Insulin

Insulin là gì?

Insulin là một hormone quan trọng được sản xuất bởi tuyến tụy, đóng vai trò then chốt trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu. Insulin hoạt động như một chiếc chìa khóa, cho phép glucose từ máu đi vào tế bào để tạo ra năng lượng. Theo Liên đoàn Đái tháo đường Thế giới (IDF), năm 2021, có khoảng 537 triệu người trưởng thành (20-79 tuổi) trên toàn thế giới mắc bệnh đái tháo đường, cho thấy tầm quan trọng thiết yếu của insulin trong việc duy trì sức khỏe cộng đồng.

Tổng quan về Insulin

Cấu trúc

Insulin là một protein nhỏ, có cấu trúc polypeptide, bao gồm hai chuỗi axit amin: chuỗi A và chuỗi B. Chuỗi A có 21 axit amin và chuỗi B có 30 axit amin. Hai chuỗi này được liên kết với nhau bởi hai cầu disulfide, và một cầu disulfide khác nằm trong chuỗi A. Cấu trúc không gian ba chiều phức tạp này rất quan trọng cho hoạt động sinh học của insulin.

Nguồn gốc

Insulin được sản xuất trong tuyến tụy bởi các tế bào beta, nằm trong các tiểu đảo Langerhans. Các tiểu đảo Langerhans là những cụm tế bào nội tiết nhỏ rải rác khắp tuyến tụy. Khi lượng đường trong máu tăng lên, chẳng hạn như sau bữa ăn, các tế bào beta sẽ được kích thích để giải phóng insulin vào máu. Quá trình tổng hợp insulin bắt đầu từ tiền chất proinsulin, sau đó proinsulin được xử lý để tạo thành insulin hoạt động và C-peptide, cả hai đều được lưu trữ trong các hạt tiết trong tế bào beta và giải phóng cùng nhau.

Cơ chế

Cơ chế hoạt động chính của insulin là giảm lượng đường trong máu bằng cách tăng cường hấp thu glucose vào tế bào và ức chế sản xuất glucose ở gan. Khi insulin được giải phóng vào máu, nó sẽ gắn vào các thụ thể insulin trên bề mặt tế bào, đặc biệt là trên tế bào cơ, tế bào mỡ và tế bào gan. Sự gắn kết này kích hoạt một loạt các tín hiệu nội bào, dẫn đến việc di chuyển các chất vận chuyển glucose GLUT4 đến màng tế bào, cho phép glucose đi vào tế bào. Ở gan, insulin thúc đẩy quá trình tổng hợp glycogen (dạng dự trữ glucose) và ức chế quá trình tân tạo glucose (sản xuất glucose từ các nguồn không phải carbohydrate), giúp giảm lượng glucose giải phóng vào máu.

Chức năng của Insulin

Chức năng chính của insulin là điều hòa lượng đường trong máu, đảm bảo cơ thể có đủ năng lượng để hoạt động mà không gây ra các vấn đề sức khỏe do đường huyết cao hoặc thấp. Insulin đóng vai trò trung tâm trong việc duy trì sự cân bằng nội môi glucose, rất quan trọng cho chức năng của tất cả các cơ quan và tế bào trong cơ thể.

Điều hòa đường huyết

Insulin hoạt động như một hormone hạ đường huyết, giúp giảm nồng độ glucose trong máu khi nó tăng cao sau bữa ăn. Nó thúc đẩy sự hấp thu glucose vào các tế bào cơ, mỡ và gan để sử dụng hoặc dự trữ. Ở cơ bắp và gan, glucose được chuyển đổi thành glycogen để dự trữ năng lượng. Ở mô mỡ, glucose được chuyển đổi thành chất béo trung tính để dự trữ năng lượng lâu dài. Đồng thời, insulin ức chế sự phân hủy glycogen thành glucose (glycogenolysis) và quá trình tân tạo glucose ở gan, ngăn chặn việc giải phóng thêm glucose vào máu.

