Сахарный диабет

Длительный дефицит инсулина приводит к прогрессирующему увеличению фильтрации глюкозы и мочевины, что снижает реабсорбцию в почечных канальцах воды и электролитов. В результате происходит  потеря электролитов и дегидратация возрастает. Потеря калия и недостаточное образование гликогена из глюкозы приводит к общей и мышечной слабости. В ответ на энергетический дефицит появляется полифагия.

В случае более тяжелых нарушений  углеводного обмена. У больных  СД активизируются пути метаболизма  не зависимые от инсулина: полиоловый (сорбитоловый), глюкоронатный, гликопротеиновый.

При нарушении поступления  глюкозы в клетку нарушаются основные энергетические механизмы при этом в большей мере страдает ЦНС. На фоне дефицита инсулина усиливается безинсулярный  обмен глюкозы (на аэробный гликолиз). Этот путь менее энергетически выгоден и приводит к постепенному накоплению молочной кислоты, в тканях при этом развивается лактоацидоз. Кроме того, глюкоза утилизируется в полиоловом цикле, продукты которого являются высокогидрофильными, поэтому накапливаясь вызывают отек ткани, что имеет большое значение в развитии осложнений СД и развитии тканевой гипоксии.

 Сорбитоловый путь (полиоловый цикл) – процесс превращения  глюкозы во фруктозу через  сорбитол, активируется двумя ферментами  – альдозредуктазой и сорбитолдегидрогеназой. Глюкоза под влиянием альдозредуктазы восстанавливается в сорбитол. Последний - под влиянием сорбитолдегидрогеназы превращается в норме во фруктозу, которая далее метаболизируется по пути гликолиза.

Сорбитолдегидрогеназа – инсулинзависима и в условиях дефицита инсулина превращение сорбитола во фруктозу нарушается т.к. возрастает активность альдозредуктазы и снижается активность сорбитолдегидрогеназы. Образуется избыточное количество сорбитола, который накапливаясь в сетчатке, хрусталике, нервных волокнах способствует их поражению. Сорбитол высокоосмотичное вещество интенсивно притягивающее воду, что является одним из механизмов развития нейропатии и катаракты.  В норме глюкоза через уридиндифосфатглюкозу превращается в глюкороновую кислоту, также используется для синтеза гликогена. В связи с тем, что использование уидиндифосфатглюкозы для синтеза гликогена уменьшено, резко увеличивается синтез глюкороновой кислоты и гликозаминогликанов, что имеет значение в развитии ангиопатий. Имеет место также интенсивный синтез гликопротеинов, что тоже способствует прогрессированию ангиопатий Что касается окислительного стресса, то с точки зрения этой теории, источник свободных радикалов при СД – аутоокисление глюкозы, которое приводит к образованию реактивных кетоальдегидов и конечных продуктов необратимого гликозилирования. Хроническая гипергликемия характерная для любого типа сахарного диабета вызывает продукцию свободных радикалов непосредственно под влиянием глюкозы через самоокисление.

За счет активации  безинсулярных путей обеспечение энергетических трат может быть некоторое время поддержано на необходимом уровне. Кроме того, другим компенсаторным путем является усиление липолиза.

2.3.2. Нарушение  липидного обмена

 Основным источником  энергии в организме являются  жиры. По мере необходимости жиры из жировой ткани поступают в виде неэстирифицированных (свободных) жирных кислот (СЖК) в кровь, а затем в печень. Триглицериды, поступившие в кровь, из жировых депо комплексируются в печени с альфа- и бета-глобулинами и выходят из нее в составе альфа- и бета –илпопротеидов.

Нарушение липидного  обмена при СД возникает чаще всего  вторично. Увеличение концентрации СЖК  является следствием усиленного освобождения жирных кислот из ткани при недостаточности  инсулина (инсулин в норме тормозит липолиз). Наряду с этим снижена скорость образования новых жирных кислот по той же причине (недостаточность инсулина (недостаточная стимуляция фермента Ацил-СоА-липазы).

Сниженная утилизация глюкозы  приводит к уменьшению содержания глицерин-3-фосфата  необходимого для реэстерификации ЖК в самой жировой клетке.

