Молекула проинсулина, вырабатываемого в бета-клетках поджелудочной железы, состоит из 84 аминокислот.

При сахарном диабете нарушена регуляция уровня глюкозы в крови.

80% больных инсулинонезависимым сахарным диабетом страдают ожирением.

Всемирная организация здравоохранения назвала сахарный диабет проблемой всех возрастов и всех стран.

Механизм и причины возникновения сахарного диабета до сих пор остаются тайной "за семью печатями". Слово "диабет" произошло от греческого "диабайно" - прохожу насквозь. А насквозь при диабете проходит вся выпитая жидкость. Главные симптомы заболевания - изнурительная жажда и огромное количество суточной мочи (у некоторых больных - до 40 литров).

Сахарный диабет возникает в случае, когда в организме не хватает важнейшего гормона - инсулина, без которого клетки не усваивают поступающую с углеводной пищей глюкозу. Существует и другой вариант сахарного диабета: количество инсулина достаточно, но в силу целого ряда причин клетки организма теряют к нему чувствительность, и это также сказывается на утилизации глюкозы, в первую очередь мышечной и жировой тканями. В результате концентрация глюкозы в крови повышается, но в ткани она не поступает совсем. Глюкоза - это основное "топливо" организма, без нее клетки не производят главную молекулу, аккумулирующую живую энергию - аденозинтрифос фат (АТФ). Особенно чувствительны к нехватке глюкозы клетки головного мозга, погибающие без нее уже через 5 минут.

Гормон инсулин, вернее, его предшественник - проинсулин, вырабатывают клетки поджелудочной железы, которые называются островками Лангерганса. Но синтезируют его не все клетки, а только их часть - так называемые бета-клетки. Проинсулин - короткоцепочечная белковая молекула - по мере прохождения сквозь клеточную мембрану превращается в инсулин. Чем большее количество инсулина нужно произвести, тем большее число бета-клеток включается в этот процесс. Следует подчеркнуть, что в организме человека существует фоновая, так называемая "базальная", выработка инсулина и пиковая, связанная с приемом пищи.

В настоящее время выделяют два основных типа сахарного диабета (СД): инсулинозависимый сахарный диабет (СД 1) и инсулинонезависимый сахарный диабет (СД 2). Сахарный диабет 1-го типа характеризуется абсолютной инсулиновой недостаточностью - поджелудочная железа не вырабатывает гормона совсем. В этом случае инъекции инсулина требуются для того, чтобы сохранить больному жизнь.

При сахарном диабете 2-го типа уровень инсулина в крови - в пределах нормы или даже повышен, но ткани организма теряют к нему чувствительность либо сам гормон по разным причинам находится в "нерабочем" состоянии. Существует также вариант не абсолютной, а относительной недостаточности секреции инсулина - поджелудочная железа вырабатывает инсулина слишком мало. Как правило, диагноз СД 2 ставят в 85-90% случаев сахарного диабета. Этим типом диабета болеют преимущественно люди после 40 лет, около 80% таких больных страдают ожирением. В большинстве случаев при СД 2 пациенты не нуждаются в регулярных инъекциях инсулина и могут контролировать свое состояние, соблюдая диету, занимаясь физкультурой и принимая сахароснижающие таблетки.

Почему человек заболевает диабетом? Дать однозначный ответ на этот вопрос сегодня вряд ли возможно, но некоторые причины возникновения диабета уже ясны. Так, у больных СД 1 разрушены практически все инсулинпроизводящие бета-клетки поджелудочной железы. В чем причина этих нарушений? В результате какой-то "поломки" иммунной системы организм начинает производить антитела не только против чужеродных белков и клеток, но и против своих же "родных" бета-клеток. Такой необратимый "сбой" в работе иммунной системы в принципе может быть вызван вирусным заболеванием, стрессом. К счастью, у большинства людей грипп не заканчивается разрушением бета-клеток. Как и в случае многих других заболеваний, важна генетическая предрасположенность человека к сахарному диабету.

По мнению одного из ведущих экспертов в этой области профессора Ральфа де Фронзо (США), СД 2 возникает как следствие нарушения баланса между чувствительностью к инсулину и его выработкой в организме. Многочисленные исследования, посвященные этому вопросу, показали, что в первую очередь при СД 2 развивается снижение чувствительности клеток к инсулину.

