Insulina - normy we krwi, zasady podawania. Jaką rolę odgrywa insulina w cukrzycy?

Insulina jest lekiem z wyboru w leczeniu cukrzycy typu 1. W przypadku cukrzycy typu 2 najczęściej jest wprowadzana w drugim etapie leczenia, kiedy stosowanie doustnych leków przeciwcukrzycowych jest niewystarczające do utrzymania normoglikemii. Jaką rolę odgrywa insulina w organizmie i jakie są skutki nadmiaru lub niedoboru insuliny? Czym dysponujemy, czyli jakie rodzaje insulin są dostępne na naszym rynku?

Co to jest insulina?

Insulina jest hormonem, który jest produkowany przez komórki beta trzustki. Jej odkrycie ponad 100 lat temu w kanadyjskim laboratorium  zmieniło oblicze cukrzycy. Pierwszą insulinę podano w 1922 roku pacjentowi choremu na cukrzycę typu 1. Przed erą insuliny cukrzyca typu 1 była chorobą śmiertelną. Obecnie, m.in. dzięki insulinoterapii cukrzyca jest chorobą przewlekłą, z którą można żyć aktywnie i dożyć sędziwej starości. Przez te lata zmienił się również styl insulinoterapii. Aktualnie pacjenci mają do dyspozycji różne rodzaje insulin, o różnym czasie działania, które mogą być podawane w różnych schematach. Mówimy, że nowoczesna insulinoterapia może być „szyta na miarę”, dopasowana indywidualnie do pacjenta. 

Jakie funkcje insulina pełni w organizmie?

Insulina najczęściej kojarzona jest z przemianami węglowodanów i utrzymaniem prawidłowego poziomu cukru we krwi. Jest to jej główne zadanie, ale nie jedyne. W rzeczywistości insulina jest hormonem anabolicznym, który w sposób bezpośredni lub pośredni bierze udział w przemianach metabolicznych zarówno węglowodanów, tłuszczy i białek. Najsilniejszym bodźcem powodującym uwalnianie insuliny jest wzrost poziomu glukozy we krwi. Insulina w organizmie jest odpowiedzialna za:

• Transport glukozy do wnętrza komórek - większość komórek posiada receptory insulinowe, które są rodzajem drzwi (mówiąc w dużym uproszczeniu), przez które glukoza dostaje się do środka, a insulina jest kluczem, który te drzwi otwiera oraz aktywuje glukotransportery. Głównymi komórkami efektorowymi dla insuliny są komórki mięśniowe, wątrobowe oraz tłuszczowe. 
• Gromadzenie „zapasów” glukozy w postaci glikogenu w mięśniach i wątrobie.
• Inicjację gromadzenie trójglicerydów, wprowadzenie kwasów tłuszczowych do komórki tłuszczowej za pomocą lipazy lipoproteinowej, hamowanie lipolizy (rozkład trójglicerydów).
• Promowanie syntezy białek poprzez zwiększenie wychwytu aminokwasów przez komórki mięśni i stymulację nawodnienia oraz hamowanie procesów powodujących rozpad białek, tym samym pomagając w ich magazynowaniu, co sprzyja przyrostowi masy mięśniowej.

Konsekwencje nadmiaru i niedoboru insuliny?

Konsekwencją niedoboru insuliny są zaburzenia przemian węglowodanów, białek i tłuszczy, które mogą mieć bardzo poważne konsekwencje zdrowotne. Skutkiem niedoboru insuliny jest hiperglikemia (podwyższony poziom glukozy we krwi). Glukoza nie jest wykorzystywana jako źródło energii przez komórki, w których transport glukozy jest zależny od insuliny (wątroba, mięśnie). Uruchamiane są mechanizmy mające na celu pozyskanie energii z innych źródeł np. białek i tłuszczów. W tkance tłuszczowej dochodzi do niekontrolowanego procesu rozpadu tłuszczów do wolnych kwasów tłuszczowych (lipoliza). Zaburzeniu ulega również metabolizm białek, gdyż niedobór insuliny prowadzi do ich rozpadu. Kaskada procesów wywołana przez niedobór insuliny może przyczynić się do uszkodzenia nerek, układu nerwowego, narządu wzroku, serca i naczyń krwionośnych.

Nadmiar insuliny może być również niebezpieczny dla zdrowia. Zbyt wysokie stężenie insuliny może doprowadzić do hipoglikemii. W przypadku ciężkiej hipoglikemii, kiedy poziom glukozy we krwi spada poniżej 55 mg/dl następuje spowolnienie wszystkich reakcji organizmu, może dojść do utraty przytomności, a w skrajnych przypadkach nawet śmierci. Takie sytuacje mogą być spowodowane  błędnym podaniem zbyt wysokiej dawki insuliny. Występują również w przypadku wrodzonej hiperinsulinemii czy też w insulinomie (aktywnym hormonalnie guzie trzustki).

