Настольная книга диабетика. Как наладить жизнь с непростым диагнозом

2. Поджелудочная железа… Инсулин и его роль в обмене веществ

Мы видим, что нервную и кровеносную системы можно уподобить рекам с притоками, дереву со множеством ветвей или электропроводке в каком-нибудь суперсложном приборе; и в обоих случаях эти системы имеют свой руководящий центр, соответственно мозг и сердце. Эндокринная же система «устроена» несколько иначе. Она включает в себя расположенные в разных частях тела железы внутренней секреции – гипофиз, щитовидную, поджелудочную, половые железы и некоторое другие. Все эти железы вырабатывают определенные химические вещества, называемые гормонами, которые выводятся из желез прямо в кровь и разносятся кровью вместе с кислородом и питательными веществами. Гормоны столь же необходимы организму, как питательные вещества и кислород; они влияют на целый комплекс жизненных процессов – таких как обмен веществ и энергии, процессы роста и регенерации, уровень сахара и кальция в крови и т. д. Недостаток или избыток какого-либо гормона приводит к заболеванию.

Осознав этот факт и вооружившись первыми и самыми примитивными анатомическими сведениями, рассмотрим строение и функции поджелудочной железы, которая на медицинской латыни называется «панкреас».

Сахарный диабет – это хроническое заболевание, приводящее к нарушениям углеводного, белкового и жирового обменов в результате недостатка гормона инсулина или неправильного его действия.

Она находится слева за желудком, в верхней части живота и доходит до селезенки; ее положение можно представить, если провести ладонью от левого бока под ребрами к пупку (рис. 1.1). В поджелудочной железе выделяют головку, тело и хвост. В функциональном отношении она состоит из двух независимых частей: основной своей массы, выделяющей пищеварительный (или панкреатический) сок, и так называемых «островков Лангерганса», на которые приходится только 1–2 % от общего объема органа (рис. 1.2). Именно эти островки, открытые в XIX веке немецким физиологом Лангергансом, и выполняют эндокринную функцию, так как в каждом из них содержится от восьмидесяти до двухсот гормонально активных клеток, выделяющих в кровь гормоны. Эти клетки в зависимости от секретируемых ими веществ делятся на четыре типа – альфа-, бета-, дельта- и РР-клетки. В альфа-клетках вырабатывается глюкагон, в бета-клетках – инсулин, в дельта-клетках – гастрин и соматостатин, в РР-клетках – панкреатический полипептид. Большую часть каждого островка в теле и хвосте поджелудочной железы составляют бета-клетки (85 %); на долю альфа-клеток приходится 11 %, на дельта-клетки – 3 % и на РР-клетки – 1 %. Отметим еще одно важное обстоятельство: вместе с инсулином бета-клетки производят так называемый С-пептид («цэ»-пептид), который не обладает свойствами инсулина и интересен нам лишь потому, что его производится ровно столько же, сколько инсулина (то есть на каждую молекулярную цепочку инсулина приходится цепочка С-пептида). Этот факт нам пригодится в дальнейшем.

Рис. 1.1.

Расположение поджелудочной железы относительно других внутренних органов

Каковы же функции гормонов, которые секретируют (то есть производят) островки Лангерганса? Прежде всего отметим, что вещества, вырабатываемые дельта-клетками и РР-клетками, мы рассматривать не будем, так как в контексте данной книги они несущественны. Далее нам придется вспомнить, что используемый в быту термин «сахар» далеко не точен; на самом деле существует множество разновидностей сахаров, различающихся своим химическим строением. Одни из них имеют сложные молекулы, и такие сахара называют «полисахаридами», или сложными сахарами; структура других более проста, и их называют «моносахаридами», или простыми сахарами. Так вот, глюкагон, вырабатываемый альфа-клетками, способствует распаду сложного сахара-гликогена и образованию из него простого сахара-глюкозы. В форме гликогена сахар накапливается «про запас» в некоторых наших органах – в печени и мышцах; глюкоза же – это виноградный сахар, один из простейших сахаров, и в дальнейшем, если не оговаривается особо, мы будем употреблять эти два термина, «глюкоза» и «сахар», как понятия полностью эквивалентные. Именно в форме глюкозы сахар присутствует в нашей крови.

