Реферат: Биохимические механизмы основных симптомов и осложнений сахарного диабета
Сахарный диабет – заболевание, известное с глубокой древности. Его
хорошо знали египетские и китайские врачи, диагностировал и назначал
соответствующее лечение Гиппократ.
Дата добавления на сайт: 17 мая 2025
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Северный государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра клинической биохимии, микробиологии и лабораторной диагностики
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Биологическая химия»:
Биохимические механизмы основных симптомов и осложнений сахарного диабета
Выполнила:
Студентка 1 лечебного факультета, 8 группы:
Коюшева Александра Николаевна
Проверила:
Коробицына Елена Владимировна
Оценка:
Содержание
1.Содержание……………………………………………………………2
2.Введение……………………………………………………………….3
3.Общее положение о сахарном диабете………………………….…...4
4.Классификация сахарного диабета…………………….……….……5
5.Инсулин…………………………………………...…………………...9
•Строение инсулина
•Регуляция синтеза и секреции инсулина
•Биологические функции инсулина
•Механизм действия инсулина
6.Причины сахарного диабета и их механизмы…………………..…12
7.Симптомы сахарного диабета и их биохимические механизмы....14
8.Осложнения сахарного диабета и их биохимические механизмы.16
9. Заключение…………………………………………………………..20
10. Список литературы………………………………………………….21
Введение
Сахарный диабет – заболевание, известное с глубокой древности. Его
хорошо знали египетские и китайские врачи, диагностировал и назначал
соответствующее лечение Гиппократ. Название «диабет» произошло от слова
«diabeino», что обозначает «прохожу через что–либо», так как считалось, что
при этом заболевании глюкоза в неизмененном состоянии проходит через
весь организм и выделяется с мочой.
Заболевание широко распространено во всех странах Европы и
Америки, достигая 5% среди взрослого населения; на детский возраст
приходится 5 – 8% от общего числа заболеваний, а в пожилом возрасте (65-
74 года) сахарным диабетом болен почти каждый пятый. При этом
необходимо учитывать, что больных скрытыми формами заболевания в два
раза больше, чем лиц с явным диабетом.
Заболеваемость сахарным диабетом неуклонно возрастает – считается,
что каждые 10 –15 лет во всех странах мира число больных увеличивается
вдвое. Смертность (более 300 тыс. человек в мире в год умирает от сахарного диабета)
также постоянно повышается из–за его тяжелых осложнений и занимает в
настоящее время, по данным ряда авторов, третье место после сердечно–
сосудистой патологии и онкологических заболеваний.
Сахарный диабет характеризуется нарушениями практически всех
видов метаболизма и поэтому может быть отнесен к типичным
«метаболическим» формам патологии. При этом заболевании отмечаются
выраженные изменения обмена углеводов, жиров, белков, нарушается
энергетический и водно–солевой обмен. Однако центральное положение в
общей схеме нарушений метаболизма при сахарном диабете занимают
нарушения процессов углеводного обмена
Общее положение о сахарном диабете
Сахарный диабет – это нарушение обмена углеводов и воды в организме. Следствием этого является нарушение функций поджелудочной железы. Именно поджелудочная железа вырабатывает гормон, называемый инсулином. Инсулин участвует в процессе переработки сахара. А без него, организм не может осуществить превращение сахара в глюкозу. Вследствие чего сахар накапливается в нашей крови и выводится в больших количествах из организма через мочу.
Параллельно с этим нарушается водный обмен. Ткани не могут удерживать воду в себе, и в результате много неполноценной воды выводится через почки.
Сахарный диабет - заболевание обмена веществ, которое может быть наследственным или же приобретённым. От нехватки инсулина развиваются гнойничковые и другие поражения кожи, страдают зубы, развивается атеросклероз, гипертоническая болезнь, страдают почки, нервная система, ухудшается зрение.
Изучение механизмов инсулиновой регуляции, этиологии и патогенеза сахарного диабета, поиски новых методов лечения проводятся в мире очень широко и интенсивно, а в последнее время главной задачей исследований становится переход от диагностики диабета к его предсказанию и от лечения к предупреждению. Вопрос о профилактике развития осложнений сахарного диабета становится с каждым днем все острей и острей. Это связано с постоянно растущим количеством диабетиков и неутешительной статистикой осложнений сахарного диабета. Новые исследования позволяет говорить и о сдвигах в такой непростой области, как воздействие на механизмы этих осложнений. Главной причиной возникновения и прогрессирования хронических осложнений сахарного диабета является гипергликемия (повышенный уровень содержания глюкозы в крови).
