Патологическая физиология. Спонтанный первичный сахарный диабет типы этиология механизм развития


Определение понятия, классификация, этиология и патогенез отдельных форм сахарного диабета

Сахарный диабет - это состояние, связанное с абсолютной или относительной недостаточностью инсулина в организме.

Классификация форм сахарного диабета представлена на схеме.*****shem18

Рассмотрим все приведенные на схеме формы диабета.

Первичным (спонтанным) диабетом называют такую его форму, при которой нет точно установленной причины процесса. Эта форма диабета встречается чаще всего (около 90% всех случаев заболевания сахарным диабетом).

Инсулинозависимый (ювенильный) спонтанный диабет называется так потому, что он, во-первых, требует интенсивной терапии инсулином, во-вторых, его начало обычно приходится на возраст моложе 30 лет.

Инсулинонезависимый (диабет взрослых) характеризуется тем, что его лечение длительное время не требует значительных доз инсулина; обычно, если он вовремя диагностирован, вполне достаточно диетотерапии. Возникает он чаще всего в возрасте после 40 лет.

Различия инсулинозависимой и инсулинонезависимой форм диабета приведены в таблице.*****tab15

При спонтанном диабете очень важную роль играет генетический фактор. Установлено, что среди родственников больных этой формой диабета заболеваемость им в 4—10 раз выше по сравнению с родственниками людей, страдающих другими формами данного заболевания.

Доказано, что при инсулинозависимом диабете важную роль играют некоторые вирусные инфекции: вирусный паротит, краснуха, болезнь Коксаки и др. У вируса Коксаки даже выделен диабетогенный штамм. Однако инфицированность людей вирусом Коксаки приближается к 50%, а заболеваемость этой формой диабета составляет всего 0,5%. Для инсулинозависимого диабета характерны также аутоиммунные нарушения, в частности, появление антител в ткани поджелудочной железы

Полагают, что вирусная инфекция (если данный вирус имеет тропизм к pancreas) повреждает ткань Лангергансовых островков, в результате чего меняются антигенные характеристики β-клеток и в них появляются антигены, чужеродные для организма. К этим антигенам образуются антитела, разрушающие β-клетки островков Лангерганса, вследствие чего снижается секреция инсулина. Процесс усугубляется тем, что в значительном проценте случаев у таких больных имеется отягощенная по диабету наследственность, то есть их инсулярный аппарат является генетически неполноценным. Заканчивая характеристику спонтанного инсулинозависимого диабета, следует подчеркнуть, что при этой форме очень резко нарушается белковый обмен, приводя к отставанию организма в росте, если диабет начал развиваться в детском возрасте.

У больных спонтанным инсулинонезависимым диабетом роль патогенного фона также играет неблагоприятная по диабету наследственность. Факторами, проявляющими генетическую неполноценность инсулярного аппарата, являются нервные потрясения и особенно - ожирение.

Каков же механизм влияния ожирения на развитие сахарного диабета? Почему диабет очень часто встречается у тучных людей, хотя одним из симптомов этого заболевания является похудание?

Современные представления о патогенезе сахарного диабета дают следующий ответ на эти вопросы. Хотя адипоциты содержат наименьшее из всех клеток число рецепторов инсулина, при ожирении общее количество этих рецепторов возрастает, в результате чего инсулин активно адсорбируется жировой тканью. Благодаря этому, в течение достаточно длительного времени в жировой ткани липолиз из-за избытка инсулина является подавленным. В то же время вследствие адсорбции жиром значительного количества инсулина его концентрация в крови снижается, и островковый аппарат поджелудочной железы вынужден функционировать с перенапряжением, чтобы обеспечить всем основным тканям (кроме жировой) необходимое количество инсулина. Поскольку у таких людей имеется генетически детерминированная неполноценность островкового аппарата, его более или менее длительное перенапряжение ведет к развитию истощения клеток, секретирующих инсулин, и к недостатку последнего в организме уже не из-за того, что его усиленно адсорбирует жировая ткань (хотя этот механизм продолжает иметь место еще длительное время), а в связи с тем, что β-клетки резко снижают интенсивность своего функционирования. Развивается диабет. Через некоторое время количество инсулина становится недостаточным и для жировой ткани, поскольку ее продолжает оставаться много, а инсулина продуцируется мало. Тогда больной начинает интенсивно худеть, так как при обеднении жировой ткани инсулином в ней резко активируется липолиз.

Вторичный диабет, то есть возникающий не спонтанно, а как следствие какого-то предшествующего патологического процесса, подразделяется на абсолютный (то есть связанный с уменьшением выработки инсулина) и относительный (когда инсулина вырабатывается нормальное или даже повышенное количество, но он или разрушается какими-либо контринсулярными факторами, или к нему снижена чувствительность тканей).

Абсолютный вторичный гипоинсулинизм, в свою очередь, подразделяется на две формы. Первая из них связана с непосредственным повреждением pancreas патогенными факторами. К ним относятся: длительная ишемия ткани поджелудочной железы, атеросклероз питающих ее артерий, кровоизлияния в ткань Лангергансовых островков, их опухолевая деструкция, воспаление, травма, инфекции, интоксикации, длительное введение лекарственных препаратов, побочным эффектом которых является альтерация ткани pancreas. К таким же последствиям могут приводить и некоторые нарушения обмена веществ в организме. В частности, при патологии пуринового обмена происходит образование больших количеств аллоксана, представляющего собой уреид мезоксалевой кислоты. Это вещество вызывает повреждение и дегенерацию островкового аппарата поджелудочной железы, вследствие чего развивается диабет.

Второй формой вторичного абсолютного гипоинсулинизма является диабет, который развивается на фоне предшествующей гиперфункции островкового аппарата. Различают три вида этой формы инсулиновой недостаточности.

1. Уже давно было замечено, что у людей с избыточной продукцией соматотропина гипофиза (при гигантизме или акромегалии), как правило, развивается сахарный диабет. В эксперименте удалось при длительном введении животным СТГ получить выраженную недостаточность выработки инсулина.

Как указывалось выше, СТГ ингибирует гексокиназу и глюкокиназу. Вследствие избытка этого гормона возникает гиперфункция инсулинпродуцирующих клеток, поскольку в условиях угнетения гексо(глюко)киназы для достижения того же эффекта требуется увеличенное количество инсулина, а длительная гиперфункция приводит к истощению этих клеток и развитию инсулиновой недостаточности.

2. Избыток тиреоидных гормонов, имеющий место при различных формах гипертиреозов, как правило, сопровождается либо выраженным сахарным диабетом, либо гипофункцией инсулярного аппарата поджелудочной железы, выявляемой специальными нагрузками. При гиперпродукции гормонов щитовидной железы возрастает потребность тканей в глюкозе, что вызывает и повышение потребности организма в инсулине. Возникает сначала гиперфункция, а по прошествии определенного времени и истощение инкреторной части pancreas.

3. Различные виды гиперкортицизма, приводящие к повышению выработки глюкокортикоидов (например, при болезни Иценко-Кушинга) сопровождаются снижением чувствительности тканей к инсулину, что, как и в предыдущих случаях, вначале ведет к усилению, а затем к резкому снижению его выработки.

Относительный гипоинсулинизм характеризуется тем, что нормальное или даже повышенное количество инсулина в организме оказывается для последнего недостаточным либо вследствие усиленного разрушения гормона β-клеток, либо из-за врожденной ареактивности тканей к нему.

Различают следующие формы относительного гипоинсулинизма.

1. В результате повышения секреции инсулиназы. Как уже указывалось, основная масса инсулина разрушается в печени ферментом инсулиназой, повышение активности которой может привести к усиленному разрушению ею инсулина.

2. При разрушении инсулина антителами. Эта форма относительного гипоинсулинизма обычно не бывает изначальной, а присоединяется к основному процессу в результате многолетней инсулинотерапии. Инсулин животных, применяемый в качестве фармакологического препарата, имеет несколько иные антигенные характеристики, нежели гормон человека. В процессе длительной инсулинотерапии в организме больного накапливаются антитела к «чужому» инсулину, которые разрушают и собственный вследствие того, что у экзогенного и эндогенного гормона есть определенная антигенная общность. Этот иммунный механизм приводит к окончательному угнетению функции и без того поврежденного инсулярного аппарата.

3. Вследствие воздействия контринсулярных факторов крови. В плазме крови обнаружены липопротеидный фактор и фактор, связанный с α2-глобулиновой фракцией, блокирующие инсулин.

4. Из-за врожденной повышенной резистентности тканей к инсулину. У некоторых людей встречается врожденная резистентность тканей к инсулину, когда его суточная потребность достигает 200 единиц. Инсулина не хватает, и развивается диабет.

Следующей формой диабета является состояние, которое характеризуется как нарушение толерантности к глюкозе. Это состояние внешне ничем не проявляется и его диагностируют только при проведении теста с сахарной нагрузкой.

