ინსულინი მონაწილეობს მეტაბოლიზმის რეგულირებაში, იონების, ამინომჟავების ტრანსმემბრანული გადაცემაში. ინსულინის მოქმედება ნახშირწყლების მეტაბოლიზმზე ძნელია გადაჭარბება. შაქრიანი დიაბეტით დაავადებული ადამიანები ასევე აღენიშნებათ მეტაბოლიზმის გაუარესების ნიშნები.
შაქრიანი დიაბეტი დიაგნოზირებულია უფრო და უფრო ხშირად. დაავადებები იწვევს სხვადასხვა მეტაბოლურ დარღვევებს. შაქრიანი დიაბეტი, რომლის პათოლოგიური ფიზიოლოგია შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, ონკოლოგიისა და გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების შემდეგ მესამე ადგილზეა. მსოფლიოში დაახლოებით 100 მილიონი ადამიანია დიაბეტით დაავადებული. ყოველ 10 წელიწადში, დიაბეტით დაავადებულთა რიცხვი 2-ჯერ მეტი ხდება.
განვითარებული ქვეყნებისა და მარგინალიზებული ელემენტების მქონე ადამიანები განვითარებულ ქვეყნებში ავადმყოფობის ყველაზე დიდ რისკს განიცდიან. შაქრიანი დიაბეტის დროს მეტაბოლური დარღვევები იწვევს სხვადასხვა პათოლოგიებს. ტიპი 2 დიაბეტი ხშირად აღენიშნება ადამიანებს 45 წლის შემდეგ.
ინსულინის მოქმედების მექანიზმი
1869 წელს ლანგრანებმა პანკრეასის კუნძულებზე იპოვნეს კუნძულები, რომლებიც შემდეგ მას დაარქვეს. ცნობილი გახდა, რომ დიაბეტი შეიძლება გამოჩნდეს ჯირკვლის მოცილების შემდეგ.
ინსულინი არის ცილა, ანუ პოლიპეპტიდი, რომელიც შედგება A და B ჯაჭვებისგან. მათ უკავშირდება ორი დისულფიდური ხიდი. ახლა ცნობილია, რომ ინსულინი იქმნება და ინახავს ბეტა უჯრედებს. ინსულინი აწუხებს ფერმენტებს, რომლებიც აღადგენს დისულფიდურ კავშირებს და მათ ეწოდება "ინსულინაზა". გარდა ამისა, პროტეოლიზური ფერმენტები მონაწილეობენ ჯაჭვების ჰიდროლიზაციაში დაბალი მოლეკულური ნაწილებისკენ.
ითვლება, რომ ინსულინის სეკრეციის მთავარი ინჰიბიტორი არის ინსულინი სისხლში, ასევე ჰიპერგლიკემიური ჰორმონები:
- ადრენალინი
- ACTH,
- კორტიზოლი.
TSH, კატექოლამინები, ACTH, STH და გლუკაგონი სხვადასხვა გზით ააქტიურებენ ადენილციკლაზას უჯრედულ გარსში. ეს უკანასკნელი ააქტიურებს ციკლური 3,5 ადენოსინის მონოფოსფატის წარმოქმნას, ის ააქტიურებს სხვა ელემენტს - ცილა კინაზას, ის ფოსფორილირებს ბეტა-კუნძულის მიკროტუბულებს, რაც იწვევს ინსულინის გამოყოფის შენელებას.
მიკროტუბულები არის ბეტა უჯრედული ჩარჩო, რომლის მეშვეობითაც ადრე სინთეზირებული ინსულინი ვეზიკულებში მოძრაობს უჯრედის მემბრანაში.
ინსულინის წარმოქმნის ყველაზე ძლიერი სტიმულატორი არის სისხლში გლუკოზა.
ინსულინის მოქმედების მექანიზმი ასევე განეკუთვნება უჯრედშიდა შუამავლების ანტაგონისტურ ურთიერთობაში 3,5 - GMF და 3,5 AMP.
ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის მექანიზმი
ინსულინი გავლენას ახდენს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმზე დიაბეტში. ამ დაავადების ძირითადი ხაზი ამ ნივთიერების დეფიციტია. ინსულინი დიდ გავლენას ახდენს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმზე, ისევე როგორც სხვა ტიპის მეტაბოლიზმზე, რადგან ინსულინის სეკრეცია მცირდება, მისი აქტივობა მცირდება, ან უჯრედების მიერ ინსულინდამოკიდებული ქსოვილების მიღება მცირდება.
