Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi. Glukoza jest monosacharydem, czyli węglowodanem prostym. Po jedzeniu węglowodany złożone rozkładane są w przewodzie pokarmowym na proste i wchłaniane do krwioobiegu.
Insulina reguluje metabolizm węglowodanów oraz bierze udział w metabolizmie białek i węglowodanów. Dzięki temu hormonowi glukoza jest wchłaniana z krwi przez komórki narządów i tkanek. Jego pozostałości odkładają się w komórkach wątroby i mięśniach w postaci glikogenu. Jest polisacharydem składającym się z cząsteczek glukozy. To zmagazynowana rezerwa węglowodanów, która jest głównym źródłem energii dla naszego organizmu. Jest uwalniana i przekształcana w glukozę, gdy organizm odczuwa zwiększone zapotrzebowanie na energię. Dzieje się tak podczas wysiłku fizycznego, stresu, gdy poziom glukozy we krwi spada na skutek pomijania posiłków lub deficytu kalorycznego.
Udział insuliny w metabolizmie białek polega na tym, że hormon ten wzmaga syntezę kwasów nukleinowych i hamuje rozkład związków białkowych. Podczas metabolizmu tłuszczów insulina aktywuje procesy energetyczne w komórkach tłuszczowych i bierze udział w syntezie kwasów tłuszczowych.
Jak działa insulina?
To właśnie ten hormon reguluje dystrybucję energii w postaci glukozy. Według tego kryterium wszystkie narządy i tkanki dzielimy na insulinozależne i insulinoniezależne. Wątroba, mięśnie i tkanka tłuszczowa są zależne od insuliny. Glukoza dostaje się do nich dopiero wtedy, gdy insulina „daje pozwolenie" na tworzenie magazynów energii. Kiedy brakuje kalorii, gdy nie ma wystarczającej ilości energii, tkanka tłuszczowa i mięśnie pozostają bez glukozy, której insulina nie wpuszcza do komórek. Jest wysyłany do mózgu i innych ważnych narządów, które są niezależne od insuliny.
Odkrycie insuliny i jej rola w organizmie
Za produkcję tego hormonu odpowiedzialna jest trzustka. Hormon jest wytwarzany przez specjalne komórki β wysepek Langerhansa. Insulina jest niezbędnym hormonem, którego zaburzone wydzielanie prowadzi do poważnych problemów metabolicznych. Najbardziej znaną chorobą związaną z upośledzoną funkcją insuliny trzustki jest cukrzyca (DM).
Pierwszego opisu objawów cukrzycy dokonał Egipcjanin Imhotep w 2980 roku p. n. e. Informacje na temat cukrzycy znaleziono także w starożytnych greckich papirusach datowanych na 1500 rok p. n. e.
Badania nad naturą „choroby cukrowej" prowadzone są od wielu lat. Odkrycie hormonu regulującego poziom glukozy we krwi należy do naukowca Paula Langerhansa. W 1869 roku odkrył w trzustce grupę komórek odpowiedzialnych za wydzielanie insuliny. Specjalista potrafił udowodnić, że to trzustka pełni funkcję regulującą poziom cukru we krwi.
W 1900 roku naukowiec L. V. Sobolev kontynuował badania nad tym narządem i odkrył, że zmiany patologiczne w wysepkach Langerhansa prowadzą do cukrzycy, a jeśli się utrzymują, cukrzyca nie występuje nawet w przypadku zaniku tkanki gruczołowej.
Uwolnienie hormonu i odkrycie insulinoterapii należy do kanadyjskiego lekarza Fredericka Bantinga. Jako pierwszy na świecie wyizolował z jej komórek tzw. „ekstrakt trzustkowy" w celu wykorzystania go w leczeniu cukrzycy. Stało się to dopiero w 1921 r. Insulina pierwotnie nazywała się ayletin, ale potem zmieniono jej nazwę.
Przed pojawieniem się insulinoterapii osoby chore na cukrzycę były skazane na szybką śmierć. W 1922 roku uzyskano lek na bazie oczyszczonej insuliny pochodzenia zwierzęcego. W 1923 roku rozpoczęto masową produkcję tego leku. Pozwoliło to osobom chorym na cukrzycę sztucznie regulować poziom glukozy we krwi, a tym samym uniknąć śmiertelnych powikłań cukrzycy.
Obecnie insulinę dla diabetyków uzyskuje się metodą inżynierii genetycznej. Taki lek nazywa się rekombinowanym. Powstaje z substancji wytwarzanej przez szczepy drożdży umieszczone w pożywce. Metoda ta umożliwiła rezygnację z surowców pochodzenia zwierzęcego i uzyskanie leku, którego działanie jest identyczne z naturalną insuliną.
Wydzielanie insuliny i jego zaburzenia
Dla prawidłowego przebiegu procesów metabolicznych ważne jest, aby insulina była wytwarzana w wymaganej objętości. Zawsze wytwarzana jest minimalna ilość tego hormonu. Mówimy o podstawowym wydzielaniu insuliny. Po zjedzeniu i przedostaniu się glukozy do krwi następuje aktywne uwolnienie hormonu – tzw. szczyt posiłkowy. Jest to konieczne, aby glukoza mogła dostać się do komórek narządów i tkanek.
Podczas prawidłowego funkcjonowania trzustki produkcja insuliny po jedzeniu przebiega dwuetapowo. Faza szybka trwa 1–3 minuty, faza wolna trwa do pół godziny.
