Диа-арифметика сахарного диабета 1 типа (часть 1)

Идея Фредерика Бантинга

В 1920 г. Фредерик Бантинг, 22-летний хирург пытался открыть свою практику в небольшом канадском городке, а попутно преподавал в Университете Западного Онтарио. В понедельник, 31 октября Бантинг должен был рассказывать студентам об обмене углеводов – теме, в которой он сам силен не был, и для того, чтобы лучше подготовиться, поздним воскресеным вечером Бантинг читал только что вышедшую статью М. Баррона, в которой описывалась блокада панкреатического протока желчными камнями и развивающаяся вследствие этого атрофия ацинозных клеток (клеток, отвечающих за экзокринную функцию)2. Той же ночью Бантинг записал возникшую у него идею: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Дождаться атрофии ацинусов, выделить секрет из островковых клеток, чтобы облегчить глюкозурию»5.Так и не сумев добиться практики, Бантинг отправился в Университет Торонто, свою альма-матер, где обратился к профессору Джону Маклеоду, одному из ведущих специалистов по метаболизму углеводов. Несмотря на то, что профессор воспринял идею Бантинга без энтузиазма, он выделил хирургу лабораторию с минимум оборудования и 10 собак. Ассистентом Бантинга стал по жребию студент Чарльз Бест. Летом 1921 года эксперимент начался.

Бантинг и Бест начали свои исследования с удаления поджелудочной железы у собак. У части животных исследователи удаляли поджелудочную железу, у других перевязывали панкреатический проток и удаляли железу через некоторое время. Затем атрофированная поджелудочная железа помещалась в гипертонический раствор и замораживалась. Полученную в результате этого после разморозки субстанцию вводили собакам с удаленной поджелудочной железой и клиникой сахарного диабета. Исследователи зафиксировали снижение уровня глюкозы, улучшение самочувствия животного. Профессор Маклеод был впечатлен результатами и решил продолжить работу, чтобы доказать, что «панкреатический экстракт» Бантинга и Беста действительно работает.

Новые результаты экспериментов с использованием поджелудочных желез крупного рогатого скота, позволили понять, что можно обойтись без сложной процедуры перевязки панкреатического протока.

В конце 1921 к команде исследователей присоединился Бертен Коллип, биохимик. С его помощью, используя фракционное осаждение с различными концентрациями спирта и другие методы очистки, были получены экстракты островков поджелудочной железы, которые могли быть безопасно введены в организме человека. Это эффективное и нетоксичное вещество и использовалось в первых клинических испытаниях6.

Секреция инсулина и ее нарушения

Для нормального течения обменных процессов важно, чтобы инсулин вырабатывался в нужном объеме. Минимальное количество этого гормона продуцируется всегда

Речь идет о базальной секреции инсулина. После еды и поступления глюкозы в кровь происходит активный выброс гормона – так называемый прандиальный пик. Это необходимо, чтобы глюкоза могла поступить в клетки органов и тканей. 

При нормальной работе поджелудочной железы выработка инсулина после приема пищи происходит в две фазы. Быстрая фаза длится 1-3 минуты, медленная — до получаса. 

Уровень инсулина в крови здоровых людей колеблется в широком диапазоне. Он зависит от возраста и физиологического состояния. У детей это значение составляет от 3 до 20 мкЕд/мл, у взрослых верхний порог достигает 25 мкЕд/мл. 

У женщин во время беременности и после менопаузы происходят существенные изменения гормонального фона. Нормальные показатели инсулина в этом случае составляют от 6 до 27/36 мкЕд/мл. 

Нарушением считается не только пониженная секреция гормона, но и повышенная. Существует несколько факторов, из-за которых поджелудочная железа не может вырабатывать инсулин в нужном количестве:

• СД первого типа. Патологический процесс обусловлен аутоиммунной реакцией. У людей с таким заболеванием ß-клетки островков Лангерганса разрушены и не могут покрыть потребность организма в гормоне. 
• Панкреатит. Воспаление поджелудочной железы приводит к нарушению секреторной функции и нехватке инсулина из-за фиброза тканей. Сахарный диабет, который развивается при панкреатите, называют панкреатогенным или СД 3 типа. 
• Травмы, операции на поджелудочной железе. Они вызывают повреждение островкового аппарата, который продуцирует инсулин. 
• Злоупотребление быстрыми углеводами. Избыточное поступление глюкозы с пищей заставляет орган работать в усиленном режиме. Со временем это приводит к нарушению инсулинарной функции из-за износа поджелудочной железы. 
• Интоксикация. Алкоголь, сильнодействующие лекарства, химические и природные яды, радиоактивные вещества повреждают клетки поджелудочной железы. 
• Инсулинома. Опухоль β-клеток островков поджелудочной железы приводит к избыточной секреции инсулина.

