Сахарный диабет

Сахарный диабет – эндокринное заболевание, развивающееся вследствие относительного или абсолютного недостатка гормона инсулина или нарушения его взаимодействия с клетками организма, в результате чего развивается стойкое увеличение содержания сахара (глюкозы) в крови (гипергликемия). Заболевание характеризуется хроническим течением и нарушением всех видов обмена веществ (углеводного, жирового, белкового, минерального и водно-солевого).

По данным на 2000 год наибольшее количество больных наблюдалось в Гонконге, они составляли 12% населения. В США количество заболевших составляло 10%, в Венесуэле – 4%, наименьшее количество зарегистрированных больных наблюдалось в Чили, оно составляло 1,8%.

Основную роль в регуляции углеводного обмена организма играет гормон поджелудочной железы – инсулин. Он представляет собой белок, синтезируемый в островках Лангерганса (скопление эндокринных клеток в ткани поджелудочной железы), и призван стимулировать переработку глюкозы клетками. Почти все ткани и органы (например, печень, мышцы, жировая ткань) способны перерабатывать глюкозу только в его присутствии. Эти ткани и органы называются инсулинзависимыми. Другие ткани и органы, например мозг, не нуждаются в инсулине для того, чтобы перерабатывать глюкозу, и потому называются инсулин-независимыми.

В норме содержание глюкозы в крови колеблется в достаточно узких пределах: от 5,5 до 6,6 ммоль/л. Это происходит благодаря тому, что поджелудочная железа производит тем больше инсулина, чем выше уровень глюкозы в крови.

При недостаточности инсулина (сахарный диабет 1-го типа) или нарушении механизма взаимодействия инсулина с клетками организма (сахарный диабет 2-го типа) глюкоза накапливается в крови в больших количествах (гипергликемия), а клетки организма (за исключением инсулиннезависимых) лишаются основного источника энергии.

Существует наследственная предрасположенность к сахарному диабету. Если болен один из родителей, то вероятность унаследовать диабет первого типа равна 10%, а диабет второго типа – 80%.

Ключевым моментом в развитии диабета 1-го типа является массивное разрушение эндокринных клеток поджелудочной железы (островков Лангерганса) и, как следствие, критическое снижение уровня инсулина в крови. Массовая гибель эндокринных клеток поджелудочной железы может иметь место в случае вирусных инфекций, онкологических заболеваний, панкреатита, токсических поражений поджелудочной железы, стрессовых состояний, различных аутоиммунных заболеваний, при которых клетки иммунной системы вырабатывают антитела против β-клеток поджелудочной железы, разрушая их. Этот тип диабета характерен для детей и лиц молодого возраста (до 40 лет). В основе аутоиммунного поражения клеток лежит их повреждение любыми цитотоксическими агентами. Данное поражение вызывает выделение аутоантигенов, которые стимулируют активность макрофагов и Т-киллеров, что в свою очередь приводит к образованию и выделению в кровь интерлейкинов в концентрациях, оказывающих токсическое действие на клетки поджелудочной железы, также клетки повреждаются находящимися в тканях железы макрофагами.

При диабете 2-го типа инсулин производится в нормальных количествах или даже в повышенных, однако механизм взаимодействия инсулина с клетками организма нарушается (инсулинорезистентность). Главной причиной инсулинрезистентности является нарушение функций мембранных рецепторов для инсулина при ожирении (основной фактор риска, 80% больных диабетом имеют избыточную массу тела) - рецепторы становятся неспособными взаимодействовать с гормоном в силу изменения их структуры или количества. В основе заболевания лежит ускорение инактивации инсулина или же специфическое разрушение рецепторов к инсулину на мембранах инсулин зависимых клеток. Разрушение рецепторов к инсулину является следствием аутоиммунного процесса, когда аутоантитела воспринимают инсулиновые рецепторы как антигены и разрушают их, что приводит к значительному снижению чувствительности к инсулину инсулинзависимых клеток. Эффективность действия инсулина при прежней концентрации его в крови становится недостаточной для обеспечения адекватного углеводного обмена.

Независимо от механизмов развития, общей чертой всех типов диабета является стойкое повышение уровня глюкозы в крови и нарушение метаболизма тканей организма, неспособных более захватывать глюкозу, что приводит к усиленному катаболизму жиров и белков с развитием кетоацидоза. Повышение концентрации глюкозы в крови вызывает увеличение осмотического давления крови, что обусловливает серьёзную потерю воды и электролитов с мочой. Стойкое повышение концентрации глюкозы в крови сопровождается накоплением гликолизированного гемоглобина, который негативно влияет на состояние многих органов и тканей, вызывая развитие тяжёлых осложнений, таких как диабетическая нефропатия, нейропатия, офтальмопатия, микро- и макроангиопатия. У больных диабетом наблюдается снижение реактивности иммунной системы и тяжёлое течение инфекционных заболеваний.

