Поджелудочная железа функционирует как железа наружной и внутренней секреции. Инкреторную функцию выполняет островковый аппарат. Островки Лан- герганса состоят из 4 типов клеток:
А (а) клетки, вырабатывающие глюкагон;
В ((3) клетки, вырабатывающие инсулин и амилин;
D (5) клетки, вырабатывающие соматостатин;
F - клетки, вырабатывающие панкреатический полипептид.
Функции панкреатического полипептида малоясны. Соматостатин, продуцируемый в периферических тканях (как указывалось выше), выполняет функции паракринного ингибитора секреции. Глюкагон и инсулин - гормоны, регулирующие уровень глюкозы в плазме крови взаимно противоположным образом (инсулин понижает, а глюкагон повышает). Недостаточность инкреторной функции поджелудочной железы проявляется симптомами дефицита инсулина (в связи с чем его принято считать основным гормоном поджелудочной железы).
Инсулин представляет собой полипептид, состоящий из двух цепочек - А и В, соединенных между собой двумя дисульфидными мостиками. Цепочка А состоит из 21 аминокислотного остатка, цепочка В - из 30. Инсулин синтезируется в аппарате Гольджи (3-клеток в виде препроинсулина и преобразуется в проинсулин, который представляет собой две цепи инсулина, и соединяющую их цепь С-бел- ка, состоящую из 35 аминокислотных остатков. После отщепления С-белка и присоединения 4 аминокислотных остатков, образуются молекулы инсулина, которые упаковываются в гранулы и подвергаются экзоцитозу. Инкреция инсулина имеет пульсирующий характер с периодом 15-30 мин. В течение суток в системный кровоток выделяется 5 мг инсулина, а всего в поджелудочной железе содержится (с учетом препроинсулина и проинсулина) 8 мг инсулина. Секреция инсулина регулируется нейрональными и гуморальными факторами. Парасимпатическая нервная система (через посредство М3-холинорецепторов) усиливает, а симпатическая нервная система (через посредство а2-адренорецепторов) угнетает выделение инсулина (3-клетками. Соматостатин, продуцируемый D-клетка- ми угнетает, а некоторые аминокислоты (фенилаланин), жирные кислоты, глюкагон, амилин и глюкоза усиливают выделение инсулина. При этом уровень глюкозы в плазме крови является определяющим фактором регуляции выделения инсулина. Глюкоза проникает в (3-клетку и запускает цепь метаболических реакций, в результате чего в (3-клетках увеличивается концентрация АТФ. Это вещество блокирует АТФ-зависимые калиевые каналы и мембрана (3-клетки приходит в состояние деполяризации. В результате деполяризации увеличивается частота открытия потенциалзависимых кальциевых каналов. Концентрация ионов кальция в Р-клетках увеличивается, что приводит к усилению экзоци- тоза инсулина.
Инсулин регулирует обмен углеводов, жиров, белков, а также рост тканей. Механизм влияния инсулина на рост тканей тот же, что и у инсулиноподобных факторов роста (см. соматотропный гормон). Влияние инсулина на обмен веществ в целом можно охарактеризовать как анаболическое (усиливается синтез белка, жиров, гликогена), при этом первоочередное значение имеет влияние инсулина на углеводный обмен.
Чрезвычайно важно отметить, что указанные в табл. 31.1 изменения обмена веществ в тканях сопровождаются снижением уровня глюкозы в плазме крови (гипогликемией). Одной из причин гипогликемии является увеличение захвата глюкозы тканями. Движение глюкозы через гистогематические барьеры осуществляется посредством облегченной диффузии (энергонезависимого транспорта по электрохимическому градиенту через специальные транспортные системы). Системы облегченной диффузии глюкозы называются GLUT. Указанные в табл. 31.1 адипоциты и волокна поперечно-полосатых мышц содержат GLUT 4, через которые глюкоза и входит в «инсулинозависимые» ткани.
Таблица 31.1. Влияние инсулина на обмен веществ
Влияние инсулина на обмен веществ осуществляется при участии специфических мембранных инсулиновых рецепторов. Они состоят из двух а- и двух р-субъединиц, при этом а-субъединицы расположены с наружной стороны мембран инсулинозависимых тканей и имеют центры связывания молекул инсулина, а р-субъединицы представляют собой трансмембранный домен с тирозин- киназной активностью и тенденцией к взаимному фосфорилированию. При связывании молекулы инсулина с а-субъединицами рецептора происходит эн- доцитоз, и димер инсулин-рецептор погружается в цитоплазму клетки. Пока молекула инсулина связана с рецептором, рецептор пребывает в активированном состоянии и стимулирует процессы фосфорилирования. После разъединения димера рецептор возвращается в мембрану, а молекула инсулина деградирует в лизосомах. Запускаемые активированными инсулиновыми рецепторами процессы фосфорилирования приводят к активации некоторых ферментов
углеводного обмена и усилению синтеза GLUT. Схематично это можно представить следующим образом (рис. 31.1):
При недостаточной продукции эндогенного инсулина возникает сахарный диабет. Его основными симптомами являются гипергликемия, глюкозурия, по- лиурия, полидипсия, кетоацидоз, ангиопатии и др.
Инсулиновая недостаточность может быть абсолютной (аутоиммунный процесс, приводящий к гибели островкового аппарата) и относительной (у пожилых и тучных людей). В связи с этим принято различать сахарный диабет 1 типа (абсолютная инсулиновая недостаточность) и сахарный диабет 2 типа (относительная инсулиновая недостаточность). При обеих формах сахарного диабета показана диета. Порядок же назначения фармакологических препаратов при разных формах диабета неодинаков.
