Глава 1 ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА, ЕЕ НАЗНАЧЕНИЕ И МЕХАНИЗМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 

Человеческий организм представляет собой велико­лепную саморегулирующуюся систему, искусственных аналогов которой — роботов или хотя бы детальных ком­пьютерных моделей — не существует. Возможно, они по­явятся в будущем, но на сегодняшний день мы, люди, яв­ление уникальное; по сложности своей «конструкции» — даже если говорить не о качественных, а лишь о количест­венных аспектах — мы вполне сопоставимы с Галактикой. Это утверждение не стоит относить на счет нашего антро­поцентризма, так как оно основано на совершенно реаль­ных фактах: в Галактике около ста миллиардов звезд, а наш мозг содержит пятнадцать миллиардов нейронов. Как ви­дите, вполне сопоставимые величины.

Теперь давайте задействуем некоторую часть из этих пятнадцати миллиардов мозговых клеток и, вспомнив школьные уроки анатомии, представим, как мы «устрое­ны». Во-первых, у нас имеются кости, или несущий ске­лет; в суставах пальцев, в запястьях и щиколотках, в локте­вых, коленных, плечевых и тазобедренных суставах и в иных местах кости сочленяются, и там они покрыты хрящевидной тканью и скреплены сухожилиями — такая конструк­ция обеспечивает гибкость членов нашего тела. Во-вторых, имеются мышечная ткань, подкожно-жировая клетчатка и кожа; мышцы прикрепляются к костям, клетчатка обвола­кивает их, а кожа является как бы природным скафандром, предохраняющим от воздействий внешней среды. В этот скафандр «вмонтированы» ногти, волосы, зубы, а также датчики или рецепторы органов чувств — зрительные, слу­ховые, тактильные (осязательные), обонятельные и вкусо­вые. Оба аппарата, скелет и мышечная ткань, обладают по­трясающей способностью к регенерации: сломанные кости срастаются, а раны заживают, если только они не смер­тельны.

Внутренние органы, третья важнейшая составляющая нашей «конструкции», тоже обладают большим запасом прочности, а кое-что даже присутствует в парном вариан­те — например, легкие и почки. Но вот сердце, мозг, желу­док, поджелудочная железа, селезенка, мочевой пузырь, желчный пузырь, печень и желудочно-кишечный тракт имеются у нас в единственном и невосполнимом экзем­пляре.

Четвертой составляющей человеческого организма яв­ляются нервная, кровеносная и эндокринная системы. От­метим, что мы называем их «четвертой составляющей» в обобщенном смысле; каждая из них — сложнейшая систе­ма, и у каждой — свои функции.

Нервная система обеспечивает передачу информации (раздражения, как говорят биологи) от зрительных, так­тильных и прочих рецепторов в головной мозг, а также от­ветные команды мозга мышцам: например, мы видим перед собой яблоко и протягиваем руку, чтобы его взять. Таким образом, с помощью нервной системы реализуется управление нашими осознанными или инстинктивными реакциями на раздражения внешней среды; главным же ор­ганом нервной системы, ее командным центром, является головной мозг.

Кровеносная система обеспечивает питанием клетки, из которых состоят все внутренние органы (включая мозг), а также мышечная ткань, кожа и так далее. Кровеносные сосуды пронизывают легкие и стенки кишечника: из лег­ких с потоком крови к клеткам поступает кислород, из ки­шечника — глюкоза и другие питательные вещества. Кровь прогоняется насосом — сердцем, которое сокращается при нормальном функционировании организма 60—80 раз в секунду и перекачивает за сутки 3400—5400 литров крови в расчете на один квадратный метр поверхности тела. Что касается отходов, то они выводятся из организма следую­щим образом: газообразные — выдохом через гортань; твердые — через кишечный тракт и анальное отверстие; жидкие — фильтруются в почках, скапливаются в мочевом пузыре и выбрасываются через мочевыводящие каналы.

