Инсулин: функции, инсулинорезистентность, виды инсулинов и мифы

23 января 1922 года Леонард Томпсон, больной сахарным диабетом, получил инъекцию экстракта поджелудочной железы. Сахар в его моче и кетоновые тела исчезли, глюкоза крови вернулась к норме, и дальше он прожил на ежедневных уколах еще 13 лет^[1]. Гормон, который годом ранее выделили Фредерик Бантинг и его ассистент Чарлз Бест, назвали инсулином.

За прошедшее столетие появились генно-инженерный человеческий инсулин, аналоги с действием от нескольких часов до недели, шприц-ручки, помпы и датчики глюкозы. Сам принцип остался прежним: заменить гормон, который организм не вырабатывает или не может использовать.

Что такое инсулин?

Инсулин является пептидным гормоном, который вырабатывают бета-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы^[2]. Он обеспечивает клетки энергией, помогая глюкозе перейти из крови в ткани. После еды уровень сахара растет, и поджелудочная железа отвечает выбросом инсулина. Внутри клеток глюкоза становится топливом для всех процессов, от работы мозга до сокращений сердечной мышцы.

Как только глюкоза возвращается к норме, секреция инсулина замедляется. Если бета-клетки повреждены или ткани плохо реагируют на гормон, глюкоза накапливается в крови. Так возникает гипергликемия, характерная для сахарного диабета. Длительно существуя, она поражает сосуды, нервы, почки и другие органы.

Природный и синтетический инсулин

Если собственного инсулина мало или поджелудочная железа не работает должным образом, гормон приходится вводить извне. Первые препараты получали из поджелудочных желез животных (в основном свиней и крупного рогатого скота), позже их вытеснили генно-инженерные препараты человеческого инсулина и его аналоги^[1].

Современные препараты отличаются скоростью и длительностью действия: одни начинают работать через несколько минут, другие равномерно действуют сутки и дольше. Выбор зависит от типа диабета, возраста, образа жизни и суточного ритма человека. Цель состоит в том, чтобы приблизиться к естественному ритму секреции, поэтому дозу подбирают вместе с врачом и регулярно проверяют уровень глюкозы.

Механизм действия инсулина

Инсулин связывается с рецепторами на клетках мышц, жировой ткани и печени. В мышцах и жировой ткани это запускает перемещение переносчиков глюкозы GLUT4 из глубины клетки к ее мембране, и глюкоза получает «дверь» внутрь^[3]. Там она либо сгорает, давая энергию, либо откладывается в виде гликогена в печени и мышцах^[2].

Влияние инсулина распространяется на весь обмен веществ. В жировой ткани он стимулирует образование жира (липогенез) и тормозит его расщепление (липолиз), в мышцах способствует синтезу белка и тормозит его распад, а в самой поджелудочной железе подавляет выделение глюкагона^[2]. Глюкагон действует противоположно: когда сахар падает, он заставляет печень расщеплять гликоген и высвобождать глюкозу. Благодаря этой паре гормонов уровень глюкозы удерживается в узком безопасном диапазоне.

Роль инсулина в регулировании уровня глюкозы

После еды инсулин помогает клеткам поглотить глюкозу, использовать ее или запасти в виде гликогена, и ее концентрация в крови снижается до привычного уровня.

Если инсулина не хватает или клетки плохо на него реагируют, глюкоза остается в крови, а ткани голодают. Избыток сахара выводится с мочой, поэтому появляются частое мочеиспускание, сильная жажда, голод даже после еды, усталость, затуманенное зрение^[4]. Организм переходит на расщепление жиров, а при полной нехватке инсулина накапливаются кетоновые тела и развивается диабетический кетоацидоз, опасный для жизни.

Избыток инсулина, наоборот, снижает сахар ниже нормы и вызывает гипогликемию: дрожь, голод, головокружение, сильное сердцебиение, спутанность сознания, а в тяжелых случаях судороги и потерю сознания^[5]. Потребность в гормоне меняется в течение суток, с физической нагрузкой, стрессом и питанием.

Нарушения инсулинового обмена и связанные заболевания

Нарушения выработки или действия инсулина со временем могут перейти в клинические формы диабета: от полного прекращения секреции гормона до устойчивости клеток к нему и промежуточных вариантов.

