Инсулин: роль в обмене углеводов

Для организма важны все вещества, поступающие из кишечника с пищей. Они участвуют в обмене веществ и выполняют определенные функции. Метаболизм углеводов контролируется рядом гормонов, основным из которых является инсулин. Это белковое соединение, которое синтезируют бета-клетки в поджелудочной железе. Влияние инсулина распространяется на большинство клеток организма. Он контролирует поступление в них глюкозы, которая доставляется в организм с питанием, а затем перерабатывается в энергию для жизнедеятельности. Ведущая роль этого гормона — контроль за постоянным уровнем сахара в крови. При недостатке глюкозы организм «голодает», но и избыточное ее количество также опасно для здоровья.

Поддержание сахара в крови
Основная функция инсулина в организме — «открывать» клетки для проникновения внутрь них глюкозы, что позволяет им полноценно работать, синтезировать энергию и усваивать необходимые для функционирования нутриенты. Инсулин выделяется из бета-клеток под действием сигналов, поступающих из тканей. Углеводы, поступающие с привычным питанием, расщепляются до простых соединений и всасываются в кишечнике, таким образом повышается сахар в крови. Для нормального функционирования тела необходимо поддержание строго заданного уровня сахара в крови, колеблющегося в физиологических пределах от 3.3 до 5.5 ммоль/л натощак и несколько выше после еды. Именно инсулин является тем физиологическим регулятором, который поддерживает сахар в крови на оптимальном уровне, переводя поступающие углеводы из плазмы внутрь клеток. Как только уровень глюкозы в плазме снижается до нормы, активное действие инсулина блокируется. При сильно выраженном снижении сахара в крови, например, когда питание длительно не поступает, включается в работу другой гормон (глюкагон), он «достает» глюкозу из резервных фондов — гликогена печени.

Нормальный обмен веществ и патологии
Если организм здоров, обмен веществ не нарушен, на фоне полноценного и рационального питания уровень глюкозы плазмы колеблется в пределах физиологических норм, что никак не влияет на здоровье и самочувствие. За счет активной работы поджелудочной железы, стимулирующейся физиологическими импульсами, количество выделяемого инсулина строго соответствует уровню углеводов плазмы. Клеткам и тканям поступает сигнал: можно израсходовать строго определенное количество глюкозы, часть ее оставить в плазме, а избыток запасти в виде гликогена в печени. Это позволяет поддерживать оптимальный обмен веществ, и организм не страдает от голода и избытка веса. Данный механизм регуляции уровня глюкозы за счет выработки инсулина кране важен для здорового обмена веществ и профилактики патологий. Избыток глюкозы крайне негативно влияет на многие органы и ткани. Особенно сильно от гипергликемии (это избыток глюкозы плазмы) страдают мелкие сосуды и почки, печень и нервы, а также головной мозг. Данное состояние можно наблюдать на примере болезни, связанной с расстройством обмена веществ — сахарного диабета. Основу его составляет проблема с выработкой инсулина или чувствительностью к нему тканей, из-за чего формируется хроническое повышение глюкозы крови (гипергликемия).

Особенности обмена углеводов в организме
Если питание содержит углеводы, они, расщепляясь в кишечнике до мелких молекул, поступают в кровоток. Клетки активно извлекают молекулы глюкозы из плазмы, и далее возможны два варианта метаболизма углеводов:
Непосредственное использование для получения энергии для тела.
Сохранение энергии про запас.
Большую часть глюкозы «складируют» мышцы и печень, превращая ее в сложные углеводы — молекулы гликогена. Хотя гликоген печени и мышц одинаковый, но легко извлечь глюкозу и направить ее обратно в плазму могут только запасные углеводы печени, если организм голодает. Гликоген в мышцах не может отдать глюкозу в плазму, она расходуется только на нужды мышечных волокон, поддерживая их работу даже при дефиците питания. Возможности запасания углеводов в области печени и мышц не безграничны, есть определенный верхний предел. В среднем, запаса гликогена хватает на активную работу организма, длящуюся около 2 часов, но расходуются эти запасные углеводы только при интенсивном обмене веществ, когда нужно много энергии. При сидении за столом, лежании или отдыхе резервы не используются.

Проблемы избыточного питания
Важно знать, что гормональный обмен — это сложная и тонко настроенная система, проблемы возможны, если питание нерациональное и сладостей с пищей поступает слишком много. Если организму нужна энергия для активности, он начинает расходовать то, чего в его организм поступает больше всего — это сахар. Когда питание содержит избыток легких углеводов (сладости, выпечка, конфеты и т.д.), именно его используют клетки для получения энергии и метаболизма, при этом жир — резервный источник энергии, не расходуется. Он начинает накапливаться, также поступая с питанием. Если гликогена в мышцах и печени в избытке, клетки печени и жировая ткань перерабатывают избыток глюкозы в жирные кислоты, из которых синтезируются триглицериды. Последние наряду с холестерином — сигнал о том, что обменные процессы организма страдают. Постепенно развивается алиментарное ожирение.

Клетки в норме обладают особой чувствительностью к инсулину, получая от него сигналы извлекать глюкозу из плазмы и запасать ее внутри себя. Но есть еще особый вариант проблемы — резистентность к инсулину. Это состояние, когда клетки становятся глухими к гормону, они не реагируют на него. Тогда, даже если инсулина много и уровень глюкозы в плазме крови также превышает норму, клетки не слышат сигналов и не усваивают глюкозу, не запасают ее и не сжигают.
Избыток глюкозы, поступающий с питанием, нужно хранить где-то в организме, ее избыточное количество внутри клеток вредно для их работы. Чтобы защитить себя от этого явления, клетки развивают резистентность к инсулину. Когда это происходит, сигналы от поджелудочной железы, производящей больше инсулина, не воспринимаются, и уровень глюкозы остается таким же опасно высоким. Развивается диабет второго типа.