Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Представьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабженный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, которые могли бы попасть внутрь, если бы двери были открыты — однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вместе с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (т. е. у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.
Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим образом: стадия 1 — мы поглощаем пищу; стадия 2 — сложные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок и кишечник, перерабатываются в моносахара, в основном — в глюкозу; стадия 3 — глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В результате, во-первых, клетки начинают голодать, а во-вторых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимого — наступает состояние гипергликемии.
Первое обстоятельство приводит к потере веса, затем — к дистрофии, к постепенному угасанию и, собственно говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода — затяжной процесс, занимающий несколько недель и в данном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельством — гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 12 этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмотрим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.
Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим исключением являются так называемые инсулинонезависимые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то он проникает в эти ткани в избыточном количестве.
Посмотрим, что же это за ткани. Прежде всего головной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При повышенном уровне сахара в крови первым ощущением является тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. В хрусталик глаза глюкоза тоже проникает без помощи инсулина; в результате при повышенном сахаре крови хрусталик мутнеет, и кажется, будто перед глазами дымка. Эритроциты и внутренняя оболочка кровеносных сосудов также относятся к инсулинонезависимым тканям, и когда лишний сахар попадает в клетки, выстилающие кровеносные сосуды, это чревато крайне неприятными осложнениями в будущем. (Напомним, кстати, что эритроциты — это красные кровяные тельца, переносящие кислород и углекислый газ; в них накапливается сахар, который прочно связывается с гемоглобином.)
Кроме описанных выше явлений наблюдается еще одно: сахар начинает выводиться через почки с мочой. Это тревожный сигнал, и он означает, что организм пытается защититься от избытка сахара.
В последующих главах мы рассмотрим все эти процессы подробнее, двигаясь как бы расширяющимися кругами; таков наш метод изложения — вначале читателю надо усвоить самые простые понятия, а затем переходить к более сложным. Поэтому сейчас достаточно отметить лишь два важнейших факта:
1. ПРИЧИНА ВСЕХ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ ДИАБЕТЕ — ПОВЫШЕННЫЙ САХАР КРОВИ.
2. СОВРЕМЕННАЯ МЕДИЦИНА ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ДИАБЕТИКУ СРЕДСТВА, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ КОНТРОЛИРОВАТЬ И РЕГУЛИРОВАТЬ УРОВЕНЬ САХАРА В КРОВИ — НЕЗАВИСИМО ОТ СПОСОБНОСТИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ВЫРАБАТЫВАТЬ ИНСУЛИН.
В человеческом организме все должно быть сбалансировано, все его системы должны функционировать в определенных рамках, все жизненные показатели — в том числе и сахар крови — должны находиться в определенных границах. Это достигается обратной связью, существующей между воздействием на организм и откликом на это воздействие; и каждый наш орган фактически является тонким и сложным устройством, реализующим эту обратную связь. Вот простейший пример: мы перешли с шага на бег, мы расходуем больше энергии, и тут же сердце стало биться чаще, а легкие требуют больших объемов воздуха. Но в данном случае нам нужен не только воздух; в результате пробежки мы проголодаемся, и нам потребуется больше пищи.
Аналогичную регуляцию, характерную для всех систем с обратной связью, осуществляет и поджелудочная железа. Рассмотрим, как это происходит у здорового человека, проиллюстрировав изложение графиком естественной секреции инсулина (рис. 1.3).
Утром в крови содержится сравнительно небольшое количество сахара (так называемый «сахар натощак») и небольшое (базовое) количество инсулина. Низкий уровень сахара в крови вызывает ощущение голода, и человек завтракает — предположим, в 7 часов утра. Разумеется, кроме белковой пищи он ест хлеб, содержащий углеводы, пьет кофе или чай с сахаром или с чем-нибудь сладким. В результате концентрация глюкозы в крови повышается, и по этому сигналу поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин (как это показано на рис. 1.3). Инсулин способствует проникновению глюкозы в клетки, и ее уровень в крови довольно быстро снижается. В 12 часов человек снова ощущает голод — наступает время второго завтрака. Он ест, и все повторяется снова: повышение сахара, выброс новой порции инсулина, понижение сахара. Аналогичные процессы повторяются в 18 часов (после обеда) и в 22 часа (после ужина). Возможна, разумеется, иная схема питания: завтрак — в восемь утра, обед — в два часа дня, а ужин — в девять вечера, но суть от этого не меняется: у здорового человека поджелудочная железа отреагирует во всех случаях одинаково — выбросом необходимой порции инсулина. При этом здоровый человек может есть что угодно (в том числе — много сладкого), может весь день голодать без неприятных последствий, может переедать. В последнем случае клетки получат избыточное питание, начнет образовываться жировая ткань, и наш здоровый человек уже не будет таким здоровым.