Poziom insuliny we krwi zdrowych ludzi waha się w szerokim zakresie. Zależy to od wieku i stanu fizjologicznego. U dzieci wartość ta waha się od 3 do 20 µU/ml, u dorosłych górny próg sięga 25 µU/ml.
Kobiety doświadczają znacznych zmian hormonalnych w czasie ciąży i po menopauzie. Normalny poziom insuliny w tym przypadku waha się od 6 do 27/36 µU/ml.
Za naruszenie uważa się nie tylko zmniejszone wydzielanie hormonu, ale także zwiększone. Istnieje kilka czynników, przez które trzustka nie może wytwarzać insuliny w wymaganej ilości:
- Cukrzyca typu 1. Proces patologiczny jest spowodowany reakcją autoimmunologiczną. U osób cierpiących na tę chorobę komórki β wysp Langerhansa ulegają zniszczeniu i nie są w stanie zaspokoić zapotrzebowania organizmu na ten hormon.
- Zapalenie trzustki. Zapalenie trzustki prowadzi do upośledzenia funkcji wydzielniczej i braku insuliny z powodu zwłóknienia tkanek. Cukrzyca, która rozwija się wraz z zapaleniem trzustki, nazywana jest cukrzycą trzustkową lub cukrzycą typu 3.
- Uraz, operacja trzustki. Powodują uszkodzenie aparatu wyspowego, który wytwarza insulinę.
- Nadużywanie szybkich węglowodanów. Nadmierne spożycie glukozy z pożywienia powoduje, że narząd pracuje ciężej. Z biegiem czasu prowadzi to do upośledzenia funkcji insuliny w wyniku zużycia trzustki.
- Zatrucie. Alkohol, silne leki, trucizny chemiczne i naturalne oraz substancje radioaktywne uszkadzają komórki trzustki.
- Insulinoma. Guz komórek β wysp trzustkowych prowadzi do nadmiernego wydzielania insuliny.
Podwyższony poziom tego hormonu powoduje utrzymującą się hipoglikemię. Komórki narządów i tkanek nie mogą otrzymać wystarczającej ilości energii z powodu niskiego poziomu glukozy.
Insulina dla diabetyków
Kiedy produkcja insuliny jest zakłócona lub nie występuje, glukoza z pożywienia przedostaje się do krwi, ale nie może przedostać się do komórek tkanek insulinozależnych, czyli mięśni i tłuszczu. Jednocześnie narządy insulinoniezależne otrzymują glukozę w nadmiarze, co prowadzi do zmian patologicznych. W przypadku cukrzycy dotknięte są przede wszystkim narządy docelowe: naczynia krwionośne, nerwy, nerki.
Insulinoterapię stosuje się w leczeniu cukrzycy typu 1 i typu 2. W cukrzycy typu 1 komórki trzustki ulegają uszkodzeniu, dlatego zastrzyki leku stają się jedyną metodą kontrolowania poziomu glukozy.
W cukrzycy typu 2 zaburzenia powstają na skutek zmniejszenia wrażliwości tkanek wrażliwych na insulinę. Można go wytwarzać w wystarczających ilościach lub nawet w nadmiarze, jednak wątroba, tkanka tłuszczowa i mięśniowa przestają dostrzegać działanie tego hormonu. Występuje przewlekła hiperglikemia - podwyższony poziom glukozy we krwi.
Zasadniczą rolę w leczeniu cukrzycy typu 2 odgrywa dieta niskowęglowodanowa, przyjmowanie leków obniżających poziom cukru i zwiększających wrażliwość komórek na insulinę. Zastrzyki z insuliny w leczeniu cukrzycy typu 2 są przepisywane pacjentom z postępującą chorobą. Z reguły dzieje się tak, gdy komórki beta trzustki nie radzą sobie z produkcją endogennego hormonu, a leki obniżające poziom cukru przestają działać.
Cukrzyca staje się zdekompensowana, to znaczy niekontrolowana, co jest obarczona poważnymi powikłaniami. W tym przypadku na ratunek przychodzi insulina egzogenna – ta, która pochodzi z zewnątrz.
Preparaty do insulinoterapii
W leczeniu cukrzycy stosuje się różne rodzaje preparatów insuliny. Mają ten sam efekt, ale różnią się szybkością i czasem trwania uderzenia. Jest to konieczne, aby kuracja była bardziej fizjologiczna, gdyż u osób zdrowych poziom insuliny naturalnie rośnie i opada w ciągu dnia.
W przypadku cukrzycy stosuje się cztery rodzaje insuliny:
- Lek szybko działający podaje się przed jedzeniem. Zacznie działać po 15 minutach i utrzymuje swoje działanie przez 3-4 godziny.
- Insulinę krótkodziałającą stosuje się także przed posiłkami. Będzie działać za 30-60 minut. Efekt utrzymuje się przez 5-8 godzin.
- Insulina pośrednia działa 1-2 godziny po wstrzyknięciu. Efekt utrzymuje się przez 14-16 godzin.
- Insulina długo działająca działa już po dwóch godzinach od wstrzyknięcia. Jego działanie utrzymuje się do jednego dnia lub dłużej.
Schemat leczenia i dawkowanie leku ustala lekarz prowadzący na podstawie przypadku klinicznego. W przypadku cukrzycy typu 1 zwykle stosuje się insulinoterapię typu basal-bolus. Obejmuje leki krótko i szybko działające, które pozwalają na wykorzystanie cukru z każdego posiłku i utrzymanie prawidłowego poziomu glukozy przez cały dzień.