Связь между повышением уровня сахара и многочисленными осложнениями, что возникают у больных сахарным диабетом, наглядно подтверждена многочисленными исследованиями. На фоне жесткого контроля уровня глюкозы при диабете значительно уменьшается риск осложнений болезни, в том числе диабетической нейропатии (поражения периферических нервов) – на 60%, ретинопатии (поражения сетчатки глаза) – на 76%, нефропатии (поражения почек) – на 54%. При исследовании больных диабетом 2-го типа доказано, что снижение количества гликозилированного гемоглобина (гемоглобина, к которому присоединилась глюкоза) на 1% снижает смертность от осложнений диабета на 21%. Поэтому, практика показывает важную роль контроля уровня глюкозы для профилактики осложнений диабета. Однако, к сожалению, даже очень жесткий контроль и поддержание нормального уровня глюкозы в крови полностью не избавляют пациентов от развития осложнений, что уж говорить о случаях, когда это не удается. Учитывая, что количество больных сахарным диабетом в мире неуклонно растет, вопрос эффективной профилактики осложнений сахарного диабета в наше время становится особенно актуальным. Для того, чтобы понять биохимический механизм сахарного диабета, нужно иметь представление об инсулине, его строении, синтезе и секреции.
Классификация сахарного диабета
В настоящее время признана классификация ВОЗ 1999 г., согласно которой выделяют следующие виды сахарного диабета:
I. Сахарный диабет 1-го типа:
А. Аутоиммунный
Б. Идиопатический
II. Сахарный диабет 2-го типа;
III. Другие специфические типы сахарного диабета:
A. Генетические дефекты бета-клеточной функции со следующими мутациями
B. Генетические дефекты в действии инсулина
C. Болезни экзокринной части поджелудочной железы
D. Эндокринопатии
E. Сахарный диабет, индуцированный химикатами и лекарствами (никотиновая кислота, глюкокортикоиды, тиреоидные гормоны, диазоксид, агонисты а-адренорецепторов, тиазиды, дилантин, а-интерферон, вакор, пентамидин и др.)
F. Инфекции (врожденная краснуха, цитомегаловирус, вирусы Коксаки)
G. Необычные формы иммуноопосредованного диабета
Н. Другие генетические синдромы, иногда сочетающиеся с сахарным диабетом (синдром Дауна, синдром Кляйнфельтера, синдром Тернера, синдром Вольфрама, атаксия Фридрейха, хорея Гентингтона, синдром Лоренса—Муна—Бидля, порфирия, миотоническая дистрофия и др.).
I. Аутоантитела к рецептору инсулина
IV. Гестационный (возникает во время беременности)
I. Сахарный диабет I типа
(СД I или инсулинозависимый диабет, ИЗСД)
Органоспецифическое аутоиммунное заболевание, приводящее к деструкции инсулинпродуцирующих бета-клеток островков поджелудочной железы, проявляющееся абсолютным дефицитом инсулина. Гипергликемия развивается в результате деструкции бета-клеток, в 90% случаев этот процесс связан с аутоиммунными реакциями, наследственная природа которых подтверждается носительством определенных генетических маркеров. У остальных 10% больных деструкция и гибель бета-клеток вызывается неизвестными причинами, не связанными с аутоиммунными воздействиями (идиопатический сахарный диабет 1-го типа); этот тип течения прослеживается только в ограниченных популяциях лиц африканского или азиатского происхождения. Сахарный диабет 1-го типа проявляется, когда погибает более 80% бета-клеток и инсулиновая недостаточность близка к абсолютной. Больные сахарным диабетом 1-го типа составляют около 10% от общего числа больных диабетом
II. Сахарный диабет II типа
(СД II или инсулинонезависимый сахарный диабет, ИНСД)
Хроническое заболевание, проявляющееся нарушением углеводного обмена с развитием гипергликемии, вследствие 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. Является многофакторным заболеванием с наследственной предрасположенностью. При наличии СД II 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 ИНСД типа играют факторы окружающей среды, в первую очередь, особенности образа жизни.