Механизм глицеримедии при диабете более сложен. В  норме богатые триглицеридами липопротеиды попадают в плазму либо в виде хиломикронов, образующихся из жира, содержащихся в  пище, либо в виде липопротеинов  очень низкой плотности (ЛПОНП), синтезируемых в печени и кишечнике. Высвобождение жирных кислот из триглицеридов обоих видов и их поглощение жировой тканью только зависит от липопротеиновой липазы, содержащейся в эндотелии капилляров и активизирующейся инсулином. Снижение активности липопотеиновой липазы при СД обуславливает повышение уровня триглицеридов в плазме, что влияет на содержание хиломикронов, ЛПОНП или чаще обоих кланов липопотеинов. В повышении синтеза триглицеридов может играть роль и увеличенная доставка жирных кислот в печень, поскольку в этом органе образование эфиров между ЖК и глицерином при СД не нарушается. В результате при практически полном нарушении синтеза ЖК увеличивается печень (жировая инфильтрация печени) и повышается уровень тринлицеридов в крови.

Избыток ЖК при резко  выраженной недостаточности инсулина приводит к образованию большого количества кетоновых тел, которые  не успевают сгорать в цикле Кребса, развивается кетонемия, кетонурия. В процессе удаления из организма  кетоновых тел участвуют легкие – появляется запах ацетона изо рта.

Инсулин повышает образование  жиров. При недостатке гликолиза  стимулируется липолиз. Образующиеся при липолизе в большом количестве жирные кислоты могут использоваться в качестве источника энергии. Липолиз усиливается также контринсулярными гормонами (ТТГ, кортизол, глюкокортикоиды). Эта компенсаторная реакция в начале положительна для организма, но затем это также носит отрицательный характер, поскольку свободные жирные кислоты накапливаясь в организме могут способствовать жировой дистрофии печени, кроме того, недооксиленные продукты липолиза накапливаясь в организме (ацетоуксусная кислота, бета-оксимаслянная кислота, ацетон) способствуют развитию ацидоза. Т.к. ферменты функционируют в определенных пределах рН они снижают свою активность при сдвиге в сторону ацидоза. Образование большого количества кетоновых тел, которые не успевают сгорать в цикле Кребса, приводит к тому, что организм пытается избавиться от них и начинает выводить их с мочой (что определяется с помощью специальных тестов)- развивается кетонемия, кетонурия,  также в процессе вывода кетоновых тел из организма участвуют легкие (запах ацетона изо рта).

Кетонурия - выделение  с мочой кетоновых тел, β-оксимасляной и ацетоуксусной кислот - усугубляет гипонатриемию и гипокалиемию, т.к. данные кислоты связывают ионы калия и натрия. Причем, кетоновые тела накапливаются лавинообразно и возникает ацидоз. Если вовремя не ввести инсулин, то ацидоз ведет к летальному исходу.

Нормальный сдерживающий эффект инсулина на кетонемию обуславливается его способностью тормозить липолиз, снижать окисление ЖК до кетоновых тел в печени и стимулировать утилизацию последних мышцами

При тяжелой инсулиновой  недостаточности увеличивается  доставка ЖК в. печень наряду с активностью фермента ограничивающего скорость окисления ЖК в данном органе – в печени ацилкарнитинтрансфераза. Изменение активности этого фермента в печени опосредуется повышением содержание карнитина и снижением уровня малонил-СоА в норме ингибирующего ацилкарнитинтрансферазу.

2.3.3. Нарушения  белкового обмена

Выраженный дефицит  инсулина сопровождается отрицательным  азотистым балансом и резким белковым истощением.

Увеличение глюконеогенеза сопровождается усилением катаболизма  белка, истощением его запасов, т.к. глюконеогенез начинается с аминокислот. Снижение синтеза и увеличение катаболизма белка способствует похуданию и гипотрофии мышц. При СД I с легко или умеренно выраженной гипергликемией изменяется содержание аминокислот в крови, их поглощение печенью и высвобождение липидами, снижается уровень аланина в плазме, но не смотря на это поглощение этой глюкогенной аминокислоты и других предшественников глюкозы печенью увеличивается в два раза и более.

