Вернемся, однако, к нашим баранам. Островки состоят из клеток нескольких типов. Для удобства их называют A-, B-, и C-клетками, или, по другой классификации альфа-, бета– и дельта-клетками. Инсулин синтезируется и секретируется в кровь бета-клетками островков Лангерганса.
Инсулин – белок. Белки – это последовательности соединенных друг с другом строительных блоков, аминокислот. Каждая аминокислота кодируется в геноме человека триплетом (последовательность из трех букв генетического алфавита) азотистых оснований. Всего этих оснований четыре. Известна хромосома и ее участок, где кодируется инсулин, точнее, не сам инсулин, а его предшественник – препроинсулин. Это соединение в бета-клетках подвергается так называемому процессингу и сплайсингу, после чего, через промежуточное образование проинсулина, в кровь поступает готовый инсулин.
Интенсивность выработки и секреции инсулина тоже подвержена тонкой регуляции. Главным стимулятором секреции инсулина в норме, как вы, наверное, уже догадались, является глюкоза. Она регулирует выброс инсулина в кровь по принципу положительной обратной связи – чем выше концентрация глюкозы, тем больше инсулина выделяется в кровь. Но это еще не все.
Для начала надо заметить, что различные соединения действуют на клетки и их функции не сами по себе, а посредством рецепторов, специализированных структур, внедренных в клеточные мембраны. Именно эти рецепторы вступают в связь с гормонами, медиаторами и другими регуляторами, а затем выделяют в клетку так называемые вторичные мессенджеры, которые уже и меняют соответствующим образом обмен в своих клетках. То есть в мембране бета-клеток есть рецепторы к глюкозе, свободным жирным кислотам, глюкагону, соматостатину, норадреналину, адреналину, норадреналину и ацетилхолину. Это далеко не полный список, но я привожу все эти данные не для усвоения и заучивания, а лишь для того, чтобы показать неимоверную сложность регуляции функций в человеческом (да, и вообще, в живом) организме. Глюкагон (продукт секреции альфа-клеток), соматостатин (продукт секреции дельта-клеток), норадреналин (выделяется в окончаниях симпатических нервов, подходящих к клеткам островков), адреналин (поступает к островкам с кровью) тормозят секрецию инсулина, а свободные жирные кислоты, наоборот, ее стимулируют. Стимулирует секрецию инсулина и ацетилхолин, поступающий к бета-клеткам из окончаний парасимпатических нервов (в данном случае, из блуждающего нерва).
Уже из этого упрощенного и неполного описания становится ясно, что нарушение секреции инсулина, а, следовательно, и нарушение углеводного обмена может – теоретически – произойти от поломок в любом из этих звеньев. О нарушениях, однако, мы поговорим позже, а пока продолжим описание связанных с инсулином событий.
На всех клетках организма есть рецепторы инсулина. Выделен и охарактеризован ген, отвечающий за синтез рецептора, и выяснены механизмы, доставляющие рецептор к клеточной мембране и встраивающие его туда.
Мы не будем вдаваться в подробности биохимических особенностей взаимодействия клеточных инсулиновых рецепторов с инсулином, а обратимся к эффектам этого взаимодействия. Оно делает возможным проникновение глюкозы в клетки, где с глюкозой, в зависимости от конкретной ткани, могут происходить самые разные превращения. Отметим только, что главным результатом действия инсулина является отложение гликогена в печени и триглицеридов (нейтральных жиров) в жировой ткани. Таким образом, инсулин является практически единственным анаболическим гормоном в том, что касается жира и углеводов (касательно белков можно сказать, что их синтез стимулируют соединения другого химического класса, которые в спорте называют анаболиками; анаболики являются, по химическому строению, стероидами).
В противовес инсулину есть множество веществ, которые угнетают его секрецию и стимулируют распад гликогена и жира. К таким соединениям, в первую очередь, относят адреналин, норадреналин и гормон щитовидной железы тироксин (с его активной формой трийодтиронином). Между прочим, в препаратах, сжигающих жир, практически всегда, присутствуют либо адреналин, либо гормоны щитовидной железу (в нашем мире не бывает чудес).
