Сахарный диабет мелких домашних животных.

Сахарный диабет мелких домашних животных.
Журнал «Ветеринарная патология», Москва, ноябрь 2005 год.
Кузнецов Ю.А., Селюгин М.А., Абдрахманов И.К.
ВНИИ экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко (г. Москва),
«Аверс-вет» - неотложная ветеринарная помощь (г. Москва), www.aversvet.ru
Сахарный диабет представляет собой одну из глобальных проблем
современности, занимая господствующее положение в структуре эндокринных
заболеваний.
Первые сведения об этом заболевании относятся к 170-му году до нашей
эры. Врачи Древнего Египта пытались найти способы лечения сахарного
диабета, однако им не были известны причины болезни. В конце XIX века, при
проведении экспериментального удаления поджелудочной железы собаки,
врачам удалось смоделировать сахарный диабет, но непосредственно о причине
заболевания можно было говорить лишь после того, как в 1921-ом году в городе
Торонто было выделено особое вещество из поджелудочной железы собаки [7].
Оказалось, что это вещество снижает уровень глюкозы в крови собак, больных
сахарным диабетом. Это вещество назвали инсулином. Уже 1922 году инсулин
начали применять в терапии пациентов с сахарным диабетом.
Сахарный
диабет
(diabetes
mellitus;
сахарная
болезнь,
сахарное
мочеизнурение) – эндокринное заболевание, обусловленное дефицитом гормона
инсулина в организме или его низкой биологической активностью; как правило,
протекает хронически с нарушением всех видов обмена веществ и ангиопатией,
и характеризуется гипергликемией.
В развитии сахарного диабета существенную роль играют наследственная
предрасположенность и неблагоприятное воздействие окружающей среды,
однако характер наследственной предрасположенности и, так называемые
факторы риска, в существенной мере различаются при разных типах сахарного
диабета.
Сахарный диабет относится к гетерогенным заболеваниям и согласно
классификации ВОЗ, принятой в 1985 году этиологически подразделяется на
клинические классы по толерантности к глюкозе, а также особые классы
высокого статистического риска развития сахарного диабета.
К клиническим классам сахарного диабета относятся:
1. сахарный диабет спонтанный (или эссенциальный). Этот класс включает
в себя инсулинозависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет.
2. сахарный диабет, связанный с недостаточностью питания.
3. сахарный диабет, связанный с определенными состояниями и
синдромами (заболевания поджелудочной железы, эндокринные заболевания,
состояниями, вызванными приемом лекарственных средств или воздействием на
организм химических веществ, некоторые генетически обусловленные синдромы
и смешанные состояния).
4. нарушенная толерантность к глюкозе у пациентов, в связи с некоторыми
патологическими состояниями и синдромами.
5. сахарный диабет беременных.
Классы статистического риска развития сахарного диабета включают в
себя:
- инсулинозависимый сахарный диабет (сахарный диабет 1-го типа);
- инсулиннезависимый сахарный диабет (сахарный диабет 2-го типа);
- сахарный диабет связанный с недостаточностью питания;
- фиброкалькулезный панкреатический сахарный диабет;
- панкреатический сахарный диабет [3].
Инсулинозависимый
сахарный
диабет
сопряжен
с
аутоиммунным
поражением - клеток островков поджелудочной железы, приводящим к
дистрофии этих клеток, сморщиванию самих островков и прекращению
образования инсулина [3].
В большинстве случаев разрушение - клеток происходит медленно и
постепенно, и в начале не сопровождается нарушениями углеводного обмена.
Этот период сахарного диабета называют доклиническим периодом. При гибели
80-95% - клеток развиваются тяжелые метаболические нарушения, и наступает
клинический период болезни [7].
Остаточная секреция инсулина при медленно прогрессирующем сахарном
диабете 1-го типа у человека обычно сохраняется в течение 1 года.
Уровень выработки эндогенного инсулина, на фоне получения пациентом
экзогенного инсулина в медицине можно оценивать по содержанию в крови С пептида [3]. На сегодняшний день, отечественные ветеринарные лаборатории не
проводят исследования крови по данному показателю, что, несомненно,
затрудняет работу ветеринарных врачей занимающихся этой патологией.