Рис. 1.3. Кривая секреции инсулина у здорового человека.
В следующей главе мы рассмотрим, что происходит с глюкозой в организме диабетика, а сейчас продолжим анализ нормального процесса обмена веществ. Инсулин — белковый гормон немедленного действия; это значит, что в бета-клетках всегда есть запас инсулина, который поступает в кровь за считанные минуты и тут же начинает снижать сахар в крови. Затем в зависимости от уровня сахара крови бета-клетки начинают синтезировать инсулин в необходимом количестве. Существует специальная единица для измерения количества инсулина, которую мы будем называть в дальнейшем просто ИНСУЛИННОЙ ЕДИНИЦЕЙ, или ЕД; также существует общепринятая единица для измерения количества глюкозы в крови — миллимоль на литр, или ммоль/л. Мы встретимся в дальнейшем еще с некоторыми единицами измерения различных величин, поэтому давайте повторим еще раз и как следует запомним:
ЕД — так обозначается инсулинная единица;
ммоль/л — так обозначается единица, при помощи которой
измеряют количество глюкозы в крови.
У взрослого здорового человека общее количество инсулина, накопленного в «островках» поджелудочной железы, составляет примерно 200 ЕД, а скорость синтеза инсулина — около 40–50 ЕД в сутки. Бета-клетки производят столько инсулина, чтобы на каждый килограмм веса тела в среднем приходилось по 0,5–0,6 ЕД. Это средние, обобщающие показатели, но в течение суток скорость выработки (или секреции) инсулина сильно колеблется — от 0,25 ЕД в час до 2 ЕД в час — прежде всего в зависимости от содержания глюкозы в крови. Как мы уже отмечали, после еды, когда концентрация сахара в крови повышается, секреция инсулина идет быстрее, то есть избыток глюкозы интенсифицирует работу бета-клеток.
Теперь укажем количественные характеристики содержания сахара в крови здорового человека (в том случае, если кровь взята из пальца):
— натощак: от 3,3 до 5,5 ммоль/л;
— через два часа после еды: от 4,4 до 7,8 ммоль/л;
— ночью (2–4 часа ночи): от 3,9 до 5,5 ммоль/л.
Вот те показатели, на которые нужно ориентироваться людям с диабетом — в первую очередь тем, кто заболел диабетом в детстве, в молодом возрасте или во время беременности. В дальнейшем мы еще не раз вернемся к этим цифрам, а сейчас отметим два важных обстоятельства:
1. ИНСУЛИН — ГЛАВНЫЙ ИЗ ГОРМОНОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ.
2. ЗНАЧЕНИЕ САХАРА КРОВИ ВЫШЕ 7,8 ММОЛЬ/Л НЕЖЕЛАТЕЛЬНО, А ВЫШЕ 10,0 ММОЛЬ/Л ПРИВОДИТ В ПЕРСПЕКТИВЕ К ДИАБЕТИЧЕСКИМ ОСЛОЖНЕНИЯМ — КАК ГОВОРЯТ, «РАБОТАЕТ» НА ОСЛОЖНЕНИЯ.
3. Функции печени, почек и понятие о почечном порогеВ заключение первой главы рассмотрим еще два вопроса, связанных с функциями печени и почек.
Печень — замечательный орган; во-первых, она служит нам как бы «токсикологической лабораторией», в которой нейтрализуются всевозможные вредные вещества, а во-вторых, обладает огромной способностью к восстановлению; образно говоря, печень способна привести саму себя в нормальное состояние — если только она не поражена хронической болезнью (например, гепатитом). Это важное обстоятельство; иногда диабетику приходится принимать препараты, влияющие на печень, но после окончания курса лечения ее функции быстро восстанавливаются. Печень является «складом» или «депо» сахара; около 60 % глюкозы, поступающей в организм здорового человека в состоянии покоя, преобразуется в гликоген и хранится в печени «про запас» — на тот случай, когда концентрация сахара в крови резко упадет и понадобится его «добавить». Для диабетика это первая линия обороны в защите от гипогликемии, то есть аномально низкого содержания сахара в крови. Напомним, что, кроме печени, мышечные и жировые ткани также обладают резервами, способными добавить глюкозу в нашу кровь.
