Безобидное пирожное, съеденное на завтрак, может быть полезным для мозга десертом, а может стать источником глобальных проблем в организме. Само пирожное не виновато, все дело в инсулине. Именно этот гормон заставляет клетки нашего тела поглощать глюкозу и другие углеводы из крови, и если с инсулином возникают сложности, то уровень глюкозы в крови повышается. Примерно так и развивается сахарный диабет.
Слово «диабет» происходит от древнегреческого глагола, означающего «проходить сквозь». Одни из главных симптомов диабета – усиленное мочеобразование и частая сильная жажда. Больной как бы пропускает воду сквозь себя. Все ненужные вещества, отходы метаболизма, отфильтровываются в почках. Чтобы полезные вещества (в том числе глюкоза) не уходили вместе с ненужными, специальная система реабсорбции возвращает все необходимое обратно в кровь. Для обратного всасывания глюкозы есть особые молекулярные насосы, однако, когда уровень сахара в крови становится выше определенного уровня, насосы перестают с ним справляться, и какая-то часть глюкозы остается в моче. Вслед за глюкозой в мочу выходит много воды – которой, соответственно, становится меньше в крови, и кровь начинает забирать ее из тканей. Отсюда и усиленное мочеобразование, и частая сильная жажда – организм старается не допустить обезвоживания. Вообще говоря, диабет – общее название для группы болезней с обильным мочевыделением и частой жаждой. Но обычно под диабетом мы все-таки понимаем сахарный диабет, или diabetes mellitus, где mellitus переводится как «медовый». Когда-то врачи заметили, что моча больных привлекает собак – из-за своего сладкого вкуса, как оказалось. Впрочем, сахарный диабет можно называть сахарным не только из-за сладкой мочи, но вообще потому, что все в нем сводится к сахару, то есть к глюкозе и другим сладким углеводам.
Но диабет страшен не жаждой – если посмотреть на список осложнений при «повышенном сахаре», мы увидим и болезни почек, и слепоту, и проблемы с сердцем, сосудами и нервной системой. Неприятности с сосудами в этом перечне – одни из основных. Клетки сосудистой стенки (как, кстати, и нейроны, лежащие за пределами головного и спинного мозга) не могут противодействовать потоку глюкозы внутри себя. Если клетки печени и мышц могут прекратить «употреблять» сахар, то нейроны и клетки сосудов вынуждены поглощать глюкозу, как бы сильно ее уровень ни повышался. Чем больше глюкозы в клетке, тем активнее идут биохимические реакции, в которых она участвует, и тем больше в клетке оказывается промежуточных и побочных продуктов этих реакций. Когда таких продуктов становится много (а среди них есть и агрессивные кислородные радикалы, с которых начинается окислительный стресс), они изменяют баланс молекулярных сигналов. В результате стенка сосудов начинает утолщаться, и, как следствие, ухудшается кровоток – ткани получают меньше кислорода и питательных веществ. Другая проблема с повышенной глюкозой в том, что продукты ее метаболизма реагируют с липидами и белками, и такие модифицированные липиды и белки, во-первых, сами перестают работать как надо, во-вторых, провоцируют иммунитет на воспаление, а в-третьих, когда они выходят из клетки, то взаимодействуют с молекулами внеклеточной среды – например, с коллагеном, который является одним главных структурных белков. В результате ткань становится более жесткой, что совсем некстати для сосудов, которые должны быть гибкими и эластичными, чтобы быстро реагировать на потребности органа в крови. Неприятностей добавляет и воспаление, которое вредит здоровым клеткам и из-за которого в стенках сосудов увеличивается доля соединительной ткани.
В целом можно сказать, что повышенный уровень глюкозы расстраивает обмен веществ в клетках кровеносных сосудов, и отсюда берет начало львиная доля диабетических осложнений: сетчатка перестает видеть, развиваются почечные патологии, отмирают нервные клетки – в результате у диабетиков снижается сенсорная чувствительность и развивается мышечная слабость, потому что мышцами становится некому управлять.
