Цукровий діабет (цукрова хвороба) - складне розлад обміну речовин в організмі, при якому, в першу чергу, порушується вуглеводний обмін. Поряд з цим порушується і обмін жирів, білків, вітамінів і води.
З цього визначення випливає, що починати наше дослідження необхідно з короткого розгляду обміну речовин взагалі і особливо вуглеводного обміну в організмі людини.
«Обмін речовин і енергії є основною властивістю живої матерії. Життєдіяльність можлива лише при безперервному надходженні енергії в організм і використання ним цієї енергії.
Енергія необхідна для діяльності всіх систем і органів, навіть якщо людина знаходиться в повному спокої. ... Організм отримує і використовує енергію за рахунок надходження з їжею органічних речовин, багатих енергією, в процесі розщеплення їх до кінцевих продуктів.
Таким чином, обмін речовин полягає в надходженні із зовнішнього середовища різних речовин, у перетворенні і використанні їх для потреб життєдіяльності та у виділенні утворюються продуктів розпаду в навколишнє середовище »(А. В. Логінов, 1983).
«Обміном речовин називають всю сукупність реакцій, що відбуваються в організмі при його розвитку, роботі, а також в процесі розщеплення тканин або їжі; ці реакції служать джерелом енергії »(Дж. Рауса, 1966).
Обмін речовин починається з надходження в організм поживних органічних речовин, неорганічних речовин (кисень повітря і ін.), Вітамінів і води.
Живильні органічні речовини не тільки забезпечують організм необхідною для його життєдіяльності енергією, але і дають необхідні вихідні матеріали для так званих пластичних процесів, т. Е. Забезпечують побудову клітинних структур.
Живильні речовини, що надходять в організм, складаються головним чином з великих, складних молекул, які не можуть всмоктуватися в травному тракті, т. К. Не проходять через біологічні мембрани. «Для того щоб поживні речовини могли всмоктатися і потім використовуватися організмом, ці молекули повинні бути розщеплені на більш дрібні, відносно прості молекули. Процес, при якому відбувається перетворення складних харчових речовин в прості молекули, називається травленням. В процесі травлення під дією гідролітичних ферментів відбувається гідроліз вуглеводів в моносахариди, жирів - в гліцерин і жирні кислоти, білків - в амінокислоти »(Дж. Рауса, 1966).
Отримані в результаті травлення речовини всмоктуються в кров і лімфу. При проходженні гліцерину і жирних кислот через кишковий епітелій відбувається синтез з них специфічних для людини жирів. Отримані з їжі водорозчинні прості молекули потрапляють в кров, а синтезовані в кишковому епітелії жири потрапляють в лімфу і потім всі ці речовини транспортуються кров'ю і лімфою до клітин тканин і міжклітинному речовині.
Вуглеводи, жири (ліпіди) і білки представляють собою три основних типи харчових речовин, необхідних для життєдіяльності організму, і є також основними складовими частинами організму.
Обмін речовин (метаболізм) і, зокрема, обмін вуглеводів, жирів і білків в організмі відбувається в тісній взаємодії. «Однак у метаболізмі кожного з них є свої особливості і фізіологічне значення їх по-різному. Тому прийнято обмін тих чи інших речовин розглядати окремо, хоча таке відокремлення певною мірою штучно »(А. В. Логінов, 1983).
В основі цукрового діабету лежить розлад вуглеводного обміну в організмі.
Вуглеводи дуже широко поширені в природі, особливо в рослинному світі. Рослинні речовини є основним джерелом вуглеводів. З вуглеводів складається близько 75% твердої речовини рослин (70-80% маси сухої речовини клітин). «У тваринному організмі на їх частку припадає лише близько 2% маси тіла, проте і тут їх роль не менш важлива» (М. В. Єрмолаєв, Л. П. Іллічова, 1989).
Вуглеводи входять до складу клітин і тканин всіх рослинних і тваринних організмів і по масі складають основну частину органічної речовини на Землі.