Печень — замечательный орган; во-первых, она служит нам как бы «токсикологической лабораторией», в которой нейтрализуются всевозможные вредные вещества, а во-вторых, обладает огромной способностью к восстановлению; образно говоря, печень способна привести саму себя в нормальное состояние — если только она не поражена хронической болезнью (например, гепатитом). Это важное обстоятельство; иногда диабетику приходится принимать препараты, влияющие на печень, но после окончания курса лечения ее функции быстро восстанавливаются. Печень является «складом» или «депо» сахара; около 60 % глюкозы, поступающей в организм здорового человека в состоянии покоя, преобразуется в гликоген и хранится в печени «про запас» — на тот случай, когда концентрация сахара в крови резко упадет и понадобится его «добавить». Для диабетика это первая линия обороны в защите от гипогликемии, то есть аномально низкого содержания сахара в крови. Напомним, что, кроме печени, мышечные и жировые ткани также обладают резервами, способными добавить глюкозу в нашу кровь.
Почки в нашем организме являются своеобразным «очистным сооружением». Почки пронизаны множеством мелких капилляров, к ним течет кровь от всех органов тела, и при этом, если какое-либо вещество содержится в крови в слишком большом количестве, оно выводится через почки с мочой. В обычной ситуации, когда уровень сахара в крови не превосходит определенной величины, глюкоза не выделяется с мочой. Кровь протекает через почки, фильтруется в так называемую «первичную мочу», а затем все нужные вещества всасываются обратно в кровь через стенки капилляров. Но когда концентрация глюкозы в крови выше определенного порога (он называется «почечным порогом»), почки активно выделяют сахар, и он будет уходить вместе с мочой.
Какова же величина почечного порога? В принципе она различна у разных людей и колеблется от 6 ммоль/л (низкий почечный порог) до 11 ммоль/л (высокий почечный порог). Существуют, однако, средние характеристики: для детей и подростков почечный порог обычно равен 9 ммоль/л, а для взрослых — 10 ммоль/л. Таким образом, по наличию сахара в моче можно судить о содержании сахара в крови. В дальнейшем мы разберемся подробнее с анализами крови и мочи на сахар, а пока отметим следующие обстоятельства:
1. Если сахар в моче отсутствует, то это значит, что концентрация глюкозы в крови была ниже почечного порога — т. е. меньше, чем 10 ммоль/л.
2. Если в моче имеется немного сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови недолгое время была выше почечного порога.
3. Если в моче имеется много сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови длительное время была выше почечного порога.
Понятия «немного» и «много» мы уточним в части 4, где пойдет речь о способах контроля диабета, о различных анализах и применяемых для этого приборах.
Завершая главу, дадим краткий перечень терминов, упомянутых нами, к которым читателю нужно поскорее привыкнуть:
ИЗСД — инсулинозависимый сахарный диабет, или диабет I типа.
ИНСД — инсулинонезависимый сахарный диабет, или диабет II типа.
ИНСУЛИН — белковый гормон, вырабатываемый поджелудочной железой и регулирующий концентрацию сахара в крови.
ГЛЮКОЗА — виноградный сахар, моносахарид; именно этот сахар содержится в человеческой крови.
ЕД — единица измерения количества инсулина.
ММОЛЬ/Л — единица измерения концентрации сахара (глюкозы) в крови.
САХАР НАТОЩАК — концентрация глюкозы в крови утром, до завтрака; нормальное значение — от 3,3 до 5,5 ммоль/л.
ГИПОГЛИКЕМИЯ — аномально низкое содержание сахара в крови.
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ — аномально высокое содержание сахара в крови.
ПОЧЕЧНЫЙ ПОРОГ — концентрация сахара в крови, начиная с которой сахар выводится с мочой, обычно 9–10 ммоль/л.
Глава 2 Сахарный диабет
1. Исторические сведения о сахарном диабетеВам следует иметь в виду, что термин «диабет» относится к большой группе заболеваний; в частности, существуют сахарный и несахарный диабеты, причем в последним случае глюкоза крови не повышается, а основной симптом этой болезни — сильнейшая жажда. Но мы в нашей книге будем говорить исключительно о сахарном диабете.
Выше отмечалось, что этот недуг является таким заболеванием, при котором поджелудочная железа не способна секретировать необходимое организму количество инсулина либо вырабатывать инсулин нужного качества. Как мы увидим в дальнейшем, это определение касается двух типов сахарного диабета, но диабетические явления — то есть повышенная концентрация глюкозы в крови — могут наблюдаться и в тех случаях, когда заболевания поджелудочной железы нет. Мы займемся этими вопросами немного позднее, когда будем рассматривать классификацию диабетических явлений, а сейчас слегка коснемся истории (более подробное изложение см. в главе 19).