Противодиабетические средства
Применяемые при диабете 1 типа
- Препараты инсулина (заместительная терапия)
- Синтетические противодиабетические средства
- Препараты инсулина Препараты инсулина
Препараты инсулина могут производиться из поджелудочных желез убойного скота - это бычий (говяжий) и свиной инсулин. Кроме того, существует генно- инженерный способ получения человеческого инсулина. Препараты инсулина, получаемые из поджелудочных желез убойного скота, могут содержать примеси проинсулина, С-белка, глюкагона, соматостатина. Современные технологии по
зволяют получать высокоочищенные (монокомпонентные), кристаллизованные и монопиковые (хроматографически очищенные с выделением «пика» инсулина) препараты.
Активность препаратов инсулина определяется биологическим путем и выражается в единицах действия. Применяется инсулин только парентерально (подкожно, внутримышечно и внутривенно), поскольку, являясь пептидом, разрушается в ЖКТ. Подвергаясь протеолизу в системном кровотоке, инсулин имеет невысокую продолжительность действия, в связи с чем были созданы препараты инсулина пролонгированного действия. Их получают методом преципитации инсулина с протамином (иногда в присутствии ионов Zn, для стабилизации пространственной структуры молекул инсулина). В результате получается либо аморфный солид, либо относительно малорастворимые кристаллы. При введении под кожу такие формы обеспечивают эффект депо, медленно высвобождая инсулин в системный кровоток. С физико-химической точки зрения пролонгированные формы инсулина являются суспензиями, что служит препятствием к их внутривенному введению. Одним из недостатков пролонгированных форм инсулина является длительный латентный период, поэтому иногда их комбинируют с не- пролонгированными препаратами инсулина. Такая комбинация обеспечивает быстрое развитие эффекта и его достаточную продолжительность.
Препараты инсулина классифицируют по продолжительности действия (основной параметр):
- Инсулин быстрого действия (начало действия обычно через 30 мин; максимум действия через 1,5-2 ч, общая продолжительность действия 4-6 ч).
- Инсулин длительного действия (начало через 4-8 ч, пик спустя 8-18 ч, общая продолжительность 20-30 ч).
- Инсулин средней длительности действия (начало через 1,5-2 ч, пик спустя
- 12 ч, общая продолжительность 8-12 ч).
- Инсулин средней длительности действия в комбинациях.
Побочные эффекты. В настоящее время в медицинской практике применяются либо генно-инженерные человеческие инсулины, либо высокоочищенные свиные. В связи с этим осложнения инсулинотерапии встречаются относительно редко. Возможны аллергические реакции, липодистрофии на месте инъекций. При введении слишком высоких доз инсулина или при недостаточном поступлении алиментарных углеводов может развиться чрезмерная гипогликемия. Ее крайним вариантом является гипогликемическая кома с потерей сознания, судорогами и явлениями сердечно-сосудистой недостаточности. При гипогликемической коме больному следует вводить внутривенно 40% раствор глюкозы в количестве 20-40 (но не более 100) мл.
Поскольку препараты инсулина применяются пожизненно, следует иметь в виду, что их гипогликемическое действие может изменяться другими препаратами. Усиливают гипогликемическое действие инсулина: а-адреноблокаторы, Р-адреноблокаторы, тетрациклины, салицилаты, дизопирамид, анаболические стероиды, сульфаниламиды. Ослабляют гипогликемическое действие инсулина: p-адреномиметики, симпатомиметики, глюкокортикостероиды, тиазидные диуретики.
Противопоказания: заболевания, протекающие с гипогликемией, острые заболевания печени и поджелудочной железы, декомпенсированные пороки сердца.
Препараты генно-инженерного инсулина человека
Актрапид НМ - раствор биосинтетического человеческого инсулина короткого и быстрого действия во флаконах по 10 мл (1 мл раствора содержит 40 или 100 ME инсулина). Может выпускаться в картриджах (Актрапид НМ Пен- филл) для использования в инсулиновой шприц-ручке Ново-Пен. В каждом картридже 1,5 или 3 мл раствора. Гипогликемическое действие развивается через 30 мин, достигает максимума через 1-3 ч и длится 8 ч.
Изофан-инсулин НМ - нейтральная суспензия генно-инженерного инсулина средней продолжительности действия. Флаконы по 10 мл суспензии (40 ME в 1 мл). Гипогликемическое действие начинается через 1-2 ч, достигает максимума через 6-12 ч, продолжается 18-24 ч.
Монотард НМ - составная суспензия цинк-инсулина человека (содержит 30% аморфного и 70% кристаллического цинк-инсулина. Флаконы по 10 мл суспензии (40 или 100 ME в 1 мл). Гипогликемическое действие начинается через
- ч, достигает максимума через 7-15 ч, продолжается 24 ч.
Препараты свиного инсулина
Инсулин нейтрал для инъекций (ИнсулинС,АктрапидМС) - нейтральный раствор монопикового или монокомпонентного свиного инсулина короткого и быстрого действия. Флаконы по 5 и 10 мл (1 мл раствора содержит 40 или 100 ME инсулина). Гипогликемическое действие начинается через 20- 30 мин после подкожного введения, достигает максимума через 1-3 ч и длится 6- 8 ч. Для систематического лечения вводят под кожу, за 15 мин до еды, начальная доза - от 8 до 24 ME (ЕД), высшая разовая доза - 40 ЕД. Для купирования диабетической комы вводят внутривенно.
Инсулин изофан - монопиковый монокомпонентный свиной изофан протамин инсулин. Гипогликемическое действие начинается через 1-3 ч, достигает максимума через 3-18 ч, продолжается около 24 ч. Наиболее часто используется как компонент комбинированных препаратов с короткодействующим инсулином.
Инсулин Ленте СПП - нейтральная составная суспензия монопикового или монокомпонентного свиного инсулина (содержит 30% аморфного и 70% кристаллического цинк-инсулина). Флаконы по 10 мл суспензии (40 ME в 1 мл). Гипогликемическое действие начинается через 1-3 ч после подкожного введения, достигает максимума через 7-15 ч, продолжается 24 ч.