Специалисты считают, что в основе механизма возникновения СД 2 также лежит генетическая предрасположенность, причем она имеет даже большее значение, чем в случае СД 1. Сбой в "работе" системы инсулин-глюкоза может происходить на различных уровнях: транспорта глюкозы в клетку, фосфорилирования глюкозы, связывания инсулина с клеточными рецепторами и многих других, в зависимости от того, в гене какого белка произошла "вредная" мутация. Вот и получается: бета-клетки - в целости и сохранности, инсулин есть, а использовать его организм не в состоянии. Мутации накапливаются с возрастом. Но это вовсе не значит, что при наличии генетической предрасположенности диабет неотвратим. Меры профилактики просты: не злоупотреблять высококалорийной пищей, следить за весом, активно заниматься физкультурой.

Итак, если в организме инсулина не хватает, то потребляемая с пищей глюкоза не усваивается клетками, а накапливается в крови. Излишки глюкозы выводятся почками, происходит обезвоживание. Клетки пытаются найти новые источники энергии, заменяющие глюкозу, - жиры, но при их неполном расщеплении в крови начинают накапливаться ядовитые вещества - кетоновые тела, что напрямую угрожает жизни больного. Изнурительная жажда и обезвоживание организма - это далеко не все последствия диабета. Большинство больных диабетом как 1-го, так и 2-го типа страдают от сосудистых, неврологических и органоспецифических нарушений. Частота и тяжесть многих осложнений диабета связаны не только с длительностью заболевания, но и со степенью повышения уровня глюкозы. Есть и другие факторы, влияющие на возникновение осложнений.

В последние годы результаты достижений медицинской и биологической науки наконец-то начали широко внедряться в медицинскую практику.

Какие из них наиболее важны? Бесспорно, главной задачей современной диабетологии является поддержание физиологического уровня глюкозы в крови больных. Это первостепенная задача для больных сахарным диабетом как 1-го, так и 2-го типа.

Следует особо подчеркнуть, что в случаях СД 1 концентрация глюкозы на нужном уровне поддерживается исключительно с помощью подкожного введения инсулина. Какие существуют источники получения инсулина для инъекций?

Еще совсем недавно из-за отсутствия инсулина диагноз "сахарный диабет" звучал как смертный приговор. Из поджелудочной железы человека его в достаточном количестве не выделишь, химически синтезировать такую длинную белковую молекулу трудно. Был разработан метод выделения инсулина из поджелудочной железы свиньи, который отличается от человеческого всего лишь одной аминокислотой. "Свиной" гормон химически модифицировали и получали "человеческий" белок. Современная наука нашла новый способ получения инсулина - генно-инженерный: гормон нарабатывают бактерии со встроенным геном инсулина. И сегодня почти весь используемый больными инсулин - продукт генетической инженерии, который по своей химической структуре не отличается от человеческого.

В настоящее время выпускаются инсулины короткого, среднего и длительного действия. Таким образом, сочетая эти различные препараты, возможно воспроизвести физиологическую секрецию инсулина: поддерживать фоновую концентрацию инсулина (инсулины длительного действия) и имитировать пики, связанные с приемом пищи (инсулины короткого действия). В идеале инсулин короткого действия должен давать пик активности, быстро исчезающий по окончании трапезы. И, напротив, задача инсулина длительного действия - сохранять активность на одном уровне в течение длительного времени.

Более чем 20-летний опыт использования генно-инженерных препаратов инсулина показал: несмотря на то, что они имеют химическую структуру человеческого инсулина, по своему действию в организме человека генно-инженерные белки отличаются от инсулина, произведенного поджелудочной железой, и не отвечают перечисленным выше требованиям.

Поэтому были разработаны ультракороткие аналоги инсулина. Они быстрее начинают действовать, и продолжительность их действия меньше, чем обычных коммерческих короткодействующих инсулинов, молекулы которых представляют собой комплексы из шести мономеров. Один из таких инсулинов ультракороткого действия - препарат "Хумалог" производства компании "Эли Лилли" (США), зарегистрированный в нашей стране в 1996 году.

Значительные усилия предприняты также для создания форм инсулина, которые были бы активны в течение 24 часов. Новые длительно действующие аналоги инсулина получены путем химической модификации отдельных аминокислот, что приводит к изменению суммарного электрического заряда белка, а это, в свою очередь, позволяет замедлить всасывание инсулина и обеспечить его длительную постоянную активность. Препарат изготавливают в виде раствора (а не суспензии, как обычно), и он имеет более воспроизводимые равномерные профили активности. Например, подобный инсулин длительного действия разработан и внедряется фирмой "Авентис Фарма" (Франция). Он зарегистрирован в большинстве стран под названием "Лантус". У нас в стране препарат проходит клинические испытания.

