Инсулин играет важнейшую роль в запасании необходимых энергетических веществ. Его секреция при приеме пищи резко меняет соотношение субстратов в крови, а также уровень нервных и гормональных факторов регуляции обмена веществ, обеспечивая запасание поступивших в организм соединений для быстрого их использования в качестве источников энергии.
Для мобилизации этих ресурсов в периоды голодания уровень инсулина должен снижаться. В норме состояния сытости с высоким уровнем инсулина и преобладанием его анаболических эффектов постоянно чередуются с состояниями голода, когда уровень инсулина падает, а в печени, мышцах, жировой ткани начинают преобладать катаболические процессы.
Патофизиология сахарного диабета характеризуется нарастанием этих катаболических процессов, поскольку из-за выпадения секреции инсулина прием пищи не ослабляет, напротив, усиливает распад энергетических субстратов. При умеренном дефиците инсулина в крови утилизация глюкозы мышцами, жировой тканью снижается и возникает гипергликемия после еды. Дальнейшее уменьшение уровня инсулина приводит к усилению гликогенолиза и глюконеогенеза в печени, т. е. увеличивает продукцию глюкозы печенью, в результате чего развивается гипергликемия натощак. Когда содержание глюкозы крови превышает почечный порог (180 мг%, или 10 ммоль/л) возникает осмотический диурез (глюкозурия). Потеря калорий и электролитов наряду с обезвоживанием обусловливает состояние физиологического стресса с гиперсекрецией стрессорных, контринсулярных гормонов (адреналина, кортизола, соматотропина и глюкагона). Это еще больше нарушает обмен веществ за счет дальнейшего угнетения секреции инсулина (адреналин), противодействия его эффектам (адреналин, кортизол, гормон роста) и активации гликогенолиза, глюконеогенеза, липолиза, кетогенеза (глюкагон, адреналин, гормон роста, кортизол). Утилизация глюкозы продолжает снижаться, а ее выведение с мочой усиливается (адреналин, гормон роста, кортизол).
Патофизиология сахарного диабета и кетоацидоз
Дефицит инсулина с повышенным уровнем контринсулярных гормонов в плазме в изменяет и липидный обмен, приводя к ускорению липолиза и торможению синтеза липидов. В результате возрастает концентрация общих липидов, холестерина, триглицеридов, свободных жирных кислот плазмы. Дефицита инсулин с избытком глюкагона сдвигает обмен жирных кислот в сторону образования кетоновых тел; скорость их образования (главным образом, Р-гидроксибутрата, ацетоацетата) выше возможности их утилизации, почечной экскреции. Накопление этих соединений приводит к метаболическому ацидозу (диабетический кетоацидоз) и к компенсаторному углублению дыхания в попытке избавиться от избытка СО (дыхание Куссмауля). Ацетон, образующийся при неферментативном превращении ацетоацетата, обусловливает характерный фруктовый запах изо рта. Кетоновые тела выводятся с мочой с катионами, что еще больше усиливает потерю воды, электролитов. По мере нарастания обезвоживания, ацидоза и гиперосмоляльности плазмы снижается утилизация кислорода головным мозгом, нарушается сознание и больной в конце концов впадает в коматозное состояние.