Nobelova cena za chemii byla udělena v roce 1954 za studium inzulinu. Získal ji britský molekulární biolog Frederick Sanger, který určil přesnou sekvenci aminokyselin tvořících molekulu inzulínu.
Později se zjistilo, že prasečí inzulín je nejblíže lidskému a liší se od něj pouze jednou aminokyselinou. A po nějaké době se to lidem podařilo vyměnit a rozdíl prakticky smazat. A to nebylo provedeno kvůli experimentu. Faktem je, že mnoho lidí inzulín buď neprodukuje vůbec, nebo jeho množství nestačí pro normální fungování těla. Právě tito pacienti potřebují inzulínové preparáty.
Inzulin je často spojován s injekcemi. Ve skutečnosti je to jeden z nejdůležitějších prvků v těle. Věda prostudovala jeho působení natolik dobře, že připustila, že díky inzulínu, zjednodušeně řečeno, je tělo „nabito“ energií. K tomu však musí být přítomen v určitém množství.
Snížení nebo zvýšení hladiny inzulínu ukazuje na problémy s endokrinním systémem a může vést k vážným onemocněním 1 .
Co je inzulín
Inzulin je proteinový hormon. V různém množství je produkován v těle zdravého člověka a dodává energii získanou z potravy do buněk. To znamená, že inzulin pomáhá glukóze vstupovat do buněk, kde se rozkládá a přeměňuje na energii.
U diabetu 1. typu je množství tohoto hormonu v těle výrazně sníženo, případně se nevytváří vůbec. V takových případech jsou předepsány inzulínové přípravky.
Kde se vyrábí inzulín?
Inzulin se vyrábí ve slinivce břišní. „Produkce“ tohoto hormonu se nachází v drobných Langerhansových ostrůvcích – tak se nazývají shluky buněk epiteliálního původu, které tvoří pouze 1–2 % hmoty slinivky břišní. Existuje několik typů těchto buněk a každá z nich produkuje určité hormony. Inzulin je produkován beta buňkami. U zdravého člověka reagují na hladinu cukru v krvi uvolňováním správného množství hormonu 2 .
Funkce inzulínu
Hlavním úkolem inzulínu je dodávat „palivo“ ve formě glukózy do buněk životně důležitých orgánů. Někdy je obrazně přirovnáván ke klíči, který reguluje tok glukózy do zamýšleného místa určení. Ve skutečnosti v kleci nejsou žádné „dveře“. Existují buněčné membrány, jejich propustnost zvyšuje inzulín, který podporuje vstřebávání glukózy. Pokud se glukóza dostane do těla v přebytku, inzulin přerozdělí její přebytek do jater, svalů a tukové tkáně, kde se uloží jako rezerva.
Pokud se inzulín tvoří ve slinivce břišní v nedostatečném množství, nebo jej tělo přestane vnímat, buňky orgánů a tkání hladovějí a glukóza zůstává v krvi.
Při nadbytku inzulínu je situace opačná: buňky dostanou velmi vysokou dávku glukózy, ale v krvi už žádná nezbývá, takže člověk rychle pocítí únavu a hlad.
Inzulin má také další funkce:
- pomáhá při transportu aminokyselin do svalových buněk;
- aktivuje syntézu glykogenu, pomáhá vytvářet zásoby glukózy ve svalových a jaterních buňkách, což zlepšuje jejich regeneraci a výkonnost;
- zvyšuje transport draslíkových, hořčíkových a fosfátových iontů do buňky;
- zvyšuje biosyntézu proteinů a replikaci DNA (proces zdvojení);
- podílí se na hojení ran, metabolismu sodíku v těle a syntéze tuků.
- ovlivňuje cévní stěnu, cévní endotel (vnitřní výstelku), čímž se podílí na regulaci tonusu.
Ne všechny vlastnosti inzulínu mají pozitivní vliv na tělo. Blokuje například enzym, který je zodpovědný za odbourávání tukové tkáně. V důsledku toho tělo nemůže rozložit nahromaděný tuk do formy, kterou lze spálit, a to (pokud jsou hladiny inzulínu dlouhodobě zvýšené) je plné obezity 3 .
