Нарушения обмена веществ и функций органов и систем при сахарном диабете

Абсолютная или относительная недостаточность инсулина (первичный метаболический дефект при СД) ведет к нарушению всех видов обмена, и, прежде всего – углеводного:

• усиление глюконеогенеза в связи с выпадением супрессивного влияния инсулина на ключевые ферменты глюконеогенеза;

• усиление гликогенолиза под влиянием глюкагона; усиление глюконеогенеза и гликогенолиза создает избыток глюкозы в крови, а

• перенос ее через мембраны в инсулинзависимых тканях нарушен из-за недостатка инсулина.

Таким образом, создается своеобразный феномен, когда организм испытывает энергетический голод при избыточном содержании источника энергии в крови.

Гипергликемия – основной симптом СД – повышает осмолярность плазмыи ведет кклеточной дегидратации. Как только превышается почечный порог для глюкозы (8-10 ммоль/л), она появляется в моче, обусловливаяглюкозуриюиполиурию(симптомы декомпенсации СД). Полиурия связана с нарушением реабсорбции воды и электролитов из-за высокой осмолярности первичной мочи. Полиурия и гиперосмия обусловливаютжаждуиполидипсию, а такжениктурию(симптомы декомпенсации СД).

Осмотический диурез ведет к тяжелой общей дегидратацииидисэлектролитемии. Следствием дегидратации являетсягиповолемия, снижение АД, ухудшение перфузии мозга, почек, снижение фильтрационного давления,олигурия(вплоть до развития ОПН). Кроме того, из-за обезвоживания происходит сгущение крови, развивается сладж, ДВС, а нарушения микроциркуляции ведут кгипоксиитканей.

Гипергликемия ведет также к активации полиолового цикла(через активацию альдоредуктазы). Это независимый от инсулина метаболизм глюкозы с образованием сорбита и фруктозы. Эти продукты накапливаются в инсулиннезависимых тканях (хрусталик, нервная ткань, клетки печени, эритроциты, стенки сосудов, базофильные инсулоциты) и, будучи осмоактивными, притягивают воду, что ведет к повреждению этих тканей.

Гипергликемия через накопление сорбита (а значит, истощение запасов НАДФН₂), а также за счет снижения активности протеинкиназы С ведет к уменьшению синтезаоксида азота (эндотелиального фактора релаксации), что ведет к вазоконстрикции и ишемии тканей;

Гипергликемия ведет также к гиалинозуи утолщению стенок сосудов (гиалиноз - образование гликопротеинов, которые, проходя через базальную мембрану капилляров, легко выпадают и гиалинизируются).

Гипергликемия стимулирует процесс гликозилирования белков(гликозилирование – процесс неферментативного соединения глюкозы с аминогруппами белков). В результате образуются стабильные продукты гликозилации:

• гликозилированный гемоглобин. Обладая высоким сродством к кислороду, не отдает его тканям, развивается гипоксия;

• гликозилированные апопротеины ЛПНП и ЛПВП, что ведет к увеличению соотношения ЛПНП/ЛПВП.

• гликозилировние белков свертывающей и противосвертывающей системы, что ведет к усиленному тромбообразованию;

• гликозилирование основных белков базальной мембраны и коллагена;

• гликозилирование миелина, что ведет к изменению его структуры идемиелинизации;

• гликозилирование белков хрусталика, что ведет к развитию катаракты;

• гликозилирование белков-переносчиков инсулина, что ведет к инсулинорезистентности; и др.

Все продукты гликозилации имеют измененную структуру, а значит, могут приобретать антигенные свойства, вследствие чего развивается аутоиммунное повреждение соответствующих органов и тканей.

Недостаток инсулина ведет также к развитию лактацидоза. Механизмы:

• дефицит инсулина ведет к ингибированию пируватдегидрогеназы, вследствие чего ПВК не превращается в АцКоА (чтобы сгореть в ц. Кребса). В этой ситуации избыток ПВК превращается в лактат;

• дефицит инсулина усиливает катаболизм белка, что ведет к образованию избытка субстратов для продукции пирувата и лактата;

• гипоксия тканей, а также повышение активности контринсулярных гормонов (особенно адреналина и СТГ) ведет к активации анаэробного гликолиза, а значит, к увеличению образования лактата.

Нарушения жирового обменапри сахарном диабете 1 типа связаны с абсолютным недостатком инсулина и усилением активности контринсулярных гормонов. Это ведет к снижению утилизации глюкозы жировой тканью при одновременном снижении липогенеза и усилении липолиза. (больные 1 типом СД худые).

Вследствие этого кетогенные аминокислоты (лейцин, изолейцин, валин) и СЖК поступают в печень, где становятся субстратом избыточного синтеза кетоновых тел (ацетоуксусная, b-оксимасляная, ацетон). Развиваетсягиперкетонемия.

Токсические концентрации кетоновых тел:

• тормозят синтез инсулина и инактивируют его;

• растворяют структурные липиды мембран, что усиливает повреждение клеток;

• подавляют активность многих ферментов;

• угнетают функции ЦНС;

• обусловливают развитие кетоацидоза;

• вызывают развитие компенсаторной гипервентиляции;

• нарушают гемодинамику: угнетают сократимость миокарда и снижают АД за счет расширения периферических сосудов.