Суть этого теста сводится к следующему.

У больного утром натощак берется проба крови и в ней определяется уровень сахара. Затем больному перорально дается глюкоза из расчета 1.75 г/кг, но всего не более 100 г. Через 30,60,90 и 120 минут после этого вновь производится забор проб крови и определение в них концентрации глюкозы. У здорового человека уровень сахара в крови натощак колеблется в пределах 80-120 мг%, (4-6 ммол/л), обычно - несколько ниже 100 мг%, (<5 ммол/л). После сахарной нагрузки уровень глюкозы в крови повышается, но постепенно ее концентрация возвращается к исходной величине. В том случае, если хотя бы одно из значений уровня сахара на 30-й, 60-й или 90-й минуте превышает 200 мг% и через 120 минут уровень сахара выше 200 мг%, то ставится диагноз диабета. Если хотя одно из промежуточных значений выше 200 мг%, а через 2 часа уровень сахара находится в пределах нормы, то диагностируется нарушение толерантности к глюкозе.

Оценивая этот тест, следует сделать следующие оговорки.

1. Некоторые авторы считают патологией «плоский» характер сахарной кривой, то есть длительное поддерживание концентрации глюкозы на постоянном повышенном уровне, даже если ее абсолютные значения во всех пробах ниже 200 мг%. Однако, если уровень глюкозы натощак является нормальным, то такой характер сахарной кривой при нагрузке глюкозой не следует принимать во внимание.

2. На уровне сахара в крови могут сказаться следующие факторы:

- с возрастом снижается чувствительность тканей к инсулину, в связи с чем исходный уровень сахара в крови может возрастать;

- снижение физической активности способно привести к повышению уровня сахара в крови;

- если человек длительное время потребляет менее 100 г углеводов в день, уровень сахара в крови, как правило, падает;

- эндокринные заболевания, цирроз печени, инфаркт миокарда, почечная недостаточность, сепсис оказывают влияние на уровень сахара в крови;

- стресс, перенесенный незадолго до исследования, вследствие выброса катехоламинов также приводит к изменению уровня сахара.

Существует разновидность теста с сахарной нагрузкой, когда глюкоза вводится внутривенно. Этот способ применяют редко, так как при нем снимается кишечный компонент глюкозного сигнала на секрецию инсулина. Обычно его употребляют тогда, когда у больного отмечается непереносимость к оральному введению глюкозы. Натощак определяют уровень сахара в крови, а затем внутривенно в течение 2-4 минут вводят 25 г глюкозы (либо в дозе 0.5 г/кг идеальной массы тела) в виде 50%-го раствора и определяют ее уровень в крови на протяжении часа через каждые 10 минут. Между концентрацией глюкозы в крови и временем исследования существует зависимость, которая может быть представлена в виде следующего уравнения: 

C1 = C0e-kt, 

где: С0 - концентрация глюкозы в нулевой момент, С1 - концентрация глюкозы в момент t, а k - константа скорости, то есть скорость снижения уровня глюкозы в процентах за 1 мин.

Расчет k упрощается при определении t, то есть времени, необходимого для снижения уровня глюкозы наполовину, с использованием следующей формулы: 

*****for3 

У здоровых лиц значение k превышает 1.2. При нарушенной толерантности к глюкозе k обычно ставится меньше 1.

Нарушение толерантности к глюкозе расценивается как скрытая форма диабета, которая при соответствующих условиях может стать явной. Поэтому таким больным следует назначать лечение, прежде всего, диетотерапию, поскольку нарушение толерантности к глюкозе, как правило, наблюдается у людей с той или иной степенью ожирения.

Особую форму инсулиновой недостаточности представляет гестационный диабет (диабет беременных).

Плод - это организм, активно потребляющий глюкозу, транспортируемую с материнской кровью через плаценту, причем утилизация глюкозы тканями плода не зависит от доступности материнского инсулина. У плода, начиная с 12-ой недели, функционирует инсулин, продуцируемый островками Лангерганса собственной поджелудочной железы. До этого срока усвоение глюкозы плодом происходит за счет каких-то других, еще недостаточно выясненных механизмов. Инсулин и глюкагон матери через плаценту не проникают, а глюкоза быстро переносится через плацентарный барьер с помощью механизмов облегченной диффузии. Ткани плода утилизируют глюкозу исключительно интенсивно: скорость утилизации ими глюкозы к моменту родов составляет 6 мг/кг/мин, что почти в три раза выше, чем у взрослого человека. Аналогичная картина наблюдается и с аминокислотами.

Благодаря такой ситуации плод практически «выкачивает» глюкозу из материнского организма, и у матери возникает гипогликемия. Естественно, что уровень инсулина в плазме крови матери падает, поскольку интенсивность гипогликемического стимула его секреции поджелудочной железой снижается. В организме беременной интенсифицируется липолиз и повышается содержание в крови свободных жирных кислот, которые через плаценту не проходят. В то же время в организме матери усиливается кетогенез, причем кетоновые тела через плаценту транспортируются и интенсивно используются тканями плода. Особенно в больших количествах они окисляются в его мозге. Если мать здорова, то все эти процессы не выходят за пределы физиологической нормы. Если же мать страдает хотя бы скрытой формой диабета и кетогенез у нее изначально повышен, поступление кетоновых тел в мозг плода в большом количестве может иметь вредные последствия для его психоневрологического развития. Статистические исследования показывают, что уровень интеллекта потомства матерей, у которых во время беременности наблюдался диабет с кетозом, является сниженным.

Диабет матери опасен для плода и может привести (кроме уже отмеченного выше поражения его ЦНС кетоновыми телами):

- к внутриутробной гибели плода из-за кетоза или поражения сосудов плаценты и нарушений кровообращения;

- к развитию у новорожденного синдрома дыхательной недостаточности, так как вследствие патологии углеводного обмена у плода в легких нарушается синтез сурфактанта - углеводной субстанции, выстилающей альвеолы, в результате чего резко возрастает наклонность легких к возникновению ателектазов - спадению легочной ткани;

- к возникновению пороков развития вследствие кетоза и токсического повреждения кетоновыми телами не только нервной ткани;

- к развитию у плода гипергликемии в результате аналогичного состояния у матери, что приводит к усилению у плода анаболических процессов, вследствие чего в его тканях и органах откладывается избыток жира и гликогена; это ведет к макросомии и висцеромегалии (ребенок рождается очень крупным - свыше 5 кг, а роды крупным плодом представляют большую опасность и для него, и для матери).

Таким образом, диабет матери неблагоприятно влияет как на течение ее беременности, так и на развитие плода. Но в этом процессе наблюдается и обратное влияние.

В первую половину беременности, вследствие «отсасывания» глюкозы плодом, в крови матери ее количество снижается, а следовательно, падает потребность организма в инсулине. Симптомы диабета ослабевают.

Во второй половине беременности диабетогенное действие плацентарных гормонов перевешивает эффект непрерывного усиленного потребления глюкозы плодом. В результате потребность в инсулине у матери возрастает, и диабет обостряется. После родов, вследствие резкого падения концентрации диабетогенных гормонов (рождение плаценты), наступает ремиссия диабета, которая длится в течение 3-6 недель после родов. Потом «уровень» диабета восстанавливается, достигая того, который был до беременности.

Таковы основные этио-патогенетические формы диабета.

www.4astniydom.ru

Сахарный диабет

Сахарный диабет — это состояние хронической гипергликемии, обусловленной недостаточностью инсулина или избыточностью факторов, противодействующих его активности. Проявления диабета включают нарушения обмена веществ, особенно углеводного, кетоацидоз, прогрессирующее поражение капилляров почек, сетчатки, поражения периферических нервов и выраженный атеросклероз (ВОЗ, 1980).

Сахарный диабет встречается у 1 — 4% населения. Среди пожилых — в 2 — 30%. В разных регионах распространенность заболевания неодинакова — от нуля у жителей высокогорных районов Новой Гвинеи до 25% среди индейцев пима (США).

Основные проявления диабета — гипергликемия, достигающая иногда 25 ммоль/л, гликозурия с содержанием глюкозы в моче до 555 — 666 ммоль/сут (100 — 120 г/сут), полиурия (до 10 — 12 л мочи в сутки), полифагия и полидипсия.

Экспериментальный сахарный диабет. Основные сведения об этиологии и патогенезе сахарного диабета стали известны благодаря опытам на животных. Первая экспериментальная модель его была получена Мерингом и Минковским (1889) путем удаления у собак всей или большей части (9/10) поджелудочной железы.

Эта форма экспериментального диабета характеризовалась всеми признаками, наблюдающимися у человека, но протекала более тяжело; всегда осложнялась высокой кетонемией, жировой инфильтрацией печени, развитием диабетической комы. В результате удаления всей поджелудочной железы организм страдал не только от инсулиновой недостаточности, но и от дефицита пищеварительных ферментов.

