Інсулін: функції, інсулінорезистентність, види інсулінів і міфи

23 січня 1922 року Леонард Томпсон, хворий на цукровий діабет, отримав ін'єкцію екстракту підшлункової залози. Цукор у його сечі та кетонові тіла зникли, глюкоза крові повернулася до норми, і далі він жив на щоденних уколах ще 13 років^[1]. Гормон, який роком раніше виділили Фредерік Бантинг і його асистент Чарлз Бест, назвали інсуліном.

За століття, що минуло, з'явилися генно-інженерний людський інсулін, аналоги з дією від кількох годин до тижня, шприц-ручки, помпи та датчики глюкози. Сам принцип лишився тим самим: замінити гормон, якого організм не виробляє або не може використати.

Що таке інсулін?

Інсулін є пептидним гормоном, який виробляють бета-клітини острівців Лангерганса підшлункової залози^[2]. Він забезпечує клітини енергією, допомагаючи глюкозі перейти з крові в тканини. Після їди рівень цукру зростає, і підшлункова залоза відповідає викидом інсуліну. Усередині клітин глюкоза стає паливом для всіх процесів, від роботи мозку до скорочень серцевого м'яза.

Щойно глюкоза повертається до норми, секреція інсуліну сповільнюється. Якщо бета-клітини пошкоджені або тканини погано реагують на гормон, глюкоза накопичується в крові. Так виникає гіперглікемія, характерна для цукрового діабету. Тривале її існування уражає судини, нерви, нирки та інші органи.

Природний та синтетичний інсулін

Якщо власного інсуліну замало або підшлункова залоза не працює належним чином, гормон доводиться вводити ззовні. Перші препарати отримували з підшлункових залоз тварин (здебільшого свиней і великої рогатої худоби), згодом їх витіснили генно-інженерні препарати людського інсуліну та його аналоги^[1].

Сучасні препарати відрізняються швидкістю й тривалістю дії: одні починають працювати за кілька хвилин, інші рівномірно діють добу і довше. Вибір залежить від типу діабету, віку, способу життя та добового ритму людини. Мета полягає в тому, щоб наблизитися до природного ритму секреції, тому дозу підбирають разом з лікарем і регулярно перевіряють рівень глюкози.

Механізм дії інсуліну

Інсулін зв'язується з рецепторами на клітинах м'язів, жирової тканини й печінки. У м'язах і жировій тканині це запускає переміщення переносників глюкози GLUT4 з глибини клітини до її мембрани, і глюкоза отримує «двері» всередину^[3]. Там вона або згоряє, даючи енергію, або відкладається у вигляді глікогену в печінці та м'язах^[2].

Вплив інсуліну поширюється на весь обмін речовин. У жировій тканині він стимулює утворення жиру (ліпогенез) і гальмує його розщеплення (ліполіз), у м'язах сприяє синтезу білка й гальмує його розпад, а в самій підшлунковій залозі пригнічує виділення глюкагону^[2]. Глюкагон діє протилежно: коли цукор падає, він змушує печінку розщеплювати глікоген і вивільняти глюкозу. Завдяки цій парі гормонів рівень глюкози утримується у вузькому безпечному діапазоні.

Роль інсуліну у регулюванні рівня глюкози

Після їди інсулін допомагає клітинам поглинути глюкозу, використати її або запасти у вигляді глікогену, і її концентрація в крові знижується до звичного рівня.

Якщо інсуліну бракує або клітини на нього погано реагують, глюкоза залишається в крові, а тканини голодують. Надлишок цукру виводиться з сечею, тому з'являються часте сечовипускання, сильна спрага, голод навіть після їди, втома, затуманений зір^[4]. Організм переходить на розщеплення жирів, а за повної нестачі інсуліну накопичуються кетонові тіла й розвивається діабетичний кетоацидоз, небезпечний для життя.

Надлишок інсуліну, навпаки, знижує цукор нижче норми і спричиняє гіпоглікемію: тремтіння, голод, запаморочення, сильне серцебиття, сплутаність свідомості, а у важких випадках судоми та втрату свідомості^[5]. Потреба в гормоні змінюється протягом доби, з фізичним навантаженням, стресом і харчуванням.

Порушення інсулінового обміну та пов'язані захворювання

Порушення вироблення або дії інсуліну з часом можуть перейти в клінічні форми діабету: від повного припинення секреції гормону до стійкості клітин до нього та проміжних варіантів.

