Инсулин и регуляция уровня глюкозы¶

Инсулин — полипептидный гормон, вырабатываемый бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Он является ключевым регулятором углеводного обмена, обеспечивая снижение концентрации глюкозы в крови и её усвоение тканями. Нарушения синтеза или действия инсулина лежат в основе сахарного диабета — одного из наиболее распространённых эндокринных заболеваний.

¶Химическая природа и синтез

Инсулин — белок, состоящий из двух полипептидных цепей: A (21 аминокислотный остаток) и B (30 остатков), соединённых двумя дисульфидными мостиками. Молекулярная масса — около 5808 Да. Гормон синтезируется в виде предшественника — препроинсулина, который превращается в проинсулин, а затем расщепляется на собственно инсулин и C-пептид. Именно C-пептид часто используется как маркер эндогенной секреции инсулина.

Секреция инсулина стимулируется повышением уровня глюкозы крови после приёма пищи. Глюкоза проникает в бета-клетки через транспортёры GLUT2, метаболизируется, что ведёт к росту соотношения АТФ/АДФ, закрытию калиевых каналов, деполяризации мембраны и входу ионов кальция. Последний запускает экзоцитоз гранул с инсулином.

¶Механизм действия

Инсулин связывается с рецептором на поверхности клеток-мишеней — это тирозинкиназный рецептор. Активация рецептора запускает каскад фосфорилирования, в результате которого происходит транслокация транспортёров глюкозы GLUT4 к мембране в мышечной и жировой ткани. Это обеспечивает поступление глюкозы внутрь клеток.

Основные эффекты инсулина:

• Печень — стимуляция синтеза гликогена, торможение глюконеогенеза.
• Мышцы — усиление захвата глюкозы и её использования.
• Жировая ткань — стимуляция липогенеза, подавление липолиза.
• Общий эффект — снижение концентрации глюкозы в плазме крови.

¶Контринсулярные гормоны

Действию инсулина противодействуют другие гормоны, повышающие уровень глюкозы:

Совместное действие этих гормонов обеспечивает поддержание глюкозы в узком диапазоне — примерно 3,3–5,5 ммоль/л натощак.

¶Нарушения регуляции

При недостатке инсулина (сахарный диабет 1 типа) глюкоза не может проникнуть в клетки, развивается гипергликемия. При инсулинорезистентности (сахарный диабет 2 типа) ткани теряют чувствительность к гормону, несмотря на его нормальную или повышенную концентрацию. Оба состояния ведут к осложнениям: поражению сосудов, почек, сетчатки и нервов.

Обратное состояние — гипогликемия — возникает при избытке инсулина или пропуске приёма пищи и проявляется слабостью, тремором, нарушением сознания.

¶Медицинское применение

Инсулин используется в терапии сахарного диабета с 1922 года, когда Фредерик Бантинг и Чарльз Бест впервые применили его у человека. Современные препараты делятся на:

• ультракороткого действия (лизпро, аспарт);
• короткого (обычный человеческий);
• средней продолжительности (НПХ);
• длительного действия (гларгин, детемир, деглудек).

Введение чаще всего подкожное, с помощью шприцев, шприц-ручек или инсулиновых помп. Дозировка подбирается индивидуально с учётом уровня гликемии, питания и физической активности.