Ảnh hưởng đến sức khỏe

Mức insulin bình thường trong cơ thể dao động tùy thuộc vào thời điểm trong ngày và bữa ăn, nhưng thường nằm trong khoảng từ 5 đến 20 μU/mL (microunits trên mililit) khi đói. Sự cân bằng insulin rất quan trọng để duy trì sức khỏe. Cả tình trạng insulin quá cao và quá thấp đều có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

Bình thường với bất thường

Các bệnh lý liên quan

• Đái tháo đường type 2: Đây là bệnh lý phổ biến nhất liên quan đến insulin, đặc trưng bởi tình trạng kháng insulin, khi các tế bào trở nên kém nhạy cảm với insulin. Ban đầu, tuyến tụy có thể sản xuất nhiều insulin hơn để bù đắp (cường insulin), nhưng theo thời gian, khả năng sản xuất insulin suy giảm, dẫn đến thiếu insulin tương đối và tăng đường huyết. Nguyên nhân chủ yếu do lối sống ít vận động, chế độ ăn uống không lành mạnh và yếu tố di truyền. Hậu quả lâu dài bao gồm tổn thương mạch máu, thần kinh, thận, mắt và tim mạch.
• Đái tháo đường type 1: Đây là một bệnh tự miễn, trong đó hệ thống miễn dịch của cơ thể tấn công và phá hủy các tế bào beta sản xuất insulin ở tuyến tụy. Kết quả là cơ thể không sản xuất đủ insulin, hoặc không sản xuất insulin. Nguyên nhân chính xác chưa được biết rõ, nhưng yếu tố di truyền và môi trường có thể đóng vai trò. Hậu quả là tăng đường huyết nghiêm trọng, cần phải điều trị bằng insulin suốt đời để duy trì sự sống.
• Hạ đường huyết (Hypoglycemia): Tình trạng lượng đường trong máu xuống quá thấp, thường do dùng quá nhiều insulin hoặc thuốc hạ đường huyết, bỏ bữa ăn, hoặc tập thể dục quá sức. Triệu chứng có thể từ nhẹ (run rẩy, đổ mồ hôi, đói) đến nặng (lú lẫn, co giật, mất ý thức). Hạ đường huyết nghiêm trọng có thể nguy hiểm đến tính mạng nếu không được điều trị kịp thời.
• Hội chứng chuyển hóa: Một nhóm các tình trạng xảy ra cùng nhau, làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim, đột quỵ và đái tháo đường type 2. Kháng insulin thường là yếu tố trung tâm của hội chứng chuyển hóa, kết hợp với béo phì bụng, tăng huyết áp, rối loạn lipid máu (cholesterol cao và triglyceride cao). Nguyên nhân chủ yếu liên quan đến lối sống không lành mạnh và béo phì.
• Kháng insulin: Tình trạng các tế bào cơ, mỡ và gan không đáp ứng đúng cách với insulin. Để bù đắp, tuyến tụy sản xuất nhiều insulin hơn, dẫn đến cường insulin. Kháng insulin có thể là tiền đề cho bệnh đái tháo đường type 2 và hội chứng chuyển hóa. Nguyên nhân thường gặp là béo phì, ít vận động và yếu tố di truyền.

Chẩn đoán và điều trị khi bất thường

Các phương pháp chẩn đoán

• Xét nghiệm đường huyết lúc đói (Fasting blood glucose test): Đo lượng đường trong máu sau khi nhịn ăn ít nhất 8 giờ. Đây là xét nghiệm sàng lọc đái tháo đường phổ biến.
• Nghiệm pháp dung nạp glucose đường uống (Oral glucose tolerance test – OGTT): Đo lượng đường trong máu trước và sau khi uống một lượng glucose nhất định. OGTT được sử dụng để chẩn đoán đái tháo đường thai kỳ và tiền đái tháo đường.
• Xét nghiệm HbA1c: Đo tỷ lệ hemoglobin glycosylated, phản ánh mức đường huyết trung bình trong 2-3 tháng gần đây. HbA1c giúp đánh giá kiểm soát đường huyết lâu dài và chẩn đoán đái tháo đường.
• Xét nghiệm insulin máu (Insulin level test): Đo nồng độ insulin trong máu. Xét nghiệm này có thể được sử dụng để đánh giá tình trạng kháng insulin, cường insulin, hoặc để phân loại các loại đái tháo đường khác nhau.

