- Где образуется инсулин?
Как многие гормоны в любой клетке любой ткани любого живого организма в процессе ее дифференцировки
- Клетки, каких еще организмов образуют инсулин?
Инсулин принадлежит к эволюционно очень “старым” пептидам. Его можно обнаружить инсулин у бактерий, одноклеточных, растений, кольчатых червей, моллюсков, насекомых и других представителей животного мира, которые не имеют панкреатической железы [Клуша В.Е,1984].
Последовательность аминокислотных остатков в молекуле инсулина изучена более чем у 25 видов животных. Во всех организмах инсулин регулирует поглощение глюкозы клетками.
- Какова функция В-клеток?
Накопление запасов инсулина
- Как осуществляется секреция инсулина?
Миграцией и излитием пузырьков, содержащих проинсулин, к поверхности цитоплазматической мембраны инсулоцита.
- Какие вещества стимулируют секрецию инсулина?
Глюкозы и аминокислоты. При снижении чувствительности В-клеток к глюкозе, сохраняется чувствительность к аминокислотам.
- Как изменяется секреция инсулина у больных сахарным диабетом?
У больных сахарным диабетом 2 типа повышение секреции инсулина в ответ на прием пищи замедлено и ослаблено.
- Где располагаются рецепторы к инсулину?
Как и у других пептидных гормонов – на поверхности цитоплазматической мембран.
- Существуют ли инсулинонезависимые ткани?
Рецепторы к инсулину обнаруживаются практически во всех клетках организма, их связывающие свойства не зависят от типа ткани и вида животного.
- Есть ли отличия рецепторов к инсулину?
Строение инсулинового рецептора, способность различных инсулинов связываться с рецепторами и вызывать биологические реакции, практически идентичны в клетках всех типов и всех видов.
- Какова кинетика синтеза рецептора к инсулину?
Рецептор инсулина постоянно синтезируется и распадается; его период полужизни составляет 7–12 ч.
- Как регулируется активность рецепторов?
Интернализацией, замедлением выхода на поверхность цитоплазматической мембраны
- Насколько лабильна структура рецептора?
Инсулиновый рецептор имеет высоко консервативную структуру, еще более консервативную, чем структура самого инсулина.
- Как располагаются рецепторы на мембране?
Рецепторы образуют кластеры по 3-12 молекул в окаймленных ямках цитоплазматической мембраны.
Кластерное расположение рецепторов в окаймленной ямке позволяет после их связи с гормоном быстро сформировать пиноцитозную вакуоль, благодаря которой внутрь клетки проникают любые вещества, находящиеся в околоклеточном пространстве вне зависимости от их концентрации.
- Каково количество рецепторов на поверхности клеток?
В зависимости от типа клеток и функциональной активности колеблется от десятков рецепторов на одну клетку до сотен тысяч. На клетке печени – 100-200 000, жировой – 50 000, моноците – 16 000,эритроците – 3000, эмбриональной карциномы – 11 200, асцитной клетке – 180 000 (Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., 1987)
- Являются ли В-клетки исключением?
В-клетки поджелудочной железы имеют на своей клеточной мембране рецепторы к инсулину. Секретированный инсулин взаимодействует с рецепторами на поверхности, возможно, его же секретировавшей В-клетки.
- Причины гиперсекреции инсулина
Повышение стимуляции секреции. Пополняя В-клетку необходимыми субстратами, инсулин инициирует синтез веществ, обеспечивающих ее функцию.
Взаимодействие инсулина с В-клеткой стимулирует её основную функцию – синтез инсулина
Избыток инсулина вызывает гипертрофию В – клеток.
- От чего зависит количество рецепторов к инсулину?
От функции, например, печеночные, мышечные и жировые клетки содержат большее количество рецепторов в связи с их способностью аккумулировать энергию — углеводы и жиры.
В пределах одной и той же ткани разные клетки имеют разное количество рецепторов в зависимости от энергетической и пластической потребности. Например, больше рецепторов имеют молодые, недифференцированные, энергетически активные клетки, клетки жизненно важных органов.
- Какие факты могут это подтвердить?
Рецепторы к инсулину у новорожденных крыс имеют большее сродство к гормону, они обнаруживаются в больших количествах, обладают низкой способностью к десенситизации. Скорость деградации инсулина у новорожденных крыс в 3 раза ниже, чем у взрослых.
