Diabetes mellitus (cukrovka)

Diabetes mellitus alebo cukrovka je endokrinné ochorenie, ktoré vzniká v dôsledku relatívneho alebo absolútneho nedostatku hormónu inzulínu alebo v dôsledku poruchy jeho súčinnosti s bunkami organizmu. Ako následok vzniká zvýšenie obsahu cukru (glukózy) v krvi – tzv. hyperglykémia.Pre cukrovku je typický chronický priebeh a porucha celkovej premeny látok (porucha metabolizmu cukrov, tukov, bielkovín, minerálov a vodno-soľného metabolizmu).

Podľa údajov z roku 2000 najväčší počet ľudí postihnutých cukrovkou bolo v Hongkongu, tvorili 12% obyvateľstva. V USA počet postihnutých cukrovkou tvoril 10%, vo Venezuele – 4%, najmenší počet postihnutých zaevidovali v Čili, tvoril len 1,8%.

Základnú úlohu v regulovaní metabolizmu cukru v organizme má hormón slinivky brušnej – inzulín. Je to bielok produkovaný v Langerhansových ostrovčekoch (zhluky endokrinných buniek v tkanive slinivky brušnej), ktorý stimuluje premenu glukózy v bunkách. Takmer všetky tkanivá a orgány (napríklad, pečeň, svaly, tukové tkanivo) môžu spracovávať glukózu len pomocou inzulínu. Tieto tkanivá a orgány sa nazývajú závislé na inzulíne. Ostatné tkanivá a orgány, napríklad mozog, nepotrebujú inzulín na to, aby spracovávali glukózu, a preto sa nazývajú nezávislé na inzulíne.

Podľa normy obsah glukózy v krvi sa pohybuje v dosť malých hraniciach, a to 5,5 až 6,6 mmol/l. Stáva sa tak kvôli tomu, že podžalúdková žľaza produkuje tým viac inzulínu, čím je vyššia úroveň glukózy v krvi.

Pri nedostatku inzulínu (diabetes mellitus I. typu) alebo poruche mechanizmu súčinnosti inzulínu s bunkami organizmu (diabetes mellitus II. typu) glukóza sa zoskupuje v krvi vo veľkom množstve (hyperglykémia) a bunky organizmu (okrem nezávislých na inzulíne) ostávajú bez základného zdroja energie.

Pri cukrovke má dôležitý význam dedičnosť, vrodená dispozícia. V prípade, že je chorý jeden z rodičov, pravdepodobnosť zdediť diabetes I. typu predstavuje 10%, zasa diabetes II. typu – 80%.

Podstatným momentom v rozvoji diabetu I. typu je masívne odumretie endokrinných buniek podžalúdkovej žľazy (Langerhansových ostrovčekov), v dôsledku čoho nastáva kritický pokles úrovne inzulínu v krvi. Masové odumieranie endokrinných buniek podžalúdkovej žľazy môže vzniknúť v dôsledku vírusových infekcií, onkologických ochorení, pankreatitídy, toxicity podžalúdkovej žľazy, stresov, rôznych autoimúnnych ochorení, pri ktorých bunky imúnneho systému produkujú protilátky a ničia β-bunky podžalúdkovej žľazy. Tento typ cukrovky sa častejšie vyskytuje u deti a mladých ľudí (do 45 rokov). Základom autoimúnneho ničenia buniek je ich poškodenie ktorýmikoľvek cytotoxickými agensmi. To spôsobuje uvoľňovanie autoantigénov, ktoré zvyšujú aktivitu makrofágov a cytotoxických T-lymfocytov. To zasa spôsobuje vznik a uvoľňovanie do krvného obehu interleukinov v koncentrácii, ktorá má toxicky vplyv na bunky podžalúdkovej žľazy, zároveň sa bunky poškodzujú makrofágmi, ktoré sa nachádzajú v bunkách žľazy.