Нервные стволы, узлы и крупные кровеносные сосуды фиксированы по своему положению в теле, описаны меди­ками и имеют специальные названия. Но мельчайшие нер­вы (нервные окончания) и крохотные кровеносные сосуды (капилляры), которые пронизывают все ткани организма, нельзя учесть с такой же скрупулезностью. Они — повсю­ду; в какую бы точку тела вы ни кольнули иглой, вы ощу­тите боль и увидите капельку крови. Эти мельчайшие нервы и сосудики-капилляры можно считать аналогами крохот­ных ручейков, но они столь же важны, как и полноводные реки. Капилляры-ручьи доставляют питание к каждой клетке, а нервы-ручьи обеспечивают чувствительность тела; вместе они заведуют трофикой, то есть питанием ор­ганов и тканей, которое необходимо для нормальной жиз­недеятельности организма. Если эти ручьи обмелеют, на­чнется атрофия тканей, раны и царапины перестанут за­живать, регенерация клеток замедлится, ткани потеряют чувствительность.

Мы видим, что нервную и кровеносную системы мож­но уподобить рекам с притоками, дереву со множеством ветвей или электропроводке в каком-нибудь суперслож­ном приборе; и в обоих случаях эти системы имеют свой руководящий центр, соответственно мозг и сердце. Эндо­кринная же система «устроена» несколько иначе. Она вклю­чает в себя расположенные в разных частях тела железы внутренней секреции — гипофиз, щитовидную, поджелу­дочную, половые железы и некоторое другие. Все эти же­лезы вырабатывают определенные химические вещества, называемые гормонами, которые выводятся из желез пря­мо в кровь и разносятся кровью вместе с кислородом и пи­тательными веществами. Гормоны столь же необходимы организму, как питательные вещества и кислород; они вли­яют на целый комплекс жизненных процессов — таких, как обмен веществ и энергии, процесс роста, уровень саха­ра и кальция в крови и так далее. Недостаток или избыток какого-либо гормона приводит к заболеванию.

САХАРНЫЙ ДИАБЕТ - ЭТО ХРОНИЧЕСКОЕ ЗАБОЛЕ­ВАНИЕ, ПРИВОДЯЩЕЕ К НАРУШЕНИЯМ УГЛЕВОДНОГО, БЕЛКОВОГО И ЖИРОВОГО ОБМЕНОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ НЕ­ДОСТАТКА ГОРМОНА ИНСУЛИНА ИЛИ НЕПРАВИЛЬНОГО ЕГО ДЕЙСТВИЯ.

Осознав этот факт и вооружившись первыми и самыми примитивными анатомическими сведениями, рассмотрим строение и функции поджелудочной железы, которая на медицинской латыни называется «панкреас».

Она находится слева за желудком, в верхней части жи­вота и доходит до селезенки; ее положение можно предста­вить, если провести ладонью от левого бока под ребрами к пупку (рис. 1.1). В поджелудочной железе выделяют голов­ку, тело и хвост. В функциональном отношении она состо­ит из двух независимых частей: основной своей массы, вы­деляющей пищеварительный (или панкреатический) сок, и так называемых «островков Лангерганса», на которые приходится только 1—2% от общего объема органа (рис. 1.2). Именно эти островки, открытые в девятнадцатом веке немецким физиологом Лангергансом, и выполняют эндо­кринную функцию, так как в каждом из них содержится от восьмидесяти до двухсот гормонально активных клеток, выделяющих в кровь гормоны. Эти клетки, в зависимости от секретируемых ими веществ, делятся на четыре типа — альфа, бета, дельта и РР-клетки. В альфа-клетках выраба-

Рис. 1.2. Поджелудочная железа. Выделены «островки» и кружками белого и черного цветов показаны альфа- и бета-клетки.