Các phương pháp điều trị

• Liệu pháp insulin (Insulin therapy): Sử dụng insulin tiêm để thay thế insulin mà cơ thể không sản xuất được hoặc sản xuất không đủ. Đây là phương pháp điều trị bắt buộc cho bệnh đái tháo đường type 1 và thường được sử dụng trong bệnh đái tháo đường type 2 khi các phương pháp khác không đủ hiệu quả.
• Thuốc uống hạ đường huyết (Oral hypoglycemic medications): Các loại thuốc uống giúp cải thiện độ nhạy insulin, tăng cường sản xuất insulin, hoặc giảm hấp thu glucose từ ruột. Sử dụng chủ yếu trong điều trị đái tháo đường type 2.
• Thay đổi chế độ ăn uống (Dietary changes): Áp dụng chế độ ăn uống cân bằng, lành mạnh, kiểm soát lượng carbohydrate, tăng cường chất xơ, và giảm chất béo bão hòa và chất béo chuyển hóa. Chế độ ăn uống đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát đường huyết cho cả bệnh đái tháo đường type 1 và type 2.
• Tập thể dục (Exercise): Vận động thể chất thường xuyên giúp cải thiện độ nhạy insulin, giảm cân, và kiểm soát đường huyết. Tập thể dục là một phần quan trọng của lối sống lành mạnh cho người bệnh đái tháo đường và người có nguy cơ mắc bệnh.

Liên kết với các bộ phận khác trong cơ thể

Gan

Insulin có mối liên kết chặt chẽ với gan. Gan là cơ quan chính chịu trách nhiệm điều chỉnh sản xuất và lưu trữ glucose. Insulin tác động lên gan bằng cách kích thích quá trình tổng hợp glycogen (dự trữ glucose) và ức chế quá trình tân tạo glucose (sản xuất glucose mới). Khi nồng độ insulin cao, gan sẽ hấp thụ glucose từ máu và lưu trữ nó dưới dạng glycogen. Ngược lại, khi nồng độ insulin thấp, gan sẽ giải phóng glucose vào máu để duy trì đường huyết ổn định. Sự rối loạn chức năng gan hoặc kháng insulin ở gan đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của bệnh đái tháo đường type 2.

Cơ bắp

Cơ bắp là một trong những mô chính chịu trách nhiệm hấp thụ glucose dưới tác động của insulin. Khi insulin liên kết với thụ thể trên tế bào cơ, nó kích hoạt việc di chuyển các chất vận chuyển glucose GLUT4 đến màng tế bào, giúp glucose từ máu đi vào tế bào cơ để cung cấp năng lượng hoặc dự trữ dưới dạng glycogen cơ. Hoạt động thể chất làm tăng độ nhạy insulin của cơ bắp, cải thiện khả năng hấp thụ glucose và kiểm soát đường huyết.

Mô mỡ

Mô mỡ cũng chịu ảnh hưởng lớn của insulin. Insulin thúc đẩy quá trình hấp thụ glucose vào tế bào mỡ và chuyển đổi glucose thành chất béo trung tính để dự trữ năng lượng. Đồng thời, insulin ức chế quá trình phân hủy chất béo (lipolysis) trong mô mỡ, giảm giải phóng axit béo tự do vào máu. Trong tình trạng kháng insulin, mô mỡ có thể trở nên kém nhạy cảm với insulin, dẫn đến rối loạn chuyển hóa lipid và góp phần vào sự phát triển của hội chứng chuyển hóa.

Mọi người cũng hỏi

Insulin hoạt động như thế nào trong cơ thể?

Insulin hoạt động như một hormone hạ đường huyết, được sản xuất bởi tuyến tụy để điều chỉnh lượng đường trong máu. Khi bạn ăn, lượng đường trong máu tăng lên, kích thích tuyến tụy giải phóng insulin. Insulin sau đó hoạt động như một chiếc “chìa khóa”, cho phép glucose từ máu đi vào các tế bào cơ, mỡ và gan để tạo ra năng lượng hoặc được dự trữ. Insulin cũng ức chế gan sản xuất thêm glucose, giúp duy trì mức đường huyết ổn định. Nếu không có đủ insulin hoặc nếu cơ thể kháng insulin, glucose không thể đi vào tế bào hiệu quả, dẫn đến tăng đường huyết, gây ra bệnh đái tháo đường và các biến chứng sức khỏe khác.

Điều gì xảy ra khi insulin quá cao?

Khi insulin quá cao trong máu (cường insulin hoặc hyperinsulinemia), có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe. Tình trạng này thường là dấu hiệu của kháng insulin, khi các tế bào của cơ thể không còn đáp ứng tốt với insulin. Để bù đắp, tuyến tụy sản xuất nhiều insulin hơn để cố gắng duy trì đường huyết bình thường. Cường insulin có thể gây tăng cân, tăng nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường type 2, bệnh tim mạch, và một số loại ung thư. Ngoài ra, cường insulin có thể gây hạ đường huyết phản ứng (reactive hypoglycemia) sau bữa ăn, do sự giảm đường huyết quá mức sau khi insulin tăng vọt.

