Обычное содержание от 70 до 120 мг глюкозы в 100 мл крови называют нормальным содержанием глюкозы в крови человека, взятой натощак. После принятия пищи, имеющей в своем составе углеводы, содержание глюкозы в крови повышается, временно вызывая состояние гипергликемии (повышенного уровня глюкозы в крови).
Практически после каждого принятия самой обычной пищи содержание глюкозы в крови достигает уровня, характерного для гипергликемии. Быстро усвоить излишнее количество глюкозы из крови клетки организма не в состоянии. Мышечные, нервные и другие клетки путем окисления глюкозы с выделением энергии постепенно понижают содержание её в крови, но процесс этот длителен и не может реально противодействовать энергичному наступлению гипергликемии после принятия пищи.
Вернуться к нормальному уровню содержание глюкозы в крови может в результате следующих процессов: 1) превращения излишней глюкозы в запасные вещества (в виде гликогена и затем в виде жира, а также в виде глюкозы), 2) экскреции излишней глюкозы почками.
Для того чтобы понизить повысившуюся в результате всасывания углеводов из кишечника концентрацию глюкозы в крови до нормальной и избавить организм от временной гипергликемии, В-клетки поджелудочной железы усиливают выброс инсулина в кровь. Увеличение количества инсулина в крови, во-первых, способствует превращению избытка глюкозы в гликоген. Под воздействием увеличенного уровня инсулина в крови печень и скелетные мышцы задерживают (откладывают, депонируют) в своих клетках глюкозу, превращая её в запасную форму — гликоген. Впоследствии, когда уровень глюкозы в крови будет постепенно понижаться по мере окисления глюкозы клетками организма с выделением энергии, запас гликогена из печени используется организмом для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови и нормального снабжения глюкозой органов и тканей в промежутках между приёмами пищи.
Во-вторых, увеличение уровня инсулина в крови повышает проницаемость мембран всех других клеток организма для глюкозы и её активное поглощение и затем использование этими клетками для своих нужд без образования гликогена.
Такие процессы, обычные для здорового организма, позволяют при здоровом питании снижать после приёмов пищи содержание глюкозы в крови до нормы.
Если уровень глюкозы в крови продолжает оставаться повышенным, а возможности печени в хранении гликогена оказываются исчерпанными, то глюкоза может превращаться в печени из гликогена в жир, который затем накапливается в местах его отложения. В процессе превращения печенью части глюкозы в жир могут образовываться любые фракции жира. Это может быть и подкожный жир и жировая инфильтрация печени, и жир в составе липопротеидов крови.
Увеличением количества инсулина в крови организму обычно удаётся предотвращать наступление постоянной гипергликемии.
В тех случаях, когда с пищей в организм поступает большое количество углеводов и содержание глюкозы в крови превышает среднюю величину, равную 160 мг глюкозы в 100 мл крови, избыток глюкозы частично экскретируется через почки. Концентрацию глюкозы в крови, при которой почки начинают выводить глюкозу с мочой, называют почечным «порогом»; эта величина составляет от 150 до 170 мг глюкозы в 100 мл крови.
В норме при образовании мочи в почках глюкоза полностью реабсорбируется (поступает обратно в кровь) из первичной мочи, потерь глюкозы организмом не бывает. При нормальном содержании глюкозы в крови глюкоза в моче не обнаруживается. Если же уровень глюкозы в крови повышается до 150—170 мг% и более, начинается выделение части излишней глюкозы крови с мочой.
При сахарном диабете содержание глюкозы в крови может достигать 300—800 мг% и выше. В этих случаях с мочой выделяется много глюкозы. Количество мочи резко увеличивается, организм теряет много жидкости, поэтому у больного появляются жажда и сухость во рту. Выделение глюкозы с мочой носит название глюкозурии.
При большой физической нагрузке, а также при длительном голодании содержание глюкозы в крови может упасть ниже нормального содержания её в крови, взятой натощак, что приводит к состоянию гипогликемии (пониженного уровня глюкозы в крови).
При гипогликемии печень снабжает кровь глюкозой, образующейся за счет расщепления гликогена (мобилизация глюкозы), поддерживая постоянный уровень глюкозы в крови.
При необходимости в печени происходит и образование (синтез) гликогена и затем глюкозы из неуглеводных пищевых веществ (глюконеогенез). Для этого используются некоторые аминокислоты, глицерин, молочная кислота при участии в процессе ряда гормонов.