тывается глюкагон, в бета-клетках — инсулин, в дельта-клетках — гастрин и соматостатин, в РР-клетках — пан­креатический полипептид. Большую часть каждого ост­ровка в теле и хвосте поджелудочной железы составляют бета-клетки (85%); на долю альфа-клеток приходится 11%, на дельта-клетки — 3% и на РР-клетки — 1%. Отметим еще одно важное обстоятельство: вместе с инсулином бета-клет­ки производят так называемый С-пептид («цэ»-пептид), ко­торый не обладает свойствами инсулина и интересен нам лишь потому, что его производится ровно столько же, сколь­ко инсулина (т.е. на каждую молекулярную цепочку инсу­лина приходится цепочка С-пептида). Этот факт нам при­годится в дальнейшем.

Каковы же функции гормонов, которые вырабатывают островки Лангерганса? Прежде всего отметим, что вещест­ва, вырабатываемые дельта-клетками и РР-клетками, мы рассматривать не будем, так как в контексте данной книги они несущественны. Далее нам придется вспомнить, что используемый в быту термин «сахар» далеко не точен; на самом деле существует множество разновидностей Саха­ров, различающихся своим химическим строением. Одни из них имеют сложные молекулы, и такие сахара называют «полисахаридами» или сложными сахарами; структура дру­гих более проста и их называют «моносахаридами» или про­стыми сахарами. Так вот, глюкагон, вырабатываемый аль­фа-клетками, способствует распаду сложного сахара-гли­когена и образованию из него простого сахара-глюкозы. В форме гликогена сахар накапливается «про запас» в не­которых наших органах — в печени и в мышцах; глюкоза же — это виноградный сахар, один из простейших сахаров, и в дальнейшем, если не оговаривается особо, мы будем употреблять эти два термина, глюкоза и сахар, как понятия полностью эквивалентные. Именно в форме глюкозы са­хар присутствует в нашей крови.

Разобравшись с глюкагоном и сахарами, рассмотрим функцию инсулина. Однако перед этим полезно вспом­нить еще один важный факт, касающийся нашего организ­ма, а именно: наше тело состоит из клеток. Клетки бывают разные по функциям и виду — скажем, шарообразные, овальные, плоские, цилиндрические и т.д. Клетки одина­ковой формы и функции образуют определенную ткань че­ловеческого организма — например, головной мозг, стен­ки кровеносных сосудов, печень или мышцы. Несмотря на разнообразие клеток, между ними есть нечто общее: все они нуждаются в питании. Мы двигаемся, наш организм функционирует непрерывно (даже когда мы спим), а это значит, что мы непрерывно расходуем энергию. Восполне­ние энергии осуществляется на клеточном уровне: кровь постоянно доставляет клеткам кислород и питательные ве­щества, одним из которых — и очень важным! — является глюкоза. Если уподобить наши клетки бензиновому мото­ру, в котором постоянно сгорает топливо (чтобы автомо­биль двигался), то глюкоза как раз и является тем самым бензином, питающим наш биологический мотор.

Однако вспомним, что бензин попадает в автомобиль­ный мотор с помощью довольно сложной системы — кар­бюратора, который впрыскивает порции горючего в каме­ру сгорания. При отсутствии карбюратора бензин в камеру не попадет, а при неисправном карбюраторе — может, и попадет, но не в том количестве, какое нужно. Точно такие же перипетии происходят с глюкозой, переносимой кро­вью: ее молекулы сами по себе не способны проникнуть в клетку-мотор. Роль карбюратора — только не механичес­кого, а химического — в данном случае играет инсулин.

Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Пред­ставьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабжен­ный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, кото­рые могли бы попасть внутрь, если бы двери были откры­ты — однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вмес­те с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (т.е. у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.

Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим об­разом: стадия 1 — мы поглощаем пищу; стадия 2 — слож­ные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок и ки­шечник, перерабатываются в моносахара, в основном — в глюкозу; стадия 3 — глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клет­ки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В ре­зультате, во-первых, клетки начинают голодать, а, во-вто­рых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимо­го — наступает состояние гипергликемии.