Pri cukrovke II. typu inzulín sa vyrába v normálnom, ba dokonca aj zvýšenom množstve. Inzulín je však nedostatočne účinný, lebo cieľové miesta v bunkách, na ktoré má účinkovať, reagujú na jeho pôsobenie len slabo alebo nereagujú vôbec (tzv. inzulínová rezistencia). Hlavnou príčinou inzulínovej rezistencie je porucha funkcií membránových receptorov pre inzulín pri obezite (základný činiteľ rizika, 80% postihnutých diabetom mávajú nadváhu alebo sú obézni) – receptory nevedia správne reagovať na hormón kvôli zmene ich štruktúry a množstva. Podstatou ochorenia je urýchlenie inaktivácie inzulínu alebo špecifické ničenie inzulín receptorov na membránach závislých na inzulíne buniek. Ničenie inzulín receptorov vzniká v dôsledku autoimúnneho procesu, keď autoprotilátky rozumejú inzulín receptory ako antigény a ničia ich, čo spôsobuje podstatné zníženie citlivosti na inzulín v závislých od inzulínu bunkách. Efektivita účinnosti inzulínu pri jeho predchádzajúcej koncentrácii v krvi sa stáva nedostatočnou pre zabezpečenie náležitého metabolizmu cukrov.

Nezávisle od mechanizmu vývoja spoločnou črtou všetkých druhov diabetu je podstatné zvýšenie úrovne glukózy v krvi a porucha metabolizmu tkanív organizmu, ktoré už nemôžu glukózu z krvi prijímať, a to spôsobuje zvýšený katabolizmus tukov a bielkovín a rozbehnutie ketoacidózy. Zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi vyvoláva zvýšenie osmotického tlaku, dôsledkom čoho je vážna strata vody a elektrolytov vylučovaných močom. Podstatné zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi sa sprevádza nahromadením glykozylovaného hemoglobínu, ktorý negatívne pôsobí na stav mnohých orgánov a tkanív, a spôsobuje vážnejšie komplikácie, ako napríklad diabetická nefropatia, neuropatia, oftalmopatia, mikro- a makroangiopatia. Postihnutí diabetom často mávajú zníženú reaktívnosť imunitného systému a komplikovaný priebeh infekčných chorôb.

Diabetická retinopatia – poškodenie sietnice očí, ktoré sa prejavuje vznikom mikroaneuryziem, bodkovaným a škvrnitým krvácaním, exsudátov, opuchu, tvorbou nových ciev. Vyúsťuje do krvácania na očnom pozadí, môže spôsobiť odlúčenie sietnice. Začiatočné štádium retinopatie určujú u 25% postihnutých, u ktorých prvý raz zistili diabetes II. typu. Častosť výskytu retinopatie sa zvyšuje na 8% ročne, teda o 8 rokov od momentu ochorenia sa retinopatia vyskytuje už u 50% všetkých postihnutých, zasa o 20 rokov takmer u všetkých 100% postihnutých. Častejšie sa vyskytuje pri diabete II. typu, stupeň jej prejavu korešponduje s prejavom neuropatie. Je to hlavná príčina slepoty u ľudí v strednom a vysokom veku.

Diabetická retinopatia

Diabetická mikro- a makroangiopatia – porucha cievnej priepustnosti, zvýšená lomivosť ciev, sklon k trombózam a vývoju aterosklerózy (vzniká dosť skoro, poškodzuje predovšetkým drobné cievy – vlásočnice).

Diabetická polyneuropatia – najčastejšie ako dvojstranná periferická neuropatia podľa vzoru „rukavíc a pančúch“, ktorá sa začína v dolnej časti dolných končatín. Strata teplotnej citlivosti a citlivosti na bolesť – najdôležitejší činiteľ v rozvoji neuropatických vredov a vytrhnutí kĺbov. Symptómami periferickej neuropatie sú mravčenie, pocit pálenia alebo parestézie, ktorý sa začína v distálnej oblasti končatín. Charakteristické je zosilnenie symptomatiky v noci. Strata citlivosti spôsobuje ľahký vznik úrazov.

Diabetická nefropatia – poškodenie obličiek, najprv vo forme mikroalbuminurie (prítomnosť bielkoviny albumínu v moču), neskôr proteinúrie. Spôsobuje rozvoj chronickej obličkovej nedostatočnosti.

