Патогенез сд 1 и 2 типа. Механизмы возникновения и развития сахарного диабета

03.07.2020

Т ермином “сахарный диабет” обозначаются метаболические нарушения различной этиологии, характеризующиеся развитием хронической гипергликемии, сопровождающиеся изменениями углеводного, жирового и белкового обмена, что является результатом дефекта секреции и действия инсулина. Сахарный диабет приводит к поражению, дисфункции и развитию недостаточности различных органов и систем, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов .

Сахарный диабет 2 типа - наиболее широко распространенная форма заболевания, которая характеризуется нарушением действия инсулина (инсулинорезистентность) и секреции инсулина. Сахарный диабет 2 типа может развиться в любом возрасте, но чаще после 40 лет. Начало постепенное, часто на фоне избыточной массы тела. Симптомы диабета отсутствуют или выражены слабо. Это может объясняться медленным прогрессированием заболевания и вследствие этого адаптацией пациентов к длительно существующей гипергликемии. Определяется достаточный уровень С-пептида, аутоантитела к b-клеткам, продуцирующим инсулин, отсутствуют. Морфологически в дебюте сахарного диабета 2 типа выявляются нормальные размеры поджелудочной железы, может отмечаться гипертрофия b-клеток. b-клетки содержат большое количество секреторных гранул. В отличие от этого сахарный диабет I типа является аутоиммунным заболеванием, когда имеется абсолютный дефицит инсулина в результате деструкции b-клеток.

Рис.1. Патогенез сахарного диабета 2 типа

Согласно современным представлениям, в патогенезе сахарного диабета 2 типа ключевую роль играет нарушение секреции инсулина b-клетками . Выявляются признаки нарушения периферической утилизации глюкозы. Схематично патогенез сахарного диабета 2 типа представлен на рис. 1.

Нарушение синтеза инсулина может проявляться нарушением последовательности аминокислот в молекуле инсулина и превращения проинсулина в инсулин. В обоих случаях производимый гормон будет иметь низкую биологическую активность, что приведет к развитию гипергликемии. Секреция инсулина может нарушаться вследствие патологии развития b-клеток при неадекватном внутриутробном и постнатальном питании, при длительно существующей глюкозотоксичности, которая поддерживает секреторные дефекты секреции инсулина, а также в результате генетических дефектов в механизме секреции.

Периферическая инсулинорезистентность проявляется нарушением поглощения глюкозы периферическими тканями, прежде всего - тканями печени, мышечной и жировой тканью. Наиболее важное значение в ее развитии имеют дефекты инсулиновых рецепторов (уменьшение количества и аффинности или сродства к инсулину) и патология транспортеров глюкозы.

Количество инсулиновых рецепторов снижено при ожирении, сахарном диабете 2 типа, акромегалии, болезни Иценко-Кушинга, терапии глюкокортикоидами, приеме противозачаточных препаратов.

Для проникновения глюкозы в клетку необходимым условием является нормальное функционирование системы транспортеров глюкозы. На рис. 2 представлен транспорт глюкозы в адипоците под действием инсулина. Инсулин связывается с a-субъединицей рецептора на клеточной мембране, что приводит к автофосфорилированию b-субъединицы. В результате передачи импульса внутри клетки активируется система киназ и происходит транслокация транспортера глюкозы GLUT-4 в клеточную мембрану. Это обеспечивает проникновение глюкозы внутрь клетки. Глюкоза движется по градиенту концентрации путем диффузии, что не требует дополнительной энергии. В почках поступление глюкозы происходит против градиента концентрации и требует энергии. В настоящее время известно 8 транспортеров глюкозы. Основные изоформы семейства представлены в таблице 1.

Рис. 2. Действие инсулина на транспорт глюкозы в адипоците

В последние годы появилось достаточно экспериментальных и клинических данных, свидетельствующих о том, что как дефекты секреции инсулина, так и развитие периферической инсулинорезистентности в значительной мере обусловлены нарушениями генетического контроля. Эти данные обобщены в таблице 2.

Немедикаментозные методы лечения

Важнейшими целями в лечении сахарного диабета являются: ликвидация симптомов, оптимальный метаболический контроль, предотвращение острых и хронических осложнений, достижение возможно более высокого качества жизни и доступность для пациентов.

Поставленные цели достигаются с помощью основных принципов лечения, имеющих первостепенное значение для больных сахарным диабетом обоих типов: диабетическая диета, дозированная физическая нагрузка, обучение и самоконтроль.

Если при диабете 2 типа монотерапия диетой оказывается неэффективной, требуется назначение пероральных сахаропонижающих препаратов. При сахарном диабете 1 типа всегда назначается инсулин.

Диетотерапия при сахарном диабете 2 типа должна отвечать следующим требованиям: исключение рафинированных углеводов (сахар, мед, варенье и т.д.); низкое потребление насыщенных жиров, причем общее содержание жира не должно превышать 30-35% суточной энергетической потребности; углеводы должны обеспечивать 50-60%, белки - не более 15% калорийности суточного рациона; рекомендуется преимущественное потребление сложных углеводов и продуктов, богатых растворимыми волокнами; для составления меню пользуются специальными таблицами, в которых все продукты питания разделены на группы: продукты, которые можно не ограничивать, продукты, которые необходимо учитывать, и продукты, которые следует исключить; приемы пищи желательно распределить равномерно в течение дня; допустимо использование бескалорийных сахарозаменителей; если нет противопоказаний, рекомендуется не ограничивать потребление жидкости; необходимо ограничить или исключить прием алкоголя.

Очень актуальным остается вопрос о критериях компенсации при сахарном диабете 2 типа. Согласно рекомендациям Европейской группы по политике в области диабета , риск осложнений оценивается, как показано в таблице 3.

Помимо состояния углеводного обмена, необходимо также учитывать степень нарушения липидного обмена и уровень артериального давления, поскольку после гипергликемии эти факторы являются главными в развитии сердечно-сосудистых осложнений сахарного диабета.

