Inzulin je hormon, který reguluje hladinu glukózy v krvi. Glukóza je monosacharid, tedy jednoduchý sacharid. Po jídle se komplexní sacharidy štěpí v gastrointestinálním traktu na jednoduché a vstřebávají se do krevního oběhu.
Inzulin reguluje metabolismus sacharidů a podílí se na metabolismu bílkovin a sacharidů. Díky tomuto hormonu je glukóza absorbována z krve buňkami orgánů a tkání. Jeho zbytky se ukládají v jaterních buňkách a svalech ve formě glykogenu. Jedná se o polysacharid skládající se z molekul glukózy. Jde o uloženou zásobu sacharidů, která je primárním zdrojem energie pro naše tělo. Uvolňuje se a přeměňuje na glukózu, když tělo zažívá zvýšenou potřebu energie. K tomu dochází při fyzické aktivitě, stresu, kdy se hladina glukózy v krvi snižuje v důsledku vynechávání jídel nebo kalorického deficitu.
Účast inzulinu na metabolismu proteinů spočívá v tom, že tento hormon zvyšuje syntézu nukleových kyselin a inhibuje rozklad proteinových sloučenin. Při metabolismu tuků inzulin aktivuje energetické procesy v tukových buňkách a podílí se na syntéze mastných kyselin.
Jak inzulin funguje?
Právě tento hormon reguluje distribuci energie ve formě glukózy. Podle tohoto kritéria se všechny orgány a tkáně dělí na inzulín-dependentní a non-inzulin-dependentní. Játra, svaly a tuková tkáň jsou závislé na inzulínu. Glukóza se do nich dostane pouze tehdy, když inzulin „udělí povolení" k vytvoření zásob energie. Při nedostatku kalorií, při nedostatku energie zůstává tuková tkáň a svaly bez glukózy, kterou inzulin do buněk nepustí. Je zasílán do mozku a dalších životně důležitých orgánů, které jsou na inzulínu nezávislé.
Objev inzulínu a jeho role v těle
Za produkci tohoto hormonu je zodpovědná slinivka. Hormon je produkován speciálními ß-buňkami Langerhansových ostrůvků. Inzulin je životně důležitý hormon, jehož narušená sekrece vede k vážným metabolickým problémům. Nejznámějším onemocněním, které je spojeno s poruchou inzulinové funkce slinivky břišní, je diabetes mellitus (DM).
Vůbec první popis příznaků cukrovky provedl Egypťan Imhotep v roce 2980 před naším letopočtem. Informace o cukrovce byly také nalezeny ve starověkých řeckých papyrech pocházejících z roku 1500 před naším letopočtem.
Výzkum povahy „nemoci z cukru" se provádí již mnoho let. Objev hormonu, který reguluje hladinu glukózy v krvi, patří vědci Paulu Langerhansovi. V roce 1869 objevil ve slinivce břišní skupinu buněk, které jsou zodpovědné za sekreci inzulínu. Specialista dokázal, že právě slinivka břišní má funkci regulace hladiny cukru v krvi.
V roce 1900 vědec L. V. Sobolev pokračoval ve výzkumu tohoto orgánu a zjistil, že patologické změny na Langerhansových ostrůvcích vedou k diabetes mellitus a pokud přetrvávají, nedochází k cukrovce ani v případě atrofie žlázové tkáně.
Uvolnění hormonu a objev inzulínové terapie patří kanadskému lékaři Fredericku Bantingovi. Jako první na světě izoloval z jejích buněk tzv. „pankreatický extrakt", aby jej mohl použít při léčbě cukrovky. Stalo se tak až v roce 1921. Inzulín se původně jmenoval ayletin, ale pak byl přejmenován.
Před nástupem inzulínové terapie byli lidé s cukrovkou odsouzeni k rychlé smrti. V roce 1922 byl získán lék na bázi čištěného inzulínu živočišného původu. V roce 1923 začala masová výroba tohoto léku. Umožnil lidem s diabetem uměle regulovat hladinu glukózy v krvi a vyhnout se tak smrtelným komplikacím cukrovky.
V současné době se inzulín pro diabetiky získává pomocí genetického inženýrství. Takový lék se nazývá rekombinantní. Vzniká z látky, kterou produkují kvasinkové kmeny umístěné v živném médiu. Tato metoda umožnila opustit suroviny živočišného původu a získat lék, jehož působení je identické s přirozeným inzulínem.
Sekrece inzulínu a její poruchy
Pro normální průběh metabolických procesů je důležité, aby se inzulín produkoval v potřebném objemu. Tohoto hormonu se vždy tvoří minimální množství. Hovoříme o bazální sekreci inzulínu. Po jídle a vstupu glukózy do krve dochází k aktivnímu uvolňování hormonu - tzv. prandiální vrchol. To je nezbytné, aby glukóza mohla vstoupit do buněk orgánů a tkání.
Při normální činnosti slinivky břišní probíhá produkce inzulínu po jídle ve dvou fázích. Rychlá fáze trvá 1–3 minuty, pomalá až půl hodiny.