Diabetická artropatia – bolesti kĺbov, „praskanie“, znížená pohyblivosť, menšie množstvo synoviálnej tekutiny a zvýšenie jej viskozity.

Diabetická oftalmopatia – včasný vývoj katarakty (zákal šošovky), retinopatie (poškodenie sietnice).

Diabetická encefalopatia – zmena psychiky a nálady, emocionálna labilita alebo depresia.

Diabetická noha – postihnutie dolných končatín u diabetikov. Prejavuje sa purulentnými a nekrotickými procesmi, vredmi, poškodeniami kosti a kĺbov, ktoré vznikajú v dôsledku zmeny periférnych nervov, ciev, kože, mäkkých tkanív, kostí a kĺbov. Diabetická noha je hlavnou príčinou amputácií u postihnutých diabetom.

Využitie kmeňových buniek pri liečbe diabetes mellitus je podmienené veľkým množstvom experimentálnych výskumov, najme pri diabete I. typu. Pre kompenzáciu stratených β-buniek podžalúdkovej žľazy chorému uvoľňujú kmeňové bunky kostnej drene, ktoré sa pomocou odborných technológií množia a transformujú na bunky schopné syntetizovať inzulín. Implantácia takých buniek v kapsulách sa uskutočňuje podkožne do podžalúdkovej žľazy alebo do dutiny brušnej. Metóda rieši problém odtrhnutia transplantátu, ale nerieši problém regulácie syntézu inzulínu. Podstata je v tom, že zbavené inervácie bunky, ktoré dráždi glukóza, uvoľňujú inzulín podľa princípu „buď všetko, buď nič“, čo môže viesť k nástupu hypoglykemickej kómy v dôsledku neadekvátnej syntézy inzulínu.

V Ústave bunkovej terapie je vypracovaná a klinicky aprobovaná metodika liečby diabetes mellitus I. aj II. typu pomocou transplantácie hemopoetických kmeňových buniek. Hlavný cieľ takejto liečby – prevencia komplikácií diabetes mellitus, normalizácia hladiny glykozylovaného hemoglobínu v krvi, pokles úrovne podávaného inzulínu pri diabete I. typu a normalizácia glukózy v krvi pri diabete II. typu. Princíp liečby je založený na tom, že hemopoetické kmeňové bunky sú schopné transformovať sa na β-bunky podžalúdkovej žľazy alebo stimulovať ich vznik z kmeňových buniek chorého človeka (uvedené bunky sa nachádzajú vo vývodoch podžalúdkovej žľazy (ductus pancreaticus). Okrem toho, hemopoetické bunky obnovujú endotel ciev (bunky vnútornej výstelky ciev), ktoré pri cukrovke sú poškodené glykozylovaným hemoglobínom. Dôležité je aj to, že transplantácia veľkých dávok hemopoetických kmeňových buniek odstraňuje autoimúnny komponent ochorenia, ktorý je prítomný u postihnutých cukrovkou I. aj II. typu.

Klinický príklad Ako príklad bude účelne uviesť stredné údaje 25 ľudí postihnutých diabetes mellitus II. typu, ktoré sa zúčastnili na klinických výskumoch orientovaných na skúmanie efektivity transplantácie hemopoetických kmeňových buniek. Výskumy uskutočnilo Koordinačné stredisko transplantácie orgánov, tkanív a buniek Ministerstva ochrany zdravia Ukrajiny na základe Ústavu bunkovej terapie. Na časových diagramoch je zreteľne vidieť, že v priebehu 3 mesiacov po transplantácii hladina glukózy a glykozylovaného hemoglobínu klesá takmer na normálnu úroveň a v priebehu 1 roka ostáva stabilná. Okrem toho sa normalizujú ukazovatele tukového metabolizmu, klesá koeficient aterogénnosti, zlepšujú sa biochemické ukazovatele funkcie pečene. Všetci postihnutí hovoria o zlepšení kvality života.

Dynamika obsahu v plazme krvi glukózy a glykozylovaného hemoglobínu po transplantácii hemopoetických buniek