Рис. 1.2.

Поджелудочная железа. Выделены «островки» и кружками белого и черного цветов показаны альфа- и бета-клетки

Разобравшись с глюкагоном и сахарами, рассмотрим функцию инсулина. Однако перед этим полезно вспомнить еще один важный факт, касающийся нашего организма, а именно: наше тело состоит из клеток. Клетки бывают разные по функциям и виду – скажем, шарообразные, овальные, плоские, цилиндрические и т. д. Клетки одинаковой формы и функции образуют определенную ткань человеческого организма – например, головной мозг, стенки кровеносных сосудов, печень или мышцы. Несмотря на разнообразие клеток, между ними есть нечто общее: все они нуждаются в питании. Мы двигаемся, наш организм функционирует непрерывно (даже когда мы спим), а это значит, что мы непрерывно расходуем энергию. Восполнение энергии осуществляется на клеточном уровне: кровь постоянно доставляет клеткам кислород и питательные вещества, одним из которых – и очень важным! – является глюкоза. Если уподобить наши клетки бензиновому мотору, в котором постоянно сгорает топливо (чтобы автомобиль двигался), то глюкоза как раз и является тем самым бензином, питающим наш биологический мотор.

Однако вспомним, что бензин попадает в автомобильный мотор с помощью довольно сложной системы – карбюратора, который впрыскивает порции горючего в камеру сгорания. При отсутствии карбюратора бензин в камеру не попадет, а при неисправном карбюраторе – может, и попадет, но не в том количестве, какое нужно. Точно такие же перипетии происходят с глюкозой, переносимой кровью: ее молекулы сами по себе не способны проникнуть в клетку-мотор. Роль карбюратора – только не механического, а химического – в данном случае играет инсулин.

Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Представьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабженный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, которые могли бы попасть внутрь, если бы двери были открыты, – однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вместе с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (то есть у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.

Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим образом: стадия 1 – мы поглощаем пищу; стадия 2 – сложные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок и кишечник, перерабатываются в моносахара, в основном – в глюкозу; стадия 3 – глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В результате, во-первых, клетки начинают голодать, а во-вторых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимого – наступает состояние гипергликемии.

Первое обстоятельство приводит к потере веса, затем – к дистрофии, к постепенному угасанию и, собственно говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода – затяжной процесс, занимающий несколько недель и в данном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельством – гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 12 (см. с. 262) этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмотрим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.

Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим исключением являются так называемые инсулинонезависимые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то он проникает в эти ткани в избыточном количестве.

Посмотрим, что же это за ткани. Прежде всего головной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При повышенном уровне сахара в крови первым ощущением является тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. В хрусталик глаза глюкоза тоже проникает без помощи инсулина; в результате при повышенном сахаре крови хрусталик мутнеет, и кажется, будто перед глазами дымка. Эритроциты и внутренняя оболочка кровеносных сосудов также относятся к инсулинонезависимым тканям, и когда лишний сахар попадает в клетки, выстилающие кровеносные сосуды, это чревато крайне неприятными осложнениями в будущем (напомним, кстати, что эритроциты – это красные кровяные тельца, переносящие кислород и углекислый газ; в них накапливается сахар, который прочно связывается с гемоглобином).

Кроме описанных выше явлений наблюдается еще одно: сахар начинает выводиться через почки с мочой. Это тревожный сигнал, и он означает, что организм пытается защититься от избытка сахара.

В последующих главах мы рассмотрим все эти процессы подробнее, двигаясь как бы расширяющимися кругами; таков наш метод изложения – вначале читателю надо усвоить самые простые понятия, а затем переходить к более сложным. Поэтому сейчас достаточно отметить лишь два важнейших факта.

1. Причина всех осложнений при диабете – повышенный сахар крови.

