Что такое сахарный диабет (пьеса в четырех действиях)1 действиеЗдоровый человек скушал на завтрак небольшой тортик. В желудке и кишечнике человека этот тортик переварился, и в кровь поступило очень много сахара (глюкозы). Глюкоза, вообще-то, нужная вещь: из неё клетки организма получают энергию. Но, с другой стороны, клетки организма не любят, когда глюкозы в крови слишком много – они любят, когда её ровно 0,10%. А после тортика её стало, скажем, 0,12%. Что делать с лишней глюкозой? Спокойствие, только спокойствие: для такого случая у нас имеется поджелудочная железа. Она выделяет в кровь гормон инсулин, под действием которого концентрация глюкозы в крови уменьшается до 0,10%. Куда инсулин девает лишнюю глюкозу? – Он заставляет её переходить из крови в клетки тела. В клетках глюкоза откладывается про запас: в мышцах и печени образуется гликоген, а в жировой ткани – жир.
2 действиеЧеловек, больной сахарным диабетом, скушал тортик. – Забылся, всякое бывает в жизни! В его кровь поступило много глюкозы, её концентрация поднялась до 0,13%, а потом и до 0,15%. Клетки недовольны! – И что же делать? У больных сахарным диабетом выделяется очень мало инсулина1, поэтому концентрацию глюкозы уменьшать некому. Чтобы хоть как-то избавиться от лишнего сахара в крови, организм выбрасывает его с мочой (это называется «сахар в моче»), причём количество мочи увеличивается до 6-10 литров в сутки (это называется «диабет»2). (В норме моча практически не содержит глюкозы, количество мочи – 1,5-2 литра в сутки.) – Чтобы избежать мочеизнурения и потери глюкозы, диабетики после еды вкалывают себе недостающий у них инсулин. Но слишком сильных перепадов концентрации глюкозы в крови избежать им, как правило, не удается. Во время гипергликемии (избытка глюкозы в крови) глюкоза прочно связывается с белками крови и кровеносных сосудов, необратимо нарушая их работу.
–––––––––––––––––––––––––––
1 Это диабет первого типа, а бывает ещё второго, когда инсулина вырабатывается достаточно, но клетки организма на него не реагируют.
2 Диабет (избыточное количество мочи, мочеизнурение) бывает еще и несахарный, связанный с неправильной работой гипофиза.
3 действиеЗдоровый человек физически или умственно поработал. Как мы уже говорили, энергию для работы клетки тела берут из глюкозы – следовательно, после работы концентрация глюкозы в крови немного понизилась – скажем, до 0,08%. Пришла пора возвращать глюкозу из запасов (гликогена и жира) назад в кровь! Разложение гликогена и жира до глюкозы вызывают гормоны:
поджелудочной железы (глюкагон);
надпочечников (адреналин, норадреналин и глюкокортикоиды);
гипофиза (соматотропный гормон, он же гормон роста).
За счет работы этих гормонов концентрация глюкозы в крови повышается до нормы – 0,10%.
4 действиеЧеловек, больной сахарным диабетом, активно поработал. Глюкоза крови потратилась на получение энергии, и ее концентрация уменьшилась до 0,08%. Самое время использовать запасы... И вот она, засада: запасов-то нету. Вспомните второе действие: организм диабетика, вместо того, чтобы запасать глюкозу, выбрасывал её с мочой! – Следовательно, концентрация глюкозы в крови всё-таки уменьшается и до 0,05% и даже ниже. Клетки тела испытывают недостаток энергии, тяжелее всего приходится нервным клеткам. – Чтобы избежать «голодных обмороков», диабетики всегда носят с собой какой-нибудь источник лёгкой глюкозы, типа шоколадочки. (Но радости в такой шоколадочке мало.)
Какие вещества наши ткани окисляют для получения энергииГлюкоза является самым простым и любимым субстратом окисления для клеток нашего организма. Преимущество глюкозы перед другими источниками энергии состоит в том, что она может окисляться не только кислородным, но и бескислородным способом (молочно-кислым брожением, без участия кислорода и митохондрий).
Жирные кислоты тоже неплохо окисляются большинством органов. Энергии в жирных кислотах содержится даже больше, чем в глюкозе (в целых два раза, но зато для их окисления обязательно требуются митохондрии и кислород).