- Какова концентрация инсулина в крови?
Концентрация инсулина в крови 1010 — 109 М, т.е. ниже, чем усредненное сродство связывания инсулина с рецептором 0,01-0,0001 ЕД.
Для максимального биологического эффекта инсулина в большинстве инсулинзависимых тканей достаточно занятости его молекулами только 5-10% клеточных рецепторов.
- В чем заключается биологическое действие гормона?
Связь инсулина с рецептором открывает канал в цитоплазматической мембране, по которому осуществляется транспорт субстратов из околоклеточной жидкости внутрь клетки, не только глюкозы, но и аминокислот, нуклеотидов, ионов, свободных жирных кислот.
- Как регулируется биологическое действие инсулина на клетку?
Расположением рецепторов (одиночным и кластерным) на поверхности цитоплазматической мембраны. При отсутствии потребности клетки в питании количество рецепторов на мембране не увеличивается или уменьшается, что ограничивает или снижает чувствительность тканей к действию гормона.
- Как инсулин влияет на состояние организма?
Благодаря влиянию на проницаемость мембран потенцирует анаболизм любой клетки любой ткани организма и, следовательно, влияет на любую функцию организма.
- На какие функции влияет инсулин?
Широкий спектр метаболического влияния инсулина как главного стимулятора анаболизма свидетельствует о необходимости этого гормона для осуществления функционирования всех тканей, органов и физиологических систем, реализации эмоциональных и поведенческих актов, поддержания гомеостаза, осуществления механизмов приспособления и защиты от неблагоприятных факторов среды.
- Какие функции организма осуществляются без участия инсулина?
Любая функция не может осуществляться без участия инсулина в обеспечении каждой клетки субстратом и энергией.
- При каких условиях может произойти увеличение действия инсулина на клетку?
Усиление действия может произойти при воздействии повышенных доз инсулина на клетку с большим количеством рецепторов к инсулину
- Каковы последствия избыточного действия инсулина на клетку?
Избыточный транспорт околоклеточной жидкости внутрь клетки приводит к набуханию цитоплазмы, разрыву мембран и некрозу клетки. Некроз — это патологическая, форма клеточной гибели, в результате которой клетка набухает, увеличивается в размерах и разрушается
- Чем это можно подтвердить?
Повреждению эндотелия при сахарном диабете предшествует повышением проницаемости мембран и увеличение внутриклеточной концентрации глюкозы.
При тяжелой форме диабета образование крупных вакуолей, дистрофические и деструктивные изменения органелл вплоть до разрушения клеток, изменения интерстиция характеризовались набуханием и отеком основного вещества и соединительной ткани.
В тяжелых случаях отмечалось резкое снижение репаративных процессов и значительная деструкция плазматических и внутриклеточных мембран, просветление и отечность цитоплазмы, повреждение ядерного аппарата.
- Может быть этот эффект вызывает токсичность глюкозы?
При осуществлении транспорта веществ посредством формирования пиноцитозных пузырьков проводить отбор субстратов не возможно. Проникает все, что ест снаружи клетки. при достижении эугликемии на фоне лечения сахарного диабета микроциркуляторные повреждения сохраняются. Называю это феноменом гипергликемической памяти. Проблема не в действии глюкозы, в набухании клеток на фоне терапии инсулином.
- Почему же эксперимент свидетельствует о повышении внутриклеточной концентрации глюкозы?
Глюкоза является довольно стабильным веществом, что позволило использовать определение ее концентрации в качестве унифицированного метода. Динамика концентрации глюкозы под влиянием инсулина позволяет оценивать ее утилизацию, транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану. Она как биохимический маркер.
- Какими еще фактами можно подтвердить повреждение клетки ?
В условиях комплексного лечения сахарного диабета и нормализации углеводного обмена “полной репарации мембранных систем не наступает”.
- Каковы механизмы защиты от повреждения клеток при избыточной активизации инсулиновых рецепторов
Многие механизмы сводятся к двум:
- Уменьшение чувствительности (числа рецепторов)
- Уменьшение концентрации инсулина (уменьшение секреции инсулина)
- Каковы причины гиперинсулинемии?
