Механизм гипергликемии при воспалении

№ 54 Виды гипергликемических состояний. Механизмы и патогенетическое значение гипергликемии при сахарном диабете.

Гипергликемии – состояния, характеризующиеся увеличением ГПК выше нормы. Основными причинами гипергликемии являются эндокринопатии, неврологические и психогенные расстройства, переедание, патология печени.

Различают следующие типы гипергликемий:

1. Физиологические гипергликемии.

Это быстро обратимые состояния. Нормализация уровня глюкозы в крови происходит без каких-либо внешних корригирующих воздействий. К ним относятся:

А. Алиментарная гипергликемия. Обусловлена приемом пищи, содержащей углеводы. Концентрация глюкозы в крови нарастает вследствие ее быстрого всасывания из кишечника. У практически здоровых людей пик концентрации глюкозы в крови достигается примерно к концу первого часа после начала приема пищи и возвращается к верхней границе нормы к концу второго часа после еды. Механизм, обеспечивающий удаление избыточного количества глюкозы из кровотока, связан с эффектами инсулина: гормон, в частности, обеспечивает эффективный трансмембранный перенос молекул глюкозы из крови в цитоплазму клеток. Активация секреции гормона β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы начинается рефлекторно, сразу после попадания пищи в полость рта и достигает максимума при продвижении пищи в двенадцатиперстную кишку и тонкий кишечник. Пики концентраций инсулина и глюкозы в крови совпадают по времени. Таким образом, инсулин не только обеспечивает доступность углеводов пищи клеткам организма, но и ограничивает повышение концентрации глюкозы в крови, не допуская этим возможности потери ее с мочой.

Переедание (в том числе – длительное избыточное потребление сладостей и легкоусваивающихся углеводов с пищей) – одна из причин гипергликемии. Глюкоза быстро всасывается в кишечнике. Уровень ГПК повышается и превышает возможность гепатоцитов включать её в процесс гликогенеза. Кроме того, избыток углеводсодержащей пищи в кишечнике стимулирует гликогенолиз в гепатоцитах, потенцируя гипергликемию.

Б. Нейрогенная гипергликемия.

Нейро‑ и психогенные расстройства (например, состояния психического возбуждения, стресс-реакции, каузалгии) характеризуются активацией симпатикоадреналовой, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и тиреоидной систем. Гормоны этих систем (катехоламины, глюкокортикоиды, T4 и T3) вызывают ряд эффектов (активация гликогенолиза, торможение гликогенеза, стимуляция глюконеогенеза), приводящих к значительной гипергликемии.

Один из главных механизмов действия обусловлен тем, что под влиянием повышенной концентрации катехоламинов в крови происходит активация фермента аденилатциклазы, связанного с плазматическими мембранами клеток многих органов, прежде всего скелетных мышц и гепатоцитов. В результате этого в цитоплазме увеличивается концентрация циклического АМФ, под влиянием которого активируется фермент киназа фосфорилазы «b». Под действием упомянутой протеинкиназы неактивная фосфорилаза «b» переходит в свою активную форму – фосфорилазу «а», которая является ключевым ферментом гликогенолиза, определяющим скорость процесса распада гликогена в печени и мышцах. Освобождающаяся глюкоза быстро выходит в кровь, обусловливая гипергликемию. Физиологический смысл этого феномена состоит в обеспечении срочной мобилизации резерва углеводов для использования их в качестве источников энергии (окисления) в предстоящей повышенной мышечной работе.

2. Патологические гипергликемии.

Их развитие может быть обусловлено:

1) нейроэндокринными расстройствами, в основе которых лежат нарушения оптимального соотношения между уровнями гормонов гипо- и гипергликемического действия в крови. Например, при заболеваниях гипофиза, опухолях коры надпочечника, при феохромоцитоме, гиперфункции щитовидной железы; при недостаточной продукции инсулина;

2) органическими поражениями центральной нервной системы, расстройствами мозгового кровообращения различной этиологии;

3) существенными нарушениями функций печени воспалительного или дегенеративного характера;

4) судорожными состояниями, когда происходит расщепление гликогена мышц и образование лактата, из которого в печени синтезируется глюкоза;

5) действием некоторых видов наркотических веществ (морфин, эфир), возбуждающих симпатическую нервную систему и тем самым способствующих развитию гипергликемии.

Эндокринопатии – наиболее частая причина гипергликемии. Они являются следствием избытка эффектов гипергликемизирующих факторов и/или дефицита эффектов инсулина. К гипергликемизирующим гормонам относятся глюкокортикоиды, глюкагон, йодсодержащие гормоны щитовидной железы, СТГ, катехоловые амины.

Избыток эффектов гипергликемизирующих факторов

1. Глюкагон (например, в результате гиперплазии β-клеток островков Лангерханса) стимулирует глюконеогенез (из аминокислот в гепатоцитах) и гликогенолиз.

2. Глюкокортикоиды (например, при гипертрофии или опухолях коры надпочечников – кортикостеромах, болезни Иценко‑Кушинга) активируют глюконеогенез и ингибируют активность гексокиназы.