2. Современная медицина предоставляет диабетику средства, позволяющие контролировать и регулировать уровень сахара в крови – независимо от способности поджелудочной железы вырабатывать инсулин.

В человеческом организме все должно быть сбалансировано, все его системы должны функционировать в определенных рамках, все жизненные показатели – в том числе и сахар крови – должны находиться в определенных границах. Это достигается обратной связью, существующей между воздействием на организм и откликом на это воздействие; и каждый наш орган фактически является тонким и сложным устройством, реализующим эту обратную связь. Вот простейший пример: мы перешли с шага на бег, мы расходуем больше энергии, и тут же сердце стало биться чаще, а легкие требуют больших объемов воздуха. Но в данном случае нам нужен не только воздух; в результате пробежки мы проголодаемся, и нам потребуется больше пищи.

Рис. 1.3. Кривая секреции инсулина у здорового человека

Аналогичную регуляцию, характерную для всех систем с обратной связью, осуществляет и поджелудочная железа. Рассмотрим, как это происходит у здорового человека, проиллюстрировав изложение графиком естественной секреции инсулина (рис. 1.3).

Утром в крови содержится сравнительно небольшое количество сахара (так называемый «сахар натощак») и небольшое (базовое) количество инсулина. Низкий уровень сахара в крови вызывает ощущение голода, и человек завтракает – предположим, в 7 часов утра. Разумеется, кроме белковой пищи он ест хлеб, содержащий углеводы, пьет кофе или чай с сахаром или с чем-нибудь сладким. В результате концентрация глюкозы в крови повышается, и по этому сигналу поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин (как это показано на рис. 1.3). Инсулин способствует проникновению глюкозы в клетки, и ее уровень в крови довольно быстро снижается. В 12 часов человек снова ощущает голод – наступает время второго завтрака. Он ест, и все повторяется снова: повышение сахара, выброс новой порции инсулина, понижение сахара. Аналогичные процессы повторяются в 18 часов (после обеда) и в 22 часа (после ужина). Возможна, разумеется, иная схема питания: завтрак – в восемь утра, обед – в два часа дня, а ужин – в девять вечера, но суть от этого не меняется: у здорового человека поджелудочная железа отреагирует во всех случаях одинаково – выбросом необходимой порции инсулина. При этом здоровый человек может есть что угодно (в том числе много сладкого), может весь день голодать без неприятных последствий, может переедать. В последнем случае клетки получат избыточное питание, начнет образовываться жировая ткань, и наш здоровый человек уже не будет таким здоровым.

В следующей главе мы рассмотрим, что происходит с глюкозой в организме диабетика, а сейчас продолжим анализ нормального процесса обмена веществ. Инсулин – белковый гормон немедленного действия; это значит, что в бета-клетках всегда есть запас инсулина, который поступает в кровь за считаные минуты и тут же начинает снижать сахар в крови. Затем в зависимости от уровня сахара крови бета-клетки начинают синтезировать инсулин в необходимом количестве. Существует специальная единица для измерения количества инсулина, которую мы будем называть в дальнейшем просто ИНСУЛИННОЙ ЕДИНИЦЕЙ, или ЕД; также существует общепринятая единица для измерения количества глюкозы в крови – миллимоль на литр, или ммоль/л. Мы встретимся в дальнейшем еще с некоторыми единицами измерения различных величин, поэтому давайте повторим еще раз и как следует запомним:

• ЕД – так обозначается инсулинная единица;

• ммоль/л – так обозначается единица, при помощи которой измеряют количество глюкозы в крови.

У взрослого здорового человека общее количество инсулина, накопленного в островках поджелудочной железы, составляет примерно 200 ЕД, а скорость синтеза инсулина – около 40–50 ЕД в сутки. Бета-клетки производят столько инсулина, чтобы на каждый килограмм массы тела в среднем приходилось по 0,5–0,6 ЕД. Это средние, обобщающие показатели, но в течение суток скорость выработки (или секреции) инсулина сильно колеблется – от 0,25 ЕД в час до 2 ЕД в час – прежде всего, в зависимости от содержания глюкозы в крови. Как мы уже отмечали, после еды, когда концентрация сахара в крови повышается, секреция инсулина идет быстрее, то есть избыток глюкозы интенсифицирует работу бета-клеток.

