Метаболические сдвиги в организме, происходящие вследствие сахарного диабета

Метаболические сдвиги в организме, происходящие вследствие сахарного диабета

Б. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

ТЕМА: МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ СДВИГИ В ОРГАНИЗМЕ,

ПРОИСХОДЯЩИЕ ВСЛЕДСТВИЕ ВОЗНИКНО-

ВЕНИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

СТУДЕНКИ VI - ГО КУРСА

БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

УФА 1999.

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение -

3

Глава 1. Аналитический обзор -

5

1.1.Общая характеристика сахарного диабета -

5

1.1.1.Определение и классификация -

5

1.1.2.Этиология -

8

1.1.3.Эпидемиология -

12

1.2.Патологическая физиология -

13

1.2.1.Поджелудочная железа как основной источник заболевания - 13

1.2.2.Гормоны - продукты внутрисекреторной деятельности

поджелудочной железы -

15

1.2.3.Нарушение углеводного обмена в результате патологической

деятельности гормонов поджелудочной железы -

21

1.2.4.Нарушение липидного обмена в результате патологической

деятельности гормонов -

23

1.2.5.Нарушение белкового обмена в результате патологической

деятельности гормонов -

25

1.2.6.Патологическая анатомия -

26

1.3.Некоторые методы диагностики заболевания -

35

1.4.Достижения современной медицины в методах лечения

сахарного диабета -

39

Использованная литература - 51

Введение

Из различных паталогических состояний,связанных с нарушениями

эндокринной функции поджелудочной железы, сахарный диабет , характе-

ризующийся абсолютной или относительной недостаточностью инсулина,

по частоте намного опережает все остальные и служит главным предметом

настоящей работы. Нарушения секреции глюкагона при диабете часто являются

вторичными и только в очень редких случаях ( например, при синдроме

глюкагономы ) могут быть первичным фактором, определяющим нарушения обмена

веществ.

Сахарный диабет характеризуется изменениями обмена в организме всех

основных энергитических веществ - углеводы, жиры, белки исопровождается

первичными или вторичными нарушениями секреции разнообразных гормонов:

инсулин, глюкагон, гормон роста,-и чувствительности к ним.

Как с этиологической, так и с клинической точки зрения диабет не

является единой назологической формой.При диабете I типа генетическая

предрасположенность, связанная с системой HLA , имеет определенное

значение, но может оказаться недостаточной для того,чтобы обусловить

развитие заболевания.Большую роль играют, вероятно,приобретенные факторы,

такие как вирусная инфекция и аутоиммунные процессы.Однако и эти факторы

могут вызвать диабет только у генетически предрасположенных лиц.

Наблюдаемые при диабете метаболические нарушения отражают прежде всего

степень абсолютной или относительной недостаточности инсулина. Поскольку

инсулин является основным анаболитическим гормоном, уже минимальная его

недостаточность приводит к снижению способности организма пополнять запасы

энергетических веществ из-за недостаточного накопления потребляемых пищевых

продуктов.При выраженном дефиците инсулина нарушается не только накопление

энергетического материала в состоянии сытости, но происходит и черезмерная

мобилизация эндогенных его запасов в состоянии голода(например,

гипегликемия, гипераминоацидемия, гиперлипоацидемия натощак).В большинстве

случаев тяжелой формы диабета (диабетический кетоацидоз) наблюдается

черезмерная продукция глюкозы, а также выраженное ускорение катаболизма(

липолиза, протеолиза).

Клиницисты обосновывают диагноз этого заболевания фактом

гипергликемии. При явной симптоматике(полидипсия, полиурия, полифагия и

исхудание), гипергликемия у больного, по всей вероятности, наблюдается не

только после приема пищи, но и натощак Независимо от применяемых критериев

точная интерпритация лабораторных данных требует правильного понимания

методических и физиологических факторов, влияющих на результаты определения

концентрации глюкозы.