В клинический период сахарного диабета 1-го типа глюкоза не попадает в
клетки, накапливается в крови, а при превышении «почечного порога»
выводится с мочой. Недостаток инсулина стимулирует образование глюкозы из
аминокислот в печени, снижение утилизации глюкозы клетками в условиях
инсулинопении
вызывает
развитие
тяжелого
энергетического
голода
и
активизацию секреции гормонов обеспечивающих гомеостаз глюкозы в
организме
(глюкагона,
глюкокортикоидов,
АКТГ,
гормона
роста,
катехоламинов). Повышенный выброс в кровь этих гормонов активизирует
процессы глюконеогенеза, гликолиза, гликогенолиза, липолиза и протеолиза (с
нарушением не только распада, но и синтезе белков). Повышенный распад
жиров вызывает липемию; избыточные количества жирных кислот попадают в
печень и участвуют в образовании кетоновых тел, вызывая тем самым
кетоацидоз (закисление среды организма) [3].
Сахарный диабет 1-го типа, как правило, развивается у молодого
организма, имеющего генетическую предрасположенность. Главным звеном
патогенеза является разрушение - клеток. В большинстве случаев это
разрушение имеет аутоиммунную природу и обусловлено потерей толерантности
к аутоантигенам - клеток. Большинство эндокринологов считают, что многие
диабетогенные факторы внешней среды не являются непосредственными
причинами инсулинозависимого сахарного диабета, но значительно повышают
риск заболевания.
Понятие «инсулинозависимый сахарный диабет» объединяет группу
клинически сходных заболеваний. Общее конечное звено их патогенеза – это
разрушение - клеток и абсолютный дефицит инсулина. Пути индукции
аутоиммунной реакции и механизмы разрушения - клеток у разных больных
может существенно различаться. Эти различия определяются причиной болезни
и особенностями генотипа больного. Показано, например, что патогенез
сахарного диабета 1-го типа вирусной этиологии существенно отличается от
патогенеза при токсическом поражении - клеток [7].
Многие вирусы избирательно инфицируют - клетки (- цитотропные
вирусы). Так, например вирус Коксаки вызывает лизис - клеток, с развитием
сахарного диабета 1-го типа у экспериментальных животных [7]. На данный
момент существует множество гипотез о роли вирусов в развитии аутоиммунной
реакции.
Многие
соединения
нитрозомочевины
и
другие
нитро-
или
аминосодержащие вещества избирательно повреждают - клетки. В частности
противоопухолевый препарат стрептозоцин разрушает - клетки, вызывая
быстрое накопление свободных радикалов кислорода (стрептозоцин и аллоксан
активно используются для моделирования инсулинозависимого сахарного
диабета у экспериментальных животных).
Инсулиннезависимый сахарный диабет, или сахарный диабет 2-го типа,
связан с понижением чувствительности специфических циторецепторов тканей к
инсулину или с понижением чувствительности - клеток к гликемии. Этот тип
сахарного диабета может развиваться, в том числе, из-за поступления в кровоток
неактивного гормона, в результате полного отсутствия или понижения
активности фермента отщепляющего С-пептид от молекулы проинсулина. При
этом не связанный циторецептором инсулин не способен проявлять свое
действие и глюкоза не утилизируется клеткой. Симптоматически данное
заболевание
проявляется
гипергликемией
и
глюкозурией,
но
высокая
концентрация кетоновых тел к крови встречается редко [3].
Сахарным диабетом 2-го типа чаще болеют животные старше 5-6 лет [5].
Предрасположенность по этому заболеванию наблюдается у пуделей, такс,
дратхаров, терьеров и шпицев [4]. Наследственная предрасположенность играет
большую роль, чем при сахарном диабете 1-го типа. Более 70% больных
сахарным диабетом 2 типа страдают ожирением. Основными факторами,
способствующими развитию инсулиннезависимого сахарного диабета, являются
гиподинамия, переедание и связанное с этим ожирение. Факторами риска в
отношении
инсулиннезависимого
сахарного
диабета
являются
также
артериальная гипертензия, частые стрессовые ситуации, ишемическая болезнь
сердца [3].