Inzulin také stimuluje tvorbu cholesterolu v játrech, jehož nadbytek nepřináší tělu žádné výhody.
Mechanismus účinku inzulínu
Po požití potravy (především sacharidů) se glukóza dostává do krve. Proniká do beta buněk, kde začíná sekrece inzulínu. Hormon se poté dostane do krevního řečiště, dostane se do každé buňky, která má inzulinové receptory (a ty jsou přítomny téměř ve všech buňkách kromě nervových buněk mozku) a glukóza je absorbována.
Normálně se v těle tvoří vždy minimální množství inzulínu a to nesouvisí s příjmem potravy. Když člověk nejí, tělo využívá zásoby sacharidů (jaterní glykogen) k udržení normální hladiny glukózy nebo syntetizuje glukózu z bílkovin. Sacharidů ale v zásobě není mnoho a pro tělo není výhodné je získávat z bílkovin, proto je aktivován ekonomický režim, kdy glukózu přijímají pouze kriticky důležité orgány – mozek, cévy a ledviny. Inzulin blokuje přístup glukózy do tukových a svalových tkání (nazývají se inzulin-dependentní) a pouze inzulin může dát „povolení“ k jejímu vstupu.
Princip je takový: je-li dostatek potravy (glukózy) pro všechny, pak mu inzulin otevře přístup do všech buněk, a pokud je ho málo, pak nejdůležitější orgány dostanou výživu, zatímco zbytek zůstane hladový.
Jak zkontrolovat hladinu inzulínu
Ke stanovení hladiny inzulinu se odebere vzorek krve ze žíly. Povinným požadavkem je užívání na lačný žaludek. To znamená, že poslední jídlo by mělo být 8-14 hodin před odběrem krve. Je také nutné vyhnout se složitým fyzickým cvičením a intenzivnímu tréninku den předem.
Aby byl výsledek vypovídající, musíte 2-3 dny před testem vysadit léky na snížení cukru a alkohol a dvě hodiny předtím nesmíte kouřit. Pokud již byl diabetes diagnostikován, provede se test před podáním nové dávky léčivého inzulínu.
Pacient by měl informovat lékaře o všech lécích, které v poslední době užíval. To je důležité, protože některé léky mohou vyvolat zvýšení inzulinu (perorální antikoncepce, glukokortikosteroidy, antidepresiva a další) nebo snížit jeho hladinu (diuretika, betablokátory).
Krevní testy na inzulín se provádějí nejen na prázdný žaludek, ale také s glukózovou zátěží. První ukazuje množství hormonu v době, kdy slinivka neprodukuje prakticky žádný hormon. A glukózová zátěž, která je vytvořena buď roztokem glukózy, který musí pacient vypít 45–60 minut před testem, nebo jídlem, ukáže, jaké množství inzulínu tělo vyprodukuje, aby vstřebalo glukózu. V ideálním případě musíte provést dvě verze analýzy, abyste viděli dynamiku.
Hladiny inzulínu v krvi podle věku
Obsah inzulinu v krvi není jediným kritériem pro diagnostiku onemocnění. K diagnostice patologií spojených s fungováním slinivky břišní bude nutné studovat nejen inzulín, ale také glukózu.
Existují podmínky, které mohou dočasně ovlivnit odchylky od normy v jednom nebo druhém směru. Například během těhotenství může dojít ke zvýšení hladiny inzulínu a při silné únavě může dojít k jejímu snížení. Výsledky krevního testu na inzulín by proto nikdy neměly být používány k samoléčbě. Tyto indikace dešifruje lékař, který také stanoví další plán činnosti – léčba, další výzkum.
Norma inzulínu v krvi se u lidí různého věku liší a pohybuje se v poměrně širokém rozmezí (ačkoli tato rozmezí nejsou nikde ve standardu specifikována):
- u dětí od 5 do 20 mlIU/ml;
- u dospělých od 3 do 10,4 mlU/ml;
- u starších osob od 8 do 15 mIU/ml.