Монотард МС - нейтральная составная суспензия монопикового или монокомпонентного свиного инсулина (содержит 30% аморфного и 70% кристаллического цинк-инсулина). Флаконы по 10 мл суспензии (40 или 100 ME в 1 мл). Гипогликемическое действие начинается через 2,5 ч, достигает максимума через 7-15 ч, продолжается 24 ч.
ПРЕПАРАТЫ ГОРМОНОВ И ИХ АНАЛОГОВ. Часть 1
Гормоны - это химические субстанции, являющиеся биологически активными веществами, продуцируемые железами внутренней секреции, поступающие в кровь и действующие на органы или ткани-мишени.
Термин "гормон" происходит от греческого слова "hormao" - возбуждать, заставлять, побуждать к активности. В настоящее время удалось расшифровать структуру большинства гормонов и синтезировать их.
По химическому строению гормональные препараты, как и гормоны классифицируются:
а) гормоны белковой и пептидной структуры (препараты гормонов гипоталамуса, гипофиза, паращитовидной и поджелудочной желез, кальцитонин);
б) производные аминокислот (йодсодержащие производные тиронина - препараты гормонов щитовидной железы, мозгового слоя надпочечников) ;
в) стероидные соединения (препараты гормонов коры надпочечников и половых желез) .
В целом, эндокринология сегодня изучает уже более 100 химических веществ, синтезируемых в различных органах и системах организма специализированными клетками.
Различают следующие виды гормональной фармакотерапии:
1) заместительная терапия (например, введение инсулина больным сахарным диабетом);
2) ингибирующая, угнетающая терапия с целью подавления продукции собственных гормонов при их избытке (например, при тиреотоксикозе);
3) симтоматическая терапия, когда у больного никаких гормональных нарушений в принципе нет, а гормоны врач назначает по другим показаниям - при тяжелом течении ревматизма (как противовоспалительные средства), тяжелые воспалительные заболевания глаз, кожи, аллергические заболевания и т. д.
РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА ГОРМОНОВ В ОРГАНИЗМЕ
Эндокринная система вместе с ЦНС и иммунной и под их влиянием регулируют гомеостаз организма. Взаимосвязь ЦНС и эндокринной системы осуществляется через гипоталамус, нейросекреторные клетки которого (реагирующие на ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин) синтезируют и выделяют различные рилизинг-факторы и их ингибиторы, так называемые либерины и статины, усиливающие или блокирующие высвобождение соответствующих тропных гормонов из передней доли гипофиза (то есть аденогипофиза). Таким образом, рилизинг-факторы гипоталамуса, воздействуя на аденогипофиз, изменяют синтез и выделение гормонов последнего. В свою очередь, гормоны передней доли гипофиза стимулируют синтез и выделение гормонов органов-мишеней.
В аденогипофизе (передней доле) синтезируются соответственно следующие гормоны:
Адренокортикотропный (АКТГ);
Соматотропный (СТГ);
Фолликулостимулирующий и лютеотропный гормоны (ФСГ, ЛТГ);
Тиреотропный гормон (ТТГ).
В отсутствии гормонов аденогипофиза железы-мишени не только прекращают функционировать, но и атрофируются. Напротив, при повышении в крови уровня гормонов, выделяемых железами-мишенями, изменяется скорость синтеза рилизинг - факторов в гипоталамусе и снижается чувствительность к ним гипофиза, что ведет к снижению секреции соответствующих тропных гормонов аденогипофиза. С другой стороны, при снижении в плазме крови уровня гормонов желез-мишеней, усиливается выделение рилизинг-фактора и соответствующего тропного гормона. Таким образом, продукция гормонов регулируется по принципу обратной связи: чем меньше концентрация гормонов желез-мишеней в крови, тем больше выработка гормонов-регуляторов гипоталамуса и гормонов передней доли гипофиза. Об этом очень важно помнить при проведении гормональной терапии, так как гормональные препараты в организме больного тормозят синтез его собственных гормонов. В этой связи, назначая гормональные препараты, следует произвести полную оценку состояния больного во избежание непоправимых ошибок.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ (ПРЕПАРАТОВ)
Гормоны, в зависимости от химического строения, могут оказывать действие на генетический материал клетки (на ДНК ядра), или на специфические рецепторы, расположенные на поверхности клетки, на ее мембране, где они нарушают активность аденилатциклазы или изменяют проницаемость клетки для мелких молекул (глюкозы, кальция), что ведет к изменению функционального состояния клеток.
Стероидные гормоны, связавшись с рецептором, мигрируют в ядро, связываются со специфическими участками хроматина и, таким образом, увеличивают скорость синтеза специфической м-РНК в цитоплазму, где увеличивается скорость синтеза специфического белка, например, фермента.
Катехоламины, полипептиды, белковые гормоны изменяют активность аденилатциклазы, повышают содержание цАМФ, в резултате чего меняется активность ферментов, мембранная проницаемость клеток и пр.
ПРЕПАРАТЫ ГОРМОНОВ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
В поджелудочной железе человека, преимущественно в хвостовой ее части, содержится примерно 2 млн. островков Лангерганса, составляющих 1% от ее массы. Островки состоят из альфа-, бета- и дельта-клеток, вырабатывающих соответственно глюкагон, инсулин и соматостатин (ингибирующий секрецию гормона роста).
В данной лекции нас интересует секрет бета-клеток островков Лангерганса - ИНСУЛИН, так как в настоящее время препараты инсулина являются ведущими противодиабетическими средствами.
Инсулин впервые был выделен в 1921 году Banting, Best - за что они в 1923 году получили Нобелевскую премию. Изолирован инсулин в кристаллической форме в 1930 году (Abel).
