Воздействие ароматических аминов типа бензидина и нафтиламина вызывает увеличение частоты возникновения рака мочевого пузыря. Ароматические амины являются прокарциногенами, которые проникают в организм через кожу, легкие, и их карциногенный эффект проявляется в основном в мочевом пузыре. В организме они преобразовываются в карциногенные метаболиты, которые экскретируются почками.
Цикламаты и сахарин. Эти вещества являются искусственными подсластителями, которые широко используются больными с сахарным диабетом. Введение больших количеств этих веществ приводит к возникновению рака мочевого пузыря у экспериментальных животных.
Азокрасители. Эти красители раньше использовались как продовольственные окрашивающие вещества, пока не было доказано, что они вызывают развитие опухолей печени у крыс.
Афлатоксин - это ядовитый метаболит, производимый грибом Aspergillus flavus, который, как предполагается, является основной причиной рака печени у людей. Гриб растет на неправильно хранимом продовольствии, особенно зерне и арахисе. Поступающий афлатоксин окисляется в печени, что приводит к появлению окончательного канцерогенного вещества, которое связывает гуанин в ДНК клеток печени. В больших количествах токсин вызывает острый некроз клеток печени, сопровождаемый регенераторной гиперплазией и, возможно, развитием рака.
Нитрозамины. Их способность реагировать с нуклеиновыми кислотами и цитоплазматическими макромолекулами обеспечивает теоретическую основу для их канцерогенного действия. Нитрозамины образуются путем преобразования нитритов в желудке. Нитриты находятся практически во всех продуктах, так как они часто используются как консерванты, главным образом в мясных продуктах - ветчине, колбасе и т. д.
Бетельный лист. Жевание бетельного листа и бетельного ореха в Шри-Ланке и некоторых областях Индии связано с высокой заболеваемостью раком ротовой полости.
Противоопухолевые лекарства. Некоторые лекарства, используемые для лечения опухолей (алкилирующие агенты, типа циклофосфамида, хлорамбуцила, бисульфана и тиотефа) воздействуют на синтез нуклеиновых кислот и в опухолевых клетках, и в нормальных клетках и могут вызывать онкогенные мутации. Лейкемия - наиболее частое неопластическое осложнение химиотерапии рака.
Асбест широко использовался как изоляционный и огнеупорный материал и найден почти во всех постройках, возведенных в США с 1940 по 1970 г. Асбестоз также ведет к быстрой фиброзной пролиферации в плевре, что приводит к образованию волокнистых бляшек, которые вместе с фиброзом легочной ткани являются надежными радиологическими индикаторами запыления легких асбестом. Асбест ответствен за возникновение двух типов злокачественных опухолей: злокачественная мезотелиома и бронхогенная карцинома.
Ультрафиолетовое излучение играет роль в возникновении различных видов рака кожи, включая плоскоклеточный рак, базальноклеточный рак и злокачественную меланому. Ультрафиолетовый свет, как полагают, стимулирует формирование связей между пиримидиновыми основаниями в молекуле ДНК. В норме измененная молекула ДНК быстро восстанавливается. Рак развивается при неэффективном функционировании механизмов репарации ДНК, что наблюдается у пожилых людей и у людей с пигментной ксеродермой.
Рентгеновское излучение. В 1950-х гг. полагали, что увеличенный тимус является причиной обструкции дыхательных путей у грудных детей. Поэтому грудные дети с респираторным дистресс-синдромом подвергались лучевой терапии шеи для уменьшения размеров тимуса, что привело к возникновению у большого количества этих детей папиллярного рака щитовидной железы через 15-25 лет. Одним из осложнений радиотерапии злокачественных опухолей является развитие индуцированных излучением злокачественных новообразований, обычно сарком, через 10-30 лет после лучевой терапии.
Радиоизотопы. Радиоактивный радий метаболизируется в организме по тому же самому пути, что и кальций, а, следовательно, он попадает в кости, что и приводит к развитию остеосарком. Торотраст, радиоактивный препарат, накапливается в печени и увеличивает риск возникновения нескольких типов рака печени, включая ангиосаркому, печеночноклеточного рака и холангиокарциномы. Радиоактивный йод, который используется для лечения неопухолевых болезней щитовидной железы, приводит к увеличению риска развития рака, который возникает через 15-25 лет после лечения; риск такой терапии оценивается по характеру первичной болезни, терапевтическому эффекту и возрасту пациента.
Радиоактивное загрязнение. Вся доза облучения, получаемая человеком при рентген- и радиоизотопных исследованиях, исходящая от атомных электростанций и тому подобное, в настоящее время составляет менее 1 % от общего облучения; остальная доза приходится на излучения радиоактивных пород, непосредственно земли и космических лучей (т. е., на неустранимое фоновое излучение).
