Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ ЧЕЛОВЕКА

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Аспекты углеводного обмена в восстановительной медицине

Актуальной задачей медицины является терапия патологии метаболизма углеводов при одновременной патологии липидного метаболизма. Это обусловлено резким ростом числа диабетических пациентов с признаками ожирения. Таким образом, регуляция концентрации глюкозы в крови (гликемии) у больных сахарным диабетом является одной из важных проблем современной медицины. В настоящее время для решения этой задачи все больше используются технические средства, такие, как носимые электронные дозаторы инсулина и стационарные микрокомпьютерные системы типа «Искусственная бета-клетка».

Создание системы управления гликемией, обеспечивающей снижение аномально повышенной концентрации глюкозы в крови (КГК) до физиологической нормы 4-6 ммоль/л (70-110 мг/100 мл) и ее поддержание в течение необходимого времени в заданных пределах, связано с разработкой алгоритмов управления, средств программного и аппаратного обеспечения.

Различаются два типа сахарного диабета:

  • 1- й тип (СД 1) - следствие абсолютной недостаточности инсулина;
  • 2- й тип (СД 2) - результат развития тканевой резистентности к инсулину и нарушения физиологических механизмов регуляции его секреции.

Количество больных диабетом увеличивается во всех странах, и, по данным ВОЗ, в настоящее время в мире их насчитывается более 150 млн. Специальные расчеты экспертов ВОЗ показывают, что к 2010 г. количество больных сахарным диабетом в мире достигнет 230 млн человек.

В Российской Федерации, по данным обращаемости за медпомощью, в 1993— 1996 гг. зарегистрировано около 2 млн больных сахарным диабетом, из которых около 300 тыс. приходится на больных, страдающих СД 1, и около 1 млн 700 тыс. - на больных сахарным диабетом 2-го типа. В 1997 г. общее количество больных диабетом увеличилось на 200 тыс. (по данным обращаемости) в основном за счет больных, страдающих СД 2. Однако истинная заболеваемость сахарным диабетом значительно выше, и, по проведенным расчетам, реальное количество больных должно составлять 6-8 млн человек. Эти данные базируются на основе эпидемиологических исследований, проведенных в Москве, Санкт- Петербурге и других городах Российской Федерации.

Большая социальная значимость поисков методов лечения сахарного диабета заключается в том, что он может приводить к ранней инвалидности и летальности, которые обусловлены сосудистыми осложнениями диабета: микроангиопатией (ретинопатия и нефропатия), макроангиопатией (инфаркт миокарда, инсульт, гангрена нижнех конечностей) и нейропатией.

Кривые сахарной нагрузки у здоровых и больных диабетом людей (норма 4-6 мМ (70-110 мг/100 мл))

Рис. 8.17. Кривые сахарной нагрузки у здоровых и больных диабетом людей (норма 4-6 мМ (70-110 мг/100 мл))

Хронические осложнения диабета являются следствием постоянно повышенного уровня глюкозы в крови. Риск развития макрососудистых поражений существенно возрастает уже на стадии предиабета. Роль гипергликемии как основного фактора риска возникновения и прогрессирования диабетических осложнений достаточно наглядно подтверждена эпидемиологическими исследованиями.

Для диагностики диабета используют кривые сахарной нагрузки (рис. 8.17). Пациенту дают выпить стакан водного раствора глюкозы или сахарозы (25 г) и определяют изменение содержания глюкозы в плазме крови со временем.

У здорового человека после потребления стандартного количества глюкозы содержание глюкозы в крови может возрасти вдвое, но оно быстро снижается по мере того, как увеличивается секреция инсулина в ответ на повышение содержания глюкозы в крови. В течение некоторого времени содержание глюкозы в крови остается несколько более низким, чем исходное, что обусловлено лаг-периодом (задержка), когда количество инсулина в крови все еще остается повышенным, а содержание глюкозы уже нормализовалось. При этом кривые сахарной нагрузки имеют колебательный характер - результат авторегулирования гомеостаза глюкозы (см. разд. 12.2).

У больного диабетом исходное содержание глюкозы в крови очень велико (в приведенном случае почти на уровне почечного порога). У такого больного после потребления стандартного количества глюкозы ее содержание в крови сразу же возрастает. но в отличие от здорового человека из-за недостаточной секреции инсулина оно долго остается повышенным и лишь постепенно возвращается к исходному. При максимальном уровне глюкозы в крови у больного диабетом значительные количества глюкозы выводятся с мочой (сахар в моче).