В норме инсулин является основным регулятором уровня глюкозы в крови. Даже небольшое повышение содержания глюкозы в крови вызывает секрецию инсулина и стимулирует его дальнейший синтез бета-клетками.
Механизм действия инсулина связан с тем, что гомон усиливает усвоение тканями глюкозы и способствует ее превращению в гликоген. Инсулин, повышая проницаемость мембран клеток для глюкозы и снижая тканевой порог к ней, облегчает проникновение глюкозы в клетки. Помимо стимуляции транспорта глюкозы в клетку, инсулин стимулирует транспорт в клетку аминокислот и калия.
Клетки очень хорошо проницаемы для глюкозы; в них инсулин увеличивает концентрацию глюкокиназы и гликогенсинтетазы, что приводит к накоплению и откладыванию глюкозы в печени в виде гликогена. Помимо гепатоцитов, депо гликогена являются также клетки поперечно-полосатой мускулатуры.
При недостатке инсулина глюкоза не будет в должной мере усваиваться тканями, что выразится гипергликемией, а при очень высоких цифрах глюкозы в крови (более 180 мг/л) и глюкозурией (сахар в моче). Отсюда и латинское название сахарного диабета: "Diabetеs mellitus" (сахарное мочеизнурение).
Потребность тканей в глюкозе различна. В ряде тканей - головной мозг, клетки зрительного эпителия, семяпродуцирующий эпителий - образование энергии происходит только за счет глюкозы. В других тканях для выработки энергии, помимо глюкозы, могут использоваться жирные кислоты.
При сахарном диабете возникает ситуация, при которой среди "изобилия" (гипергликемия) клетки испытывают "голод".
В организме больного, помимо углеводного обмена, извращаются и другие виды обмена. При дефиците инсулина наблюдается отрицательный азотистый баланс, когда аминокислоты преимущественно используются в глюконеогенезе, этом расточительном превращении аминокислот в глюкозу, когда из 100 г белка образуется 56 г глюкозы.
Жировой обмен также нарушен, и это, прежде всего, связано с повышением в крови уровня свободных жирных кислот (СЖК), из которых образуются кетоновые тела (ацетоуксусная кислота). Накопление последних ведет к кетоацидозу вплоть до комы (кома - крайняя степень нарушения метаболизма при сахарном диабете). Кроме того, в этих условиях развивается резистентность клеток к инсулину.
По данным ВОЗ, в настоящее время число больных сахарным диабетом на планете достигло 1 млрд. человек. По смертности диабет занимает третье место после сердечно-сосудистой патологии и злокачественных новообразований, поэтому сахарный диабет - острейшая медико-социальная проблема, требующая чрезвычайных мер для решения.
По современной классификации ВОЗ популяция больных сахарным диабетом делится на два основных типа:
1. Инсулинзависимый сахарный диабет (ранее называвшийся юношеским) - ИЗСД (СД-I) развивается в результате прогрессирующей гибели бета-клеток, а значит связан с недостаточностью секреции инсулина. Этот тип дебютирует в возрасте до 30 лет и связан с мультифакториальным типом наследования, так как ассоциируется с наличием ряда генов гистосовместимости первого и второго классов, например, HLA-DR4 и
HLA-DR3. Лица с наличием обоих антигенов -DR4 и
DR3 подвержены наибольшему риску развития инсулинзависимого сахарного диабета.
Доля больных инсулинзависимым сахарным диабетом составляет 15-20% от общего числа.
2. Инсулиннезависимый сахарный диабет - ИНЗСД - (СД-II). Эта форма диабета называется диабетом взрослых, так как дебютирует обычно после 40 лет.
Развитие этого типа сахарного диабета не связано с главной системой гистосовместимости человека. У больных этим типом диабета в поджелудочной железе обнаружено нормальное или умеренно сниженное количество инсулинпродуцирующих клеток и в настоящее время считается, что ИНСД развивается в результате сочетания резистентности к инсулину и функционального нарушения способности бета-клеток больного секретировать компенсаторное количество инсулина. Доля больных этой формой диабета составляет 80-85%.
Помимо двух основных типов выделяют:
3. Сахарный диабет, связанный с недостаточностью питания.
4. Вторичный, симптоматический сахарный диабет (эндокринного генеза: зоб, акромегалия, заболевания поджелудочной железы).
5. Диабет беременных.
В настоящее время сложилась определенная методология, то есть система принципов и взглядов на лечение больных сахарным диабетом, ключевыми из которых являются:
1) компенсация дефицита инсулина;
2) коррекция гормонально-метаболических нарушений;
3) коррекция и профилактика ранних и поздних осложнений.
Согласно последним принципам лечения, главными методами терапии больных сахарным диабетом остаются следующие три традиционных компонента:
2) препараты инсулина для больных инсулинзависимым сахарным диабетом;
3) сахароснижающие пероральные средства для больных инсулиннезависимым сахарным диабетом.
Кроме того, важным является соблюдение режима и степени физических нагрузок. Среди фармакологических средств, используемых для лечения больных сахарным диабетом, имеются две основные группы препаратов:
I. Препараты инсулина.
II. Синтетические пероральные (таблетированные) противодиабетические средства.
Гормон – химическая субстанция, которая является биологически активным веществом, вырабатывается железами внутренней секреции, поступает в кровоток, оказывает воздействие на ткани и органы. На сегодня ученые смогли расшифровать структуру основной массы гормональных веществ, научились их синтезировать.
Без гормонов поджелудочной железы невозможны процессы диссимиляции и ассимиляции, синтез этих веществ осуществляют инкреторные части органа. При нарушении работы железы человек страдает от множества неприятных заболеваний.
Панкреатическая железа является ключевым органом пищеварительной системы, она выполняет инкреторную и экскреторную функцию. Она продуцирует гормоны и ферменты, без которых не удается поддерживать биохимическое равновесие в организме.