Первое обстоятельство приводит к потере веса, за­тем — к дистрофии, к постепенному угасанию и, собствен­но говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода — за­тяжной процесс, занимающий несколько недель и в дан­ном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельст­вом — гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 12 этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмот­рим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.

Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим ис­ключением являются так называемые инсулинонезависи-мые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то он проникает в эти ткани в избыточном количестве.

Посмотрим, что же это за ткани. Прежде всего голов­ной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При по­вышенном уровне сахара в крови первым ощущением яв­ляется тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. В хрусталик глаза глюкоза тоже про­никает без помощи инсулина; в результате при повышен­ном сахаре крови хрусталик мутнеет, и кажется, будто пе­ред глазами дымка. Эритроциты и внутренняя оболочка кровеносных сосудов также относятся к инсулинонезави-симым тканям, и когда лишний сахар попадает в клетки, выстилающие кровеносные сосуды, это чревато крайне не­приятными осложнениями в будущем. (Напомним, кста­ти, что эритроциты — это красные кровяные тельца, переносящие кислород и углекислый газ; в них накапливается сахар, который прочно связывается с гемоглобином).

Кроме описанных выше явлений наблюдается еще одно: сахар начинает выводиться через почки с мочой. Это тревожный сигнал, и он означает, что организм пытается защититься от избытка сахара.

В последующих главах мы рассмотрим все эти процес­сы подробнее, двигаясь как бы расширяющимися кругами; таков наш метод изложения — вначале читателю надо ус­воить самые простые понятия, а затем переходить к более сложным. Поэтому сейчас достаточно отметить лишь два важнейших факта:

1. ПРИЧИНА ВСЕХ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ ДИАБЕТЕ ПОВЫШЕННЫЙ САХАР КРОВИ.

2. СОВРЕМЕННАЯ МЕДИЦИНА ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ДИА­БЕТИКУ СРЕДСТВА, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ КОНТРОЛИРОВАТЬ И РЕГУЛИРОВАТЬ УРОВЕНЬ САХАРА В КРОВИ - НЕЗАВИ­СИМО ОТ СПОСОБНОСТИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ВЫРАБАТЫВАТЬ ИНСУЛИН.

В человеческом организме все должно быть сбаланси­ровано, все его системы должны функционировать в опре­деленных рамках, все жизненные показатели — в том чис­ле и сахар крови — должны находиться в определенных границах. Это достигается обратной связью, существую­щей между воздействием на организм и откликом на это воздействие; и каждый наш орган фактически является тонким и сложным устройством, реализующим эту обрат­ную связь. Вот простейший пример: мы перешли с шага на бег, мы расходуем больше энергии, и тут же сердце стало биться чаще, а легкие требуют больших объемов воздуха. Но в данном случае нам нужен не только воздух; в резуль­тате пробежки мы проголодаемся, и нам потребуется боль­ше пищи.

Аналогичную регуляцию, характерную для всех систем с обратной связью, осуществляет и поджелудочная железа. Рассмотрим, как это происходит у здорового человека, про­иллюстрировав изложение графиком естественной секре­ции инсулина (рис. 1.3).

Утром в крови содержится сравнительно небольшое количество сахара (так называемый «сахар натощак») и не­большое (базовое) количество инсулина. Низкий уровень сахара в крови вызывает ощущение голода, и человек завтракает — предположим, в 7 часов утра.

Рис. 1.3. Кривая секреции инсулина у здорового человека.