შაქრიანი დიაბეტის დროს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის დარღვევის გამო, უჯრედებში გლუკოზის შეყვანის აქტივობა მცირდება, სისხლში მისი მოცულობა იზრდება და ინსულინისაგან დამოუკიდებლად მოქმედებს გლუკოზის შეყვანის მეთოდები.
სორბიტოლის შუნტი არის მდგომარეობა, სადაც გლუკოზა მცირდება სორბიტოლში, შემდეგ კი ჟანგავს ფრუქტოზამდე. მაგრამ დაჟანგვა შემოიფარგლება ინსულინზე დამოკიდებული ფერმენტის მიერ. როდესაც პოლიოლის შუნტირება გააქტიურებულია, სორბიტოლი გროვდება ქსოვილებში, ეს ხელს უწყობს:
- ნეიროპათია
- კატარიტა
- მიკროანგიოპათიები.
არსებობს ცილოვანი და გლიკოგენისგან გლუკოზის შიდა ფორმირება, მაგრამ ამ ტიპის გოიკოზიც კი არ შეიწოვება უჯრედებით, რადგან ინსულინის ნაკლებობაა. აღკვეთილია აერობული გლიკოლიზი და პენტოზის ფოსფატის შუნტირება, ჩნდება უჯრედული ჰიპოქსია და ენერგიის დეფიციტი. გლიკირებული ჰემოგლობინის მოცულობა იზრდება, ის არ არის ჟანგბადის გადამზიდავი, რაც აძლიერებს ჰიპოქსიას.
დიაბეტის დროს ცილის მეტაბოლიზმი შეიძლება გაუფასურდეს:
- ჰიპერაზოტემია (ნარჩენი აზოტის დონის მომატება),
- ჰიპერაზოტემია (სისხლში აზოტის ნაერთების მოცულობის ზრდა).
ცილოვანი აზოტის ნორმაა 0.86 მმოლ / ლ, ხოლო მთლიანი აზოტი უნდა იყოს 0.87 მმოლ / ლ.
პათოფიზიოლოგიის მიზეზებია:
- გაზრდილი ცილის კატაბოლიზმი,
- ამინომჟავების დემაინაციის გააქტიურება ღვიძლში,
- ნარჩენი აზოტი.
ცილოვანი აზოტი აზოტია:
- ამინომჟავები
- შარდოვანა
- ამიაკი
- კრეატინინი.
ეს გამოწვეულია ცილების გაზრდილი განადგურებით, ძირითადად ღვიძლში და კუნთებში.
შაქრიანი დიაბეტით შარდში, აზოტის ნაერთების მოცულობა იზრდება. აზოტურიას აქვს შემდეგი მიზეზები:
- სისხლში აზოტის მქონე პროდუქტების კონცენტრაციის მომატება, შარდში მათი სეკრეციის,
- ცხიმის მეტაბოლიზმის დაქვეითება ხასიათდება კეტონემიით, ჰიპერლიპიდემიით, კეტონურიით.
დიაბეტის დროს ვითარდება ჰიპერლიპიდემია, რაც ლიპიდების დონის სისხლის მოცულობის მატებაა. მათი რაოდენობა ნორმაზე მეტია, ანუ 8 გ / ლ-ზე მეტი. შემდეგი ჰიპერლიპიდემია არსებობს:
- ლიპოლიზის ქსოვილების გააქტიურება,
- უჯრედების მიერ ლიპიდების განადგურების ინჰიბირება,
- გაზრდილი ქოლესტერინის სინთეზი,
- მაღალი ცხიმოვანი მჟავების უჯრედებზე მიწოდების შეფერხება,
- შემცირებული საქმიანობის LPLase,
- კეტონემია - სისხლში კეტონის ორგანოების მოცულობის ზრდა.
კეტონის სხეულების ჯგუფში:
- აცეტონი
- აცეტოაციური მჟავა
- p- ჰიდროქსიმალური მჟავა.
სისხლში კეტონის სხეულების მთლიანი მოცულობა შეიძლება იყოს უფრო მაღალი, ვიდრე 30-50 მგ%. ამის მიზეზები არსებობს:
- ლიპოლიზის გააქტიურება,
- მაღალი ცხიმის უჯრედებში ჟანგვის გაზრდა,
- ლიპიდური სინთეზის შეჩერება,
- აცეტილის - CoA დაჟანგვის დაქვეითება ჰეპატოციდებში კეტონის ორგანოების წარმოქმნით,
კეტონის სხეულების გამოყოფა შარდთან ერთად არის არასასურველი კურსის შაქრიანი დიაბეტის გამოვლინება.