Поджелудочная железа состоит из двух типов тканей, за выделение панкреатических ферментов отвечает секреторная часть, соединенная с двенадцатиперстной кишкой. Наиболее важными ферментами следует назвать липазу, амилазу, трипсин и химотрипсин. Если наблюдается недостаточность, назначают ферментные препараты поджелудочной железы, применение зависит от степени тяжести нарушения.
Выработка гормонов обеспечивается островковыми клетками, инкреторная часть занимает не более 3% от всей массы органа. Островки Лангерганса продуцируют вещества, регулирующие обменные процессы:
- липидный;
- углеводный;
- белковый.
Эндокринные нарушения в поджелудочной железе становятся причиной развития ряда опасных заболеваний, при гипофункции диагностируют сахарный диабет, глюкозурию, полиурию, при гиперфункции человек страдает гипогликемией, ожирением различной степени тяжести. Проблемы с гормонами также возникают, если женщина длительное время принимает противозачаточные средства.
Гормоны поджелудочной железы
Ученые выделили следующие гормоны, которые секретирует поджелудочная железа: инсулин, панкреатический полипептид, глюкагон, гастрин, калликреин, липокаин, амилин, ваготинин. Все они вырабатываются островковыми клетками и необходимы для регуляции обмена веществ.
Основным гормоном поджелудочной является инсулин, он синтезируется из предшественника проинсулина, в его структуру входит около 51 аминокислот.
Нормальная концентрация веществ в организме человека старше 18 лет – от 3 до 25 мкЕД/мл крови.При острой недостаточности инсулина развивается заболевание сахарный диабет.
Благодаря инсулину запускается трансформация глюкозы в гликоген, биосинтез гормонов пищеварительного тракта удерживается под контролем, начинается образование триглицеридов, высших жирных кислот.
Кроме этого, инсулин снижает уровень вредного холестерола в кровотоке, становясь профилактическим средством против атеросклероза сосудов. Дополнительно улучшается транспортировка к клеткам:
- аминокислот;
- макроэлементов;
- микроэлементов.
Инсулин способствует биосинтезу белка на рибосомах, угнетает процесс преобразования сахара из неуглеводных веществ, понижает концентрацию кетоновых тел в крови и моче человека, снижает проницаемость клеточных мембран для глюкозы.
Инсулиновый гормон способен в разы усиливать трансформацию углеводов в жиры с последующим депонированием, отвечает за стимуляцию рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислот, повышает запас гликогена, скапливаемого в печени, мышечной ткани.Ключевым регулятором синтеза инсулина становится глюкозы, но в тоже время вещество никак не влияет на секрецию гормона.
Продуцирование гормонов поджелудочной железы контролируются соединениями:
- норадреналин;
- соматостатин;
- адреналин;
- кортикотропин;
- соматотропин;
- глюкокортикоиды.
При условии ранней диагностики нарушений обменных процессов и сахарного диабета, адекватной терапии удается облегчить состояние человека.
При чрезмерном выделении инсулина мужчинам грозит импотенция, у пациентов любого пола возникают проблемы со зрением, астма, бронхит, гипертоническая болезнь, преждевременное облысение, повышается вероятность инфаркта миокарда, атеросклероза, акне и перхоти.
Если инсулина вырабатывается слишком много, страдает и сама поджелудочная железа, она обрастает жиром.
Инсулин, глюкагон
Уровень сахара
Чтобы привести к норме обменные процессы в организме требуется принимать препараты гормонов поджелудочной железы. Их следуетиспользовать строго по назначению эндокринолога.
Классификация препаратов гормонов поджелудочной железы: короткого действия, средней продолжительности, длительного действия.Врач может назначать определенный вид инсулина или рекомендовать их сочетание.
Показанием к назначению инсулина короткого срока действия становится сахарный диабет и чрезмерное количество сахара в кровотоке, когда таблетки сахарозаменителя не помогают. К таким средствам относят средства Инсуман, Рапид, Инсуман-Рап, Актрапид, Хомо-Рап-40, Хумулин.
Также врач предложит больному инсулины среднего срока действия: Мини Ленте-МК, Хомофан, Семилонг-МК, Семиленте-МС. Существуют также фармакологические средства длительного действия: Супер Ленте-МК, Ультраленте, Ультратард-НМ.Инсулинотерапия, как правило, пожизненная.
Глюкагон
Этот гормон входит в список веществ полипептидной природы, в составе имеется порядка 29 различных аминокислот, в организме здорового человека уровень глюкагона колеблется в промежутке от 25 до 125 пг/мл крови. Он считается физиологическим антагонистом инсулина.
Гормональные препараты поджелудочной железы, имеющие в составе животный или , стабилизируют показатели моносахаридов в крови. Глюкагон:
- секретируется поджелудочной железой;
- положительно сказывается на организме в целом;
- повышает выделение катехоламинов надпочечниками.
Глюкагон способен усиливать кровообращение в почках, активировать обмен веществ, удерживать под контролем преобразование неуглеводных продуктов в сахар, усиливать показатели гликемии благодаря расщеплению гликогена печенью.
Вещество стимулирует глюконеогенез, в большом количестве имеет влияние на концентрацию электролитов, обладает спазмолитическим действием, понижает показатели кальция и фосфора, запускает процесс распада жиров.
Для биосинтеза глюкагона потребуется вмешательство инсулина, секретина, панкреозимина, гастрина и соматотропина. Чтобы выделился глюкагон, должно осуществляться нормальное поступление протеинов, жиров, пептидов, углеводов и аминокислот.
Соматостатин, вазоинтенсивный пептид, панкреатический полипептид
Соматостатин
Соматостатин является уникальным веществом, он вырабатываетсядельта-клетками поджелудочной железы и гипоталамусом.
Гормон необходим для угнетения биологического синтеза панкреатических энзимов, понижения уровня глюкагона, ингибирования активности гормональных соединений и гормона серотонин.