ženy
Při testování na lačný žaludek jsou hodnoty inzulinu obvykle v rámci minimálních hodnot:
| 14-25 let | 4-7 μU/ml |
| 25-50 let | 3-4 μU/ml |
| Starší než 50 roky | 5-7 μU/ml |
| Během těhotenství | 4,5-8 μU/ml |
U těhotných žen je hladina inzulinu ovlivněna placentou, která produkuje hormony zvyšující množství glukózy, která spouští uvolňování inzulinu.
Po jídle by se měl inzulin zvýšit asi o 70 procent ve srovnání s výsledkem testu nalačno. Když se jídlo použije jako glukózová zátěž, budou výsledky záviset na tom, co bylo snědeno.
Pro muže
Hladina inzulínu u mužů závisí na věku, stejně jako u žen, a s věkem se normální hranice mírně zvyšují.
Při užívání nalačno:
| 14-25 let | 4-7 μU/ml |
| 25-50 let | 3-4 μU/ml |
| Starší než 50 roky | 5-7 μU/ml |
Proč je vysoká hladina inzulínu nebezpečná?
Vysoká hladina inzulínu naznačuje, že ho slinivka břišní produkuje v dostatečném množství, ale není absorbován buňkami, ale koluje v krvi. Nadbytek inzulínu v krvi vede k poruchám metabolismu sacharidů a následně k rozvoji diabetu 2. typu.
Důsledky vysokého inzulínu v kombinaci s inzulínovou rezistencí mohou zahrnovat arteriální hypertenzi, ischemickou chorobu srdeční, syndrom polycystických ovarií a další onemocnění.
Hlavní příznaky zvýšeného inzulínu: vysoký krevní tlak, snížená zraková ostrost, bolest hlavy, přibírání na váze, svalová slabost, tachykardie, únava, třes, necitlivost končetin, neustálá žízeň, snížená pozornost.
Proč je nízká hladina inzulínu nebezpečná?
Při absolutní absenci inzulinu a jeho nedostatku (tzv. pankreatický nedostatek) se zvyšuje obsah glukózy, což vede k cukrovce 1. typu.
Při nedostatečné produkci inzulinu se zvyšuje cukr nejen v krvi, ale i v moči, což stimuluje polyurii – zvýšené močení. Jedním z příznaků nedostatku inzulinu je proto časté chození na záchod, zejména v noci. Na jeho nedostatek mohou nasvědčovat i další příznaky: vysoká hladina glukózy v krvi a moči, člověk chce neustále pít, špatně se hojí rány a odřeniny a ani po odpočinku neustupuje pocit slabosti a únavy.
Inzulínové přípravky
Inzulínové přípravky jsou indikovány k léčbě cukrovky. Liší se původem, délkou účinku a formou podání.
Podle původu:
- hovězí inzulín;
- inzulín z prasečí slinivky;
- Geneticky upravený inzulín je umělý lék získaný syntézou pomocí E. coli.
Inzulínové přípravky pocházející z dobytka se již nepoužívají, protože jejich užívání má za následek velké množství vedlejších účinků.
Inzulin z prasečí slinivky se používá v modifikované formě – byla v něm nahrazena jedna aminokyselina, čímž se odlišuje od lidského inzulinu 4 .
Modifikovaný inzulín je předepsán pro diabetes mellitus 1. nebo 2. typu, diabetes u těhotných žen, komplikace ledvin a jater, v mimořádných situacích a před operací.
Podle doby působení.
- Rychlé nebo ultrakrátké – začíná pracovat téměř okamžitě po podání.
- krátký — začíná působit půl hodiny po podání.
- průměrný – takové léky se podávají 2-3x denně. Začínají pracovat 2-3 hodiny po podání.
- Dlouho – lék s prodlouženým účinkem, analog bazální produkce inzulínu, který v těle probíhá i bez příjmu glukózy. Podává se 1-2x denně.
Dávkování a režim podávání inzulínových přípravků volí lékař individuálně pro každého pacienta.
Formou podání:
- inzulinová klasická injekční stříkačka;
- injekční pero;
- inzulínová pumpa.
Pro vlastní aplikaci je nejvhodnější moderní injekční pero. Inzulínová pumpa je zařízení, jehož prostřednictvím je inzulín nepřetržitě dodáván do těla. Léčba inzulínovou pumpou je obvykle používána pacienty s diabetem 1. typu. Pro každou osobu je vyvinut individuální program podávání inzulínu a je zvolena rychlost, která napodobuje normální fungování slinivky břišní při produkci inzulínu.