43. Теории вирусного канцерогенеза.
Согласно вирусо-генетической теории Зильбера, вирус имеет ведущую роль в возникновении опухолей, а химические и физические факторы выполняют лишь роль условий, способствующих опухолеродному действию вируса, как бы расшатывая наследственность и подготавливая мутации. Ведь только вирус способен вызвать превращение здоровых клеток в опухолевые в культуре ткани. Считают, что вирус - это новый ген, и, внедряясь в клетку, он приносит новую информацию, нарушающую дифференцировку клетки и ее созревание, т.е. меняет в клетке белковый обмен.
Активация вируса, возбуждение его нуклеиновых кислот ведет к тому, что они объединяются с генетическим аппаратом клетки, создавая в ней новые генетические свойства - это интеграция вируса. Присутствие вирусного генома в клетке можно выявить различными способами: методом гибридизации обнаруживаются вирус-специфичные последовательности нуклеиновых кислот; определение вирусспецифичных антигенов на инфицированных клетках; обнаружение вирус-специфичной мРНК.
44. Мутационно-генетическая теория происхождения опухолей.
Новообразования с наследованием по законам Менделя: теоретически ответственные за возникновение опухолей гены могут быть доминантными или рецессивными. Если ген является доминантным, то при его наличии синтезируются молекулы, вызывающие образование опухоли. Если ген является рецессивным, то для развития опухоли необходимо отсутствие нормальных генов, необходимых для поддержания нормального контроля над ростом.
Ретинобластома - это редкое злокачественное новообразование сетчатки, наблюдается у детей, и в 10 % случаев оно является наследственным. Семейная форма имеет характерные особенности: обычно двусторонняя; при хромосомном анализе обязательно обнаруживается нарушение структуры длинного плеча 13 хромосомы; в некоторых случаях происходит спонтанное выздоровление. При этом личности с регрессировавшей опухолью становятся носителями гена ретинобластомы и передают его потомству. Ретинобластома передается по доминантному типу в результате высокой частоты делеции первоначально нормальной 13 хромосомы.
Опухоль Вильмса (нефробластома) - злокачественное новообразование почки, которое развивается главным образом у детей. Во многих случаях определяется делеция части 11 хромосомы.
Нейрофиброматоз (1 тип болезни Вон Реклингхаузена) - эта опухоль характеризуется развитием множественных нейрофибром и пигментированных пятен неправильной формы на коже (цвета "кофе с молоком").
Множественный эндокринный аденоматоз - это заболевание проявляется доброкачественными новообразованиями в щитовидной, паращитовидных железах, гипофизе и мозговом веществе надпочечников.
36
Семейный полипоз кишечника - полипоз кишечника, характеризуется наличием многочисленных аденоматозных полипов в толстой кишке. В конечном итоге развивается рак толстой кишки у всех больных, которым не выполняется колонэктомия.
Синдром невоидного базальноклеточного рака - это нарушение характеризуется диспластическими меланоцитарными невусами и базальноклеточным раком кожи.
Рак молочной железы - родственники (матери, сестры, дочери) женщин, заболевших раком молочной железы в пременопаузном периоде, имеют повышенный риск возникновения рака молочной железы (в пять раз выше, чем в общей популяции).
Рак кишечника - рак толстой кишки обычно наблюдается в семьях с наследственным семейным полипозом кишечника.
45. Особенности обмена веществ в опухолевой ткани.
Автономность - это самостоятельный, независимый от организма рост опухоли. Несмотря на то что опухоль кровоснабжается из общего круга кровообращения, иннервируется ЦНС, подвержена гормональным влияниям, наблюдается ее независимость от многих факторов, оказывающих в норме регулирующее воздействие на процессы роста.
Кровоснабжение опухоли осуществляется из кровеносного русла организма посредством предсуществующих в окружающей ткани сосудов. Кроме того, под воздействием продуцируемого опухолями вещества белковой природы - ангиогенина - происходит новообразование капиллярной сети стромы опухоли. Сосуды опухоли также характеризуются атипизмом. Наиболее часто они представлены сосудами синусоидного типа с тонкими стенками и широким просветом; стенка опухолевых сосудов зачастую представлена одним слоем эндотелиальных клеток, располагающихся непосредственно на ткани новообразования, либо составлена клетками самой опухоли (незамкнутая система кровообращения в опухоли). Отмечается также выраженная неравномерность распределения сосудов в опухолевой ткани.
Отмеченные особенности кровоснабжения опухолей предрасполагают к трофическим нарушениям и развитию в ткани новообразований вторичных изменений в виде кровоизлияний, венозного застоя, отека, тромбоза сосудов, некрозов, различных видов дистрофий, воспаления.
