Регуляция концентрации глюкозы (основные механизмы)
- Инсулин (β‑клетки поджелудочной): при повышении глюкозы в крови (например, после еды) глюкоза поступает в β‑клетку через GLUT2, повышается соотношение $\mathrm{ATP}/\mathrm{ADP}$, закрываются К${}_{\text{ATP}}$‑каналы, мембранная деполяризация → вход Ca${}^{2+}$ → экзоцитоз инсулина. Эффекты инсулина:
- усиливает захват глюкозы мышцами и жировой тканью (транслокация GLUT4);
- стимулирует гликогенез в печени и мышцах, угнетает гликогенолиз и глюконеогенез в печени;
- увеличивает гликолиз, синтез белка и липогенез, подавляет липолиз и протеолиз.
- Глюкагон (α‑клетки): при снижении глюкозы секреция глюкагона↑; он действует через рецепторы G${}_s$ → cAMP/PKA → стимул для гликогенолиза и глюконеогенеза в печени, а также усиливает липолиз в жировой ткани.
- Соматостатин (δ‑клетки): парокринно ингибирует секрецию и инсулина, и глюкагона, стабилизируя ответ.
- Взаимодействия: инсулин парокринно подавляет α‑клетки; гормональный баланс и нервная регуляция (симпатик/парасимпатик, инкретины) тонко настраивают ответ.
Последствия длительной гипергликемии — молекулярные и тканевые эффекты
Ключевые патогенетические пути при хронически повышенной глюкозе:
- Неэнзиматическое гликозилирование белков → образование AGE (advanced glycation end‑products), которые изменяют структуру белков, усиливают сшивку коллагена, повышают жесткость сосудов и связываются с рецептором RAGE, запускающим воспаление.
- схематично: $\text{Protein}+\text{Glucose}\to \text{Schiff base}\to \text{Amadori product}\to \text{AGE}$.
- Повышенный поток через полиольный путь (альдозредуктаза): накопление сорбитола/osmotic stress → повреждение нервов и хрусталика (катаракта).
- Повышение продукции диацилглицерола (DAG) → активация PKC → дисфункция эндотелия (увеличенная проницаемость, протромботичность, нарушение кровотока).
- Увеличение оксидативного стресса (митохондриальная перегрузка, ROS) → ДНК‑ и белковое повреждение.
- Усиление гексозаминового пути → патологическая O‑гликозилизация сигнальных белков, нарушение функции клеток.
Клинические и тканевые последствия (основные осложнения):
- Мелкие сосуды (микрососуды): ретинопатия (кровоизлияния, неоваскуляризация, слепота), нефропатия (гломерулосклероз, протеинурия, прогрессирующая ХПН) и диабетическая нейропатия (сенсорная и автономная), связанные с нарушением микроциркуляции, гипоксии и повреждением базальной мембраны.
- Крупные сосуды (макрососуды): ускоренный атеросклероз → ИБС, инфаркт миокарда, инсульт, периферическая артериальная болезнь.
- Иммунная дисфункция: повышенная склонность к инфекциям, плохое заживление ран.
- Структурные изменения тканей: утолщение и потеря эластичности сосудистых стенок, фиброз органов, нарушения фильтрационной функции почек.
- Клеточные эффекты: нарушение метаболизма, апоптоз β‑клеток при глюкотоксичности (усугубление дефицита инсулина), дисфункция эндотелиальных и нервных клеток.
Клинические маркеры и пороги (примерно):
- нормальный натощак: $3,9\text{–}5,6mmol/L$ ($70\text{–}100mg/dL$);
- диабет при натощак: $\ge 7,0mmol/L$ ($\ge 126mg/dL$);
- сахаросвязывающий гемоглобин HbA1c отражает среднюю гликемию и коррелирует с риском осложнений.
Краткий вывод: инсулин и глюкагон (а также соматостатин) обеспечивают динамический гомеостатический контроль глюкозы; длительная гипергликемия вызывает многочисленные биохимические пути повреждения (AGE, полиольный путь, PKC, окислительный стресс), что ведёт к микрососудистым и макрососудистым осложнениям, нейропатии, нарушению иммунитета и прогрессирующей дисфункции органов.