Oblíbené otázky a odpovědi
Jednou z nejčastějších otázek ohledně inzulínu je, proč může být krevní cukr normální, když je jeho hladina vysoká. Nesouvisí tyto dva ukazatele? Předpokládá se také, že je možné udržet hladinu inzulínu v normě úpravou stravy a stravovacích návyků. Je to opravdu pravda? Na tyto otázky odpověděl endokrinolog, odborník na výživu, terapeut Tatyana Gudozhnikova.
Proč je inzulín vysoký, ale glukóza normální?
– Inzulín v krvi je vysoký, ale glukóza je normální – to se děje při inzulínové rezistenci. Jedná se o snížení citlivosti tělesných tkání na působení inzulinu. To znamená, že v buňce je nedostatek glukózy, vysílá signál, že hladoví. Mozek se rozhodne, že chce něco sladkého, v reakci na sacharidovou potravu se uvolní velké množství inzulínu a tady je začarovaný kruh: v krvi je hodně inzulínu, ale do buňky se nedostane potřebné množství glukózy.
Jaké jsou příznaky inzulinové rezistence?
– Nejčastější příznaky inzulinové rezistence:
• ospalost po jídle během dne a problémy se spánkem v noci;
• časté bolesti hlavy;
• hlad po jídle;
• únava, podrážděnost, poruchy koncentrace;
• velká chuť na sladké;
• zvýšené pocení;
• snadné přibírání na váze;
• obrovské potíže při hubnutí, navzdory dietě a zvýšené fyzické aktivitě;
• svědění kůže.
V případě inzulínové rezistence je třeba vyloučit všechny druhy cukru, včetně medu, sirupu, bílé mouky, těstovin, bagel, pečiva, chipsů, piva, alkoholu a džusů, brambor, zakysané smetany a másla, uzených jídel všeho druhu, tučného masa a ryb, bílé rýže, krupice, banánů, třešní, cukroví, čokolády.
Jak se stravovat, aby se nezvyšoval inzulín?
– Většině lidí prospěje jíst 5–6krát denně v malých porcích, aby se zabránilo prudkým výkyvům uvolňování inzulínu. Pro některé lidi je ideální přerušované krmení, například dvakrát denně. V tomto případě bude inzulín produkován po částech a bude zcela vynaložen na potřeby buněk. Ale individuální varianta závisí na mnoha faktorech: genetice, vlastnostech gastrointestinálního traktu, struktuře žlučníku, přítomnosti / nepřítomnosti dysbakteriózy, dokonce i rasy a převahy určitého typu nervového systému u člověka.
Tělo je složitý mechanismus a neexistuje žádný univerzální klíč, ale pouze lékař vám může pomoci vybrat individuální klíč.
Zdroje:
- Regulace syntézy a sekrece inzulínu a dysfunkce beta buněk pankreatu u diabetu. Zhuo Fu, Elizabeth R. Gilbert, Dongming Liu.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3934755/#:~:text=Insulin%20secretion%20involves%20a%20sequence,augment%20glucose-induced%20insulin%20secretion. - Molekulární mechanismy sekrece inzulínu beta buňkami Langerhansových ostrůvků a slibné cíle farmakologického působení pro léčbu diabetes mellitus / Sharoiko V.V., Tennikova T.B. Časopis “Věda a vzdělávání”, 2015.
https://cyberleninka.ru/article/n/molekulyarnye-mehanizmy-sekretsii-insulina-kletkami-ostrovkov-langergansa-i-perspektivnye-misheni-farmakologicheskogo-vozdeystviya/viewer - Inzulín a inzulínová rezistence./ G. Wilcox. Clin Biochem Rev. květen 2005; 26(2): 19–39.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1204764/ - Použití analogů lidského inzulínu u mladých pacientů s diabetes mellitus 1. typu. / Efremova N.V., Bolotskaya L.L., Atarshchikov D.S., Bondarenko O.N., Ilyin A.V., Shestakova M.V. Časopis “Terapeutický archiv” 2015, str. 42-49.
https://www.mediasphera.ru/issues/terapevticheskij-arkhiv/2015/10/060040-36602015107
Biochemický test, který umožňuje určit v krvi pacienta hladina inzulínu plazmy, se provádí k diagnostice patologických procesů ve slinivce břišní, identifikaci etiologických příčin hypoglykémie a sledování stavu pacientů s diabetem 2. typu.