III. Другие специфические типы сахарного диабета
Объединенные в группу III, отличаются от вышеперечисленных групп более точно установленной природой инсулиновой недостаточности: она может быть связана с генетическим дефектом в секреции или действии инсулина (подгруппы А, В), с заболеваниями поджелудочной железы, оказывающими повреждающее действие на островковый аппарат (подгруппа С), метаболическими заболеваниями и синдромами, сопровождающимися увеличенной продукцией контринсулярных гормонов (подгруппа D), воздействием химических и лекарственных веществ, оказывающих прямое токсическое или контринсулярное действие (подгруппа Е).
Подгруппы F, G, Н объединяют редкие формы заболевания, связанные с врожденной инфекцией (краснуха, цитомегаловирус, вирус Коксаки), с редкими иммунологическими нарушениями (аутоантитела к рецептору инсулина) или известными генетическими синдромами, которые в части случаев сочетаются с сахарным диабетом.
IV. Гестационный
IV группа включает сахарный диабет в периоде беременности, связанный с повышением резистентности к инсулину и гиперинсулинемией; обычно данные нарушения ликвидируются после родов. Однако эти женщины входят в группу риска, т. к. у части из них в последующем развивается сахарный диабет.
Инсулин
Инсулин является гормоном поджелудочной железы. В островковой части поджелудочной железы (островки Лангерханса) выделяют 4 типа клеток, секретирующих разные гормоны: А- (или α-) клетки секретируют глюкагон, В- (или β-) — инсулин, D- (или δ-) — соматостатин, F-клетки секретируют панкреатический полипептид.
Строение инсулина.
Инсулин — полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В — 30 аминокислотных остатков. Обе цепи соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизируется ионами цинка, который связывается остатками Гис в положении 10 В-цепи всех 6 субъединиц.
Биосинтез инсулина включает образование двух неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Биосинтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с эндоплазматичесикм ретикулумом. Сигнальный пептид проникает в просвет ЭР и направляет поступление в просвет эндоплазматического ретикулума растущей полипептидной цепи. После окончания синтеза препроинсулина сигнальный пептид, включающий 24 аминокислотных остатка, отщепляется
Проинсулин (86 аминокислотных остатков) поступает в аппарат Гольджи, где под действием специфических протеаз расщепляется в нескольких участках с образованием инсулина (51 аминокислотный остаток) и С-пептида, состоящего из 31 аминокислотного остатка.
Инсулин и С-пептид в эквимолярных количествах включаются в секреторные гранулы. В гранулах инсулин соединяется с цинком, образуя димеры и гексамеры. Зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, и инсулин и С-пептид секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. После секреции в кровь олигомеры инсулина распадаются. Т1/2 инсулина в плазме крови составляет 3—10 мин, С-пептида — около 30 мин.
Разрушение инсулина происходит под действием фермента инсулиназы в основном в печени и в меньшей степени в почках.
Регуляция синтеза и секреции инсулина
Глюкоза — главный регулятор секреции инсулина, а β-клетки — наиболее важные глюкозо-чувствительные клетки в организме. Глюкоза регулирует экспрессию гена инсулина, а также генов других белков, участвующих в обмене основных энергоносителей. Действие глюкозы на скорость экспрессии генов может быть прямым, когда глюкоза непосредственно взаимодействует с транскрипционными факторами, или вторичным, через влияние на секрецию инсулина и глюкагона. При стимуляции глюкозой инсулин быстро освобождается из секреторных гранул, что сопровождается активацией транскрипции мРНК инсулина.
Синтез и секреция инсулина не являются строго сопряжёнными процессами. Синтез гормона стимулируется глюкозой, а секреция его является Са2+-зависимым процессом и при дефиците Са2+ снижается даже в условиях высокой концентрации глюкозы, которая стимулирует синтез инсулина.
Потребление глюкозы β-клетками происходит в основном при участии ГЛЮТ-1 и ГЛЮТ-2, и концентрация глюкозы в клетках быстро уравнивается с концентрацией глюкозы в крови. В β-клетках глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат глюкокиназой, скорость фосфорилирования которой почти линейно зависит от концентрации глюкозы в крови. Фермент глюкокиназа — один из важнейших компонентов глюкозо-чувствительного аппарата β-клеток. Мутации глюкокиназы приводят к развитию одной из форм сахарного диабета.
