А. Л. Вёрткин
Лабораторная диагностика. Руководство для практических врачей

Углеводы

При возникновении различных патологий в органах и системах, контролирующих уровень глюкозы крови, происходит сдвиг данных показателей в меньшую или большую сторону, что в дальнейшем приводит к негативному влиянию на весь организм в целом. Одной из самых распространенных патологий, связанных с нарушением усвоения глюкозы, является сахарный диабет.

Сахарный диабет, согласно определению ВОЗ, – группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующаяся хронической гипергликемией, возникающей в результате дефектов секреции инсулина, его действия или обоих этих факторов. Хроническая гипергликемия при СД ассоциируется с повреждением различных органов, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов.

Всемирный день борьбы с диабетом отмечается ежегодно 14 ноября – дата выбрана в знак признания заслуг одного из открывателей инсулина Фредерика Бантинга, родившегося 14 ноября 1891 года.

Сам термин «диабет» (лат. diabetes mellitus) впервые был предложен греческим врачом Деметриосом из Апамании (II век до н. э.) и происходит от др. – греч. διαβαίνω, что означает «сифон» или «проходить насквозь». Таково в то время было представление о диабете – состоянии, при котором человек непрерывно теряет жидкость и восполняет ее, «как сифон», что относится к одному из основных симптомов диабета – полиурии. Клинические проявления диабета были описаны чуть позже Аретеем Каппадокийским, который поэтично описал диабет, как «таяние мяса и конечностей с мочой»: «Диабет – ужасное страдание <…>, растворяющее плоть и конечности, которые вытекают в растворенном виде с мочой. Пациенты, не переставая, выделяют воду непрерывным потоком, как сквозь открытые водопроводные трубы. Жизнь коротка, неприятна и мучительна, жажда неутолима, прием жидкости чрезмерен и несоразмерен огромному количеству мочи из-за еще большего мочеизнурения. Ничто не может удержать их от приема жидкости и выделения мочи».

Самое раннее письменное упоминание о заболевании, которое может быть признано сахарным диабетом, встречается в папирусе Эберса (1500 г. до н. э.), где описаны рецепты нескольких отваров, помогающих «удалить мочу, которая выходит слишком часто». Уильям Каллен (1710–1790), профессор химии и медицины из Шотландии, добавил к термину «диабет» слово «сахарный», или «похожий на мед». В 1889 году Оскар Минковский (1858–1931) обнаружил взаимосвязь между сахарным диабетом и поджелудочной железой (pan – «вся» + kreas – «плоть»). В качестве эксперимента он удалил поджелудочную железу у собаки, в результате чего у той развился сахарный диабет.

Слово «инсулин» произошло от латинского слова «insula» («остров»), потому что этот гормон секретируется островками Лангерганса в поджелудочной железе.

До открытия инсулина в 1921 г. хирурги редко оперировали больных сахарным диабетом с гангреной, т. к. пациенты, как правило, не исцелялись и их ждала неизбежная смерть. В то время врачи часто держали своих пациентов на голодных или полуголодных диетах, рекомендуя есть только некоторые продукты, например овсянку. Примерно 90 % всех людей с диабетом II типа страдают тучностью и ожирением. Переедание и малоподвижный образ жизни – одна из основных причин данного типа диабета.

Сахарный диабет не обошел стороной и многих знаменитостей, среди которых: английский писатель Герберт Уэллс, написавший «Человека-невидимку», Эрнест Хемингуэй, О’Генри, Федор Шаляпин, Фаина Раневская, Юрий Никулин, Би Би Киен, Элла Фицджеральд, Жан Рено, Элизабет Тейлор, Никита Хрущев, Армен Джигарханян, Пеле. Из знаменитых современников сахарным диабетом болеют Михаил Боярский, Сильвестр Сталлоне, Шэрон Стоун и многие другие известные люди.

Углеводы являются основными поставщиками энергии. На их долю приходится более 50 % от суточного количества необходимых организму человека калорий. Углеводы составляют почти 75 % массы суточного пищевого рациона. В промежутках между едой в качестве легко мобилизуемого резерва организм использует гликоген. В виде гликогена клетки запасают около 500 г этого полисахарида, что соответствует примерно 2000 ккал. Источником углеводов для организма человека являются углеводы пищи, в которой содержатся глюкоза, сахароза, лактоза и другие углеводы.

