Механізм дії інсуліну на вуглеводний обмін в організмі (біохімія)

Як показує світова статистика, від цукрового діабету страждає більше 20% населення нашої планети. Причому у більшості з цих людей був діагностований інсулінозалежний діабет, вилікувати який не представляється можливим. Але це не говорить про те, що хворий не може вести звичний спосіб життя. Все, що для цього потрібно, забезпечити свій організм інсуліном. З цією метою застосовуються спеціальні ін’єкції, постановка яких здійснюється строго за схемою, виписаною лікарем. Але який механізм дії інсуліну? І як він допомагає діабетикам?

Роль інсуліну в людському організмі

Інсулін є особливий гормон, який бере участь у вуглеводному обміні. Саме він займається розщепленням глюкози і забезпечує насичення клітин організму необхідною енергією. Продукуванням цього гормону займається підшлункова залоза. При порушенні цілісності або функціонування клітин цього органу інсулін виробляється в невеликій кількості, в результаті чого організм починає відчувати в ньому дефіцит, що проявляється підвищенням рівня цукру в крові.

При цьому порушується робота нирок і печінки, в організмі починають накопичуватися токсичні речовини, що негативно впливають на всі внутрішні органи і системи. І в першу чергу від цього страждає судинна система. Під впливом цукру і токсичних речовин знижується тонус стінок судин, вони стають крихкими і ламкими, на тлі чого ризики розвитку інсульту та інфаркту міокарда збільшуються в кілька разів.

Підвищений вміст цукру в крові впливає і на регенераційні процеси в організмі. Це особливо помітно за станом шкірних покривів. Будь-які порізи і рани заживають дуже довго, часто піддаються інфікуванню і переростають в виразки. А це теж є небезпечним, так як при нагноєнні виразок ймовірність розвитку гангрени також зростає.

Так як інсулін відіграє важливу роль в травленні, від його дефіциту сильно страждають органи шлунково-кишкового тракту. Збільшуються ризики розвитку гастриту, панкреатиту і багатьох інших захворювань. І щоб уникнути негативних наслідків від розвитку цукрового діабету, лікарі призначають замісну терапію, яка обов’язково включає в себе інсулінові ін’єкції.

Механізм дії

Говорячи про те, як діє інсулін в організмі, слід зазначити, що працює він безпосередньо через білок-рецептор. Представляє він собою складний інтегральний білок клітинної мембрани, який складається з 2 субодиниць. У медицині їх відзначають як a і b. Кожна з цих субодиниць має свою полипептидную ланцюжок.


Поліпептидні ланцюжка субодиниць інсуліну

Дія інсуліну відбувається наступним чином: спочатку він вступає в зв’язок з а-субодиницею, таким чином змінюючи її конформацію. Після цього до процесу залучається b-субодиниця, яка запускає розгалужену ланцюг реакцій з активації ферментів, необхідних для розщеплення глюкози і її засвоєння в клітинах.

Слід зазначити, що незважаючи на те, що дія інсуліну в організмі вивчається вченими вже протягом багатьох століть, його біохімічні властивості ще до кінця не вивчені. Однак вже стало відомо, що у всьому цьому процесі беруть участь вторинні «посередники», в ролі яких виступають Диацилглицерол і інозітолтріфосвати. Саме вони забезпечують активізацію протеїнкінази С з фосфорилюються дією і мають зв’язок з внутрішньоклітинним обміном речовин.

Дані посередники забезпечують посилене надходження глюкози в клітини організму, тим самим насичуючи їх енергією. Спочатку комплекс інсулін-рецептора занурюється в цитозоль, а далі руйнується в лізосомах, після чого виникають деградаційні процеси – частина інсуліну руйнується, а інша його частина направляється до мембран клітин і знову вбудовується в них.

Інсулін – це гормон, який надає прямий вплив на обмінні процеси у всьому організмі. Багато його ефекти спостерігаються, завдяки його активній дії на ряд ферментів. Він єдиний в своєму роді, який сприяє зниженню рівня цукру в крові. Відбувається це за рахунок:

  • посилення поглинання клітинними мембранами глюкози;
  • активізації ферментів гліколізу;
  • підвищення активності продукування глікогену;
  • зниження синтезу глюконеогенезу, що відповідає за освіту в клітинах печінки глюкози.


Основні властивості інсуліну

Інсулін є єдиним гормоном, який посилює засвоєння клітинами амінокислот, необхідних для нормального їх функціонування, а також поставку в них іонів калію, магнію і фосфату. Крім цього, інсулін сприяє посиленню продукування жирних кислот за рахунок перетворення глюкози в тригліцериди. Якщо ж в організмі спостерігається дефіцит інсуліну, то це призводить до мобілізації жирів і їх відкладенню в тканинах внутрішніх органів.

Антикатаболическое дію інсуліну на організм обумовлюється зменшенням процесу гідролізу білків, за рахунок чого знижується їх деградація (через те, що при діабеті у хворих спостерігається дефіцит інсуліну, деградація білків збільшується, в результаті чого спостерігається зниження м’язового тонусу і виникає слабкість).