Таблетированные сахаропонижающие препараты

Лечение сахарного диабета 2 типа всегда начинают с назначения диеты и дозированной физической нагрузки. Следует также объяснить больному необходимость самоконтроля и обучить проведению его в домашних условиях с помощью тест-полосок (определение уровня глюкозы в крови и моче). В тех случаях, когда это оказывается неэффективным, назначают таблетированные сахаропони жающие препараты. Используют три группы препаратов: ингибиторы a-глюкозидаз, сульфониламиды и бигуаниды.

Ингибиторы a-глюкозидаз (акарбоза) снижают абсорбцию глюкозы в кишечнике и бывают эффективны на ранних этапах заболевания.

Чаще используются производные сульфонилмочевины , которые разделяют на препараты 1-й и 2-й генерации. Препараты 1-й генерации менее эффективны и в настоящее время в нашей стране не используются. Препараты 2-го поколения - это активные секретогены, их сахаропонижающий эффект проявляется при суточной дозе в 50-100 раз меньшей, чем у препаратов 1-й генерации. Наиболее употребимыми в настоящее время являются гликлазид, глибенкламид, глипизид, гликвидон .

Производные сульфонилмочевины стимулируют секрецию инсулина b-клетками поджелудочной железы. Вначале происходит связывание препарата с рецепторами на поверхности b-клетки, тесно ассоциированными с АТФ-зависимыми К+-каналами. Затем происходит закрытие этих каналов и деполимеризация мембраны. Открытие вслед за этим кальциевых каналов обеспечивает поступление ионов кальция внутрь b-клетки и стимуляцию секреции инсулина. При этом следует учитывать, что при назначении целого ряда препаратов может отмечаться как усиление, так и ослабление действия производных сульфонилмочевины. Препаратами, снижающими их действие , являются: тиазидные диуретики, b-блокаторы, кортикостероиды, индометацин, изониазид, никотиновая кислота, антагонисты кальция.

Потенцируют действие этих препаратов : салицилаты, сульфаниламиды, пиразолоновые производные, клофибрат, ингибиторы моноаминоксидазы, антикоагулянты, алкоголь.

Лечение производными сульфонилмочевины противопоказано при : сахарном диабете 1 типа или вторичном (панкреатическом) сахарном диабете, беременности и лактации (из-за тератогенного действия), хирургических вмешательствах (большие операции), тяжелых инфекциях, травмах, аллергии на препараты сульфонилмочевины или сходные с ними препараты в анамнезе, наличии риска тяжелых гипогликемий.

Группа таблетированных сахаропонижающих препаратов - бигуанидов в настоящее время представлена метформином . В отличие от указанных выше лекарственных средств бигуаниды не усиливают секрецию инсулина. Сахаропонижающее действие бигуанидов проявляется лишь в том случае, если в крови имеется достаточное количество инсулина. Бигуаниды усиливают его действие на периферические ткани, уменьшая инсулинорезистентность. Бигуаниды повышают захват глюкозы мышцами и жировой тканью путем усиления связывания инсулина с рецепторами и повышения активности GLUT-4. Они снижают продукцию глюкозы печенью, всасывание глюкозы в кишечнике, усиливают ее утилизацию, снижают аппетит. Их назначение противопоказано при: нарушениях функции почек, гипоксических состояниях любой этиологии (сердечно-сосудистая недостаточность, заболевания легких, анемия, инфекционные заболевания), острых осложнениях сахарного диабета, злоупотреблении алкоголем, лактатацидозе в анамнезе.

Инсулинотерапия

У пациентов с длительным течением заболевания часто развивается вторичная резистентность к пероральным сахаропонижающим препаратам. В дебюте сахарного диабета 2 типа инсулин требуется 2-3% больных, а через 10-15 лет от начала заболевания у половины пациентов предшествующее лечение становится неэффективным и появляются показания к инсулинотерапии. В среднем 10-15% больных сахарным диабетом 2 типа переходят ежегодно на лечение инсулином.

Показаниями для назначения инсулина при сахарном диабете 2 типа являются: временное повышение потребности в инсулине, резкое снижение инсулиновой секреции, случаи, когда гипергликемия не отвечает на другие формы терапии. Инсулинотерапия при сахарном диабете 2 типа может быть временной и пожизненной. Временная инсулинотерапия показана при: стрессе, остром заболевании, необходимости хирургического вмешательства, острых инфекциях, инсульте, инфаркте миокарда, беременности и лактации. Пожизненная инсулинотерапия назначается при сахарном диабете с поздним аутоиммунным началом и вторичной резистентности к таблетированным сахаропонижающим препаратам.

Вторичная резистентность к таблетированным препаратам является следствием снижения массы b-клеток и/или увеличении инсулинорезистентности. Побочными эффектами инсулинотерапии при сахарном диабете 2 типа является: прибавка массы тела, частое чувство голода, задержка жидкости и натрия, риск гипогликемий. При этом могут использоваться разные режимы инсулинотерапии: инсулин пролонгированного действия перед сном в сочетании с диетотерапией или дневным приемом таблетированных препаратов; двухкратное введение инсулина короткого и пролонгированного действия перед завтраком и ужином; комбинированная терапия таблетированными препаратами и инсулином; интенсивная инсулинотерапия в базис-болюсном режиме для лиц более молодого возраста.

Интенсивная инсулинотерапия подразумевает введение инсулина пролонгированного действия дважды в день (обычно перед завтраком и перед сном) и инсулина короткого действия перед каждым приемом пищи. Для поддержания компенсации заболевания на уровне нормогликемии и глюкозурии необходимо обучение и самоконтроль больного.

Для облегчения выполнения инъекций используют полуавтоматические инъекторы - шприцы-ручки, в которых используются термостабильные инсулины. Имеются готовые смеси инсулина, в которых инсулины короткого и пролонгированного действия смешаны в фабричных условиях, что удобно для пациентов и снижает процент ошибки при смешивании инсулинов самим больным.

Самым сложным остается вопрос о том, когда начинать лечение инсулином при сахарном диабете 2 типа. Его следует решать индивидуально в каждом конкретном случае, анализируя показания, противопоказания, цели терапии. Достижение и поддержание стойкой компенсации заболевания является главным условием профилактики и своевременного лечения хронических осложнений сахарного диабета.