Существует сплоченная группа органов, которые получают из жирных кислот бóльшую часть необходимой для них энергии (глюкоза им почти не нужна) – это красные скелетные мышцы, сердечная мышца, печень и корковое вещество почек.
На другом полюсе сидят органы, которые могут получать энергию только из глюкозы – это эритроциты, нервная ткань и мозговое вещество почек. Попробуем объяснить?
Эритроциты не могут использовать жирные кислоты по причине полного отсутствия у них митохондрий.
Нервная ткань почти не содержит ферментов для окисления жирных кислот, потому что они гидрофильные и в норме не проходят из крови в мозг через гематоэнецефалический барьер.
Красные скелетные мышцы, сердце и печень нуждаются в очень большом количестве энергии, поэтому они просто используют самый энергоемкий «бензин» из имеющихся в наличии.
Странное поведение почек пока объяснить не могу.
Откуда же мозг и эритроциты берут энергию, если глюкозы в крови по каким-то причинам (см. ниже) нет? – Оо, брат. Запоминай. – При недостатке глюкозы в крови жировая ткань производит гидролиз жиров, при этом глицерин превращается в глюкозу, а жирные кислоты с кровью доносятся до органов, которые их потребляют. При голодании и сахарном диабете часть жирных кислот в печени превращаются в кетоновые тела – ацетон, ацетоуксусную кислоту и 3-гидроксимасляную кислоту. Ацетон удаляется через легкие (ацетоном пахнет выдох голодающих и диабетиков), а два других углевода являются в это время основными источниками энергии, в том числе и для нервной ткани.
Как наши органы пропускают глюкозу из крови внутрь своих клетокИнсулинозависимые ткани – мышечные и жировые – получают глюкозу из крови только в присутствии инсулина.
Когда глюкозы в крови мало, эти органы почти совсем ее не получают (все забирает жадный мозг). Мышечные ткани сначала используют свои запасы гликогена, а потом полностью переключаются на жирные кислоты. Жировым тканям вообще горя мало: запасы энергии в них почти нескончаемые.
При избытке глюкозы в крови клетки этих тканей не испытывают никаких неудобств. (Если бы в них не содержалось кровеносных сосудов, было бы совсем хорошо.)
Инсулинонезависимые ткани получают глюкозу из крови без помощи инсулина. Это, в первую очередь, мозг, который, как мы помним, не может поглощать из крови жирные кислоты, а также эритроциты, эндотелий сосудов, хрусталик глаза и гонады. Если количество глюкозы в крови почему-то уменьшается, то мозг сразу же включает свой мощный административный ресурс:
заставляет печень разлагать свой гликоген;
заставляет печень синтезировать глюкозу (глюконеогенез) из молочной кислоты, пировиноградной кислоты, аминокислот и глицерина;
заставляет жировую ткань синтезировать глицерин и жирные кислоты;
заставляет печень синтезировать кетоновые тела.
Всевышний, придумавший такую схему, действовал из добрых побуждений – он хотел, чтобы мозг всегда мог получить энергию. Получилось, к сожалению, как всегда: на другом конце палки мы имеем медленное, но страшное воздействие избытка глюкозы на инсулинонезависимые ткани:
избыточная глюкоза в клетках превращается в сорбит и фруктозу, их накопление ведет к повышению осмотического давления тканей и отеку;
гликозилирование белков (присоединение глюкозы к белкам) ведет к нарушению работы этих белков.
Вы еще помните, в каких органах происходят гликозилирование и отек? – В нервах, кровеносных сосудах и эритроцитах!!!
В кровеносных капиллярах гликозилирование ведет к нарушению проницаемости и утолщению их стенки, что совместно с отеком приводит к существенному уменьшению просвета сосудов.
Гликозилирование гемоглобина приводит к ухудшению переноса кислорода, а набухание (отек) эритроцитов приводит к тому, что они перестают пролезать в тонкие капилляры.
Всё это безобразие приводит к сильнейшему нарушению кровотока в органах, от которого сильнее всего страдают почки (капиллярные клубочки являются основными их компонентами), сетчатка глаза (уж очень она тоненькая) и нервная ткань (с ней шутки совсем плохи).
Условно инсулинозависимые ткани – это ткани, которые получают энергию в основном за счет окисления жирных кислот – всё те же красные скелетные мышцы, сердечная мышца, печень и корковое вещество почек. Дефицит глюкозы на этих органах отрицательно не сказывается, поскольку глюкоза в качестве источника энергии им практически не нужна. Избыток глюкозы в крови тоже им не страшен, поскольку без инсулина глюкоза в эти органы не поступает. (Если бы эти органы ещё не содержали кровеносных сосудов...)