Вуглеводи складають основну частину їжі ссавців. Вуглевод глюкоза є обов'язковим компонентом крові і тканин тварин і безпосереднім джерелом енергії для клітинних реакцій.
До вуглеводів належать прості цукри, дисахарид сахароза, полісахариди крохмаль, клітковина (целюлоза), глікоген (тваринний крохмаль).
Прості цукру глюкоза (виноградний цукор), фруктоза (плодовий цукор) і дисахарид сахароза (закінчення «оза» позначає «цукор») містяться в багатьох фруктах і овочах. Багато фруктози міститься в меді, солодкий смак меду зумовлений фруктозою.
Харчовий цукор, яким користуються в домашньому господарстві, виробляють з цукрового буряка або цукрової тростини. В процесі їх переробки отримують сахарозу; за хімічним складом вона є вуглеводом-дисахаридом, молекула якого складається з молекули глюкози, хімічно приєднаної до молекули фруктози. Дисахарид складається з двох моносахаридів, при з'єднанні яких відбувається виділення молекули води. Сахароза не містить ні вітамінів, ні мінеральних солей, ні будь-яких інших біологічно активних речовин, які є практично у всіх інших продуктах харчування рослинного і тваринного походження.
Полісахариди - складні вуглеводи, що складаються з багатьох молекул моносахаридів, тому їх молекулярна вага дуже високий. Вони багато в чому відрізняються від простих цукрів, які не мають солодкий смак.
Вуглеводи у вигляді крохмалю відкладаються в запас рослинами, у вигляді глікогену - в організмі тварин і людини. В організмі людини вуглеводи відкладаються в основному в печінці, а також в скелетних м'язах, які є вуглеводними депо організму (глікоген розчинний у воді, він знайдений в печінці і скелетної м'язової тканини, а також в м'язі серця).
Крохмаль і глікоген побудовані тільки з молекул глюкози. При нестачі глюкози глікоген швидко розщеплюється і відновлює її нормальний рівень в крові.
Целюлоза (клітковина) утворює опорні структури рослин, формує основні структури дерев і рослин, які надають їм стійкість. У рослинах вуглеводи служать в основному опорним матеріалом. Клітковина - найпоширеніший на Землі вуглевод рослин.
Вуглеводи в організмі людини є головним джерелом енергії, забезпечуючи не менше 60% енерговитрат. «Для діяльності мозку, клітин крові, мозкової речовини нирок практично вся енергія постачається за рахунок окислення глюкози» (М. В. Єрмолаєв, Л. П. Іллічова, 1989).
«Важлива роль вуглеводів в енергетичних процесах пов'язана з тим, що вони здатні швидко розщеплюватися і окислюватися з виділенням енергії, відкладатися в депо і легко з нього вилучатись і проникають у вигляді моносахаридів в кров, тканинну рідину і клітини. Використання організмом вуглеводів в якості енергетичного матеріалу особливо вигідно у випадках екстреної потреби в енергії, наприклад, при емоціях, сильних м'язових зусиллях і інших станах »(А. В. Логінов, 1983).
Така енергетична функція вуглеводів в організмі людини.
Пластичну функцію в організмі людини вуглеводи виконують, входячи до складу біологічних мембран і органоїдів клітин, беручи участь в утворенні ферментів і т. Д. А захисну функцію - входячи безпосередньо або у вигляді похідних (мукополісахаридів і ін.) До складу секретів (слизу), що виділяються різними залозами. «Вони захищають внутрішні стінки порожнистих органів шлунково-кишкового тракту, повітроносних шляхів і ін. Від механічних і хімічних впливів, проникнення патогенних мікробів» (М. В. Єрмолаєв, Л. П. Іллічова, 1989).