Гормональная зависимость новообразований: многие новообразования, которые не вызваны гормонами, тем не менее имеют гормональную зависимость роста. Клетки таких новообразований, как предполагается, имеют рецепторы на мембранах для связывания гормонов; когда действие гормона ограничивается, рост часто замедляется, но не останавливается. Эти свойства используются для лечения некоторых опухолей.
Раковые клетки "бессмертны", они способны делиться бесконечно, сколько угодно раз (нормальные клетки максимально совершают лишь 30 делений - порог Хайфлика). Опухолевый рост прекращается лишь в результате гибели организма - носителя опухоли.
Нарушение роста клеток - один из главных признаков опухоли; он используется для определения доброкачественности или злокачественности новообразований.
Чрезмерная пролиферация клеток: неопластические клетки могут делиться более быстро, чем нормальные клетки.
Скорость роста и злокачественность - скорость пролиферации неопластических клеток значительно варьируется. Некоторые новообразования растут настолько медленно, что рост их измеряется в годах; другие распространяются настолько быстро, что увеличение размера может наблюдаться в течение нескольких дней. Очевидно, что степень злокачественности новообразования зависит от скорости роста: чем быстрее опухоль растет, тем она злокачественнее.
Оценка скорости роста - клинически скорость роста новообразования может измеряться временем, которое необходимо для увеличения размеров опухоли в два раза. Это время изменяется от нескольких дней при лимфоме Беркитта до многих месяцев для большинства злокачественных эпителиальных новообразований и до многих лет для некоторых доброкачественных новообразований. Грубым гистологическим признаком скорости роста является митотический индекс, который обычно определяется как число митотических фигур на 1000 опухолевых клеток в наиболее активной области новообразования. Как правило, чем выше митотический индекс, тем больше скорость роста новообразования. Однако есть много исключений из этого правила. Более точные методы основаны на определении связанных с клеточным циклом антигенов типа циклинов и ЯАПК (ядерный антиген пролиферирующей клетки).
Под прогрессией опухоли понимают стойкое необратимое качественное изменение одного или нескольких свойств опухоли. Согласно теории прогрессии опухолей отдельные свойства злокачественных опухолей могут значительно варьироваться, появляться независимо друг от друга и комбинироваться, что составляет основу независимой прогрессии различных признаков опухоли. В соответствии с теорией прогрессии доброкачественные опухоли представляют собой одну из стадий прогрессии, не всегда реализующуюся в виде злокачественной опухоли. Поэтому доброкачественные новообразования разделяют на опухоли с высоким и минимальным риском малигнизации. Независимость прогрессии отдельных свойств опухоли определяет непредсказуемость ее поведения. Примерами прогрессии опухолей служат переход доброкачественной опухоли в злокачественную (малигнизация), превращение опухоли из гормонально-неактивной в гормонально-активную, развитие метастазов и т. п.
46. Влияние опухоли на организм
Влияние злокачественных опухолей на организм.
По типу влияние: местное (сдавление, кровотечение) и общее (неспецифическое – потеря аппетита, слабость; потеря массы тела; лихорадка, ночные поты; паранеопластические синдромы)
По системному влиянию:
а) конкуренция с тканями за жизненно важные метаболиты и трофические факторы, б) отрицательное влияние опухолей на биологические характеристики различных тканей, приводящее к
нарушению их дифференцировки и ослаблению регулирующего влияния со стороны организма.
Особенно существенны сдвиги в углеводном обмене.В злокачественных опухолях не обнаруживается глюкоза,она полностью утилизируется. Опухоли способны "насасывать" глюкозу из крови. Опухолевая ткань является своеобразной ловушкой азота, как алиментарного, так и освобождающегося при распаде белков и нуклеиновых кислот.
Рост опухолей приводит к усиленной мобилизации липидов жировых депо и отсюда - гиперлипидемия. Часть липидов ассимилируется опухолью для образования мембран пролиферирующими опухолевыми клетками. В основном, мобилизацию липидов считают как компенсаторную реакцию на гипогликемическое влияние опухоли, позволяющую тканям при недостатке глюкозы использовать окисление жирных кислот, как дополнительный источник энергии.
При опухолях отмечены нарушения биологических характеристик различных тканей. Накапливаются ненасыщенные жирные кислоты, которые являются эффективными разобщителями фосфорилирования, снижается уровень иммунореактивного инсулина в сыворотке крови, нарушается зависимость между продукцией гормонов передней доли гипофиза и гормонами других желез внутренней секреции, повышен порог чувствительности гипоталамо - гипофизарной системы, регулирующей уровень адреналостероидов.
37
III. ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.
1. Углеводный обмен. Этапы, регуляция, основные нарушения.
Углеводы — обязательный и наиболее значительный компонент пищи. В сутки человек потребляет 400— 600 г различных углеводов.
