Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий

Это предположение было с готовностью принято. Тогда казалось очевидным то, что диабетом страдают люди, неспособные вырабатывать достаточное количество инсулина. Если инсулин удастся получить из поджелудочной железы домашних животных, то его можно будет вводить больным диабетом.

Проблема заключалась в том, чтобы успеть выделить инсулин из клеток до того, как он расщепится под действием других пищеварительных ферментов. В 1922 году это удалось сделать двум канадским ученым Ф. Бантингу и Ч. Бесту, которые перевязали протоки поджелудочной железы, дождались, когда дегенерируют те ее участки, которые вырабатывают пищеварительный сок, чтобы пищеварительные ферменты не разрушили инсулин, и выделили этот гормон. Таким образом, инсулин стал доступен, а в 1923 году Бантинг и Бест получили Нобелевскую премию в области медицины.

Инсулин является самым важным регулятором химических реакций, поддерживающих баланс глюкозы в крови. Выделение в кровь инсулина островками Лангерганса вызывает снижение концентрации глюкозы, потому что часть ее откладывается в клетках печени в виде гликогена, а часть поглощается другими клетками для получения энергии. Если островки не выделяют инсулина, происходит обратный процесс. Печень и другие клетки снижают поглощение глюкозы, и уровень глюкозы в крови повышается.

Мы вновь сталкиваемся с примером обратной связи (см. главу 9). Высокий уровень глюкозы в крови стимулирует выделение инсулина для уменьшения уровня глюкозы. И наоборот, слишком низкий уровень глюкозы сдерживает выделение инсулина, и тогда глюкозы в крови становится больше.

Чтобы это равновесие регулировалось еще более тонко, в процессе участвует второй гормон, также выделяемый островками Лангерганса. Островки состоят из двух видов клеток — альфа-клеток и бета-клеток, по первым двум буквам греческого алфавита. Инсулин вырабатывают бета-клетки. Альфа-клетки вырабатывают гормон глюкагон.

Глюкагон обладает противоположным инсулину эффектом, поэтому на концентрацию глюкозы в крови реагируют две противоположные силы. Клетки островков отвечают на уровень глюкозы выделением того или иного гормона, и тогда концентрация глюкозы изменяется в нужном направлении.

Почему же из этих двух гормонов именно инсулин является самым важным регулятором этого баланса? (Возможно даже, что не один из двух, а один из трех, поскольку есть еще гормон гипофиза, обладающий сходными с глюкагоном свойствами.) Причина — трудно сказать какая, но при диабете сбои происходят именно в выработке инсулина, а не других гормонов, и поэтому именно он в данном случае так важен для человека.

У больных диабетом островки теряют способность вырабатывать инсулин. Снижения уровня глюкозы не происходит, поэтому ее концентрация в крови все время возрастает. Если этот уровень доходит до определенного значения (обычно на 50 % выше обычного), то достигается почечный порог. Через почечные канальцы проходит так много глюкозы, что она не успевает всасываться обратно в кровь. С одной стороны, это хорошо, поскольку слишком высокий уровень содержания глюкозы в крови может нанести вред. Однако глюкоза начинает выделяться с мочой, и, хотя почки действуют как защитный клапан, это показатель неспособности организма перерабатывать глюкозу.

В крайних случаях в моче содержится столько глюкозы, что она становится сладкой на вкус. Поэтому вполне оправдано название диабета — «сахарный».

При некоторых обстоятельствах можно проверить наличие диабета, взяв анализ мочи на сахар. Например, несколько капель мочи нагреваются с раствором Бенедикта (он среди всего прочего содержит сульфат меди и имеет насыщенный голубой цвет). Если в моче нет сахара, цвет раствора не изменится. Если же в ней присутствует глюкоза, через несколько минут при нагревании сульфат меди перейдет в закись меди. Это кирпично-красное вещество не растворяется в воде, поэтому оно выпадает в осадок, опускающийся на дно пробирки. Голубой цвет исчезает, что свидетельствует о «положительном» результате.

Сегодня существует еще более доступный метод. Выпускаются специальные полоски длиной около пяти сантиметров, пропитанные двумя ферментами — дегидрогеназой глюкозы и пероксидазой, а также органическим веществом, которое называется ортотолидином. Если такую полоску опустить в мочу, не содержащую глюкозы, полоска сохранит свой исходный желтоватый цвет.

Что случится, если в моче есть глюкоза? Из-за присутствия на полоске дегидрогеназы глюкоза в моче вступит в реакцию с кислородом в воздухе, вследствие чего образуется перекись водорода. В присутствии пероксидазы перекись водорода присоединится к ортотолидину и образуется насыщенно-голубое вещество. Все это звучит очень запутанно, однако если опущенная в мочу полоска станет синей, значит, у человека далеко не все в порядке со здоровьем.