За последние 50-60 лет произошло резкое изменение ожидаемой

продолжительности жизни, а также причин смерти у больных диабетом. В

доинсулиновую эру больные с инсулинзависимым диабетом редко жили больше

нескольких месяцев или лет после установления диагноза,а смерть более чем

в 40% случаев наступала от диабетического кетоацитоза. В настоящее время на

долю кетоацитоза и гиперсмолярной комы приходится только 1% случаев смерти

больных диабетом. Главной причиной смерти является почечная

недостаточность(особенно при инсулинозависимом сахарном диабете I типа) и

поражение коронарных артерий ( особенно при инсулинонезависимои сахарном

диабете II типа).

ГЛАВА I Аналитический обзор

1.1.Общая характеристика сахарного диабета.

1.1.1.Определение и классификация.

Сахарный диабет(diabetes mellitus) представляет собой хроническое

нарушение обмена веществ обусловленное абсолютной или относительной

недостаточностью инсулина, характеризующейся гипергликемией после еды или

натощак и сопровождающееся при наиболее выраженных формах кетозом и

белковым истощением. При большей длительности заболевания оно осложняется

поражением мелких сосудов( микроангиопатии), особенно сетчатки и почечных

клубочков, и ускоренным развитием атеросклероза. Клинически сахарный

диабет может варировать от бессимптомно текущего , выявляемого только на

основании изменения содержания глюкозы , до скоротечного, потенциально

катастрофического состояния при котором развивается шок или кома( Felig

P., et al.,1985).

Во время многочисленных исследований, особенно тех в которых

изучалась роль генетических и приобретенных факторов в этиологии сахарного

диабета, свидетельствуют о том, что первичный сахарный диабет не является

единым заболеванием, а представляет собой синдром, гетерогенный как в плане

этиологии так и в плане патогенеза (Fajans S.S. et. al. ,1978).Эти данные

свидетельствуют о необходимости учитывать при классификации потенциальные

этиологические факторы, такие как присутствие антител к островковым клеткам

и специфические гаплотипы HIA. С тех пор как человечество узнало о сахарном

диабете было множество попыток классифицировать это заболевание. В 1985, по

рекомендации ВОЗ, кроме ранее выделенных типов диабета, в классификацию

была включена еще одна его клиническая форма. Она обусловлена

недостаточностью питания главным образом в тропических странах у больных

10-50 лет(Зефирова Г .С.,1991).

Классификация сахарного диабета и других категорий нарушения

толерантности к глюкозе :

1.Спонтанный сахарный диабет:

-инсулинзависимый -тип I

-инсулинонезависимый-тип II

а)-у лиц с нормальной массой тела

б)-с ожирением

2.Вторичный сахарный диабет, включая сахарный диабет, сопутствующий

определенным состояниям или синдромам:

а) заболевания поджелудочной железы

б)гормональные нарушения

в)состояния вызванные лекарственными или химическими веществами

г)определенные генетические синдромы

д)смешанные состояния.

3.Диабет обусловленный недостаточностью питания (тропический):

а) панкреатический

б) панкреатогенный

4. Нарушение толерантности к глюкозе (НТГ)- ранее называвшийся химическим,

бессимптомным, латентным и субклиническим диабетом: а ) у лиц с

нормальной массой тела

б) с ожирением

в)НТГ обусловленное другими определенными состояниями и синдромами.

5.Диабет беременных. НТГ, начавшееся при беременности.

Б.Достоверные классы риска (лица с нормальной толерантностью к глюкозе ,

но со значительно увеличенным риском развития диабета ):

а) предшевствовавшие нарушения толерантности к глюкозе

б) потенциальные нарушения толерантности к глюкозе.(ВОЗ,1985)

ТАБЛИЦА 1 клинические,генетические и иммунные особенности ИЗД и ИНЗД.