Широкое распространение получила модель аллоксанового диабета, возникающего при введении животным аллоксана. Это вещество избирательно повреждает |3-клетки панкреатических островков, в связи с чем развивается инсулиновая недостаточность различной тяжести. Другим химическим веществом, вызывающим сахарный диабет, является дитизон, связывающий цинк, участвующий в депонировании и секреции инсулина. Повреждает панкреатические островки антибиотик стрептозотоцин. Сахарный диабет у животных может быть получен с помощью антител к инсулину. Такой диабет возникает как при активной, так и пассивной иммунизации.

Экспериментальный диабет развивается также при введении контринсулярных гормонов. Так, после длительного введения гормонов передней доли гипофиза (соматотропина, кортикотропина), как отмечено выше, может развиваться гипофизарный диабет. Введением гликокортикоидов можно добиться развития стероидного диабета.

Спонтанный диабет встречается у китайских хомячков, мышей линии ККА, OB, AB, мышей "колючих", новозеландских.

Все формы экспериментального диабета отчетливо показывают, что в основе развития этого заболевания лежит абсолютная или относительная инсулиновая недостаточность.

Этиология. Причиной сахарного диабета является инсулиновая недостаточность. По механизму возникновения инсулиновая недостаточность может быть панкреатической, т. е. связанной с нарушением биосинтеза и выделения инсулина, или внепанкреатической (относительной) при нормальном выделении инсулина панкреатическими островками.

Инсулиновая недостаточность может быть связана с генетическими либо приобретенными факторами.

Панкреатическая инсулиновая недостаточность возникает в результате нарушений на любой стадии образования и секреции инсулина (рис. 14.4). Причиной инсулиновой недостаточности может быть повреждение глюкорецепторной системы, когда прекращается выброс инсулина в кровь в ответ на раздражение глюкозой мембраны β-клеток. Инсулиновая недостаточность может быть результатом нарушения механизма поступления кальция в клетку, что затрудняет передачу информации с рецептора в клетку; повреждения аденилатциклазной системы (аллоксан угнетает циклический 3,5-АМФ), гликолиза. К таким же последствиям приводят врожденные и приобретенные поломки в соответствующей части генетического аппарата; дефицит необходимых для синтеза инсулина аминокислот, особенно лейцина и аргинина; нарушения перехода проинсулина в инсулин и секреции инсулина β-гранулами β-клеток. Нарушение целости панкреатических островков при различных деструктивных процессах, обусловленных опухолями, кистами, травмами, цирротическими и воспалительными процессами в поджелудочной железе, склеротическом повреждении сосудов также вызывает недостаточность инсулина. Подобную же роль может играть инфекционное поражение островков при скарлатине, коклюше, эпидемическом паротите, гриппе, ангине, роже, сифилисе, туберкулезе. Повреждение островков может явиться результатом иммунной реакции на инсулин либо β-клетки. Цитотоксичностью по отношению к р-клеткам обладают родентициды, стрептозотоцин, нитрозамины, некоторые лекарственные препараты, диуретики, пероральные контрацептивы, β-адренэргетики, кортикотропин. Причиной инсулиновой недостаточности может быть употребление пищевых веществ, содержащих цианиды (корни маниока, сорго, ямс). Обычно цианиды обезвреживаются при участии серосодержащих аминокислот, но при белковой недостаточности создаются условия для их накопления в организме. Таково происхождение сахарного диабета при квашиоркоре и других формах недостаточности питания у жителей стран тропического пояса.

Внепанкреатическая или относительная инсулиновая недостаточность возникает в тех случаях, когда появляются факторы, угнетающие действие инсулина или ускоряющие его катаболизм. К ним можно отнести повышенную продукцию контринсулярных гормонов. При сахарном диабете секреция глюкагона продолжается, несмотря на высокую гликемию, что можно объяснить дефектами глюкозорецепторов β-клеток.

К инактивации инсулина могут привести повышенная активность инсулиназы, хронические воспалительные процессы, сопровождающиеся поступлением в кровь протеолитических ферментов, избыток в крови неэстерифицированных жирных кислот, антитела. Антитела образуются к экзогенному и эндогенному инсулину в ответ на структурные изменения инсулина, обусловленные генетическими нарушениями синтеза белков, соматической мутацией β-клеток.

Нарушение структуры инсулина может быть причиной, снижающей его физиологическую активность.

К внепанкреатической инсулиновой недостаточности могут привести отсутствие ферментов, освобождающих инсулин от связи с сывороточными белками, антагонисты инсулина, например синальбумин. Предполагают, что синальбумин является В-цепью инсулина, он взаимодействует с рецепторами инсулина на клеточной мембране, приводя к относительной недостаточности гормона.

Наконец, в ряде случаев заболевание обусловлено состоянием инсулиновых рецепторов. При сахарном диабете может снижаться число рецепторов или их сродство к инсулину, возможно образование антител, блокирующих связывание инсулина с рецептором. В некоторых случаях повреждение рецепторов может быть первичным генетическим нарушением.

Снижение физической активности, избыточное питание и последующее ожирение также могут вызвать резистентность к инсулину. В одних случаях при ожирении снижается количество рецепторов инсулина на клетках-мишенях, в других возникают пострецепторные изменения, например, вследствие снижения транспорта глюкозы или затруднения ее внутриклеточного метаболизма.

На рис. 14.5 представлены основные возможные причины панкреатической и внепанкреатической недостаточности инсулина.

Развитие диабета может быть связано с наследственной неполноценностью панкреатических островков, которая проявляется при воздействии таких провоцирующих факторов, как инфекция, интоксикация, физические и психические травмы, избыточное потребление с пищей жиров и углеводов.

Наследоваться могут генетические дефекты, касающиеся строения мембран β-клеток, их энергетики, различных этапов синтеза инсулина с образованием аномального процесса выделения инсулина, содержания инсулиновых антагонистов, структуры рецепторов инсулина и др. Наследственная форма диабета встречается у мышей, причем в одних случаях он наследуется по аутосомно-рецессивному типу, в других — по доминантному. В гомозиготе ген детален.

Роль генетических факторов в этиологии диабета подтверждается наличием семейного диабета, когда заболеваемость сахарным диабетом регистрируется у нескольких членов одной семьи, иногда в 3 — 4 поколениях; высокой конкордантностью у монозиготных близнецов (в 4 раза выше, чем у дизиготных). По-видимому, имеется несколько мутантных генов, определяющих развитие сахарного диабета. Наследование может осуществляться аутосомно-рецессивно, доминантно и полигенно. Поскольку риск заболеваемости для женщин в 2 раза выше, чем для мужчин, высказывается предположение о связи патологического гена с 10-й хромосомой; с антигенами системы АВО (чаще заболевают люди, имеющие II группу крови). Наиболее убедительные данные получены о связи инсулинзависимого сахарного диабета (ИЗСД) с определенными лейкоцитарными антигенами.

Классификация.Сахарный диабет в зависимости от причин и степени инсулиновой недостаточности может быть первичным и вторичным (симптоматическим).

В первичном сахарном диабете, по предложению экспертов ВОЗ (1980, 1987), выделен инсулинзависимый (диабет I типа) и инсулиннезависимый сахарный диабет (диабет II типа). Другие типы диабета являются вторичными и связаны с определенными заболеваниями, например, акромегалией, болезнью Иценко—Кушинга, болезнями поджелудочной железы, действием лекарственных, химических средств, генетическими синдромами и др. Отдельные классы представляет диабет, связанный с недостаточностью питания, и диабет беременных.

Наибольшее распространение имеет первичный диабет. В его происхождении наряду с генетическими факторами определенную роль играют иммунные механизмы и внешнесредовые влияния, однако соотношение между ними при диабете I и II типа различно.

Инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД) характеризуется инсулинопенией, т. е. абсолютной инсулиновой недостаточностью, существенными метаболическими нарушениями с тенденцией к кетоацидозу. Развивается эта форма диабета в юношеском возрасте, генетическая предрасположенность сочетается с определенными антигенами системы HLA. Чаще всего среди европейской популяции встречается HLA-B8-DR3 и B15-DR4. Имеются также факты, указывающие на аутоиммунное происхождение диабета этого типа: сочетание с другими аутоиммунными заболеваниями (инсулинит, тиреоидит), наличие антител к инсулину, β-клеткам. Нередко начало заболевания связано с предшествующей вирусной инфекцией (корь, краснуха, гепатит, эпидемический паротит). Взаимосвязь генетических и иммунных механизмов объясняется расположением генов системы HLA вблизи локуса, ответственного за иммунный ответ организма, на 6-й хромосоме. Очевидно, наличие определенных лейкоцитарных антигенов свидетельствует об особенностях иммунного статуса организма. Внешним фактором, способствующим реализации наследственной предрасположенности к сахарному диабету, могут быть вирусы, обладающие повышенной бета-тропностью у лиц, носителей антигенов системы HLA. Вирусы разрушают β-клетки либо, повреждая их, дают начало аутоиммунному процессу.

Инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД) характеризуется минимальными метаболическими нарушениями. В его основе лежит относительная инсулиновая недостаточность, провоцируемая перееданием, ожирением, уменьшением числа рецепторов к инсулину. Антитела к (3-клеткам и инсулину отсутствуют. Диабет проявляется после 40 лет и, несмотря на отсутствие генетических маркеров в виде лейкоцитарных антигенов, имеет более выраженную наследственную обусловленность. Конкордантность у монозиготных близнецов достигает 90 — 100%, в то время как при диабете I типа — только до 50%.

Патогенез. Инсулиновая недостаточность при сахарном диабете сопровождается нарушением всех видов обмена, прежде всего углеводного, проявлением чего являются гипергликемия и гликозурия.

Одним из основных патогенетических механизмов нарушений углеводного обмена при сахарном диабете является замедление скорости гексокиназной реакции, обусловленное снижением проницаемости клеточных мембран и, следовательно, транспорта глюкозы в клетки, а также, возможно, понижением активности гексокиназы в клетках, в частности печени, свободно проницаемых для глюкозы. Это в свою очередь приводит к замедлению образования глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), а затем и использования этого первого метаболита обмена глюкозы на всех путях превращения его в клетке — синтез гликогена, пентозофосфатный цикл и гликолиз. В печени дефицит Г-6-Ф компенсируется образованием его в процессе гликонеогенеза. Повышение активности фосфорилазы и глюкозо-6-фосфатазы печени способствует усилению глюкозообразования и понижению образования гликогена в ней.

При сахарном диабете отмечается активация гликонеогенеза, которая объясняется относительным преобладанием гликокортикоидов, индуцирующих синтез необходимых для этого ферментов.

Таким образом, замедление скорости гексокиназной реакции, усиление гликонеогенеза и повышение активности глюкозо-6-фосфатазы являются главными причинами диабетической гипергликемии.

С. Г. Генес считает, что гипергликемия при сахарном диабете имеет компенсаторный характер, поскольку при высоком уровне глюкозы в крови потребление ее тканями улучшается. В то же время гипергликемия имеет и отрицательное значение, являясь одним из патогенетических факторов диабетических ангиопатий. Ангиопатии возникают у большинства больных сахарным диабетом с длительным течением и неполной компенсацией инсулиновой недостаточности. Они проявляются в виде склероза, облитерации и других поражений кровеносных сосудов. Ведущими факторами в генезе этих осложнений являются генетическая предрасположенность, гиперпродукция контринсулярных гормонов и метаболические сдвиги, в частности гипергликемия и гиперхолестеринемия. Гипергликемия сопровождается повышением концентрации глико- и мукопротеидов, которые легко выпадают в соединительной ткани, способствуя образованию гиалина и поражению сосудистой стенки. Предполагают, что в этом процессе принимают участие аутоиммунные механизмы.

Гипергликемия; и нарушение процессов фосфорилирования и дефосфорилирования глюкозы в канальцах нефрона приводят к гликозурии. Повышение осмотического давления мочи способствует полиурии, которая в свою очередь вызывает обезвоживание организма и, как следствие его, усиленную жажду (полидипсия).

Нарушение жирового обмена при инсулиновой недостаточности характеризуется снижением образования жира из углеводов и ресинтеза триглицеридов из жирных кислот в жировой ткани. Усиление липолиза и выход жирных кислот из жировой ткани связаны с относительным усилением липолитического эффекта соматотропина. Усиливается также окисление жирных кислот в тканях. Жирные кислоты в увеличенном количестве поступают в печень, которая сохраняет способность к синтезу триглицеридов, что и создает предпосылку к ожирению печени. Однако ожирение может не наступить, если в поджелудочной железе не нарушено образование липокаина (см. ниже — "Нарушения жирового обмена").

При сахарном диабете происходит усиленное образование в печени и накопление в организме кетоновых тел. Объясняется это явление тем, что образовавшийся в большом количестве при расщеплении жирных кислот ацетил-СоА не может полностью превратиться в цитрат и сгореть в цикле Кребса, поскольку метаболическая мощность последнего при диабете ограничена и включение в него активной уксусной кислоты нарушено. Кроме того, при этом замедлен ресинтез жирных кислот из ацетил-СоА в печени, жировой и других тканях в результате дефицита НАДФН2, возникшем в связи со снижением скорости пентозофосфатного цикла. Снижена также активность ферментов, синтезирующих жирные кислоты через малонил-СоА. Поэтому неиспользуемый в синтезе жирных кислот и невовлекаемый в цикл Кребса ацетил-СоА является источником усиленного кетогенеза и синтеза холестерина. Имеются данные и об участии в этом процессе глюкагона, который стимулирует фермент карнитинацетилтрансферазу, ускоряющую окисление жирных кислот с образованием кетоновых тел.

Нарушение белкового обмена при сахарном диабете проявляется не только угнетением анаболических процессов, но и усилением катаболизма белков с использованием дезаминированных аминокислот для образования углеводов (гликонеогенез). Замедление синтеза белка и ускорение гликонеогенеза способствуют развитию отрицательного азотистого баланса. В связи с нарушением белкового обмена угнетаются пластические процессы, заживление ран, выработка антител.

Нарушение гормональной регуляции, сопровождающей сахарный диабет, может отражаться на течении беременности, приводит к патологии плаценты, самопроизвольным абортам. В связи с нарушением проницаемости плаценты для гормонов, развитием гипоксии возникают эмбриопатии, приводящие к выраженным порокам развития.

Грозным осложнением сахарного диабета является диабетическая кома — результат интоксикации организма кетоновыми телами. Кому, основными проявлениями которой являются потеря сознания, патологическое дыхание типа Куссмауля, снижение артериального давления, называют гиперкетонемической или гипергликемической. В последние годы у больных сахарным диабетом наблюдается кома, развивающаяся при отсутствии кетоновых телец, но при очень высокой гипергликемии (до 50 ммоль/л и более) и значительном повышении в крови содержания натрия, мочевины и хлора. Все это ведет к гиперосмии и дегидратации. Кома получила название гиперосмолярной. Отсутствие кетоацидоза объясняется сохранением остаточной секреции инсулина, достаточной для нормализации углеводного и водно-электролитного обмена.

studfiles.net

Експерементальний дитизоновий діабет у тварин

ДЕРЖАНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МІНІСТРЕРСТВА ОСВІТИ ТА НАУКИ

Курсова робота на тему:

Експерементальний дитизоновий

діабет у тварин

Виконала

студентка заочної форми

навчання біологічного факультету

групи 4120-2з підгрупи А

Павліченко О. О.

Запоріжжя 2014р.

сновные сведения об этиологии и патогенезе сахарного диабета стали известны благодаря опытам на животных. Первая экспериментальная модель его была получена Мерингом и Минковским (1889) путем удаления у собак всей или большей части (9/10) поджелудочной железы.

Эта форма экспериментального диабета характеризовалась всеми признаками, наблюдающимися у человека, но протекала более тяжело; всегда осложнялась высокой кетонемией, жировой инфильтрацией печени, развитием диабетической комы. В результате удаления всей поджелудочной железы организм страдал не только от инсулиновой недостаточности, но и от дефицита пищеварительных ферментов.

Широкое распространение получила модель аллоксанового диабета, возникающего при введении животным аллоксана. Это вещество избирательно повреждает |3-клетки панкреатических островков, в связи с чем развивается инсулиновая недостаточность различной тяжести. Другим химическим веществом, вызывающим сахарный диабет, является дитизон, связывающий цинк, участвующий в депонировании и секреции инсулина. Повреждает панкреатические островки антибиотик стрептозотоцин. Сахарный диабет у животных может быть получен с помощью антител к инсулину. Такой диабет возникает как при активной, так и пассивной иммунизации.

Экспериментальный диабет развивается также при введении контринсулярных гормонов. Так, после длительного введения гормонов передней доли гипофиза (соматотропина, кортикотропина), как отмечено выше, может развиваться гипофизарный диабет. Введением гликокортикоидов можно добиться развития стероидного диабета.

Спонтанный диабет встречается у китайских хомячков, мышей линии ККА, OB, AB, мышей "колючих", новозеландских.

Все формы экспериментального диабета отчетливо показывают, что в основе развития этого заболевания лежит абсолютная или относительная инсулиновая недостаточность.

Этиология. Причиной сахарного диабета является инсулиновая недостаточность. По механизму возникновения инсулиновая недостаточность может быть панкреатической, т. е. связанной с нарушением биосинтеза и выделения инсулина, или внепанкреатической (относительной) при нормальном выделении инсулина панкреатическими островками.

Инсулиновая недостаточность может быть связана с генетическими либо приобретенными факторами.