Биологические функции инсулина
Инсулин — главный анаболический гормон. Он участвует в регуляции метаболизма, транспорта глюкозы, аминокислот, ионов, в синтезе белков. Инсулин влияет также на процессы репликации и транскрипции, участвуя таким образом в регуляции клеточной дифференцировки, пролиферации и трансформации клеток.
Под влиянием инсулина происходит транслокация везикул в плазматическую мембрану; при снижении концентрации гормона глюкотранспортёры возвращаются в цитозоль, и транспорт глюкозы прекращается.
В клетках печени инсулин индуцирует синтез глюкокиназы. В результате фосфорилирования концентрация свободной глюкозы в клетках поддерживается на низком уровне, что способствует её транспорту из крови по градиенту концентрации.
Механизм действия инсулина
Действие инсулина начинается с его связывания со специфическим гликопротеиновым рецептором на поверхности клетки-мишени. Рецепторы инсулина обнаружены почти во всех типах клеток, но больше всего их в гепатоцитах и клетках жировой ткани. Так как концентрация инсулина в крови составляет ~10-10 М, количество рецепторов, связанных с инсулином, зависит от их количества на мембране клетки. Клетки с разным содержанием рецепторов реагируют по-разному на одну и ту же концентрацию гормона.
Инсулиновый рецептор (IR) постоянно синтезируется и разрушается. Т1/2 рецептора составляет 7—12 ч. При высокой концентрации инсулина в плазме крови, например, при ожирении, число инсулиновых рецепторов может уменьшаться, и клетки-мишени становятся менее чувствительными к инсулину, что может быть одной из причин сахарного диабета II.
Снижение чувствительности клеток к гормону (десенситизация) опосредуется 2 механизмами. Первый включает утрату рецепторов путём их интернализации. Комплекс инсулин-рецептор захватывается внутрь клетки эндоцитозом. В результате интернализации часть рецепторов подвергается разрушению в лизосомах, а часть возвращается в плазматическую мембрану. Второй механизм десенситизации — ковалентная модификация рецептора в результате фосфорилирования. Так, фосфорилирование IR по остаткам серина и треонина снижает его сродство к инсулину.
Второй механизм десенситизации — ковалентная модификация рецептора в результате фосфорилирования. Так, фосфорилирование IR по остаткам серина и треонина снижает его сродство к инсулину.
Причины сахарного диабета и их механизмы
1. Недостаточный синтез инсулина
Развитие ИЗСД (СД 1 типа) обусловлено недостаточным синтезом инсулина в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Среди причин этого в настоящее время на первый план выдвигаются аутоиммунные поражения и инфицирование β-тропными вирусами (вирусы Коксаки, Эпштейна-Бар, эпидемического паротита).
2. Нечувствительность клеток к инсулину
Для ИНЗСД (СД 2 типа) ведущей причиной является инсулинорезистентность из-за снижения чувствительности клеток-мишеней к гормону. Здесь выделяют две глобальные причины:
снижение активности рецепторов (рецепторные механизмы),
нарушение проведения сигнала от рецептора к внутриклеточным ферментам (пострецепторные механизмы).
3. Нарушения рецепторных механизмов
Функциональные нарушения рецепторов - замедляют связывание инсулина и ответ на него:
увеличение диаметра и площади поверхности жировых клеток (ожирение) - снижение скорости образования рецепторных микроагрегатов.
повышенная вязкость мембран (снижение доли ненасыщенных жирных кислот в фосфолипидах, увеличение содержания холестерина).
блокирование инсулиновых рецепторов антителами.
нарушение мембран в результате активации процессов ПОЛ.
Структурные нарушения рецепторов - не позволяют связываться с гормоном или отвечать на его сигнал.
изменение конформации рецепторов инсулина при воздействии свободных радикалов (продуктов окислительного стресса).
4. Пострецепторные механизмы
Пострецепторные механизмы сопровождаются ослаблением проведения сигнала через фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат-3-киназный путь (ФИ-3-киназный). В результате развиваются снижение активации белков этого сигнального пути, отсутствие быстрых эффектов инсулина, а именно активации трансмембранных переносчиков глюкозы (ГлюТ4) и метаболических ферментов утилизации глюкозы.