показатели ИЗД ,тип I

ИНЗД , тип II

-возраст начала молодой, обычно до 30 старше 40

-начало болезни острое

постепенное

-выраженность клини-

ческих симптомов резкая

умеренная

-течение СД лабильное

стабильное

-кетоацидоз склоны

резистентные

-анализ мочи сахар и часто ацетон сахар

-масса тела снижена

ожирение

-пол одинаково часто

чаще женщины

-сезонность начала осенне-зимний отсутствует

-содержание в плазме снижено (инсулино- в норме часто повы-

инсулина и с-пептида пения) или не опре- шенно (редко

снижено)

деляется

-антитела в крови к ост- 50-85% 10%

ровковым клеткам

-гаплотипы (HLA) В8, В15, DW5, DW4, не отличается от

здоро-

DwR3,DwR4

вой популяции.

-Конкорданность у моно- < 50% > 90%

зиготных близнецов

-частота диабета у родст- < 10% > 20%

венников I-й степени

родства

-распространность 0,5% населения 2-

5%населения

лечение инсулинотерапия диета,

сахароснижающие

пероральные препа-

раты

- преобладание поздних

осложнений микроангиопатия

макроангиопатия

Более чем в 90% случаев СД является спонтанным заболеванием, которое

не удается отнести к какому -либо другому более раннему паталогическому

процессу. Известны два главных типа спонтанного диабета : тип I,

(инсулинзависимый) ,и тип II (инсулинонезависимый). Вторичный диабет (на

долю которого приходится менее 5-10% всех случаев) представляет собой

форму заболевания встречающуюся у больных с первичными паталогическими

процессами в поджелудочной железе, гиперсекрецией гормонов -антагонистов

инсулина(катехоламины, глюкагон, гормон роста, глюкокортикоиды,тироидные

гормоны и др.),а также развивающиеся после приема лекарственных средств,

нарушающих углеводный обмен, или в связи со сложными генетическими

синдромами, для которых характерна гипергликемия. Клиническая картина в

этих случаях варьирует, а связь с ожидаемыми осложнениями часто трудно

установить.Длительное применение этих гормонов или повышение их секреции в

организме приводит к разрушению толерантности к глюкозе вплоть до развития

сахарного диабета.Гипергликемия, развивающаяся при повышенной секреции

контринсулиновых гормонов при наличии генетической недостаточности

инсулярного аппарата, приводит к нарушению углеводного обмена.

После приема таких лекарственных средств,как диуретики, психотропные

венщества,дифенилгидантоин,нарушающих углеводный обмен, или в свези со

сложными генетическими синдромами, для которых характерна

гипергликемия(например, атаксия-телеангиэктазия,синдром Лоренса-Муна-

Бидля,миотоническая дистрофия, атаксия Фридрейха),также может возникнуть

вторичный диабет.

Патогенез тропических вариантов заболевания значительно отличается от

всех других видов.В его основе лежит недостаточность питания в детском

возрасте.В свою очередь этот тип диабета разделен на два подтипа:

панкреатический и панкреатогенный.

Панкреатический диабет в свою очередь подразделяется на

фиброкалькулезный и протеин-дефицитный.Первый распространен в Индии и

Индонезии преимущественно среди мужчин(3:1)и характеризуется отсутствием

кетоза при наличии I типа диабета. В протоках поджелудочной железы больных

обнаруживаются кальцынаты и диффузный фиброз железы без воспалительных

процессов.При этом виде заболевания отмечается низкая секреция инсулина и

глюкагона и синдром нарушения всасывания.Второй вариант панкреатического

диабета называют протеиндеффицитным(ямайским).Он обусловлен низким

содержанием в диете белка и насыщенных жиров и характеризуется абсолютным

дефицитом инсулина и отсутствием кетоза.

Панкреатогенный диабет обусловлен избыточным поступлением железа в

организм и его отложением в поджелудочной железе(Зефирова Г.С.,1991).

Наконец, больных, у которых нарушение гомеостаза глюкозы удается

выявить только с помощью глюкозотолерантного теста, относят к группе

нарушения толерантности к глюкозе,харазующиеся следующими критериями:

1.Концентрация глюкозы натощак должно быть ниже тех значений, которые

расцениваются как диабет, то есть уровень глюкозы в сыворотке венозной

крови не более 7,8ммоль/л, в венозной цельной и капиллярной крови не более

6,7ммоль/л.