Как необходимый участник метаболизма, углеводы включены практически во все виды обмена веществ: нуклеиновых кислот (в виде рибозы и дезоксирЙбозы), белков (например, гликопротеинов), липидов (например, гли-колипидов), нуклеозидов (например, аденозина), нуклеотидов (например, АТФ, АДФ, АМФ), ионов (например, обеспечивая энергией их трансмембранный перенос и внутриклеточное распределение).
Как важный компонент клеток и межклеточного вещества, углеводы входят в состав структурных белков (например, гликопротеинов), гликолипидов, гликозаминогликанов и др.
Как один из главных источников энергии, углеводы необходимы для обеспечения жизнедеятельности организма. Наиболее важны углеводы для нервной системы. Ткань мозга использует примерно 2/3 всей глюкозы, поступающей в кровь.
Основные этапы обмена:
-частичный гидролиз крахмала в ротовой полости под действием амилазы
-в тонком отделе кишечника происходит основной гидролиз сахаров. Крахмал под действием амилазы поджелудочной железы, протоки которой открываются в 12-перстную кишку расщепляется до мальтозы и изомальтозы. Этот дисахарид, а также сахароза и лактоза расщепляются специфическими гликозидазами - мальтазой, изомальтазой, сахаразой и лактазой. Эти ферменты продуцируются клетками слизистой и не поступают в просвет, а действуют на поверхности оболочки кишечника. Это т.н. пристеночное пищеварение. Дисахариды расщепляются до моносахаридов: глюкозы, фруктозы и галактозы, которые всасываются в стенки кишечника и поступают в кровь. Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происходит путем облегченной диффузии при участии специальных ферментов транслоказ. Глюкоза и галактоза еще проникают и путем активного транспорта за счет градиента концентраций ионов Na+, который создается Na+-К+-АТФ-азой (насос).
-гликолиз
Нарушения катаболизма углеводов возникают в результате нарушения:
-переваривания и всасывания углеводов в кишечнике;
-гликонеогенеза и гликогенолиза в печени.
Нарушения анаболизма углеводов проявляются нарушениями синтеза и депонирования гликогена в печени. При охлаждении, перегревании, боли, судорогах, эмоциях усиливается гликогенолиз, при сахарном диабете - гликонеогенез.
Существенные нарушения в углеводном обмене возникают при авитаминозах, особенно групп В. Нарушение нервно-гормональной регуляции является частой причиной нарушения углеводного обмена.
К гипергликемии может приводить раздражение серого бугра гипоталамуса, чечевичного ядра и полосатого тела базальных ядер большого мозга.
Психическое перенапряжение, эмоции повышают уровень глюкозы в крови. Гипергликемия возникает при болевых ощущениях, во время приступов эпилепсии.
Нарушение гормональной регуляции углеводного обмена может возникать не только при нарушении центральных механизмов регуляции деятельности эндокринных желез, но и при патологии самих желез. Изменение соотношения между активностью инсулина и контринсулярных гормонов является ведущим фактором в нарушении гормональной регуляции обмена углеводов.
Глюкагон выделяется под влиянием симпатической стимуляции бета-адренорецепторов альфа-клеток панкреатических островков, усиливает гликогенолиз.
Глюкагон усиливает гликонеогенез, обладает липолитическим и инсулинстимулирующим действием, принимает участие в патогенезе сахарного диабета.
Несмотря на то, что инсулин и глюкагон оказывают противоположно направленное влияние на уровень глюкозы в крови, они считаются синергистами; глюкагон обеспечивает ткани глюкозой, а инсулин способствует быстрейшей ее утилизации.
Многочисленные расстройства метаболизма углеводов условно объединяют в несколько групп: гипогликемии, гипергликемии, гликогенозы, гексоз- и пентоземии, агликогенозы. Перечисленные расстройства рассматривают как типовые формы нарушений углеводного обмена.
2. Наследственные нарушения углеводного обмена.
Наследственные нарушения углеводного обмена могут быть обусловлены недостаточностью специфических ферментов или транспортной системы мембраны, необходимых для обмена определенного сахара: клинические проявления при этом варьируют от доброкачественной петозурии у практически здорового ребенка до галактоземии, когда больному грозит гибель от истощения и печеночной недостаточности или тяжелой диареи и дегидратации при синдроме нарушенного всасывания глюкозы и галактозы.
В основе синдрома нарушения всасывания углеводов лежит недостаточность эпителия либо транспорта моносахаридов. В обоих случаях сахар накапливается в просвете кишечника, повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно насасывая в просвет кишечника воду. Дети страдают от болей и вздутия живота, поноса, отстают в развитии и росте.
Также выделяют галактоземию – рецессивно наследуемое заболевание, проявляющееся в неспособности к обмену галактозы, входящей в состав лактозы молока. Дефектом является секреция фермента с нарушенной активностью.
