Синтез инсулина в организме

Инсулин представляет собой белок, состоящий из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками. Всего в зрелом инсулине человека присутствует 51 аминокислота и его молекулярная масса равна 5,7 кДа.

Основным стимулятором секреции инсулина является глюкоза. Высвобождение инсулина в ответ на повышение уровня глюкозы в крови происходит двухфазно:

  1. Первая, или острая, фаза длится несколько минут, и она связана с высвобождением накопившегося в бетта-клетке инсулина в период между приемами пищи.
  2. Вторая фаза, продолжается до тех пор, пока уровень гликемии не достигнет нормального тощакового.

По портальной системе инсулин достигает печени – своего главного органа-мишени. Печеночные рецепторы связывают половину секретированного гормона (80%), а другая половина попадает в системный кровоток, достигает мышц и  жировой ткани, где метаболизируется.

В норме поджелудочная железа секретирует 35-50 Ед инсулина в сутки, это 0,6-1,2 Ед на кг.

Существует два вида секреции инсулина:

  1. Базальная, осуществляется постоянно, даже при голодании и гипогликемии.
  2. Стимулированная – это ответ бетта-клеток на гипергликемию.  1ХЕ- 12 г.

Секреция инсулина подвержена не только пищевым, но и суточным колебаниям, то есть в утренние часы потребность в инсулине повышается, а дальше постепенно падает.

Утро- 1ХЕ – 2 Ед, Обед- 1ХЕ – 1,5 Ед, Ужин – 1ХЕ – 1,0 Ед. Причиной изменения чувствительности к инсулину является высокий уровень ряда контринсулярных гормонов, в первую очередь кортизола, в утренние часы.

Для чего нужен инсулин?

Кратко можно обозначить функции инсулина следующим образом:

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

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

  • базальную секрецию инсулина;
  • стимулированную секрецию.

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

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

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

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

Она происходит в две фазы:

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

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

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

Гормон инсулин и его роль в организме человека

Эндокринная (гормональная) система человека представлена множеством гормонов, каждый из которых выполняет жизненно важные функции в организме. Наиболее изученным считается инсулин. Он представляет собой гормон, имеющий пептидную (питательную) основу, то есть состоит из нескольких молекул аминокислот.

Читайте также:  Лечение гемохроматоза народными средствами

Служит гормон преимущественно для снижения уровня сахара в крови путем его транспортировки во все ткани тела человека. По версии базы данных PubMed, пользователи сети спросили, что такое инсулин и его роль в организме, примерно 300 тыс. раз. Такой показатель является абсолютным рекордом среди гормонов.

Синтезируется инсулин в эндокринных бета-клетках хвоста поджелудочной железы. Называется эта область островком Лангерганса в честь ученого его открывшего. Несмотря на важность гормона, продуцирует его лишь 1-2% органа.

Синтезируется инсулин по следующему алгоритму:

  • Первоначально в поджелудочной железе продуцируется препроинсулин. Он является основной инсулина.
  • В это же время синтезируется сигнальный пептид, служащий в роли проводника препроинсмулина. Он должен будет доставить основу инсулина в эндокринные клетки, где она трансформируется в проинсулин.
  • Готовый проинсулин надолго остается в эндокринных клетках (в аппарате Гольджи), чтобы полностью пройти процесс созревания. После завершения этого этапа, происходит его разделение на инсулин и С-пептид. Последний из них отражает эндокринную активность поджелудочной железы.
  • Синтезированный инсулин начинает взаимодействовать с ионами цинка. Вывод его из бета-клеток в кровь человека происходит лишь при повышении концентрации сахара.
  • Помешать инсулиновому синтезу может его антагонист – глюкагон. Его продукция происходит в альфа-клетках на островках Лангерганса.

С 1958 года инсулин измеряется в международных единицах действия (МЕД), где 1 единица равна 41 мкг. Потребность человека в инсулине отображается в углеводных единицах (УЕ). Норма гормона по возрасту выглядит следующим образом:

  • Новорожденные:
    • натощак от 3 единиц;
    • после еды до 20 единиц.
  • Взрослые:
    • натощак не меньше 3 единиц;
    • после приема пищи не больше 25 единиц.
  • Пожилые:
    • натощак от 6 единиц;
    • после еды до 35 единиц.

В состав молекулы инсулина входит 2 полипетидные цепи, в которых содержится 51 мономерное белковое звено, представленное в виде остатков аминокислот:

  • А-цепь – 21 звено;
  • В-цепь – 30 звеньев.

Цепи соединяются 2 дисульфидными связями, проходящими через остатки альфатической серосодержащий аминокислоты (цистеина). Третий мост локализован лишь А-цепи.

