Как возникают осложнения при диабете

Как возникают осложнения при диабете

Глюкоза

Diabetes mellitus переводится как «истекающий медом». В русском же языке укрепилось название «сахарный диабет», т. е. «теряющий сахар». На самом же деле диабет характеризуется стойким увеличением содержания в крови не сахара, а глюкозы. Отличие между глюкозой и сахаром заключается в том, что глюкоза – это моносахарид и состоит только из одной молекулы, а сахар или сахароза является дисахаридом и состоит из двух молекул – глюкозы и фруктозы.

Глюкоза – это основной источник энергии для организма. Эту энергию глюкоза, будучи составной частью растений, получает от солнца в процессе фотосинтеза и накапливает в своих химических связях. Глюкоза является углеводом, т. е. состоит из углерода, водорода и кислорода, о чем, кстати, и говорит название: «углевода».

Углеводы – это уникальное явление природы, удивительный пример перехода неживой материи в живую, неорганических веществ в органические. За счет солнечной энергии два неорганических вещества, углекислый газ CO₂ и вода превращаются в органические – углеводы, и в частности, в глюкозу.

А далее, находясь в продуктах питания, углеводы разрушаются в желудке и кишечнике и в виде глюкозы всасываются в кровь. Чтобы выполнить свою функцию источника энергии, глюкоза из кровеносного русла должна попасть в клетки всех органов, но самостоятельно сделать это она не в состоянии. Для того чтобы преодолеть клеточную оболочку, глюкозе нужен посредник. Таким посредником является инсулин. Инсулин действует как ключ, который «открывает двери» клеток, через которые может войти глюкоза. Нет или недостаточно инсулина – глюкоза в клетку войти не сможет, останется в кровеносном русле, и концентрация ее в крови повысится – отсюда повышенный показатель глюкозы (сахара) крови.

В клетке глюкоза расщепляется, выделяя энергию, которую она накопила, и распадается на исходные воду и углекислый газ, из которых она когда-то образовалась. Воду мы выделяем с мочой, углекислый газ выдыхаем, а энергией пользуемся, чтобы ходить, говорить, думать, жить. Таков круговорот глюкозы в организме.

Поневоле задумаешься, как в природе все взаимосвязано и как мы, хотя и не осознаем этого, являемся только ее частью. Состоим из тех же молекул водорода, кислорода, железа, на 70 % из воды и при этом считаем себя чем-то совершенно исключительным. Самостоятельно не в состоянии производить энергию, но, постоянно в ней нуждаясь, добываем ее из продуктов питания, которые в свою очередь получают ее от солнца.

Глюкоза, как уже выше было сказано, – это основной источник энергии и питания для клеток организма.

В условиях дефицита инсулина в крови гораздо меньше глюкозы достигает своего конечного пункта назначения – клеток различных органов и тканей. Поступление глюкозы в клетку уменьшается, а содержание глюкозы в крови повышается. Наступает так называемый «голод среди изобилия». Клетки не получают глюкозу и голодают, в то время как она в избыточном количестве накапливается в крови.

Для утоления энергетического голода организм использует альтернативные пути добывания энергии из жиров и белков. Использование белков в виде энергетического топлива приводит к повышенному образованию азотистых веществ и, как следствие, к повышенной нагрузке на почки, нарушениям солевого обмена, ацидозу и другим вредным для здоровья последствиям. Основная часть белковой массы содержится в мышцах. Поэтому использование белков для выработки энергии и их распад приводят к мышечной слабости, нарушениям работы сердечной мышцы, скелетных мышц. Состояние организма, когда количество запасов белка уменьшается на 30–50 %, приводит к смерти.

При использовании жиров в качестве источника энергии в повышенном количестве образуются ацетон, ацето-уксусная и бета-оксимасляная кислоты (кетоновые тела), которые токсичны для организма, прежде всего для головного мозга.

Именно распадом белков и жиров и постоянной интоксикацией объясняются многие признаки диабета: слабость, быстрая утомляемость, головные боли, жажда, сухость во рту, повышенное количество выделяемой мочи, изменение пропорций тела. Типичная фигура диабетика – худые ноги и ягодицы и увеличенный живот.

Если в крови высокий уровень глюкозы сохраняется более трех месяцев, она начинает образовывать комплексы с белками мембран клеток сосудистой стенки и с гемоглобином. Постепенно структура клеток меняется, стенки мелких и крупных сосудов утолщаются, просвет сосудов сужается, развивается атеросклероз. Все это ведет к нарушению кровоснабжения тканей, получающих кровь из этих сосудов:

• при поражении мелких сосудов, питающих сетчатку глаз, кожу, клетки почечной ткани, периферических нервов, развиваются такие осложнения диабета, как ретинопатия, гипертония, фурункулы, нарушения деятельности головного мозга, диабетическая стопа, трофические язвы ног, нефропатия – поражение почек;

• при поражении крупных сосудов – инфаркт и инсульт.

