Контринсулярная регуляция

В период между едой вся кровь в организме содержит в среднем около 5 граммов глюкозы (только 1 кусочек сахара). Если ты еще растешь, это количество будет даже меньше. В то же время, кровь должна поставлять тканям организма около 10 г глюкозы каждый час. Очевидно, что если что-нибудь произойдет с поступлением глюкозы, ее запасы в организме очень быстро истощатся, приводя к тяжелому недостатку глюкозы в крови в течение часа.

У любого человека без диабета организм сам способен регулировать уровень глюкозы крови в узких пределах, в норме приблизительно между 4 и 7 ммоль/л. Если твоя глюкоза крови упадет ниже 3,5-4 ммоль/л, ты почувствуешь себя плохо. При снижении уровня глюкозы крови запускаются защитные реакции, так как твой организм изо всех сил будет стараться снабдить головной мозг небольшим оставшимся количеством глюкозы. В то время как организм попытается доставить в головной мозг последнюю глюкозу, другие клетки начнут работать экономно, уменьшая количество используемой глюкозы. Головной мозг не способен запасать глюкозу, поэтому он зависит от ее равномерного и постоянного поступления из крови. Однако, если человек не ел какое-то время, головной мозг адаптируется и использует другие источники энергии, в основном, кетоны.

В то время как гормон инсулин снижает уровень глюкозы крови, в организме существуют другие гормоны, которые могут поднимать его. Организм реагирует на низкую глюкозу крови с помощью защитной реакции, известной как контринсулярная регуляция. В процессе контринсулярной регуляции автономная нервная система кооперируется с некоторыми другими гормонами, чтобы повысить глюкозу крови. Такая защита от гипогликемии чрезвычайно важна для организма. Симптомы, ассоциированные с гипогликемией, обусловлены как реакцией головного мозга на дефицит глюкозы, так и прямым действием контринсулярных гормонов.

В целом, дети более чувствительны к гипогликемии, чем взрослые. В одном исследовании здоровых детей и подростков симптомы гипогликемии и адренергические реакции у них становились явными при глюкозе крови 3,8 ммоль/л, в то время как у взрослых они наблюдались при уровне 3,1 ммоль/л.

Откуда глюкоза поступает в вашу кровь?

• Из пищи;
• При расщеплении запасов глюкозы в виде гликогена в печени (называется гликогенолиз);
• Из белков и жиров, используемых для продукции глюкозы (называется глюконеогенез).

Действие инсулина
Инсулин вырабатывается в бета-клетках поджелудочной железы.

• Инсулин снижает глюкозу крови:
  • повышая поступление глюкозы в клетки;
  • повышая способность организма запасать глюкозу в виде гликогена в печени и мышцах;
  • снижая выработку глюкозы печенью.
• Инсулин подавляет выработку кетонов в печени. Он стимулирует утилизацию (переработку) кетонов клетками.
• Инсулин также повышает синтез белка в мышцах.
• Он повышает образование и снижает расщепление жиров в организме.

Резервы организма на период голодания и гипогликемии

• Запасы гликогена в печени расщепляются до глюкозы.
• Жир расщепляется до свободных жирных кислот, которые могут использоваться как источник энергии. Свободные жирные кислоты трансформируются в печени в кетоны. Кетоны также могут служить источником энергии, в основном для головного мозга.
• Белки мышц расщепляются, чтобы использоваться печенью для образования глюкозы.

Контринсулярные гормоны, повышающие глюкозу крови:

• Адреналин, Глюкагон:
  Повышают глюкозу крови в течение 2-4 часов после гипогликемии.
• Кортизол, Гормон роста:
  Эффект начинается через 3-4 часа и длится в течение 5-12 часов после гипогликемии.

Печень

Печень функционирует как банк глюкозы. В период изобилия глюкоза откладывается в печени, чтобы во время голода можно было использовать ее опять. Избыток глюкозы пищи сохраняется как «резерв» в печени и мышцах в виде гликогена. Инсулин необходим для транспортировки глюкозы как в клетки печени, так и в мышечные клетки.

Для повышения глюкозы крови печень может вырабатывать глюкозу также из жиров и белков (с помощью процесса, названного глюконеогенез).

Печень взрослого продуцирует около 6 г глюкозы в час в период между едой. Большая часть этой глюкозы поглощается головным мозгом, который может использовать глюкозу без помощи инсулина. Печень маленького ребенка продуцирует в шесть раз больше глюкозы при перерасчете на кг массы тела. Печень 5-летнего ребенка производит столько же глюкозы в час, сколько и взрослого. При более длительном периоде без пищи почки могут вырабатывать глюкозу тем же способом, что и печень. Последние исследования предполагают, что почки могут поставлять до 20% общей продукции глюкозы в организме после ночного периода без поступления пищи.