Нарушения белкового обменапри сахарном диабете характеризуются:

• угнетением синтеза белка (инсулин активирует ферменты синтеза) и

• усилением его распада в мышцах (инсулин тормозит ферменты глюконеогенеза, при недостатке инсулина АК идут на образование глюкозы),

• кроме того, нарушается проведение АК через мембраны клеток.

В результате формируется дефицит белка в организме, что ведет:

• задержке роста у детей,

• к недостаточности пластических процессов,

• ухудшению заживления ран,

• снижению продукции Atи

• снижению устойчивости к инфекциям,

• кроме того, изменение антигенных свойств белков организма может запускать аутоиммунные процессы.

Осложнения сахарного диабетаделятся на острые и хронические. Острые осложнения СД – комы. Хронические – ангиопатии и нейропатии.

Диабетические ангиопатии делятся на микро- и макроангиопатии.

Диабетические микроангиопатии – патологические изменения в сосудах микроциркуляторного русла.

Механизмы:

• накопление в стенке сосуда сорбита и фруктозы,

• продуктов гликозилации белков базальной мембраны,

• гиалиноз стенки сосуда,

• аутоиммунное поражение.

В результате нарушается структура, метаболизм и функции стенки сосуда, развивается ишемия тканей. Основные формы микроангиопатий: ретинопатия и нефропатия.

Диабетическая ретинопатия- микроангиопатия сосудов сетчатки, в терминальной стадии приводящая к полной потере зрения. Микроаневризмы, макулопатия, кровоизлияния в стекловидное тело. Осложнения - отслойка сетчатки, вторичная глаукома.

Диабетическая нефропатия- специфическое поражение микрососудов сосудов почек, сопровождающееся формированием узелкового или диффузного гломерулосклероза и равитием ХПН в терминальной стадии.

Диабетические макроангиопатии– поражение артерий среднего калибра.Механизмы:

• гликозилация белков базальной мембраны,

• гликозилация ЛПНП,

• накопление сорбита и фруктозы в стенке сосуда;

Все это ведет что ведет к утолщению, снижению эластичности стенки сосуда, повышению проницаемости, исчезновению рецепторов к гепарину, усилению адгезии тромбоцитов, стимуляции пролиферации гладкомышечных клеток, а значит – к более раннему и усиленномуразвитиюатеросклероза. Основные формы диабетических макроангиопатий:

• поражение коронаров, следовательно, ИБС и сердечная недостаточность как ее осложнение,

• поражение мозговых сосудов в виде инсультов, преходящих нарушений мозгового кровообращения и деменции,

• окклюзионные поражения сосудов нижних конечностей в виде перемежающейся хромоты, некрозов, гангрены.

Диабетическая нейропатия– поражение нервной системы при СД.

Механизмы:

• гликозилация белков периферических нервов,

• образование антител к модифицированным белкам и аутоагрессия по отношению к антигенам нервной ткани,

• накопление сорбита и фруктозы в нейронах и шванновских клетках,

• снижение синтеза NOв стенке сосуда.

Все это ведет к нарушению интраневрального кровоснабжения, снижению синтеза миелина, замедлению проведения нервных импульсов. Формы диабетической нейропатии:

• поражение ЦНС (энцефалопатия, миелопатия),

• поражение периферических нервов (полинейропатия, мононейропатия): двигательные и чувствительные расстройства;

• поражение вегетативных нервов (вегетативная нейропатия): расстройства регуляции сердечной деятельности, сосудистого тонуса, мочевого пузыря, ЖКТ.

Следствием ангиопатий и нейропатий может быть такое осложнение СД, как диабетическая стопа.

Диабетическая стопа– патологическое состояние стопы при СД, характеризующееся поражением кожи и мягких тканей, костей и суставов и проявляющееся в виде трофических язв, костно-суставных изменений и гнойно-некротических процессов (вплоть до гангрены).

Острые осложнения СД – комы.

Диабетическая кома. Непосредственной причиной развития диабетической комы (ДК) при СД является не СД сам по себе, поскольку его течение не обязательно осложняется развитием комы, а егодекомпенсация.

Декомпенсация СД- состояние, при котором присущие заболеванию нарушения обмена веществ и функции органов достигают критического уровня и сопровождаются катастрофическими нарушениями гомеостаза: гиперосмолярность и дегидратация, дисэлектролитемия, кетоацидоз, лактацидоз, тяжелая гипоксия и др. Часть этих патологических сдвигов способнынарушать деятельность головного мозга, а значит, приводить к развитию комы.

В зависимости от типа СД, особенностей провоцирующего фактора у конкретного больного может преобладать либо кетоацидоз, либо гиперосмолярность, либо лактацидоз. В связи с этим различают 3 варианта ДК:

• кетоацидотическая гипергликемическая кома,

• гиперосмолярная гипергликемическая кома,

• молочнокислая кома.

Эти 3 варианта ДК имеют сходный патогенез, связанный с декомпенсацией СД, но с преобладанием того или иного синдрома в каждом случае.