Какой орган вырабатывает инсулин? Процесс и влияние на организм

С помощью инсулина выполняется одна из самых важных функций в нашем организме — регуляторная. Это вещество метаболизирует глюкозу при превышении концентрации 100 мг\дц.

Сахар нейтрализуется и трансформируется в молекулы гликогена, которые после всех процессов превращения отправляются в мышечные, печеночные и жировые ткани. А где вырабатывается это важное для человека вещество? Каков механизм синтеза инсулина?

Где проходит выработка инсулина

Инсулин вырабатывается в одном из органов эндокринной системы — поджелудочной железе. Она считается второй по размеру в организме (первая — пищеварительная, которая находится в полостном отделе брюшины сзади желудка). Состоит этот орган из трех частей:

• Голова;
• Тело;
• Хвост.

Голова у поджелудочной немного утолщенная, она находится справа от срединной линии и охватывается телом двенадцатиперстной кишки. Тело, которое так же называют основной частью, имеет призмоподобную трехгранную форму. Тело железы постепенно переходит в хвостовое отделение.

Экзокринное действие заключается в выбросе протеазы, амилазы и липазы по многочисленным протокам прямо в полость поджелудочной железы. Экзокринная составляющая занимает большую часть площади поджелудочной железы.

На часть, где секретируется инсулин, приходится буквально около 5% площади. В какой из частей происходит синтез? Вот это самое интересное: по всему периметру органа разбросаны клеточные скопления. Научно они называются панкреатическими островками или островками Лангерганса. Их открыл немецкий ученый в 19 веке, теория о выработке инсулина именно этими составляющими поджелудочной была подтверждена ученым из СССР Леонидом Соболевым.

Таких панкреатических островков миллионы, они все рассредоточены по железе. Масса всех таких скоплений составляет всего около 2 грамм. В каждом из них содержатся разные типы клеток: А, В, D, РР. Каждый из типов производит гормональные вещества, которые контролируют течение обменных процессов всех питательных веществ, поступающих в организм.

B-клетки поджелудочной железы

Именно в них и происходит синтезирование инсулина. О сути биосинтеза этого вещества спорят очень многие генные инженеры, биологи и биохимики. Но никто из представителей научной сферы пока до конца знает, как B-клетки производят инсулин. Если в ученые смогут понять все тонкости и сам механизм выработки, люди смогут влиять на эти процессы и поборят такие заболевания как инсулинрезистентность и разные типы сахарного диабета.

В данных видах клеток вырабатывается два вида гормонов. Первый — более древний, единственная важность его для организма состоит в том, что под его действием вырабатывается такое вещество как проинсулин.

Специалисты считают, что он является предшественником уже знакомого нам инсулина.

Второй гормон прошел разные эволюционные трансформации и является более усовершенствованным аналогом первого типа гормона, это и есть инсулин. Ученые предполагают, что он вырабатывается по следующей схеме:

1. Инсулиновое вещество синтезируется в В-клетках в результате посттрансляционной модификации. Оттуда он поступает в составляющие комплекса Гольджи. В этой органелле инсулин поддается дополнительным обработкам.
2. Как известно, в структурах комплекса Гольджи происходит синтезирование и накопление разнообразных соединений. Там же отщепляется С-пептид под влиянием ферментов разного вида.
3. После всех этих этапов образуется дееспособный инсулин.
4. Далее происходит упаковка белкового гормона в специальные секреторные гранулки. В них вещество копится и сохраняется.
5. Когда концентрация сахара становится выше допустимых норм инсулин начинает высвобождаться и действовать.

Регуляция продуцирования инсулина зависит от глюкозосенсорной системы В-клеток, она обеспечивает пропорциональность между концентрацией глюкозы в крови и инсулиновым синтезом. Если человек ест пищу, в которой очень много углеводов, должно высвобождаться очень много инсулина, который должен работать в интенсивном темпе. Постепенно способность к синтезу инсулина в панкреатических островках ослабевает. Поэтому когда продуктивность работы поджелудочной железы падает параллельно увеличивается и уровень сахара в крови. Логично, что сниженной выработке инсулина больше всего подвержены люди старше 40 лет.

Влияние на обменные процессы

Как же происходит нейтрализирование молекул сахара с помощью инсулина? Этот процесс производится в несколько этапов:

• Стимуляция транспорта сахара сквозь мембраны — активизируются белки-переносчики, которые захватывают больше глюкозы и переправляют её;
• В клетку поступает больше углеводов;
• Трансформация сахара в молекулы гликогена;
• Переправление этих молекул в другие ткани.

Для людей и животных организмов такие гликогеновые молекулы являются базовым энергетическим источником. Обычно в здоровом организме гликоген пускается в расход только после того как другие доступные энергетические источники истощены.

В тех же панкреатических островках происходит выработка полного антагониста инсулина — глюкагона. Под его воздействием расщепляются гликогеновые молекулы, которые превращаются в глюкозу. Помимо таких эффектов инсулин оказывает анаболическое и антикатаболическое воздействие на организм.

Если один активизирует обменные процессы, другой тормозит их ход. Таким образом поддерживается гомеостаз в организме.

Какие болезни может вызвать нарушенная выработка инсулина

В-клетки имеют компенсаторный эффект и почти всегда вырабатывают больше инсулина, чем нужно организму. Но даже это чрезмерное количество поглощается организмом, если человек потребляет сладости и мучное. Существуют некоторые болезни, связанные с дисбалансом инсулина. Первая категория патологий включает в себя заболевания на почве увеличенной выработки вещества:

• Инсулинома. Так называется доброкачественное образование, которое состоит из В-клеток. Такая опухоль сопровождается такими же симптомами, что и гипогликемические состояния.
• Инсулиновый шок. Это термин, обозначающий комплекс симптомов, появляющихся при передозировке инсулином. Кстати, раньше инсулиновые шоки применялись в психиатрии в целях борьбы с шизофренией.
• Синдром Сомоджи — хроническая инсулиновая передозировка.

 

Во вторую категорию входят те дисфункции, причиной который является недостаток инсулина или нарушение его усваиваемости. В первую очередь это сахарный диабет 1 типа. Это эндокринная болезнь, которая связана с нарушением усваивания сахара. Поджелудочная железа секретирует недостаточное количество инсулина. На фоне торможения углеводного обмена у пациента ухудшается общее самочувствие. Эта патология опасна тем, что увеличивает риск появления болезней сердечно-сосудистой системы.

Так же у человека может появиться диабет 2 типа. Это заболевание немного отличается по специфике течения. При начальных стадиях этого заболевания поджелудочная продуцирует достаточное количество инсулина. При этом организм по некоторым причинам становится инсулинрезистентным, то есть нечувствительным к действию этого гормона. Когда болезнь прогрессирует, синтез инсулина в железе начинает подавляться и в итоге его становится недостаточно.

Как искусственно восстанавливают уровень гормона

Восстановить работу панкреатических островков медики пока физически не могут.

В этих целях используют животный и синтетический инсулины. Инсулинотерапия считается основным методом восстановления баланса вещества при диабете, иногда она сопровождается заместительной гормональной терапией. Снижение концентрации этого вещества используют специальную низкоуглеводную диету.

Вывод

Инсулин — сложное соединение белковой природы, которое регулирует много обменных процессов в организме.

Основная его функция — поддержание оптимального баланса саха в крови. Он вырабатывается в такой составляющей поджелудочной железы как панкреатические островки. Нарушения баланса этого вещества могут привести к ряду патологий.