Крім цього, інсулін забезпечує зменшення ліполізу, за рахунок чого знижується концентрація жирних кислот в крові і ризики виникнення холестеринової хвороби, тромбофлебіту і т.д. стають набагато менше.

Дія на вуглеводний обмін

Як вже стало зрозуміло, інсулін – це гормон, який бере участь практично у всіх процесах, що відбуваються в організмі. Але так як мова йде безпосередньо про цукровий діабет, необхідно більш детально розглянути дію інсуліну на вуглеводний обмін.

У тому випадку, якщо в організмі спостерігається дефіцит цього гормону, то це тягне за собою порушення процесу проникнення глюкози крізь клітини м’язових тканин, в результаті чого спостерігається зниження енергетичних запасів. Коли рівень інсуліну підвищується до нормальних значень, цей процес відновлюється, причому природним шляхом.


Потреба організму в інсуліні в залежності від ступеня фізичних навантажень

Однак при підвищеній фізичній активності мембрани клітин підвищують свою проникність і поглинають набагато більше глюкози, ніж зазвичай. І відбувається це навіть в тому випадку, якщо рівень цукру в крові є дуже низьким. Але ризики розвитку гіпоглікемічної коми в даному випадку зростають у декілька разів.

Інсуліновий рецептор грає важливу роль в процесі гомеостазу глюкози. Якщо він порушується, це призводить до дегенеративних змін в клітинах, що провокує розвиток багатьох захворювань, серед яких знаходиться не тільки цукровий діабет, а й рак.

З чого роблять інсулін для діабетиків

Розглядаючи дію інсуліну, не можна не сказати про його вплив на печінку. Саме в цьому органі організм відкладає надлишки глюкози як би прозапас, вивільняючи її тільки тоді, коли рівень цукру в крові знижується до критичних позначок.

І ще один важливий момент: інсулін, як уже говорилося вище, бере участь в процесі гліколізу, активуючи синтез певних ферментів, без яких розщеплення і засвоєння клітинами глюкози є неможливим.

Дія на білковий обмін

Інсулін грає важливу роль не тільки в вуглеводному обміні, а й в білковому. Саме він забезпечує розщеплення білків, що надходять разом з їжею, на амінокислоти, які активізують в організмі синтез власних білків. При дефіциті інсуліну цей процес порушується, що призводить до різних ускладнень. Крім цього, інсулін забезпечує прискорення транскрипції ДНК, стимулюючи утворення РНК.

Дія на жировий обмін

Інсулін бере також активну участь в Ліпогенез – синтезі жирних кислот. Їх формування відбувається в процесі розпаду вуглеводів. А жирні кислоти є також дуже важливими для організму, так як без них відбувається порушення жирового обміну, що супроводжується розвитком ожиріння і відкладенням жирових клітин у внутрішніх органах.

ін’єкції інсуліну

При розвитку цукрового діабету діяти потрібно негайно. Як правило, спочатку у людей діагностується ЦД2, і тільки при недотриманні дієт і правил прийому лікарських препаратів розвивається СД1, при якому без інсулінових ін’єкцій просто не обійтися.


При розвитку цукрового діабету 1 типу повернутися до звичного життя дозволяють тільки ін’єкції інсуліну

На сьогоднішній день виділяються наступні типи інсуліносодержащіх препаратів:

  • Швидкої дії. Діяти починають вже через 5 хвилин після підшкірного введення і досягають свого максимального піку через 1 годину. Але, такі препарати мають одним недоліком – діють вони недовго, і їх введення необхідно здійснювати перед кожним прийомом їжі або при настанні гіпоглікемічної коми.
  • Короткої дії. Ефективність спостерігається через 30 хвилин після введення. Застосовуються такі ін’єкції також перед їжею. Однак його дія триває набагато довше, ніж у інсуліну швидкої дії.
  • Середнього дії. Такі препарати застосовуються в комплексі з інсулінами швидкого або короткої дії. Ефективність після їх прийому спостерігається протягом декількох годин.
  • Тривалої дії. Препарати гіпоглікемічної дії, ефективність яких спостерігається протягом доби. Однак застосовувати такі препарати також потрібно з інсулінами короткої і швидкої дії. Застосовуються вони кілька разів на день до вживання їжі через рівні проміжки часу.

Який саме препарат буде прописаний хворому, залежить від його індивідуальних особливостей і тяжкості перебігу хвороби. Щоб правильно підібрати засіб, лікарям необхідно більш детально вивчити молекулярні властивості крові. Для цього обов’язково робиться біохімія венозної крові і крові з пальця.

За результатами обстеження лікар зможе підібрати не тільки препарат, але і його дозування, яка буде найбільш ефективною і безпечною для пацієнта. Так як неправильно підібрана дозування інсуліну може призвести до гіпоглікемії і виникнення серйозних ускладнень. Тому займатися самолікуванням ні в якому разі не можна. Застосування ін’єкцій інсуліну має відбуватися під суворим контролем лікаря.

Відео по темі: