Лекции - Патофизиология (нарушения углеводнодного обмена)

2"НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА"

Составил:старший преподаватель к.м.н. А.Р.Антонов

НОВОСИБИРСК 1995

.

- 2 -

Л И Т Е Р А Т У Р А

1.Мусил Я.Основы биохимии патологических процессов.- М.:Моск­ва.- 1985. - 314 с.

2.Эндокринология и метаболизм (в 2-х томах под ред.Ф.Фелига).

- М.:Медицина. - 1985. - Т.2. - 416 с.

3.Кон Р.М.,Рот К.С.Ранняя диагностика болезней обмена ве­ществ. - М.:Медицина. - 1986. - 640 с.

4.Зилва Дж.Ф.,Пеннэлл П.Р.Клиническая химия в диагностике и лечении. - М.:Медицина. - 1988. - 528 с.

5.Теппермен Дж.,Теппермен Х.Физиология обмена веществ и эн­докринной системы. - М.:Медицина. - 1989. - 656 с.

6.Бышевский А.Ш.,Терсенов О.А.Биохимия для врача. - Екатерин­бург,"Уральский рабочий". - 1994. - 384 с.

7.Рябов Г.А.Синдромы критических состояний. - М.:Медицина. -

1994. - 368 с.

8.Основы физиологии человека (в 2-х томах под ред.Б.И.Ткачен­ко). - С.-Петербург. - 1994. - Т.1. - 567 с.

9.Патологическая физиология (под ред.А.Д.Адо и В.В.Новицко­го).- Томск, Изд-во Томского у-та. - 1994. - 468 с.

10.Патофизиология (курс лекций под ред.П.Ф.Литвицкого). -

М.:Медицина. - 1995. - 752 с.

.

- 3 -

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1.Вступительное слово.

2.Нарушение усвоения углеводов в организме.

а)нарушение всасывания;

б)нарушение синтеза,депонирования и расщепления гликогена;

в)наследственные ферментопатии.

3.Гипогликемия.

а)определение понятия;

б)классификация;

в)патогенез основных проявлений;

г)гипогликемическая кома.

4.Гипергликемия.

а)определение понятия;

б)виды.

5.Сахарный диабет.

а)этиология и эпидемиология;

б)классификация;

в)нарушения обмена веществ;

г)патогенез основных проявлений;

д)диабетическая кома.

.

- 4 -

1. 2ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО

Еще в 1657 году Уильям Гарвей утверждал, что природа может раскрыть свои тайны "...в случаях, когда следы ее деятельности оказываются за пределами проторенного пути".Пророческие слова Гарвея,написанные более 300 лет назад,предвосхитили деятельность Арчибальда Гаррода, которого многие считают основоположником принципов врожденных ошибок обмена, изложенных им в своих Крун­новских лекциях.В действительности нарушения метаболических про­цессов организме сопровождает любое заболевание, любое отклонение от нормы, однако во многих случаях мы недооцениваем возникающие при этом изменения из-за недостатка знаний промежуточных этапов на путях обмена.

Современные студенты-медики должны разбираться в связях между обменом веществ и болезнью, представлять себе основные биохими­ческие "протоколы" процессов жизнедеятельности, их патофизиологию и отношение к клиническим нарушениям.По существу клиническая кар­тина болезни - это проявление лежащих в ее основе биохимических и патофизиологических нарушений.

Нарушения углеводного обмена, которым будет посвящена сегод­няшняя лекция, встречаются достаточно часто как в раннем, так и в зрелом и старческом возрасте.Несмотря на огромное количество экспериментальных и клинических исследований, посвященных патоло­гии углеводного обмена, в этой области, как вы сможете убедиться, еще очень много "белых пятен", изучению которых можно посвятить всю жизнь.

22.НАРУШЕНИЕ УСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ОРГАНИЗМЕ

Напомню, что углеводы представляют собой молекулы, состоящие из 3-х углеродных атомов или более, соединенных с атомами Н и О в отношении 2:1, или простые производные этих молекул.Большинство жителей Америки и Западной Европы получают с продуктами питания 40-45% калорий в виде углеводов.

Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасываются в кишеч­нике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза, галактоза.Из этих

- 5 -

простых сахаров глюкоза по своей распространенности в качестве

углеводного компонента пищи намного превосходит все остальные.

Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практи­чески отсутствует, вся поглощаемая тканями глюкоза подвергается следующим основным метаболическим превращениям:

1)накопление в виде гликогена;

2)окисление через гликолиз (анаэробное окисление, или путь Эмбдена-Мейергофа) до пирувата и лактата;

3)окисление через цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2;

4)превращение в жирные кислоты и накопление в виде триглице­ридов;

5)высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.

Источник углеводов в питании человека - преимущественно пища растительного происхождения.Суточная потребность в углеводах сос­тавляет 400-500 г.

Переваривание углеводов начинается в тонком кишечнике.Крат­ковременное воздействие амилазы слюны на крахмал пищи существен­ной роли не играет, так как в просвете желудка кислая среда инак­тивирует этот фермент.

В тонком кишечнике крахмал под действием амилазы pancreas, выделяющегося в 12-перстную кишку с панкреатическим соком, рас­щепляется до мальтозы и изомальтозы.Эти дисахариды, а также лак­тоза, расщепляются специфическими ферментами, продуцируемыми эпи­телием кишечника.Ферменты работают не в просвете кишечника , а на поверхности клеток (т.н.пристеночное пищеварение).

Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происхо­дит путем облегченной диффузии при участии специальных трансло­каз.Глюкоза и галактоза всасываются еще и путем активного транс­потра за счет градиента ионов Na, создаваемого Na-K АТФ-азой.Это обеспечивает их всасывание даже при низкой концентрации в кишеч­нике.

Столь подробное изложение физиологических механизмов всасыва­ния должно помочь вам в последующем понимании их нарушений при различных патологических состояниях.

Прежде всего, нарушения всасывания глюкозы могут возникать при врожденной недостаточности специфического фермента или транс­портной системы, необходимых для обмена определенного сахара.В

- 6 -

том и другом случаях сахар накапливается в просвете кишечника,

повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно увеличи­вая всасываемость воды в просвет кишечника.

2Общие признаки синдромов нарушения всасывания углеводов:

1)диарея,

2)вздутие живота после приема в пищу определенного сахара,

3)кислая реакция кала (ph<6,0) - поскольку отдельные углеводы метаболизируются бактериями толстого кишечника до органических кислот,

4)раздражительность,

5)отставание в росте,

6)отсутствие подъема сахара в крови после сахарной нагрузки,

7)дефект определенного фермента в слизистой оболочке кишечни­ка.

2Первичное нарушение всасывания глюкозы и галактозы 0 - встреча­ется редко, проявляется вскоре после первого кормления профузной диареей, дегидратацией, ацидозом и гипогликемией.

2Врожденная недостаточность лактазы 0 - учитывая тот факт, что грудное молоко содержит около 7 г/дл лактозы, а коровье - 5 г/дл,

новорожденный получает с пищей 50-60 г лактозы в день.Гидролиз

этого дисахарида до глюкозы и галактозы опосредован лактазой ки­шечного эпителия.У детей с дефицитом этого фермента появляются стойкая диарея и гипотрофия.Нагрузка лактозой усиливает симптома­тику.Безлактозная диета устраняет ее.

В эту же группу входят:

2- непереносимость сахарозы-изомальтозы,

2- непереносимость лактозы без недостаточности лактазы (биохи- 2мия синдрома неизвестна),

2- эссенциальная фруктозурия,

2- наследственная непереносимость фруктозы 0 - дефицит фрукто­зо-1-фосфатальдолазы.В этом случае после поступления фруктозы че-

рез 30 мин начинается рвота, пот, диарея и даже кома;

2- недостаточность фруктозо-1,6-дифосфатазы.

На этом мы остановимся, хотя спектр врожденных энзимопатий далеко не исчерпывается вышеприведенными синдромами.

В некоторых случаях,особенно при нарушении нейро-гуморальной регуляции, воспалении слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, отравлениях ядами типа монойодацетата и флоридзина, про-

- 7 -

цессы всасывания углеводов также могут нарушены.

Поскольку первой внутриклеточной реакцией, в которой участву­ет глюкоза, является ее фосфорилирование в глюкозо-6-фосфат гек­сокиназой и глюкокиназой, нарушение этого процесса также небла­гоприятно сказывается на всасывании углеводов.

Поскольку на прием пищи человек расходует относительно мало времени, ясно, что уровень глюкозы в крови должен поддерживаться скорее за счет эндогенного топлива. Действительно, избыток пище­вой глюкозы превращается в гликоген, жиры и белки для покрытия огромных энергетических потребностей организма.

После приема пищи большая часть глюкозы, метаболизирующейся в печени, превращается в гликоген, который при первой необходимости служит готовым источником глюкозы. Однако общее содержание его в печени довольно ограничено (в среднем 70-100 г) и способно обес­печить потребности организма в глюкозе в течение не более 8-12 часов.

Реакция образования гликогена зависит от активности гликоген­синтетазы, которая, в свою очередь, находится в обратной в зави­симости от внутриклеточного уровня цАМФ. До сих пор нет ясности в вопросе, опосредована ли активность гликогенсинтетазы главным об­разом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином

- первый ее повышает, два остальных - понижают) или субстратом, т.е. глюкозой. Херс выдвинул гипотезу, согласно которой увеличе­ние концентрации глюкозы в клетке само по себе может повышать ак­тивность гликогенсинтетазы.

Снижение синтеза гликогена отмечается при миастении, гипок­сии, тогда как повышенный распад наблюдается при охлаждении, пе­регревании, боли, судорогах, эмоциональном стрессе. Выделяют т.н.

_агликогеноз . - наследственное заболевание, вызванное дефектом гли­когенсинтетазы. В печени почти или полностью отсутствует глико­ген, выражена гипогликемия. Характерный симптом - судороги, обыч­но по утрам.

Следует сказать, что гликогенолиз контролируется ферментом фосфорилазой, которая, подобно гликогенсинтетазе, существует в неактивной форме и должна активироваться. Механизмы этой актива­ции подобны ранее изложенным. Важно помнить, что гликогенолиз в печени и мышечной ткани приводит к образованию различных продук­тов, а именно: в печени - к образованию свободной глюкозы, в мыш-

- 8 -

цах - к высвобождению лактата и пирувата, поскольку глюко­зо-6-фосфат не может превращаться в глюкозу, а вступает на глико­литический путь.

Еще раз хочу подчеркнуть, что гликогенолиз может рассматри­ваться как адекватное средство адаптации только к острым потреб­ностям организма в глюкозе.Судите сами, полный гликогенолиз мог бы обеспечить поступление в кровь не более 60 г глюкозы,или всего 240 кал.В условиях длительного дефицита глюкозы (голодание, нару­шение реабсорбции глюкозы в почках,диабет) в ход идет другой,бо­лее продолжительный механизм - глюконеогенез, с которым вы под­робно знакомились в курсе биохимии.Как правило,глюконеогенез соп­ровождается быстрым поступлением новообразованной глюкозы в кровь за счет "гипертрофии" глюкозо-6-фосфатазы.Единственной другой тканью, в которой возможен глюконеогенез и превращение глюко­зо-6-фосфата в глюкозу, является корковый слой почек.

Особую группу представляют болезни накопления гликогена, или 2гликогенозы 0.В основе этой патологии лежит энзимдефект, который

проявляется необычной структурой гликогена или его иэбыточным на­коплением.Наиболее часто встречаются 6 типов гликогенозов, о ко­торых мы вкратце и поговорим.

2Тип I (гликогеноз Гирке) 0 - следствие дефицита глюкозо-6-фос­фатазы.Встречается наиболее часто,проявляется гипогликемией, на-

коплением гликогена в печени и почках, ацидозом (за счет накопле­ния лактата) и гепатоспленомегалией.Больные отличаются малым рос­том.

2Тип II (гликогеноз Помпе) 0 - обусловлен дефектом кислой аль­фа-1,4-глюкозидазы.Отличается от других гликогенозов тем, что де-

фектным становится лизосомальный фермент. Проявляется генерализо­ванным накоплением гликогена, поражением печени, почек, нервной системы, гипертрофией миокарда. Болезнь быстро прогрессирует и никакое лечение не в сосоянии предотвратить смерть больного.

2III тип (лимитдекстриноз, болезнь Кори, Болезнь Форбса) 0 - вы­зывается дефицитом амило-1,6-гликозидазы. Больным свойственны ге­патомегалия, мышечная, слабость, гипогликемия натощак, "кукольное личико". Течение относительно доброкачественное.

2IV тип (амилопектиноз, болезнь Андерсена) 0 - редко встречающа­яся тяжелая форма гликогенозов. Для нее характерен цирроз печени с желтухой и печеночной недостаточностью, развивающийся в грудном

- 9 -

возрасте. Отложение гликогена генерализованное, гликоген струк­турно изменен с очень длинными наружными ветвями. До сих пор не предложено никакого лечения, кроме симптоматического.

2V тип (недостаточность миофосфорилазы, болезнь Мак-Ардла) 0 - вызван дефицитом фосфорилазы, активирующей бета-киназу в мышцах и

печени. Интересна история этого заболевания. Первый случай был

расценен как психосоматическое нарушение. У больного в покое от­сутствовали какие бы то ни было симптомы, но даже после умеренной нагрузки возникали боли в мышцах. Первые проявления болезни воз­никают обычно в 25-30 лет. Печень не поражается, структура глико­гена нормальна, нет смертельных исходов, т.к. гамма-амилаза сов­местно с амило-1,6-гликозидазой расщепляют гликоген до глюкозы. Единственный признак - миастения, особенно после физической ак­тивности.

2VI тип (недостаточность печеночного фосфорилазного комплекса, 2болезнь Херса) 0 - дефект печеночной фосфорилазы, ведущий и избы-

точному накоплению нормального гликогена в печени. Отмечают гепа­томегалию, легкое замедление темпов роста. Прогноз для жизни хо­роший, умственное развитие нормальное.

Достаточно редко встречается гликогеноз 2VII типа (дефект мы- 2шечной фосфофруктокиназы, болезнь Терье) 0, схожий с болезнь

Мак-Ардла и проявляющийся нарастанием уровня лактата и пирувата в крови после мышечной работы.

О нарушении транспорта и утилизации глюкозы мы поговорим поз­же, когда будем рассматривать гипо- и гипергликемические состоя­ния.

23. ГИПОГЛИКЕМИЯ

В норме концентрация глюкозы в плазме в течение суток колеб­лется в относительно узких границах (от 3,5 до 5,5 ммоль/л). Од­нако при некоторых физиологических, а чаще патологических услови­ях уровень глюкозы может снижаться.

Признаки и симптомы гипогликемии относительно неспецифичны и могут быть спутаны с другими органическими нарушениями. Проблему еще больше усложняет отсутствие единого мнения в отношении точной нижней границы нормы сахара в крови. Гипогликемию легче опреде­лить в клинических понятиях, чем в количественных терминах. она

- 10 -

представляет собой снижение уровня глюкозы плазмы до таких значе­ний, когда появляются клинические симптомы, исчезающие после нор­молизации снижения глюкозы. Скорость развития гипогликемии зави­сит от пола больного, быстроты снижения уровня глюкозы, исходного содержания глюкозы.

В среднем принято считать, что гипогликемия развивается при снижении уровня глюкозы до 2,5-3,0 ммоль/л.

Предпринимались различные попытки классифицировать гипоглике­мию, породившие массу стратификаций как простых, так и очень гро­моздких.

Мы предлагаем вам наиболее удобную, основанную на характерис­тике условий, в которых развивает гипогликемия. С этих позиций можно выделить 3 основные виды гипогликемий:

I - гипогликемия натощак:

а) инсулинпродуцирующая опухоль бета-клеток;

б) гипогликемия поврежденных с кетозом.

II - гипогликемия после еды:

а) спонтанная реактивная гипогликемия;

б) ранние стадии сахарного диабета.

III - индуцированная гипогликемия:

а) алкогольная гипогликемия;

б) передозировка инсулина.

Гипогликемия натощак характеризуется неэффективностью поддер­жания нормального уровня глюкозы в условиях воздержания от пищи .

В состоянии натощак глюкоза в организме человека потребляется почти исключительно мозгом. Небольшие количества ее потребляются также форменными элементами крови. Совершенно иная ситуация скла­дывается в инсулинзависимых тканях, таких, как мышцы и жировая ткань, которые практических не потребляют глюкозу при голодании, длящемся 12 ч и более. Если голодание продолжается более 12-14 часов, то включаются дополнительные механизмы поддержания эугли­кемии. Мозг утилизирует глюкозу со скоровстью 125 г/сут, поэтому запасов гликогена в печени явно недостаточно. На помощь приходит глюконеогенез и липолиз с последующим окислением жирных кислот и прогрессивным повышением в плазме уровня кетоновых тел (бета-ок­симасляная кислота, ацетон и ацетоуксусная к-та). При более дли­тельном голодании (дни и недели) в ход идут запасы белка, что не-

- 11 -

минуемо приводит к смерти (если вовремя не остановиться).

Таким образом, поддержание эугликемии в состоянии натощак за­висит от 3-х основных факторов:

1) гормональной среды, характеризующейся исходным или сниженным уровнем инсулина и исходным или повышенным уровнем глюкагона, СТГ и кортизола;

2) печени, в которой не нарушены процессы гликогенолиза и глюко­неогенеза;

3) субстратов процессов глюконеогенеза.

Следовательно, гипогликемию натощак можно подразделить на эн­докринную, печеночную и субстратную. Разнообразие этиологических и патогенетических вариантов этого типа гипогликемии позволило выделить ее в отдельную категорию и дать более подробную класси­фикацию.

Итак, 2гипогликемия натощак 0 подразделяется:

21. Эндокринная

а) Избыток инсулина или инсулиноподобных факторов:

1) островковоклеточные опухоли, продуцирующие инсулин;

2) внепанкреатические опухоли, вызывающие гипогликемию.

б) Дефицит СТГ:

1) гипопитуитаризм;

2) изолированный дефицит СТГ.

в) Дефицит кортизола:

1) гипопитуитаризм;

2) изолированный дефицит АКТГ;

3) Аддисонова болезнь.

22. Печеночная

а) болезни накопления гликогена;

б) дефицит ферментов глюконеогенеза;

в) острый некроз печени:

1) отравления;

2) вирусный гепатит.

г) застойная сердечная недостаточность.

23. Субстратная

а) гипогликемия беременных;

б) гипогликемия новорожденных с кетозом;

в) уремия;

г) алиментарная недостаточность.

- 12 -

24. Прочие причины

а) аутоиммунная инсулиновая гипогликемия.

Поговорим более подробно о некоторых из них.

2Островковоклеточные 0 опухоли pancreas вызывают гипогликемию за счет гиперпродукции инсулина. В 90% случаев они обнаруживаются у лиц старше 30 лет. Состоит опухоль из гроздьев типичных бета-кле­ток. Патогенез гипогликемии у таких больных сводится либо к абсо­лютному повышению уровня инсулина в плазме натощак или во время физической работы, либо к отсутствию снижения уровня инсулина, которое в таких условиях происходит в норме.

Гиперинсулинемия ингибирует гликогенолиз и тормозит глюконео­генез за счет прямых влияний на печень и угнетения липолиза и мо­билизации аминокислот. Этот эффект усугубляется еще и тем, что стимулируется поглощение глюкозы мышечной и жировой тканями.

Клинические симптомы могут носить спорадический характер, пе­ремежаясь с бессимптомными периодами. Типично развитие гипоглике­мии ночью и перед завтраком или их усугубление при физической нагрузке.

У новорожденных и детей нередко встречается гиперинсулинеми­ческая гипогликемия в отсутствие выявляемой аденомы. В таких слу­чаях часто обнаруживают 2 незидиобластоз 0 - увеличение массы остров-

ковых клеток с непрерывным образованием их из эпителия протоков.

Масса этих клеток больше 10% от всей паренхимы, тогда как в норме она составляет менее 3%.

2Синдром Беквита 0 у новорожденных характеризуется макроглосси­ей, висцеромегалией, микроцефалией, пупочной грыжей и, естествен-

но, гиперинсулинемией и гипогликемией.

2Внепанкреатические опухоли 0 (карциномы, саркомы), локализован­ные, как правило, в забрюшинном пространстве, могут вызывать ги­погликемию либо за счет:

1) секреции инсулиноподобных веществ;

2) высокой скорости утилизации глюкозы;

3) за счет неидентифицированного механизма торможения печеночной продукции глюкозы.

Такие опухоли растут медленно и могут достигать больших размеров. 2Гипогликемия при дефиците гормонов 0 2 0обусловлена снижением

или отсутствием их контринсулярного эффекта.

- 13 -

2Гипогликемия при заболеваниях печени 0 была частично нами уже рассмотрена (гликогенозы). Следует отметить, что это состояние

встречается, и нередко, при вирусных гепатитах и тяжелых токси­ческих поражениях печени.

Помимо снижения уровня инсулина, присутствия регуляторных гормонов и сохранности глюконеогенеза в печени, продукция глюкоза натощак требует и присутствия 2 субстратов-предшественников 0, осо-

бенно аланина. У здоровых лиц скорость высвобождения аланина из

мышц определяет скорость глюконеогенеза при голодании. Физиологи­ческое снижение уровней аланина и глюкозы встречается при нор­мально протекающей беременности.Дефицит аланина играет существен­ную роль в патогенезе гипогликемии с кетозом у новорожденных и детей; у больных с уремией, у лиц с резко выраженным истощением.

В Японии и Скандинавии наблюдали больных, у которых гипогли­кемия была связана с присутствием в крови антител к инсулину. Предполагаемый механизм этой 2 аутоиммунной инсулиновой гипоглике-

2мии 0 заключается во внезапном выходе свободного инсулина из боль­шого пула связанного с антителами инсулина. Гипогликемия может

развиваться как натощак, так и после еды.

Следующая больша группа гипогликемий - это 2 гипогликемии после

2еды 0, или 2 реактивные гипогликемии 0. Это состояние можно определить как уменьшение содержания глюкозы в плазме в период перехода от состояния сытости к состоянию голода, достаточное для появления субъективных жалоб. О механизмах этого вида гипогликемии известно немного. Предполагают, что гипогликемия после еды может быть обусловлена либо отсутствием адекватного снижения утилизации глю­козы по мере уменьшения уровня глюкозы в плазме, либо неадекват­ностью поглощения глюкозы печенью и периферическими тканями. Ги­погликемия после еды редко сопровождается угрожающими жизни сос­тояниями в отличие от гипогликемии натощак.

В этой группе выделяют 2 идиопатическую (функциональную) гипог- 2ликемию, алиментарную гипогликемию и гипогликемию на ранних ста- 2диях сахарного диабета 0.

Первая встречается чаще у женщин 25-35 лет, больные внешне не отличаются от здоровых. Жалобы достаточно неспецифичны - тошнота, слабость, сердцебиение. Симптомы эти могут существовать годами, не прогрессируя.

2Алиментарная гипогликемия 0 наблюдается иногда у больных с опе-

- 14 -

рациями на ЖКТ. Гипогликемия выражена больше, чем у больных с

2идиопатической гипогликемией 0.

Считают, что гипогликемия у них обусловлена кишечными, а не панкреатическими дефектами.

Давно известно, что гипогликемия после еды может быть прояв­лением инсулиннезависимого СД (II типа, диабета взрослых).

У таких больных натощак уровень глюкозы находится в пределах нормы, но рано повышается вследствие недостаточной секреции инсу­лина и отмечается поздняя гиперинсулинемия.

Из других причин гипогликемию после еды наблюдали при ожире­нии, почечной глюкозурии и различных гормондефицитных состояниях.

2Индуцированные гипогликемии 0 возникают при:

1) передозировке инсулина и других ССП;

2) приеме алкоголя;

3) врожденных дефектах метаболизма.

Более подробно остановимся на 2 алкогольной гипогликемии 0 ввиду чрезвычайной распространенности ее этиологического фактора. Вна-

чале считалось, что гипогликемию может вызвать самогон и другие

суррогаты алкоголя, но впоследствии было доказано, что этот эф­фект присущ и чистому этанолу.

2Алкогольная гипогликемия 0 распространена среди пьющих, но мало или совсем не закусывающих лиц. Синдром развивается спустя 6-24 часа после алкогольного эксцесса и поэтому запах алкоголя может не ощущаться. 2 Алкогольная гипогликемия 0 приводит к коме без пред­шествующих адренергических симптомов, что затрудняет диагностику.

Механизм развития 2 алкогольной гипогликемии 0, вероятно, заклю­чается в уменьшении продуцирования глюкозы печени из-за угнетения

алкоголем глюконеогенеза (снижение использования лактата и алани­на).

Клинические проявления гипогликемии обусловлены двумя факто­рами: 1) снижением уровня глюкозы в головном мозге (нейрогликопе­ния); 2) стимуляцией симпатоадреналовой системы.

Почему именно клетки головного мозга наиболее чувствительны к гипогликемии? Они получают энергию за счет аэробного окисления глюкозы и не способны: 1) накапливать глюкозу в значительных ко­личествах; 2) синтезировать глюкозу; 3) метаболизировать другие субстраты, кроме глюкозы и кетоновых тел. Причем, последние удов­летворяют энергетические потребности мозга в незначительной сте-

- 15 -

пени; 4) извлекают в недостаточных количествах глюкозу из внекле­точной жидкости; инсулин не способствует поступлению глюкозы из внеклеточной жидкости в нейроны.

2Нейрогликопения 0 проявляется головной болью, утомляемостью, помрачением сознания, галлюцинациями, судорогами и комой. Судоро-

ги могут быть как местными, так и генерализованными. Кроме того

могут быть локальные нарушения ЦНС, такие, как гемиплегия и афа­зия.

2Симптомы адренергической стимуляции 0 включают сердцебиение, возбуждение, потливость, дрожь и чувство голода. Они появляются

раньше, чем все прочие, предупреждая о надвигающейся коме. Прис­туп можно оборвать, приняв глюкозу или углеводсодержащую пищу. Лечение гипогликемии заключается в замедленном введении 50-70 мл 40% р-ра глюкозы, можно повторно.

Гипогликемическую кому, безусловно, определяет нейрогликопе­ния. Если вспомнить классическое определение комы как "ареактив­ного состояния, при котором пробуждение субъекта невозможно", то становится понятной и такая формулировка этого состояния как "недостаточность мозга".

Состояние, связанное с повышением уровня глюкозы в плазме вы-

ше нормы называют 2 гипергликемией 0. Чаще всего это признак сахарно­го диабета, но вы должны помнить и о том, что гипергликемия может встречаться у больных с различными видами стрессов (обширные ожо­ги тела, сепсис и т.д.). Этот феномен определяется избыточной продукцией, а также снижением утилизации глюкозы, и является следствием взаимодействия инсулина и контринсулярных гормонов (таких, как глюкагон, катехоламины, СТГ и кортизол). Транзиторная гипергликемия может развиться у здоровых лиц после приема богатой углеводами пищи, или при внутривенном введении глюкозосодержащих растворов пациентам.

Но чаще всего гипергликемия сопровождает такое заболевание как сахарный диабет.

Первое упоминание о нем относится к 600 г до н.э.: "Когда врач находит у больного сладкую мочу, он считает, что болезнь не излечима". Свою лепту внесли в изучение сахарного диабета Цельс, Аретий и Авиценна, но только в 1877 году Лансерэ предположил су­ществование причинно-следственной связи между повреждением panc­reas и развитием диабета у человека.

- 16 -

В 1889 году фон Мерингом и Минковским получен эксперименталь­ный сахарный диабет у собаки после панкреатэктомии. В 1909 году де Мейер назвал гипотетический гормон островко Лангерганса "инсу­лином", а в 1921 году Бантинг и Бест открывают этот гормон у со­бак и становятся Нобелевскими лауреатами.