Разрабатываются также новые способы введения инсулина. Сегодня наряду с обычными шприц-ручками используются так называемые инсулиновые насосы, в которых доза инсулина и время введения устанавливаются с помощью специальных дозаторов. Есть приборы с запрограммированными дозой и временем введения. Не за горами то время, когда в обиходе больных диабетом будут шприцы, снабженные специальными сенсорными датчиками глюкозы, и программа введения инсулина будет реализовываться с учетом уровня глюкозы в крови в режиме "обратной связи".

Пока же уровень инсулина в крови больные могут поддерживать исключительно инъекциями. Но ученые никогда не оставляли попыток придумать другие - альтернативные способы снабжения организма инсулином. Один из них - использование аэрозольной формы в виде спрея для носа - назального инсулина. Скорость всасывания инсулина при таком способе введения выше, чем при подкожных инъекциях. Но усваивается лишь 10-20% от введенной дозы, а это очень мало. Фармацевтические фирмы продолжают работать над улучшением характеристик назального препарата. Остается неясным, каков будет уровень всасывания инсулина при различных условиях (заболевания верхних дыхательных путей, низкая и высокая влажность, жаркая и холодная погода), тем не менее можно ожидать, что в скором будущем назальный инсулин станет использоваться в качестве дополнения к инъекциям.

Интересны результаты совместных усилий двух фармацевтических компаний - "Пфайзер" (США) и "Авентис Фарма", реализовавших давнюю мечту ученых - введение аэрозолей инсулина через легкие. Вдыхание инсулина весьма эффективно - площадь поверхности легких не сравнить с площадью поверхности слизистой носа. Предварительные исследования с участием добровольцев показали, что аэрозольные формы инсулина в дозах 0,2 Ед инсулина на 1 кг массы тела усваиваются в количествах, достаточных для нормализации уровня глюкозы у больных СД 2. Уже накоплены данные по эффективному использованию ингаляционного инсулина даже больными СД 1. Ингаляции инсулина, как считают большинство медиков, - наиболее перспективный способ лечения.

Казалось бы, самое простое - проглотил таблетку, и нужная доза инсулина обеспечена. Но пока практически все попытки создания инсулина в таблетках терпели неудачу: гормон быстро разрушается под действием ферментов, содержащихся в желудочном соке. В последние годы молекулу инсулина пытались встроить в липидное окружение - липосомы. Отчасти затея удалась: какое-то количество инсулина усваивается в желудочно-кишечном тракте, но оно было недостаточно, чтобы снизить сахар в крови до необходимого уровня. Да и сама технология получения липосом требует больших затрат, в связи с чем такие работы признаны неперспективными.

Особо хочется отметить исследования наших ученых - академика Н. А. Платэ и профессора Л. И. Валуева (Институт нефтехимического синтеза РАН), создавших препарат инсулина в виде геля для приема через рот. Инсулин включают в полимерный гидрогель и добавляют в эту смесь вещество, блокирующее ферменты (протеиназы), разрушающие инсулин в желудке. Блокатор распада инсулина одновременно повышает скорость проникновения гормона в кровоток. В эксперименте ученые показали, что прием инсулина в виде геля приводит к такому же снижению уровня глюкозы в крови, как и при внутримышечных инъекциях.

Результат этих исследований - таблетки инсулина. Сейчас на основании решения Фармакологического комитета Министерства здравоохранения РФ они проходят первую стадию клинических испытаний в трех ведущих эндокринологических клиниках страны. Есть также данные, что такие инсулиновые таблетки могут применяться в качестве иммуномодуляторов, предохраняющих бета-клетки от разрушения антителами на стадии "преддиабета".

Определенные надежды в лечении СД 1 связывают с полной или частичной пересадкой поджелудочной железы. Однако, чтобы не произошло отторжения пересаженного органа, после такого хирургического вмешательства больным необходимо принимать большие дозы иммуноподавляющих лекарств. Да и органы для пересадки не всегда доступны.

Одно из направлений сегодняшних исследований во многих странах - поиск различных способов защиты островковых клеток поджелудочной железы от атаки собственными антителами. Для этого совмещают искусственные мембраны, или капсулы, с "живыми" островковыми клетками. Например, производится инкапсулирование бета-клеток в пористые трубочки из биосовместимого материала, чтобы защитить их от антител, не нарушив в то же время взаимодействия клеток с глюкозой. В чем преимущества этого метода? Прежде всего - доступность операции, так как можно использовать островковые клетки животных, затем - простота имплантации, которая в этом случае представляет собой малую хирургическую операцию. Однако до сих пор не определено, какое количество островковых клеток необходимо инкапсулировать для получения нужного инсулинового ответа в течение длительного времени.