Предложено два механизма нарушения ФИ-3-киназного пути:
Фосфорилирование серина (но не тирозина) в составе IRS уменьшает его способность связываться с ФИ-3-киназой и ослабляет ее активирование. Данный процесс катализируется множеством серин-треониновых киназ, активность которых повышается при воспалении, стрессе, гиперлипидемиях, ожирении, переедании, дисфункции митохондрий.
Нарушение баланса между количеством субъединиц ФИ-3-киназы (p85 и p110), т.к. эти субъединицы могут конкурировать за одни и те же участки связывания с белком IRS. Этот дисбаланс меняет активность фермента и снижает передачу сигнала. Причиной патологического повышения отношения p85/p110 предполагают высококалорийное питание.
Симптомы сахарного диабета и их биохимические механизмы
Для всех форм диабета характерно повышение концентрации глюкозы в крови — гипергликемия. После приёма пищи концентрация глюкозы может достигать 9,2 ммоль/л и сохраняется на высоком уровне в постабсорбтивном периоде, то есть снижается толерантность к глюкозе. Снижение толерантности к глюкозе наблюдают в случаях скрытой (латентной) формы.
Повышение концентрации глюкозы в плазме крови обусловлено снижением скорости использования глюкозы тканями вследствие недостатка инсулина или снижения биологического действия инсулина в тканях-мишенях.
При дефиците инсулина уменьшается количество белков-переносчиков глюкозы (ГЛЮТ-4) на мембранах инсулинзависимых клеток (жировой ткани и мышц). В мышцах и печени глюкоза не депонируется в виде гликогена, в жировой ткани уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. Кроме того, при снижении инсулинглюкагонового индекса активируется глюконеогенез из аминокислот, глицерола и лактата.
Повышение концентрации глюкозы в крови при сахарном диабете превышает концентрационный почечный порог, что становится причиной выделения глюкозы с мочой (глюкозурия). В норме проксимальные канальцы почек реабсорбируют всю фильтрующуюся в клубочках глюкозу, если её уровень не превышает 8,9 ммоль/л.
К характерным признакам сахарного диабета относят также повышение концентрации в крови кетоновых тел — кетонемия. При низком соотношении инсулин/глюкагон жиры не депонируются, а ускоряется их катаболизм, так как гормон — чувствительная липаза, в жировой ткани находится в фосфорилированной активной форме. Концентрация неэтерифицированных жирных кислот в крови повышается. Печень захватывает жирные кислоты, окисляет их до ацетил-КоА, который, в свою очередь, превращается в β-гидроксимасляную и ацетоуксусную кислоты. В тканях ацетоацетат частично декарбоксилируется до ацетона, запах которого исходит от больных сахарным диабетом и ощущается даже на расстоянии. Увеличение концентрации кетоновых тел в крови приводит к кетонурии. Накопление кетоновых тел снижает буферную ёмкость крови и вызывает ацидоз.
Ещё один характерный признак сахарного диабета - повышенный уровень в крови липопротеинов (в основном, липопротеины очень низкой плотности) - гиперлипопротеинемия. Пищевые жиры не депонируются в жировой ткани вследствие ослабления процессов запасания, а поступают в печень, где частично превращаются в триацилглицеролы, которые транспортируются из печени в составе липопротеинов очень низкой плотности.
При сахарном диабете дефицит инсулина приводит к снижению скорости синтеза белков в организме и усилению распада белков. Это вызывает повышение концентрации аминокислот в крови. Аминокислоты поступают в печень и дезаминируются. Безазотистые остатки гликогенных аминокислот включаются в глюконеогенез, что ещё более усиливает гипергликемию. Образующийся при этом аммиак вступает в орнитиновый цикл, что приводит к увеличению концентрации мочевины в крови и, соответственно, в моче -азотемия и азотурия.
Высокие концентрации глюкозы, кетоновых тел, мочевины требуют усиленной экскреции их из организма. Поскольку концентрационная способность почек ограничена, резко увеличивается выделение большого количества воды, в результате чего может наступить обезвоживание организма. Выделение мочи у больных возрастает в несколько раз и в некоторых случаях достигает 8-9л в сутки, но чаще не превышает 3-4л —полиурия. Потеря воды вызывает постоянную жажду — полидипсия.
Осложнения сахарного диабета и их биохимические механизмы
Нарушения обмена углеводов, жиров и белков при сахарном диабете могут приводить к развитию коматозных состояний (острые осложнения). Диабетическая кома проявляется в резком нарушении всех функций организма с потерей сознания. Основные предшественники диабетической комы — ацидоз и дегидратация тканей.