Nadmiar insuliny w organizmie występuje również w sytuacji istnienia oporności komórek na insulinę (pomimo wydzielania insuliny, we krwi utrzymuje się podwyższony poziom glukozy, gdyż komórki nie reagują prawidłowo na hormon). W takim przypadku trzustka zaczyna produkować więcej insuliny, aby w ten sposób “nadrobić” to, że jej wpływ na receptory insulinowe jest osłabiony, co prowadzi do rozwoju hiperinsulinemii. Ponieważ insulina jest hormonem anabolicznym, który promuje tworzenie „zapasów” w organizmie, przewlekle podwyższone stężenia insuliny prowadzą do tycia - dochodzi do rozwoju mechanizmu błędnego koła.

Kiedy należy wykonać badania poziomu insuliny?

Wykonanie pomiaru stężenia insuliny zaleca się między innymi przy:

• diagnostyce hipoglikemii 
• diagnostyce insulinooporności
• podejrzeniu guza trzustki produkującego insulinę (insulinoma)
• ocenie skuteczności leczenia po transplantacji komórek wysp trzustkowych
• w diagnostyce hormonalnej guzów wydzielających hormony prowadzące do otyłości - akromegalii czy zespołu Cushinga

Normy insuliny na czczo we krwi na czczo mogą różnić się w zależności od laboratorium. Zazwyczaj norma insuliny na czczo wynosi do 25 mIU/l, ale każdorazowo należy odnosić się do stanu klinicznego pacjenta oraz norm prezentowanych przez dane laboratorium. 

Rodzaje insulin

Wyróżniamy 3 rodzaje insulin ze względu na pochodzenie (sposób pozyskiwania):

• insuliny odzwierzęce - obecnie nie są stosowane, ale przez wiele lat wykorzystywano oczyszczone mieszanki insulin zwierzęcych; ponieważ insuliny pochodzące od zwierząt różniły się budową od insuliny ludzkiej, ich stosowanie wiązało się z odczynami alergicznymi oraz zanikiem tkanki podskórnej, poszukiwano innych rozwiązań
• insuliny ludzkie - są produkowane przez mikroorganizmy dzięki metodom inżynierii genetycznej (gen kodujący insulinę jest wbudowywany do genomu bakterii lub drożdży, które następnie produkują insulinę identyczną z ludzką)
• analogi insuliny ludzkiej - są uzyskiwane podobnie jak insuliny ludzkie metodami inżynierii genetycznej, z tym że w genie kodującym ludzką insulinę dokonywane są niewielkie zmiany w budowie tego hormonu, dzięki takim zmianom produkowane są analogi insuliny ludzkiej szybkodziałające oraz długodziałające

Obecnie stosowane są insuliny ludzkie oraz analogi insuliny ludzkiej. Możemy je podzielić ze względu na czas działania na:

• Insuliny krótkodziałające - w Polsce zarejestrowane są z tej grupy m.in.  Actrapid Penfill, Gensulin R, Humulin R, Insuman Rapid, Insuman Rapid SoloStar, Polhumin R. Ta grupa insulin zaczyna działać po ok. 30 min. od wstrzyknięcia, dlatego należy je podawać na ok. pół godziny przed posiłkiem. Ich szczyt działania występuje po 1-3 godz. od podania.
• Insuliny o pośrednim czasie działania - w tej grupie insulin na naszym rynku mamy m.in. Gensulin N, Humulin N, Insulatard Penfill, Insuman Basal, Insuman Basal SoloStar oraz Polhumin N. Insuliny te zaczynają działać po 30-90 min. od podania. Stosuje się je zwykle raz na dobę, ponieważ ich maksymalny czas działania wynosi (w zależności od leku) od 4 do 12 godz., a czas aktywności to 18-20 godz.
• Analogi insuliny szybkodziałające - dają możliwość lepszej kontroli glikemii i mniejsze ryzyko rozwoju ciężkiej hipoglikemii, a ich profil działania różni się w zależności od substancji aktywnej. Cechą wspólną tej grupy insulin jest szybszy niż w przypadku ludzkich insulin krótkodziałających początek działania, dlatego można je podawać tuż przed posiłkiem. Do analogów szybkodziałających należą:

1. aspart NovoRapid Penfill, Novo Rapid, Insulin Aspart Sanofi (substancja aktywna to aspart) - zaczynają działać już po 10-20 min. od wstrzyknięcia, a maksymalny czas działania wynosi 1-3 godz. oraz fast aspart Fiasp, której początek działania to 10 min. od podania
2. Apidra, Apidra SoloStar (substancja aktywna to gluizyna) - początek działania to 10-20 min. od wstrzyknięcia, a maksymalne działanie trwa 1 – 2 godz.; przeznaczone są do stosowania tuż przed posiłkiem lub w osobistej pompie insulinowej
3. lizpro Humalog, Insulin Lispro Sanofi, Liprolog, Liprolog Junior KwikPen, Liprolog KwikPen (substancja aktywna lizpro) – ich szybki początek działania (ok. 15 min. od wstrzyknięcia) pozwala na podawanie bezpośrednio przed posiłkiem, maksymalny czas działania wynosi 40-60 min.