3. Катехоламины (например, при феохромоцитоме – гормонально активной опухоли мозгового вещества надпочечников) приводят к гипергликемии за счёт активации гликогенолиза.

4. Тиреоидные гормоны (например, при диффузном или узловом гормонально активном зобе) вызывают гипергликемию за счёт:

– усиления гликогенолиза,

– торможения гликогенеза из глюкозы и МК,

– стимуляции глюконеогенеза,

– активации всасывания глюкозы в кишечнике.

5. СТГ (например, при гормонально активной аденоме или опухолях аденогипофиза). Гипергликемия в условиях избытка СТГ является, в основном, результатом активации гликогенолиза и торможения утилизации глюкозы в ряде тканей.

Гипергликемия может развиваться также вследствие гиперсенситизации и/или увеличения числа рецепторов к указанным выше гормонам у клеток-мишеней.

Недостаток инсулина и/или его эффектов (гипоинсулинизм). Наиболее часто гипергликемия наблюдается при СД.

Гипергликемия при гипоинсулинизме является результатом:

– снижения утилизации глюкозы клетками,

– активации глюконеогенеза,

– усиления гликогенолиза.

При печёночной недостаточности может развиваться преходящая гипергликемия в связи с тем, что гепатоциты не способны трансформировать глюкозу в гликоген. Обычно это наблюдается после приёма пищи.

Механизмы развития гипергликемии и формирования сахарного диабета

Патофизиологические механизмы нарушения метаболических процессов при сахарном диабете обусловлены гормональным дисбалансом в регуляции анаболических (ассимиляторных) и катаболических (диссимиляторных) влияний инсулина и контринсулярных гормонов, приводящим к развитию стойкой гипергликемии, определяемой натощак.

Ведущие патогенетические факторы гипергликемии:

– снижение поступления глюкозы в клетки; уменьшение в них ассимиляторных процессов (в частности, ослабление образования гликогена) или усиление катаболических процессов (гликогенолиза);активизация процесса глюко-неогенеза, несмотря на повышенную глюкозурию.

Дефицит инсулина сопровождается угнетением синтеза белков и активизацией процессов протеолиза в клетках и тканях, что приводит к увеличению концентрации свободных аминокислот в крови и моче, в результате чего развивается отрицатель ный азотистый баланс. Дефицит инсулина сопровождается повышением активности фосфатазы и угнетением процесса окислительного фосфорилирования, а также пентозофосфатного цикла (что приводит к снижению образования макроэргов — АТФ, АДФ, КРФ). При переходе компенсированного сахарного диабета в декомпенсированный отмечают значительные расстройства в жировом обмене. В жировой ткани происходит угнетение липогенеза и усиление липолиза, что приводит к возрастанию в крови содержания неэстерифицированных жирных кислот, а также хиломикронов и липопротеидов низкой и очень низкой плотности (ЛПНП и ЛПОНП). Из-за нарушения окислительного распада жирных кислот, особенно в печени, накапливаются промежуточные продукты обмена липидов, а значит активизируются процессы кетогенеза. Это сопровождается развитием гиперкетонемии, кетонурии, метаболического ацидоза.

Отмеченные биохимические симптомы в сочетании с тестом толерантности к глюкозе и клиническими проявлениями в виде полидипсии, полиурии, расстройств микроциркуляции, повышенной проницаемости сосудов и других проявлений ангиопатий, особенно в сетчатке глаза, почках, коже (особенно конечностей), а также неврологических расстройств (в виде полиневритов, гипо- и парестезии, болей в области стоп и генерализованной мышечной слабости) полностью подтверждают диагноз сахарного диабета.

Прогрессирующий сахарный диабет приводит к развитию сначала прекомы, а затем и диабетической комы. Последняя может быть двух видов: гиперкетонемической и гиперосмолярной. Для первого вида клиническая картина обусловлена развитием метаболического ацидоза, для второго — развитием гиперосмолярности внеклеточного пространства и дегидратации клеточного сектора.

– В патогенезе гиперкетонемической комы основное значение имеют кетоацидоз, кетонурия, выраженная потеря клетками ионов натрия и калия, а также обезвоживание организма и активизация протеолиза клеточно-тканевых структур.

– В патогенезе гиперосмолярной комы основную роль играет потеря воды в результате глюкозурии, это приводит к повышению осмотической концентрации плазмы и интерстициального сектора, развитию гиповолемии, дегидратации клеток, особенно нервных, а также микротромбозов и тромбоэмболии сосудов как большого, так и малого кругов кровообращения. Гиперосмолярная кома, несмотря на лечение, заканчивается в 50% случаев летальным исходом.

Любой вид диабета сопровождается значительным снижением неспецифического и специфического, клеточного и гуморального звеньев иммунитета как к патогенным, так и к сапрофитным микроорганизмам. В результате этого отмечают активизацию инфекционных процессов и заболевания, нередко наблюдается инвалидизацией или гибелью больных