Повышенное содержание гормона опасно из-за постоянной гипогликемии. Клетки органов и тканей не могут получать достаточное количество энергии из-за низкого уровня глюкозы. Гипогликемический приступ, при котором содержание глюкозы в крови падает ниже 2,5 ммоль/л, приводит к потере сознания, локальным поражениям нервной системы, может стать причиной инфаркта миокарда. В тяжелых случаях у пациента наступает гипогликемическая кома — смертельно опасное состояние.

Применение инсулина при беременности

Рискам развития сахарного диабета на фоне беременности, равно как и ведению беременности у женщины с уже подтвержденным диагнозом, уделяется особое внимание. К общим рекомендациям относят:

ведение беременности специалистами из разных областей медицины (акушер-гинеколог, эндокринолог, диетолог, возможно прочие);
соблюдение специально разработанной диеты — калорийность суточного рациона рассчитывается в 30-35 ккал/кг идеальной массы тела (в среднем 1800-2400 ккал); 40-45% калорийности отводится на углеводы, 20-30% — на белки и 30% — на жиры; важно исключить легкоусвояемые углеводы, принимать пищу 5-6 раз в день с 2-3-часовыми интервалами; прибавка массы тела не должна превышать 10 кг, а при наличии ожирения — 7 кг;
соблюдение режима физической активности, избегание чрезмерных физических и эмоциональных усилий;
посещение женской гинеколога и эндокринолога дважды в неделю в первой половине беременности и еженедельно во второй;
проведение УЗИ на 15-20 неделе для исключения грубых пороков развития, на 20-23 неделе для исключения пороков сердца, на 28-32 неделе для раннего выявления макросомии, задержки внутриутробного развития плода, оценки объема околоплодных вод, в канун родов для исключения макросомии плода и решения вопроса о тактике ведения родов;
определение уровня альфа-фетопротеина в сыворотке крови на 15-20 неделе, периодическое определение уровня гликолизированного гемоглобина, повторная офтальмоскопия в третьем триместре для решения вопроса о возможности физиологического ведения родов.

Выбору сахароснижающих препаратов для назначения беременным отводится особое внимание. Пероральные сахароснижающие препараты не рекомендованы, а потому инсулин оказывается единственным сахароснижающим средством в данной ситуации

На сегодняшний день инсулин лизпро по риску применения во время беременности относят к классу В, а инсулин аспарт и инсулин гларгин — к классу С; их использование во время беременности остается темой для обсуждений.

Гестационный сахарный диабет изначально является поводом для компенсирующей диетотерапии и лишь при неэффективности диетических мероприятий назначается инсулинотерапия, идеальный — интенсивная схема.

При наличии у беременной сахарного диабета в анамнезе (любого типа) интенсивная инсулинотерапия является методом выбора, поскольку способна предотвратить неблагоприятное воздействие гипергликемии на организм матери и ребенка. Традиционно введение инсулина осуществляют с помощью инсулиновых шприцев (используют флаконы с концентрацией инсулина 100 ЕД/мл).

Адекватно составленная инсулинотерапия женщине в период беременности позволяет предотвратить развитие осложнений и у нее, и у плода. Цель таковой — максимально приблизить обмен глюкозы к нормальному и не допустить при этом гипергликемии, кетоацидоза или тяжелой гипогликемии.

Поддержание уровня глюкозы в крови обеспечивается посредством применения человеческого инсулина. Начальную дозу инсулина рассчитывают с учетом массы тела женщины и срока беременности. Так, в I триместре она может быть равна 0,6 ЕД/кг, во II триместре — 0,7 ЕД/кг и в III триместре — 0,8 ЕД/кг. Для беременных с низкой массой тела начальные суточные дозировки препарата могут составлять 0,4; 0,5 и 0,6 ЕД/кг соответственно триместрам.

Обычно 2/3 общей суточной дозы инсулина вводят перед завтраком, 1/3 — перед ужином. Примерно треть утренней дозы приходится на инсулин короткого действия, 2/3 — на инсулин средней длительности действия.

В период родовой деятельности показано применение дробных дозировок инсулина с параллельным контролем гликемии, коррекцией ее уровня 5%-ым раствором глюкозы внутривенно. В день родов начальная доза инсулина может составлять ¼ от суточной с последующим внутривенным введением по 2-3 ЕД/ч вместе с 100-150мл 5%-ого раствора глюкозы и параллельным контролем гликемии. После родов дозу инсулина вдвое-втрое уменьшают.

При оперативном родоразрешении в день операции больную не кормят и ей не вводят инсулин. Во время операции при гликемии менее 8 ммоль/л инсулин не вводят, а при гликемии более 8 ммоль/л коррекцию производят простым инсулином короткого действия. На 4-5-е сутки после операции больную переводят на препараты пролонгированного действия.