Помимо традиционных препаратов в последние годы в клиническую практику внедряется все больше новых эффективных препаратов, многие из которых обладают уникальными свойствами. Так, используются новые препараты - производные сульфонилмочевины суточного действия - глимепирид и глипизид , которые можно принимать 1 раз в сутки. Предложен и препарат короткого действия, восстанавливающий секрецию инсулина после приема пищи, - репаглинид . Изучаются препараты, воздействующие на периферическую инсулинрезистентность (группа глитазонов).

Развитие диабетологии позволяет обеспечить высокий метаболический контроль больных сахарным диабетом 2 типа, т.к. в арсенале врача имеются современные таблетированные препараты и препараты инсулина, средства их введения, средства самоконтроля, системы обучения пациентов. Все это в клинической практике дает возможность обеспечить высокое качество жизни больного и отдалить развитие хронических осложнений заболевания.

Литература:
1. М.И. Балаболкин. Эндокринология. М., Универсум паблишинг, 1998.

2. И.И. Дедов, В.В. Фадеев. Введение в диабетологию. Руководство для врачей. М. Берег, 1998.

3. Alberti K.G.M.M., Zimmet P.Z. Diabetic Med 1998; (15): 539-53.

4. Ferrannini E. Endocrine Reviews. 1998. 19(4): 477-90.

5. Guidelines for Diabetes Care Diabetic Med 1999, 16.

Сахарный диабет 2 типа - хроническое заболевание, проявляющееся нарушением углеводного обмена с развитием гипергликемии вследсвие инсулинорезистентности и секреторной дисфункции бета-клеток, а также липидного обмена с развитием атеросклероза. Поскольку основной причиной смерти и инвалидизации пациентов являются осложнения системного атеросклероза, сахарный диабет 2 типа иногда называют сердечно-сосудистым заболеванием.

Этиология

Сахарный диабет 2 типа является многофакторным заболеванием с наследственной предрасположенностью. Большинство пациентов с сахарным диабетом 2 типа указывают на наличие сахарного диабета 2 типа у ближайших родственников; при наличии сахарного диабета 2 типа у одного из родителей вероятность его развития у потомка на протяжении жизни составляет 40 %. Какого-то одного гена, полиморфизм которого определяет предрасположенность к сахарному диабету 2 типа, не обнаружено. Большое значение в реализации наследственной предрасположенности к сахарному диабету 2 типа играют факторы окружающей среды, в первую очередь, особенности образа жизни. Факторами риска развития сахарного диабета 2 типа являются:

ожирение, особенно висцеральное;

этническая принадлежность (особенно при смене традиционного образа жизни на западный);

малоподвижный образ жизни;

особенности диеты (высокое потребление рафинированных углеводов и низкое содержание клетчатки);

артериальная гипертензия.

Патогенез

Патогенетически сахарный диабет 2 типа представляет собой гетерогенную группу нарушений обмена веществ, именно это и определяет его значительную клиническую неоднородность. В основе его патогенеза лежит инсулинорезистентность (снижение опосредованной инсулином утилизации глюкозы тканями), которая реализуется на фоне секреторной дисфункции бета-клеток. Таким образом, происходит нарушение баланса чувствительности к инсулину иинсулиновой секреции. Секреторная дисфункция бета-клеток заключается в замедлении «раннего» секреторного выброса инсулина в ответ на увеличение уровня глюкозы в крови. При этом 1-я (быстрая) фаза секреции, которая заключается в опорожнении везикул с накопленным инсулином, фактически отсутствует; 2-я (медленная) Фаза секреции осуществляется в ответ на стабилизирующуюся гипергликемию постоянно, в тоническом режиме, и, несмотря на избыточную секрецию инсулина, уровень гликемии на фоне инсулинорезистентности не нормализуется.

Следствием гиперинсулинемии является снижение чувствительности и числа инсулиновых рецепторов, а также подавление пострецепторных механизмов, опосредующих эффекты инсулина (инсулинорезистентность). Содержание основного транспортера глюкозы в мышечных и жировых клетках (GLUT-4) снижено на 40 % улиц с висцеральных ожирением и на 80 % - улиц с сахарным диабетом 2 типа. Вследствие инсулинорезистентности гепатоцитов и портальной гиперинсулинемией происходит гиперпродукция глюкозы печенью, и развивается гипергликемия натощак, которая выявляется у большинства пациентов с сахарным диабетом 2 типа, в том числе и на ранних этапах заболевания.

Сама по себе гипергликемия неблагоприятно влияет на характер и уровень секреторной активности бета-клеток (глюкозотоксичность). Длительно, на протяжении многих лет идесятилетий существующая гипергликемия в конечном счете приводит к истощению продукции инсулина бета-клетками и у пациента могут появиться некоторые симптомы дефицита инсулина - похудение, кетоз при сопутствующих инфекционных заболеваниях. Тем не менее, остаточная продукция инсулина, которой оказывается достаточно для предотвращения кетоацидоза, при сахарном диабете 2 типа практически всегда сохраняется.

Распространенность сахарного диабета 2 типа варьирует в разных странах и этнических группах. С возрастом заболеваемость сахарным диабетом 2 типа увеличивается: среди взрослых распространенность сахарным диабетом 2 типа составляет 10 %, среди лиц старше 65 лет достигает 20 %.

ВОЗ предсказывает увеличение числа больных диабетом в мире на 122 % в течение ближайших 20 лет (с 135 до 300 миллионов). Это связано как с прогрессирующим старением населения. В последние годы отмечается значительное «омоложение» сахарного диабета 2 типа и рост его заболеваемости среди детей.