Сахарный диабет 1 типа

Это аутоиммунное заболевание: иммунная система разрушает бета-клетки, вырабатывающие инсулин. Большинству людей с диабетом 1 типа инсулин нужен ежедневно, чтобы контролировать глюкозу и жить^[6]. Болезнь чаще начинается у детей и молодых взрослых, но может возникнуть в любом возрасте. Без инсулина развивается диабетический кетоацидоз.

LADA

Латентный аутоиммунный диабет взрослых (Latent Autoimmune Diabetes in Adults) тоже имеет аутоиммунную природу, но прогрессирует медленнее: после диагноза человек может месяцами обходиться без инсулина^[6]. Поэтому на ранних стадиях его нередко принимают за диабет 2 типа. Со временем секреция гормона ослабевает, и инсулин становится необходимым.

Сахарный диабет 2 типа

Самый распространенный вид диабета. В его основе лежит инсулинорезистентность: сначала поджелудочная железа компенсирует ее, вырабатывая больше гормона, а затем бета-клетки не успевают за потребностью^[3]. Симптомы могут нарастать годами или быть настолько слабыми, что человек их не замечает^[4], поэтому диагноз иногда ставят, когда уже есть осложнения: поражение сосудов, нервов или изменения кожи. Глюкозу удерживают изменением образа жизни, правильно подобранной диетой, двигательной активностью и препаратами, а при необходимости добавляют инсулин.

Миф: если при диабете 2 типа назначили инсулин, это конечная стадия и приговор. На самом деле: инсулин бывает полезен и на ранней стадии болезни. В метаанализе 7 исследований (839 участников) короткий курс интенсивной инсулинотерапии на ранней стадии улучшал работу бета-клеток, а среди тех, у кого оценивали ремиссию, через 12 месяцев около 46% пациентов оставались в ремиссии без всяких лекарств^[7].

Гестационный диабет

Он развивается во время беременности, когда гормоны плаценты повышают резистентность к инсулину, а поджелудочная железа не успевает за растущей нагрузкой. После родов глюкоза обычно нормализуется, однако риск позже заболеть диабетом 2 типа у этих женщин почти в 10 раз выше, чем у женщин без гестационного диабета^[8].

Диабет 3с типа

Этот тип, который еще называют панкреатогенным, связан с повреждением поджелудочной железы: хроническим панкреатитом, муковисцидозом или ее хирургическим удалением (панкреатэктомией). Когда орган разрушен, бета-клетки не могут выработать достаточно инсулина. Лечение сочетает контроль основной болезни и контроль глюкозы.

MODY

Диабет зрелого типа у молодых (Maturity-Onset Diabetes of the Young) является моногенной формой: его вызывает мутация в одном гене, отвечающем за выработку или действие инсулина. Проявляется в молодом возрасте и имеет черты как 1, так и 2 типа. Лечение зависит от гена: при мутациях HNF1A и HNF4A препаратами первой линии являются производные сульфонилмочевины, и часть пациентов может отказаться от инсулина; при мутации GCK вне беременности лекарства обычно не нужны, а при мутации HNF1B основой лечения остается инсулин^[9].

Инсулинотерапия

Основной метод лечения нехватки инсулина состоит во введении его препаратов. Дозу и режим подбирают индивидуально:

Базальная инсулинотерапия: инсулины длительного действия поддерживают фоновый уровень гормона (гларгин, детемир, деглудек).
Болюсная инсулинотерапия: быстродействующие инсулины вводят перед едой, чтобы покрыть подъем глюкозы (аспарт, лизпро, глулизин).
Комбинированная схема: сочетание базального и болюсного инсулина, имитирующее естественную секрецию гормона.

Как вводят инсулин

Инсулин вводят обычными шприцами, шприц-ручками или инсулиновыми помпами. Ингаляционный инсулин существует, но имеет ограничения и зарегистрирован не везде.

Чаще всего инсулин вводят подкожно в участки, где достаточно подкожного жира:

Живот, но не ближе 5 см от пупка и 2,5 см от рубцов^[10].
Задняя поверхность плеч.
Передняя и боковая часть бедер.
Верхняя часть ягодиц.

Чтобы избежать липодистрофии (уплотнений или впадин жировой ткани), места инъекций постоянно меняют, в том числе в пределах одной зоны. Иглы и шприцы повторно не используют^[10].

Проблемы и осложнения

Самая частая проблема связана с дозой: избыток дает гипогликемию, нехватка оставляет сахар высоким. Уколы в уплотнения липодистрофии коварны: в эксперименте из такой ткани всасывалось меньше инсулина, его действие становилось в несколько раз непредсказуемее, а глюкоза после еды была как минимум на 26% выше, чем после укола в здоровую кожу^[11].