Сахарный диабет, связанный с недостаточностью питания разделяется на
фиброкалькулезный панкреатический сахарный диабет (характеризующийся
образованием в главном протоке поджелудочной железы и его ответвлениях
камней
и
обширным
фиброзом
ткани
поджелудочной
железы)
и
панкреатический сахарный диабет, связанный с белковой недостаточностью [3].
У собак, в период течки, вследствие секреции гестагена и соматотропного
гормона может развиваться инсулин- антагонистическое действие, хотя
изначально секреция инсулина повышается. Вследствие устойчивости к
инсулину
органов-мишеней
и
ослабленной
секреции
инсулина
может
развиваться перманентный диабет. Патогенез данного заболевания соответствует
диабету 2-го типа [1].
Клиническое проявление сахарного диабета определяются степенью
недостаточности инсулина. Наиболее характерными симптомами заболевания
являются жажда, снижение массы тела или ожирение, слабость, повышенное
выделение мочи (полиурия), сухость слизистых оболочек и кожи. Наблюдается
значительное снижение способности переносить физические нагрузки. При
сахарном диабете у больных отмечают медленное заживление ран, склонность к
развитию гнойничковых и грибковых заболеваний кожи.
Поражение
крупных
кровеносных
сосудов
(диабетическая
макроангиопатия) при декомпенсированном сахарном диабете выражается в
прогрессирующем атеросклерозе крупных артерий, хронической ишемической
болезни сердца и др. Специфические изменения мелких сосудов проявляются
диабетической микроангиопатией, которая лежит в основе диабетической
ретинопатии, ведущей к снижению остроты зрения, и микроангионефропатии,
приводящей к почечной недостаточности.
При декомпенсации сахарного диабета возможно развитие тяжелых
осложнений, таких, как кетоацидоз и кетоацидотическая диабетическая кома,
требующих
неотложной
помощи.
Кроме
того,
возможны
также
гипогликемическая, гиперосмолярная и лактацидотическая комы [3].
Диагностика сахарного диабета при наличии гипергликемии натощак,
глюкозурии
и
соответствующих
клинических
симптомов
не
вызывает
затруднений.
Все больные сахарным диабетом должны соблюдать установленную диету,
качественный и количественный состав рациона. Пациентам показан режим
дробного питания. Дневной рацион должен содержать достаточное количество
витаминов, в частности витаминов А, С, витаминов группы В. При составлении
рациона необходимо учитывать состояние больного, наличие сопутствующих
заболеваний. При кетоацидозе в рационе больного уменьшают количество жира,
дают щелочное питье (растворы гидрокарбоната натрия, щелочные минеральные
воды).
Собственно
инсулинотерапию
проводят
под
строгим
контролем
содержания глюкозы в крови и моче. Препараты инсулина по характеру и
продолжительности действия делят на три группы: препараты короткого,
промежуточного и пролонгированного действия.
Оптимальные принципы инсулинотерапии сводятся к так называемой
концепции
базис-болюс:
введение
минимальных
доз
пролонгированных
препаратов или препаратов инсулина промежуточного действия в виде двух
инъекций (2/3 дозы утром,
1
/3 – вечером), плюс дополнительное введение
инсулина короткого действия перед каждым приемом пищи. В начале
инсулинотерапии суммарная доза инсулина не должна превышать 0,4 ЕД в сутки
на 1 кг массы тела животного. В течение заболевания потребность организма в
экзогенном инсулине меняется в большую сторону.
К наиболее частым осложнениям инсулинотерапии относятся развитие
гипогликемических состояний либо в период максимального действия инсулина
в тех случаях, когда больной не соблюдает диеты, либо при повышенных
физических нагрузках [3]. Несмотря на внедрение современных технологий в
практику терапии сахарного диабета в гуманной медицине (генноинженерный
инсулин и его аналоги, шприц-ручки и инсулиновые помпы, глюкометры, в том
числе и неинвазивные и др.) многие из этих приёмов невозможно адаптировать к
ветеринарной медицине. Как владельцу животного, так и ветеринарному врачу
приходится постоянно испытывать неудобства, а в свою очередь, животным
страдать от регулярных инъекций экзогенного инсулина и взятия проб крови для
измерения глюкозы. Поэтому поиск альтернативных методов лечения сахарного
диабета животных, в этой связи, остаётся актуальным.
