммоль/литр. В зависимости от того, как давно человек употреблял пищу, этот показатель варьируется в пределах 2,7 - 8,3 ммоль/литр. Учеными выяснено, что прием пищи провоцирует скачок уровня глюкозы в несколько раз. Длительное устойчивое повышение количества сахара в крови (гипергликемия) свидетельствует о развитии сахарного диабета.

Гипогликемия - понижение этого показателя, может стать причиной не только комы, но и летального исхода. Если уровень сахара (глюкозы) падает ниже физиологически допустимого значения, в работу включаются гипергликемические (контринсулиновые) гормоны, высвобождающие глюкозу. А вот адреналин и другие гормоны стресса сильно подавляют выделение инсулина даже на фоне повышенного уровня сахара.

Гипогликемия может развиться при понижении количества глюкозы в крови из-за избытка инсулинсодержащих препаратов или из-за избыточной выработки инсулина. Гипергликемия, наоборот, запускает продуцирование инсулина.

Инсулинзависимые болезни

Повышенный инсулин провоцирует понижение уровня сахара крови, что при отсутствии экстренных мер может привести к гипогликемической коме и летальному исходу. Такое состояние возможно при не выявленном доброкачественном новообразовании из бета-клеток островков Лангерганса в поджелудочной железе - инсулиноме. Однократная избыточная доза инсулина, введенная преднамеренно, использовалась некоторое время в терапии шизофрении для потенцирования инсулинового шока. А вот длительное введение больших доз препаратов инсулина вызывает симптомокомплекс под названием синдром Сомоджи.

Устойчивое повышение уровня глюкозы крови носит название сахарного диабета. Специалистами это заболевание делится на несколько типов:

• диабет 1 типа основан на недостаточности продуцирования инсулина клетками поджелудочной железы, инсулин при диабете 1 типа является жизненно необходимым препаратом;
• диабет 2 типа характеризуется понижением порога чувствительности инсулинзависимых тканей к этому гормону;
• MODY-диабет - это целый комплекс генетических дефектов, в совокупности дающих снижение количества секрета В-клеток островков Лангерганса;
• гестационный сахарный диабет развивается только у беременных, после родов он или исчезает, или в значительной степени снижается.

Характерным признаком любого типа этого заболевания является не только повышение уровня глюкозы крови, но и нарушение всех обменных процессов, что приводит к тяжелым последствиям.

С диабетом нужно жить!

Еще не так давно сахарный диабет в инсулинзависмой форме считался чем-то, серьезно ухудшающим качество жизни пациента. Но сегодня для таких людей разработано немало приборов, значительно упрощающих ежедневные рутинные обязанности для поддержания здоровья. Так, например, шприц-ручка для инсулина стала незаменимым и удобным атрибутом для регулярного приема необходимой дозы инсулина, а глюкометр позволяет не выходя из дома, самостоятельно контролировать уровень сахара в крови.

Виды современных препаратов инсулина

Люди, которые вынуждены принимать лекарственные препараты с инсулином, знают, что фармацевтическая промышленность выпускает их в трех разных позициях, характеризующихся длительностью и типом работы. Это так называемые типы инсулина.

1. Ультракороткие инсулины - новинка фармакологии. Они действуют в течение всего 10-15 минут, но за это время успевают сыграть роль естественного инсулина и запустить все обменные реакции, которые нужны организму.
2. Короткие или быстродействующие инсулины принимаются непосредственно перед приемом пищи. такой препарат начинает работать спустя 10 минут после введения внутрь, а продолжительность его действия составляет максимум 8 часов с момента введения. Для этого типа характерна прямая зависимость от количества активного вещества и длительности его работы - чем больше доза, тем дольше она работает. Инъекции короткого инсулина вводятся или подкожно, или внутривенно.
3. Средние инсулины представляют самую большую группу гормонов. Они начинают работать спустя 2-3 часа после введения в организм и действуют в течение 10-24 часов. У разных препаратов среднего инсулина могут быть разные пики активности. Зачастую врачи назначают комплексные препараты, включающие в себя короткий и средний инсулины.
4. Инсулины длительного действия считаются базовыми препаратами, которые принимаются 1 раз за сутки, а потому называют базовыми. Работать инсулин пролонгированного действия начинает спустя лишь 4 часа, поэтому при тяжелых формах заболевания пропускать его прием не рекомендуется.