Без соматостатина невозможно адекватное всасывание моносахаридов из тонкой кишки в кровоток, понизить выделение гастрина, затормаживание тока крови в брюшной полости, перистальтики пищеварительного тракта.
Вазоинтенсивный пептид
Данный нейропептидный гормон выделяется клетками различных органов: спиной и головной мозг, тонкий отдел кишечника, поджелудочная железа. Уровень вещества в кровотоке довольно низкий, почти не изменяется и после еды. К главным функциям гормона относят:
- активизация кровообращения в кишечнике;
- затормаживание выделения соляной кислоты;
- ускорение выведения желчи;
- угнетение всасывания воды кишечником.
Помимо этого, отмечается стимуляциясоматостатина, глюкагона и инсулина, запуск выработки пепсиногена в клетках желудка. При наличии воспалительного процесса в поджелудочной железе начинается нарушение продуцирования нейропептидного гормона.
Еще одно вещество, продуцируемое железой, это панкреатический полипептид, однако его влияние на организм на сегодня еще не изучено в полной мере. Физиологическая концентрация в кровотоке здорового человека может варьироваться от 60 до 80 пг/мл, чрезмерная продукция говорит о развитии новообразований в инкреторной части органа.
Амилин, липокаин, калликреин, ваготонин, гастрин, центроптеин
Оптимизировать количество моносахаридов помогает гормон амилин, он предупреждает поступление в кровоток повышенного количества глюкозы. Роль вещества проявляется угнетением аппетита (анорексическое действие), купированием выработки глюкагона, стимуляцией образования соматостатина, понижением веса.
Липокаин принимает участие в активизации фосфолипидов, окислении жирных кислот, усиливает эффект липотропных соединений, становится мерой профилактики жировой дистрофии печени.
Гормон калликреин вырабатывается поджелудочной железой, но в ней пребывает в неактивном состоянии, он начинает работать только после попадания в двенадцатиперстную кишку. Он понижает уровень гликемии, сбивает давление. Для стимуляции гидролиза гликогена в печени и мышечной ткани вырабатывается гормон ваготонин.
Гастрин секретируется клетками железы, слизистой оболочкой желудка, гормоноподобное соединение увеличивает кислотность , запускает образование протеолитического фермента пепсина, приводит к норме пищеварительный процесс. Он также активизирует выработку кишечных пептидов, среди которых секретин, соматостатин, холецистокинин. Они важны для осуществления кишечной фазы пищеварения.
Вещество центроптеин белковой природы:
- возбуждает дыхательный центр;
- расширяет просвет в бронхах;
- улучшает взаимодействие кислорода с гемоглобином;
- хорошо справляется с гипоксией.
По этой причине недостаточность центроптеина нередко связана с панкреатитом и эректильной дисфункцией у мужчин. С каждым годом на рынке появляются все новые и новые препараты гормонов поджелудочной железы, проводится их презентация, что позволяет проще решать подобные нарушения, а противопоказаний у них все меньше.
Гормонам поджелудочной железы отведена ключевая роль в регулировании жизнедеятельности организма, поэтому необходимо иметь представление о строении органа, бережно относиться к своему здоровью, прислушиваться к самочувствию.
О лечении панкреатита рассказано в видео в этой статье.
Препараты гормонов поджелудочной железы
В поджелудочной железе человека, преимущественно в хвостовой ее части, содержится примерно 2 млн. островков Лангерганса, составляющих 1% от ее массы. Островки состоят из a-, b- и l-клеток, вырабатывающих соответственно глюкагон, инсулин и соматостатин (ингибирующий секрецию гормона роста).
В данной лекции нас интересует секрет b-клеток островков Лангерганса - ИНСУЛИН, так как в настоящее время препараты инсулина являются ведущими противодиабетическими средствами.
Инсулин впервые был выделен в 1921 году Banting, Best - за что они в 1923 году получили Нобелевскую премию. Изолирован инсулин в кристаллической форме в 1930 году (Abel).
В норме инсулин является основным регулятором уровня глюкозы в крови. Даже небольшое повышение содержания глюкозы в крови вызывает секрецию инсулина и стимулирует его дальнейший синтез b-клетками.
Механизм действия инсулина связан с тем, что гомон усиливает усвоение тканями глюкозы и способствует ее превращению в гликоген. Инсулин, повышая проницаемость мембран клеток для глюкозы и снижая тканевой порог к ней, облегчает проникновение глюкозы в клетки. Помимо стимуляции транспорта глюкозы в клетку, инсулин стимулирует транспорт в клетку аминокислот и калия.
Клетки очень хорошо проницаемы для глюкозы; в них инсулин увеличивает концентрацию глюкокиназы и гликогенсинтетазы, что приводит к накоплению и откладыванию глюкозы в печени в виде гликогена. Помимо гепатоцитов, депо гликогена являются также клетки поперечно-полосатой мускулатуры.
При недостатке инсулина глюкоза не будет в должной мере усваиваться тканями, что выразится гипергликемией, а при очень высоких цифрах глюкозы в крови (более 180 мг/л) и глюкозурией (сахар в моче). Отсюда и латинское название сахарного диабета: "Diabetеs mellitus" (сахарное мочеизнурение).
Потребность тканей в глюкозе различна. В ряде тканей
Головной мозг, клетки зрительного эпителия, семяпродуцирующий эпителий - образование энергии происходит только за счет глюкозы. В других тканях для выработки энергии, помимо глюкозы, могут использоваться жирные кислоты.
При сахарном диабете (СД) возникает ситуация, при которой среди "изобилия" (гипергликемия) клетки испытывают "голод".
В организме больного, помимо углеводного обмена, извращаются и другие виды обмена. При дефиците инсулина наблюдается отрицательный азотистый баланс, когда аминокислоты преимущественно используются в глюконеогенезе, этом расточительном превращении аминокислот в глюкозу, когда из 100 г белка образуется 56 г глюкозы.