Панкреатическая инсулиновая недостаточностьвозникает в результате нарушений на любой стадии образования и секреции инсулина (рис. 14.4). Причиной инсулиновой недостаточности может быть повреждение глюкорецепторной системы, когда прекращается выброс инсулина в кровь в ответ на раздражение глюкозой мембраны β-клеток. Инсулиновая недостаточность может быть результатом нарушения механизма поступления кальция в клетку, что затрудняет передачу информации с рецептора в клетку; повреждения аденилатциклазной системы (аллоксан угнетает циклический 3,5-АМФ), гликолиза. К таким же последствиям приводят врожденные и приобретенные поломки в соответствующей части генетического аппарата; дефицит необходимых для синтеза инсулина аминокислот, особенно лейцина и аргинина; нарушения перехода проинсулина в инсулин и секреции инсулина β-гранулами β-клеток. Нарушение целости панкреатических островков при различных деструктивных процессах, обусловленных опухолями, кистами, травмами, цирротическими и воспалительными процессами в поджелудочной железе, склеротическом повреждении сосудов также вызывает недостаточность инсулина. Подобную же роль может играть инфекционное поражение островков при скарлатине, коклюше, эпидемическом паротите, гриппе, ангине, роже, сифилисе, туберкулезе. Повреждение островков может явиться результатом иммунной реакции на инсулин либо β-клетки. Цитотоксичностью по отношению к р-клеткам обладают родентициды, стрептозотоцин, нитрозамины, некоторые лекарственные препараты, диуретики, пероральные контрацептивы, β-адренэргетики, кортикотропин. Причиной инсулиновой недостаточности может быть употребление пищевых веществ, содержащих цианиды (корни маниока, сорго, ямс). Обычно цианиды обезвреживаются при участии серосодержащих аминокислот, но при белковой недостаточности создаются условия для их накопления в организме. Таково происхождение сахарного диабета при квашиоркоре и других формах недостаточности питания у жителей стран тропического пояса.

Внепанкреатическая или относительная инсулиновая недостаточность возникает в тех случаях, когда появляются факторы, угнетающие действие инсулина или ускоряющие его катаболизм. К ним можно отнести повышенную продукцию контринсулярных гормонов. При сахарном диабете секреция глюкагона продолжается, несмотря на высокую гликемию, что можно объяснить дефектами глюкозорецепторов β-клеток.

К инактивации инсулина могут привести повышенная активность инсулиназы, хронические воспалительные процессы, сопровождающиеся поступлением в кровь протеолитических ферментов, избыток в крови неэстерифицированных жирных кислот, антитела. Антитела образуются к экзогенному и эндогенному инсулину в ответ на структурные изменения инсулина, обусловленные генетическими нарушениями синтеза белков, соматической мутацией β-клеток.

Нарушение структуры инсулина может быть причиной, снижающей его физиологическую активность.

К внепанкреатической инсулиновой недостаточности могут привести отсутствие ферментов, освобождающих инсулин от связи с сывороточными белками, антагонисты инсулина, например синальбумин. Предполагают, что синальбумин является В-цепью инсулина, он взаимодействует с рецепторами инсулина на клеточной мембране, приводя к относительной недостаточности гормона.

Наконец, в ряде случаев заболевание обусловлено состоянием инсулиновых рецепторов. При сахарном диабете может снижаться число рецепторов или их сродство к инсулину, возможно образование антител, блокирующих связывание инсулина с рецептором. В некоторых случаях повреждение рецепторов может быть первичным генетическим нарушением.

Снижение физической активности, избыточное питание и последующее ожирение также могут вызвать резистентность к инсулину. В одних случаях при ожирении снижается количество рецепторов инсулина на клетках-мишенях, в других возникают пострецепторные изменения, например, вследствие снижения транспорта глюкозы или затруднения ее внутриклеточного метаболизма.

На рис. 14.5 представлены основные возможные причины панкреатической и внепанкреатической недостаточности инсулина.

Развитие диабета может быть связано с наследственной неполноценностью панкреатических островков, которая проявляется при воздействии таких провоцирующих факторов, как инфекция, интоксикация, физические и психические травмы, избыточное потребление с пищей жиров и углеводов.

Наследоваться могут генетические дефекты, касающиеся строения мембран β-клеток, их энергетики, различных этапов синтеза инсулина с образованием аномального процесса выделения инсулина, содержания инсулиновых антагонистов, структуры рецепторов инсулина и др. Наследственная форма диабета встречается у мышей, причем в одних случаях он наследуется по аутосомно-рецессивному типу, в других — по доминантному. В гомозиготе ген детален.

Роль генетических факторов в этиологии диабета подтверждается наличием семейного диабета, когда заболеваемость сахарным диабетом регистрируется у нескольких членов одной семьи, иногда в 3 — 4 поколениях; высокой конкордантностью у монозиготных близнецов (в 4 раза выше, чем у дизиготных). По-видимому, имеется несколько мутантных генов, определяющих развитие сахарного диабета. Наследование может осуществляться аутосомно-рецессивно, доминантно и полигенно. Поскольку риск заболеваемости для женщин в 2 раза выше, чем для мужчин, высказывается предположение о связи патологического гена с 10-й хромосомой; с антигенами системы АВО (чаще заболевают люди, имеющие II группу крови). Наиболее убедительные данные получены о связи инсулинзависимого сахарного диабета (ИЗСД) с определенными лейкоцитарными антигенами.

Классификация.Сахарный диабет в зависимости от причин и степени инсулиновой недостаточности может быть первичным и вторичным (симптоматическим).

В первичном сахарном диабете, по предложению экспертов ВОЗ (1980, 1987), выделен инсулинзависимый (диабет I типа) и инсулиннезависимый сахарный диабет (диабет II типа). Другие типы диабета являются вторичными и связаны с определенными заболеваниями, например, акромегалией, болезнью Иценко—Кушинга, болезнями поджелудочной железы, действием лекарственных, химических средств, генетическими синдромами и др. Отдельные классы представляет диабет, связанный с недостаточностью питания, и диабет беременных.

Наибольшее распространение имеет первичный диабет. В его происхождении наряду с генетическими факторами определенную роль играют иммунные механизмы и внешнесредовые влияния, однако соотношение между ними при диабете I и II типа различно.

Инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД) характеризуется инсулинопенией, т. е. абсолютной инсулиновой недостаточностью, существенными метаболическими нарушениями с тенденцией к кетоацидозу. Развивается эта форма диабета в юношеском возрасте, генетическая предрасположенность сочетается с определенными антигенами системы HLA. Чаще всего среди европейской популяции встречается HLA-B8-DR3 и B15-DR4. Имеются также факты, указывающие на аутоиммунное происхождение диабета этого типа: сочетание с другими аутоиммунными заболеваниями (инсулинит, тиреоидит), наличие антител к инсулину, β-клеткам. Нередко начало заболевания связано с предшествующей вирусной инфекцией (корь, краснуха, гепатит, эпидемический паротит). Взаимосвязь генетических и иммунных механизмов объясняется расположением генов системы HLA вблизи локуса, ответственного за иммунный ответ организма, на 6-й хромосоме. Очевидно, наличие определенных лейкоцитарных антигенов свидетельствует об особенностях иммунного статуса организма. Внешним фактором, способствующим реализации наследственной предрасположенности к сахарному диабету, могут быть вирусы, обладающие повышенной бета-тропностью у лиц, носителей антигенов системы HLA. Вирусы разрушают β-клетки либо, повреждая их, дают начало аутоиммунному процессу.

Инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД) характеризуется минимальными метаболическими нарушениями. В его основе лежит относительная инсулиновая недостаточность, провоцируемая перееданием, ожирением, уменьшением числа рецепторов к инсулину. Антитела к (3-клеткам и инсулину отсутствуют. Диабет проявляется после 40 лет и, несмотря на отсутствие генетических маркеров в виде лейкоцитарных антигенов, имеет более выраженную наследственную обусловленность. Конкордантность у монозиготных близнецов достигает 90 — 100%, в то время как при диабете I типа — только до 50%.

Патогенез. Инсулиновая недостаточность при сахарном диабете сопровождается нарушением всех видов обмена, прежде всего углеводного, проявлением чего являются гипергликемия и гликозурия.

Одним из основных патогенетических механизмов нарушений углеводного обмена при сахарном диабете является замедление скорости гексокиназной реакции, обусловленное снижением проницаемости клеточных мембран и, следовательно, транспорта глюкозы в клетки, а также, возможно, понижением активности гексокиназы в клетках, в частности печени, свободно проницаемых для глюкозы. Это в свою очередь приводит к замедлению образования глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), а затем и использования этого первого метаболита обмена глюкозы на всех путях превращения его в клетке — синтез гликогена, пентозофосфатный цикл и гликолиз. В печени дефицит Г-6-Ф компенсируется образованием его в процессе гликонеогенеза. Повышение активности фосфорилазы и глюкозо-6-фосфатазы печени способствует усилению глюкозообразования и понижению образования гликогена в ней.