Клинические проявления

В большинстве случаев, выраженные клинические проявления отсутствуют, и диагноз устанавливается при рутинном определении уровня гликемии. Заболевание обычно манифестирует в возрасте старше 40 лет, при этом у подавляющего большинства пациентов имеет место ожирение и другие компоненты метаболического синдрома. Пациенты не предъявляют жалоб на снижение работоспособности, если для этого отсутствуют другие причины. Жалобы на жажду и полиурию редко достигают значительной выраженности. Достаточно часто пациентов беспокоит кожный и влагалищный зуд, в связи с чем они обращаются к дерматологам и гинекологам. Поскольку от реальной манифестации сахарного диабета 2 типа до постановки диагноза зачастую проходят многие годы (в среднем около 7 лет), у многих пациентов на момент выявления заболевания в клинической картине доминируют симптомы и проявления поздних осложнений сахарного диабета. Более того, первое обращение пациента с сахарным диабетом 2 типа за медицинской помощью очень часто происходит в связи с поздними осложнениями. Так, пациенты могут госпитализироваться в хирургические стационары с язвенным поражением ног (синдром диабетической стопы), обращаться в связи с прогрессирующим снижением зрения к офтальмологам (диабетическая ретинопатия), госпитализироваться с инфарктами, инсультами, облитерирующим поражением сосудов ног в учреждения, где у них впервые обнаруживается гипергликемия.

Диагностика

Диагноз сахарного диабета 2 типа в подавляющем большинстве случаев базируется на выявлении гипергликемии улиц с типичными клиническими признаками сахарного диабета 2 типа (ожирение, возраст старше 40-45 лет, положительный семейный анамнез сахарного диабета 2 типа, другие компоненты метаболического синдрома), при отсутствии клинических и лабораторных признаков абсолютного дефицита инсулина (выраженное похудение, кетоз). Сочетание высокой распространенности сахарного диабета 2 типа, свойственного ему длительного бессимптомного течения и возможности предотвращения его тяжелых осложнений при условии ранней диагностики предопределяют необходимость скрининга, т.е. проведения обследования с целью исключения сахарного диабета 2 типа среди лиц без каких-либо симптомов заболевания. Основным тестом, как указывалось, является определение уровня гликемии натощак. Оно показано в следующих ситуациях:

У всех людей в возрасте старше 45 лет, особенно при избытке массы тела (ИМТ более 25 кг/м 2) с интервалом раз в 3 года.

В более молодом возрасте при наличии избытка массы тела (ИМТ более 25 кг/м 2) и дополнительных факторов риска, к которым относятся:

малоподвижный образ жизни;
сахарный диабет 2 типа у ближайших родственников;
принадлежность к национальностям высокого риска развития сахарного диабета 2 типа (афроамериканцы, латиноамериканцы, коренные американцы и др.);
женщины, родившие ребенка весом более 4 кг и/или при наличии гестационного сахарного диабета в анамнезе;
артериальная гипертензия (> 140/90 мм Hg);
уровень ЛПВП > 0,9 ммоль/л и/или триглицеридов > 2,8 ммоль/л;
синдром поликистозных яичников;
нарушение толерантности к глюкозе и нарушение гликемии натощак;
сердечно-сосудистые заболевания.

Критерии диагностики сахарного диабета

		Глюкоза цельной крови, ммоль/л		Глюкоза плазмы крови, ммоль/л
		венозная	капиллярная	венозная	капиллярная
Сахарный диабет
Сахарный диабет	через 2 часа
Нарушение толерантности к глюкозе
Нарушение толерантности к глюкозе	через 2 часа

Сахарный диабет – это патологическое состояние, при котором развивается относительная или абсолютная инсулиновая недостаточность, приводящая к таким явлениям, как гипрегликемия и глюкозурия. Сопровождается заболевание выраженными нарушениями обменных процессов, и часто возникающим развитием осложнений. Для правильного лечения данной болезни важно понимание причин ее появления, а также механизмов развития. Поэтому, если поставлен такой диагноз, как этиология патогенез клиника лечение связаны между собой.

Роль поджелудочной железы в обмене глюкозы

Этиология и патогенез сахарного диабета можно лучше понять, если рассмотреть особенности углеводного обмена в организме человека, и то, какую роль играют в нем активные вещества, выделяемые поджелудочной железой.

Панкреас, или поджелудочная железа, представляет собой орган, имеющий экзокринную и эндокринную активность. Такое название она получила благодаря тому, что располагается позади желудка. Через ПЖ проходит множество сосудов и нервов.

Эндокринная часть органа представлена островками Лангерганса, которые составляют у нормального человека от 1 до 3% всей ткани. Островки имеют несколько разновидностей клеток, из них альфа-клетки, продуцирующие глюкагон, и бета-клетки, производящие инсулин.

В 20-х годах прошлого века учеными был выделен инсулин, и это стало большим прорывом в лечении диабета, так как до этого такие пациенты просто погибали. Было выявлено, что активное вещество в виде инсулина под воздействием биохимических процессов возникает их своего предшественника – проинсулина, методом отщепления от него C-пептида. В кровь в итоге поступает одинаковое количество обоих веществ. Это послужило основой для лабораторного определения C-пептида как показателя способности продукции инсулина бета-клетками.

Не так давно ученые определили, что C-пептид также обладает определенной степенью активности и участвует в следующих процессах:

Снижение гликолизированного гемоглобина.

Стимуляция усвоения глюкозы мышечной тканью.

Снижение инсулинорезистентности, и за счет этого усиление эффектов инсулина.

Уменьшение степень вероятности развития нейропатии.

Улучшает фильтрационную работу почек и укрепляет сетчатку глаза.

Для организма в норме необходимо выделение около 50 ЕД инсулина в сутки. Панкреас имеет при нормальном состоянии органа от 150 до 250 ЕД. Выделенный инсулин поступает в гепатоциты по системе воротной вены. Там он подвергается частичной инактивации при участии фермента инсулиназы. Оставшаяся активная часть вещества связывается с белками, и в определенном количестве остается в несвязанном виде. Пропорции связанного и свободного инсулина регулируются в зависимости от количества сахара в крови. Свободный инсулин в норме интенсивно образуется при гипергликемии.