Иногда возникают местные аллергические реакции: зуд, покраснение, отек. Изредка организм вырабатывает антитела к вводимому инсулину, и тогда приходится пересматривать дозу или препарат. С появлением высокоочищенных генно-инженерных инсулинов такие случаи стали единичными.

Миф: от инсулина толстеют, поэтому лучше откладывать его старт как можно дольше. На самом деле: прибавка веса возможна, но умеренная: в исследовании UKPDS за 10 лет люди на инсулине набрали в среднем 4,0 кг, на препаратах сульфонилмочевины 1,7–2,6 кг. При этом интенсивный контроль глюкозы любым из этих препаратов на 25% снизил риск осложнений со стороны мелких сосудов, в частности глаз^[12].

Почему важно следить за дозировкой

Инсулин способен быстро изменить уровень глюкозы. Лишняя доза может вызвать тяжелую гипогликемию, а систематически слишком высокий сахар из-за нехватки гормона повышает риск сердечно-сосудистых осложнений и поражения почек.

Поэтому люди с диабетом регулярно измеряют глюкозу глюкометром или пользуются системами непрерывного мониторинга и корректируют дозу с учетом еды, физической нагрузки и самочувствия. Физическая активность сверх обычной может снижать сахар до 24 часов, так же действует алкоголь без еды^[5]. Как действовать во время стресса, простуды или других ситуаций, когда потребность в инсулине резко меняется, заранее обсуждают с эндокринологом.

Коротко: для большинства людей с диабетом глюкоза ниже 70 мг/дл (3,9 ммоль/л) уже является гипогликемией. Первая помощь: 15–20 г глюкозы или быстрых углеводов, через 15 минут повторное измерение, и так до возвращения в целевой диапазон^[5].

Виды искусственного инсулина

Препараты инсулина различаются по скорости начала действия, пику активности и общей продолжительности. Разнообразие нужно, чтобы воспроизвести суточный ритм секреции. Ниже приведены ориентировочные цифры для подкожного введения; у конкретного человека они зависят от дозы, места укола и техники^[13].

Быстродействующий инсулин

Аналоги лизпро, аспарт и глулизин начинают действовать через 5–15 минут, пик наступает через 45–75 минут, а действие длится 3–5 часов^[13]. Поэтому их вводят непосредственно перед едой. К быстродействующим относится и ингаляционный инсулин: начинает действовать менее чем за 15 минут и работает 2–3 часа^[13], однако назначают его редко и подходит он не всем.

Короткодействующий инсулин

Человеческий растворимый (регулярный) инсулин начинает действовать через 30–60 минут, пик приходится на 2–4 часа, а эффект сохраняется 6–8 часов^[13]. Его вводят перед плановой едой и для коррекции повышенного сахара. Интервал между уколом и едой важно выдерживать, иначе глюкоза может резко упасть.

Инсулин средней продолжительности действия

Сюда относится изофан-инсулин (NPH). Он начинает действовать примерно через 2 часа, пик наступает между 4-м и 12-м часом, а действие длится 18–26 часов^[13]. Его часто сочетают с короткодействующим инсулином: NPH обеспечивает фон, а короткий покрывает подъемы глюкозы после еды.

Длительного действия

Инсулин гларгин начинает действовать через 3–4 часа и работает около 24 часов без выраженного пика, детемир действует 14–24 часа^[13]. Ровный фон помогает избегать подъемов сахара между приемами пищи и ночью.

Ультрадлительного действия

Инсулин деглудек не имеет пика и действует более 40 часов^[13], поэтому время ежедневного укола можно в определенной степени сдвигать. Следующий шаг сделал инсулин икодек, который вводят один раз в неделю. В Евросоюзе его одобрили 17 мая 2024 года для взрослых с диабетом 1 и 2 типа (при 1 типе обязательно вместе с инсулином на еду)^[14], а в США в марте 2026 года только для взрослых с диабетом 2 типа^[15]. Эти препараты воспроизводят фоновую секрецию, а для глюкозы после еды их сочетают с быстродействующими инсулинами.

Избыток инсулина: инсулиномы и гипогликемия

Нехватка инсулина встречается намного чаще, но бывает и избыток. Инсулинома, редкая опухоль из бета-клеток, диагностируется у 1–32 человек на миллион в год и сама вырабатывает слишком много гормона^[16]. Сахар падает, человек чувствует сердцебиение, потливость, головокружение, дрожь и может потерять сознание.