Наряду с показателем уровня глюкозы в крови (в норме 3,4—5,5 ммоль/л или 70—120 мг%, 70—120 мг в 100 мл крови) «применяется и другой — „сахар крови", который отражает содержание в крови всех веществ, восстанавливающих металлы из их окислов. Он определяется методом Хагедорна-Йенсена и величина его равна 4,44—6,66 ммоль/л (80—120 мг%)» (М. В. Ермолаев, Л. П. Ильичёва, 1989). В данном случае используется так называемая восстанавливающая способность, присущая при определённых условиях всем сахарам (не только глюкозе).
Пищевой сахар частично расщепляется на глюкозу и фруктозу уже во рту под действием ферментов слюны. Через мембраны клеток слизистой оболочки полости рта, а затем и тонкого кишечника глюкоза быстро всасывается в кровь. Концентрация её в крови повышается и это служит сигналом для выделения в кровь инсулина поджелудочной железой.
Между прочим, в полости рта сахар создает благоприятную среду для жизнедеятельности бактерий, разрушающих эмаль зубов и вызывающих кариес.
В связи с сахарным диабетом в ряде случаев придаётся важное значение отличию легкоусвояемых углеводов (сахар, мёд, виноград, варенье и др.) от сложных углеводов, содержащихся в овощах, хлебе, крупах, картофеле. Сложные углеводы всасываются медленно (вдвое медленнее глюкозы всасывается в кишечнике и фруктоза) и поэтому не вызывают резкого («залпового») увеличения глюкозы в крови. Поступая в кровь постепенно, они не способствуют пиковым подъемам этого уровня.
В-клетки островков Лангерганса в специальной литературе часто называют бета-клетками. Оба эти названия практически одинаково популярны.
ГЛАВА 3
РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Полученные из пищи молекулы веществ вступают в организме человека в реакции только после того, как эти молекулы попадают в кровь, лимфу и другие жидкости организма. Концентрация молекул глюкозы в крови человека характеризует углеводный обмен в организме.
«Обмен углеводов по мере накопления сведений раскрывается как всё более сложный процесс, поскольку вновь устанавливаемые факты требуют внесения некоторых изменений в уже сложившиеся представления о механизмах реакций» (Дж. Роут, 1966).
Поддержание постоянства уровня глюкозы в крови обеспечивается процессами повышения и понижения этого уровня с целью приведения его в норму.
Повышение уровня глюкозы в крови осуществляется поступлением глюкозы в кровь после приёмов пищи, извлечением глюкозы из её запасов и образованием глюкозы печенью из неуглеводных компонентов (через образование из них гликогена). Понижение уровня глюкозы в крови достигается расходом глюкозы клетками организма для получения энергии, образованием запасов глюкозы в виде гликогена и превращением глюкозы в жир, а также выделением глюкозы с мочой, причем последний вариант является безвозвратной потерей глюкозы для организма.
«Среди регуляторных факторов основное значение принадлежит центральной нервной системе (ЦНС), которая контролирует обмен углеводов на уровне всего организма. Любые раздражители, как внутренние, так и внешние, воспринимаются соответствующими центрами мозга и немедленно на них реагируют. В организме естественным раздражителем служит сниженное против нормы содержание глюкозы в крови (гипогликемия). Поступая в мозг, такая кровь раздражает определенный центр, который вырабатывает импульсы, вызывающие повышение распада гликогена до глюкозы и восстановление её уровня в крови до нормы» (М. В. Ермолаев, Л. П. Ильичёва, 1989).
В нормальных условиях печень содержит около 100 г гликогена, но его может накапливаться и до 400 г. «Гликоген печени легко превращается в глюкозу, поэтому он является резервом, за счёт которого организм получает глюкозу, если её содержание в крови падает ниже нормального. Образование гликогена из глюкозы называется гликогенезом, а превращение гликогена в глюкозу — гликогенолизом. Мышцы также способны накапливать глюкозу в виде гликогена, но мышечный гликоген превращается в глюкозу не так легко, как гликоген печени» (Дж. Роут, 1966).
Кроме ЦНС большую роль в регуляции углеводного обмена играет гормональная система. Важное место в углеводном обмене и в регуляции содержания глюкозы в крови принадлежит гормону поджелудочной железы инсулину. По химической природе инсулин является белком. «В противоположность действию других гормонов он понижает концентрацию сахара в крови, усиливая превращение глюкозы в гликоген как в печени, так и в мышцах, способствуя надлежащему окислению глюкозы в тканях, а также не допуская расщепления гликогена печени с образованием глюкозы» (Дж. Роут, 1966).