Жировой обмен также нарушен, и это, прежде всего, связано с повышением в крови уровня свободных жирных кислот (СЖК), из которых образуются кетоновые тела (ацетоуксусная кислота). Накопление последних ведет к кетоацидозу вплоть до комы (кома - крайняя степень нарушения метаболизма при СД). Кроме того, в этих условиях развивается резистентность клеток к инсулину.
По данным ВОЗ, в настоящее время число больных СД на планете достигло 1 млрд. человек. По смертности диабет занимает третье место после сердечно-сосудистой патологии и злокачественных новообразований, поэтому СД - острейшая медико-социальная проблема, требующая чрезвычайных мер для решения.
По современной классификации ВОЗ популяция больных СД делится на два основных типа
1. Инсулинзависимый сахарный диабет (ранее называвшийся юношеским) - ИЗСД (СД-I) развивается в результате прогрессирующей гибели b-клеток, а значит связан с недостаточностью секреции инсулина. Этот тип дебютирует в возрасте до 30 лет и связан с мультифакториальным типом наследования, так как ассоциируется с наличием ряда генов гистосовместимости первого и второго классов, например, HLA-DR4 и HLA-DR3. Лица с наличием обоих антигенов -DR4 и -DR3 подвержены наибольшему риску развития ИЗСД. Доля больных ИЗСД составляет 15-20% от общего числа.
2. Инсулиннезависимый сахарный диабет - ИНЗСД (СД-II). Эта форма диабета называется диабетом взрослых, так как дебютирует обычно после 40 лет.
Развитие этого типа СД не связано с главной системой гистосовместимости человека. У больных этим типом диабета в поджелудочной железе обнаружено нормальное или умеренно сниженное количество инсулинпродуцирующих клеток и в настоящее время считается, что ИНСД развивается в результате сочетания резистентности к инсулину и функционального нарушения способности b-клеток больного секретировать компенсаторное количество инсулина. Доля больных этой формой диабета составляет 80-85%.
Помимо двух основных типов выделяют:
3. СД, связанный с недостаточностью питания.
4. Вторичный, симптоматический СД (эндокринного генеза: зоб, акромегалия, заболевания поджелудочной железы).
5. Диабет беременных.
В настоящее время сложилась определенная методология, то есть система принципов и взглядов на лечение больных СД, ключевыми из которых являются:
1) компенсация дефицита инсулина;
2) коррекция гормонально-метаболических нарушений;
3) коррекция и профилактика ранних и поздних осложнений.
Согласно последним принципам лечения, главными методами терапии больных СД остаются следующие три традиционных компонента:
2) препараты инсулина для больных ИЗСД;
3) сахароснижающие пероральные средства для больных ИНЗСД.
Кроме того, важным является соблюдение режима и степени физических нагрузок. Среди фармакологических средств, используемых для лечения больных СД, имеются две основные группы препаратов:
I. Препараты инсулина.
II. Синтетические пероральные (таблетированные) противодиабетические средства.
Основные гормоны поджелудочной железы:
· инсулин (нормальная концентрация в крови у здорового человека 3-25 мкЕд/мл, у детей 3-20 мкЕд/мл, у беременных и пожилых людей 6-27 мкЕд/мл);
· глюкагон (концентрация в плазме 27-120 пг/мл);
· с-пептид (нормальный уровень 0,5-3,0 нг/мл);
· панкреатический полипептид (уровень ПП в сыворотке натощак 80 пг/мл);
· гастрин (норма от 0 до 200 пг/мл в сыворотки крови);
· амилин;
Основная функция инсулина в организме состоит в снижении уровня сахара в крови. Это происходит за счет одновременного действия по нескольким направлениям. Инсулин приостанавливает образование в печени глюкозы, повышая количество сахара, усвоенного тканями нашего организма за счет проницаемости клеточных мембран. И одновременно этот гормон приостанавливает распад глюкагона, который входит в полимерную цепочку, состоящую из молекул глюкозы.
За выработку глюкагона отвечают альфа-клетки островков Лангерганса. Глюкагон отвечает за увеличение содержания глюкозы в кровяном русле путем стимулирования образования ее в печени. Кроме этого, глюкагон способствует расщеплению липидов в жировой ткани.
Гормон роста соматотропин повышает активность альфа-клеток. В противоположность этому гормон дельта-клетки – соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона, так как он блокирует вхождение в альфа-клетки ионов Ca, которые необходимы для образования и секреции глюкагона.
Физиологическое значение липокаина . Он способствует утилизации жиров за счет стимуляции образования липидов и окисления жирных кислот в печени, он предотвращает жировое перерождение печени.
Функции ваготонина – повышение тонуса блуждающих нервов, усиление их активности.
Функции центропнеина – возбуждение дыхательного центра, содействие расслаблению гладкой мускулатуры бронхов, повышение способности гемоглобина связывать кислород, улучшение транспорта кислорода.
В поджелудочной железе человека, преимущественно в хвостовой ее части, содержится примерно 2 млн. островков Лангерганса, составляющих 1% от ее массы. Островки состоят из альфа-, бета- и дельта-клеток, вырабатывающих соответственно глюкагон, инсулин и соматостатин (ингибирующий секрецию гормона роста).
Инсулин в норме является основным регулятором уровня глюкозы в крови. Даже небольшое повышение содержания глюкозы в крови вызывает секрецию инсулина и стимулирует его дальнейший синтез бета-клетками.
Механизм действия инсулина связан с тем, что гомон усиливает усвоение тканями глюкозы и способствует ее превращению в гликоген. Инсулин, повышая проницаемость мембран клеток для глюкозы и снижая тканевой порог к ней, облегчает проникновение глюкозы в клетки. Помимо стимуляции транспорта глюкозы в клетку, инсулин стимулирует транспорт в клетку аминокислот и калия.