Решить вопрос о том, какой инсулин выбрать для конкретного случая сахарного диабета, может лечащий врач с учетом многих обстоятельств и течения заболевания.

Что такое инсулин? Жизненно важный, наиболее подробно изученный гормон поджелудочной железы, отвечающий за снижение уровня сахара в крови и участвующий практически во всех обменных процессах, протекающих в абсолютном большинстве тканей организма.

Инсулин это гормон белкового происхождения, который вырабатывает поджелудочная железа после повышения уровня глюкозы в крови.

Ее уровень становится выше сразу, как только человек закончил принимать пищу. Важно иметь в виду, что каждый из продуктов по-разному повышает уровень сахара в крови: некоторые резко и выше нормы, а некоторые постепенно и не на много.

Действие инсулина - нормализация, то есть, снижение повышенного уровня глюкозы в крови до нормального значения, а также, транспортировка этой глюкозы в ткани и клетки, чтобы предоставить им энергию, это можно узнать и из статьи, что википедия размещает.

Действие инсулина основано на том, что он образует жир, именно при его непосредственном участии формируются запасы глюкозы в клетках. При избытке глюкозы организм включает механизм преобразования глюкозы в жир, после чего он откладывается на теле.

Как известно, все углеводы бывают простыми и сложными или быстрыми и медленными. Именно быстрые или простые углеводы, - все мучное и сладкое, поднимают сахар в крови, а значит, провоцируют ощутимую выработку инсулина, повышая скорость формирования жира.

Исходя из этого, можно сделать вывод – потребление большого количества углеводов приводит к повышенной выработке инсулина. Это не совсем ответ на вопрос, что такое инсулин, но он дает понять, как работают механизмы образования жира, о которых, кстати, и википедия пишет.

Натуральный инсулин

Инсулин сам по себе вырабатывается организмом. После переваривания еды, углеводы распадаются на глюкозу крови, которая выступает источником энергии.

Поджелудочная железа высвобождает инсулин, для помощи организму в использовании и переведении в запас глюкозы. Инсулин выполняет всю эту деятельность вместе с другими гормонами, такими как амилин и глюкагон.

Инсулин и диабет

У больных с сахарным диабетом 1 типа, поджелудочной железой не может вырабатываться инсулин. Организм людей с диабетом 2 типа может вырабатывать инсулин, но не в состоянии его полноценно использовать. Это имеет большое значение, поскольку высокий уровень глюкозы наносят организм разнообразные повреждения, например:

• появляются бляшки в артериях нижних конечностей, сердца и мозга.
• повреждаются нервные волокна, что вызывает онемение и чувство покалывания, которое начинается с ног и рук.
• увеличивается риск формирования слепоты, почечной недостаточности, инсульта, инфаркта и ампутации рук или ног.

Люди, страдающие диабетом 1 типа должны постоянно вводить в свой организм инсулин, чтобы справляться с глюкозой, которая поступает в организм через пищу.

Действие инсулина развивается так, что он не может всосаться, поскольку переварится вместе с другими веществами и расщепится желудочным соком. Именно поэтому инсулин вводят в организм с помощью инъекций, чтобы он сразу попадал в кровоток.

Все пациенты уникальны, и причины, определяющие особенности заболевания, и образ жизни человека, имеют важное значение для лечения. Сейчас инсулин доступен в более тридцати различных формах, и действие инсулина может быть достаточно разнообразным по времени.

Они отличаются друг от друга способом получения, стоимостью и нюансами действия. Некоторые разновидности инсулинов получают с помощью животных, например, свиней; а некоторые виды синтезируются искусственно.