Регуляторну функцію вуглеводів в організмі людини пов'язують з клітковиною. Цей полісахарид розчиняється в воді, практично не піддається дії ферментів, присутніх в травному тракті людини. Але їжа людини містить значну кількість клітковини, груба структура якої викликає механічне подразнення слизової оболонки шлунка і кишечника, активуючи таким чином перистальтику, моторику шлунку і кишечника, створює відчуття ситості.
«Окремі вуглеводи виконують в організмі особливі функції: беруть участь в проведенні нервових імпульсів, утворенні антитіл, забезпеченні специфічності груп крові і т. Д.». Цю функцію вуглеводів в організмі називають специфічною.
«Добова потреба у вуглеводах для людини становить в середньому 400-450 г з урахуванням віку, роду трудової діяльності, статі та деяких інших чинників» (М. В. Єрмолаєв, Л. П. Іллічова, 1989).
Найбільш багаті вуглеводами в їжі людини цукор, солодощі, хліб, хлібопродукти, крупи і круп'яні вироби, картопля. Вуглеводи всіх цих різних продуктів перетворюються в кишечнику в глюкозу, яка, в свою чергу, при засвоєнні клітинами тканин окислюється, т. Е. Розпадається до вуглекислого газу і води. Процес окислення вуглеводів в тканинах супроводжується звільненням енергії, яка використовується для життєдіяльності організму.
Найпростіші вуглеводи називають моносахаридами або простими цукрами. Моносахариди складаються з однієї молекули цукру і являють собою тверді кристалічні речовини, розчинні у воді і солодкі на смак. Моносахариди гідролізу не піддавалося і, таким чином, є елементарними складовими частками всіх інших вуглеводів.
«Три найважливіших моносахарида - глюкоза, фруктоза і галактоза - головні кінцеві продукти перетравлення вуглеводів. Ці моносахариди надходять в кров і з током крові, через ворітну вену, потрапляють в печінку ».
Галактоза в природних умовах у вільному вигляді не зустрічається, цей цукор разом з глюкозою утворює дисахарид лактозу (молочний цукор). Лактоза синтезується в молочних залозах тварин в період лактації з глюкози крові.
Глюкозу іноді називають також декстрозой (виноградним цукром), а фруктозу - левулёзой (фруктовим цукром).
З відомих цукрів найсолодший - фруктоза. Його солодкість вдвічі перевершує солодкість глюкози і в п'ять разів - галактози. Глюкоза по солодощі займає третє місце, поступаючись в цьому відношенні тільки фруктозі і сахарози.
Фруктоза приблизно в 2 рази повільніше всмоктується з кишечника в порівнянні з глюкозою.
«Фруктоза і галактоза в печінці фосфорилюються ферментами, потім перетворюються в глюкозу або піддаються перетворенням, подібних до тих, які зазнає глюкоза. Тому обмін вуглеводів в основному зводиться до обміну глюкози »(Дж. Рауса, 1966).
З усіх вуглеводів в організмі людини найбільше значення має глюкоза. Глюкоза є основним моносахаридом, одержуваних організмом людини з продуктів харчування. У крові людини глюкоза становить 90% від загальної кількості моносахаридів. Клітини організму мають ферменти, що забезпечують необхідні активні перетворення глюкози. З вуглеводів тільки глюкоза запасається організмом у вигляді глікогену, який потім забезпечує підтримку рівня глюкози в крові.
Рівень глюкози в крові здорових людей підтримується в певних межах. За цього рівня судять і про стан обміну глюкози, і про стан обміну вуглеводів в організмі. Регуляція рівня глюкози в крові вважається виразником регуляції вуглеводного обміну в організмі людини.
Будь-які порушення вуглеводного обміну в організмі відразу ж призводять до зміни рівня глюкози в крові. Відповідно, відхилення рівня глюкози в крові від норми розглядаються як порушення вуглеводного обміну в організмі.
Отже, в фізіологічному відношенні глюкоза - найбільш важливий цукор, оскільки він є нормальною складовою частиною крові і тканинних рідин.
Підвищення кількості глюкози в крові якраз і складає сутність цукрового діабету.