Вот почему при диабете отказывают почки, люди теряют зрение, страдают от трофических язв ног, грозящих ампутацией.

Инсулин

До открытия и выделения инсулина лечения для больных сахарным диабетом практически не существовало. Традиционная медицина была бессильна и категорически против «непроверенных» альтернативных методов лечения. Больным предписывали «проверенные» строгие полуголодные диеты, не содержащие углеводов, а также не поддающиеся здравому смыслу совсем бесполезные или приносящие вред алкогольные, картофельные и опиумные диеты. От такого лечения 60 % диабетиков умирали в то время в течение одного года.

Вообще медицина – это удивительная наука, встречающая в штыки практически все новые открытия, при этом нет никакой разницы, совершено оно дилетантом или заслуженным профессором. Вряд ли какая-то еще наука гордится тем, что она консервативна. А ведь консерватизм (фр. conservatisme, от лат. conservo — сохраняю) – это идеологическая приверженность к традиционным ценностям и порядкам, и одна из его главных черт – неприятие изменений. Спрашивается, как же может развиваться наука, которая главным своим принципом провозглашает неприятие нового? Открытие инсулина – один из ярких примеров того, как врач-ортопед – не кандидат, не доктор наук и даже не эндокринолог! – перевернул устоявшиеся представления огромного числа профессоров и кафедр, докторов наук и медицинских институтов, работавших над этой проблемой.

История открытия инсулина

Связь между поджелудочной железой и развитием диабета была долгое время не ясна. Считалось, что роль поджелудочной железы – это выделение пищеварительных ферментов. Поджелудочная железа как раз и занимается тем, что выделяет пищеварительные ферменты, причем клетки, их вырабатывающие, составляют 98–99 % всей массы клеток поджелудочной железы.

В 1889 году немецкие физиологи Йозеф фон Меринг и Оскар Минковски, занимаясь изучением роли поджелудочной железы в пищеварении, провели серию экспериментов по ее удалению у собак. При этом обнаружились пугающие и необъяснимые обстоятельства: после удаления поджелудочной железы животные погибали в течение нескольких дней. Такую быструю гибель животных невозможно было объяснить отсутствием пищеварительных ферментов – за это время собаки не могли погибнуть от голода. Ухаживая за собаками, Меринг и Минковски обратили внимание на скопище мух, круживших вокруг прооперированных животных. Повнимательнее присмотревшись, они обнаружили, что мух привлекала моча животных. Она была сладкой! В моче собак содержался сахар в высокой концентрации. Так был установлен важный факт: удаление поджелудочной железы ведет к появлению сахара в моче и крови, т. е. к развитию диабета. Чтобы подтвердить это, одной из собак под кожу была снова пересажена ее собственная поджелудочная железа, при этом сахар в ее моче исчез. После этого открытия были предприняты многочисленные попытки лечить диабет экстрактами из поджелудочной железы. Все они, однако, оканчивались неудачами. Почему?

Так как поджелудочная железа выделяет пищеварительный сок, она буквально пропитана протеолитическими ферментами – веществами, разрушающими белки пищи. При попытке получения экстракта поджелудочную железу измельчали, и высвобождавшиеся из клеток ферменты разрушали инсулин.

Француз Шарль Броун-Секар впервые обратил внимание на крупные скопления клеток в поджелудочной железе, которые были густо оплетены кровеносными сосудами. Создавалось впечатление, что они функционируют независимо от протоков. Броун-Секар назвал их железами внутренней секреции. Немецкий медик Пауль Лангерганс доказал, что эти группы клеток не выделяют пищеварительных ферментов. Впоследствии эти группы клеток были названы его именем – островки Лангерганса.

Рис. 35. Ткань поджелудочной железы содержит клетки, синтезирующие пищеварительные ферменты, и микроскопические вкрапления эндокринных клеток – островки Лангерганса

Инсулин – это гормон, который образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы.

Первый шаг к выделению инсулина, сам не зная того, сделал русский врач Л. В. Соболев (1900). Он перевязал протоки поджелудочной железы, при этом возникла ее атрофия, но сахарный диабет не развивался. Из этого опыта стало ясно, что ткань поджелудочной железы содержит помимо пищеварительных ферментов еще какое-то вещество, не связанное с протоками поджелудочной железы, и от этого вещества, вернее, его отсутствия, зависит развитие сахарного диабета.