 У больных СД  количество азотистых продуктов  в мышце после приема белковой пищи восстанавливается труднее, чем в норме. В отличие от интенсивного и длительного поглощения аминокислот с разветвленной цепью мышечной тканью сопровождающее пием белковой пищи у здорового человека, у больных СД наблюдается лишь транзиторное поглощение их. Что приводит к снижению общего поглощения аминокислот мышцами, а уровень аминокислот с разветвленной цепью в плазме после приема белковой пищи повышается.

Это согласуется с  известным стимулирующим действием  инсулина на поглощение мышцами аминокислот, особенно с разветвленной цепью увеличение концентрации в артериальной крови, а снижение поглощения аминокислот после приема белковой пищи указывают на то, что диабет характеризуется нарушением не только к глюкозе, но и к белку. Нарушения белкового обмена при диабете, усугубляются тем, что аминокислоты, захваченные мышечной тканью, не включаются в белок, а преимущественно распадаются.

 Происходит повышенный  распад, интенсивное превращение  его в углеводы. Накапливается  продукты распада белка - аминокислоты, мочевина, азот. Возникает гиперазотемия, что также является одним из проявлений декомпенсации СД.

Торможение синтеза  белка из аминокислот является предпосылкой для образования из них углеводов. Изменение нейроэндокринной регуляции  обменных процессов приводит при СД и к нарушению состава плазмы крови (уменьшается содержание альбуминов, повышается – α 2-, β-, и γ- глобулинов).

Большое значение имеет  гликирование белков, в первую очередь  гемоглобина. В следствии гликирования белков происходит увеличение количества свободных радикалов. Помимо активации перекисного окисления липидов происходит неферментативное связывание глюкозы с белками, что приводит к образованию шиффовых оснований, в количестве пропорциональном концентрации глюкозы. Глюкоза в высокой концентрации способна вступать в реакцию с со свободными аминогруппами белков без участия ферментов. Эти молекулы под влиянием радикалов продолжают образовывать поперечные межмолекулярные связи, создавая новые радикалы. Эти процессы характерны как для растворимых белков, так и для мембраносвязанных. Наиболее известным гликированным белком является гемоглобин НВ А1с. белок будет поврежден в том случае если аминокислота вовлеченная в процесс гликирования является фундаментальной для его функции. Гликозилирование – медленная реакция, но при гипергликемии она значительно ускоряется.

2.3.4. Нарушения  водно-солевого обмена

 Из-за высоких осмотических  свойств глюкозы происходит перераспределения  воды, т.е. жидкость выходит из  клеток в кровь, что приводит к тканевой дегидратации (механизм полиурии). Возрастает концентрация глюкозы в первичной моче, которая приобретает высокоосмотические свойства, стимулируется осмодиурез, что усугубляет дегидратацию организма. При этом возникает несостоятельность гемодинамики снижения АД, и гибель больного - это модель гиповолемического шока, при котором имеется еще сопутствующие осложнения: гипоксия, которая еще возникает за счет интоксикации продуктами молочнокислого брожения, перераспределения электролитов (калия, натрия, хлора). При этом теряется калий. При недостатке калия нарушается возбудимость, сократимость миокарда, нарушается автоматизм и проводимость, что влечет за собой нарушений сердечной ритм. Но при СД нарушается все виды обмена веществ и при дефиците инсулина организм какое-то время справляется, но, в конце концов, происходит декомпенсация. Больной из этого состояния выйти не может.

ГЛАВА 3. КРАТКАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА ОСЛОЖНЕНИЙ САХАРНОГО  ДИАБЕТА И БИОХИМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

3.1. Микроангиопатия и макроангиопатия, как осложнения сахарного диабета

Сахарный диабет сложное  и неординарное заболевание, затрагивающее  практически все системы и  процессы организма, причем нарушения, вызываемые СД при неправильном лечении  или его отсутствии, накапливаются и усугубляются, переходя в ряд патологических состояний и осложнений могущих привести к гибели больного, поэтому крайне необходимо своевременное и правильное диагностирование и лечение любых форм диабета.

В настоящее время  научно обоснованы эффективные методы ранней диагностики, лечения и профилактики осложнений диабета. Ключевым фактором в профилактике поздних осложнений является оптимальная компенсация метаболических нарушении и, прежде всего, нормализация гликемии. При СД развиваются различные осложнения, некоторые из них приведены в таблице и будут рассмотрены подробнее.

Таблица 2

Осложнения сахарного  диабета.