Studijní charakteristiky:
- Typ biomateriálu: venózní krev
- Synonyma (rus): regulátor metabolismu sacharidů, hormon slinivky břišní.
- Synonyma (eng): Inzulin.
- Metody výzkumu: Imunochemiluminiscenční analýza.
- Jednotky měření: μU/ml (mikrojednotky na mililitr).
- Doba realizace: 10 dní
Inzulín je hlavní biologicky aktivní látkou komplexního systému regulace metabolismu sacharidů. Je produkován speciálními buňkami umístěnými v Langerhansových ostrůvcích slinivky břišní. Tento hormon se při zvýšení množství glukózy dostává do cirkulující krve – aktivuje její transport do tkání. Jakmile je tento proces dokončen, koncentrace glukózy klesá a po určité době se snižuje i množství inzulínu. Některé patologické stavy lidského těla vedou k narušení této komplexní rovnováhy a snížení produkce hormonů.
Nedostatek inzulínu vyvolává vývoj Cukrovka. První typ onemocnění je charakterizován absencí produkce hormonů, druhým typem (nejčastějším) je ztráta citlivosti buněk lidského těla na účinky biologicky aktivní látky. Při léčbě diabetických stavů se používají léky, které zvyšují syntézu inzulínu nebo stimulují buňky ke zvýšení spotřeby glukózy. Pokud se produkce hormonu zastaví, podává se parenterálně.
Hyperinzulinémie (zvýšená hladina inzulínu v krvi) vede k prudkému poklesu množství glukózy. Tento jev může vyvolat hypoglykemické kóma a smrt člověka. Proto je při injekčním podávání léků používaných k léčbě cukrovky nutné sledovat hladinu glukózy a inzulínu v krevní plazmě.
Kdy se analýza provádí?
chování krevní test ke stanovení hladiny inzulínu nezbytné pro:
- kontrola endogenní produkce inzulínu;
- detekce buněčné rezistence vůči hormonu;
- rozhodování o nutnosti užívání hypoglykemických látek;
- pacient má klinické příznaky hypoglykémie – zvýšené pocení, tachykardie, silný pocit hladu, závratě, zastřené vědomí, porucha zraku;
- sledování výsledků transplantace beta buněk pankreatu.
Metodologie analýzy
Vzorek biologického materiálu (žilní krve) se odebírá na ošetřovně laboratorního centra ráno nalačno. V předvečer procedury by měl pacient:
- zdržet se potravinového stresu;
- přestat pít alkohol;
- odstranit psycho-emocionální stres;
- omezit kouření a fyzickou aktivitu.
K provedení studie použijte imunochemiluminiscenční testovací technika.
Dešifrovací analýza
Normální hladina inzulínu v plazmě v krvi kolísá v rozmezí od 2,6 do 24,9 μU/ml.
Zvýšení hodnot je pozorováno, když:
- Itsenko-Cushingův syndrom – porucha hypotalamo-hypofyzárního systému;
- akromegalie – onemocnění spojené se zvýšenou syntézou somatotropinu (růstového hormonu);
- inzulinom – nádor slinivky břišní;
- pankreatitida;
- glukózo-galaktózová malabsorpce;
- obezita.
Při interpretaci výsledků analýzy je třeba vzít v úvahu skutečnost, že zvýšení množství inzulinu může být vyvoláno užíváním perorální antikoncepce, kortikosteroidů a léků obsahujících účinnou látku levodopa.