• Analogi insuliny długodziałające - ta grupa insulin wolno się wchłania, ale długo działa, dzięki czemu łatwiej można osiągnąć stabilniejsze działanie leku. Wśród dostępnych w Polsce analogów długodziałających są też tzw. analogi bezszczytowe, które mają stabilne i wyrównane uwalnianie z miejsc ich podania przez cały czas. Pozwala to zapobiegać niebezpiecznym spadkom glikemii i stabilizuje wyrównanie cukrzycy. Do analogów długodziałających należą:

1. detemir Levemir – jej szczyt działania przypada na 3(4)–14 godz. od momentu podania, przy czym działania rozpoczyna się po 1,5-2 godz. od wstrzyknięcia
2. glargine Abasaglar, Lantus, Lantus SoloStar, Semglee, Toujeo - są to analogi bezszczytowne, zakres ich działania to 24 godz.
3. degludec Tresiba – analog bezszczytowy o czasie aktywności 48-72 godz.

Zasady podawania insuliny

Jak podawać insulinę prawidłowo? Insulinę podaje się podskórnie, w warstwę tkanki tłuszczowej leżącą tuż pod skórą. Do preferowanych miejsc wstrzykiwania insuliny należą brzuch, uda i pośladki. Przy wyborze miejsca wstrzyknięcia insuliny znaczenie ma grubość tkanki tłuszczowej. Im jest jej więcej, tym mniejsze prawdopodobieństwo wstrzyknięcia leku do tkanki mięśniowej. Jest to istotne, gdyż podanie insuliny domięśniowo powoduje, że szybciej dostanie się ona do krwiobiegu, co może spowodować nagły spadek cukru we krwi. Bardzo ważna jest zmiana miejsc wstrzykiwania insuliny. W ten sposób dajemy skórze czas na regenerację, dzięki czemu możemy uniknąć powstania zrostów. Najlepiej sprawdza się opracowanie własnego systemu podań i rotacji miejsc, gdzie wstrzykujemy sobie insulinę.

Kolejnym pytaniem jest jak podawać insulinę - przed czy po jedzeniu? Wszystko zależy od naszego indywidualnego schematu insulinoterapii i rodzaju insulin, jakie stosujemy. Insuliny bazowe, które służą do utrzymania prawidłowej glikemii między posiłkami oraz w nocy przyjmujemy o stałych porach - rano i/lub wieczorem (za wyjątkiem bezszczytowych analogów długodziałających, które należy podawać o dowolnej, ale stałej porze). Stosowanie insulin doposiłkowych zależy od rodzaju insuliny, gdyż mają one różny czas działania. Na przykład insuliny ludzkie krótkodziałające należy przyjmować ok. 15-30 min. przed posiłkiem. Natomiast szybkodziałające analogi należy przyjmować bezpośrednio przed posiłkiem. Na rynku dostępne są również mieszanki insulin ludzkich i analogowych. Liczba, która umieszczona jest przy nazwie konkretnej mieszanki insulinowej oznacza procentowy udział insuliny krótkodziałającej (w przypadku mieszanek insulin ludzkich) lub analogu szybkodziałającego (w przypadku mieszanek analogowych). Przykładowo mieszanka ludzka 40 zawiera 40% insuliny ludzkiej krótkodziałającej i 60% długodziałającej. Mieszanki ludzkie rozpoczynają działać po 30 min. od wstrzyknięcia, a mieszanki analogowe po 15 min. od podania. 

Bibliografia:

1. Zalecenia kliniczne dotyczące postępowania u chorych na cukrzycę 2022. Stanowisko Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego. Curr Top Diabetes, 2022; 2 (1): 1–134.
2. Rahman MS, Hossain KS, Das S, Kundu S, Adegoke EO, Rahman MA, Hannan MA, Uddin MJ, Pang MG. Role of Insulin in Health and Disease: An Update. Int J Mol Sci. 2021 Jun 15;22(12):6403. doi: 10.3390/ijms22126403. PMID: 34203830; PMCID: PMC8232639.
3. Żywienie osób z cukrzycą i chorobami towarzyszącymi. Red. A. Jeznach-Steinhagen, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2020.
4. Rachdaoui N. Insulin: The Friend and the Foe in the Development of Type 2 Diabetes Mellitus. Int J Mol Sci. 2020 Mar 5;21(5):1770. doi: 10.3390/ijms21051770. PMID: 32150819; PMCID: PMC7084909.
5. Pop-Busui R, Boulton AJ, Feldman EL, Bril V, Freeman R, Malik RA, Sosenko JM, Ziegler D. Diabetic Neuropathy: A Position Statement by the American Diabetes Association. Diabetes Care. 2017 Jan;40(1):136-154. doi: 10.2337/dc16-2042. PMID: 27999003; PMCID: PMC6977405.
6. Interna Szczeklika pod red. P. Gajewski, wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków 2017.
7. Fizjologia WF Ganong, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2009.
8. https://www.mp.pl/interna/table/B16.13.1-3.