При сопутствующих диабету ангиопатиях используют ангиопротекторы
(продектин, трентал) анти-агреганты (ацетилсалициловую кислоту), витамины,
физиотерапевтические
методы.
Лечение
эффективно
только
на
фоне
достигнутого стабильного содержания глюкозы в крови [3].
Несмотря на внедрение современных технологий в практику терапии
сахарного диабета, вопросы строгой компенсации углеводного обмена и
предупреждение
развития
сосудистых
осложнений
диабета
остаются
актуальными.
Достижение строгой компенсации углеводного обмена, близкой к
нормогликемии, а также сохранение нормальных показателей липидного обмена
и артериального давления на протяжении длительного времени при приёме
инсулина сопряжено с высоким риском частых гипогликемий, которые могут
быть причиной летального исхода. Именно этим объясняется стремление
разработать такие методы лечения сахарного диабета, которые предполагали бы
достижение целевых установок по компенсации углеводного и липидного
обменов при отсутствии гипогликемии, что может быть достигнуто только
применением технологий, предусматривающих наличие нормальной обратной
связи регуляции углеводного обмена, что имеет место в здоровом организме [2].
Научные исследования проводятся в нескольких направлениях: аллогенная
трансплантация поджелудочной железы или ее фрагментов; пересадка островков
поджелудочной железы, полученных от аллогенного или ксеногенного донора;
разработка и создание искусственной поджелудочной железы [2].
Основная проблема пересадки поджелудочной железы или ее фрагментов
обусловлена
отторжением
пересаженной
ткани.
Для
предупреждения
отторжения пересаженной ткани применяются моно- и поликлональные антитела
к Т-клеткам, ингибиторы кальцинейрина (циклоспорин или такролимус),
антиметаболиты (азатиопин или мофетилмикофенолат) и кортикостероиды.
В свежевыделенной островковой ткани поджелудочной железы взрослых
доноров в особенно большом количестве содержатся клетки участвующие в
активации Т-клеток реципиента, осуществляющих иммунологическую атаку,
направленную против -клеток (мишеней) трансплантата [8]. Поэтому задачи
исследователей в этой области направлены на максимальную очистку
донорского материала и поиск особых иммунопривилегированных зон для
трансплантации.
Пересадка островков поджелудочной железы проводится на протяжении
многих десятилетий. Первые попытки были проведены в 30-х годах прошлого
столетия, но оказались неэффективными. В 1960-е годы были разработаны
методы очистки островков поджелудочной железы от соединительной и
внешнесекреторной
ткани.
В
последующие
годы
были
проведены
экспериментальные и клинические исследования, при которых трансплантация
островковых клеток проводилась различными путями и в различные ткани
реципиентов.
Так,
в
работе
ряда
авторов
было
показано,
что
островки,
трансплантированные в печень, способны к выживанию в течение нескольких
лет при отсутствии признаков отторжения и рецидива аутоиммунности, что было
подтверждено гистологическими исследованиями [14]. В некоторых случаях
трансплантированные островки функционировали в течение нескольких лет,
способствуя нормализации углеводного обмена и уровня гликозилированного
гемоглобина, при отсутствии гипогликемии [9].
Некоторые исследователи полагают, что будущее в лечении сахарного
диабета принадлежит не пересадке поджелудочной железы или ее фрагмента, а
биотехнологическим методам (генерация бета-клеток из стволовых клеток,
полученных
от
больного
сахарным
диабетом,
создание
биологических
конструкций in vitro с использованием островковых клеток различных
животных, способных к регулируемой секреции инсулина, и трансплантируемых
в организм пациента в виде микрокапсул или других приспособлений,
предохраняющих клетки от воздействия иммунной системы хозяина) [2].
При проведении исследовательской работы по трансплантации костного
мозга при экспериментальном диабете, оказалось, что клетки костного мозга
способны
блокировать
развитие
аутоиммунного
процесса
и
вызывать
нормогликемию у экспериментальных животных [12, 13].