Диабетическая ретинопатия – поражение сетчатки глаза в виде микроаневризм, точечных и пятнистых кровоизлияний, твердых экссудатов, отёка, образования новых сосудов. Заканчивается кровоизлияниями на глазном дне, может привести к отслоению сетчатки. Начальные стадии ретинопатии определяются у 25% больных с впервые выявленным сахарным диабетом 2-го типа. Частота заболевания ретинопатией увеличивается на 8% в год, так что через 8 лет от начала заболевания ретинопатия выявляется уже у 50% всех больных, а через 20 лет почти у 100 % больных. Чаще встречается при 2-м типе, степень её выраженности коррелирует с выраженностью нейропатии. Главная причина слепоты у лиц среднего и пожилого возраста.

Диабетическая ретинопатия

Диабетическая микро- и макроангиопатия - нарушение проницаемости сосудов, повышение их ломкости, склонность к тромбозам и развитию атеросклероза (возникает рано, поражаются преимущественно мелкие сосуды).

Диабетическая полинейропатия – чаще всего в виде двусторонней периферической нейропатии по типу «перчаток и чулок», начинающаяся в нижних частях конечностей. Потеря болевой и температурной чувствительности - наиболее важный фактор в развитии нейропатических язв и вывихов суставов. Симптомами периферической нейропатии является онемение, чувство жжения или парестезии, начинающиеся в дистальных областях конечности. Характерно усиление симптоматики в ночное время. Потеря чувствительности приводит к легко возникающим травмам.

Диабетическая нефропатия – поражение почек, сначала в виде микроальбуминурии (выделения белка альбумина с мочой), затем протеинурии. Приводит к развитию хронической почечной недостаточности.

Диабетическая артропатия – боли в суставах, «хруст», ограничение подвижности, уменьшение количества синовиальной жидкости и повышение её вязкости.

Диабетическая офтальмопатия – раннее развитие катаракты (помутнения хрусталика), ретинопатии (поражение сетчатки).

Диабетическая энцефалопатия – изменения психики и настроения, эмоциональная лабильность или депрессия.

Диабетическая стопа – поражение стоп больного сахарным диабетом в виде гнойно-некротических процессов, язв и костно-суставных поражений, возникающее на фоне изменения периферических нервов, сосудов, кожи и мягких тканей, костей и суставов. Является основной причиной ампутаций у больных сахарным диабетом.

Применение стволовых клеток при сахарном диабете обосновано большим количеством экспериментальных исследований, особенно при диабете 1-го типа. Для компенсации утраченных β-клеток поджелудочной железы у больного выделяют стволовые клетки костного мозга, которые с помощью специальных технологий размножают и трансформируют в инсулинсинтезирующие клетки. Такие клетки пересаживают подкожно, в поджелудочную железу или в брюшную полость в капсулах. Метод решает проблему отторжения трансплантата, но не решает проблему регуляции синтеза инсулина. Дело в том, что клетки, лишенные иннервации, выделяют инсулин при их раздражении глюкозой по принципу “все или ничего”, что может привести к развитию гипогликемической комы из-за неадекватного синтеза инсулина.

В Институте клеточной терапии разработана и клинически апробирована методика лечения сахарного диабета, как 1-го, так и 2-го типов, с помощью трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Главная цель такого лечения – предупреждение осложнений сахарного диабета, нормализация содержания в крови гликолизированного гемоглобина, снижение уровня вводимого инсулина при диабете 1-го типа и нормализация глюкозы крови при диабете 2-го типа. Принцип лечения основан на том, что гемопоэтические клетки способны трансформироваться в β-клетки поджелудочной железы или же стимулировать их образование из стволовых клеток больного человека (такие клетки находятся в протоках поджелудочной железы). Кроме того, гемопоэтические клетки обновляют эндотелий сосудов (клетки внутренней поверхности сосудов), которые при сахарном диабете повреждаются гликолизированным гемоглобином. Очень важным является то, что трансплантация больших доз гемопоэтических стволовых клеток устраняет аутоиммунный компонент заболевания, присутствующий у больных как 1-го, так и 2-го типов.

Клинический пример. В качестве примера целесообразно привести усредненные данные 25 больных сахарным диабетом 2-го типа, которые были участниками клинических испытаний по изучению эффективности трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, проведенных Координационным центром трансплантации органов, тканей и клеток МЗ Украины на базе Института клеточной терапии. На временных диаграммах четко видно, что в течение 3 месяцев после трансплантации уровень глюкозы и гликолизированного гемоглобина снижается практически до нормальных величин и остается стабильным в течение 1 года. Кроме того, у пациентов нормализуются показатели жирового обмена, снижается индекс атерогенности, улучшаются биохимические показатели функции печени. Все больные отмечают улучшение качества жизни.

Динамика содержания в плазме крови глюкозы и гликолизированного гемоглобина после трансплантации гемопоэтических клеток