История изучения диабета, инсулина, его антагонистов, а также регуляции обмена веществ организма отражает по существу историю биологии и медицины.

2Сахарный диабет 0 представляет собой хроническое нарушение всех видов обмена веществ (преимущественно углеводного), обусловленное абсолютной или относительной инсулиновой недостаточностью и ха­рактеризующееся стойкой гипергликемией.

Сахарным диабетом страдают около 2% всего населения Земли и с каждым годом эта цифра увеличивается.

Примерно до 1950 года сахарный диабет считался единым заболе­ванием, наследуемым одинаково. Впоследствии эти представления бы­ли пересмотрены и в 1979 году принимается следующая классификация сахарного диабета:

21. 0 2Спонтанный сахарный диабет

- тип I, или инсулинозависимый (ювенильный), возникает в ре­зультате недостаточной секреции инсулина бета-клетками.

- тип II, или инсулинонезависимый (диабет взрослых), инсулиноп­леторический, обусловлен нечувствительностью клеток к инсулину. Инсулинорезистентность вызвана различными рецепторными и постре­цепторными нарушениями. Различают следующие группы собственно ре­цепторных нарушений:

1) 2количественные 0 нарушения рецепторов инсулина:

а) усиленная деградация

б) нарушение биосинтеза рецептора

2) 2 качественные 0нарушения рецептров инсулина:

а) нарушение фосфорилирования рецептора

б) ненормальная связь рецептора с гормоном

Пострецепторные формы подразумевают нарушения во внутрикле­точных звеньях реализации гормонального эффекта (начиная с инги­бирования аденилатциклазы и понижения содержания цАМФ).

22. Вторичный диабет

- заболевания поджелудочной железы (pancreatectomia, недоста­точность функции)

- 17 -

- гормональные нарушения: избыточная секреция контринсулярных гормонов (акромегалия, синдром Кушинга)

- лекарственный

- связанный со сложными генетическими синдромами (атаксия-теле­ангиэктазия и т.п.)

23. Нарушение толерантности к глюкозе 0 (латентный диабет)

24. Диабет беременных 0 (нарушение толерантности к глюкозе во время беременности).

В настоящее время и эта классификация перестала удовлетворять клиницистов, поскольку появились новые формы сахарного диабета, например, MODY-диабет (диабет взрослого типа типа у детей).

Не удалось обнаружить единого причинного фактора, который ле­жал бы в основе этиологии спонтанного диабета. Считают, что диа­бет представляет собой гетерогенную группу расстройств с различ­ной этиологией.

Основными идентифицированными факторами являются наследствен­ность, аутоиммунные процессы, вирусные инфекции и питание.

Подробное исследование монозиготных близнецов позволило обна­ружить интересный факт: если конкордантность по диабету II типа составляет 100 %, то среди лиц, заболевших до 45 лет, она не пре­вышает 50%.Таким образом, хотя эти высокие показатели подтвержда­ют роль генетического фактора, меньшая конкордантность у более молодых людей указывает и на значение факторов внешней среды.

Недавно было показано, что предрасположенность к диабету I типа связана с локусом HLA-D на коротком плече 6-й хромосомы. Этот участок обусловливает иммунологические реакции. Повреждение генов этой области создает предрасположенность к аутоиммунной деструкции бета-клеток, вызываемой факторами внешней среды, соче­тание которых в каждом отдельном случае может быть различным.

Можно утверждать, что генетические факторы играют роль в раз­витии всех клинических форм спонтанного диабета, но каждый из них характеризуется специфическим способом наследования.

У больных инсулинзависимым сахарным диабетом часто обнаружи­ваются антитела к белкам бета-клеток, что указывает на аутоиммун­ный компонент патогенеза заболевания. Эти антитела принадлежат к классу Ig G и являются органоспецифическими.

Особый интерес из потенциальных средовых факторов развития сахарного диабета представляют вирусные инфекции. Показано, что

- 18 -

бета-клетки могут избирательно поражаться бета-тропными вирусами

типа Коксаки, Кори, эпидемического паратита и т.д.), что под-

тверждается сезонными колебаниями частоты развития сахарного диа-

бета I типа, прямой передачей сахарного диабета от человека экс-

периментальным животным и гистоморфологической картиной на пос-

мертной аутопсии.

Еще в XIX обращали внимание на частое сочетание сахарного ди­абета и ожирения. Особенно эта связь характерна для диабета II типа. У генетически предрасположенных лиц с ограниченной способ­ностью секретировать инсулин развитие ожирения создает такие пот­ребности в гормоне, которые превышают секреторную способность бе­та-клеток и приводят к развитию сахарного диабета.

Насколько неоднородна этиологическая палитра сахарного диабе­та, настолько сложен и до сих пор до конца не изучен его патоге­нез.

Основой, вокруг развертываются все звенья сахарного диабета, является дефицит инсулина. Что же это за гормон и каковы его ос­новные функции в организме?

2Инсулин 0 - филогенетически очень древняя молекула. Инсулинопо­добные вещества обнаруживаются уже у бактерий и дрожжей, что дает основание предположить возраст инсулина не менее 500 млн. лет.

У человека инсулин состоит из 2-х полипептидных цепей, обоз­начаемых как А- и В-цепи, соединенные двумы дисульфидными мости­ками. Полная молекула содержит 51 аминокислоту с молекулярной массой 5800.

Инсулин синтезируется бета-клетками в виде одноцепочечного предшественника - 2 проинсулина 0, а тот, в свою очередь, из 2 препро-

2инсулина 0. Скорость секреции инсулина колеблется от 0.25 до 1.5 Ед/час.

К стимуляторам синтеза и секреции инсулина относятся: глюко­за,манноза, лейцин, СТГ, глюкагон. Адреналин ингибирует синтез инсулина.