Галактоземия сопровождается галактозурией. Обмен галактоз задерживается на уровне галактозо-1- фосфата, который накапливается в крови, селезенке, печени, хрусталике. Развиваются катаракта, цирроз печени. У детей задержка в развитии, исхудание, умственная отсталость.
Гликогенозы – наследственная пониженная активность любого их ферментов (болезни накопления). Болезнь Гирке - патологическое накопление гликогена в печени и почках, гипогликемия, в результате надостаточности глюкозо-6-фосфатазы.
Фруктозурия и пентозурия – наследуемые патологические состояния связанные с непереносимостью фруктозы. После приема фруктозы у больных развивается гипогликемия. Со временем поражение печени, почек. Более доброкачественно протекает фруктозурия с накоплением фруктозы в крови.
Мукополисахаридозы. Отложение в тканях организма полимерных углеводов глюкозаминогликанов или мукополисахаридов. Связан с дефектом гидролазы, которая расщепляет ГАГ. Нерасщепленный он накапливается в лизосомах почти всех клеток. Поражаются печень, селезенка, сердце, кровеносные сосуды.
3. Механизмы развития гипогликемии и гипергликемии
Гипергликемия: Наруш-е прониц мембран, наруш-ся синтез ГЛ-6-Ф→включ-ся гликолиз→сниж-ся гликоген, сниж-ся гликолиз → глюконеогенез → гипергликемия. Наруш-ся реабсорбция воды → полиурия → дегидратация нейронов ц жажды → полидепсия.
1. Алиментарная гипергликемия развивается после приема большого количества легкоусвояемых углеводов. При этом из кишечника быстро всасывается большое количество глюкозы, превышающее возможность печени и других тканей ассимилировать ее. Избыток углеводов, воздействуя на рецепторы желудочно-кишечного тракта, рефлек-торно вызывает ускорение расщепления гликогена в печени. Повышается содержание глюкозы в крови. Если оно превышает 8 ммоль/л, глюкоза появляется в моче (глюкозурия). Алиментарную гипергликемию используют в качестве одного из тестов для оценки состояния углеводного обмена (сахарная нагрузка, или глюкозотолерантный тест). У здорового человека
38
после одномоментного приема 50—100 г глюкозы в течение первого часа ее уровень в крови нарастает, затем постепенно снижается. Через 2—2,5 ч наступает гипогликемическая фаза в результате компенсаторного усиления продукции инсулина. Через 3 ч содержание сахара в крови нормализуется.
2.Эмоциональная гипергликемия, ее называют также нейрогенной. Возникает при эмоциональном возбуждении, стрессе, боли. Процесс возбуждения коры головного мозга иррадиирует на нижележащие отделы центральной нервной системы. Поток импульсов по симпатическим путям направляется к печени, усиливает гликоге-нолиз и тормозит переход углеводов в жир.
3.Гипергликемия при судорожных состояниях, когда происходит расщепление гликогена мышц и образование большихколичеств молочной кислоты, из которой в печени синтезируется глюкоза.
4.Гормональные гипергликемии развиваются при нарушении функции эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции углеводного обмена. Например, гипергликемия развивается при повышении продукции глюкагона — гормона а-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. Глюкагон, активируя фосфорилазу печени, способствует гликогенолизу. Адреналин и тироксин активируют гликогенолиз. Гипергликемию вызывает избыток СТГ, так как данный гормон тормозит синтез гликогена, активирует инсулиназу печени, способствует образованию ингибитора гексокиназы и стимулирует секрецию глюкагона. Увеличение продукции АКТГ и глюкокортикоидов вызывает гипергликемию в результате стимуляции глюконеогенеза и торможения активности гексокиназы.
5.Гипергликемия при некоторых видах наркоза (например, эфирном и морфинном) может быть вызвана возбуждением симпатических центров и выходом адреналина из надпочечников; при хлороформном наркозе к этому присоединяется нарушение гли-когенообразовательной функции печени.
6.Гипергликемия при недостаточности инсулина является наиболее выраженной и постоянной. Недостаточность инсулина может быть панкреатической (абсолютной) и внепанкреатичёской (относительной). Инсулиновая недостаточность лежит в основе заболевания сахарным диабетом.