С другой стороны, все прочие (не сосудистые и не нервные) клетки нашего тела испытывают недостаток глюкозы оттого, что не чувствуют инсулиновых сигналов. Глюкоза и другие простые углеводы – эффективный источник энергии, и если ее нет, клетки начинают ощущать голод (отсюда еще один признак диабета – частое чувство голода). Но ведь, кроме углеводов, энергию можно добыть из жиров. Клетки печени так и поступают: перестав чувствовать инсулин, они начинают расщеплять жир, то есть липиды. При расщеплении жирных кислот, которые входят в состав липидов, получаются соединения под названием кетоновые тела; они распространяются по тканям, где служат источником энергии при недостатке глюкозы. Кетоновые тела и так время от времени появляются у нас в крови: иногда по безобидным поводам (например, из-за особенностей диеты), иногда из-за инфекций или при инфаркте, но лишь при диабете их уровень остается высоким слишком долго, а то и постоянно. Кетоновые тела делают кровь более кислой, а это опасно. В крови есть биохимический механизм, позволяющий выравнивать кислотно-щелочной баланс, но у этого механизма есть свои пределы. Начинается ацидоз, то есть закисление крови, и вслед за ним – осложнения, от боли в животе до отека мозга, за которым могут последовать кома и смерть.
Кто виноват?Поскольку инсулин не только управляет глюкозой, но и вообще регулирует баланс обмена веществ, действуя на целый ряд биохимических реакций, то метаболические и физиологические последствия того, что клетки перестают получать инсулиновые сигналы, масштабны. Что же происходит с инсулином? Во-первых, его может просто не быть. Инсулин синтезируется специальными клетками поджелудочной железы. В ней есть скопление клеток, которые называются островками Лангерганса, и в этих островках есть так называемые β-клетки – они и производят инсулин. По каким-то причинам иммунитет может атаковать β-клетки, и тогда производить инсулин становится некому. В таком случае говорят о диабете 1-го типа, который представляет собой аутоиммунное заболевание и который называют еще инсулин-зависимым диабетом – потому что нормализовать уровень сахара в крови можно с помощью инъекций инсулина.
Диабет 2-го типа – другая история: здесь клеткам поджелудочной ничто не мешает синтезировать инсулин, но зато сами клетки тела – в первую очередь клетки печени, мышц и жировой ткани – перестают на него реагировать; говорят, что возникает резистентность, или невосприимчивость к инсулину. Поначалу β-клетки пытаются ее компенсировать, синтезируя инсулина все больше и больше. Но если резистентность к инсулину продолжает расти, то даже тот максимум инсулина, который могут дать β-клетки, уже не может исправить ситуацию – и уровень сахара в крови выходит из-под контроля. Сами β-клетки, работая на износ, могут начать погибать, что, естественно, только осложняет ситуацию. Эту форму диабета называют инсулин-независимой, потому что из-за инсулиновой устойчивости тканей уровень сахара в крови не слишком зависит от инсулина.
У «второго диабета» есть генетические факторы риска, однако чаще всего в связи с ним говорят об ожирении, нездоровом питании и вообще нездоровом образе жизни (хотя нужно помнить, что генетические факторы и нездоровый образ жизни могут усиливать друг друга). Здесь все более или менее понятно: если человек мало двигается, если у него лишний вес, если он к тому же регулярно налегает на сладкое и жирное, то его клеткам вовсе не нужны никакие углеводы – они их не успевают расходовать. Диабет второго типа начинается не с иммунитета, как «первый диабет», а с проблем в обмене веществ, которые мы во многом сами себе обеспечиваем и которые порождают еще бо́льшие сложности. Правда, иммунитет задействован и в этом диабете, но не как причина, а как механизм, связывающий ожирение с инсулиновой устойчивостью. При избыточном весе жировая ткань провоцирует воспаление – иммунную реакцию, в которой участвует много сигнальных белков и иммунных клеток. Иммунные сигналы из жировой ткани распространяются по телу и подавляют чувствительность к инсулину. С другой стороны, жировые клетки с устойчивостью к инсулину перестают поглощать также и жиры, а повышение уровня жиров в крови только усиливает устойчивость к инсулину, не говоря уже о других осложнениях вроде атеросклероза.