В 2003 году были опубликованы результаты исследований по возможной
дифференцировке клеток костного мозга мыши в - клетки in vivo. Клетки
костного мозга модифицировали генетически так, что при начале синтеза
инсулина они начинали продуцировать и зеленый флуоресцентный белок (т.е.
«светиться зеленым» при флуоресцентной микроскопии). Через 4-6 недель после
трансплантации около 2-3% клеток донорского костного мозга «светились», при
70-90% эффективности интеграции. Эти клетки синтезировали инсулин и
отвечали на стимуляцию глюкозой [11].
Однако в следующей работе авторы ставят под сомнение возможность
прямой дифференцировки клеток костного мозга в - клетки, указывая, что
коррекция
экспериментального
диабета
происходит
из-за
стимуляции
регенерации собственной поджелудочной железы за счет введённых клеток [10].
Предполагается, что, возможно, причиной этого является стимулирующее
действие неидентифицированного фактора, содержащегося в трансплантате.
Как утверждают британские ученые, им удалось найти способ заставить
клетки печени брать на себя функцию клеток поджелудочной железы и
вырабатывать
необходимый
диабетикам
инсулин.
Клетки
печени
и
поджелудочной железы в своем развитии очень похожи. На определенном этапе
развития зародыша они развиваются из одинаковых стволовых клеток.
Исследователи ввели в клетки печени ген, который играет важную роль в
формировании клеток поджелудочной железы. Одной из возможностей
применения этого открытия является создание вырабатывающих инсулин клеток
в лабораторных условиях с последующей пересадкой больным сахарным
диабетом [6].
Таким образом, видно, что на данный момент имеется множество работ по
альтернативным методам лечения сахарного диабета. Актуальность проводимых
исследований не вызывает сомнений, а получаемые результаты в ряду
проведенных работ, являются перспективными направлениями в разработке
новых методов лечения сахарного диабета 1-го и 2-го типов у животных.
Литература
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Бикхарт К. Клиническая ветеринарная патофизиология. Москва.
«Аквариум». – 2001. – 400 с.
Дедов И.И, Балаболкин М.И., Клебанова Е.М. Современные аспекты
трансплантации островков поджелудочной железы при сахарном диабете.
Эндокринологический научный центр РАМН., Москва. – 2005.
Диабет сахарный. Медицинская энциклопедия РАМН. 2003.
Ниманд Х.Г., Сутер П.Б. Болезни собак. – М.: «Аквариум ЛТД», 2001 – 816
с.
Карпенко Л.Ю., Ермолаева Е.А. Особенности проявления и лечения
сахарного диабета у кошек. Материалы 13 международного Московского
конгресса по болезням мелких домашних животных. – 2005. – стр.42-43
Печень заменит поджелудочную железу. mednovosti.ru
Скайлер. Д. Инсулинозависимый сахарный диабет: этиология, патогенез и
принципы терапии.
Шумаков В.И., Блюмкин В.Н., Скалецкий Н.Н. и др. Трансплантация
островковых клеток поджелудочной железы. – М.: «Канон», 1995. – 384 с.
Alejandro R., Lehmann R., Ricordi C. et al., Diabetes. – 1997. – Vol. 46. – P.
1983-1989
Hess D., et al. Bone marrow-derived stem cells initiate pancreatic regeneration.
Nat Biotechnol. 2003; 21; 7: 763-770
Ianus A., et al. In vivo derivation of glucose-competent pancreatic endocrine
cells from bone marrow without evidence of cell fusion. J. Clin. Invest. 2003;
111: 843-850
Ikehara S., et al. Prevention of type 1 diabetes in nonobese diabetic mice by
allogenic bone marrow transplantation. PNAS 1985; 82: 7743-7747
La Face D.M., Peck A.B.: Reciprocal phylogenic bone marrow transplantation
between NOD mice and diabetes- nonsusceptible mice associated with transfer
and prevention of autoimmune diabetes. Diabetes 1989; 38: 894-901
Bretzel R.G., Manus E., Schomber C. The liver as a site for implantation of islets
of Langerhans in experimental diabetes. Morphologic and metabolic observation.
“Acta Endocrinol.”, 1978, 87, Suppl.215, 69.