Большинство инсулином доброкачественные, их удаляют хирургически, и около 87,5% пациентов после операции излечиваются^[16]. Подозрение вызывает триада Уиппла: симптомы гипогликемии, подтвержденная анализом низкая глюкоза и исчезновение симптомов после приема глюкозы. Повторяющиеся необъяснимые эпизоды низкого сахара у человека без диабета требуют обследования у эндокринолога.

Инсулиновая чувствительность и инсулинорезистентность

Эти понятия описывают противоположные состояния:

Инсулиновая чувствительность означает, что клетки хорошо реагируют на инсулин и эффективно усваивают глюкозу.
Инсулинорезистентность означает, что клетки реагируют хуже, поджелудочная железа компенсирует это избыточной выработкой гормона, а когда компенсация истощается, может развиться диабет 2 типа^[3].

Снижение чувствительности и есть инсулинорезистентность, так что одно переходит в другое постепенно.

Что такое инсулиновая чувствительность?

Это способность клеток отвечать на инсулин и усваивать глюкозу. При высокой чувствительности небольшое количество гормона эффективно снижает сахар, а энергетический обмен остается стабильным.

Факторы, повышающие инсулиновую чувствительность:

Регулярная физическая активность^[17].
Рацион с меньшим количеством сахара и рафинированных продуктов и достаточным количеством клетчатки.
Контроль массы тела, особенно уменьшение висцерального жира: в программе DPP потеря 5–7% исходного веса снижала риск диабета^[17].
Меньше хронического стресса: избыток кортизола (как при синдроме Кушинга или длительном приеме глюкокортикоидов) ухудшает действие инсулина^[17].
Достаточный сон: у здоровых людей одна ночь со сном меньше 4 часов снизила чувствительность к инсулину: во время клэмп-теста организм усваивал примерно на четверть меньше глюкозы^[18].

Что такое инсулинорезистентность?

Это состояние, при котором клетки хуже реагируют на инсулин, и организму нужно больше гормона, чтобы удержать нормальный сахар. Инсулинорезистентность лежит в основе предиабета, диабета 2 типа и метаболического синдрома^[3].

Рутинного анализа на инсулинорезистентность нет: точные методы используют в основном в исследованиях, а на практике диагностируют предиабет и диабет по гликированному гемоглобину, глюкозе натощак или глюкозотолерантному тесту^[17]. Популярный индекс HOMA-IR рассчитывают по глюкозе и инсулину натощак, но единой границы «нормы» для него нет: пороговые значения различаются в зависимости от этнической группы, возраста, пола и сопутствующих болезней^[19].

Читайте:

Предиабет: какие анализы сдать и нормы
Обследования для выявления предиабета: какие анализы крови его показывают, какие границы глюкозы и гликиров...

Коротко: один показатель HOMA-IR с лабораторного бланка не ставит диагноз. Значение имеют глюкоза, гликированный гемоглобин, вес, окружность талии и другие факторы риска вместе.

Факторы, способствующие развитию инсулинорезистентности:

Избыточная масса тела, особенно большая окружность талии^[17].
Малоподвижный образ жизни.
Длительный прием глюкокортикоидов и повышенный кортизол.
Питание с избытком сахара и рафинированных продуктов, способствующее набору веса.
Болезни и гормональные нарушения: синдром поликистозных яичников, синдром Кушинга, акромегалия, апноэ сна; также курение^[17].

Миф: инсулинорезистентность лечат только диетой без углеводов. На самом деле: в метаанализе 23 рандомизированных исследований с участием людей с диабетом 2 типа диеты с низким содержанием углеводов через 6 месяцев заметно улучшали вес и чувствительность к инсулину, но через 12 месяцев это преимущество уменьшалось. Очень строгие варианты давали меньшую потерю веса, чем более умеренные, потому что их труднее было соблюдать^[20]. Основой остаются снижение веса, движение и сон, а состав рациона подбирают так, чтобы его удавалось соблюдать годами.

Заключение

Инсулин управляет запасанием энергии, и его нехватка, плохое действие или избыток одинаково опасны. Диабет 1 типа без инсулина не лечится, при диабете 2 типа инсулин является обычным инструментом лечения. Препарат и схему подбирают с врачом, места уколов меняют, а симптомы гипогликемии стоит знать наизусть и иметь под рукой быстрые углеводы. Чувствительность к инсулину лучше всего защищают умеренный вес, регулярное движение и полноценный сон.

Источники20