Кроме печени, инсулин распадается в почках, жировой ткани, мышцах и в плаценте. Образование этого гормона в норме зависит от уровня глюкозы, например, при избытке сладкого в употребляемой пище вызывает усиленную работу инсулинпродуцирующих клеток. Снижение и увеличение инсулина в крови может вызываться и другими факторами и гормональными веществами, но основная регуляция зависит от поступления сахаров с пищей.

Как действует инсулин

При таком заболевании, как сахарный диабет этиология патогенез заключаются в определенных факторах, способствующих нарушению выработки инсулина, или отсутствие ответа периферических тканей на его действие.

На клетках некоторых тканей находятся особого вида рецепторы, через которые осуществляется перенос глюкозы. Инсулин присоединяется к ним и ускоряет процесс усвоения в 20-40 раз.

Этиология и патогенез сахарного диабета

Сахарный диабет, согласно классификации делится на 1 и 2 тип (инсулинозависимый и инсулиннезависимый). Выделяют также и прочие виды заболевания – гестационный (при беременности), некоторые специфические состояния, генетические дефекты, обусловливающие нарушение сахарного обмена. Отмечается отдельно диабет, развивающийся в результате прочих эндокринных патологий (тиреотоксикоз, синдром Кушинга и др.), заболевание в результате воздействия фармакологических и химических веществ, некоторые синдромы, которые могут сопровождаться сахарным диабетом (Дауна, Фридрейха и др).

Основными являются первые два типа заболевания, каждый из которых имеет свои особенности развития и причины возникновения.

Этиология сахарного диабета 1 типа

Инсулинозависимый сахарный диабет считается аутоиммунным заболеванием, при котором происходит поражение бета-клеток, находящихся в панкреас. Их основной функцией является продукция инсулина. При СД 1 типа происходит снижение или прекращение его выработки и развитие абсолютной инсулиновой недостаточности. Отмечается у лиц молодого возраста с быстрым развитием клинической симптоматики.

Развитие этого варианта заболевания связывают с наследственной предрасположенностью. Тем не менее, подтверждение этому проявляется только у третьей части больных. При этом выявляются антитела к глютаматдекарбоксилазе, бета-клеткам, или непосредственно к инсулину. И это является основным доказательством аутоиммунного процесса.

Высокая вероятность проявления болезни существует при наличии других аутоиммунных патологий, как связанных с эндокринными органами (болезнь Аддисона, аутоиммунный тиреоидит), так и прочих (болезнь Крона, ревматизм, витилиго).

Патогенез сахарного диабета 1 типа

При наличии предрасположенности к такому виду заболевания после появления ситуации, которая запускает процесс, происходит развитие СД 1 типа. Такими механизмами являются:

Вирусная, бактериальная или грибковая инфекция;

Стрессовая ситуация;

Нарушение режима и качества принимаемой пищи;

Интоксикация неинфекционного происхождения (в том числе при использовании некоторых лекарственных средств);

Облучение.

Под воздействием пускового механизма начинают интенсивно вырабатываться антитела, в начальной стадии выработка инсулина сохраняется в пределах нормы. При таком заболевании, как сахарный диабет 1 типа патогенез характеризуется началом массированного уничтожения бета-клеток вследсие агрессивного влияния собственных антител организма больного. Но даже в этом случае еще какое-то время уровень глюкозы в крови не меняется. Усиление аутоиммунной реакции обусловлено еще и тем, что при воздействии диабетогенных факторов происходит увеличение количества свободных радикалов. Они приводят усилению процесса поражения бета-клеток.

Клинические проявления, которые обусловливает патогенез основных симптомов сахарного диабета, начинают развиваться при условии гибели около 80-90% инсулинпродуцирующих клеток. Таким больным для предотвращения развития гипергликемии, кетоацидоза и смертельного исхода жизненно необходимым является введение инсулина.

Сахарный диабет 2 типа этиология

Инсулиннезависимая форма диабета определяется нарушениями метаболизма с развитием нечувствительности тканевых рецепторов к инсулину и изменению в той или иной степени работы бета-клеток. Выявляется преимущественно у людей среднего и старческого возраста, нарастание симптоматики происходит медленнее, чем при инсулинозависимом типе болезни.
Этиология сахарного диабета 2 типа заключается в том, что на фоне наследственной склонности к развитию и под влиянием нарушения приема пищи, переедания, повышения массы тела, стрессовой ситуации, а также в результате нарушения питания в утробе матери и в первый год после рождения развивается нарушение обмена глюкозы.

Патогенез сахарного диабета 2 типа

Современные данные говорят о том, что патогенез сахарного диабета второго типа заключается в повышении резистентности к действию инсулина в периферических тканях, что чаще всего бывает при ожирении по абдоминальному типу и нарушении работы клеток ПЖ, продуцирующих инсулин. При обнаружении такого заболевания, как сахарный диабет у детей патогенез и причины такого заболевании ничем не отличается от таковых у взрослых. Особенностью болезни в детском возрасте является то, что у них преимущественно развивается диабет 1 типа, и протекает гораздо тяжелее, чем у пациентов зрелых лет.

Резистентность к инсулину бывает печеночная и периферическая. При переходе на заместительную терапию происходит снижение продукции глюкозы в печени, но при этом такое лечение никоим образом не действует на чувствительность к инсулину со стороны периферических тканей.

Для улучшения состояния при такой форме диабета в начальной стадии бывает достаточным снижение веса, увеличение физической активности, соблюдение низкоуглеводной и низкокалорийной диеты. В дальнейшем применяются сахароснижающие препараты различного механизма действия, а при необходимости и инсулин.

Для успешного лечения сахарного диабета обязательное условие – это воздействие на все составные части его патогенеза. Ученые много лет изучают причины и механизмы развития диабета и уже установлен ряд патофизиологических процессов и этиологических факторов, которые в результате ведут к гипергликемии.

Что «запускает» сахарный диабет

Сахарный диабет является гетерогенно патологией, при которой развивается комплекс метаболических нарушений. Основные характерные признаки диабета 2 типа – это инсулиновая резистентоность и неудовлетворительная функция бета-клеток разной степени выраженности.