Клетки очень хорошо проницаемы для глюкозы; в них инсулин увеличивает концентрацию глюкокиназы и гликогенсинтетазы, что приводит к накоплению и откладыванию глюкозы в печени в виде гликогена. Помимо гепатоцитов, депо гликогена являются также клетки поперечно-полосатой мускулатуры.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕПАРАТОВ ИНСУЛИНА
Все препараты инсулина, выпускаемые мировыми фармацевтическими фирмами, различаются в основном по трем основным признакам:
1) по происхождению;
2) по скорости наступления эффектов и их продолжительности;
3) по способу очистки и степени чистоты препаратов.
I. По происхождению различают:
а) природные (биосинтетические), естественные, препараты инсулинов, изготавливаемые из поджелудочных желез крупного рогатого скота, например, инсулин ленте GPP, ультраленте МС а чаще свиней (например, актрапид, инсулрап СПП, монотард МС, семиленте и др.);
б) синтетические или, более точно, видоспецифические, человеческие инсулины. Эти препараты получают с помощью методов генной инженерии путем ДНК-рекомбинантной технологии, а потому чаще всего их называют ДНК-рекомбинантными препаратами инсулина (актрапид НМ, хомофан, изофан НМ, хумулин, ультратард НМ, монотард НМ и др.).
III. По скорости наступления эффектов и их продолжительности различают:
а) препараты быстрого короткого действия (актрапид, актрапид МС, актрапид НМ, инсулрап, хоморап 40, инсуман рапид и др.). Начало действия этих препаратов - через 15-30 минут, длительность действия составляет 6-8 часов;
б) препараты средней продолжительности действия (начало действия через 1-2 часа, общая продолжительность эффекта - 12-16 часов); - семиленте МС; - хумулин Н, хумулин ленте, хомофан; - ленте, ленте МС, монотард МС (2-4 часа и 20-24 часов соответственно); - илетин I НПХ, илетин II НПХ;- инсулонг СПП, инсулин ленте GPP, SPP и др.
в) препараты средней продолжительности в смеси с инсулином короткого действия: (начало действия 30 минут; длительность - от 10 до 24 часов);
Актрафан НМ;
Хумулин М-1; М-2; М-3; М-4 (продолжительность действия до 12-16 часов);
Инсуман комб. 15/85; 25/75; 50/50 (действует в течение 10-16 часов).
г) препараты длительного действия:
Ультраленте, ультраленте МС, ультраленте НМ (до 28 часов);
Инсулин суперленте СПП (до 28 часов);
Хумулин ультраленте, ультратард НМ (до 24-28 часов).
АКТРАПИД, получаемый из бета-клеток островков поджелудочной железы свиньи, выпускается как официнальный препарат во флаконах по 10 мл, чаще всего с активностью по 40 ЕД в 1 мл. Вводят его парентерально, чаще всего под кожу. Этот препарат оказывает быстрое сахаропонижающее действие. Эффект развивается через 15-20 минут, а пик действия отмечается через 2-4 часа. Общая продолжительность сахароснижающего влияния - 6-8 часов у взрослых, а у детей до 8-10 часов.
Достоинства препаратов инсулина быстрого короткого действия (актрапида):
1) действуют быстро;
2) дают физиологический пик концентрации в крови;
3) действуют кратковременно.
Показания для использования препаратов инсулина быстрого короткого действия:
1. Лечение больных инсулинзависимым сахарным диабетом. Препарат вводят под кожу.
2. При самых тяжелых формах инсулиннезависимого сахарного диабета у взрослых.
3. При диабетической (гипергликемической) коме. В этом случае препараты вводят как под кожу, так и в вену.
ПРОТИВОДИАБЕТИЧЕСКИЕ (ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИЕ) ПЕРОРАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Стимулирующие секрецию эндогенного инсулина (препараты сульфонилмочевины):
1. Препараты первой генерации:
а) хлорпропамид (син.: диабинез, катанил и др.);
б) букарбан (син.: оранил и др.);
в) бутамид (син.: орабет и др.);
г) толиназе.
2. Препараты второй генерации:
а) глибенкламид (син.: манинил, орамид и др.);
б) глипизид (син.: минидиаб, глибинез);
в) гликвидон (син.: глюренорм);
г) гликлазид (син.: предиан, диабетон).
II. Влияющие на метаболизм и всасывание глюкозы (бигуаниды):
а) буформин (глибутид, адебит, силубин ретард, диметил бигуанид);
б) метформин (глиформин). III. Замедляющие всасывание глюкозы:
а) глюкобай (акарбоза);
б) гуарем (гуаровая смола).
БУТАМИД (Butamidum; вып. в таб. по 0, 25 и 0, 5) - препарат первой генерации, производное сульфонилмочевины. Механизм его действия связывают со стимулирующим действием на бета-клетки поджелудочной железы и усиленной секрецией ими инсулина. Начало действия через 30 минут, его продолжительность - 12 часов. Назначают препарат 1-2 раза в сутки. Выделяется бутамид почками. У этого препарата хорошая переносимость.
Побочные эффекты:
1. Диспепсия. 2. Аллергия. 3. Лейкоцитопения, тромбоцитопения. 4. Гепатотоксичность. 5. Возможно развитие толерантности.
БИГУАНИДЫ - производные гуанидина. Наиболее известны два препарата:
Буформин (глибутид, адебит);
Метформин.
ГЛИБУТИД (Glibutidum; вып. в таб. по 0, 05)
1) способствует поглощению глюкозы мышцами, в которых накапливается молочная кислота; 2) увеличивает липолиз; 3) снижает аппетит и массу тела; 4) нормализует белковый обмен (в этой связи препарат назначают при излишнем весе).
Наиболее часто они применяются у больных СД-II, сопровождающимся ожирением.