При сахарном диабете отмечается активация гликонеогенеза, которая объясняется относительным преобладанием гликокортикоидов, индуцирующих синтез необходимых для этого ферментов.

Таким образом, замедление скорости гексокиназной реакции, усиление гликонеогенеза и повышение активности глюкозо-6-фосфатазы являются главными причинами диабетической гипергликемии.

С. Г. Генес считает, что гипергликемия при сахарном диабете имеет компенсаторный характер, поскольку при высоком уровне глюкозы в крови потребление ее тканями улучшается. В то же время гипергликемия имеет и отрицательное значение, являясь одним из патогенетических факторов диабетических ангиопатий. Ангиопатии возникают у большинства больных сахарным диабетом с длительным течением и неполной компенсацией инсулиновой недостаточности. Они проявляются в виде склероза, облитерации и других поражений кровеносных сосудов. Ведущими факторами в генезе этих осложнений являются генетическая предрасположенность, гиперпродукция контринсулярных гормонов и метаболические сдвиги, в частности гипергликемия и гиперхолестеринемия. Гипергликемия сопровождается повышением концентрации глико- и мукопротеидов, которые легко выпадают в соединительной ткани, способствуя образованию гиалина и поражению сосудистой стенки. Предполагают, что в этом процессе принимают участие аутоиммунные механизмы.

Гипергликемия; и нарушение процессов фосфорилирования и дефосфорилирования глюкозы в канальцах нефрона приводят к гликозурии. Повышение осмотического давления мочи способствует полиурии, которая в свою очередь вызывает обезвоживание организма и, как следствие его, усиленную жажду (полидипсия).

Нарушение жирового обмена при инсулиновой недостаточности характеризуется снижением образования жира из углеводов и ресинтеза триглицеридов из жирных кислот в жировой ткани. Усиление липолиза и выход жирных кислот из жировой ткани связаны с относительным усилением липолитического эффекта соматотропина. Усиливается также окисление жирных кислот в тканях. Жирные кислоты в увеличенном количестве поступают в печень, которая сохраняет способность к синтезу триглицеридов, что и создает предпосылку к ожирению печени. Однако ожирение может не наступить, если в поджелудочной железе не нарушено образование липокаина (см. ниже — "Нарушения жирового обмена").

При сахарном диабете происходит усиленное образование в печени и накопление в организме кетоновых тел. Объясняется это явление тем, что образовавшийся в большом количестве при расщеплении жирных кислот ацетил-СоА не может полностью превратиться в цитрат и сгореть в цикле Кребса, поскольку метаболическая мощность последнего при диабете ограничена и включение в него активной уксусной кислоты нарушено. Кроме того, при этом замедлен ресинтез жирных кислот из ацетил-СоА в печени, жировой и других тканях в результате дефицита НАДФН2, возникшем в связи со снижением скорости пентозофосфатного цикла. Снижена также активность ферментов, синтезирующих жирные кислоты через малонил-СоА. Поэтому неиспользуемый в синтезе жирных кислот и невовлекаемый в цикл Кребса ацетил-СоА является источником усиленного кетогенеза и синтеза холестерина. Имеются данные и об участии в этом процессе глюкагона, который стимулирует фермент карнитинацетилтрансферазу, ускоряющую окисление жирных кислот с образованием кетоновых тел.

Нарушение белкового обмена при сахарном диабете проявляется не только угнетением анаболических процессов, но и усилением катаболизма белков с использованием дезаминированных аминокислот для образования углеводов (гликонеогенез). Замедление синтеза белка и ускорение гликонеогенеза способствуют развитию отрицательного азотистого баланса. В связи с нарушением белкового обмена угнетаются пластические процессы, заживление ран, выработка антител.

Нарушение гормональной регуляции, сопровождающей сахарный диабет, может отражаться на течении беременности, приводит к патологии плаценты, самопроизвольным абортам. В связи с нарушением проницаемости плаценты для гормонов, развитием гипоксии возникают эмбриопатии, приводящие к выраженным порокам развития.

Грозным осложнением сахарного диабета являетсядиабетическая кома — результат интоксикации организма кетоновыми телами. Кому, основными проявлениями которой являются потеря сознания, патологическое дыхание типа Куссмауля, снижение артериального давления, называют гиперкетонемической или гипергликемической. В последние годы у больных сахарным диабетом наблюдается кома, развивающаяся при отсутствии кетоновых телец, но при очень высокой гипергликемии (до 50 ммоль/л и более) и значительном повышении в крови содержания натрия, мочевины и хлора. Все это ведет к гиперосмии и дегидратации. Кома получила название гиперосмолярной. Отсутствие кетоацидоза объясняется сохранением остаточной секреции инсулина, достаточной для нормализации углеводного и водно-электролитного обмена.

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

Как уже было сказано выше, в возникновении нарушений углеводного обмена (сахарного диабета) большое значение придают наследственности. Наследственные нарушения углеводного обмена могут быть обусловлены недостаточностью специфических ферментов или транспортной системы мембраны, необходимых для обмена определенного сахара: клинические проявления при этом варьируют от доброкачественной пентозурии у практически здорового ребенка до галактоземии, когда больному грозит гибель от истощения и печеночной недостаточности или тяжелой диареи и дегидратации при синдроме нарушенного всасывания глюкозы и галактозы.

В основе синдрома нарушения всасывания углеводов лежит недостаточность специфической дисахаридазы щеткообразного эпителия либо системы транспорта моносахаридов. В обоих случаях сахар накапливается в просвете кишечника, повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно насасывая в просвет кишечника воду. Дети страдают от болей и вздутия живота, поноса, они отстают в росте и развитии. Среди других наследственных дефектов углеводного обмена следует назватьгалактоземию — рецессивно наследуемое заболевание, проявляющееся в неспособности к обмену галактозы, входящей в состав лактозы молока. Наследственным биохимическим дефектом при этом является секреция в печени и эритроцитах галактозо-1-фосфатуридил-трансферазы с нарушенной активностью.

Галактоземия сопровождается галактозурией. Обмен галактозы задерживается на уровне галактозо-1-фосфата, который, как и галактоза, накапливается в крови, селезенке, печени, хрусталике. Развиваются катаракта, цирроз печени. У детей отмечаются задержка развития, исхудание, умственная отсталость. Исключение галактозы из пищи сохраняет ребенку жизнь. Наследственно пониженная активность любого из ферментов распада или синтеза гликогена приводит к развитию гликогенозов, которые относятся к болезням накопления. Самым распространенным гликогенозом является болезнь Гирке, возникающая в результате дефицита глюкозо-6-фосфатазы. Заболевание у детей проявляется избыточным отложением гликогена в печени и почках, гипогликемией. Отмечается отсталость физического и психического развития. При болезни Герса имеют место низкая активность фосфорилазы и отложение гликогена в печени и лейкоцитах. Диффузный гликогеноз (болезнь Форбса) характеризуется появлением гликогена с короткими многочисленными внешними ветвями. Это заболевание связывают с пониженной активностью амило-1,6-глюкозидазы. У детей, страдающих этой формой гликогеноза, отмечаются отеки, кровоточивость. Гликоген депонируется в печени, мышцах, эритроцитах, лейкоцитах.

К рецессивно наследуемым патологическим состояниям относятся также фруктозурия и пентозурия. Существует две формы фруктозурии. Одна из них — наследственная непереносимость фруктозы, связанная с отсутствием фруктозодифосфат-альдолазы в печени, почках, слизистой оболочке кишок, протекает иногда как тяжелое заболевание. Накапливающийся при этом фруктозо-1,6-дифосфат, как полагают, оказывает токсическое действие. После приема фруктозы у больных возникает гипогликемия, происхождение которой не выяснено. Развивается поражение печени, почек. Вторая форма фруктозурии — доброкачественная, протекающая бессимптомно, связана с недостаточностью в печени кетогексокиназы, катализирующей превращение фруктозы в фруктозо-1-фосфат, вследствие чего фруктоза накапливается в крови.

Рецессивно наследуемая пентозурия возникает в результате дефицита НАДН-зависимого фермента, восстанавливающего L-ксилулозу до ксилитола. Никаких нарушений в состоянии организма, кроме ежедневного выведения с мочой нескольких граммов L-ксилулозы, не отмечается.