Оригинальная техника микроинкапсулирования островковых клеток разработана американским профессором Саудеком: клетки помещают в шарики из специального биологического материала, которые затем вводят внутривенно или в брюшину. Значительное преимущество такого подхода - возможность инъекции микросфер в портальную вену, то есть прямая доставка инсулина в печень.

К сожалению, единого мнения о необходимости и эффективности пересадки бета-клеток среди медиков пока нет. Еще не до конца определены показания к операции трансплантации, программы специальной подготовки больных, критерии оценки клинической эффективности и влияния на течение диабета. Нуждаются в уточнении и вопросы, связанные с развитием послеоперацион ных осложнений, повторной трансплантацией, ее сроками и эффективностью.

Самым перспективным методом лечения СД 1, по моему мнению, является использование так называемых псевдобета-клеток. Их получают методом генной инженерии, встраивая в них ген инсулина, при повышении концентрации глюкозы в крови они "выдают" инсулин. Важная задача - разработать клеточную линию, которая реагировала бы на глюкозу и секретировала инсулин так же, как клетки здорового организма. Идеально, чтобы псевдоклетки не отторгались. Это - мечта всех врачей и больных, которая, возможно, скоро осуществится. Такие работы ведутся в Университете Рокфеллера (США).

Пока же главной по-прежнему остается разработка мер профилактики СД 1. Здесь важнейший шаг - обследование людей с высокой степенью риска возникновения заболевания. Как выявить пациентов "группы риска"? Прежде всего, анализ на генетическую предрасположенность в идеале должны проходить все ближайшие родственники больных СД 1, в том числе новорожденные. Если это сделать невозможно, то надо провести иммунологический анализ на наличие антител к островковым клеткам, ферменту - глютаматдеткарбоксилазе или инсулину.

Некоторые из этих иммунологических маркеров выявляются задолго до развития клинической картины заболевания. Например, антитела к глютаматдекарбоксилазе определяются за 10-12 лет, а по некоторым данным, даже за 15 лет до проявления симптомов диабета.

В США же работают над специальной вакциной против сахарного диабета 1-го типа для лиц из "группы риска".

Как лечиться больным инсулинонезависимым сахарным диабетом? Необходимо ограничить потребление калорийной пищи, увеличить физические нагрузки, стараться не попадать в стрессовые ситуации. Из лекарств рекомендуются препараты сульфонилмочевины, ингибиторов альфа-глюкозидазы, бигуанидов, глитазонов, прандиальных регуляторов и инсулинотерапия. В течение относительно короткого времени режим и лечение способны нормализовать многие нарушения обмена веществ у большинства больных СД 2.

Следует особо отметить, что риск развития СД 2 увеличивается в два раза при наличии ожирения I степени, в пять раз - при II степени ожирения и более чем в 10 раз - при ожирении III степени.

Повторим: сегодня вылечить инсулинонезависимый сахарный диабет невозможно, но болезнью можно управлять и жить полноценной жизнью, многие годы сохраняя трудоспособность и хорошее самочувствие. Комплексный подход способен предупредить появление поздних осложнений СД 2.

Самоконтроль - основа успешного лечения и профилактики осложнений сахарного диабета. Система самоконтроля включает: знание больным особенностей клинических проявлений и терапии заболевания; контроль за диетой и весом, за показателями уровня глюкозы в крови и моче. Излишние эмоции, непосильные физические нагрузки, погрешности в диете, инфекции, стресс - те факторы, которые заранее предвидеть и учесть невозможно. Пациент должен уметь и иметь возможность исследовать сахар в крови до и после приема пищи в любой ситуации; проанализировать субъективные ощущения, оценить полученные результаты и принять соответствующие терапевтические меры.

Современные приборы для самоконтроля - глюкометры - позволяют провести анализ на сахар за считанные секунды и практически при любых обстоятельствах. Глюкометры последнего поколения по точности сопоставимы с лабораторными анализаторами, вместе с тем просты в обращении и компактны. Самоконтроль предусматривает высокий уровень образованности больных сахарным диабетом. Это возможно только при условии налаженной и четко отработанной системы обучения больных в амбулаторных и стационарных учреждениях диабетологической помощи.

Литература

"Наука и жизнь" о диабете:

Эмоции и диабет. - № 8, 1969.

Жаркова И. Диабет - ошибка иммунитета? - № 12, 1984.

Жуковский М., докт. мед. наук. Диабет: в борьбу включились новые силы. - № 12, 1988.

Тонкий или толстый. Два типа диабета. - № 12, 1990.

Милованова Л., канд. биол. наук. Сахарный и несахарный - равно горько. - № 5, 1993.

№3, 2001