Современные научные исследования доказали, что в развитии сахарного диабета берут участие множество факторов и значительную роль в развитии данного заболевания играют внешние, негенетические факторы.

В настоящее время доказано, что в патогенезе 2 типа диабета основную роль играют такие факторы:

наследственная предрасположенность – сахарный диабет у родителей, близких родственников;
неправильный образ жизни – вредные привычки, низкая степень физической активности, хроническая усталость, частые стрессы;
питание – высококалорийное и ведущие к ожирению;
инсулинорезистентность – нарушение метаболической реакции на инсулин;
нарушение продукции инсулина и повышенная выработка глюкозы печенью.

Роль отдельных этиологических факторов в патогенезе диабета

Патогенез сахарного диабета зависит от типа. При 2 типе диабета в него включаются наследственные и внешние факторы. В сущности, при диабете типа 2 генетические факторы имеют большее значение, чем при диабете типа 1. Это заключение основывается на исследовании близнецов.

Раньше считалось, что у однояйцевых (монозиготных) близнецов заболеваемость сахарным диабетом 2 типа около 90-100%.

Впрочем, с применением новых подходов и методов было доказано, конкордантность (совпадение по наличию заболевания) у монозиготных близнецов немного ниже, хотя и остается довольно высокой 70-90%. Это свидетельствует о значительном участии наследственности в предрасположенности к 2 типу диабета.

Генетическая склонность важна в процессе развития преддиабета (нарушения толерантности к глюкозе). Разовьется ли у человека дальше сахарный диабет, зависит от его образа жизни, питания и других внешних факторов.

Роль ожирения и гиподинамии

Частое переедание и малоподвижный образ жизни приводят к возникновению ожирения и еще больше усугубляют инсулинорезистентность. Это способствует реализации генов, ответственных за развитие диабета 2 типа.

Ожирение, особенно абдоминальное, играет особенную роль не только в патогенезе инсулинорезистентности и наступающих из-за нее метаболических расстройств, но и в патогенезе диабета 2 типа.

Это происходит, потому что у висцеральных адипоцитов, в отличие от адипоцитов подкожной жировой клетчатки, снижена чувствительность к антилиполитическому действию гормона инсулина и повышена чувствительность к липолитическому действию катехоламинов.

Это обстоятельство становится причиной активизации липолиза висцерального жирового слоя и поступлению сначала в кровоток портальной вены, а затем и в системное кровообращение, большого количества свободных жирных кислот. В противовес этому, клетки подкожной жирового слоя к замедляющему действию инсулина, это способствует реэстерификации свободных жирных кислот до триглицеридов.

Инсулинорезистентность скелетных мышц заключается в том, что они в состоянии покоя преимущественно утилизируют свободные жирные кислоты. Это препятствует миоцитам утилизировать глюкозу и ведет к повышению сахара в крови и компенсаторному повышению инсулина. Притом, жирные кислоты не дают инсулину связываться с гепатоцитами, и это на уровне печени усугубляет инсулинорезистентность и угнетает ингибирующие действие гормона на глюконеогенез в печени. Глюконеогенез приводит к постоянной повышенной выработке глюкозы в печени.

Таким образом, создается порочный круг – рост уровня жирных кислот обуславливает еще большую инсулинорезистентность мышечной, жировой и печеночной ткани. Также ведет к запуску липолиза, гиперинсулинемии, а значит к повышению концентрации жирных кислот.

Низкая физическая активность больных диабетом 2 типа усугубляет уже имеющуюся инсульнорезистентность.

В состоянии покоя перенос веществ-транспортеров глюкозы (ГЛЮТ-4) в миоцитах резко снижен. Сокращение мышц при физической нагрузке увеличивает доставку глюкозы в миоциты, происходит это из-за возрастания транслокации ГЛЮТ-4 к мембране клетки.

Причины инсулинорезистентности

Инсулинорезистентность при сахарном диабете 2 типа – это состояние, при котором наблюдается недостаточный биологический ответ тканей на инсулин при его нормальной концентрации в крови. При исследовании генетических дефектов, которые обуславливают наличие инсулинорезистентности, было установлено, что в основном она возникает на фоне нормальной работы рецепторов инсулина.

Инсулинорезистентность связывают с дисфункцией инсулина на рецепторном, пререцепторном и пострецепторном уровнях. Рецепторная инсулинорезистентность связана с недостаточным числом рецепторов на мембране клетки, а так же изменением в их строении. Пререцепторная инсулинорезистентность обусловлена расстройством ранних этапов секреции инсулина и (или) с патологией превращения проинсулина в С-пептид и инсулин. Пострецепторная инсулинорезистентность включает в себя дефект активности трансдукторов, которые передают сигнал инсулина внутри клетки, а также тех, которые участвуют в синтезе белка, гликогена и в транспортировке глюкозы.

Самые важные последствия инсулинорезистентности – это гиперинсулинемия, гипергликемия и дислипопротеинемия. В нарушении производства инсулина гипергликемия играет ведущую роль и ведет к его постепенному относительному дефициту. У больных диабетом 2 типа компенсаторные возможности бета-клеток поджелудочной железы ограничены из-за генетической поломки глюкокиназы и транспортера глюкозы ГЛЮТ-2. Данные вещества ответственны за выработку инсулина на стимуляцию глюкозой.

Выработка инсулина у диабетиков с 2 типом заболевания

У больных диабетом 2 типа секреция инсулина, как правило, нарушена. А именно:

замедленна начальная фаза секреторного ответа на нагрузку глюкозой, введенной внутривенно;
снижен и отстрочен секреторный ответ на употребление смешанной пищи;
повышен уровень проинсулина и продуктов его переработки;
разлажен ритм колебаний секреции инсулина.

Среди возможных причин нарушения выработки инсулина можно назвать и первичные генетические дефекты бета-клеток, и вторично развивающиеся нарушения из-за липо — и глюкозотоксичности. Идут исследования направленные на выяснения других причин возникновения нарушения секреции инсулина.