Типы инсулина

Типы инсулина, которые используются для лечения сахарного диабета, включают в себя:

• Быстродействующий инсулин. Вещество начинает действие в течение пяти минут. Максимальный эффект наступает через час, но действие заканчивается также быстро. Укол нужно делать в процессе употребления пищи, как правило, «быстрый» инсулин вводят вместе с длительного действия.
• Короткий. Инсулин короткого действия или обычный инсулин. Эффект этой разновидности вещества наступает через полчаса. Его можно принимать перед пищей. Инсулин короткого действия несколько дольше контролирует уровень глюкозы в крови, чем быстродействующий инсулин.
• Инсулин средней длительности. Вещество часто используют вместе с быстрым инсулином либо инсулином короткого действия. Это нужно, чтобы инсулин действовал длительно, например не меньше половины дня.
• Инсулин длительного действия, как правило, вводят утром. Он перерабатывает глюкозу на протяжении всего дня, при условии его использования вместе с инсулином короткого действия или быстродействующим инсулином.
• Инсулин, который предварительно смешивается, состоит из инсулинов средней и короткой длительности. Такой инсулин вводится два раза в день, перед едой. Обычно, этот вид инсулина используется людьми, которым сложно самостоятельно смешивать инсулин, читать инструкции и выяснять дозировки. Какой вид инсулина предпочтет больной, зависит от множества разнообразных факторов.

Организм каждого человека по-разному реагирует на введение инсулина. Ответ на поступление инсулина зависит от того, что и когда человек ест, занимается ли спортом и насколько он активен. Количество инъекций, которые может произвести человек, его возраст, частота выполнения проверок уровня глюкозы, - все это влияет на выбор вида инсулина и метода его введения в организм.

Источники и структура

Все инсулины поступают в организм человека в виде жидкостей, в которых они растворялись. Инсулины могут быть разной концентрации, но основная: U-100 – это сто единиц инсулина на 1 мл жидкости.

В раствор помещаются дополнительные элементы, которые препятствуют размножению бактерий и сохраняют нейтральный кислотно-щелочной баланс. У некоторых людей эти вещества могут вызывать аллергию, но такие случаи случаются довольно редко.

Сейчас все виды инсулинов в США создаются на базе человеческого инсулина. Впервые синтетический инсулин был создан в 1980-х годах, он смог полностью заменить инсулины животного происхождения, которые производились из поджелудочных желез свиней и коров.

Тем не менее, некоторые люди лучше переносят инсулины животного происхождения, поэтому FDA допускает импорт инсулина натурального происхождения для некоторых категорий пациентов.

Прием инсулина

Лечащий врач устанавливает оптимальную для пациента, его особенностей и общего состояния организма, схему ввода инсулина. Как правило, люди с диабетом 1 типа начинают делать инъекции 2 раза в день, причем различными типами инсулина, переходящими в комбинацию из четырех разновидностей вещества. Принято считать, что 3-4 инъекции в день дают самый лучший контроль над уровнем глюкозы в крови, а также предотвращают либо задерживают осложнения на глаза, почки или нервы, к которым часто приводит диабет.

В настоящее время доступно несколько способов введения инсулина: с помощью шприца-ручки (пен-инъектор), шприца или помпы.

Шприц

Новое поколение шприцов и игл намного тоньше старых образцов, это делает инъекцию не такой болезненной. Иглу вводят под кожу, в жировую ткань ягодиц, бедер, плеча или живота.

Шприц-ручка

Шприц-ручка для введения инсулина продается с инсулином и имеет шкалу дозировки. Иногда в аппарат устанавливается специальный картридж. Здесь инсулин вводится посредством иглы, но вместо поршня – курок. Прибор легче использовать для детей, которые вводят инсулин самостоятельно. Безусловно, это удобнее флакона и шприца.

Помпа

Помпа – это небольшой аппарат, который можно носить с собой. Инсулин вводится через определенные периоды времени по трубочке в катетер, который установлен под кожу в районе живота.

Главное достоинство помпы в том, что этот аппарат делает объем глюкозы в крови более постоянным, снижая либо полностью устраняя необходимость инъекций.

Новые методы

Со временем, больной диабетом привыкает к необходимости использования иглы, но постоянные инъекции неудобны и дискомфортны. Ученые постоянно проводят новые эксперименты, чтобы сформировать новые методы введения инсулина.