Из всего изложенного можно заключить, что нарушение обмена глюкозы может иметь великое множество причин, и проведенные в течение многих лет исследования на животных, и клинический опыт, накопленный за время лечения больных сахарным диабетом, подтвердили это предположение. Следуя логике изложения, перейдем к классификации сахарного диабета (лучше, конечно, было бы сказать: к перечислению заболеваний, входящих в понятие синдрома сахарного диабета).
Сахарный диабет 1 типа (инсулинозависимый диабет)
Из самого названия следует, что лечить диабет этого типа можно только введением инсулина, потому что своего инсулина в организме больного нет, или его настолько мало, что он не в состоянии обеспечить регуляцию обмена глюкозы.
Причины у сахарного диабета первого типа разнообразны:
А) Гибель островковых клеток в результате тяжелого панкреатита. Панкреатит поражает ту часть поджелудочной железы, которая не отвечает за секрецию инсулина и других гормонов. Еще в конце 19 века русский ученый Соболев показал, что при перевязке протока поджелудочной железы (по этому протоку в просвет кишечника поступает пищеварительный фермент трипсин) у собак наступает атрофия железы, и прекращение секреции трипсина, но островки продолжают действовать бесперебойно. Однако, если наступает самопереваривание железы (что происходит при истинном остром панкреатите), то оно не щадит и островки.
Б) Вирусные поражения островков поджелудочной железы. Особенно показателен пример краснухи. Краснуха – это вирусное, очень заразное заболевание, которое у взрослых протекает достаточно легко, но очень опасно для плодов (в случае заражения краснухой будущей матери). Вирус избирательно поражает бета-клетки, и у маленького человека развивается тяжелый сахарный диабет, вызванный гибелью клеток – продуцентов инсулина.
В) Аутоиммунные поражения. Такое случается в результате того, что по каким-то причинам мембраны бета-клеток становятся чужеродными для организма. Организм мобилизует иммунную систему, и она атакует собственные клетки с таким же пылом, как она атакует бактерии и вирусы. Иногда этот механизм работает при вирусных заболеваниях. Вирус, поражая бета-клетки, вызывает их повреждение, и у больного сразу развиваются симптомы диабета – сухость во рту, жажда и учащенное, обильное мочеиспускание. Потом первое потрясение проходит и человек, вроде бы идет на поправку. Но коварный вирус изменяет свойства клетки и делает ее уязвимой для собственной иммунной системы организма. Начинается вторая волна заболевания, на этот раз, увы. необратимая. Этот феномен известен давно, и старые врачи, склонные к образному языку, называли светлый промежуток «медовым месяцем диабетика».
Г) Токсические поражения. Многие вещества могут избирательно повреждать бета-клетки островков поджелудочной железы, вызывая истинный сахарный диабет. Одним из таких веществ является стрептозоцин. Этот антибиотик применяют, как это ни парадоксально, для химиотерапии рака поджелудочной железы (и с неплохим эффектом), но побочным действием является повреждение бета-клеток и развитие сахарного диабета. Но, в данном случае, лекарство, по крайней мере, не горше болезни.
Сахарный диабет 2 типа
Этот тип диабета называют еще инсулиннезависимым диабетом. Дело в том, что состояние больных сахарным диабетом этого типа улучшается, очень часто, без применения инсулина, и, более того, без применения каких бы то ни было лекарственных средств.
Посмотрим, почему это возможно.
1. Причиной сахарного диабета второго типа может стать генетическое нарушение, в результате которого бета-клетки начинают продуцировать дефектный инсулин, не оказывающий своего действия, то есть неспособный обеспечить переход глюкозы из крови в клетки периферических тканей и органов. При этом, может сохраниться способность дефектного инсулина стимулировать отложение жира в жировых клетках. Возникает сахарный диабет в сочетании с ожирением со всеми его прелестями – избыточным весом, повышением в крови уровня триглицеридов и холестерина. То есть создаются условия для ускоренного развития атеросклероза и его последствий – стенокардии, инфарктов, инсультов и поражений артерий нижних конечностей.
2. Еще одна причина – нарушение строения рецепторов бета-клеток, реагирующих на изменение концентрации глюкозы. В этой ситуации взаимодействие глюкозы с рецепторами не приводит к повышению секреции инсулина и уровень сахара после приема пище повышается выше нормы и сохраняется в течение длительного времени. В то же время, имеет место сохранение базовой секреции инсулина, и он продолжает производить другие свои эффекты (см. пункт 1).