კეტონურიის მიზეზი:
- ბევრი კეტონის სხეული, რომელიც ფილტვდება თირკმელებში,
- შაქრიანი დიაბეტის დროს წყლის მეტაბოლიზმის დარღვევები, რაც გამოიხატება პოლიდიფსიითა და პოლიურიით,
პოლიურია არის პათოლოგია, რომელიც გამოიხატება შარდის წარმოქმნისა და ექსკრეციის შედეგად იმ მოცულობით, რომელიც აღემატება ნორმალურ მნიშვნელობებს. ნორმალურ პირობებში, 1000-დან 1200 მლ-მდე გამოდის ერთ დღეში.
შაქრიანი დიაბეტით, ყოველდღიური დიურეზით არის 4000-10 000 მლ. მიზეზებია:
- შარდის ჰიპეროსმია, რომელიც ხდება გლუკოზის, იონების, CT და აზოტის ნაერთების ჭარბი მოცილების გამო. ამრიგად, გლომერულში სითხის ფილტრაცია სტიმულია და ახდენს რეაბსორბციას,
- რეაბსორბციის და ექსკრეციის დარღვევა, რაც გამოწვეულია დიაბეტური ნეიროპათიით,
- პოლიდიფსია.
ინსულინისა და ცხიმების მეტაბოლიზმი
ინსულინის გავლენით, ღვიძლს შეუძლია შეინახოს მხოლოდ გლიკოგენის გარკვეული რაოდენობა. გლუკოზის ჭარბი რაოდენობა, რომელიც ღვიძლში შედის, იწყებს ფოსფორილირებას და ამრიგად ინარჩუნებს უჯრედს, მაგრამ შემდეგ ისინი გარდაიქმნება ცხიმში, ვიდრე გლიკოგენი.
ცხიმში ეს ტრანსფორმაცია ინსულინის უშუალო ზემოქმედების შედეგია, ხოლო ცხიმოვანი მჟავების პროცესში წარმოქმნილი სისხლი გადადის adipose ქსოვილში. სისხლში ცხიმები ლიპოპროტეინების ნაწილია, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ათეროსკლეროზის ფორმირებაში. ამ პათოლოგიის გამო, ეს შეიძლება დაიწყოს:
- ემბოლია
- გულის შეტევა.
ინსულინის მოქმედება ცხიმოვანი ქსოვილის უჯრედებზე მისი მოქმედების მსგავსია ღვიძლის უჯრედებზე, მაგრამ ღვიძლში ცხიმოვანი მჟავების წარმოქმნა უფრო აქტიურია, ამიტომ ისინი მისგან გადადიან adipose ქსოვილში. უჯრედებში ცხიმოვანი მჟავები ინახება ტრიგლიცერიდების სახით.
ინსულინის გავლენის ქვეშ, ცხიმოვან ქსოვილში ტრიგლიცერიდების დაშლა მცირდება ლიპაზის ინჰიბიციის გამო. გარდა ამისა, ინსულინი ააქტიურებს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზს უჯრედების მიერ და მონაწილეობს მათ გლიცეროლით მომარაგებაში, რაც საჭიროა ტრიგლიცერიდების სინთეზისთვის. ამრიგად, დროთა განმავლობაში ცხიმის დაგროვება ხდება, მათ შორის შაქრიანი დიაბეტის ფიზიოლოგიის ჩათვლით.
ინსულინის მოქმედება ცხიმის მეტაბოლიზმზე შეიძლება შექცევადი იყოს, მისი დაბალი დონით, ტრიგლიცერიდები კვლავ იყოფა ცხიმოვან მჟავებად და გლიცეროლში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ინსულინი ახდენს ლიპაზას ინჰიბირებას და მისი მოცულობის შემცირებისას ლიპოლიზი გააქტიურებულია.
ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც წარმოიქმნება ტრიგლიცერიდების ჰიდროლიზის დროს, ერთდროულად შედის სისხლძარღვში და გამოიყენება როგორც ქსოვილების ენერგიის წყარო. ამ მჟავების დაჟანგვა შეიძლება იყოს ყველა უჯრედში, ნერვული უჯრედების გამოკლებით.