Цукровий діабет 1 типу

Це аутоімунне захворювання: імунна система руйнує бета-клітини, що виробляють інсулін. Більшості людей з діабетом 1 типу інсулін потрібен щодня, щоб контролювати глюкозу й жити^[6]. Хвороба частіше починається в дітей і молодих дорослих, але може виникнути в будь-якому віці. Без інсуліну розвивається діабетичний кетоацидоз.

LADA

Латентний аутоімунний діабет дорослих (Latent Autoimmune Diabetes in Adults) теж має аутоімунну природу, але прогресує повільніше: після діагнозу людина може місяцями обходитися без інсуліну^[6]. Через це на ранніх стадіях його нерідко сприймають за діабет 2 типу. З часом секреція гормону слабшає, і інсулін стає необхідним.

Цукровий діабет 2 типу

Найпоширеніший вид діабету. В його основі лежить інсулінорезистентність: спершу підшлункова залоза компенсує її, виробляючи більше гормону, а згодом бета-клітини не встигають за потребою^[3]. Симптоми можуть наростати роками або бути такими слабкими, що людина їх не помічає^[4], тому діагноз інколи ставлять, коли вже є ускладнення: ураження судин, нервів чи зміни шкіри. Глюкозу утримують зміною способу життя, правильно підібраною дієтою, руховою активністю і препаратами, а за потреби додають інсулін.

Міф: якщо при діабеті 2 типу призначили інсулін, це кінцева стадія і вирок. Насправді: інсулін буває корисним і на ранній стадії хвороби. У метааналізі 7 досліджень (839 учасників) короткий курс інтенсивної інсулінотерапії на ранній стадії покращував роботу бета-клітин, а серед тих, у кого оцінювали ремісію, через 12 місяців близько 46% пацієнтів залишалися в ремісії без жодних ліків^[7].

Гестаційний діабет

Він розвивається під час вагітності, коли гормони плаценти підвищують резистентність до інсуліну, а підшлункова залоза не встигає за зростаючим навантаженням. Після пологів глюкоза зазвичай нормалізується, проте ризик пізніше захворіти на діабет 2 типу в цих жінок майже в 10 разів вищий, ніж у жінок без гестаційного діабету^[8].

Діабет 3с типу

Цей тип, який ще називають панкреатогенним, пов'язаний із пошкодженням підшлункової залози: хронічним панкреатитом, муковісцидозом або її хірургічним видаленням (панкреатектомією). Коли орган зруйновано, бета-клітини не можуть виробити достатньо інсуліну. Лікування поєднує контроль основної хвороби і контроль глюкози.

MODY

Діабет зрілого типу в молодих (Maturity-Onset Diabetes of the Young) є моногенною формою: його спричиняє мутація в одному гені, що відповідає за вироблення чи дію інсуліну. Проявляється в молодому віці й має риси як 1, так і 2 типу. Лікування залежить від гена: при мутаціях HNF1A і HNF4A препаратами першої лінії є похідні сульфонілсечовини, і частина пацієнтів може відмовитися від інсуліну; при мутації GCK поза вагітністю ліки зазвичай не потрібні, а при мутації HNF1B основою лікування лишається інсулін^[9].

Інсулінотерапія

Основний метод лікування нестачі інсуліну полягає у введенні його препаратів. Дозу й режим підбирають індивідуально:

Базальна інсулінотерапія: інсуліни тривалої дії підтримують фоновий рівень гормону (гларгін, детемір, деглюдек).
Болюсна інсулінотерапія: швидкодіючі інсуліни вводять перед їдою, щоб покрити підйом глюкози (аспарт, лізпро, глулізин).
Комбінована схема: поєднання базального і болюсного інсуліну, що імітує природну секрецію гормону.

Як вводять інсулін

Інсулін вводять звичайними шприцами, шприц-ручками або інсуліновими помпами. Інгаляційний інсулін існує, але має обмеження і зареєстрований не всюди.

Найчастіше інсулін вводять підшкірно в ділянки, де є достатньо підшкірного жиру:

Живіт, але не ближче ніж 5 см від пупка і 2,5 см від рубців^[10].
Задня поверхня плечей.
Передня і бічна частина стегон.
Верхня частина сідниць.

Щоб уникнути ліподистрофії (ущільнень чи западин жирової тканини), місця ін'єкцій постійно змінюють, у тому числі в межах однієї зони. Голки та шприци повторно не використовують^[10].

Проблеми та ускладнення

Найчастіша проблема пов'язана з дозою: надлишок дає гіпоглікемію, нестача залишає цукор високим. Уколи в ущільнення ліподистрофії підступні: в експерименті з такої тканини всмоктувалося менше інсуліну, його дія ставала в кілька разів непередбачуванішою, а глюкоза після їди була щонайменше на 26% вищою, ніж після уколу в здорову шкіру^[11].