Мукополисахаридозы. Для мукополисахаридозов характерно отложение в различных тканях организма полимерных углеводов, называемых глюкозоаминогликанами (ГАГ) или мукополисахаридами. ГАГ входят в состав основного межклеточного вещества. Заболевание обусловлено дефектом специфической лизосомальной гидролазы, принимающей участие в последовательном расщеплении гликозоаминогликанов. Нерасщепленный материал откладывается в лизосомах почти всех клеток. Всем больным свойственны гротескные черты лица, изменение скелета ("множественный дизостоз"), изменения в суставах. Поражаются печень, селезенка, сердце, кровеносные сосуды. Все мукополисахаридозы обусловлены дефектом фермента, принимающего участие в расщеплении дерматансульфата и гепарансульфата. Блок на одном этапе не дает следующему по очереди ферменту осуществить свою реакцию и нерасщепленный материал накапливается в лизосомах. ГАГ входят в перикарион нейронов, аксоны и глию мозга. При патологии не только увеличивается количество ГАГ в мозге, но и меняется соотношение с ганглиозидами. Клиническое проявление — умственная отсталость.

1 Введение

2 Физико – химические свойства дитизона

Ведение

Сахарный диабет широко распространен во многих странах. Симптоми зтого заболевания были известны еще с древних времен. Однако его этиология й патогенез остаются до сих пор в достаточной мере не выясненными, поэтому необходимы дальнейшие исследования с использованием экспериментальных моделей диабета.

Первая модель диабета була предложена Мерингом и Минковским. Ее получали удалением поджелудочной железы. Эта модель не утратила своего значення и до настоящего времени. С ее помощью литература обогатилась большим материалом наблюдений, были вскрыты механизмы многих нарушений при диабете. И все же упомянутая модель диабета имеет ряд серьезных недостатков. Панкреатектомирование животные долго не живут. Сама операционная травма приводит к дополнительньм нарушениям в организме, наслаивающимся на клинику инсулиновой недостаточности. Выпадение внешнесекреторной функции поджелудочной железы вызывает ряд нарушений деятельности органов пищеварения и др.

В зтом отношении большими преимуществами обладает «химический диабет», получаемьй введением соединений, избирательно повреждающих островки Лангерганса поджелудочной железы. Наиболее широко используется модель аллоксанового й дитизонового диабетов.

Аллоксановнй диабет, впервые полученный в 1943 году, был многосторонне изучен. Ему посвященн тысячи работ и несколько крупних обзорных статей.

Дитизоновнй диабет, полученный в 1949 году, был детально изучен й описан отечественными (Я А. Лазарис, 1958; 1959; Е. В. Науменко, 1958; Р. С. Гольдберг, 1963; Г. Г. Шеянов, 1964; В. А. Ещенко, 1965; Й. В. Торопцев й соавторы 1970—1972 й др.) й зарубежными авторами. В противоположность аллоксану, диабетогенная и токсическая дозы дитизона зна­чительно отличаются, что позволяет получить диабет у жи­вотных введением количеств вещества, почти безвредных для других, кроме поджелудочной железы, органов и тканей. Дитизон более стоек, назначением определенной его дози­ровки экспериментатор может получить любую необходимую ему форму диабета.

Использование модели дитизонового диабета широким кругом исследователей поможет вскрыть механизмы многообразных клинических проявлений сахарной болезни человека, отыскать надежные способы лечения и профилак­тики этого довольно распространенного заболевания. В свя­зи с этим, в последнее время со всей остротой назрела не­обходимость в специальном издании, обобщающем и систе­матизирующем современные представления об этой очень ценной и удобной модели диабета.

При написании настоящей книги мы стремились не толь­ко ознакомить читателя с моделью дитизонового диабета, но и охарактеризовать физико-химические свойства реаген­та, описать методы экспериментального воспроизведения болезни, исследований поджелудочной железы, привести со­временные представления о патогенезе дитизонового диа­бета и роли цинка в инкреторной функции поджелудочной железы.

Физико – химические свойства дитизона

Дитизон — сокращенное название реагента, предложен­ною в 1925 году Гельмутом Фишером для коло­риметрического определения металлов. Рациональное назва­ние вещества — дифенилтиокарбазон. Молекулярный вес его — 256, брутто-формула — С13Н12N4S

Обычно реагент обозначают формулой Н2Dz.

Дитизон представляет собой производное тиомочевины и получается путем взаимодействия фенилгидразина с серо­углеродом. Это блестящий порошок фиолетово-черного цвета, в воде нерастворим, но хорошо растворим в органических растворителях, и которых принимает зеленую окраску. Максимум спектра поглощения растворов дитизона лежит в пределах длин ноли — 600—620 нм. Хуже дитизон растворяется в насыщен­ных углеводородах и спиртах. В воде он растворим только при рН выше 7. При этом раствор принимает окраску от жел­ти до оранжево-красной в связи с образованием при диссоциации молекулы окрашенных анионов Н2Dz.. Максимум спек­тра поглощения водных щелочных растворов — 470 нм

studfiles.net

Осложнения диабета | Патологическая физиология

Среди многочисленных осложнений сахарного диабета наиболее часто встречаются следующие.

1. Трофические расстройства. У больных с длительным диабетом нередко возникают трофические расстройства, имеющие чаще всего кожную локализацию. Они заключаются в появлении пролежней при долгом пребывании больного на строгом постельном режиме (в особенности, у пожилых людей), а также в замедлении заживления ран. Для объяснения этих явлений в настоящее время привлекаются две гипотезы. Согласно метаболической теории трофические кожные изменения возникают в результате нарушения обмена веществ в коже вследствие извращения в ее клетках углеводного обмена. Генетическая теория отдает предпочтение наследственной неполноценности кожного покрова у больных диабетом. Наверное, целесообразно эти две гипотезы объединить, считая, что наследственные факторы являются патогенетическим фоном, который выявляется при возникновении метаболических изменений.

2. Интеркуррентные инфекции. Больные диабетом часто страдают различными инфекционными заболеваниями, которые нередко приводят к смерти. Это связано с ослаблением иммунной защиты организма, так как нарушения процессов белкового синтеза при диабете неизбежно ведут и к нарушениям синтеза иммуноглобулинов.

3. Сосудистые нарушения представляют наиболее частое осложнение течения сахарного диабета. Возникающая на фоне инсулярной недостаточности патология сосудистой стенки имеет в своей основе два механизма. Во-первых, у больных диабетом чаще развивается атеросклероз и прогрессирует он гораздо интенсивнее, чем у людей без гипоинсулинизма. Конденсация двух молекул избыточно образующегося в условиях недостаточности инсулина АцКоА в молекулу АцАцКоА приводит к образованию повышенных количеств эндогенного холестерина, что и способствует развитию атеросклеротического процесса. Во-вторых, уже на ранних стадиях диабета происходит утолщение базальной мембраны капилляров, где при морфологическом исследовании отмечается накопление PAS-положительного материала, что свидетельствует об отложении здесь полисахаридов. Возникает нарушение транспортных процессов через капиллярную стенку, питания и оксигенации подлежащих тканей. Кроме того, сосудистая стенка в этих условиях легче, чем в норме, поддается воздействию патогенных факторов. Осложнениями сосудистых изменений у диабетиков являются склероз тканей, инфаркты миокарда, инсульты и т.д.

4. Диабетическая ретинопатия. Изменения кровеносных сосудов при диабете резко выражены в сетчатке глаза и приводят в конечном итоге к развитию диабетической ретинопатии - тяжелого патологического процесса, исходом которого является слепота. Если диабет проявился в 20 лет, то риск ослепнуть к 40 годам в 23 раза выше, чем у здоровых людей. Больные диабетом также предрасположены к развитию глаукомы, то есть к повышению внутриглазного давления. Это заболевание также часто приводит к слепоте. Общее число слепых среди больных диабетом составляет около 2%, то есть ежегодно от диабета слепнет около четырех миллионов человек.

5. Диабетическая нефропатия также является следствием сосудистых расстройств, поражающих капилляры нефрона. В результате нарушения диффузии кислорода и питательных веществ гибнет почечная ткань, и сосудистые нарушения функции почек дополняются склеротическими. У больных диабетом может развиться почечная недостаточность и уремия, приводящая к смерти.

6. Диабетическая нейропатия. При диабете развиваются тяжелые неврологические нарушения, в основе которых лежит склероз сосудов головного мозга и поражение нервной ткани, весьма чувствительной к извращениям углеводного обмена и энергетическому голоданию.

7. Диабетическая кома. Она характеризуется потерей сознания, глубокими расстройствами обмена веществ и нарушениями рефлекторной деятельности. В доинсулиновую эру кома была главной причиной смерти больных сахарным диабетом. Но и сейчас летальность от нее колеблется в пределах 5-15%. Нарушения диеты и инсулинотерапии, а также не поддающиеся лечению инсулином формы диабета могут приводить к развитию комы со смертельным исходом.

Диабетическую кому нередко называют гипергликемической. Это название неверно, поскольку гипергликемия при диабете, вообще, и при диабетической коме, в частности, в подавляющем большинстве случаев не имеет патогенетического характера - повышение уровня сахара в крови является лишь показателем степени тяжести диабета. Поэтому возникающую при диабете кому правильнее называть диабетической, а не гипергликемической. Правда, следует оговориться, что в том случае, когда концентрация сахара в крови превышает 1000 мг%, гипергликемия вместе с гипернатриемией приводит к повышению осмотического давления крови, что может играть патогенетическую роль в развитии комы. Однако это - частный случай, принципиально не противоречащий, приведенным выше рассуждениям.