უფრო მეტი რაოდენობით ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც იხსნება ცხიმის ბლოკებიდან ინსულინის ნაკლებობის გამო, კვლავ შეიწოვება ღვიძლში. ღვიძლის უჯრედებს შეუძლიათ ტრიგლიცერიდების სინთეზირება ინსულინის არარსებობის შემთხვევაშიც კი. ამ ნივთიერების ნაკლებობით, ბლოკებიდან გამოყოფილი ცხიმოვანი მჟავები გროვდება ღვიძლში ტრიგლიცერიდის ფორმით.
ამ მიზეზით, ინსულინის დეფიციტის მქონე პირები, წონის დაკლების ზოგადი ტენდენციის მიუხედავად, ღვიძლში ვითარდება სიმსუქნე.
ლიპიდებისა და ნახშირწყლების ცვლის დარღვევა
დიაბეტის დროს, ინსულინის გლუკაგონის ინდექსი მცირდება. ეს გამოწვეულია ინსულინის სეკრეციის შემცირებით, აგრეთვე გლუკაგონის წარმოების ზრდის გამო.
შაქრიანი დიაბეტით ლიპიდური მეტაბოლიზმის დარღვევები გამოიხატება შენახვის სუსტი სტიმულაციით და რეზერვების მობილიზაციის გაზრდის სტიმულირებით. ჭამის შემდეგ, პოსტაბსორბციის მდგომარეობაშია:
- ღვიძლი
- კუნთი
- ცხიმოვანი ქსოვილი.
საჭმლის მონელების პროდუქტები და მათი მეტაბოლიტები, იმის მაგივრად, რომ ცხიმები და გლიკოგენი ინახებოდეს, ცირკულირებს სისხლში. ციკლური პროცესები გარკვეულწილად წარმოიქმნება, მაგალითად, გლუკონეოგენეზის და გლიკოლიზის პროცესების ერთდროულად მიმდინარე პროცესები, აგრეთვე ცხიმების ცვენისა და სინთეზის პროცესი.
დიაბეტის ყველა ფორმა ხასიათდება გლუკოზის შემცირებული ტოლერანტობით, ანუ ჰიპერგლუკოზემიით ჭამის შემდეგ ან თუნდაც ცარიელ კუჭზე.
ჰიპერგლუკოზემიის ძირითადი მიზეზებია:
- ცხიმოვანი ქსოვილისა და კუნთების გამოყენება შეზღუდულია, რადგან ინსულინის არარსებობის შემთხვევაში HLBT-4 არ არის გამოვლენილი adipocytes და მიოზიტების ზედაპირზე. გლუკოზა არ შეიძლება ინახებოდეს როგორც გლიკოგენი,
- ღვიძლში გლუკოზა არ გამოიყენება გლიკოგენის სახით შესანახად, რადგან ინსულინის დაბალი მოცულობით და გლუკაგონის დიდი რაოდენობით, გლიკოგენის სინთაზა არააქტიურია,
- ღვიძლის გლუკოზა არ გამოიყენება ცხიმის სინთეზისთვის. გლიკოლიზის და პირუვატის დეჰიდროგენაზას ფერმენტები პასიურ ფორმაშია. გლუკოზის კონცენტრირება აცეტილ-კოაში, რომელიც აუცილებელია ცხიმოვანი მჟავების სინთეზისთვის,
- გლუკონეოგენეზის გზა გააქტიურებულია ინსულინის დაბალი კონცენტრაციით, გლუცეროლის და ამინომჟავების გლუკოზას სინთეზი შესაძლებელია.
დიაბეტის კიდევ ერთი დამახასიათებელი გამოვლინებაა ლიპოპროტეინების, კეტონის ორგანოების და სისხლში თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავების გაზრდილი დონე. საკვები ცხიმები არ დეპონირდება ცხიმოვან ქსოვილში, რადგან ipipocyte lipase აქტიურ ფორმაშია.
ჩნდება სისხლში თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავების მაღალი შემცველობა. ცხიმოვანი მჟავები ღვიძლში შეიწოვება, ზოგი მათგანი ტრიცილგლიცეროლებად გარდაიქმნება და მათ სისხლში შედიან VLDL ნაწილად. ცხიმოვანი მჟავების გარკვეული რაოდენობა შედის β- დაჟანგვაში ღვიძლის მიტოქონდრიაში, ხოლო წარმოქმნილი აცეტილ-CoA გამოიყენება კეტონის სხეულების სინთეზისთვის.