Люди с диабетом также могут использовать запасы гликогена при низкой глюкозе крови. Но если ты опустошишь запасы гликогена, например, во время игры в футбол, когда организму необходимо много дополнительной глюкозы, у тебя останется меньше резервов на случай любого эпизода гипогликемии, который может произойти позже, включая ночное время. Это приводит к повышенному риску гипогликемии в течение нескольких часов после физических упражнений.

Печень действует как «банк глюкозы» в вашем организме. Когда времена хорошие, т. е. в период после еды. Глюкоза откладывается в «банке печени» в виде запасов гликогена.

Когда времена тяжелые, т. е. через несколько часов днем после еды и ночью, глюкоза забирается назад из «банка печени», чтобы поддерживать достаточный уровень глюкозы крови.

Глюкагон

Днем ты обычно чувствуешь голод с интервалом около 4 часов, в то время как ночью ты можешь обходиться без пищи до 8 и даже 10 часов. Это возможно потому, что ночью под действием гормонов глюкагона и адреналина происходит расщепление гликогена печени до глюкозы. У маленьких детей запасы гликогена в печени меньше, поэтому им надо есть чаще.

Продукция глюкагона поджелудочной железой не обязательно нарушена в начальный период жизни с диабетом. Однако в течение 5 лет после диагностики способность организма секретировать достаточное количество глюкагона в ответ на гипогликемию обычно исчезает. Это происходит как у детей, так и у взрослых. Этот процесс, вероятнее, не является поздним осложнением диабета как таковым, но скорее отражает способ адаптации организма к повторным эпизодам гипогликемии. Оказывается, те индивидуумы, которые еще могут секретировать немного собственного инсулина, лучше способны отвечать секрецией глюкагона в ответ на гипогликемию («защита глюкагоном»). Результаты некоторых исследований показывают, что защита глюкагоном может быть по крайней мере частично восстановлена, если человеку с диабетом удастся какое-то время избегать гипогликемии.

У человека без диабета выработка глюкагона идет на убыль после еды, когда глюкоза крови и концентрация инсулина повышаются. Но это не происходит у человека с диабетом, даже если уровень глюкозы крови у него идет вверх. Это является следствием того, что инсулин при подкожной инъекции становится менее концентрированным к тому времени, когда он достигает альфа-клеток поджелудочной железы, выделяющих глюкагон. Поэтому дополнительно к глюкозе, которая поступила из пищи, кровь, оттекающая от печени, будет содержать глюкозу, полученную из гликогена, что также повлияет на повышение глюкозы крови после еды.

Действие глюкагона

• Глюкагон вырабатывается в альфа-клетках поджелудочной железы.
• Глюкагон повышает глюкозу крови:
  • высвобождая глюкозу из запасов гликогена в печени;
  • активируя выработку глюкозы из белков.
• Глюкагон стимулирует продукцию кетонов в печени
• Каждый человек, который получает инсулин, должен иметь набор с глюкагоном и знать, как его использовать.
• Введите глюкагон, если человек с диабетом в бессознательном состоянии, у него судороги или он не может самостоятельно есть или пить.
• Доза: 0,1-0,2 мг/10 кг массы тела (1 мг/мл раствора). Если сомневаетесь, лучше введите больше, чем меньше. Глюкагон не опасен, если его случайно передозировать.
• Действие глюкагона начинается в течение 10-15 минут.
• Действие продолжается 30-60 минут. Поешьте что-нибудь, когда почувствуете себя лучше, чтобы поддержать глюкозу крови до следующей еды. Но не ешьте слишком много сразу.
• Тошнота — это частый побочный эффект. Подождите по крайней мере 30 минут перед тем как поесть, чтобы избежать этой проблемы.
• Не вводите глюкагон повторно! Одна инъекция дает достаточный уровень глюкагона в крови.
• Потеря эффекта бывает вызвана тем, что:
  • Запасы гликогена уже истощены упражнениями, предыдущей гипогликемией, снижением поступления пищи, например, из-за болезни;
  • Глюкагону противодействуют алкоголь, высокая доза инсулина.
• Всегда берите с собой глюкагон, когда собираетесь на пикник, в пеший поход, отправляетесь в путешествие по воде или в отпуск за границу.
• У глюкагона одинаковый эффект при введении подкожно или в мышцу.

Инъекции глюкагона

Если человек с диабетом без сознания или неспособен есть или пить, ты можешь сделать ему инъекцию глюкагона, чтобы стимулировать расщепление гликогена в печени. Это повысит глюкозу крови. Инъекцию глюкагона делать не сложно. Было бы неплохо попробовать обучить этому учителя или молодежного лидера перед школьным походом или каникулами с активной физической нагрузкой.

Если тебе пришлось ввести глюкагон другому человеку, подожди 10-15 минут, пока тот очнется. Если человек остается без сознания дольше этого времени, вызови скорую помощь. Однако, если человек пришел в себя, чувствует себя хорошо и у него нормальная глюкоза крови к прибытию скорой помощи, то ему совсем не обязательно ехать в больницу.