Інколи виникають місцеві алергічні реакції: свербіж, почервоніння, набряк. Зрідка організм виробляє антитіла до введеного інсуліну, і тоді доводиться переглядати дозу або препарат. З появою високоочищених генно-інженерних інсулінів такі випадки стали поодинокими.

Міф: від інсуліну товстіють, тож краще відкладати його старт якомога довше. Насправді: прибавка ваги можлива, але помірна: у дослідженні UKPDS за 10 років люди на інсуліні набрали в середньому 4,0 кг, на препаратах сульфонілсечовини 1,7–2,6 кг. Водночас інтенсивний контроль глюкози будь-яким із цих препаратів на 25% знизив ризик ускладнень з боку дрібних судин, зокрема очей^[12].

Чому важливо слідкувати за дозуванням

Інсулін здатний швидко змінити рівень глюкози. Зайва доза може спричинити важку гіпоглікемію, а систематично завеликий цукор через нестачу гормону підвищує ризик серцево-судинних ускладнень та ураження нирок.

Тому люди з діабетом регулярно вимірюють глюкозу глюкометром або користуються системами безперервного моніторингу і коригують дозу з урахуванням їжі, фізичного навантаження та самопочуття. Фізична активність понад звичну може знижувати цукор до 24 годин, так само діє алкоголь без їжі^[5]. Як діяти під час стресу, застуди чи інших ситуацій, коли потреба в інсуліні різко змінюється, заздалегідь обговорюють з ендокринологом.

Коротко: для більшості людей з діабетом глюкоза нижче 70 мг/дл (3,9 ммоль/л) вже є гіпоглікемією. Перша допомога: 15–20 г глюкози чи швидких вуглеводів, через 15 хвилин повторний вимір, і так до повернення в цільовий діапазон^[5].

Види штучного інсуліну

Препарати інсуліну різняться за швидкістю початку дії, піком активності та загальною тривалістю. Різноманіття потрібне, щоб відтворити добовий ритм секреції. Нижче наведено орієнтовні цифри для підшкірного введення; у конкретної людини вони залежать від дози, місця уколу та техніки^[13].

Швидкодіючий інсулін

Аналоги лізпро, аспарт і глулізин починають діяти через 5–15 хвилин, пік настає через 45–75 хвилин, а дія триває 3–5 годин^[13]. Тому їх вводять безпосередньо перед їдою. До швидкодіючих належить і інгаляційний інсулін: починає діяти менш ніж за 15 хвилин і працює 2–3 години^[13], проте призначають його рідко і підходить він не всім.

Короткодіючий інсулін

Людський розчинний (регулярний) інсулін починає діяти через 30–60 хвилин, пік припадає на 2–4 години, а ефект зберігається 6–8 годин^[13]. Його вводять перед плановою їдою і для корекції підвищеного цукру. Інтервал між уколом і їжею важливо витримувати, інакше глюкоза може різко впасти.

Інсулін середньої дії

Сюди належить ізофан-інсулін (NPH). Він починає діяти приблизно через 2 години, пік настає між 4-ю та 12-ю годинами, а дія триває 18–26 годин^[13]. Його часто поєднують з короткодіючим інсуліном: NPH забезпечує фон, а короткий покриває підйоми глюкози після їди.

Довготривалої дії

Інсулін гларгін починає діяти через 3–4 години і працює близько 24 годин без вираженого піку, детемір діє 14–24 години^[13]. Рівний фон допомагає уникати підйомів цукру між прийомами їжі та вночі.

Ультрадовготривалої дії

Інсулін деглюдек не має піку і діє понад 40 годин^[13], тому час щоденного уколу можна певною мірою зсувати. Наступний крок зробив інсулін ікодек, який вводять один раз на тиждень. У Євросоюзі його схвалили 17 травня 2024 року для дорослих з діабетом 1 і 2 типу (при 1 типі обов'язково разом з інсуліном на їжу)^[14], а у США в березні 2026 року лише для дорослих з діабетом 2 типу^[15]. Ці препарати відтворюють фонову секрецію, а для глюкози після їди їх поєднують зі швидкодіючими інсулінами.

Надлишок інсуліну: інсуліноми та гіпоглікемія

Нестача інсуліну трапляється значно частіше, але буває і надлишок. Інсулінома, рідкісна пухлина з бета-клітин, діагностується в 1–32 людей на мільйон на рік і сама виробляє забагато гормону^[16]. Цукор падає, людина відчуває серцебиття, пітливість, запаморочення, тремтіння і може знепритомніти.