Теперь укажем количественные характеристики содержания сахара в цельной капиллярной крови здорового человека (то есть в том случае, когда кровь взята из пальца). Согласно принятым в России «Алгоритмам специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом» (6-й выпуск, 2013 год) норматив выглядит так:

• натощак: менее 5,6 ммоль/л;

• через два часа после еды: менее 7,8 ммоль/л.

Приведем также норматив содержания сахара в плазме венозной крови здорового человека:

• натощак: менее 6,1 ммоль/л;

• через два часа после еды: менее 7,8 ммоль/л.

Измерение глюкозы натощак производится после периода голодания не меньше 8 часов и не больше 14.

Относительно приведенных выше нормативов заметим, что большая часть современных глюкометров калибрована по плазме капиллярной крови. Уровень глюкозы в плазме крови примерно на 10 % выше аналогичного показателя в цельной крови. Таким образом, норматив «менее 5,6 ммоль/л по цельной крови» соответствует показателю «менее 6,1 ммоль/л по плазме крови».

Врачи диагностируют диабет только по плазме венозной крови. Основанием к диагнозу являются следующие показатели:

• сахар натощак: равен или больше 7,0 ммоль/л;

• через два часа после еды: равен или больше 11,1 ммоль/л.

В случае цельной капиллярной крови показатели выглядят так:

• сахар натощак: равен или больше 6,1 ммоль/л;

• через два часа после еды: равен или больше 11,1 ммоль/л.

Нарушением толерантности к глюкозе (стадия преддиабета) считается ситуация, когда тощаковый сахар в плазме венозной крови меньше 7,0 ммоль/л, но сахар через два часа после еды равен или больше 7,8 ммоль/л, но меньше 11,1 ммоль/л. В упомянутых выше «Алгоритмах» описан еще один случай, который тоже является предвестником диабета: нарушение гликемии натощак. В этом случае показатели таковы: тощаковый сахар в плазме венозной крови больше или равен 6,1 ммоль/л, но меньше 7,0 ммоль/л, тогда как сахар через два часа после еды нормальный – меньше 7,8 ммоль/л.

В дальнейшем мы будем использовать показатель уровня глюкозы в плазме капиллярной крови (крови из пальца). Иными словами, мы будем ориентироваться на те показания, которые вы получаете при помощи своего глюкометра.

3. Функции печени, почек и понятие о почечном пороге

В заключение первой главы рассмотрим еще два вопроса, связанных с функциями печени и почек.

Печень – замечательный орган; во-первых, она служит нам как бы «токсикологической лабораторией», в которой нейтрализуются всевозможные вредные вещества, а во-вторых, обладает огромной способностью к восстановлению. Образно говоря, печень способна привести саму себя в нормальное состояние – если только она не поражена хронической болезнью (например, гепатитом). Это важное обстоятельство; иногда диабетику приходится принимать препараты, влияющие на печень, но после окончания курса лечения ее функции быстро восстанавливаются. Печень является «складом», или «депо», сахара; около 60 % глюкозы, поступающей в организм здорового человека в состоянии покоя, преобразуется в гликоген и хранится в печени «про запас» – на тот случай, когда концентрация сахара в крови резко упадет и понадобится его «добавить». Для диабетика это первая линия обороны в защите от гипогликемии, то есть аномально низкого содержания сахара в крови. Напомним, что, кроме печени, мышечные и жировые ткани также обладают резервами, способными добавить глюкозу в нашу кровь.