Сахарный диабет был известен с древнейших времен — с ним, по-видимому, были знакомы врачи Древнего Египта и, безусловно, медики Греции, Рима, средневековой Европы и восточных стран. Название «диабет» и первое клиническое описание этого недуга принадлежат римскому врачу Аретеусу, жившему во втором веке нашей эры. В те времена болезнь диагностировали по ее внешним проявлениям — таким, как общая слабость, потеря аппетита, неутолимая жажда, частое мочеиспускание (полиурия) и т. д. Как же тогда лечили диабет? Это зависело от степени тяжести заболевания и возраста пациента. Если больным являлся ребенок или молодой человек с диабетом I типа, то есть инсулинозависимым (ИЗСД), то он был обречен с полной неизбежностью; такой пациент довольно быстро погибал от диабетической комы. Если же болезнь развивалась у взрослого человека в 40–45 лет и старше и была, согласно нашей современной классификации, диабетом II типа (инсулинонезависимым — ИНСД), то такого пациента лечили или, точнее, поддерживали в нем жизнь с помощью диеты, физических упражнений и средств фитотерапии.
Однако больные диабетом I типа умирали с неотвратимой неизбежностью, и это случалось не только в античной древности или в Средневековье, но и в новейшие времена, вплоть до начала двадцатого века, когда был впервые выделен животный инсулин. Еще до этого в девятнадцатом столетии возникла наука о железах внутренней секреции, которую назвали эндокринологией. Считается, что ее основы заложил великий французский физиолог Клод Бернар; затем Полем Лангергансом были открыты упоминавшиеся в первой главе «островки» — скопления специфических клеток в поджелудочной железе; медики Минковский и Меринг обнаружили связь между функцией поджелудочной железы и сахарным диабетом, а русский ученый Соболев доказал, что островки Лангерганса продуцируют гормон инсулин. Наконец, в 1921–1922 гг. канадский врач Фредерик Бантинг и помогавший ему студент-медик Чарльз Бест разработали способ производства инсулина, что стало революционным переворотом в лечении диабетического заболевания.
Нельзя сказать, что диабет являлся исключительно редкой болезнью в минувшие времена, но в двадцатом столетии врачами зафиксирован резкий рост числа заболеваний. Вот некоторые цифры: в 1965 г. в мире насчитывалось 30 миллионов диабетиков, а в 1972 г. — уже 70 миллионов; в Соединенных Штатах в 1930 г. было зарегистрировано 400 тысяч больных, а в 1965 и 1972 гг. — соответственно 2,3 миллиона и 10 миллионов. В мире сейчас более 100 миллионов больных диабетом (видимо, миллионов 150–180); диабетом болеют 3–5 % населения почти в каждой стране, причем в высокоразвитых в технологическом отношении странах эта цифра составляет скорее пять процентов, чем три или четыре. В Соединенных Штатах сейчас 15 миллионов больных диабетом, и столько же — в странах СНГ, причем половина, 7 или 8 миллионов, приходится на Россию. Это — реальное количество; зарегистрированных же диабетиков в России порядка двух миллионов, но есть еще множество незарегистрированных. Отметим, что скрининг в нашей стране (то есть массовое обследование населения на выявление сахарного диабета) впервые был начат в 1998 году в Санкт-Петербурге, и эта программа идет до сих пор; ее предварительные результаты таковы: в Петербурге около 100 тысяч диабетиков. Огромные цифры, приведенные выше, нужно, как считают медики, удвоить или утроить, так как многие пациенты находятся на предварительной стадии диабета, когда он выявляется с трудом.
В настоящее время диабет занимает третье место по распространенности среди хронических заболеваний, уступая только раку и сердечно-сосудистым болезням. Больных, как мы уже упоминали, 3–5 %, но есть и исключительные ситуации: так, диабету особенно подвержены представители черной расы и американские индейцы. Негры в США заболевают в среднем в два-три раза чаще, чем белые, а в некоторых индейских племенах диабетом больны около трети населеления. Причины такой избирательности пока что не выяснены; исследователи полагают, что либо восприимчивость к болезни заложена на генетическом уровне, либо ее провоцирует ожирение, связанное с неумеренным потреблением сладкого и жирного. Так ли, иначе, но заболевание диабетом — всегда трагедия, и остается лишь радоваться, что современная медицина и пищевая промышленность достигли такого уровня, когда эта болезнь уже не считается быстротекущей и смертельной.