После всасывания в кишечнике моносахариды кровью воротной вены доставляются прежде всего в печень. Часть глюкозы в печени депонируется в виде гликогена, а другая через общий кровоток доставляется и используется разными тканями и органами. В промежутке между приемами пищи концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 3,3–5,5 ммоль/л (60–100 мг/дл). А в период пищеварения может повышаться примерно до 150 мг/дл (8 ммоль/л).

Концентрация глюкозы в артериальной крови в течение суток поддерживается на постоянном уровне 60–100 мг/дл (3,3–5,5 ммоль/л). После приема углеводной пищи уровень глюкозы возрастает в течение примерно 1 часа до 150 мг/дл (~8 ммоль/л, алиментарная гиперглюкоземия), а затем возвращается к нормальному уровню (примерно через 2 часа).

Кратковременная алиментарная гипергликемия стимулирует выделение инсулина клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Инсулин обладает целым спектром свойств, направленных на снижение концентрации глюкозы в крови:

1) активирует поступление глюкозы в клетку;

2) ускоряет ее использование в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК) для целей энергообеспечения;

3) ускоряет синтез гликогена в печени и мышечной ткани;

4) ускоряет синтез жирных кислот и аминокислот из промежуточных продуктов распада сахаров;

5) тормозит липолиз (распад липидов);

6) тормозит гликогенолиз (распад гликогена с образованием глюкозы);

7) тормозит глюконеогенез (образование глюкозы из аминокислот и жирных кислот).

Рис. 3. Метаболизм глюкозы в печени

При отсутствии поступления углеводов с пищей нормальный уровень глюкозы в крови поддерживается в первую очередь благодаря ее выделению в кровоток из печени. Развивающаяся при этом гипогликемия стимулирует выделение островковыми клетками поджелудочной железы глюкагона, который также обладает несколькими важными функциями, направленными на восстановление уровня глюкозы в крови:

1) ускоряет распад гликогена в печени (гликогенолиз);

2) ускоряет глюконеогенез;

3) ингибирует эффекты инсулина, активизирующего синтез гликогена;

4) тормозит синтез белка и ускоряет протеолиз (с использованием продуктов распада белков для цепей глюконеогенеза).

Этих эффектов глюкагона обычно бывает достаточно, чтобы в течение относительно длительного времени (до 24 ч) поддерживать достаточный уровень глюкозы в крови.

У человека может длительно быть повышен уровень глюкозы крови, при этом симптомы, обусловленные гипергликемией, проявляются поздно и поначалу могут никак не беспокоить. Однако сама глюкоза в высоких концентрациях губительно влияет на эндотелий сосудов и, соответственно, на все органы и ткани.

Диагноз сахарный диабет нередко ставят случайно, т. к. заболевание развивается постепенно. Человек с СД II типа может болеть годами, но не знать об этом. Избыточная масса тела или ожирение наблюдается у 80–90 % таких пациентов. Кроме того, у них нередко отмечают артериальную гипертонию, снижение остроты зрения, неврологические нарушения, ишемическую болезнь сердца (ИБС). Эти проявления микро- и макроангиопатий, а также кожный зуд, фурункулез, грибковая инфекция, боли в ногах, импотенция могут стать причиной первого обращения больного к врачу. Нередко СД II типа выявляют у больных с инфарктом миокарда или инсультом.

Поскольку глюкоза равномерно распределяется между плазмой и форменными элементами, ее количество можно определить как в цельной крови, так и в плазме, и в сыворотке крови.

Требования к подтверждению диагноза у людей, имеющих выраженную клиническую картину СД, отличаются от таковых у пациентов без симптомов. При наличии клинической картины СД для установления диагноза достаточно при однократном измерении получить повышенную концентрацию глюкозы крови, соответствующей СД. При отсутствии симптомов на основании однократного получения значения концентрации глюкозы в крови, превышающую норму, диагноз не ставят. За исключением выявления гликемии более 11,1 ммоль/л в любое время суток диагноз СД ставится без дополнительного лабораторного подтверждения. В этом случае для установления диагноза СД необходимо повторно выявить гликемию в диабетическом диапазоне натощак при случайном измерении либо в ходе проведения перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ) в последующие дни. ПГТТ необходим, если при случайном измерении выявлено повышение уровня глюкозы, занимающее промежуточное положение между подтверждающими и исключающими СД значениями, и концентрация глюкозы натощак не достигает диагностического уровня для СД, а также при наличии факторов риска развития СД.