Почки в нашем организме являются своеобразным «очистным сооружением». Почки пронизаны множеством мелких капилляров, к ним течет кровь от всех органов тела, и при этом, если какое-либо вещество содержится в крови в слишком большом количестве, оно выводится через почки с мочой. В обычной ситуации, когда уровень сахара в крови не превосходит определенной величины, глюкоза не выделяется с мочой. Кровь протекает через почки, фильтруется в так называемую «первичную мочу», а затем все нужные вещества всасываются обратно в кровь через стенки капилляров. Но когда концентрация глюкозы в крови выше определенного порога (он называется «почечным порогом»), почки активно выделяют сахар, и он будет уходить вместе с мочой.

Какова же величина почечного порога? В принципе она различна у разных людей и колеблется от 6 ммоль/л (низкий почечный порог) до 11 ммоль/л (высокий почечный порог). Существуют, однако, средние характеристики: для детей и подростков почечный порог обычно равен 9 ммоль/л, а для взрослых – 10 ммоль/л (напоминаем, что эти показатели приведены по плазме крови). Таким образом, по наличию сахара в моче можно судить о содержании сахара в крови. В дальнейшем мы разберемся подробнее с анализами крови и мочи на сахар, а пока отметим следующие обстоятельства.

1. Если сахар в моче отсутствует, то это значит, что концентрация глюкозы в крови была ниже почечного порога, то есть меньше чем 10 ммоль/л.

2. Если в моче имеется немного сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови недолгое время была выше почечного порога.

3. Если в моче имеется много сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови длительное время была выше почечного порога.

Понятия «немного» и «много» мы уточним в части 4, где пойдет речь о способах контроля диабета, о различных анализах и применяемых для этого приборах.

Глава 2
Сахарный диабет

1. Исторические сведения о сахарном диабете

Вам следует иметь в виду, что термин «диабет» относится к большой группе заболеваний; в частности, существуют сахарный и несахарный диабет, причем в последним случае глюкоза крови не повышается, а основной симптом этой болезни – сильнейшая жажда. Но мы в нашей книге будем говорить исключительно о сахарном диабете.

Выше отмечалось, что этот недуг является таким заболеванием, при котором поджелудочная железа не способна секретировать необходимое организму количество инсулина либо вырабатывать инсулин нужного качества. Как мы увидим в дальнейшем, это определение касается двух типов сахарного диабета, но диабетические явления – то есть повышенная концентрация глюкозы в крови – могут наблюдаться и в тех случаях, когда заболевания поджелудочной железы нет.

Сахарный диабет был известен с древнейших времен – с ним, по-видимому, были знакомы врачи Древнего Египта и, безусловно, медики Греции, Рима, средневековой Европы и восточных стран. Название «диабет» и первое клиническое описание этого недуга принадлежат римскому врачу Аретеусу, жившему во II веке нашей эры. В те времена болезнь диагностировали по ее внешним проявлениям – таким, как общая слабость, потеря аппетита, неутолимая жажда, частое мочеиспускание (полиурия) и т. д. Как же тогда лечили диабет? Это зависело от степени тяжести заболевания и возраста пациента. Если больным являлся ребенок или молодой человек c диабетом 1 типа, то есть инсулинозависимым (ИЗСД), то он был обречен с полной неизбежностью; такой пациент довольно быстро погибал от диабетической комы. Если же болезнь развивалась у взрослого человека в 40–45 лет и старше и была, согласно нашей современной классификации, диабетом 2 типа (инсулинонезависимым – ИНСД), то такого пациента лечили или, точнее, поддерживали в нем жизнь с помощью диеты, физических упражнений и средств фитотерапии.

Однако больные диабетом 1 типа умирали с неотвратимой неизбежностью, и это случалось не только в античной древности или в средневековье, но и в Новейшие времена, вплоть до начала XX века, когда был впервые выделен животный инсулин. Еще до этого в XIX столетии возникла наука о железах внутренней секреции, которую назвали эндокринологией. Считается, что ее основы заложил великий французский физиолог Клод Бернар; затем Паулем Лангергансом были открыты упоминавшиеся в первой главе островки – скопления специфических клеток в поджелудочной железе; медики Минковский и Меринг обнаружили связь между функцией поджелудочной железы и сахарным диабетом, а русский ученый Соболев доказал, что островки Лангерганса продуцируют гормон инсулин. Наконец в 1921–1922 гг. канадский врач Фредерик Бантинг и помогавший ему студент-медик Чарльз Бест разработали способ производства инсулина, что стало революционным переворотом в лечении диабетического заболевания.