Insulin được sản xuất ở đâu trong cơ thể?

Insulin được sản xuất trong tuyến tụy, một cơ quan nằm phía sau dạ dày. Trong tuyến tụy, insulin được sản xuất bởi các tế bào beta, nằm trong các cụm tế bào gọi là tiểu đảo Langerhans. Các tiểu đảo Langerhans chiếm khoảng 1-2% tổng khối lượng tuyến tụy và chứa các loại tế bào nội tiết khác nhau, nhưng tế bào beta là tế bào chính sản xuất insulin. Khi lượng đường trong máu tăng, các tế bào beta sẽ nhận tín hiệu và giải phóng insulin vào máu để giúp điều chỉnh đường huyết.

Những dấu hiệu cảnh báo sớm của bệnh tiểu đường là gì?

Các dấu hiệu cảnh báo sớm của bệnh tiểu đường có thể bao gồm: Khát nước nhiều hơn bình thường (do cơ thể cố gắng đào thải lượng đường dư thừa qua nước tiểu), đi tiểu thường xuyên hơn, đặc biệt là vào ban đêm, cảm thấy rất đói ngay cả sau khi ăn, giảm cân không rõ nguyên nhân (đặc biệt trong bệnh tiểu đường type 1), mệt mỏi, mờ mắt (do đường huyết cao ảnh hưởng đến thủy tinh thể của mắt), vết thương chậm lành, và nhiễm trùng thường xuyên (do đường huyết cao làm suy yếu hệ miễn dịch). Nếu bạn gặp bất kỳ dấu hiệu nào trong số này, đặc biệt nếu có nhiều dấu hiệu cùng lúc, nên đi khám bác sĩ để được kiểm tra và chẩn đoán sớm.

Làm thế nào để kiểm soát insulin một cách tự nhiên?

Có nhiều cách để kiểm soát insulin một cách tự nhiên, chủ yếu thông qua lối sống và chế độ ăn uống. Ăn một chế độ ăn uống cân bằng và lành mạnh, giàu chất xơ, rau xanh, trái cây, protein nạc và ngũ cốc nguyên hạt, hạn chế đồ ngọt, đồ uống có đường và thực phẩm chế biến sẵn. Tập thể dục thường xuyên giúp cải thiện độ nhạy insulin và giảm kháng insulin. Duy trì cân nặng hợp lý hoặc giảm cân nếu thừa cân hoặc béo phì. Ngủ đủ giấc và giảm căng thẳng cũng quan trọng, vì thiếu ngủ và căng thẳng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ nhạy insulin. Một số thực phẩm và chất bổ sung có thể hỗ trợ kiểm soát đường huyết, nhưng nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng.

Insulin có vai trò gì trong bệnh tiểu đường loại 2?

Trong bệnh tiểu đường loại 2, vai trò của insulin rất phức tạp và thay đổi theo tiến triển của bệnh. Ban đầu, bệnh tiểu đường loại 2 thường bắt đầu với tình trạng kháng insulin, khi các tế bào cơ thể không còn đáp ứng hiệu quả với insulin. Để bù đắp, tuyến tụy sản xuất nhiều insulin hơn (giai đoạn cường insulin). Tuy nhiên, theo thời gian, tuyến tụy có thể trở nên kiệt sức và khả năng sản xuất insulin suy giảm, dẫn đến thiếu insulin tương đối. Do đó, trong giai đoạn đầu của bệnh tiểu đường loại 2, vấn đề chính là kháng insulin, trong khi ở giai đoạn muộn hơn, cả kháng insulin và thiếu insulin đều góp phần vào tăng đường huyết. Điều trị bệnh tiểu đường loại 2 thường tập trung vào cải thiện độ nhạy insulin (ví dụ, thông qua chế độ ăn uống và tập thể dục) và/hoặc bổ sung insulin khi cần thiết.

Tài liệu tham khảo về Insulin

• American Diabetes Association (ADA)
• National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK)
• World Health Organization (WHO) – Diabetes section
• Sách giáo khoa về Nội tiết học (Endocrinology textbooks)
• Sách giáo khoa về Sinh lý học (Physiology textbooks)
• Nghiên cứu khoa học được công bố trên các tạp chí y khoa uy tín như “Diabetes,” “The Lancet Diabetes & Endocrinology,” “New England Journal of Medicine,” “JAMA.”