Начнем разговор с поджелудочной железы. Она не очень большого размера – примерно с ладонь, но выполняет две очень важные функции: участвует в пищеварении и в поддержании нужного для жизни уровня глюкозы крови. Клетки, отвечающие в организме за нормальный сахар крови, сосредоточены в образованиях, которые называются островками Лангерганса.
Таких островков в каждой поджелудочной железе около миллиона, и если собрать их все вместе, их общий объем составит примерно кончик одного человеческого пальца. Основными клетками островков являются бета-клетки, которые вырабатывают инсулин, и альфа-клетки, которые вырабатывают глюкагон. Бета-клетки имеют уникальную способность – они могут определять уровень глюкозы крови и реагировать на его повышение выбросом инсулина, а в момент, когда значение глюкозы понижается, выработка инсулина прекращается. Если же концентрация глюкозы крови падает ниже необходимого для организма значения, альфа-клетки островков Лангерганса начинают вырабатывать гормон глюкагон.
Островки Лангерганса – это сложно организованные скопления различных гормон-продуцирующих клеток, расположенные в поджелудочной железе.
Гормон глюкагон – антагонист инсулина.
Инсулин помогает организму использовать глюкозу, получаемую из пищи, для выработки энергии. Когда мы едим, уровень глюкозы крови повышается, и инсулин помогает клеткам забрать эту глюкозу из крови, чтобы она не накапливалась в слишком больших количествах. Если клетки островков Лангерганса работают правильно и слаженно, они поддерживают уровень сахара крови в необходимом для здоровья и хорошего самочувствия диапазоне.
При диабете первого типа бета-клетки не могут вырабатывать нужное для организма количество инсулина – поэтому при любом приеме пищи, даже перекусе, уровень глюкозы крови будет повышаться, но сам снизиться не сможет из-за отсутствия инсулина. В связи с этим большую часть времени уровень сахара крови будет очень нестабильным, и лишь иногда он будет находиться в нужном для правильной работы всех органов и систем диапазоне. При этом, если уровень глюкозы поднимется выше 9–10 ммоль/л, она будет выводиться с мочой, а значит, ее можно будет определить при анализе мочи.
Наш организм состоит из систем органов, которые образованы различными тканями, например мышечной или соединительной, ткани же построены из клеток. Клетки – это кирпичи, из которых построены все сложные системы человеческого организма.
Углеводы из пищи после поступления в организм расщепляются до глюкозы, которая должна попасть внутрь клетки, чтобы вырабатывалась энергия и для других важных процессов жизнедеятельности клетки. Одна из главных функций инсулина – помогать глюкозе проникать в клетку. Оказавшись внутри, глюкоза превращается в воду, углекислоту и энергию. Энергия необходима каждой клетке для выполнения ее функций. Дополнительная глюкоза, которая не нужна клеткам организма прямо сейчас, откладывается в печени и мышцах в виде соединения, которое называется гликоген. Клетки могут использовать его в будущем при необходимости. Головной мозг – единственный орган, который не может использовать гликоген и поэтому зависит от постоянной концентрации глюкозы крови.
Если нет пищи, то нет и глюкозы, которая может из нее образоваться. В этом случае выработка инсулина почти прекращается. Альфа-клетки островков Лангерганса реагируют на снижение уровня глюкозы и начинают вырабатывать гормон глюкагон, который воздействует на клетки печени, подавая им сигнал о том, что нужно высвобождать запасы глюкозы в виде гликогена.
Во время голода также вырабатываются другие гормоны: адреналин, кортизол, соматотропный гормон – гормон роста; про них мы поговорим позже. Если голодание продолжается, то именно адреналин способствует процессу распада жира на глицерол и жирные кислоты. Эти жирные кислоты в печени распадаются на кетоны, а глицерол трансформируется в глюкозу. Почти все клетки нашего организма могут использовать жирные кислоты как источник энергии, а вот кетоны для этой цели могут употреблять только головной мозг, мышцы, почки и сердце. Клетки этих органов получают из кетонов энергию, но в гораздо меньшем количестве, чем из глюкозы. Если голодание продолжается очень долго, то для обеспечения организма энергией начинают разрушаться белки мышечной ткани, чтобы получилось хоть какое-то количество глюкозы.
Кетоны – продукты распада жиров, которые организм использует в качестве альтернативного источника энергии вместо глюкозы.
При сахарном диабете первого типа отсутствует, или присутствует в недостаточном количестве, гормон инсулин, и из-за этого глюкоза не может проникать в клетку. Поэтому получается, что при сахарном диабете первого типа организм чувствует себя так, как будто он находится в состоянии голода, – и пытается всеми доступными способами поднять уровень глюкозы крови, так как ему кажется, что причина, по которой в клетке нет глюкозы, – это ее низкий уровень. Однако в крови при этом и так уже содержится большая концентрация глюкозы, которая начинает выводиться с мочой, а жирные кислоты начинают распадаться на кетоны и глицерол. Вместе с глюкозой дополнительно выходит жидкость, поэтому первыми симптомами диабета бывают усиление жажды и учащенное мочеиспускание. Из-за потери жидкости кожа и слизистые могут стать сухими, при этом возможно появление зуда. Но как только в организм поступит инсулин, клетки снова смогут работать нормально.