В нормальных островках бета-клетки составляют 60%, аль­фа-клетки - 25% (глюкагон) и дельта-клетки - 10% (соматостатин). Островок Лангерганса представляет собой маленький орган (мини-ор­ган), все клетки которого координированно отвечают на стимулы извне и собственные паракринные влияния.

2Инсулин 0 и 2 его антагонисты 0, о которых уже говорилось, контро-

- 19 -

лируют все метаболические процессы, происходящие в печени, жиро­вой ткани и мышцах. Поговорим более подробно о тех нарушениях в обмене веществ, которые инициирует дефицит инсулина при сахарном диабете.

2Углеводный обмен 0: снижается способность печени утилизировать глюкозу, резко повышается гликогенолиз и глюконеогенез (последний

за счет активации цикла Кори, связывающего его с гликолизом),

снижается активность цикла Кребса и пентознофосфатного окисления

глюкозы, зато возрастает использование глюкозы в биосинтезе гли­копротеинов и сорбитоловом пути окисления. Последние представляют альтернативные пути метаболизма глюкозы, имеющие важное значение в патогенезе осложнений сахарного диабета, о чем мы поговорим позже.

2Жировой обмен 0: сахарный диабет сопровождается значительным "опустошением" жировых депо, т.е. активацией липолиза (процесс,

который контролируется инсулинзависимой липазой). В результате

может возникнуть вторичная гипертриглицеридемия. В печени увели­чивается содержание жиров, большую часть которых она способна окислять только до уровня ацетил-К 4о 0-А. Затем двухуглеродные фраг-

менты образуют ацетоуксусную, бета-оксимасляную кислоту и ацетон.

Эти вещества и носят собирательное название 2 кетоновых тел 0. При­сутствуя в избыточных количествах, они усугубляют метаболический

ацидоз, ацетон же способствует появлению у больного характерного фруктового запаха при дыхании. На фоне повышения продукции кето­новых тел увеличивается образование ТГ в печени, что приводит к ее жировой дистрофии. Образуемые в печени ацетоацетат и бета-ок­симасляная кислота попадают в кровь и циркулируют в отношении 1:3. Они подвергаются окислению в мышечной ткани и частично ути­лизируются клетками мозга как альтернативный глюкозе энергосубс­трат.

2Белковый обмен 0: снижается синтез белка и повышается его ката­болизм, прежде всего в инсулинчувствительных тканях (мышцах). Этот процесс сопровождается потерей организмом азота, а также вы­ходом К и других внутриклеточных ионов в кровь с последующей экс­крецией К с мочей.

Таким образом, дефицит инсулина характеризуется невозмож­ностью восстановления или увеличения запасов энергетических ве­ществ в организме при потреблении пищи.

- 20 -

Симптомы и признаки диабета можно разделить на три группы:

1) непосредственно связанные с повышением уровня глюкозы в плазме

(например,полидипсия и полиурия);

2) обусловленные специфическими отдаленными проявлениями диабета (микро- и макроангиопатии, нейропатии);

3) связанные с ускорением развития или повышенной предрасположен­ностью к патологическим процессам, встречающимся в общей попу­ляции (атеросклероз, кожные и мочевые инфекции).

Если гипергликемия выражена настолько, что приводит к посто­янной глюкозурии (50-300 г/сут), то появляются "поли" признаки диабета: полидипсия, полиурия, полифагия.

Резкие колебания глюкозы в крови могут вызывать "затуманива­ние" зрения из-за изменения содержания воды в хрусталике в ответ на изменение осмоляльности плазмы.

Как бы ни были тяжелы клинические симптомы сазарного диабета, большая часть смертельных осложнений связана с одним или несколь­кими поздними проявлениями сахарного диабета:

1) 2 макроангиопатиями 0 (атеросклероз сосудов мозга, сердца, почек или сосудов нижних конечностей);

2) 2 микроангиопатией 0 (капилляры почек или сетчатки глаза);

3) 2 нейропатией 0 - нарушением проводимости периферических и/или ве­гетативных нервов.

Атеросклероз у больных сахарным диабетом развивается раньше обычного. Более того, принято считать, что сахарный диабет сопро­вождается ускоренным старением организма. Предполагают, что ате­росклероз при этом может быть усилен по крайней мере тремя путями:

1) под действием избыточного количества СТГ может усиливаться пролиферация гладкомышечных клеток;

2) повышенный синтез тромбоксана способствуют адгезии тромбоцитов и выделению митогена;

3) при диабете как одно из проявлений характерной липемии повышен уровень ЛПНП и снижению содержания ЛПВП. В результате пагубный эффект ЛПНП усиливается.

Рядом с геном инсулина обнаружен участок ДНК, состоящий из 2500 пар оснований (U-аллель), который служит постоянным генети­ческим маркером предрасположенности к атеросклерозу не только при типе II, но при типе I, а также у лиц без диабета. Таким образом, предрасположенность к атеросклерозу может быть генетической и ре-

- 21 -

ализоваться у больных сахарным диабетом чаще, чем у лиц без него.

2Микроангиопатии 0 при сахарном диабете чаще всего проявляются поражениями капилляров почек и сетчатки глаза. Поражение почек

(синдром Киммелстила-Уилсона) при сахарном диабете является осно­вной причиной смерти молодых лиц. Диабетическая ретинопатия в настоящее время в США является одной из ведущих причин слепоты (85%).

В основе этих состояний лежат биохимические изменения при са­харном диабете. Базальная мембрана клубочков при сахарном диабете содержит избыточное количество гликопротеинов. Более того, в поч­ках возрастает активность фермента глюкозилтрансферазы, ответс­твенной за модификацию гликопротеинов. Избыточное гликозилирова­ние белков (гемоглобина, альбумина и других) приводит к их повы­шенному отложению в микроциркуляторном русле, что и проявляется в виде микроангиопатии.