Среди больных сахарным диабетом наблюдают высокую распространенность сердечно-сосудистой патологии. Это обусловлено тем, что нарушение углеводного обмена у них часто способствует развитию других метаболических нарушений, являющихся общепризнанными факторами риска сердечно-сосудистых поражений, таких, как гиперлипидемия (ожирение), гипертония, нарушения со стороны свертывающей системы крови, системы фибринолиза. Сочетание этих факторов в 2-4 раза увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистых поражений у больных диабетом.

В США проведено 12-летнее наблюдение за пациентами, страдающими диабетом 2-го типа, в процессе реализации программы «Исследование роли множественного фактора риска». Результаты подтвердили более высокую частоту сердечно-сосудистой патологии среди больных диабетом по сравнению с теми, кто данным заболеванием не страдает. При этом среди мужчин, больных сахарным диабетом, риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний увеличивается в 2-3 раза, а среди женщин - в 5 раз.

Особенно показателен анализ результатов, полученных в ходе исследования эпидемиологии диабетической ретинопатии (поражение сетчатки глаз) в Висконсине. Установлено, что при повышении уровня гликозилированного гемоглобина всего на 1% по отношению к исходному уровню частота ретинопатии увеличивается на 50%, частота случаев протеинурии - на 20%, летальность от ишемической болезни сердца - на 10%.

Доказано, что уже на ранней стадии развития диабета даже незначительное повышение резистентности тканей к инсулину, в частности в печени, ведет к развитию гипергликемии после приема пищи, так назывемой постпрандиальной гипергликемии.

Анализ результатов исследований, проведенных на большом клиническом материале (под наблюдением находились 95 000 человек на протяжении 12 лет), показал, что существует отчетливая взаимосвязь между уровнем глюкозы натощак, уровнем постпрандиальной гликемии и риском развития сердечно-сосудистой патологии. Согласно результатам этого анализа уровень глюкозы натощак, равный 6,1 ммоль/л, увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистой патологии в 1,33 раза, а при уровне постпрандиальной гликемии, равном 7,8 ммоль/л, этот риск увеличивается в 1,58 раза.

Сопоставление влияния уровня гликемии натощак, определяемого согласно критериям диабетической ассоциации Америки, и уровня гликемии через 2 часа после нагрузки, определяемого согласно критериям ВОЗ, показывает, что высокая концентрация глюкозы через 2 часа после приема пищи, как правило, коррелирует с повышенным уровнем смертности независимо от показателей гликемии натощак.

Риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний при диабете 2-го типа за период наблюдения 3,5 года увеличивается в 4,3 раза среди больных, у которых средний уровень гликозилированного гемоглобина превышает 7%, по сравнению с теми, у кого данный показатель ниже 7%.

Исследователи пришли к выводу, что как фактор риска смертности от сердечно-сосудистой патологии постпрандиальная гипергликемия по своему значению сопоставима с такими общественными факторами риска, как гипертригл и цериде- мия и гипертония.

Установлено, что даже развитие бессимптомной гипергликемии после приема пищи достоверно увеличивает риск смерти от ишемической болезни сердца. Это дало право отдельным исследователям утверждать, что кратковременные, но повторяющиеся эпизоды повышения уровня глюкозы крови после приема пищи - более значимый фактор риска развития кардиоваскулярной патологии, чем гипергликемия натощак.

По современным представлениям, патогенез хронических осложнений сахарного диабета рассматривается с позиций теории глюкозотоксичности, согласно которой хронически повышенный уровень глюкозы крови является ведущим фактором, инициирующим многообразные биохимические и структурные изменения в клетках и тканях. Согласно этим представлениям можно выделить три патогенетических механизма.

I. Активация альтернативного пути обмена глюкозы через повышение активности альдозоредуктазы, что ведет к избыточному накоплению сорбитола внутри клеток и нарушению их функции.