Роль гормона в организме

Мицеликс – от диабета. Успей получить бесплатно! Подробнее

Северное Сияние – профилактика диабета (консультация) Подробнее Инсулин играет одну из основных ролей в обмене веществ. Благодаря его воздействию клетки получают энергию, а в организме сохраняется баланс расщепления и насыщения различными веществами.

Из-за петитной природы гормона его запас нельзя пополнить из пищи. В ином случае инсулин, как и любой другой белок, переварился бы, не оказывая никакого влияния на организм.

Для чего нужен инсулин, можно понять, взглянув на перечень его функций:

  • улучшение попадания глюкозы сквозь мембраны клеток;
  • активация ферментов гликолиза (окисление глюкозы);
  • стимуляция выработки печенью и мышечными тканями гликогена;
  • усиление продукции жиров и белков;
  • ослабление воздействия веществ, расщепляющих гликоген и жир.

Перечисленные функции инсулина являются основными. Увидеть его вторичные цели можно ниже:

  • улучшение усвоения клетками аминокислот;
  • увеличения объема поступления кальция и магния в клетки;
  • стимулирование синтеза белков;
  • влияние на процесс образования сложных эфиров.

Благодаря транспортировке глюкозы в клетки тела инсулин дает организму необходимую энергию. Он является единственным гормоном, который снижает уровень сахара в крови. Столь масштабное воздействие позволяет оказывать следующие эффекты:

  • Рост мышц. Роль инсулина в организме человека не ограничивается лишь основными функциями. Все мышечные ткани под его влиянием начинают увеличиваться в объеме. Связано это с влиянием гормона на не мембранные органоиды живой клетки (рибосомы). Суть их воздействия заключается в синтезе важного для роста мышц белка. Именно поэтому культуристы часто употребляют протеиновые коктейли, являющиеся его искусственным аналогом.
  • Выработка гликогена. Разобраться, зачем нужен инсулин в организме можно, взглянув на систему ферментов, оказавшуюся под воздействием гормона. Ее активность значительно повышается. Особенно если смотреть на синтез гликогена. Несмотря на то что инсулин является его антагонистом, их выработка взаимосвязана и чем лучше синтезируется одно вещество, тем больше будет другого.

Механизм действия

Основная функция пептидного гормона нейтрализовать негативное влияние глюкозы, сохранить оптимальные показатели сахара крови. Важно, чтобы на каждом этапе физиологического процесса не было сбоев. Дефицит инсулина фактор, мешающий оптимальному течению углеводного обмена.

Расщепление глюкозы сложный процесс:

  • вначале повышается проницаемость поверхностных структур клеточных мембран для активного поглощения сахара,
  • следующий этап под влиянием инсулина глюкоза трансформируется в гликоген, запасы которого накапливаются в печени и мышцах. При физической и умственной активности организм расходует энергию из других источников, гликоген в последнюю очередь,
  • завершающий этап снижение уровня глюкозы в крови.

Гипергликемия на протяжении длительного периода (уровень сахара держится на отметке 6,1 ммоль/л и выше) признак развития сахарного диабета. Важно вовремя обратить внимание на четыре основных симптома обменной патологии: частое мочеиспускание, сильная жажда, слабое заживление ран, сухость слизистых. Нередко пациенты не обращают внимания на первые признаки диабета, поздно обращаются к эндокринологу. Для предупреждения критических показателей глюкозы нужно каждый год сдавать кровь на сахар, особенно при наличии лишнего веса и генетической предрасположенности: опасное хроническое заболевание выявлено у близких родственников.

Читайте также:  Основные методы лечения печеночно-почечной недостаточности

При нарушении секреции гормона, стабилизирующего концентрацию глюкозы, развивается негативный симптокомплекс со специфическими составляющими. При развитии сахарного диабета важно вовремя обратиться к эндокринологу, чтобы не пропустить дебют эндокринного заболевания. На приеме профильный специалист объясняет, какая железа вырабатывает инсулин, почему организм не усваивает глюкозу, что делать при 1 и 2 типе диабета. При наличии показаний врач подбирает оптимальную схему инсулинотерапии.

В нижеследующем видео больше полезной информации о том, какой орган вырабатывает инсулин, где находится железа и как обеспечивается выработка важного компонента:

FacebookPinterestTwitterLinkedinVKemailTumblr

Какие гормоны вырабатывает печень у человека

Печень является непарным органом, выполняющим такие жизненно важные функции, как участие в пищеварительном процессе, детоксикация организма и иммунная деятельность. Также эта самая крупная железа в человеческом организме участвует в синтезе и метаболизме гормонов. При серьезных заболеваниях данного органа нарушается работа многих систем организма.