Параллельно кетоацидозу при декомпенсации диабета развивается нарушение водно-электролитного обмена. В его основе лежит гипергликемия, сопровождающаяся повышением осмотического давления в сосудистом русле. Для сохранения осмолярности начинается компенсаторное перемещение жидкости из клеток и внеклеточного пространства в сосудистое русло. Это ведёт к потере тканями воды и электролитов, прежде всего ионов Na+, К+, СГ, НСO3. В результате развиваются тяжёлая клеточная дегидратация и дефицит внутриклеточных ионов (прежде всего К+), затем возникает общая дегидратация. Это приводит к снижению периферического кровообращения, уменьшению мозгового и почечного кровотока и гипоксии. Диабетическая кома развивается медленно, в течение нескольких дней, но иногда может возникнуть и в течение нескольких часов. Первыми признаками могут быть тошнота, рвота, заторможенность. АД у больных снижено.
Коматозные состояния при сахарном диабете могут проявляться в трёх основных формах: кетоацидотической, гиперосмолярной и лакто-ацидотической. Для кетоацидотической комы характерны выраженный дефицит инсулина, кетоацидоз, полиурия, полидипсия. Гипергликемия (20—30 ммоль/л), обусловленная инсулиновой недостаточностью, сопровождается большими потерями жидкости и электролитов, дегидратацией и гиперосмоляльностью плазмы. Общая концентрация кетоновых тел достигает 100 мг/дл и выше.
При гиперосмолярной коме наблюдают чрезвычайно высокие уровни глюкозы в плазме крови, полиурию, полидипсию, всегда проявляется тяжёлая дегидратация. Предполагают, что у большинства больных гипергликемия обусловлена сопутствующим нарушением функции почек. Кетоновые тела в сыворотке крови обычно не определяются.
При лактоацидотической коме преобладают гипотония, снижение периферического кровообращения, гипоксия тканей, приводящая к смещению метаболизма в сторону анаэробного гликолиза, что обусловливает повышение концентрации молочной кислоты в крови (лакгоацидоз).
Диабетические ангиопатии. Диабетические ангиопатии обусловлены прежде всего поражением базальных мембран сосудов. При высокой концентрации глюкозы в плазме крови протеогликаны, коллагены, гликопротеины гликозилируются, нарушается обмен и соотношение между компонентами базальных мембран, нарушается их структурная организация.
Макроангиопатии проявляются в поражениях крупных и средних сосудов сердца, мозга, нижних конечностей. Патологические изменения во внутренней оболочке артерий и повреждения артериальной стенки в средних и наружных слоях — следствие гликозилирования базальных мембран и белков межклеточного матрикса (коллагена и эластина), что приводит к снижению эластичности артерий. В сочетании с гиперлипидемией это может быть причиной развития атеросклероза. При сахарном диабете атеросклероз встречается чаще, развивается в более раннем возрасте и прогрессирует значительно быстрее, чем в отсутствие диабета.
Микроангиопатии — результат повреждения капилляров и мелких сосудов. Проявляются в форме нефро-, нейро- и ретинопатии.
Нефропатия развивается примерно у трети больных сахарным диабетом. Электронно-микроскопические изменения базальной мембраны в почечных клубочках можно обнаружить уже на первом году после установления диагноза. Однако у большинства больных клинические признаки диабетической нефропатии проявляются через 10—15 лет существования диабета. Признаком ранних стадий нефропатии служит микроальбуминурия (в пределах 30—300 мг/сут), которая в дальнейшем развивается до классического нефротического синдрома, характеризующегося высокой протеинурией, гипоальбу-минемией и отёками.
Ретинопатия, самое серьёзное осложнение сахарного диабета и наиболее частая причина слепоты, развивается у 60—80% больных сахарным диабетом. На ранних стадиях развивается базальная ретинопатия, которая проявляется в кровоизлияниях в сетчатку, расширении сосудов сетчатки, отёках. Если изменения не затрагивают жёлтого пятна, потеря зрения обычно не происходит. В дальнейшем может развиться пролиферативная ретинопатия, проявляющаяся в новообразовании сосудов сетчатки и стекловидного тела. Ломкость и высокая проницаемость новообразованных сосудов определяют частые кровоизлияния в сетчатку или стекловидное тело. На месте тромбов развивается фиброз, приводящий к отслойке сетчатки и потере зрения.