- a) Избыточная стимуляция углеводами, сахароснижающими секретагогами
- b) Повреждение В-клетки токсическими веществами (нитрозамин, аллоксан, стрептозотоцин) приводит к излитию содержащегося в ней инсулина.
- c) Инсулинотерапия
- Каковы причины повреждения В-клеток
Известны: нитрозамин, коровье молоко, бактериальные и вирусные токсины, антибиотики, возможно, кофе.
- Каковы возможности восстановления клеток после повреждения?
И.В. Давыдовский морфологически показал регенерацию В-клеток после удаления части поджелудочной железы у здорового человека.
- Каковы причины появления в сыворотке крови у больных СД 1 типа органоспецифических аутоантител?
Аутоиммунная система – инструмент системы гомеостаза для уничтожения поврежденных или дефектных клеток. [Серов В.В. Зайратьянц О.В. Аутоимунизация и аутоиммунные болезни. Арх. Патологии, 1992. т.52, в3, с.5-11.] Таким образом, повреждение – первопричина.
- Каковы темпы роста больных сахарным диабетом в мире?
По данным IDF в 2011 году в мире 366 млн больных диабетом.
три новых случая каждые десять секунд, почти 10 млн в год.
каждые семь секунд один больной умирает. В течение года уходят из жизни около 5 млн человек с сахарным диабетом.
- Каковы экономические затраты на управление сахарным диабетом?
Прямые и непрямые расходы в разных странах мира составляют 10-15% бюджета здравоохранения. Международная федерация диабета: в отсутствие профилактических мер экономические затраты, требующиеся на лечение, превысят доходы от экономического роста всех стран мира
- Где в мире больше проживает больных сахарным диабетом?
Из 347 млн больных СД в 2008 году 138 млн пациентов проживало в Китае и Индии , а еще 36 млн — в США и России.
«Первая десятка» стран (территорий) с наиболее высокой
распространенностью диабета (2011) выглядит следующим образом. Это Кирибати (25,7%), Маршалловы острова (22,2%), Кувейт (21,1%), Науру (20,7%), Ливан (20,2%), Катар (20,2%), Саудовская Аравия (20,2%), Бахрейн (19,9%), Тувалу (19,5%), Объединенные Арабские Эмираты (19,2%)
- Каковы особенности распространения сахарного диабета?
80% случаев заболевания диабетом приходятся на развивающиеся страны, 80% людей с диабетом население с низким и средним уровнем дохода. Если в Западном полушарии диабет поражает в основном неимущие слои населения, то в богатом регионе Персидского залива диабет стал феноменом обеспеченных слоев.
- Каковы этнические особенности заболеваемости сахарным диабетом?
Сахарный диабет II типа в США особенно широко распространен у монголоидов, африканцев, индейцев и латиноамериканцев. Отмечалось, что заболеваемость значительно выше в популяциях эмигрантов 1-го и 2-го поколения.
- Имеют ли они какое-то значение для понимания механизмов развития сахарного диабета?
Имеются различия в привычной физической активности и традициях питания. Выше перечисленные этносы традиционно наиболее активны и аскетичны в питании. Переход на западный образ жизни снижает их возможность физической активности и изменяет рацион питания в сторону углеводов, что создает условия для воздействия стимулированной гиперинсулинемии на клетки с повышенной чувствительностью при физической активности стресса эмиграции.
- Как рацион питания может быть связан с гиперинсулинемией?
Углеводы являются самым «доступным» источником энергии для современного человека. Большинство питания составляют «пустые калории», ни одна молекула которых не используется организмом в обмене веществ. Однако стимуляцию секреции инсулина они вызывают. Из веществ, входящих в состав углеводов и жиров, белки не образуются.
- Как влияет питание на энергозатраты?
При отсутствии углеводов и жиров потребление белков повышает расходование энергии на 30—40 %.
Жиры и углеводы увеличивают энергозатраты на 7 %.
- Как рацион питания связан с повреждением клеток?
Запасы белка в организме человека практически отсутствует, а новые белки могут синтезироваться только из аминокислот, поступающих с пищей, и распадающихся белков периферических органов и тканей организма при апоптозе.
- Как питание влияет на генотип?
Постоянное некачественное питание приводит к перманентному изменению ДНК. Человеческие гены способны запоминать «нанесение удара сахаром» на срок до нескольких недель.
- Может это просто связано с применением ГМО?