Більшість інсулином доброякісні, їх видаляють хірургічно, і близько 87,5% пацієнтів після операції вилікуються^[16]. Підозру викликає тріада Віппла: симптоми гіпоглікемії, підтверджена аналізом низька глюкоза і зникнення симптомів після прийому глюкози. Повторні незрозумілі епізоди низького цукру в людини без діабету потребують обстеження в ендокринолога.

Інсулінова чутливість та інсулінорезистентність

Ці поняття описують протилежні стани:

Інсулінова чутливість означає, що клітини добре реагують на інсулін і ефективно засвоюють глюкозу.
Інсулінорезистентність означає, що клітини реагують гірше, підшлункова залоза компенсує це надлишковим виробленням гормону, а коли компенсація вичерпується, може розвинутися діабет 2 типу^[3].

Зниження чутливості і є інсулінорезистентністю, тож одне переходить в інше поступово.

Що таке інсулінова чутливість?

Це здатність клітин відповідати на інсулін і засвоювати глюкозу. За високої чутливості невелика кількість гормону ефективно знижує цукор, а обмін енергії залишається стабільним.

Фактори, що підвищують інсулінову чутливість:

Регулярна фізична активність^[17].
Раціон з меншою кількістю цукру й рафінованих продуктів і достатньою кількістю клітковини.
Контроль маси тіла, особливо зменшення вісцерального жиру: у програмі DPP втрата 5–7% початкової ваги знижувала ризик діабету^[17].
Менше хронічного стресу: надлишок кортизолу (як при синдромі Кушинга чи тривалому прийомі глюкокортикоїдів) погіршує дію інсуліну^[17].
Достатній сон: у здорових людей одна ніч зі сном менше 4 годин знизила чутливість до інсуліну: під час клемп-тесту організм засвоював приблизно на чверть менше глюкози^[18].

Що таке інсулінорезистентність?

Це стан, за якого клітини гірше реагують на інсулін, і організму потрібно більше гормону, щоб утримати нормальний цукор. Інсулінорезистентність лежить в основі предіабету, діабету 2 типу та метаболічного синдрому^[3].

Рутинного аналізу на інсулінорезистентність немає: точні методи використовують переважно в дослідженнях, а в практиці діагностують предіабет і діабет за глікованим гемоглобіном, глюкозою натще або глюкозотолерантним тестом^[17]. Популярний індекс HOMA-IR розраховують з глюкози та інсуліну натще, але єдиної межі «норми» для нього немає: порогові значення різняться залежно від етнічної групи, віку, статі й супутніх хвороб^[19].

Читайте:

Предіабет: які аналізи здати і норми
Обстеження для виявлення предіабету: які аналізи крові його показують, які межі глюкози і глікованого гемогл...

Коротко: один показник HOMA-IR з лабораторного бланка не ставить діагнозу. Значення мають глюкоза, глікований гемоглобін, вага, обхват талії та інші чинники ризику разом.

Фактори, що сприяють розвитку інсулінорезистентності:

Надмірна маса тіла, особливо великий обхват талії^[17].
Малорухливий спосіб життя.
Тривалий прийом глюкокортикоїдів та підвищений кортизол.
Харчування з надлишком цукру та рафінованих продуктів, що сприяє набору ваги.
Хвороби та гормональні порушення: синдром полікістозних яєчників, синдром Кушинга, акромегалія, апное сну; також куріння^[17].

Міф: інсулінорезистентність лікують лише дієтою без вуглеводів. Насправді: у метааналізі 23 рандомізованих досліджень за участю людей з діабетом 2 типу дієти з низьким вмістом вуглеводів через 6 місяців помітно покращували вагу й чутливість до інсуліну, але через 12 місяців ця перевага зменшувалася. Дуже суворі варіанти давали меншу втрату ваги, ніж помірніші, бо їх важче було дотримуватися^[20]. Основою залишаються зниження ваги, рух і сон, а склад раціону підбирають так, щоб його вдавалося тримати роками.

Підсумок

Інсулін керує запасанням енергії, і його нестача, погана дія чи надлишок однаково небезпечні. Діабет 1 типу без інсуліну не лікується, при діабеті 2 типу інсулін є звичайним інструментом лікування. Препарат і схему підбирають з лікарем, місця уколів змінюють, а симптоми гіпоглікемії варто знати напам'ять і мати під рукою швидкі вуглеводи. Чутливість до інсуліну найкраще захищають помірна вага, регулярний рух і повноцінний сон.

Джерела20