Гипогликемия — понижение уровня сахара крови ниже нормального. Она развивается в результате недостаточного поступления сахара в кровь, ускоренного выведения его из крови или комбинации этих факторов. Причины гипогликемии весьма разнообразны. К ним относятся:
1)передозировка инсулина при лечении сахарного диабета — это одна из частых причин;
2)повышенная продукция инсулина при гиперфункции инсулярного аппарата поджелудочной железы (гиперплазия, инсуло-ма);
3)недостаточная продукция гормонов, способствующих катаболизму углеводов: тироксина, адреналина, глюкокортикоидов и др.;
4)недостаточное расщепление гликогена при гликогенозах;
5)мобилизация большого количества гликогена из печени, не восполняющаяся алиментарно;
6)поражение клеток печени (острые и хронические гепатиты);
7)углеводное голодание (алиментарная гипогликемия);
8)нарушение всасывания углеводов в кишечнике;
9)так называемый почечный диабет, при котором нарушено фос-форилирование глюкозы при отравлении ядами, блокирующими гексокиназу (флорид-зин, монойодацетат). Нефосфорилированная глюкоза не реабсорбируется в канальцах и переходит в мочу. Развивается глюкозурия и как следствие — гипогликемия;
10)у новорожденных может развиться выраженная гипогликемия (вплоть до судорог) за счет недостаточности механизмов регуляции углеводного обмена.
К недостатку глюкозы особенно чувствительна центральная нервная система, для которой глюкоза — единственный источник энергии. Поэтому при гипогликемии резко понижается потребление мозгом кислорода. При продолжительных и часто повторяющихся гипогликемиях в. нервных клетках происходят необратимые изменения. Сначала нарушаются функции коры головного мозга, а затем и среднего мозга. При .уровне сахара 4—3 ммоль/л развиваются тахикардия, обусловленная гиперпродукцией адреналина, чувство голода (возбуждение вентролатеральных ядер гипоталамуса низким уровнем глюкозы в крови),
появляются симптомы поражения нервной системы — тремор рук, слабость, раздражительность, повышенная возбудимость, чувство страха. При нарастающей гипогликемии к этим симптомам присоединяется притупление чувствительности. Состояние больного напоминает алкогольное опьянение. Иногда появляются галлюцинации. При падении уровня глюкозы в крови ниже 3—2,5 ммоль/л резко нарушается деятельность центральной нервной системы. Возникают судороги типа эпилептических. Может развиться коматозное состояние. Судороги имеют определенное компенсаторное значение, так как способствуют расщеплению гликогена мышц. При этом из образовавшейся молочной кислоты в печени синтезируется глюкоза и уровень сахара в крови возрастает.
Гораздо реже по сравнению с нарушениями обмена глюкозы встречаются нарушения обмена других углеводов. К ним относятся: пентозурия (выделение с мочой пентоз), фруктозурия (выделение С мочой фруктозы), галактозурия (выделение с мочой галактозы) и др.
4. Этиология панкреатической и внепанкреатической инсулиновой недостаточности
Панкреатическая Недостаточность этого типа развивается при разрушении поджелудочной железы опухолями, при повреждении ее ткани инфекционным процессом (туберкулез, сифилис), при травмах поджелудочной железы. В эксперименте инсулиновую недостаточность можно вызвать удалением поджелудочной железы, однако при этом развиваются также тяжелые нарушения пищеварения.
При панкреатитах (острые воспалительно-дегенеративные процессы в поджелудочной железе) нарушаются все ее функции, в том числе образование инсулина. После панкреатита в 16—18 % случаев развивается инсулиновая недостаточность в связи с избыточным разрастанием соединительной ткани, которая как бы «замуровывает» (5-клетки островков Лангерганса, нарушая доставку к ним кислорода. Одна из частых причин инсулиновой панкреатической недостаточности — местная гипоксия островков Лангерганса (атеросклероз, .. спазм сосудов), где в норме кровообращение интенсивно. При этом в р-клет- ках тормозится переход сульфгидрильных групп в дисульфидные, в результате уменьшается образование инсулина.
Недостаточность инсулина может развиться, по-видимому, при нарушении пуриново-го обмена в результате образования в организме аллоксана (рис. 48), близкого по структуре к мочевой кислоте (уреид мезок-салевой кислоты). Аллоксан используют для моделирования сахарного диабета в эксперименте. Аллоксан токсичен для различных клеток организма, но обезвреживается за счет реакции с 8Н-группами.
Однако в островковой ткани содержание этих групп низкое и концентрация аллоксана в 0-клетках островков Лангерганса по сравнению с другими клетками организма быстрее достигает токсического повреждающего уровня. Если за 2 мин до введения аллоксана ввести цистеин, который богат сульфгидрильными группами, экспериментальный диабет не развивается. Есть наблюдения, что у больных сахарным диабетом содержание цистеина нередко понижено. Известны данные о том, что аллоксан непосред ственно повреждает базофильные инсулоци-ты вплоть до наступления их некроза.
Определенную роль в патогенезе инсули-новой недостаточности может играть недостаток ионов цинка, необходимых для конгломерации гранул молекул инсулина и его депонирования. Поэтому для моделирования диабета в эксперименте используют внутривенное введение дитизона, блокирующего цинк в |3- клетках островков Лангер-ганса. Кроме того, в данных клетках образуется дитизонат цинка, который повреждает молекулы инсулина.
