Поджелудочная железа позвоночных содержит, в дополнении к зимогенным клеткам, секретирующих пищеварительные ферменты, группы эндокринных клеток – «островки Лангерганса». Некоторые из этих клеток (клетки B или бета) секретируют гормон - инсулин, недостаточность продукции которого вызывает сахарный диабет.

     Инсулин представляет собой молекулу полипептида, состоящую из двух цепочек аминокислот, цепи А из 21 аминокислоты, содержащей внутрицепочечную дисульфидную связь (S ― S―), и цепи В из 30 аминокислот. Две цепи связаны двумя другими дисульфидными связями, разрушение которых нарушает активность молекулы. Считается, что молекула сначала появляется в B-клетке как одноцепочечное соединение - проинсулин , который впоследствии разрушается в результате катализируемой ферментами реакции с образованием двух цепей активного гормона.

    Инъекция инсулина снижает уровень сахара в крови, но этот, так называемый, гипогликемический эффект лишь одно из проявлений обширного влияния инсулина на накопление и мобилизацию энергии, направленную на такие мишени, как мышцы, жировые ткани и печень. 

   В-клетки островков Лангерганса через отрицательную обратную связь напрямую реагируют на уровень глюкозы в крови, которая достигает этих клеток; то есть повышение уровня глюкозы в крови выше нормального уровня (от 80 до 100 миллиграммов на 100 миллилитров у людей) вызывает усиленный синтез и высвобождение инсулина, в результате чего уровень глюкозы в крови падает. Как следствие, снижается скорость выхода инсулина. Однако это только часть сложного гормонального механизма, регулирующего углеводный обмен. Другой фактор - гормон глюкагон , который секретируется в островках Лангерганса клетками второго типа, клетками A (альфа или A2 ), также принимает участие в регуляции углеводного обмена.

    Эритроциты (RBC), лейкоциты (WBC) и тромбоциты (PLT) независимо связаны с моделью оценки гомеостаза (HOMA-β) при преддиабете и сахарном диабете 2 типа (T2DM), поэтому можно предполагать  что параметры общего анализа крови (CBC) по сути представляют функцию бета-клеток поджелудочной железы (BCF) при предиабете и T2DM.

    Значения RBC и WBC увеличивается при более высоких уровнях гипергликемии, в то время как RDW выше при предиабете, чем при T2DM. HOMA-β в значительной степени связан с RDW, WBC , PLT после поправки на потенциальные искажающие факторы, такие как возраст, пол, окружность талии (WC) и HbA1c, но эта связь между параметрами CBC и HOMA-IR исчезает после поправки на искажающие факторы (Eun- Hee Nah et.al., 2022).

Эритроциты

     Гиперинсулинемия оказывает влияние на эритропоэз посредством различных механизмов (Kurtz A, et.al., 1983).  Рецептор инсулина в эритропоэтических клетках человека позволяет предположить, что инсулин можно считать кофактором эритропоэза (Aoki I., et.al., 1994). Кроме того, инсулин оказывает рост-стимулирующее действие на эритропоэтические клетки in vitro, поскольку при гиперинсулинемии повышается концентрация индуцируемого гипоксией фактора-1, способствующего синтезу эритропоэтина (EPO) и также опосредует всасывание железа в кишечнике. Гиперинсулинемия повышает HCT ( McCarty M., et.al., 2003).

    Единственным источником энергии для эритроцитов  является ферментация глюкозы через гликолиз. Эти клетки содержат активный рецептор инсулина и реагируют на последний увеличением фосфорилирования остатков тирозина в нескольких белках. Однако метаболические эффекты , возможно, связаны и с активацией рецептора в эритроцитах.

     Инсулин увеличивает скорость гликолиза в эритроцитах человека. Продукция лактата возрастает более , почти на 60%  и 170% в присутствии 10 и 100 нМ инсулина, соответственно. Более высокая концентрация инсулина (1000 нМ) частично обращает стимуляцию гликолиза. Эти эффекты происходят через активацию ключевого гликолитического фермента 6-фосфофрукто-1-киназы, который демонстрирует ту же схему модуляции инсулином, что и гликолитический поток. Эту модуляцию мы может наблюдать  и в физиологических условиях, так как эксперименты ex vivo показали 50% стимуляцию активности 6-фосфофрукто-1-киназы (PFK) после приема пищи с высоким содержанием углеводов. 