В отличие от разнообразных патологических типов гипергликемии для физиологической гипергликемии наиболее характерен ее преходящий характер.

Относительно достоверным признаком сахарного диабета при однократном определении считают содержание глюкозы натощак выше 7,2 ммоль/л (130 мг/дл) для лиц моложе 50 лет и выше 7,8 ммоль/л (140 мг/дл) – для лиц старше 50 лет.

В 2011 г. ВОЗ одобрила возможность использования НbA₁c для диагностики сахарного диабета:

✓ нормальным считается уровень НbA₁c < 5,7 %;

✓ в качестве диагностического критерия СД выбран уровень НbA₁c ≥ 6,5 %.

Выбор тактики лечения зависит от уровня НbA₁c и используется для контроля компенсации СД.

Для каждого пациента индивидуально устанавливают уровень НbA₁c. Этот показатель зависит от возраста пациента или ожидаемой продолжительности его жизни, длительности заболевания, наличия сосудистых осложнений, риска развития гипогликемии.

Гликированный гемоглобин (НbA₁c) – это гемоглобин, вступивший в неферментативную химическую реакцию с глюкозой или другими моносахаридами, находящимися в циркулирующей крови. В результате этой реакции к молекуле белка (гемоглобин) присоединяется остаток моносахарида. Количество образовавшегося гликированного гемоглобина зависит от концентрации глюкозы в крови и от длительности взаимодействия гемоглобина с раствором, содержащим глюкозу. Поэтому содержание гликированного гемоглобина характеризует средний уровень концентрации глюкозы в крови на протяжении относительно длительного промежутка времени, соизмеримого со сроком жизни молекулы гемоглобина в эритроците (около 3–4 месяцев, или 120 дней).

А теперь немного биохимии. В норме содержание гликированного гемоглобина, по реакции с тиобарбитуровой кислотой, составляет 4,5–6,1 молярного процента.

Определение содержания гликированного гемоглобина используют при подборе лечения у больных сахарным диабетом и оценке степени его компенсации.

Совет экспертов Российской Ассоциации Эндокринологов (РАЭ) принял решение, что основным ориентиром в выборе стратегии пациентов лечения пациентов с впервые выявленным СД II типа должен быть показатель гликированного гемоглобина, так как значения гликемии в течение суток имеют большую вариабельность. Показатели гликемии (натощак и постпрандиальные) могут быть использованы для принятия решений при невозможности получить результаты по НbA₁c.

В приведенной ниже таблице показана связь между гликированным гемоглобином и средним сахаром крови.

Основными причинами гипергликемии являются:

1) сахарный диабет I или II типа (недостаточная продукция инсулина или повышенная толерантность тканей к этому гормону);

2) заболевания гипофиза, сопровождаемые повышенной секрецией соматотропного гормона и АКТГ (опухоли гипофиза, болезнь Иценко – Кушинга, акромегалия);

3) заболевания надпочечников, сочетающиеся с усиленной продукцией катехоламинов или глюкокортикостероидов (феохромоцитома и др.);

4) тиреотоксикоз;

5) заболевания поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит, опухоль поджелудочной железы);

6) побочное действие некоторых лекарственных препаратов (кортикостероиды, тироксин, АКТГ, адреналин, эстрогены, индометацин, большие дозы никотиновой кислоты, тиазидные диуретики, этакриновая кислота, фуросемид и др.);

7) физиологическая гипергликемия (прием пищи, богатой легкоусвояемыми углеводами, интенсивные физические упражнения, значительное эмоциональное напряжение, стресс).

Таблица 3

Связь между гликированным гемоглобином и средним сахаром крови

Таблица 4

Диагностические критерии сахарного диабета и других нарушений углеводного обмена (ВОЗ, 1999)