Инсулярный аппарат может истощаться при излишнем, частом употреблении в пищу легкоусвояемых углеводов, вызывающих алиментарную гипергликемию, при переедании. Развитию диабета способствует злоупотребление алкоголем, при этом поражаются печень (гепатогенный диабет), поджелудочная железа. По данным ВОЗ, существует определенная связь между поражением поджелудочной железы и потреблением продуктов, содержащих пищевые цианиды — тапиоки и в меньшей степени сорго, просо. Влияние пищевых цианидов особенно выражено при от-, сутствии в пище или в организме серосодержащих аминокислот, необходимых для детоксикации цианидов.
Имеются экспериментальные модели сахарного диабета у генетически предрасполсР" женнызГ "йщпей, вызываемого вирусом эн-цефаломиокардита. Предполагается, что некоторые вирусы (энтеровирус Коксаки В4, вирусы паротита и краснухи) могут послужить причиной диабета у человека.
39
Ряд лекарственных препаратов (группы тиазидов, кортикостероиды и др.) могут вызвать нарушения толерантности к глюкозе, а у предрасположенных к диабету людей явиться пусковым фактором в развитии заболевания.
Возникновение панкреатической инсули-новой недостаточности значительно зависит от наследственной неполноценности ин-сулярного аппарата.
Внепанкреатическая инсулиновая . недостаточность Причиной этого типа недостаточности может быть избыточная связь инсулина с переносящими белками
крови. Инсулин, связанный с белком, не активен в печени и мышцах, но оказывает обычное влияние на жировую ткань, в частности, обеспечивает переход глюкозы в жир, тормозит липолиз (так называемый диабет тучных).
Инсулиновая недостаточность может развиться вследствие повышенной активности инсулиназы — фермента, расщепляющего инсулин и образующегося в печени к началу полового созревания. К чрезмерной активности инсулиназы могут привести избыток СТГ и глюкокортикоидов, дефицит ионов меди и цинка, ингибирующих ее. При этом разрушается много инсулина. Данный механизм может лежать в основе юношеского диабета.
К недостаточности инсулина могут привести хронические воспалительные процессы, при которых в кровь поступает много протеолитических ферментов, разрушающих инсулин.
Активность инсулина тормозится при избыточном содержании в крови неэстерифи-цированных жирных кислот, которые препятствуют утилизации тканями глюкозы и оказывают на инсулин непосредственно тормозящее действие.
В ряде случаев при сахарном диабете содержание инсулина в крови нормально или даже повышено. Предполагают, что диабет при этом может быть обусловлен наличием в крови антагонистов инсулина (например, синальбумина). Образование в организме аутоантител против инсулина ведет к его разрушению.
5. Механизмы развития гипергликемии и глюкозурии при сахарном диабете
Гипергликемия: Наруш-е прониц мембран, наруш-ся синтез ГЛ-6-Ф→включ-ся гликолиз→сниж-ся гликоген, сниж-ся гликолиз → глюконеогенез → гипергликемия. Наруш-ся реабсорбция воды → полиурия → дегидратация нейронов ц жажды → полидепсия.
Глюкозурия. В норме глюкоза содержится в провизорной моче. В окончательной моче глюкозы нет, так как в канальцах она полностью реабсорбируется в виде глюкозофосфата и после дефосфорилиро-вания попадает в кровь. При сахарном диабете процессы фосфорилированйя и дефос-форилирования глюкозы в канальцах почек не справляются -с избытком глюкозы в первичной моче. Кроме того, при диабете снижена' активность гексокиназы, необходимой для реабсорбирования глюкозы. В связи с этим почечный порог для глюкозы становится ниже, чем в норме. Развивается глюкозурия. При тяжелых формах сахарного диабета содержание глюкозы в моче может достигать 8—10 %. Осмотическое давление мочи повышено, поэтому в окончательную мочу переходит много воды. Особенно увеличен ночной диурез. У детей одним из ранних симптомов сахарного диабета может быть ночное недержание мочи. В результате полиурии развивается обезвоживание организма и как следствие его — усиленная жажда (полидипсия).