Но какие гормоны вырабатывает печень? Какую функцию они несут? Каково участие железы в гормональном метаболизме? Что происходит при гепатите С с гормонами, выделяемыми печенью? Ответ на каждый из этих вопросов вы сможете найти в нашей статье.

Чем опасна повышенная концентрация инсулина

При усиленном питании, повышенном содержании углеводов в пище, экстремальных физических нагрузках, естественная выработка инсулина увеличивается. Инсулиновые препараты используются в спорте для увеличения роста мышечной ткани, увеличивают выносливость и обеспечивают улучшенную переносимость физических нагрузок.

При прекращении нагрузок или ослаблении тренировочного режима, мышцы быстро становятся дряблыми, происходит процесс отложения жиров. Нарушается гормональный баланс, что также приводит к сахарному диабету.

При диабете 2 типа выработка инсулина в организме остается на нормальном уровне, но клетки приобретают устойчивость к его воздействию. Для достижения нормального эффекта требуется существенное увеличение количества гормона. В результате резистентности тканей, наблюдается общая клиническая картина, сходная с недостатком гормона, но при его избыточной выработке.

Углеводы

Глюкоза или сахар – конечный продукт переработки углеводов, хранится в клетках печени в виде производного этих веществ – гликогена. Орган может синтезировать его и обратно, если в том появляется необходимость.

Если печень уже достаточно наполнена гликогеном, а индивид продолжает поглощать высокие нормы углеводов, то они начинают преобразовываться в триглицериды (молекулы жира) и отправляться к тканям и другим органам. Вот почему человек, съедающий много мучных изделий и сладостей, неминуемо набирает вес.

Углеводы

У пациентов с тяжелыми поражениями этой функции печени может развиться гипогликемия (падение уровня глюкозы в крови), так как гликоген больше не может вырабатываться, а животные, у которых полностью был удален орган, через несколько часов умерли от острого недостатка этого вещества.

Нарушение секреции гормонов поджелудочной железы

Человеческий организм имеет сложное строение. И все процессы, которые в нем происходят, до сих пор еще не изучены до самого конца. Однако роль поджелудочной железы и ее гормонов выявлена была уже давно. Без них нормальное протекание пищеварительных и обменных процессов становится просто невозможным.

Когда же у человека наблюдается снижение выработки гормонов поджелудочной железы, у него начинают развиваться различные заболевания, которые характеризуются:

  • болями в подреберье,
  • нарушением стула,
  • ощущением тяжести в желудке,
  • повышенным газообразованием,
  • ухудшением сна и повышенной нервозностью,
  • тошнотой и рвотой,
  • сухостью во рту и т.д.

Клетки поджелудочной очень уязвимы, и при их повреждении нарушается работа всего организма

Если же появляется хоть один симптом, указывающий на нарушенную работу поджелудочной железы, обязательно проводится:

  • биохимия крови,
  • общий анализ крови и мочи,
  • гастроэндоскопия,
  • ультразвуковое исследование органов пищеварительного тракта,
  • КТ и т.д.

Если же по результатам обследования была установлена пониженная секреция гормонов поджелудочной железы, назначаются гормональные препараты, которые обеспечивают восполнение их дефицита и нормализацию пищеварительных, а также обменных процессов. Но кроме них, применяется и дополнительное лечение, действие которого направлено на устранение самой причины возникновения таких нарушений в организме. Среди них могут находиться и противовоспалительные средства, и спазмолитики, и блокаторы различных рецепторов, и т.д.

Следует понимать, что поджелудочная железа – это главный орган пищеварительной системы. Его работа сложна и уязвима, поэтому его следует беречь с самого детства, внимательно следя за своим питанием и избегая различных соблазнов в виде алкоголя или табакокурения. Ведь все это может легко вывести из рабочего строя поджелудочную, что негативным образом скажется на функциональности всего организма.

Читайте также:  Возбудители и механизм передачи вирусных гепатитов

Функции глюкагона

Глюкагон оказывает влияние на углеводный, белковый и жировой обмен. Можно сказать, что глюкагон – антагонист инсулина по оказываемым эффектам. Главным результатом работы глюкагона является повышение концентрации глюкозы в крови.

1. Роль глюкагона в обмене углеводов.

Обеспечивает синтез глюкозы путем:

  • усиления гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы) в печени,
  • усиления глюконеогенеза (синтеза глюкозы из неуглеводистых предшественников) в печени.

2. Роль глюкагона в обмене белков.

Функции глюкагона

Гормон стимулирует транспорт глюкагонных аминокислот в печень, что способствует в клетках печени:

  • синтезу белков,
  • синтезу глюкозы из аминокислот – глюконеогенезу.

3. Роль глюкагона в жировом обмене.