Разумеется, кро­ме белковой пищи он ест хлеб, содержащий углеводы, пьет кофе или чай с сахаром или с чем-нибудь сладким. В ре­зультате концентрация глюкозы в крови повышается, и по этому сигналу поджелудочная железа начинает вырабаты­вать инсулин (как это показано на рис. 1.3). Инсулин спо­собствует проникновению глюкозы в клетки, и ее уровень в крови довольно быстро снижается. В 12 часов человек снова ощущает голод — наступает время второго завтрака. Он ест, и все повторяется снова: повышение сахара, вы­брос новой порции инсулина, понижение сахара. Анало­гичные процессы повторяются в 18 часов (после обеда) и в 22 часа (после ужина). Возможна, разумеется, иная схема питания: завтрак — в восемь утра, обед — в два часа дня, а ужин — в девять вечера, но суть от этого не меняется: у здорового человека поджелудочная железа отреагирует во всех случаях одинаково — выбросом необходимой порции инсулина. При этом здоровый человек может есть что угод­но (в том числе — много сладкого), может весь день голо­дать без неприятных последствий, может переедать. В пос­леднем случае клетки получат избыточное питание, начнет образовываться жировая ткань, и наш здоровый человек уже не будет таким здоровым.

В следующей главе мы рассмотрим, что происходит с глюкозой в организме диабетика, а сейчас продолжим ана­лиз нормального процесса обмена веществ. Инсулин — белковый гормон немедленного действия; это значит, что в бета-клетках всегда есть запас инсулина, который посту­пает в кровь за считанные минуты и тут же начинает снижать сахар в крови. Затем, в зависимости от уровня сахара крови, бета-клетки начинают синтезировать инсулин в не­обходимом количестве. Существует специальная единица для измерения количества инсулина, которую мы будем называть в дальнейшем просто ИНСУЛИННОЙ ЕДИНИ­ЦЕЙ или ЕД; также существует общепринятая единица для измерения количества глюкозы в крови — миллимоль на литр, или ммоль/л. Мы встретимся в дальнейшем еще с некоторыми единицами измерения различных величин, поэтому давайте повторим еще раз и как следует запо­мним:

ЕД — так обозначается инсулинная единица ммоль/л — так обозначается единица, при помощи которой измеряют количество глюкозы в крови

У взрослого здорового человека общее количество ин­сулина, накопленного в островках поджелудочной железы, составляет примерно 200 ЕД, а скорость синтеза инсули­на — около 40—50 ЕД в сутки. Бета-клетки производят столько инсулина, чтобы на каждый килограмм веса тела в среднем приходилось по 0,5—0,6 ЕД. Это средние, обоб­щающие показатели, но в течение суток скорость выработ­ки (или секреции) инсулина сильно колеблется — от 0,25 ЕД в час до 2 ЕД в час — прежде всего в зависимости от со­держания глюкозы в крови. Как мы уже отмечали, после еды, когда концентрация сахара в крови повышается, сек­реция инсулина идет быстрее — то есть избыток глюкозы интенсифицирует работу бета-клеток.

Теперь укажем количественные характеристики содер­жания сахара в крови здорового человека (в том случае, если кровь взята из пальца):

Натощак: от 3,3 до 5,5 ммоль/л

Через два часа после еды: от 4,4 до 7,8 ммоль/л

Ночью (2 — 4 часа ночи): от 3,9 до 5,5 ммоль/л

Вот те показатели, на которые нужно ориентироваться диабетикам — в первую очередь тем, кто заболел диабетом в детстве, в молодом возрасте или во время беременности. В дальнейшем мы еще не раз вернемся к этим цифрам, а сейчас отметим два важных обстоятельства:

1. ИНСУЛИН - ГЛАВНЫЙ ИЗ ГОРМОНОВ, РЕГУЛИ­РУЮЩИХ ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГА­НИЗМЕ.

2. ЗНАЧЕНИЕ САХАРА КРОВИ ВЫШЕ 7,8 ММОЛЬ/Л НЕ­ЖЕЛАТЕЛЬНО, А ВЫШЕ 10,0 ММОЛЬ/Л ПРИВОДИТ В ПЕР­СПЕКТИВЕ К ДИАБЕТИЧЕСКИМ ОСЛОЖНЕНИЯМ - КАК ГОВОРЯТ, «РАБОТАЕТ» НА ОСЛОЖНЕНИЯ.

В заключение первой главы рассмотрим еще два мо­мента, связанных с функциями печени и почек.