При исследовании выработки инсулина у пациентов преддиабетом было установлено, что еще до повышения уровня сахара натощак и при нормальных показателях гликозилираваного гемоглобина, ритмика колебаний выработки инсулина уже нарушена. Это заключается в снижении способности бета-клеток поджелудочной железы отвечать пиковой секрецией инсулина на пиковые колебания концентрации глюкозы в крови на протяжении суток.

Более того, у больных с ожирением и инсулинорезистентностью в ответ на употребление одинакового количества глюкозы вырабатывается больше инсулина, чем у здоровых людей с нормальным весом и без инсулинорезистентности. Это значит, что у людей с преддиабетом секреция инсулина уже становится недостаточной и это важно для развития в будущем диабета 2 типа.

Ранние стадии нарушения секреции инсулина

Изменения секреции инсулина при преддиабете происходить из-за повышенной концентрации свободных жирных кислот. Это в свою очередь приводит к угнетению пируватдегидрогеназы, а значит к замедлению гликолиза. Ингибирование гликолиза приводит в бета-клетках к уменьшению образования АТФ, которое является основным пусковым механизмом секреции инсулина. Роль глюкозотоксичности в дефекте секреции инсулина у пациентов с преддиабетом (нарушения толерантности к глюкозе) исключается, так как гипергликемия еще не наблюдается.

Глюкозотоксичность – это совокупность бимолекулярных процессов, при которых длительная избыточная концентрация глюкозы в крови приводит к повреждению секреции инсулина и чувствительности тканей к нему. Это еще один замкнутый порочный круг в патогенезе 2 типа диабета. Можно сделать вывод, что гипергликемия не только главный симптом, но и фактор прогрессирования диабета 2 типа вследствие действия феномена глюкозотоксичности.

При продолжительной гипергликемии в ответ на нагрузку глюкозой наблюдается понижение секреции инсулина. В тоже время секреторный ответ на стимуляции аргинином долго остается наоборот усиленным. Все выше перечисленные неполадки выработки инсулина корректируются при поддержании нормальной концентрации сахара в крови. Это доказывает, что феномена глюкозотоксичности играет важную роль в патогенезе дефекта секреции инсулина при диабете 2 типа.

Также глюкозотоксичность приводит к уменьшению чувствительности тканей к инсулину. Таким образом, достижение и поддержание нормальных показателей глюкозы в крови будет способствовать увеличению чувствительности периферических тканей к гормону инсулину.

Патогенез основного симптома

Гипергликемия – это не только маркер диабета, но и важнейшее звено патогенеза диабета 2 типа.

Она нарушает секрецию инсулина бета-клетками поджелудочной железы и усвоение глюкозы тканями, что ставит цель корректировать нарушения углеводного обмена у больных сахарным диабетом 2 типа до показателей нормогликемии.

Повышение сахара натощак – это ранний симптом диабета 2 типа, который обусловлен повышенной продукцией сахара печенью. Выраженность нарушений секреции инсулина ночью прямо зависит от степени гипергликемии натощак.

Инсулинорезистентность гепатоцитов – это не первичная поломка, она появляется в результате влияния метаболических и гормональных нарушений, в том числе повышения продукции глюкагона. При хронической гипергликемии бета-клетки теряют способность отвечать на рост уровня глюкозы в крови снижением секреции глюкагона. Вследствие этого возрастает печеночный гликогенолиз и глюконеогенез. Это является одним из факторов относительного инсулин дефицита в портельной циркуляции крови.

Дополнительной причиной развития инсулинорезистентности на уровне печени считается ингибирующее действие жирных кислот на захват и интернализацию гепатоцитами инсулина. Избыточное поступление в печень свободных жирных кислот резко стимулирует глюконеогенез за увеличение в цикле Кребса продукции ацетил-СоА.

Притом, ацетил-СоА, в свою очередь, снижает активность фермента пируватдегидрогеназы. Результатом этого является избыточная секреция лактат в цикле Кори (лактат – один из главных продуктов для глюконеогенеза). Также жирные кислоты подавляют активность фермента гликогенсинтазы

Роль в патогенезе сахарного диабета 2 типа амилина и лептина

Последнее время веществам амилину и лептину отводится значительная роль в механизме развития диабета 2 типа. Роль амилина была установлена только 15 лет назад. Амилин – это островковый амилоидный полипептид, который размещается в секреторных гранулах бета клеток и в норме вырабатывается вместе с инсулином в соотношении приблизительно 1:100. Содержание данного вещества повышенно у пациентов с инсулинорезестентностью и нарушением толерантности к углеводам (преддиабет).

При сахарном диабете 2 типа амилин накапливается в островках Лангерганса в виде амилоида. Он участвует в регуляции обмена углеводов, корректируя скорость всасывания глюкозы из кишечника, и тормозя выработку инсулина в ответ на раздражение глюкозой.

В последние 10 лет изучается роль лептина в патологии обмена жиров и развития диабета 2 типа. Лептин – это полипептид, который вырабатывается клетками белой жировой ткани и действует ядра гипоталамуса. А именно на вентро-латеральные ядра, отвечающие за пищевое поведение.

Секреция лептина снижается вовремя голодание и возрастает при ожирении, другими словами она регулируется самой жировой тканью. Плюсовой энергетический баланс сопрягается с повышением продукции лептина и инсулина. Последние ведут взаимодействие с гипоталамическими центрами, скорее всего, через секрецию гипоталамического нейропептида Y.

Голодание приводит к уменьшению количества жировой ткани и снижению концентрации лептина и инсулина, что стимулирует секрецию гипоталамусом гипоталамического нейропептида Y. Данный нейропептид контролирует пищевое поведение, а именно вызывает сильный аппетит, прибавку веса, накопление жировых отложений, торможение симпатической нервной системы.

И относительная и абсолютная недостаточность лептина ведет к повышению секреции нейропептида Y, а значит к развитию ожирения. При абсолютной недостаточности лептина его экзогенной введение параллельно с уменьшение аппетита и веса снижает содержание мРНК, которая кодирует нейропептида Y. Экзогенное введение лептина при его относительной недостаточности (в результате мутации гена, который кодирует его рецептор) никак не влияет на вес.