Предлагаем ознакомиться: Можно ли есть грибы при панкреатите и в чём опасность для поджелудочной?

Гормон активирует в жировой ткани липазу, в результате в крови повышается уровень жирных кислот и глицерина. Это в конечном итоге опять же приводит к повышению концентрации глюкозы в крови:

  • глицерин как неуглеводистый предшественник включается в процесс глюконеогенеза – синтез глюкозы;
  • жирные кислоты превращаются в кетоновые тела, которые используются в качестве энергетических субстратов, что сохраняет запасы глюкозы.

Взаимодействие глюкозы и инсулина

Глюкоза – вездесущее соединение в тканях организма. Практически в нее превращаются любые поступающие с пищей углеводы. Важнейшее свойство глюкозы – служить источником энергии, особенно ее нехватку сразу отмечают мышцы и мозг.

Для того чтобы не было нехватки глюкозы в клетках, и нужен инсулин. Он выполняет роль ключа для клеток. Без него глюкоза в клетки проникнуть не может, сколько бы сахара вы ни ели. На поверхности клеток есть особые белковые рецепторы для связи с инсулином.

Особой любовью гормон пользуется у миоцитов и адипоцитов (жировые клетки), их и называют инсулинозависимыми. Они составляют почти 70% от всех клеток. Процессы дыхания, кровообращения, движения обеспечиваются ими. Например, мышца без инсулина работать не будет.

Причины и последствия нарушений

Так как только нормальная работа печени обеспечивает правильную выработку и расщепление гормонов, то любая болезнь, затрагивающая этот орган, может вызвать серьезные патологии. Спровоцировать расстройство могут:

  • голодание, недоедание, постоянное употребление «тяжелой» пищи;
  • нервная анорексия;
  • вредные привычки;
  • пристрастие к сладкой окрашенной газированной воде;
  • бесконтрольный прием некоторых лекарственных средств (андрогенов, адреностимуляторов, бета-блокаторов);
  • прием гормональных контрацептивов с повышенным содержанием эстрогена;
  • хронические стрессы;
  • неактивный образ жизни;
  • токсическое или химическое воздействие вредных соединений;
  • инфекционные заболевания;
  • эндокринные нарушения (гипотиреоз);
  • почечная недостаточность.

Кроме этого, различные заболевания, поражающие ткани и клетки печени (цирроз печени, гепатит различного генеза, опухолевые разрастания) существенно изменяют обменные процессы, происходящие в ней.

Со временем у пострадавшего могут появиться неприятные симптомы, связанные с печеночными патологиями:

  • повышенная утомляемость;
  • раздражительность;
  • подавленное настроение;
  • нервозность;
  • апатия;
  • ухудшение аппетита;
  • нарушения со стороны пищеварительной системы;
  • зуд на коже, покраснение, появление сыпи.

Если человек не обратится за врачебной помощью, болезнь в дальнейшем начнет прогрессировать, проявляясь более серьезными симптомами:

Причины и последствия нарушений
  • тянущими, острыми болями в правом подреберье;
  • специфическим запахом изо рта;
  • пожелтением кожи и слизистых;
  • пигментацией кожи;
  • увеличением молочных желез у мужчин (при повышенном уровне нерасщепленных эстрогенов);
  • дисменореей у женщин, когда во время менструации возникают сильные тянущие боли внизу живота, болит голова, тошнит, появляется слабость;
  • диспепсией, при которой у пациентов нарушается аппетит, часто начинается тошнота, ощущается тяжесть под ребром и пр.

Если же очищающая кровь железа не справляется с выведением лишнего эстрогена, у женщин могут возникнуть боли в молочных железах, заметно увеличиться вес, развиться эндометриоз. Не исключено появление кисты в груди, опухолевых новообразований в матке.

Избыток тестостерона проявляется образованием жира на талии, гирсутизмом лица и тела, жирностью кожи. Поликистоз яичников часто связывают с нарушением работы печени, и гормональный сбой стараются уменьшить за счет улучшения ее деятельности.

Известно, что лекарственные средства, поступая в печень, трансформируются в метаболиты, которые впоследствии связываются с веществами, доставляющими их к необходимому органу или ткани. Оставшаяся часть соединений выводится из организма желчью.

Если же выделительная функция печени нарушена или у человека обнаруживается непереносимость препарата, то возможно развитие тяжелых заболеваний, включая лекарственный гепатит.

Некоторые гормоны, поступая в печень в виде медикамента, нагружают орган, повышая вероятность развития патологических процессов. Самыми тяжелыми и нежелательными лекарственными средствами для печени считаются анаболические стероиды и гормональные контрацептивы. Их пролонгированное применение увеличивает орган в размерах и способствует развитию холестаза.