Diagnostický význam biochemického krevního testu na inzulín
Syntéza hormonů, který reguluje metabolismus sacharidů v lidském těle a podílí se na metabolismu lipidů, se vyskytuje v β-buňkách slinivky břišní. Jeho hladina v krvi koreluje s koncentrací glukózy. K sekreci inzulínu dochází po jídle, kdy do cirkulující krve vstupuje velké množství glukózy – hormon spouští mechanismy jejího transportu do tkání a orgánů a také reguluje biochemické procesy probíhající v játrech (při nadměrném zvýšení glukózy játra jej ukládají ve formě polysacharidu glykogenu nebo jej využívají k tvorbě mastných kyselin).
Porušení syntézy inzulínu vyvolává rozvoj hypoglykémie – patologického stavu, při kterém je vstup glukózy do buněk lidského těla obtížný, dochází u nich k nedostatku tohoto hlavního substrátu nezbytného pro tvorbu energie. Pokud se tento stav stane chronickým, dochází k narušení metabolismu a patologickým procesům v orgánech zraku, močovém, srdečním, nervovém a cévním systému.
Onemocnění, které vzniká v důsledku nedostatečné syntézy inzulínu, se nazývá diabetes mellitus. Jeho vývoj je spojen s patologiemi hypofýzy a nadledvinek, metabolickým syndromem (komplex patologických stavů, které zvyšují riziko rozvoje kardiovaskulárních onemocnění – arteriální hypertenze, obezita, hyperglykémie, hyperlipidémie) a polycystických ovarií (gynekologická patologie charakterizovaná hormonální nerovnováha, jejímž důsledkem je na povrchu (v ženských pohlavních žlázách se tvoří a rostou četné malé cysty).
Existují 2 typy onemocnění:
- Objevuje se, když slinivka neprodukuje dostatek hormonu.
- Způsobeno ztrátou citlivosti buněk na účinky inzulínu.
Léčba počátečních stádií diabetes mellitus je založena na použití speciální diety a léků, které zvyšují sekreční aktivitu slinivky břišní. Když se pacientova vlastní produkce inzulínu úplně zastaví, jsou mu předepsány injekce.
Zvýšení hladiny inzulínu v krvi se nazývá hyperinzulinémie, která se vyznačuje prudkým poklesem množství glukózy – tento jev může vyvolat hypoglykemické kóma a dokonce i smrt pacienta, protože glukóza ovlivňuje funkční aktivitu mozek. Proto má velký klinický význam kontrola glykémie při parenterálním podávání léků používaných k léčbě diabetes mellitus.
Zvýšená hladina inzulínu v krvi může být způsobeno přítomností nádorovitého útvaru, který produkuje velké množství hormonu (jeho koncentrace v krvi se může v krátkém časovém úseku zvýšit i desítkykrát) – inzulinom, charakterizovaný hypoglykémií, ke které dochází nalačno . Jeho klinické projevy se vyvíjejí nepozorovaně a „maskují“ se jako symptomy psychoneurologických poruch – pacienti zaznamenávají výskyt:
- celková slabost;
- zmatení vědomí;
- bolesti hlavy;
- zvýšená srdeční frekvence;
- nadměrné pocení;
- snížená zraková ostrost;
- nedostatek koordinace pohybů;
- zvýšená vzrušivost;
- silný pocit hladu;
- ochrnutí;
- výrazné změny osobnosti.
Progrese patologického procesu je doprovázena ztrátou vědomí, záchvaty a kómatem. Odhalit rané stadium nádoru endokrinní části slinivky břišní pomáhá biochemický krevní test, který stanoví hladinu inzulinu. Dynamické monitorování koncentrací hormonů je nezbytné pro kontrolu úspěšnosti chirurgické intervence a také pro včasnou diagnostiku relapsů onemocnění.
Co může ovlivnit výsledek studie?
Konečné výsledky inzulinového testu odrážejí přítomnost protilátek proti hormonu v těle pacienta. V tomto případě se používá alternativní laboratorní metoda – analýza C-peptidu (stabilní fragment sekrece endokrinní části pankreatu). Užívání perorální antikoncepce, Levodopa (kombinované antiparkinsonikum) a kortikosteroidy přispívá ke zvýšení množství glukózy v krvi.
Je důležité vědět, že moderní medicína používá inzulín, který se získává biochemickou syntézou – struktura a vlastnosti tohoto léku mají největší podobnost s endogenním hormonem (který je syntetizován v lidském těle).