6. Механизмы нарушений белкового и липидного обменов при сахарном диабете
Нарушения жирового обмена. При инсулин ов ой недостаточности уменьшаются поступление глюкозы в жировую ткань и образование жира из углеводов, снижается ресинтез триглицеридов из жирных кислот. Усиливается липолитический эффект СТГ, который в норме подавляется инсулином. При этом повышается выход из жировой ткани неэстерифицированных жирных кислот и .снижается отложение в ней жира, что ведет к исхуданию и повышению содержания в крови неэстерифицированных жирных кислот. Данные кислоты в печени ресинте-зируются в триглицериды, создается предпосылка для жировой инфильтрации печени. Этого не происходит, если в поджелудочной железе (в клетках эпителия мелких протоков) не нарушена продукция липокаина. Последний стимулирует действие липотроп-ных пищевых веществ, богатых метиони-ном (творог, баранина и др.). Метионин — донатор метильных групп для
холина, входящего в состав лецитина, при посредстве которого жир выводится из печени. Сахарный диабет, при котором не нарушена продукция липокаина, называется островковым. Ожирения печени при этом не происходит. Если дефицит инсулина сочетается с недостаточной продукцией липокаина, развивается тотальный диабет, сопровождающийся ожирением печени. В митохондриях печеночных клеток из неэстерифицированных жирных кислот интенсивно образуются кетоновые тела.
Кетоновые тела. К ним относятся ацетон, ацетоуксусная и р-оксимасляная кислоты. Они сходны по строению и способны к взаимопревращениям (рис. 49). Кетоновые тела образуются в печени, поступают в кровь и оттуда — в легкие, мышцы, почки и другие органы и ткани, где окисляются в цикле трикарбоновых кислот до СОз и воды. В сыворотке крови должно содержаться 0,002—0,025 г/л кетоновых тел (в пересчете на ацетон).
В механизме накопления кетоновых тел при сахарном диабете имеют значение следующие факторы:
1)повышенный переход жирных кислот из жировых депо в печень и ускорение окисления их до кетоновых тел;
2)задержка ресинтеза жирных кислот из-за дефицита НАДФ;
3)нарушение окисления кетоновых тел, обусловленное подавлением цикла Кребса, от участия в котором в связи с усиленным глюконеогенезом «отвлекаются» щавелевоуксусная и а-кетоглютаровая кислоты.
При сахарном диабете концентрация кетоновых тел возрастает во много раз (гиперкетонемия) и они начинают оказывать токсическое действие. Кетоновые тела в токсической концентрации инактивируют инсулин, усугубляя явления инсулиновой недостаточности. Создается «порочный круг». Гиперкетонемия
— это декомпенсация обменных нарушений при сахарном диабете. Наиболее высока концентрация ацетона, которая у большинства больных в 3—4 раза превышает концентрацию ацетоуксусной и (3- рксимасляной кислот. Ацетон оказывает повреждающее влияние на клетки, растворяет структурные липиды клеток, подавляет активность ферментов, резко угнетает деятельность центральной нервной системы. Гиперкетонемия играет важную роль в патогенезе очень тяжелого осложнения сахарного диабета — диабетической комы. Для нее характерна потеря сознания, частый пульс слабого наполнения, падение артериального давления, периодическое дыхание (типа Куссмауля), исчезновение рефлексов. Диабетическая кома сопровождается выраженным негазовым (метаболическим) ацидозом. Щелочные резервы плазмы крови исчерпываются, ацидоз становится некомпенсированным, рН крови падает до 7,1— 7,0 и ниже. Кетоновые тела выводятся с мочой в виде натриевых солей (кетонурия). При этом повышается осмотическое давление мочи, что способствует полиурии. Концентрация натрия в крови уменьшается. Кроме того, при дефиците инсулина снижается реабсорб-ция натрия в почечных канальцах. Поэтому при резком снижении уровня сахара в крови в результате интенсивной инсулино-терапии коматозного состояния может резко снизиться суммарное осмотическое давление крови. Возникает опасность развития отека мозга. При сахарном диабете нарушается холестериновый обмен. Избыток ацетоуксусной кислоты идет на образование холестерина — развивается гйперхолестеринемия.
Нарушения белкового обмена. Синтез белка при сахарном диабете снижается, так как:
1)выпадает или резко ослабляется стимулирующее влияние инсулина на энзи-матические системы этого синтеза;
2)снижается уровень энергетического обмена, обеспечивающего синтез белка в печени;
3)нарушается проведение аминокислот через клеточные мембраны.
При дефиците инсулина снимается тормоз с ключевых ферментов глюконеогенеза и происходит интенсивное* образование глюкозы из аминокислот и жира. При этом аминокислоты теряют аммиак, переходят в а-кетокислоты, которые идут на образование углеводов. Накапливающийся аммиак обезвреживается за счет образования мочевины, а также связывания его а-кето-глютаровой кислотой с образованием глута-мата. Возрастает потребление а-кетоглютаровой кислоты, при недостатке которой снижается интенсивность цикла Кребса. Недостаточность цикла Кребса способствует еще большему накоплению ацетил-КоА и, следовательно, кетоновых тел. В связи с замедлением тканевого дыхания при диабете уменьшается образование АТФ. При недостатке АТФ снижается способность печени синтезировать белки.
40