Журнал «Вокруг Света» №06 за 2010 год

И молекул-рецепторов, и молекул-транспортеров у каждой клетки очень много. В каждый момент времени одни из них работают, другие — ждут команду. Меняя концентрацию инсулина в крови, можно регулировать потребление глюкозы тканями. Именно для этого и предназначен весь этот биохимический механизм, позволяющий подчинить клеточный обмен веществ потребностям и возможностям организма в целом. Его ключевое звено — инсулин — вырабатывается небольшими участками эндокринной ткани, расположенными в поджелудочной железе, так называемыми островками Лангерганса (откуда и само название гормона: insula в переводе с латыни — «островок»). Их активность, в свою очередь, регулируется все тем же уровнем глюкозы в крови: при его повышении синтез инсулина усиливается, а при снижении — соответственно ослабляется. Как только человек съел шоколадку и глюкоза поступила в кровь, островковые клетки велят тканям взять ее побольше. Избыточная глюкоза запасается в виде гликогена («животного крахмала») в печени и мышцах, используется для синтеза жиров и т. д. Если долго не есть, то глюкозы в крови становится мало. В этом случае ткани перестают получать «довольствие», так как глюкоза больше нужна для работы мозга (мозговая ткань, чрезвычайно чувствительная к нехватке глюкозы, освобождена от инсулинового контроля за ее потреблением). В целом получается механизм обеспечения независимости внутренней среды организма от внешних условий — простой, надежный, гибкий и довольно устойчивый. Но никакой механизм не может быть полностью защищен от повреждений и поломок.

Диабет-I: огонь по своим

Инсулин кодируется специальным геном, который, как и все гены, подвержен мутациям и может в результате оказаться нефункциональным. Но организмы,  ведь клетки зародыша тоже не могут жить без глюкозы. То же самое происходит в случае врожденного неразвития поджелудочной железы и тому подобных патологий.

Чаще бывает, что с островковыми клетками что-то случается уже в процессе жизни. Они могут погибнуть от вирусной инфекции, в результате развития панкреатита (воспаления поджелудочной железы), образования злокачественной опухоли и т. д. Но самая частая причина их гибели — аутоиммунное поражение: иммунная система вдруг начинает вырабатывать антитела против характерных поверхностных антигенов островковых клеток. Их атакуют макрофаги (клетки-пожиратели), а лимфоциты-киллеры отдают им приказ покончить с собой. Популяция островковых клеток быстро сокращается, что приводит сначала к инсулиновой недостаточности, а затем и к полному отсутствию этого вещества в организме. До 1922 года, когда Фредерик Бантинг и Чарлз Бест в клинике Университета Торонто впервые ввели таким больным «внешний» (выделенный из ткани животных) инсулин, это означало неотвратимую и скорую смерть.

Причины этого саморазрушительного процесса (как и аутоиммунных заболеваний вообще) сегодня все еще неизвестны, хотя установлен ряд факторов, резко повышающих вероятность такого развития событий. Известно также, что атака на островковые клетки обычно начинается в детском или подростковом возрасте. Поэтому одно из многочисленных названий диабета I типа — детский диабет.

Диабет-II: сахарная наркомания

Значительно чаще патология развивается по следующему сценарию: островковые клетки живы-здоровы, инсулина в крови даже больше, чем должно быть, а организм демонстрирует все симптомы сахарного диабета. Дело в том, что описанный выше хитроумный механизм регуляции сахарного обмена, как и многие другие регуляторные системы нашего тела, совершенно не рассчитан на ситуацию, когда сладкое доступно постоянно. Наши вкусовые ощущения, наши системы удовольствия в мозгу подталкивают нас не пренебрегать никакой возможностью ввести в организм дополнительную дозу легко усваиваемых простых сахаров. И мы, по крайней мере многие из нас, не пренебрегаем: год за годом, десятилетие за десятилетием...

В конце концов в дело вступают регуляторы более мощные и долгосрочные: число инсулиновых рецепторов на поверхности клеток начинает уменьшаться. Меняется также и их структура: модифицированные рецепторы хуже связываются с инсулином и быстрее освобождаются от него. Тонкие молекулярные механизмы этого процесса пока неизвестны, но он соответствует общему принципу: постоянное введение извне физиологически активного вещества вызывает либо уменьшение собственного синтеза его в организме либо снижение чувствительности к нему. В сущности, этот эффект лежит в основе развития любой наркомании и вообще зависимости.

Однако в условиях постоянной доступности сладкого эта реакция только усугубляет беду: в ответ на снижение чувствительности тканей к инсулину сластена просто увеличивает потребление сахара. Процесс развивается по механизму положительной обратной связи, пока не выходит за пределы компенсаторных возможностей организма.

От жажды умираю над ручьем