Hladina inzulínu v krvi zdravých lidí kolísá v širokém rozmezí. Záleží na věku a fyziologickém stavu. U dětí se tato hodnota pohybuje od 3 do 20 μU/ml, u dospělých dosahuje horní hranice 25 μU/ml.
Ženy zažívají výrazné hormonální změny během těhotenství a po menopauze. Normální hladiny inzulínu se v tomto případě pohybují od 6 do 27/36 µU/ml.
Za porušení se považuje nejen snížená sekrece hormonu, ale také zvýšená. Existuje několik faktorů, kvůli kterým slinivka nemůže produkovat inzulín v požadovaném množství:
- Diabetes 1. typu. Patologický proces je způsoben autoimunitní reakcí. U lidí s tímto onemocněním jsou ß-buňky Langerhansových ostrůvků zničeny a nemohou uspokojit tělesnou potřebu hormonu.
- Pankreatitida. Zánět slinivky břišní vede k poruše sekreční funkce a nedostatku inzulínu v důsledku tkáňové fibrózy. Diabetes mellitus, který se vyvíjí s pankreatitidou, se nazývá pankreatogenní nebo diabetes 3. typu.
- Trauma, operace slinivky břišní. Způsobují poškození ostrůvkového aparátu, který produkuje inzulín.
- Zneužívání rychlých sacharidů. Nadměrný příjem glukózy z potravy způsobuje, že orgán pracuje tvrději. Postupem času to vede ke zhoršení funkce inzulínu v důsledku opotřebení slinivky břišní.
- Opojení. Alkohol, silné léky, chemické a přírodní jedy a radioaktivní látky poškozují buňky slinivky břišní.
- Inzulinom. Nádor β-buněk pankreatických ostrůvků vede k nadměrné sekreci inzulínu.
Zvýšené hladiny hormonu způsobují přetrvávající hypoglykémii. Buňky orgánů a tkání nemohou přijímat dostatek energie kvůli nízké hladině glukózy.
Inzulin pro diabetiky
Když je produkce inzulínu narušena nebo chybí, glukóza z potravy se dostává do krve, ale nemůže vstoupit do buněk tkání závislých na inzulínu, tedy svalů a tuku. Orgány nezávislé na inzulínu zároveň dostávají glukózu v přebytku, což vede k patologickým změnám. U diabetes mellitus jsou primárně postiženy cílové orgány: cévy, nervy, ledviny.
Inzulínová terapie se používá při léčbě diabetu 1. a 2. typu. U diabetu 1. typu jsou pankreatické buňky poškozeny, takže injekce léku se stávají jediným způsobem, jak kontrolovat hladinu glukózy.
U diabetu 2. typu dochází k poruchám v důsledku snížení citlivosti tkání citlivých na inzulín. Může být produkován v dostatečném množství nebo dokonce v nadbytku, ale játra, tuková a svalová tkáň přestávají vnímat účinek tohoto hormonu. Objevuje se chronická hyperglykémie – zvýšená hladina glukózy v krvi.
Zásadní roli v léčbě diabetu 2. typu hraje nízkosacharidová dieta, užívání léků na snížení hladiny cukru a zvýšení citlivosti buněk na inzulín. Inzulínové injekce pro diabetes 2. typu jsou předepisovány pacientům s progresivním onemocněním. Zpravidla k tomu dochází, když beta buňky slinivky břišní nezvládají produkci endogenního hormonu a léky snižující cukr přestávají mít účinek.
Diabetes se stává dekompenzovaný, to znamená nekontrolovaný, což je plné vážných komplikací. V tomto případě přichází na pomoc exogenní inzulín - ten, který přichází zvenčí.
Přípravky pro inzulínovou terapii
Při léčbě cukrovky se používají různé druhy inzulínových přípravků. Mají stejný účinek, ale liší se rychlostí a trváním dopadu. To je nutné, aby byla léčba více fyziologická, protože u zdravých lidí hladina inzulínu přirozeně stoupá a klesá v průběhu dne.
U cukrovky se používají čtyři typy inzulínu:
- Rychle působící lék se podává před jídlem. Účinkuje za 15 minut a zachovává si svůj účinek po dobu 3-4 hodin.
- Krátkodobě působící inzulín se také používá před jídlem. Bude fungovat za 30-60 minut. Účinek trvá 5-8 hodin.
- Intermediární inzulín účinkuje 1-2 hodiny po injekci. Účinek trvá 14-16 hodin.
- Dlouhodobě působící inzulín účinkuje dvě hodiny po injekci. Jeho účinek trvá až jeden den nebo déle.
Léčebný režim a dávkování léčiva volí ošetřující lékař na základě klinického případu. U diabetu 1. typu se obvykle používá terapie bazál-bolus inzulínem. Zahrnuje krátkodobě a rychle působící léky, které spotřebovávají cukr z každého jídla a udržují normální hladinu glukózy po celý den.