Барьеры для осуществления инсулинотерапии и неудовлетворенные потребности: упор на гипогликемию

Остаётся несколько барьеров для внедрения инсулина и оптимального его использования в клинической практике, как на уровне больного, так и на уровне врача. Наиболее распространенные причины для отказа от начала инсулинотерапии у больных СД 2-го типа это:

• страх гипогликемии,
• увеличение веса,
• дискомфорт, связанный с необходимостью регулярного анализа крови,
• боль от инъекций,
• мнение, что инсулинотерапия является сложным и трудоемким процессом.

На приверженность инсулинотерапии, однако, большее влияние оказывают такие факторы, как структура медицинского страхования и занятость.

Страх гипогликемии воздействует не только на решение о начале инсулинотерапии, но он может также поставить под угрозу адекватность гликемического контроля.

Сообщалось, что большинство врачей лечило бы пациентов в более агрессивной манере без адекватного контроля уровня глюкозы, если бы не опасения по поводу гипогликемии.

Бремя гипогликемии у пациентов с СД, получающих инсулинотерапию

Гипогликемия — существенный побочный эффект терапии СД, так как она

ухудшает качество жизни пациентов.

Обсервационные исследования показывают, что

• гипогликемия встречается у 42.89 случаев/пациента-год при СД 1 типа,
• 16.36 случаев/пациента-год у получающих инсулинотерапию пациентов с СД 2 типа.

Частота тяжелой гипогликемии составляет примерно

• 1.15 случаев/пациента-год и может достигать 3.2 случаев/пациента-год при СД 1-го типа;
• 0.7 случаев/пациента-год у получающих инсулинотерапию пациентов с СД 2 типа.

Ночные гипогликемии, которые происходят во время сна, особенно опасны, так как пациенты вряд ли распознают симптомы или проснутся во время такого эпизода.

• В рамках исследования DCCT было сообщено о 43 и 55 % всех гипогликемических и тяжелых гипогликемических случаях, соответственно, которые произошли во время сна.
• Большой интернет-опрос, проведенный в США среди 7.239 участников с СД 2-го типа (28.7 % на инсулинотерапии), показал, что гипогликемия
  • препятствовала социальной активности,
  • вызывала больше прогулов работы,
  • снижение общей производительности труда,
  • негативно сказывалась на общем качестве жизни.
• Другое исследование, выполненное в США и Европе, свидетельствует о том, что даже нетяжелые гипогликемические состояния оказывают сильное влияние на производительность труда
  • с потерями, составляющими от U$ 15.26 до U$ 93.47
  • с уменьшением рабочего времени от 8.3 до 15,9 ч в месяц.
• Дальнейшие исследования показали, что пациенты с подтвержденными случаями гипогликемии имели значительное ухудшение качества жизни, большие нарушение настроения и меньшую удовлетворенность работой.
• Были также конкретно изучены последствия развития ночной гипогликемии. В опрос вошли пациенты с СД, набранные в США, Канаде и 7 европейских странах, которые пережили нетяжелые ночные гипогликемии в предыдущем месяце.
• Другой опрос, включавший 8286 пациентов из 5 стран (США, Канада, Германия, Швеция и Объединённое Королевство), показал, что качество жизни с ночными гипогликемиями хуже, чем с дневными.
• Другие исследования также сообщили о пагубных последствиях ночной гипогликемии на качество жизни, включая влияние на членов семьи и сопутствующие факторы.
• Возможная связь гипогликемии с неврологической недостаточностью также вызывает тревогу.

Частота гипогликемических эпизодов может приводить к тому, что пациенты начинают избегать приёма лекарств, со значительным сокращением или даже отменой дозы инсулина после случая гипогликемии, что негативно отражается на гликемическом контроле.

Методы определения инсулина

Методы определения инсулина условно можно разделить на биологические и радиоиммунные. Биол, методы основаны на стимуляции поглощения глюкозы инсулинчувствительными тканями под действием И. Для биол, метода используется диафрагмальная мышца и эпидидимальная жировая ткань, получаемая от крыс чистых линий. Кристаллический И. или исследуемая сыворотка крови человека и препараты диафрагмальной мышцы или эпидидималыюй жировой ткани (лучше изолированные жировые клетки, полученные из эпидидимальной жировой ткани) в буферном р-ре, содержащем определенную концентрацию глюкозы, помещаются в инкубатор. По степени поглощения глюкозы тканью и соответственно убыли ее из инкубируемой среды рассчитывают содержание И. в крови, используя при этом стандартную кривую.