Открытие инсулина – открытие века! – сопровождалось величайшим скандалом в истории присуждения Нобелевской премии. Открытие, как все чаще утверждается в современной печати, было совершено румынским профессором-физиологом и директором больницы Св. Винсента в Бухаресте Николаем Паулеску.

Однако авторами открытия инсулина считаются Фредерик Грант Бантинг и Чарлз Бест. А Нобелевскую премию за открытие инсулина получила уже другая команда – Фредерик Грант Бантинг остался, а вот вместо Чарлза Беста всплывает совсем другое имя: профессор Джон Маклеод.

Николай Паулеску

Родился в 1869 году в Румынии. Уже в молодые годы активно интересовался физикой, химией, медициной, прекрасно владел латинским, древнегреческим, французским языками. В 1888 году начинает в Париже изучение медицины, в 1897 году получает степень доктора медицины и должность главного хирурга в больнице Notre Dame du Perpetuel-Secours. Паулеску уже в 1916 году получил из поджелудочной железы водный экстракт, который ввел собаке, больной диабетом. Начавшаяся Первая мировая война заставляет ученого на долгие годы прервать свою работу.

Рис. 36. Николай Паулеску

В 1921 году, с апреля по май, Паулеску опубликовывает свои исследования в румынском отделении Общества биологии в Париже, в которых подробно описывает эффект внутривенного введения собаке с сахарным диабетом полученного из поджелудочной железы экстракта. Он публикует также многостраничную монографию, посвященную этой теме, и патентует производство панкрайна (рапкгет) – позже названного инсулином. Однако по каким-то причинам не идет дальше, не продолжает опыты и не пытается лечить людей.

Фредерик Грант Бантинг

Сэр Фредерик Грант Бантинг родился 14 ноября 1891 года в Канаде (провинция Онтарио), в семье фермера. После окончания школы в Аллистоне (АШвШи) он поступает в Торонтский университет на факультет теологии, затем меняет его на медицинский, который оканчивает в 1916 году со степенью бакалавра медицины. В том же 1916 году он уходит на войну и служит три года в канадской армии в составе медицинского корпуса, посланного в Европу.

Рис. 37. Фредерик Г. Бантинг (1891–1941)

После войны Бантинг открывает ортопедический кабинет, но успеха не имеет и подрабатывает преподавателем кафедры анатомии и физиологии университета Западного Онтарио. Что заставило его с таким упорством и неистовостью заняться поисками средства лечения диабета? Одни источники говорят, что причиной стала смерть близкого друга от сахарного диабета, другие ссылаются на неизгладимое впечатление от статей Паулеску и Соболева, третьи заявляют, что это была интуиция.

Надо сказать, что до Бантинга делались многочисленные попытки выделения вещества, позже названного инсулином. Попытки эти были неуспешны в основном по двум причинам: во-первых, инсулин подвергался полному или частичному растворению со стороны протеолитических ферментов поджелудочной железы, во-вторых, выделенный гормон был токсичным вследствие плохого очищения и вызывал тяжелые осложнения, вплоть до смертельного исхода, так что непонятно было, помогает инсулин или вызывает смерть. Во всяком случае, лечение инсулином традиционной медициной не признавалось.

Бантинг, опираясь на исследования Соболева и Паулеску, решает добиться атрофии поджелудочной железы путем перевязки ее выводных протоков (каналов), сохранив при этом островки Лангерганса неизмененными, и получить чистый экстракт клеток этих островков.

Для проведения экспериментов требовались лаборатория, помощники и подопытные животные. Ничего этого у Бантинга не было. Он обратился через знакомых к профессору физиологии Кливлендского университета Торонто Джону Маклеоду, видному специалисту в области исследований лечения диабета. Джон Маклеод с видимым презрением выслушивает Бантинга, заявляет, что попытки выделить «неуловимый гормон» бесполезны (к тому времени были известны более 600 попыток выделения инсулина), и высокомерно отказывает ему.

Весной 1921 года Бантинг снова обращается к Маклеоду с просьбой разрешить ему поработать в лаборатории хотя бы два месяца. Так как Маклеод отправлялся в Европу и лаборатория оставалась незанятой, он с неохотой согласился и отрядил в помощь Бантингу студента V курса медицинского факультета университета Торонто Чарлза Беста. Чарлз Херберт Бест и раньше на общественных началах помогал в лаборатории Маклеода и владел методом определения сахара в крови и моче. Оплачивать расходы по эксперименту профессор Маклеод отказался, зато потребовал оплатить аренду лаборатории. Все расходы по эксперименту нужно было оплачивать самому Бантингу. Так как у него не было накоплений, он, чтобы оплатить расходы по работе, распродает частично свое имущество.