2.Уровень глюкозы в крови через 2 часа после приема пищи должен находиться

между нормальными значениями и цифрами характерными для СД, а именно в

сыворотке венозной крови 7,8-11,1ммоль/л, в цельной венозной крови 6,7-

10,0ммоль/л(Балаболкин М.И.,1991)

2 ЭТИОЛОГИЯ.

До сих пор не удалось обнаружить единого причинного фактора, который

лежал бы в основе этиологии спонтанного диабета. На самом деле накап-

ливается все больше данных, свидетельствующих о том, что диабет пред-

ставляет собой гетерогенную группу расстройств с различной этиологией.

Основными идентифицированными факторами являются наследствен-

ность, аутоиммунные процессы, вирусные инфекции и питание

(Craighsid J.F. et all., 1978).

ГЕНЕТИКА.

Уже давно был установлен семейный характер диабета. Больших популя-

ционных исследованиях было обнаружено, что распространенность забо-

леваний среди родственников больных диабетом в 4-10 раз превышает

таковую среди лиц контрольной группы (Felig P. Et all, 1985). Первые ука-

зания на наследственный характер диабета относится к XVII веку. Пер-

вую гипотезу о наследственном характере болезни сформулировал

Wegeli (1896). Однако интенсивное изучение наследственного характера

сахарного диабета началось только в 20-30-х годах нашего столетия, а к

60-м годам было доказано, что основным этиологическим фактором этого

заболевания является генетический. Доказательства его наследственной

обусловленности заключались в преобладании частоты семейных форм

над распространенностью сахарного диабета в популяции и преобладании

частоты конкордантности среди монозиготных близнецов по сравнению

с дизиготными (Зефирова Г.С., 1991).

В 1974 году J.Nerup с соавторами, A.G.Gudworth и I.C.Woodrow обнару-

жили ассоциацию В - локуса лейкоцитарных антигенов гистосовместимо-

сти с сахарным диабетом 1 типа и отсутствие ее у больных инсулинонеза-

висимым сахарным диабетом II типа. Данные авторов свидетельствовали

о том, что распространенность HLA - антигена В8 составляла среди боль-

ных сахарным диабетом 1 типа 49%, а среди здоровых 31%, а HLA В15 -

21 и 10% соответственно (Васюкова Е.А. и соав., 1981). Дальнейшее иссле-

дования позволили установить преобладание у больных СД 1 типа и дру-

гих HLA антигенов, имеющих отношение к D4 и DR - локусам. Так у боль-

ных инсулинозависимым диабетом с большей частотой по сравнению с

контрольной группой здоровых выявлялись HLA антигены - Dw3, DRw3,

Dw4, DRw4. Наличие у обследуемых гаплотипов В8 или В15 увеличивало

риск заболеваемости диабетом в 2-3 раза, В8 и В15 одновременно - при-

близительно в 10 раз. Присутствие гаплотипов Dw3/DRw3 увеличивало

относительный риск в 3,7 раз, а Dw4/DRw4 - в 4,9 раз, а Dw3/DRw4 - в 9,4

раза (Виденкова Е.Ф. и соав., 1988).

Что касается роли в патогенезе сахарного диабета, то различные аллели

HLA сами по себе могут и не определять предрасположенности к заболе-

ванию, а находится в неравновесной связи с другими генами, имеющими

более непосредственное отношение к подверженности этому заболеванию.

Связь систем HLA со специфическими генами, определяющими имунный

ответ, могла бы сводить роль диабетического генотипа к созданию воз-

можности взаимодействия вируса (см. далее) со специфическими антиге-

нами на мембране B клеток (Craighead J.E., 1978).

Сравнительное исследование характера наследования инсулинозависи-

мого и инсулинонезависимого дали дополнительные доказательства гене-

тической гетерогенности сахарного диабета (Fajans S.S. et all, 1978). Есть

данные, что у лиц женского пола с инсулинонезависимостью заболевание

наследуется по аутосомно-доминантному типу: 1) почти у половины жен-

щин обнаруживается вертикальная передача заболевания в трех поколе-

ниях; 2) у 85% больных родители страдают диабетом; 3) диабет встреча-

ется у половины сибсов. В отличие от этого у больных диабетом 1 типа

наследуемость в трех поколениях, заболевание у родителей или сибсов

встречаются менее чем в 10% случаев.