Можно сделать предположение, что абсолютный или относительный дефицит лептина приводит к утрате ингибируюшего контроля над секрецией гипоталамического нейропептида Y. Это сопровождается вегетативными и нейроэндокринными патологиями, которые берут участие в развитии ожирения.

Патогенез диабета 2 типа очень сложный процесс. В нем главную роль играет инсулинорезистентность, нарушение продукции инсулина и хроническая повышенная секреция глюкозы печенью. При подборе лечения для достижения компенсации диабета 2 типа и профилактики осложнений это следует учитывать.

С огласно современным представлениям, обусловлен двумя ключевыми механизмами: развитием инсулинорезистентности (снижение опосредованной инсулином утилизации глюкозы тканями) периферических тканей-мишеней и гиперсекрецией инсулина, необходимой для преодоления барьера инсулинорезистентности.

Инсулинорезистентность имеет генетическую детерминированность и является главным фактором риска развития сахарного диабета, однако существенное снижение секреторных возможностей инсулярного аппарата поджелудочной железы вызывает постпрандиальная гипергликемия путём индукции окислительного стресса, приводящего к апоптозу В-клеток, т.е. развитию феномена «глюкозотоксичности», который стимулирует быстрое истощение возможностей инсулярного аппарата. Иследование UKPDS (United Kingdom Prospective Diabetes Study) показало, что уже к клиническому дебюту заболевания секреция инсулина у больных снижена в среднем на 50 %. Данный феномен вызывает более раннюю манифестацию сахарного диабета 2 типа.

На начальных стадиях заболевание протекает бессимптомно, поскольку инсулинорезистентность компенсируется гиперинсулинемией, что помогает поддерживать нормальную толерантность к углеводам. В дальнейшем этот механизм истощается, и печень избыточно продуцирует глюкозу, что приводит к гипергликемии натощак. Кроме того, инсулинорезистентность, гиперинсулинемия и нарушения липидного обмена также приводят к нарушению в системе свертывания крови, способствуя развитию прокоагулянтного состояния.

Компенсаторная гиперинсулинемия, направленная на преодоление инсулинорезистентности, формирует «порочный круг», приводя к повышению аппетита и нарастанию массы тела.

Увеличение массы тела выше нормальных показателей, в свою очередь, усугубляет инсулинорезистентность и, соответственно, дополнительно стимулирует секрецию инсулина, что неминуемо приводит к истощению секреторных возможностей B-клеток поджелудочной железы. Возникающее нарушение толерантности к углеводам проявляет себя постпрандиальной гипергликемией. Манифестация сахарного диабета связана с секреторной несостоятельностью B-клеток поджелудочной железы в преодолении инсулинорезистентности (рис.1.)

Кроме того, в развитии сахарного диабета 2 типа играет роль нарушение нормального ритма секреции инсулина. Механизмы развития секреторной дисфункции β-клеток островков Лангерганса при СД 2 типа характеризуются:

· гиперинсулинемией с отсутствием колебания уровня инсулина;

· отсутствием 1-й фазы секреции инсулина,

· при 2-й фазе секреция инсулина осуществляется в ответ на стабилизирующуюся гипергликемию в тоническом режиме, несмотря на избыточную секрецию инсулина (см.рис 2.);

· уровень секреции глюкагона возрастает при увеличении гликемии и снижается при гипогликемии;

· преждевременное опорожнение «незрелых» везикул β-клеток с высвобождением недостаточно сформированного проинсулина, оказывающее атерогенное действие в развитии атеросклероза при метаболическом синдроме.

Нарушение секреции инсулина в ответ на стимуляцию глюкозой: исчезает характерный для нормальной функции β-клеток ранний пик секреции инсулина при исходно более высоком уровне базальной секреции. В результате общее количество инсулина не снижается, а даже превышает нормальные значения. В то же время недостаточность первой фазы инсулиновой секреции - факт, позволяющий объяснить развитие и сохранение гипергликемии при нормальных показателях глюкозы крови натощак (т.е. нарушение толерантности к глюкозе).

Н сегодняшний дей выделяют третий патогенетический фактор при развитии СД 2 типа - дефект секреции инкретинов - гормонов, вырабатываемых L-клетками и тонкой и толстой кишки и через специфические рецепторы действует на панкреатические β- и α-клетки, желудочно-кишечный тракт, центральную нервную системы, щитовидную железу и сердце: глюкагон-подобный пептид-1 (ГЛП-1) и глюкозо-зависимый инсулинотропный полипептид. Секреция инкретинов является результатом пищевой стимуляции проксимального отдела кишечника и реализуется стимуляцией секреции инсулина и ингибированием секреции глюкагона. Уровень ГЛП-1 при СД 2 типа существенно ниже, чем у здоровых людей, что способствует развитию постпрандиальной гипергликемии и др. нарушениям. При этом действие эндогенного ГЛП-1 лимитировано высокой активностью фермента дипептидил-пептидазы 4 (ДПП-4), вызывающей расщепление молекулы в течение 3–5 минут.

СД 2 типа развивается медленно, с постепенным нарастанием степени нарушения функции β-клеток в большинстве случаев на фоне выраженной ИР, обусловленной избыточной массой тела и висцеральным ожирением и сохраняющейся на протяжении всей последующей жизни пациента (рис. 3). Фоновая ИР усугубляет β-клеточную дисфункцию и обусловливает постепенное развитие и нарастание относительного дефицита инсулина. Параллельно развивается нарушение гликемии натощак, нарушение толерантности к глюкозе и хроническая гипергликемия. В настоящее время принято объединять нарушение гликемии натощак и нарушение толерантности к глюкозе в общее понятие «предиабет», который при отсутствии интервенционных профилактических мероприятий приводит в 70% к развитию манифестного СД 2 типа в течение 3 лет.

Рис.3. Стадии развития СД 2 типа

Последовательность развития патологических состояний (предиабета и манифестного СД 2 типа) определяет и обосновывает последовательность и тактику выбора гипогликемизирующих препаратов.