Кома, как правило, развивается при далеко зашедшем, запущенном диабете. За несколько дней до развития комы ей предшествует ряд предвестников: резкое нарастание полиурии и жажды, появление сильной слабости и сонливости. Сахар в крови при этом достигает уровня, превышающего 300 мг%. Гипергликемия такой большой величины связана не столько с нарушением усвоения клетками вводимого с пищей сахара, сколько с резчайшим усилением глюконеогенеза. Этот механизм еще раз подчеркивает в основном приспособительный характер гипергликемии: организм всеми силами стремится увеличить углеводное снабжение тканей. Но, во-первых, даже при гипергликемии количество сахара в организме продолжает оставаться недостаточным, во-вторых, он хуже проникает в клетки, а в-третьих, и внутри клетки его метаболизм нарушается. Таким образом, приспособительная реакция работает практически вхолостую.

Еще одним симптомом, отмечаемым в этот период, является фруктовый запах изо рта больного, что связано с избыточным накоплением в крови кетоновых тел и выделением с выдыхаемым воздухом самого их летучего компонента - ацетона. Описанное состояние носит название прекомы.

Если не принимаются срочные меры, то патологическое состояние прогрессирует, нарастает адинамия, теряется сознание, исчезают рефлексы, появляется большое (шумное) дыхание Куссмауля, которое характеризуется редкими дыхательными движениями и шумным выдохом. В выдыхаемом воздухе ощущается сильный запах ацетона. У больного развивается тяжелое обезвоживание: кожа дряблая, глазные яблоки мягкие. Пульс резко учащен, артериальное давление падает, нередко развивается рвота. На фоне нарастания указанных симптомов больной чаще всего погибает. Иногда состояние комы проходит, но через несколько часов или дней кома развивается вновь, и в конечном итоге наступает летальный исход.

В патогенезе диабетической комы играет роль целый ряд факторов, из которых на первое место надо поставить кетоз, поскольку накопление кислых кетоновых тел, наряду с резким возрастанием в крови концентрации СЖК и молочной кислоты, ведет к развитию метаболического ацидоза. Вначале последний является компенсированным, поскольку буферные системы крови и тканей, а также приспособительные механизмы, связанные с легкими и почками, либо нейтрализуют кислые продукты, либо выводят их из организма, благодаря чему pH крови остается в пределах нормы. Но при истощении этих систем pH крови значительно смещается в кислую сторону и ацидоз становится некомпенсированным, что ведет к развитию в организме нарушений, несовместимых с жизнью.

Однако объяснить развитие комы только одним ацидозом нельзя, поскольку введение в сосудистое русло больших количеств бикарбонатов для нейтрализации кислых продуктов дает только временный эффект. Важную роль играет обезвоживание организма, причем, поскольку при недостатке инсулина калий плохо усваивается клетками, возникает гиперосмолярная гипогидрия: осмотическое давление во внеклеточном пространстве нарастает, вода начинает выходить из клеток, которые сморщиваются и гибнут. В развитии гиперосмолярности, как уже указывалось выше, может сыграть определенную роль и гипергликемия, но лишь при достижении ею исключительно высокого уровня. Дегидратация ведет и к сгущению крови, что выбывает серьезные циркуляторные расстройства в системе кровообращения.

И, наконец, одним из важных патогенетических механизмов диабетической комы является энергетическое голодание тканей, в первую очередь - клеток центральной нервной системы.

Лечение диабетической комы относится к категории ургентной, то есть неотложной терапии. Больному, впавшему в состояние диабетической комы, прежде всего необходимо ввести инсулин, причем вводить его надо вместе с глюкозой (вне зависимости от уровня гипергликемии). Сделаем простой расчет. Допустим, что при коме уровень сахара в крови достигает 800 мг% (очень высокий уровень). Это означает, что в каждых ста миллилитрах крови содержится 800 мг глюкозы. При пересчете на общий объем крови (5 л) это составит всего 40 г глюкозы. Такое небольшое количество при введении инсулина и открытии «клеточных шлюзов» будет немедленно утилизировано тканями, и гипергликемия перейдет в гипогликемию. Поэтому, вводя при коме инсулин, надо создать еще и дополнительный запас глюкозы в крови.

Вторым мероприятием при диабетической коме является внутривенная инфузия растворов бикарбонатов в целях нейтрализации кислых продуктов и ликвидации ацидоза, третьим - внутривенное введение для борьбы с обезвоживанием больших количеств (2-2,5 л) физиологического раствора.

К указанным специфическим добавляются еще и неспецифические терапевтические мероприятия, направленные на поддержание дыхательного и сосудодвигательного центров: аналептики, сердечные средства и т.д.

8. Гипогликемическая (инсулиновая) кома. Название этого вида комы абсолютно правильно в этио-патогенетическом аспекте: все развивающиеся при ней нарушения связаны с гипогликемией - падением уровня сахара в крови. При диабете причиной этого вида комы является передозировка инсулина. Больные диабетом гораздо более чувствительны к инсулину, нежели здоровые люди. Поэтому в данном случае кому могут вызвать, дозы инсулина, к которым лица с нормально функционирующим инсулярным аппаратом совершенно нечувствительны. Снижение уровня глюкозы в крови, происходящее при гипогликемической коме, приводит к углеводному (энергетическому) голоданию тканей, в первую очередь - клеток центральной нервной системы. При этом также падает осмотическое давление крови, и вода устремляется в клетки, вызывая их набухание. Третьим патогенетическим моментом в развитии гипогликемической комы является спазм сосудов головного мозга.

Динамика гипогликемической комы включает в себя следующие фазы.

а. Гипогликемия развивается при снижении уровня сахара в крови ниже 80 мг% (< 4,5 ммоль/л). Уже при приближении показателя к этой величине человек начинает испытывать утомление, невозможность сосредоточиться на работе, требующей напряженного внимания; возникает неприятное «сосущее» ощущение в эпигастральной области, появляется раздражительность, сменяющаяся затем сонливостью. Это состояние легко может быть ликвидировано приемом внутрь хорошо усваиваемых сахаров, например, - стакана сладкого чая.

б. Сомноленция. Если уровень сахара в крови продолжает снижаться, то развивается состояние, для которого характерен ряд особенностей. Помимо уже указанных симптомов гипогликемии, появляется резкая сонливость. Если больной вынужден хоть сколько-нибудь напрягать внимание, например, разговаривать, то он бодрствует. Стоит прервать разговор, как пациент немедленно засыпает, даже если сидит или стоит. Однако его легко разбудить, и он хорошо помнит, что было с ним до того момента, когда он заснул. Терапия совпадает с лечением, применяемым на стадии гипогликемии.

в. Ступор. В эту фазу угнетение больного усугубляется. Сонливость прогрессирует настолько, что больной может заснуть посреди разговора, а разбудить его - достаточно трудно. При пробуждении он не сразу ориентируется в обстановке и не помнит событий, непосредственно предшествовавших засыпанию. В эту фазу для достижения терапевтического эффекта количество вводимого в организм сахара необходимо увеличить и лучше в момент пробуждения дать выпить больному не сладкого чая, а глюкозы.

г. Сопор. Пациент находится в бессознательном состоянии. У него нарушен ряд рефлексов, но сохраняется реакция на громкий оклик по имени, обращение к нему по поводу какого-либо сверхзначимого для него события. Сохраняется также корнеальный рефлекс. Реакция на первые два раздражителя проявляется не речевым ответом, а подергиванием мышц, век, стоном. Из состояния сопора больного надо немедленно выводить, что достигается внутривенным введением глюкозы.

д. Кома. Сознание больного потеряно, рефлексы нарушены, отмечается частое дыхание и тахикардия. В отличие от диабетической комы, тургор тканей нормален, глазные яблоки твердые, запаха ацетона изо рта не ощущается. На высоте расстройств больной может погибнуть от остановки дыхательного и сосудодвигательного центра. Принцип лечения - тот же, что и в предыдущую стадию - внутривенное введение глюкозы. Кроме того, для снятия отека-набухания головного мозга применяют средства дегидратационной терапии: внутривенное введение мочевины, дисахаридов, крупномолекулярных белковых растворов, то есть соединений, не проникающих через сосудистую стенку. Вдыхание паров амилнитрита, снимающего спазм мозговых сосудов, или внутримышечное введение адреналина, являющегося антагонистом инсулина, может на короткое время вывести больного из состояния комы. Это бывает необходимым, когда внутривенное вливание либо затруднено, либо вообще невозможно. В момент просветления сознания можно напоить больного глюкозой (или даже сладким чаем) и таким образом вывести его из комы.

www.4astniydom.ru


Смотрите также