Диабетическая стопа. В результате микроангио- и нейропатии, с одной стороны, и снижения регенерации и иммунитета, с другой, нарушаются процессы заживления микроповреждений нижних конечностей и происходит их инфицирование. У больных сахарным диабетом легко образуются персистирующие язвы, трудно поддающиеся лечению, – так называемая диабетическая стопа.
Вероятность появления осложнений и скорость их развития тем выше, чем больше средняя (например, среднегодовая) гиперглюкоземия у больного. Также, поражаемые ткани обладают общим свойством: проникновение глюкозы в их клетки не зависит от инсулина. Следовательно, в них всегда такая же концентрация глюкозы, как в крови.
На данный момент известны некоторые механизмы токсического действия глюкозы, например.
Белки при инкубации в растворе глюкозы могут неферментативно глюкозилироваться: остатки глюкозы присоединяются к свободным аминогруппам белков. Эта реакция происходит и в организме. При нормальной концентрации глюкозы ее скорость невелика, а поскольку белки постоянно обновляются, глюкозилированные белки не накапливаются. При диабете вследствие гиперглюкоземии скорость глюкозилирования увеличивается. Например, у здоровых людей глюкозилировано 5-10% всего гемоглобина, а у больных диабетом в 2-3 раза больше. Доля глюкозилированных белков в тканях с медленно обменивающимися белками будет больше, чем в тканях с быстро обменивающимися белками. Глюкозилирование изменяет свойства белков и нарушает их функции.
Другой механизм связан с ферментативным гликозилированием. При высокой концентрации глюкозы в клетках увеличивается скорость ее превращения в другие моносахариды, а вследствие этого увеличивается и скорость синтеза гликолипидов, гликопротеинов и протеогликанов. И если даже превышение скорости синтеза над скоростью распада совсем невелико, за большое время (годы) может образоваться избыток этих веществ в клетке, нарушающий ее функции.
Также доказано существование механизма неблагоприятного влияния высокой концентрации глюкозы на метаболизм, связанного с наличием в некоторых клетках специального пути превращения глюкозы, в котором образуется шестиатомный спирт сорбитол:
Сорбитол затем дегидрируется по второму углеродному атому и превращается во фруктозу. Этот путь функционирует в клетках артериальных стенок, клетках Шванна, в эритроцитах, в хрусталике и сетчатке глаза, в семенниках. При диабете в них обнаруживаются более высокие, чем в норме, концентрации сорбитола и фруктозы. Сорбитол очень плохо проникает через клеточные мембраны, его накопление приводит к осмотическому набуханию клеток и нарушению их функций.
Для поражения почек при диабете характерно утолщение базальных мембран окклюзия капилляров в клубочках. Это может быть связано с накоплением гликопротеинов и протеогликанов, а также с гликозилированием коллагена. В результате нарушается фильтрация в клубочках.
Заключение
Исходя из всей проанализированной информации, можно сделать вывод, что сахарный диабет является одним из самых опасных заболеваний, которое нуждается не только в лечении, но и в профилактике и предупреждении. Сахарный диабет несет тяжелые последствия для организма, которые могут обернуться летальным исходом. Чтобы минимизировать риск развития диабета необходимо придерживаться здорового образа жизни, следить за питанием, следить за уровнем сахара в крови, избавляться от вредных привычек.
Список литературы
1. Учебник/Под ред. Е.С. Северина. — 4-е изд., испр. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — 784с.: ил
2. Сахарный диабет-Биохимия/ [Электронный ресурс] URL:
https://biokhimija.ru/gormony/sakharnyj-diabet.html?start=1
3. Биохимия осложнений сахарного диабета/Студопедия [Электронный ресурс] URL:
https://studopedia.ru/5_99020_biohimiya-oslozhneniy-saharnogo-diabet.html
4. Уоткинс Питер Дж. Сахарный диабет 2-е изд. — Пер. с англ. — М.: БИНОМ, 2006. — 134 с.:
5. Взаимосвязь метаболизма различных веществ. Патохимия сахарного диабета/Библеотека ИГМА [Электронный ресурс] URL:
https://isma.ivanovo.ru/attachments/22157