Гормональная регуляция углеводного обмена при сахарном диабете
В последние годы многие жители мегаполисов и крупных городов стали содержать большое количество мелких домашних животных. При этом, как правило, используются корма, которые составляют меню человека. Но необходимо помнить, что собаки и кошки являются плотоядными животными, использующими в своем развитии питательные вещества, содержащиеся в целостном организме, потребителями которых они являются.
(из сборника «Материалы XV международного московского конгресса по болезням мелких домашних животных», 2007)
Однако, в кормах, приготавливаемых на кухне владельцами, недостает кормов животного происхождения, в т.ч. веществ, необходимых для поддержания физиологического состояния организма. Поэтому при нарушении принципов кормления возникают различные дисбалансы в организме домашних животных и развиваются некоторые болезни.
Среди таких болезней у домашних кошек и собак все большее значение приобретает сахарный диабет. По данным некоторых исследований, это заболевание у плотоядных животных диагностируется в 0,0005 – 1,5% случаев (Торранс Э.Дж., Муни К.Т.) Сахарный диабет – это болезнь эндокринной системы, обусловленная нарушением всех видов обмена веществ в организме и характеризующаяся состоянием хронической гипергликемии. Помимо таких причин, как аутоиммунные нарушения, генетическая предрасположенность к СД, различные вирусные заболевания, вызывающие деструкцию β-клеток панкреатических островков, структурные изменения поджелудочной железы и влияние цитотоксических препаратов, поступление в организм животного кормов с содержанием больших количеств углеводов также является предрасполагающим фактором возникновения сахарного диабета.
Поэтому уровень гликемии крови является показателем баланса обмена углеводов в организме. Этот показатель стабилен и составляет у млекопитающих около 5 ммоль/л (или 100 мг %). В норме его отклонения обычно не превышают ± 30%. Концентрация глюкозы в крови зависит, с одной стороны, от притока моносахарида в кровь преимущественно из кишечника, печени и почек и, с другой – от его оттока в работающие и депонирующие ткани (мозг, жировая ткань, мышцы).
Поступление глюкозы в кровь прямо коррелирует с уровнями фосфорилазной реакции и процессов гликонеогенеза. Отток же ее в ткани зависит от скорости поступления глюкозы в мышечные и лимфоидные клетки, мембраны которых создают барьер для проникновения в них молекул моносахарида, метаболической утилизации ее, превращения глюкозы в гликоген в печеночных клетках. Все эти процессы, сопряженные с транспортом и метаболизмом глюкозы, непосредственно контролируются комплексом гормональных регуляторов. Такие вещества по действию на уровень гликемии могут быть условно разделены на следующие типы.
Гормоны, относящиеся к регуляторам первого типа, стимулируют утилизацию глюкозы тканями и ее депонирование в форме гликогена, но одновременно тормозят гликонеогенез, что соответственно приводит к снижению концентрации сахара в крови. Гормоном такого типа действия является инсулин – низкомолекулярный белок с молекулярной массой около 6000 Д, синтезируемый в организме β-клетками панкреатических островков. Он образуется из проинсулина под влиянием протеаз. Считается, что биологический эффект инсулина связан с его способностью соединяться со специфическими рецепторами цитоплазматических мембран клеток. Влияние его на углеводный обмен связано с усилением транспорта глюкозы через клеточные мембраны. В наибольшей степени от инсулина зависит транспорт глюкозы в двух типах тканей: мышечной (миоциты) и жировой (адипоциты), являющимися инсулинозависимыми.
Попадая в кровоток, инсулин осуществляет основное свое действие, состоящее в снижении концентрации глюкозы в крови. Вместе с этим он активирует ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах гликогена из глюкозы, усиливает синтез жиров и белков.
Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры. То есть, помимо анаболического действия, этот гормон обладает также и антикатаболическим эффектом. Поэтому нарушение секреции инсулина в следствие деструкции β-клеток приводит к абсолютной недостаточности его в организме и является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета I типа. При этом нарушение действия инсулина на ткани имеет важное место в развитии сахарного диабета II типа, приводя организм к состоянию относительной инсулиновой недостаточности.
Факторы регуляции углеводного обмена второго типа стимулируют распад гликогена и, соответственно, гликонеогенез, тем самым вызывая повышение содержания глюкозы в крови. Такими гормонами являются глюкагон и адреналин. Один из них, глюкагон, является антагонистом инсулина. Он продуцируется α-клетками островков Лангерганса. Это полипептид с молекулярной массой 3485 Д. Органами-мишенями этого гормона являются печень, жировая ткань и мышцы. Основное действие глюкагона заключается в поддержании высокого уровня глюкозы крови путем усиления расщепления гликогена вследствие активации фермента фосфорилазы. Кроме того, глюкагон способствует мобилизации жирных кислот из жировой ткани. В то время как инсулин, наоборот, имеет тенденцию к липогенезу. Благодаря согласованной работе этих двух гормонов поджелудочной железы содержание глюкозы в крови в здоровом организме поддерживается в определенных пределах.
По воздействию на углеводный обмен организма такой гормон надпочечников как адреналин близок к действию глюкагона, т.к. усиливает распад гликогена и процессы гликонеогенеза. В физиологических концентрациях он преимущественно рецептируется мышцами и прежде всего миокардом, и жировой тканью. Поэтому, для данного гормона, как и для глюкагона, но в меньшей степени, характерна отдаленная по времени стимуляция гликонеогенеза.
Гормоны третьего типа регуляции стимулируют гликонеогенез в печени, тормозят утилизацию глюкозы различными клетками и, хотя усиливают образование гликогена гепатоцитами, в результате также повышают уровень глюкозы в крови. К ним относятся глюкокортикоиды. В отношении углеводного обмена кортизол и его аналоги являются диабетогенными (антиинсулиновыми) гормонами. Они тормозят гликолиз и транспорт глюкозы в мышцы, лимфоидную и жировую ткани. Стимуляция гликонеогенеза этими гормонами в определенной мере усиливается за счет вызываемой ими стимуляции процессов трансаминирования и распада некоторых аминокислот. Кроме того, глюкокортикоиды пермиссируют дейсвие глюкагона и адреналина на гликогенолиз. Все это обусловливает гипергликемический эффект кортикостероидов.
Однако, при сахарном диабете основное внимание уделяется таким гормонам как инсулин и глюкагон, выполняющие на физиологическом уровне антагонистическую функцию. При этом согласованность в работе не только данных гормонов, но и всего гормонального комплекса организма нарушается. Дисбаланс действия гормонов приводит соответственно к развитию у животного устойчивой гипергликемии, при которой концентрация глюкозы крови составляет более 10,0 ммоль/л, выраженной глюкозурии и полидипсии.
Таким образом, можно заключить, что в основе патологического метаболизма углеводов при сахарном диабете лежит сочетанное нарушение регулирующего действия инсулина и ряда других гормонов на ткани, в результате чего в организме возникает абсолютный или реже относительный дефицит инсулина. Однако, основные патогенетические механизмы данного заболевания, методы ранней диагностики, а также меры профилактики сахарного диабета изучены еще не достаточно. Мы в своей работе изучаем особенности проявления сахарного диабета у домашних плотоядных животных разного возраста, чтобы своевременно диагностировать болезнь и рекомендовать наиболее рациональное лечение.