По статистике, опубликованной прошлым ноябрем в журнале Diabetes Research and Clinical Practice, к 2019 году в 138 странах мира (то есть в тех, где такую статистику можно было собрать) в сумме было 463 млн больных обоими сахарными диабетами, что составляет 9,3 % всего населения Земли; в 2030 году их, по прогнозу, будет уже 10,2 %. С другой стороны, по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 году от диабета умерли 1,6 млн человек. На диабет второго типа приходится 85–90 % всех случаев диабета, поэтому, когда мы слышим о каких-то лекарствах или профилактических рекомендациях, то обычно речь идет именно о «втором диабете». Тем не менее, иногда говорят, что побороть диабет второго типа все-таки проще. При «первом диабете» приходится смириться с тем, что инсулиновые клетки поджелудочной железы погибли, и теперь остается только следить за глюкозой в крови и вовремя вводить инсулин. Впрочем, новейшие инсулиновые препараты поддерживают достаточный уровень инсулина в крови на протяжении длительного времени, так что проверять уровень сахара у себя можно намного реже. Людям с диабетом 1-го типа приходится быть осторожными в еде, чтобы не допустить слишком сильного повышения глюкозы в крови, но диеты при «первом диабете» нужны, чтобы держать болезнь в узде, – сама ситуация с поджелудочной железой и инсулином от диеты не исправится.
Проблема с диабетом 1-го типа в том, что это иммунное заболевание со множеством «неизвестных» – мы не очень хорошо представляем, какой иммунный «рычаг» нужно потянуть, на какую иммунную «кнопку» нажать, чтобы иммунитет перестал есть несчастные β-клетки. На самом деле, они могут восстанавливаться, но для этого их все равно нужно оставить в покое. Можно, конечно, просто подавить активность иммунной системы, но тогда вас начнут одолевать инфекции. Сейчас экспериментируют с пересадкой β-клеток в специальных капсулах, которые защищают их от посягательств иммунитета, но эти эксперименты пока ставят только на животных.
При диабете 2-го типа тоже делают инъекции инсулина – чтобы ударной дозой как-то преодолеть нечувствительность тканей к нему. Кроме того, есть ряд лекарств (например, Глимепирид), которые стимулируют синтез инсулина в поджелудочной железе, и ряд препаратов (например, Метформин), которые повышают чувствительность наших тканей к инсулину. Есть и другие лекарства, тем или иным способом понижающие уровень глюкозы и помогающие хоть немного отрегулировать обмен веществ. Однако все эти препараты нужны не столько для излечения, сколько для того, что поддержать больного, пока он будет работать над собой. Хотя у «второго диабета» могут быть врожденно-генетические причины, начинается он все-таки с неправильного питания, избыточного веса, сидячего образа жизни и сбитых суточных ритмов. Самые общие рекомендации, которые дают в связи с диабетом 2-го типа, – это меньше есть, а в еде уменьшить долю жиров и быстроусваиваемых углеводов (иными словами, есть меньше сладкого и жирного), больше двигаться (то есть заниматься какими-нибудь физическими упражнениями) и соблюдать режим дня и ночи. Суточные ритмы важны потому, что обмен веществ – в частности, сжигание жира в жировых клетках – подчиняется биологическим часам. Если мы начинаем вести себя им наперекор, то есть ложиться спать то в одно время, то в другое, постоянно не высыпаться, есть когда придется и т. д., то часы портятся, что сказывается на обмене веществ. Конечно, сбросить вес и сменить образ жизни труднее, чем просто принять таблетку, но нужно помнить, что вместе с лишними килограммами вы можете избавиться и от диабета, пока он окончательно не испортил вам жизнь.
Фото: Steve Buissinne. www.pixabay.comЭто новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