    Инсулин увеличивает фосфорилирование PFK и перераспределяет фермент в эритроцитах, вызывая его «отрыв» от мембраны эритроцитов: при стимуляции инсулином количество фермента, связанного с плазмой, уменьшается на 86%. «Отрыв» считается распространенным механизмом активации фермента. Как следствие, инсулин предотвращает до 68% гемолиза эритроцитов. Эти результаты показывают, что инсулин регулирует гликолиз и жизнеспособность эритроцитов, причем, эта регуляция связана с другими функциями эритроцитов, например, такими как транспорт кислорода. ( Zancan P, Sola-Penna M. , 2005).

     Снижение MCH и MCV связано с увеличением HbA1c . Снижение RBC , HB, HCT также связано с повышением уровня глюкозы натощак. Увеличение RBC, HB, HCT, MCH , но снижение RDW связаны с повышенным уровнем инсулина натощак.

     Снижение индексов эритроцитов при увеличении HbA1c и снижение эритроцитов и его параметров при повышении уровня глюкозы натощак у сероконверсионных детей может отражать скрытое ухудшение метаболизма глюкозы, связанное с островковым бета-клеточным аутоиммунитетом (Salami F., et.al., 2021).

    Связь между риском диабета и MCV и MCH также была показана среди молодых людей, взрослых  и женщин в пременопаузе (Coga M., et.al., 2007). 

Лейкоциты

   Известно , что  высокий уровень WBC связан с инсулинорезистентностью и предсказывает развитие диабета.  Это свидетельствует о роли воспаления в развитии инсулинорезистентности и последующего диабета 2 типа.

    Значимые концентрации инсулина увеличивают агрегацию тромбоцитов и экспрессию лейкоцитов CD11b, но снижают активность респираторного выброса лейкоцитов

   Хроническая слабая активация иммунной системы, которую можно обнаружить по увеличению количества маркеров, включая WBC, цитокины и т. д. , может играть роль в патогенезе T2DM.

      С накоплением общего количества лейкоцитов и дифференциального количества лейкоцитов частота диабета, гипертонии, ожирения, дислипидемии и метаболического синдрома увеличивается.

Нейтрофилы

     Инсулин может напрямую активировать фагоцитарную и бактерицидную активность нейтрофилов независимо от его эугликемического эффекта. Однако инсулин может косвенно восстанавливать выработку супероксида нейтрофилами за счет своего эугликемического эффекта.

    Cнижение количества нейтрофилов у взрослых с положительным результатом на аутоантитела к островкам с повышенным генетическим риском диабета 1 типа было связано со сниженной функцией бета-клеток, оцениваемой как по С-пептиду натощак, так и по стимулированному С-пептиду.

Эозинофилы

    Эозинофил, один из типов лейкоцитов, который активизируется при определенных аллергических заболеваниях и инфекциях. В литературе сообщалось, что у пациентов с астмой сахарный диабет развивается редко . Полагают ,  что пониженный уровень инсулина ингибирует рекрутирование эозинофилов.  Резистентность к инсулину играет важную промежуточную роль в связи между эозинофилом и нарушением метаболизма глюкозы.

    Вызванная гельминтами эозинофилия жировой ткани повышает толерантность к глюкозе. 

   Более высокий процент периферических эозинофилов связан со снижением риска развития T2DM. Обратная связь с инсулинорезистентностью обнаружена при нормальной толертантности к глюкозе .

Лимфоциты

      В-клетки и продуцируемые ими антитела способствовуют развитию системного воспаления, связанного с жировой тканью , что приводит к резистентности к инсулину.

Тромбоциты

    Инсулин уменьшает PLT , при этом увеличивает количество агрегатов тромбоцитов (PPA), не оказывая значительного влияния на экспрессию З-селектина или связывание фибриногена отдельными тромбоцитами. Возможно, все же инсулин изменяет чувствительность тромбоцитов к агентам, способствующим агрегации, что было показано в исследованиях , как in vitro  так и in vivo.

    Инсулин не препятствует первоначальному связыванию каждого агрегирующего агента , но влияет на общую агрегацию тромбоцитов, поскольку снижает концентрацию тромбоцитов – явление , которое само по себе способствует агрегации тромбоцитов, при этом не изменяя вызванную коллагеном или Na+ арахидонатом продукцию тромбоцитов тромбоксаном A2 ( измеренную радиоиммуноанализом его стабильного метаболита – тромбоксана В2). Этот гормон , как бы «помогает» в изменении свойств мембраны тромбоцитов, также, впрочем , как и эритроцитов. Продолжительная недостаточность инсулина объясняет повышенную агрегацию тромбоцитов у больных сахарным диабетом.