Как происходит обмен глюкозы, если человек здоров
Если глюкозы в крови слишком много, то поджелудочная железа выделяет инсулин, и под его действием излишек глюкозы быстро убирается на склады – в печень и жировую ткань.
Если глюкозы в крови слишком мало:Поджелудочная железа выделяет глюкагон.
Печень под действием глюкагона разлагает гликоген на глюкозу, выбрасывает её в кровь.
Жировые ткани разлагают жир на глицерин и жирные кислоты, выбрасывают их в кровь.
При кратковременном голодании, например, ночью во время снаПечень приступает к глюконеогенезу и синтезу кетоновых тел.
Органы, которые могут, окисляют жирные кислоты, которые не могут – глюкозу (Всевышний, как мы помним, хотел, чтобы она в первую очередь доставалась мозгу) и кетоновые тела.
При длительном голодании (дни и недели)Печень прекращает глюконеогенез, чтобы не расходовать попусту аминокислоты, и полностью переключается на синтез кетоновых тел.
Органы, которые могут, окисляют жирные кислоты, которые не могут – кетоновые тела.
Как происходит обмен глюкозы, если у человека сахарный диабет
Если глюкозы в крови слишком много, то поджелудочная железа ни черта не выделяет (сахарный диабет первого типа), либо выделяет, и даже с избытком, но её никто не слушает (сахарный диабет второго типа). Избыточная глюкоза выбрасывается с мочой (сахар в моче), но перед этим она успевает повредить инсулинонезависимые ткани (гликозилирование! отек!! муа-ха-ха-ха-ха!!!)
Если глюкозы в крови так много, что дальше просто некуда, и даже почки не справляются оперативно с ее удалением, то может наступить гиперосмолярная кома: осмотическое давление крови сильно возрастает, вода выходит из клеток, клетки «высыхают»... Гиперосмолярной является каждая десятая диабетическая кома.
Уменьшить уровень сахара в крови – вполне логичная задача при сахарном диабете. Но при этом, к сожалению, очень легко переборщить.
Если глюкозы в крови слишком мало, то выделять глюкагон бесполезно – никаких запасов гликогена в печени диабетика нет, возникает гипогликемия (пониженный уровень глюкозы в крови). Раньше других на гипогликемию реагирует мозг: он запускает адреналиновый стресс, призванный любой ценой увеличить содержание глюкозы в крови, человек чувствует себя как джеймсбонд, который не уверен в хэппиенде (беспокойство/страх, покалывание губ и пальцев, потоотделение, бледность, сердцебиение, мелкая дрожь).
И он прав, что не был уверен: продолжение банкета – сразу несколько ком, на выбор. Попускаем кетоацидотическую кому, возникающую из-за накоплениения в крови кетоновых тел, пропускаем редко встречающуются лактоацидотическую кому и переходим сразу к венцу карьеры неаккуратного диабетика – гипогликемической коме. Вы только вслушайтесь, каким злым и плохим человеком надо быть, чтобы заполучить её: «самовольная передозировка инсулина, нарушение диеты, прием алкоголя, чрезмерное психическое напряжение, острая инфекция, голодание, повышенный метаболизм углеводов (тяжелая физическая работа, длительная лихорадка)...»
При малейшем подозрении на гипогликемическую кому, даже при затруднениях в ее дифференцировке с остальными тремя комами, врач обязан, взяв кровь для анализа, тут же ввести больному раствор глюкозы. Если гипогликемическая кома неглубока и непродолжительна, то больной приходит в сознание сразу же после окончания инъекции («на кончике иглы»).
До развития методов лечения диабета инсулином больные умирали от диабетической комы вскоре после начала болезни. В настоящее время основной причиной смерти больных диабетом в являются поздние осложнения, вызванные медленным, но верным гликозилированием – в первую очередь это
почечная недостаточность (поражение капиллярных клубочков);
сердечная недостаточность (атеросклероз, вызванный гликозилированием сосудов);
гангрена, вызванная потерей чувствительности из-за поражения нервов (например, диабетическая стопа).
Для просмотра ссылок Вы должны быть авторизованы на форуме.