Свободная форма И. усиливает поглощение глюкозы в основном на диафрагмальной мышце, с к-рой практически не реагирует связанная форма И., поэтому, используя диафрагмальный метод, можно определить количество свободного И. Поглощение глюкозы эпидидимальной жировой тканью стимулируется в основном связанной формой И.; но с жировой тканью частично может реагировать и свободный И., поэтому данные, полученные при инкубации с жировой тканью, можно называть общей инсулинной активностью. Физиол, уровни свободного и связанного И. колеблются в очень широких пределах, что, видимо, связано с индивидуальным типом гормональной регуляции обменных процессов, и могут в среднем составлять в норме 150—200 мкед/мл свободного И. и 250—400 мкед/мл связанного И.

Радиоиммунный метод определения И. основан на конкуренции меченого и немеченого И. в реакции с антителом к И. в анализируемой пробе. Количество радиоактивного И., связанного с антителами, будет обратно пропорционально концентрации И. в анализируемой пробе. Наиболее удачным вариантом радиоиммунного метода оказался метод двойных антител, который условно (схематически) можно представить следующим образом. Антитела против И. получают на морских свинках (так наз. антитела первого порядка) и соединяют их с меченым И. (1251). Полученный комплекс повторно соединяют с антителами второго порядка (полученными от кролика). Это обеспечивает стабильность комплекса и возможность реакции замещения меченого И. на немеченый. В результате этой реакции немеченый И. связывается с антителами, а меченый И. переходит в свободный р-р.

Многочисленные модификации этого метода основаны на этапе отделения меченого И. от комплекса с немеченым И. Метод двойных антител положен в основу приготовления готовых наборов для радиоиммунного метода определения И. (фирмами Англии и Франции).

Преимущества помповой инсулинотерапии

• Во время лечения путем многократных инъекций не ясно, какое конкретно количество инсулина идет на восполнение основной дневной нормы, а какое – на нейтрализацию воздействия питательных веществ после еды. С применением помповой инсулинотерапии ситуация становится полностью контролируемой: устанавливается строго определенная дневная доза инсулина (базальный режим), а по мере надобности вводится дополнительная (болюсный режим) — необходимая после приема пищи.
• Совершая физические упражнения, можно перепрограммировать базальный режим таким образом, чтобы уровень глюкозы не понижался (т.е. снизить базальную дозу инсулина). Аналогично можно поступить и во время болезни: только в этом случае следует перепрограммировать базальный режим так, чтобы увеличить подачу инсулина, — тогда уровень глюкозы не будет повышаться. Как уже говорилось, также можно программировать и болюсный режим, изменяя дозу инсулина в зависимости от того, какую пищу пациент ест.
• Кроме того, в помповой терапии используется только инсулин короткого действия, так что нет необходимости придерживаться строгого графика приема пищи и инсулина, в отличие от пациентов, лечащихся путем многократных инъекций инсулина длительного действия.
В настоящее время существует интегрированная система инсулиновой помпы с постоянным мониторингом гликемии Paradigm Real Time (522/722), которая сама контролирует сахар крови (до 288 измерений в сутки), отображает эти значения и направление их изменений на экране помпы в режиме реального времени и подаёт сигналы, предупреждающие пациента о приближении опасного уровня гликемии (низкого или высокого)

Это крайне важно, так как позволяет предотвратить эти осложнения, моментально изменив режим инсулинотерапии или отключив на время подачу инсулина.
Функция Bolus Wizard (Помощник Болюса), встроенная в помпы последнего поколения, высчитывает и подсказывает пациенту, сколько необходимо ввести инсулина с учётом множества параметров, влияющих на изменение сахара, а отображение сахарной кривой позволяет планировать своё питание и физическую нагрузку с максимальной точностью, избегая выраженных колебаний уровня сахара крови. Физиологическое поступление инсулина с помощью помпы помогает снизить на 30% дозы инсулина, подбирать идеально рассчитанную дозу и способ введения для любого набора продуктов и физической нагрузки, снизить частоту инъекций

«Помощник болюса» учитывает индивидуальные параметры:
1. количество хлебных единиц или граммов углеводов, которое планирует употребить пациент;
2. текущий показатель глюкозы крови;
3. углеводные (хлебные) единицы;
4. углеводные (пищевые) коэффициенты;
5. индивидуальную чувствительность к инсулину (число единиц глюкозы крови, на которые этот показатель снижается под воздействием 1 Ед инсулина);
6. индивидуальный целевой диапазон показателей глюкозы крови;
7. время активности инсулина (часы).
А самое главное – применение помповой инсулинотерапии снижает вероятность неконтролируемых повышений и снижений уровня сахара крови, что позволит избежать осложнений и обеспечит пациентам с диабетом действительно высокое качество жизни каждый день и на всю жизнь.