Ранее разработчики новых методов предлагали вводить инсулин вдыханием, но производители прекратили продажи таких аппаратов в 2007 году.

Может быть, однажды в продаже появятся спреи для введения инсулина в рот или специальные накожные пластыри. Но сейчас больной может приобрести только помпы, шприцы и шприцы-ручки.

Места для инъекций

Инсулин для самого быстрого всасывания можно вводить в живот. Кроме этого, больные вводят вещество в верхнюю часть плеча. Самое медленное введение инсулина будет, если ввести его в бедра или ягодицы.

Для лечения диабета важно регулярно использовать один способ и место введения инсулина, не меняя их. Однако, чтобы избежать уплотнений либо скопления жировой ткани, следует иногда менять место инъекций. Лучше всего чередовать по кругу места нанесения инъекций и знать, .

Мониторирование

В качестве дополнения к инсулину проводится мониторирование уровней глюкозы. На уровень глюкозы в крови может влиять абсолютно все: что человек ест, когда ест, как занимается спортом, какие эмоции испытывает, как лечит другие болезни и т.д. Часто одни и те же детали образа жизни, могут по-разному влиять на течение диабета у разных людей и у одного человека, но на разном этапе жизни. Поэтому важно несколько раз в день измерять уровень глюкоза, беря кровь из пальца.

Сахарный диабет 1 типа – заболевание, которое длится всю жизнь, поэтому оно требует пожизненной заботы о состоянии. Важно понимать каждый аспект заболевания, это сделает мониторирование лечение проще и легче.

Эффекты инсулина

Инсулин играет важнейшую роль в процессах обмена веществ, он – биокатализатор. Вещество способствует транспортировке глюкозы из крови в ткани. Кроме этого, инсулин участвует в процессе превращения глюкозы в скелетных мышцах и печени - в гликоген.

Инсулин повышает функцию проницаемости биологических мембран для аминокислот, глюкозы, кислорода и ионов. Он стимулирует потребление этих веществ тканями. Инсулин участвует в процессах окислительного фосфорилирования вследствие активации цикла гексокиназной реакции и трикарбоновых кислот. Эти процессы являются ключевыми для метаболизма глюкозы.

Глюкоза содержится в тканях по большей части в интерстициальной жидкости, а глюкогексокиназа - внутри клеток. Инсулин, повышая проницаемость мембран клеток, способствует внедрению глюкозы в цитоплазму клеток, там на нее воздействует фермент. Задача фермента ингибировать активность глюкозо-6-фосфатазы, катализирующей гликогенолиз.

Инсулин увеличивает анаболические эффекты в клетках, то есть повышается синтез липидов, белков и нуклеиновых кислот, именно для этого и используется . Помимо этого, активируется окисление жирных кислот, что влияет на работу всего организма. Антикатаболический фактор состоит в торможении гликонеогенеза и препятствии дегидрогенирования свободных жирных кислот и появлении предшественников глюкозы.

При снижении чувствительности ткани к эндогенному гормону или дефиците инсулина, организм утрачивает способность потреблять глюкозу, что приводит к развитию сахарного диабета. Основными симптомами диабета выступают:

1. Полиурия (6-10 л в сутки) и жажда;
2. Гипергликемия (6,7 ммоль-л»1 и выше, определяется натощак);
3. Глюкозурия (10-12 %);
4. Снижение количества гликогена в мышцах и печени;
5. Нарушение обмена белков;
6. Недостаточное окисление жиров и повышение их количества в крови (липидемия);
7. Метаболический ацидоз (кетонимия).

Диабетическая кома может возникнуть при тяжелой форме сахарного мочеизнурения. Если наблюдается низкий уровень активного инсулина в крови, то повышается концентрация глюкозы, аминокислот и свободных жирных кислот. Все это вещества, которые непосредственно участвуют в патогенезе артериосклероза и диабетической ангиопатии.

Комплекс «инсулин+рецептор» идет внутрь клетки, там инсулин высвобождается и действует. Он стимулирует движение глюкозы через мембраны клеток и влияет на ее утилизацию жировой и мышечной тканями.