Несомненно, что в основе сахарного диабета II типа лежит генетическая

предрасположенность. Однако генетический маркер его до сих пор не об-

наружен, хотя имеются данные о локализации генов диабета II типа в 11

хромосоме. Основным провоцирующим фактором в этом случае является

ожирение (Lesli R.D. et all, 1987).

Характер наследования сахарного диабета 1 и II типов не совсем ясен.

Обсуждается вопрос о полегенном наследовании, где генетические факто-

ры (полигения) и экзогенные (экзогения) взаимосвязаны и принимают

участие в проявлении заболевания. К генетическим должны присоедини-ться

определенные факторы окружающей среды (реализаторы заболева-

ния), чтобы полигенно детерминированные признаки или предрасполо-

женность к болезни осуществилась.

ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ И ДРУГИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Высокий показатель дискордантности (50%) диабета у однояйцовых пар

близнецов, когда у пробандов диабет развивается в возрасте до 40 лет,

указывает на существующую роль негенетических (т.е. приобретенных)

факторов в этиологии диабета 1 типа. Особый интерес из потенциальных

средовых причин представляют вирусные инфекции. Указания на вирус-

ную этиологию сахарного диабета дают гистологические и эпидемиологи-

ческие исследования, а также в самое последнее время - прямые наблюде-

ния за передачей диабетом от человека эксперементальным животным

(Craighead J.E., 1978).

Гистологическая картина островков у умерших от сахарного диабета 1 ти-

па характеризуется инфильтрацией мононуклеарами, особенно лимфаци-

тами, и дегенерацией островковых клеток. Такая воспалительная реак-ция,

называемая инсулитом, соответсвует представлению о вирусном или

аутоиммунном процессе. Дальнейшим косвенным доказательством вирус-

ной этиологии являются сезонные колебания частоты развития диабета

1 типа, максимально осенью и зимой и минимально весной или ранним

летом.

Что касается отдельных вирусов, то в качестве возможных этиологичес-

ких агентов назывались вирусы эпидемического паратита, краснухи и ви-

руса Коксаки. В многочисленных описаниях отдельных случаев диабета,

была отмечена временная связь с раннее перенесенным паратитом. Даль-

нейшие исследования показали, что вирусы паратита и Коксаки (В3 и В4)

способны к репликации в культуре В - клеток поджелудочной железы че-

ловека. Кроме того, повторный пассаж вируса Коксаки В4 в культурах

мышинных В - клеток позволил выделить диабетогенную линию, которая

при введении интактным мышам вызывала гипергликемию (Yoon J.W. et

all, 1979).

Хотя приведенные данные удовлетворяют постулатам Коха, оставляют

нерешенным вопрос о том, почему диабет 1 типа развивается менее чем у

0,5% населения, тогда как признаки инфицированности вируса Коксаки

В4 встречается почти у половины населения. Существует возможность, что В -

тропные варианты вируса вызывают клинически выраженное за-

болевание очень редко. Инокуляция вируса энцефаломиокартита мышам

вызывает инсулит и гипергликемию только в случаях соответствующей

генетической предрасположенности, определяемой одним рецессивным

геном или более (Craighead J.E., 1978). Таким образом, как свидетельст-

вуют результаты обследований близнецов, вероятность деструкции В -

клеток могут определять как наследственные факторы, так и вирусная

инфекция.

АУТОИММУННЫЕ ПРОЦЕССЫ.

На возможность значения аутоиммунного процесса (Nerup J. et all, 1978) в

развитии диабета указывают ряд данных: 1) присутствие в островках под-

желудочной железы у больных со свежим диабетом 1 типа инфильтратов,

состоящих из мононуклиарных клеток (инсулит); 2) давно известная кли-

ническая связь между диабетом и аутоиммунными эндокринопатиями (бо-

Страницы: 1, 2, 3