2Диабетическая нейропатия 0 может затрагивать деятельность прак­тически любой системы организма и имитирует многочисленные невро­логические заболевания. В процесс могут вовлекаться чувствитель­ные, двигательные и вегетативные нервы. Нейропатия может проте­кать с демиелизацией волокон или без нее. Вегетативная дисфункция при сахарном диабете, как правило, проявляется постуральной гипо­тензией, импотенцией, нарушениями функции ЖКТ и т.д.

На сегодняшний день можно только предположительно назвать па­тогенетические механизмы, определяющие развитие этого вида ослож­нений.

Несомненно, что свой вклад вносит 2 сорбитоловый 0 путь метабо­лизма глюкозы:

1) глюкоза _ 5 альдозоредуктаза . 0 сорбитол + НАДФ

2) сорбитол _ 5 сорбитолдегидро . 0 фруктоза + НАД 5. 0Н Интенсивность этого пути определяется доступностью глюкозы.

Таким образом, гипергликемия активирует эту реакцию, что приводит к накоплению сорбитола и фруктозы и тем самым к осмотическим сдвигам во внутриклеточной среде.

Последнее сопровождается гипоксией нервных клеток и нарушени­ем их функции.

Нарушение нервной проводимости при сахарном диабете может быть связано со снижением уровня миоинозитола в нервной ткани. Это циклический гекситол, синтезируемый в нервной ткани из глюко-

- 22 -

зы и необходимый для синтеза фосфолипидов клеточной мембраны.

Показано, что при сахарном диабете нарушается 2 аксоплазмати- 2ческий ток 0, т.е. транспорт белков и нейромедиаторов из тела клет-

ки по аксонам различной длинны.

Общая черта всех описанных нарушений - их исчезновение в ус­ловиях лечения сахарного диабета, по крайней мере, до развития макроморфологических изменений.

Осложнение сахарного диабета, требующее немедленной помощи и точной диагностики - 2 диабетическая кома 0. В зависимости от того,

какой метаболический компонент сахарного диабета ее определяет,

различают кетоацидотическую, гиперосмоляльную и лактацидемическую

кому.

2Кетоацидотическая кома 0 - возникает при накоплении большого количества кетоновых тел (до 3-5 ммоль/л) в крови, а затем и в

моче. Плазменная гипергликемия вызывает осмодиурез, дегидратацию,

вторичную гипоNа- и гипоКемию. У больных развивается дыхание типа

Куссмауля, гипотензия и ацидоз, от больного пахнет ацетоном. По-

тери воды составляют иногда 5-8 л, Nа 5+ 0 и К 5+ 0 - по 300-500 ммоль.

Гиперосмолярный синдром способствует отеку мозга. Сахар в крови повышается до 22-55 ммоль/л, в моче - 220-250 ммоль/л. Довольно быстро развивается депрессия ЦНС. При тяжелом кетоацидозе больные приобретают резистентность к инсулину. По-видимому, это обуслов­лено различными причинами, а именно: 1) высоким уровнем СЖК в крови; 2) высокими концентрациями антагонистов инсулина; 3) самим ацидозом.

Некоторые исследователи считают, что основной причиной инсу­линорезистентность в этих условиях служат сами ионы Н 5+ 0. Ацидоз

препятствует действию инсулина, нарушая гормон-рецепторные взаи­модействия на мембране, а также угнетает гликолиз на этаже фос­фофруктокиназы.

2Гиперосмолярная кома без кетоза 0 возникает за счет гиперглике­мии (выше 325-350 мосмоль/кг) и гипернатриемии, которая возникает вследствие неравномерной потери Nа и воды при глюкозурии. Этот вид комы проявляется беспокойством больного, делирием, мышечной гипертонией, судорогами. Смертность при этом виде комы около 40%. Наблюдается выраженный осмодиурез, глюкозурия, глюкоза в плазме увеличивается до 30-100 ммоль/л. Не сопровождается кетозом, пос­кольку наблюдается только у больных с частично сохранившимся ост-

- 23 -

ровковым аппаратом. При этом сохранившееся количеством бета-кле­ток обеспечивает выделение некоторого количество инсулина, доста­точного для торможения липолиза и предупреждения кетоза.

2Лактацидемическая кома 0 может возникать как больных с сахарным диабетом, так и без него, при других заболеваниях. При сахарном диабете лактацидоз может возникать: 1) в сочетении с кетозом; 2) в сочетании с гиперосмоляльной комой без кетоза (у 40-60% боль­ных); 3) как спонтанное нарушение обмена веществ; 4) в связи с недостаточностью кровоснабжения тканей вследствие кардиогенного, гиповолемического или септического шока.

Из-за нарушения ресинтеза гликогена из лактата и затруднением его метаболизма в цикле ТКК, содержание молочной кислоты возрас­тает в 1,5-2 раза. Клинически это проявляется глубоким затрудне­нным дыханием, дегидратацией, болями в животе.

2О гипогликемической коме 0 мы уже говорили.

Подводя итог нашей лекции, следует сказать, что нарушение ме­таболизма углеводов, помимо собственно нозологических форм, встречается практически при любой, казалось бы, никак не связан­ной с этим, патологии. Прошли времена, когда начинающему студенту можно было сказать: "Вот те физиологические факты, которые вы должны знать, чтобы стать врачом". Современная медицина содержит больше вопросов, нежели ответов. Ваша задача - интегрировать для себя основные постулаты патофизиологии и клинических дисциплин, ни одна из которых не может существовать без связи с метаболиз­мом.