ინსულინის მოქმედება მეტაბოლიზმზე იმაში მდგომარეობს იმაში, რომ სხეულის სხვადასხვა ქსოვილებში ინსულინის დანერგვასთან ერთად, ცხიმების სინთეზი და ტრიგლიცერიდული ლიპიდების დაშლა დაჩქარებულია. დაქვეითებული ლიპიდური მეტაბოლიზმი არის ცხიმის შენახვა, რომელიც ემსახურება ენერგიის მოთხოვნილების დაკმაყოფილებას არასასურველი სიტუაციებში.
CAMP- ის გადაჭარბებული გამოჩენა იწვევს ცილების სინთეზის დაქვეითებას და HDL და VLDL– ის დაქვეითებას. HDL– ის დაქვეითების შედეგად მცირდება უჯრედის მემბრანებიდან ქოლესტერინის გამოყოფა სისხლის პლაზმაში. ქოლესტერინი იწყებს დეპონირებას მცირე გემების კედლებში, რაც იწვევს დიაბეტური ანგიოპათიის წარმოქმნას და ათეროსკლეროზს.
VLDL- ის შემცირების შედეგად - ღვიძლში ცხიმის დაგროვება ხდება, ის ჩვეულებრივ გამოიყოფა VLDL- ის ნაწილად. თრგუნავს ცილის სინთეზს, რაც იწვევს ანტისხეულების წარმოქმნის დაქვეითებას, ხოლო შემდეგ, დიაბეტის არასაკმარისი პაციენტებს ინფექციური დაავადებებისკენ. ცნობილია, რომ ცილების მეტაბოლიზმის დაქვეითებული პირები განიცდიან ფურუნკულოზს.
შესაძლო გართულებები
მიკროანგიოპათია არის დიაბეტური გლომერულონეფრიტი. დიაბეტური რეტინოპათიის გამო, დიაბეტის მქონე პირები კარგავენ მხედველობას შემთხვევათა 70-90% -ში. კერძოდ, დიაბეტით დაავადებულებს უვითარდებათ კატარაქტა.
HDL– ის ნაკლებობის გამო, ჭარბი ქოლესტერინი ხდება უჯრედულ გარსებში. ამრიგად, შესაძლოა გამოვლინდეს გულის კორონარული დაავადება ან განადგურების ენდარტერიტი. ამასთან, იქმნება ნეფრიტით მიკროანგიოპათია.
დიაბეტის დროს, პაროდონტის დაავადება იქმნება გინგივიტით - პაროდონტიტით - პაროდონტის დაავადებით. დიაბეტიან პაციენტებში კბილის სტრუქტურები შეწუხებულია და გავლენას ახდენს დამხმარე ქსოვილები.
ამ შემთხვევებში მიკროვეზელების პათოლოგიის მიზეზები, სავარაუდოდ, არის გლუკოზის შეუქცევადი ჯვრის შეყვანა, სისხლძარღვთა კედლის ცილებთან. ამ შემთხვევაში, თრომბოციტები წარმოქმნის ფაქტორს, რომელიც ასტიმულირებს სისხლძარღვთა კედლის გლუვი კუნთების კომპონენტების ზრდას.
ცხიმის მეტაბოლიზმის დარღვევები ასევე გამოიხატება იმ ფაქტში, რომ ღვიძლის ცხიმოვანი ინფილტრატი იზრდება ღვიძლში, ლიპიდური რეზისტენცია. ჩვეულებრივ, ისინი გამოიყოფა VLDL- ის ფორმით, რომლის ფორმირებაც დამოკიდებულია ცილის მოცულობაზე. ამისათვის საჭიროა CHZ ჯგუფის დონორები, ანუ ქოლინი ან მეთიონინი.
ქოლინის სინთეზი ასტიმულირებს ლიპოკაინს, რომელიც წარმოებულია პანკრეასის სადინარის ეპითელიუმის მიერ. მისი ნაკლებობა იწვევს ღვიძლის სიმსუქნეს და დიაბეტის მთლიანი და კუნძულების ტიპების წარმოქმნას.
ინსულინის დეფიციტი იწვევს ინფექციის დაავადებებისადმი დაბალ წინააღმდეგობას. ამრიგად, წარმოიქმნება ფურუნკულოზი.
ამ სტატიაში მოცემულ ვიდეოში ვისაუბრებთ ინსულინის მოქმედებაზე სხეულზე.