В действительности геном лабилен всегда и является хранилищем всего накопленного опыта. ГМО – один из многочисленных факторов новой среды обитания.
- Почему такие измененные гены не проявляют свою функцию, становятся «мусорными»?
Опыт, записанный в генах, используется при совпадении условий его формирования. Реализация опыта осуществляется постепенно со временем повышения потребности в обеспечении энергией и субстратами обмена веществ.
- Почему наследуется сахарный диабет?
Наследование механизмов развития сахарного диабета вполне очевидны в связи со значительностью перемен условий жизнедеятельности организма человека в последние 50 лет. «Биологическая сущность патологических процессов лежит… исключительно в реакции со стороны организма, которая позволяет ему сохранить свою жизнь при изменяющихся условиях, в приобретении этим организмом новых свойств»
- Каковы условия «западного образа жизни?
Обилие информации и технологий при дефиците времени, Избыток калорийности питания при дефиците белка и микроэлементов. Увеличение негативного психо-эмоционального напряжения при уменьшении физических затрат
- Какие факты подтверждают негативное влияние «западного» образа жизни на развитие сахарного диабета?
Индейцы племени пима, живущие в штате Аризона США, болеют диабетом в 5-8 раз чаще своих родственников в Мексике. В Финляндии СД 1 типа в 6 раз превышает заболеваемость в Карелии. 20.08 % жителей острова Науру больны диабетом. В 2011 г на рядом расположенном острове Токелау возникло минимальное количество новых случаев заболевания сахарным диабетом на Земле.
Аборигены Науру, переезжая к своим родственникам на островах, возвращаясь в своему традиционному образу жизни, прекращают болеть сахарным диабетом.
- Каковы успехи контроля сахарного диабета в мире?
Несмотря на усилия врачей во всех странах только 31–67% пациентов достигают целевого уровня HbA1c.
В США и Европе показатели целевых значений HbA1c <7% не достигают около 2/3 больных.
- Каковы причины плохого контроля?
Использование инсулина или его секретагогов при декомпенсации восстанавливает питание клеток, но сохранение больших дозировок после преодоления энергодефицита активизирует инсулинорезистентность и другие процессы защиты от избытка действия инсулина
- Почему сохраняется гипергликемия в отсутствии признаков диабета?
Гипергликемия упреждающе защищает клетки от энергодефицита. Гипергликемия не только признак нарушения функции транспорта. Избыток глюкозы преобразуется в гликоген. При диабете же запасы гликогена уменьшаются.
- Из каких слагаемых складывается гипергликемия
Пищевая, распад гликогена, образование глюкозы заново (из альбуминов, в том числе вследствие апоптоза)
- Каковы причины апоптоза при сахарном диабете?
Апоптоз — программируемая гибель клеток, альтруистическая, активизируется при глубоком энергетическом и пластическом энергодефиците.
- Какие признаки передозировки инсулина?
- частые явные или скрытые гипогликемии;
- хроническая усталость, слабость, снижение мышечной силы; снижение физической или интеллектуальной трудоспособности; ухудшение качества жизни
- повышенный аппетит, прибавка массы тела, несмотря на хроническую декомпенсацию заболевания, прогрессирующее ожирение,
- улучшение самочувствия больных при присоединении интеркуррентных заболеваний (когда возрастает потребность в инсулине и вводимая доза становится адекватной),
- ухудшение течения сахарного диабета при повышении дозы инсулина и возможность достижения компенсации его при существенном снижении дозы инсулина;
- лабильность артериальной гипертензии, стойкое повышение АД, снижающееся при уменьшении дозы сахароснижающего препарата;
- гипергликемия, особенно по ночам и в утренние часы.
- раннее появление и прогрессирование осложнений сахарного диабета: диабетическая хайропатия (артропатия), указывающая на длительность декомпенсированного состояния; липоидный некробиоз кожи
- Прогрессирование признаков ишемизации тканей (стенокардия, в том числе безболевая, нарушения ритма, инсульты, нейропатическая боль, нарушения микроциркуяции тканей, реологических свойств крови)
- Гепатомегалия, жировой гепатоз. истощение запасов гликогена и механизмов его запасания, напряжение механизмов глюконеогенеза
- сочетание периодов высокой глюкозурии и аглюкозурии при проведении суточного глюкозурического профиля.