Бантинг не был хирургом. Его знания в хирургии ограничивались университетским курсом, ему не хватало практических навыков, поэтому все его первые попытки перевязки протоков поджелудочной железы заканчивались неудачей – собаки умирали. Только спустя два месяца после начала эксперимента ученому удалось после перевязки протоков поджелудочной железы и ее атрофии выделить экстракт желаемых клеток. 27 июля 1921 года собаке с удаленной поджелудочной железой, с высоченным сахаром крови, находящейся в коме, ввели этот экстракт.

Уже через несколько часов было зафиксировано снижение уровня сахара в крови и моче и исчезновение ацетона. Понадобились еще 5 собак, чтобы добыть экстракт, на котором собака продержалась 5 дней. Собак больше не было. И тут Бантингу приходит в голову идея добывать инсулин из поджелудочной железы эмбрионов овец, которые в избытке имелись на бойне. С этим экстрактом собака прожила 70 дней. Это была сенсация!

После возвращения из отпуска Маклеод, не очень интересуясь результатами эксперимента, предложил Бантингу освободить лабораторию. С трудом удалось убедить его вникнуть в происшедшее. И тут, поняв величие открытия, Маклеод прозревает. Он подключает к работе весь персонал лаборатории, находит хороших химиков для поиска очистки инсулина и, в частности, известного биохимика Джеймса Коллипа, который очень быстро добился хороших результатов.

14 ноября 1921 года Бантинг и Бест сообщили о результатах своих исследований на заседании клуба «Физиологического журнала» университета Торонто, а через месяц сделали доклад в США, в Американском физиологическом обществе. Через шесть месяцев после открытия Бантинг и Бест начинают применение инсулина на людях, в наше время сказали бы – проведение клинических испытаний инсулина.

Вначале ученые ввели по 10 условных единиц инсулина себе, а затем – 13-летнему мальчику Леонарду Томпсону, умиравшему от сахарного диабета. Он был первым, кого спас инсулин. Известие о первой клинической апробации инсулина 23 января 1922 года стало международной сенсацией. Публикации о чуде Бантинга появились на страницах всех газет мира, и он стал получать тысячи писем с просьбами о спасении.

Бантинг и его помощники принимали всех, они буквально воскрешали сотни больных диабетом, особенно тех, кто уже умирал. К ним привозили полуживых, истощенных людей, приносили на руках тех, кто уже не мог ходить. Ниже представлены фотографии 3-летнего пациента Бантинга, спасенного от неминуемой смерти. До введения ему инсулина мальчик весил 7 кг и был на грани смерти.

Рис. 38. На первой фотографии 3-летний мальчик, на грани смерти от истощения. На второй – он же через два месяца после начала лечения инсулином

И еще один благородный поступок: Бантинг и Бест отказались от прав на патентирование изобретения, а это значило, что они отказались от неслыханных прибылей, которые могло принести производство инсулина. Они продали патент за чисто символическую цену, 1 доллар, университету Торонто, который незамедлительно начал продавать фармацевтическим компаниям лицензии на производство инсулина. Уже через несколько месяцев этот гормон стал доступен всем больным сахарным диабетом.

В 1923 году университет Торонто присвоил Бантингу степень доктора наук, избрал его профессором и открыл отделение медицинских исследований для Бантинга и Беста с высокими персональными окладами. В том же году была присуждена Нобелевская премия за открытие инсулина. Премия была присуждена Бантингу и… Маклеоду.

Открытие лекарства от диабета сопровождалось неприятной, неприкрытой и непримиримой борьбой Бантинга и Беста с одной стороны и Маклеода и сотрудников его лаборатории – с другой. Бантинг был возмущен тем, что Нобелевская премия была присуждена не Бесту, его компаньону и соратнику, а Маклеоду, заслуги которого в открытии инсулина, по мнению Бантинга, были более чем сомнительны – сдача лаборатории в аренду? Он поделился своей частью премии с Бестом, а Маклеод – с биохимиком Коллипом.

В 1930 году в Торонто был открыт научно-исследовательский институт имени Бантинга, который он и возглавил. В Канаде Бантинг стал национальным героем. В 1934 году он получил звание рыцаря в Великобритании и затем был избран членом Королевского общества в Лондоне.

Когда началась Вторая мировая война, Бантинг добровольно ушел на фронт и погиб в феврале 1941 года в авиакатастрофе. Бомбардировщик, на котором он летел, потерпел аварию над Ньюфаундлендом.

Маклеод вернулся в 1928 году в город Абердин (Шотландия), где возглавлял кафедру физиологии в университете. Здесь он и скончался в 1935 году.

Такова история открытия инсулина – лекарства, спасающего жизни многих миллионов больных сахарным диабетом.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.