Действие глюкагона подавляется инсулином. Это логично, если принять во внимание, что у людей без диабета никогда нет высокой концентрации обоих гормонов одновременно. Инсулин секретируется при высокой глюкозе крови, а глюкагон при низкой. Если гипогликемия вызвана слишком высокой дозой инсулина, глюкагон будет иметь меньший эффект, чем в случае низкой глюкозы вследствие недостаточной еды.

Глюкагон, жирные кислоты и кетоны

• Глюкагон стимулирует трансформацию жирных кислот в кетоны клетками печени.
• Жирные кислоты формируются при распаде жиров во время голодания клеток из-за отсутствия еды или недостатка инсулина.
• Кетоны усиливают тошноту, которая является побочным действием инъекции глюкагона.
• Кетоны можно легко определить в крови или моче при самоконтроле.

Адреналин

Адреналин — это стрессорный гормон, который секретируется в надпочечниках. Он повышает глюкозу крови, в первую очередь, расщепляя запасы гликогена в печени. Концентрация адреналина увеличивается, когда организм подвергается стрессу, при высокой температуре и ацидозе (когда кровь становится кислотной, например, при диабетическом кетоацидозе).Адреналин также снижает количество глюкозы, потребляемой клетками организма. Это может показаться тебе странным до тех пор, пока ты не вспомнишь, что во время гипогликемии действия организма направлены на сохранение всей доступной глюкозы для головного мозга.

Человеческий организм был первоначально создан для жизни в каменном веке. Если человек сталкивался с полярным медведем или мамонтом, альтернативами были только сражаться или убегать. В обоих случаях для организма была необходима дополнительная энергия в виде глюкозы. Проблема нашего современного образа жизни в том, что адреналин также секретируется, когда мы волнуемся или испуганы, однако это чаще вызвано устрашающими про­граммами по телевизору, чем действиями, которые действительно требуют дополнительного напряжения сил. Здоровый человек, у которого продукция инсулина работает как следует, не испытывает особых проблем. Однако человек с диабетом может обнаружить, что глюкоза крови при этом повысилась.

Когда у человека с диабетом развивается гипогликемия, секреция адреналина повышает глюкозу крови, стимулируя расщепление запасов гликогена в печени и одновременно вызывая дрожь, беспокойство и сердцебиение. Адреналин стимулирует также распад жировой ткани до жирных кислот, которые перерабатываются в кетоны клетками печени.

Действие адреналина

Адреналин вырабатывается в надпочечниках.

• Адреналин повышает глюкозу крови:
  • выделяя глюкозу из запасов гликогена в печени;
  • активируя выработку глюкозы из белков;
  • снижая поступление глюкозы в клетки;
  • снижая выработку инсулина (у людей без диабета).
• Адреналин вызывает такие симптомы гипогликемии, как дрожь и возбудимость.
• Он также стимулирует распад жировой ткани.

Кортизол

Кортизол — это другой важный гормон, который выделяется надпочечниками в ответ на стресс и разными механизмами влияет на процессы метаболизма. Он повышает уровень глюкозы крови, стимулируя синтез глюкозы из белков (глюконеогенез) и снижая количество глюкозы, которое поглощается и используется клетками. Кортизол также способствует распаду жировой ткани до жирных кислот, которые могут быть переработаны в кетоны.

Действие кортизола

• Кортизол вырабатывается в надпочечниках.
• Кортизол повышает глюкозу крови:
  • снижая поступление глюкозы в клетки;
  • расщепляя белки, которые могут использоваться для выработки глюкозы в печени.
• Он также стимулирует распад жировой ткани

Гормон роста

Гормон роста вырабатывается в гипофизе, который находится в основании головного мозга. В гипофизе синтезируются многие самые важные гормоны организма. Самый главный эффект гормона роста — стимулировать рост в детском и подростковом возрасте. Он увеличивает глюкозу крови за счет контринсулярного действия на поверхности клетки, таким образом, он снижает потребление глюкозы клетками. Гормон роста повышает мышечную массу и стимулирует распад жировой ткани.

Во время пубертата, когда юная личность быстро растет, секретируется огромное количество гормона роста. Это приводит к тому, что человеку требуется больше инсулина. Гормон роста выделяется в высокой концентрации ночью, что объясняет, почему подросткам часто необходима очень большая доза инсулина перед сном. Действие гормона роста, которое приводит к повышению глюкозы крови, начинается через 3-5 часов. Это является причиной высокой глюкозы крови в утренние часы, которая часто встречается у подростков, особенно с высоким гликированным гемоглобином HbAlc. Гормон роста также стимулирует продукцию кетонов, тем самым повышая риск кетоацидоза у подростков.

Действие гормона роста:

• Гормон роста продуцируется в гипофизе.
• Он стимулирует рост.
• Он повышает глюкозу крови, снижая потребление глюкозы клетками организма.
• Гормон роста расщепляет жировую ткань.
• Он повышает мышечную массу.