Печень — замечательный орган; во-первых, она явля­ется как бы «токсикологической лабораторией» организ­ма, где нейтрализуются всевозможные вредные вещества, а во-вторых, обладает огромной способностью к восста­новлению; образно говоря, печень способна привести саму себя в нормальное состояние — если только она не пора­жена хронической болезнью (например, гепатитом). Это важное обстоятельство; иногда диабетику приходится при­нимать препараты, влияющие на печень, но после оконча­ния курса приема ее функции быстро восстанавливаются. Печень является «складом» или «депо» сахара; около 60% глюкозы, поступающей в организм здорового человека в состоянии покоя, преобразуется в гликоген и хранится в печени «про запас» — на тот случай, когда концентрация сахара в крови резко упадет и понадобится его «добавить». Для диабетика это первая линия обороны в защите от ги­погликемии, то есть аномально низкого содержания саха­ра в крови. Напомним, что, кроме печени, мышечные и жировые ткани также обладают резервами, способными добавить глюкозу в нашу кровь.

Почки в нашем организме являются своеобразным «очистным сооружением». Почки пронизаны множеством мелких капилляров, к ним течет кровь от всех органов тела, и при этом, если какое-либо вещество содержится в крови в слишком большом количестве, оно выводится через почки с мочой. В обычной ситуации, когда уровень сахара в крови не превосходит определенной величины, глюкоза не выделяется с мочой. Кровь протекает через поч­ки, фильтруется в так называемую «первичную мочу», а затем все нужные вещества всасываются обратно в кровь через стенки капилляров. Но когда концентрация глюкозы в крови выше определенного порога (он называется «почечным порогом»), почки активно выделяют сахар, и он будет уходить вместе с мочой.

Какова же величина почечного порога? В принципе она различна у разных людей и колеблется от 6 ммоль/л (низкий почечный порог) до 11 ммоль/л (высокий почеч­ный порог). Существуют, однако, средние характеристики: для детей и подростков почечный порог обычно равен 9 ммоль/л, а для взрослых — 10 ммоль/л. Таким образом, по наличию сахара в моче можно судить о содержании са­хара в крови. В дальнейшем мы разберемся подробнее с анализами крови и мочи на сахар, а пока отметим следую­щие обстоятельства:

1. Если сахар в моче отсутствует, то это значит, что кон­центрация глюкозы в крови была ниже почечного порога — т.е. меньше, чем 10 ммоль/л.

2.  Если в моче имеется немного сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови недолгое время была выше почечного порога.

3. Если в моче имеется много сахара, то это значит, что концентрация глюкозы в крови длительное время была выше почечного порога.

Понятия «немного» и «много» мы уточним в части 4, где пойдет речь о способах контроля диабета, о различных анализах и применяемых для этого приборах.

Завершая главу, дадим краткий перечень терминов, упомянутых нами, к которым читателю нужно поскорее привыкнуть:

ИЗСД — инсулинозависимый сахарный диабет, или диабет 1типа

ИНСД инсулинонезависимый сахарный диабет, или диабет II типа

ИНСУЛИН — белковый гормон, вырабатываемый поджелу­дочной железой и регулирующий концентрацию сахара в крови -    ГЛЮКОЗА — виноградный сахар, моносахарид; именно этот сахар содержится в человеческой крови

ЕД — единица измерения количества инсулина

ММОЛЬ/Л — единица измерения концентрации сахара (глюкозы) в крови

САХАР НАТОЩАК — концентрация глюкозы в крови ут­ром, до завтрака; нормальное значение — от 3,3 до 5,5 ммоль/л

ГИПОГЛИКЕМИЯ — аномально низкое содержание сахара в крови

ГИПЕРГЛИКЕМИЯ — аномально высокое содержание са­хара в крови

ПОЧЕЧНЫЙ ПОРОГ — концентрация сахара в крови, начи­ная с которой сахар выводится с мочой; обычно 9—10 ммоль/л.