II. Повышение активности процессов неэнзиматического гликозилирования белков, липопротеинов. Это ведет к нарушению функции клеточных и базальных мембран, изменению функциональной активности компонентов сосудистой стенки, в первую очередь клеток эндотелия. В результате нарушается их нормальное взаимодействие с клетками крови, а это способствует развитию гиперкоагуляционного синдрома, извращает механизмы регуляции сосудистого тонуса, приводя к развитию сосудистой патологии.

III. Активация протеинкиназы-С (ПК-С), вследствие чего нарушается функция клеток сосудистых стенок и других тканей.

Из перечисленных факторов риска неэнзиматическое гликозилирование и внутриклеточное накопление сорбитола являются прямым следствием длительно существующей гипергликемии. В то же время активность ПК-С может значительно изменяться даже при возникновении кратковременных, преходящих эпизодов гипергликемии, как это имеет место в начальной фазе развития сахарного диабета, клинически проявляющейся нарушенной толерантностью к глюкозе.

Известно также, что гипергликемия существенно увеличивает предрасположенность к развитию атеросклероза, хотя реальные механизмы возникновения и прогрессирования атеросклеротического процесса у человека известны только отчасти.

Данные о состоянии углеводного обмена в норме и патологии могут быть рассчитаны по параметрам различных моделей. На основе этих моделей сконструирован аппаратно-программный комплекс по управлению гликемией.

Для терапии диабета в любой момент времени реальное значение концентрации глюкозы в крови (КГК), определенное медперсоналом и отличающееся от расчетного, может быть введено через клавиатуру в блок управления аппарата, регулирующего гликемию. Тем самым в системе замыкается обратная связь. Происходит пересчет данных, поиск новой расчетной КГК и выдача новой скорости введения (инфузии) инсулина (или глюкозы), соответствующей реальному значению КГК. Это обеспечивает гибкость системы регулирования - ее приспосабливае- мость к конкретным случаям гипер- или гипогликемии. В частности, аппарат «Искусственная бета-клетка», регулирующий гликемию, контролирует концентрацию глюкозы в крови (ci), инсулина в крови (сг), глюкозы во внесосудистой жидкости (сз), инсулина во внесосудистой жидкости (с*).

Вопросы и задачи к разд. 8.3

  • 1. Напишите с помощью формул строения уравнение образования дисахарида aGlc-PFru (сахароза). Выделите эфирные связи. Рассчитайте массовые и молярные доли элементов в дисахариде.
  • 2. Напишите с помощью формул строения уравнение образования дисахарида aGIc-aGlc (мальтоза). Выделите эфирные связи. Рассчитайте массовые и молярные доли элементов.
  • 3. Какой углевод является наиболее легко утилизируемым источником энергии для человека?
  • 4. Каким образом фруктоза усиливает синтез белка мышц?
  • 5. Какой основной углевод женского молока служит важным компонентом пищи грудного ребенка?
  • 6. При отсутствии какого фермента в кишечном соке развивается заболевание, которое проявляется очень рано и сопровождается рвотой, поносом, вздутием живота, обезвоживанием, постепенным исхуданием?
  • 7. Какое существует заболевание, заключающееся в наследственной непереносимости сахарозы? Какова биохимическая причина этого заболевания?
  • 8. Какой основной резервный полисахарид содержится в клетках животных?
  • 9. Какой полимер является основой нерастворимых в воде панцирей омаров, крабов, а также многих насекомых?
  • 10. В соответствии с какими свойствами углеводов бактерии различаются между собой?
  • 11. На чем основано действие пенициллина - антибиотика, используемого для борьбы с бактериальными инфекциями?
  • 12. Что представляет собой антифризный белок, обнаруженный в крови арктических камбаловых и тресковых рыб?
  • 13. Какова химическая структура цепей полисахаридов, используемых для определения групп крови А, В, О?
  • 14. Какое вещество является ингибитором свертывания крови и предотвращает образование тромбов в крови при травмах?
  • 15. Какой гликозаминогликан используется в качестве препарата при лечении артритов - заболеваний суставов?
  • 16. Какой фермент позвоночных в процессе оплодотворения гидролизует гли- козаминогликаны внешней оболочки яйцеклетки и делает ее проницаемой для сперматозоида?
  • 17. Какой фермент патогенных бактерий способен гидролизовать гликозидные связи гналуроновой кислоты и тем самым обеспечивать проникновение бактерий в ткани?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>