Нельзя сказать, что диабет являлся исключительно редкой болезнью в минувшие времена, но в XX столетии врачами зафиксирован резкий рост числа заболеваний. Вот некоторые цифры: в 1965 г. в мире насчитывалось 30 миллионов диабетиков, а в 1972 г. – уже 70 миллионов; в Соединенных Штатах в 1930 г. было зарегистрировано четыреста тысяч больных, а в 1965 и 1972 гг. – соответственно 2,3 и 10 миллионов. В 2010 г. в мире насчитывалось более 250 миллионов больных; по сведениям ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), диабетом болеют 3–5 % населения почти в каждой стране, причем в высокоразвитых странах эта цифра составляла скорее пять процентов, чем три или четыре.

В медицинской литературе (в частности, в журнале «Диабет. Образ жизни»^[1]) неоднократно упоминался прогноз ВОЗ: в 2025 г. в мире будет 380 млн больных сахарным диабетом, а в 2030 г. – около 440 млн. Но за минувшие годы ситуация изменилась, и этот прогноз пришлось пересмотреть. В декабре 2013 г. в Мельбурне (Австралия) состоялся Конгресс Международной диабетической федерации (МДФ или IDF), на котором были обнародованы следующие цифры: в настоящий момент в мире 382 млн людей с диабетом, а к 2035 г. их число возрастет почти до 600 млн.

Этот стремительный рост в основном наблюдается за счет пациентов с диабетом 2 типа, и медики рассматривают его как неинфекционную пандемию, то есть эпидемию в мировом масштабе. В настоящее время диабет занимает третье место по распространенности среди хронических заболеваний, уступая только раку и сердечно-сосудистым болезням.

Россия не является исключением. До недавнего времени наши органы здравоохранения называли цифру 3,3 млн зарегистрированных (то есть находящихся на учете и лечении) диабетиков, теперь это количество составляет более 4 млн (на конец 2014 г.). По экспертной оценке МДФ больных диабетом у нас более 12 млн. Ведущим отечественным эндокринологам это число представляется завышенным, но никто из них уже не отрицает, что диабетиков в России 8–9 млн, или около 7 % населения. Тот, кто не зарегистрирован, не подозревает о своей болезни, протекающей в скрытом состоянии. Вообще говоря, это не является «недоработкой» нашей медицины – такая же ситуация наблюдается во многих странах, ибо проведение массового скриннинга (обследования) всего населения на предрасположенность к наиболее распространенным болезням (диабет, рак и т. д.) пока что нереально. Так, в Соединенных Штатах более 20 млн больных диабетом, но истинное их число больше как минимум в полтора раза.

Еще несколько слов об истории лечения диабета. После открытия инсулина и разработки способов его производства и очистки этот препарат на протяжении десятилетий применяли для лечения всех диабетиков, независимо от формы заболевания (кстати сказать, в те времена еще не делали четкого различия между диабетом 1 и 2 типов, но уже было ясно, что диабет в молодом возрасте протекает тяжелее, чем в пожилых годах). Наконец в 1956 году свершилась вторая революция в медикаментозном лечении болезни – к этому времени были изучены свойства некоторых препаратов сульфонилмочевины, способных стимулировать секрецию инсулина, что позволило создать сахароснижающие таблетки.

В последующие годы продолжалось совершенствование инсулинов и таблетированных препаратов, а с начала 70-х начались широкомасштабные исследования, цель которых заключалась в следующем: выяснить, как инсулин и таблетки влияют на человеческий организм и способен ли больной, поддерживающий сахар в крови близким к норме, избежать ранних сосудистых осложнений. Постепенно у медиков сложилось представление о компенсированном диабете и о тех способах, которыми следует добиваться компенсации – лекарства, диета, определенный режим питания, физическая активность, регулярные анализы.