Patofizjolo

gia

cukrzycy

Znaczenie insuliny w metabolizmie kwasów

Znaczenie insuliny w metabolizmie kwasów

nukleinowych (insulina jako czynnik wzrostu

nukleinowych (insulina jako czynnik wzrostu

komórek)

komórek)



Zwiększenie biosyntezy DNA

Zwiększenie biosyntezy DNA



Pobudzenie podziałów komórkowych

Pobudzenie podziałów komórkowych



Ułatwienie różnicowania miocytów

Ułatwienie różnicowania miocytów



Zwiększenie transportu urydyny i cytydyny oraz

Zwiększenie transportu urydyny i cytydyny oraz

fosforylacji w osteocytach

fosforylacji w osteocytach



Zwiększenie biosyntezy t-RNA

Zwiększenie biosyntezy t-RNA

Znaczenie insuliny w metabolizmie białek

Znaczenie insuliny w metabolizmie białek



Zwiększenie transportu

Zwiększenie transportu

aminokwasów do komórek

aminokwasów do komórek



Zwiększenie biosyntezy białek

Zwiększenie biosyntezy białek



Hamowanie katabolizmu białek

Hamowanie katabolizmu białek

(zmniejszenie syntezy mocznika)

(zmniejszenie syntezy mocznika)

Znaczenie insuliny w metabolizmie węglowodanów

Znaczenie insuliny w metabolizmie węglowodanów



Pobudzenie wychwytu glukozy

Pobudzenie wychwytu glukozy

przez miocyty, adypocyty,

przez miocyty, adypocyty,

hepatocyty

hepatocyty



Zwiększenie aktywności UDPG-

Zwiększenie aktywności UDPG-

glukanotransglukozydazy

glukanotransglukozydazy



Pobudzenie glikolizy

Pobudzenie glikolizy



Hamowanie glukoneogenezy

Hamowanie glukoneogenezy

Znaczenie insuliny w metabolizmie

Znaczenie insuliny w metabolizmie

tłuszczów

tłuszczów



Nasilenie biosyntezy kwasów

Nasilenie biosyntezy kwasów

tłuszczowych

tłuszczowych



Zmniejszenie lipolizy

Zmniejszenie lipolizy



Hamowanie ketogenezy

Hamowanie ketogenezy



Pobudzenie estryfikacji wolnych

Pobudzenie estryfikacji wolnych

kwasów tłuszczowych

kwasów tłuszczowych

Znaczenie insuliny w innych procesach

Znaczenie insuliny w innych procesach

metabolicznych

metabolicznych



Zwiększenie transportu

Zwiększenie transportu

potasu do wnętrza

potasu do wnętrza

komórek

komórek



Zmniejszenie stężenia

Zmniejszenie stężenia

cAMP w niektórych

cAMP w niektórych

tkankach

tkankach

Czynniki zwiększające uwalnianie insuliny

Czynniki zwiększające uwalnianie insuliny

(działanie bezpośrednie)

(działanie bezpośrednie)



glukoza, niektóre aminokwasy

glukoza, niektóre aminokwasy

(arginina,leucyna)

(arginina,leucyna)



Glukagon

Glukagon



acetylocholina (pobudzenie nerwu

acetylocholina (pobudzenie nerwu

błednego)

błednego)



pobudzenie receptorów

pobudzenie receptorów

β

β

adrenergicznych

adrenergicznych



hormony przewodu pokarmowego

hormony przewodu pokarmowego

(cholecystokinina, sekretyna, gastryna, GIP)

(cholecystokinina, sekretyna, gastryna, GIP)

Czynniki zwiększające uwalnianie insuliny

Czynniki zwiększające uwalnianie insuliny

(działanie pośrednie)

(działanie pośrednie)



Hormon

Hormon

wzrostu

wzrostu



ACTH

ACTH



glikokortykoidy

glikokortykoidy

Czynniki hamujące uwalnianie insuliny

Czynniki hamujące uwalnianie insuliny



Somatostatyna

Somatostatyna

trzustkowa

trzustkowa



Pobudzenie

Pobudzenie

receptorów

receptorów

α

α

adrenergicznych

adrenergicznych

Znaczenie glukagonu trzustkowego

Znaczenie glukagonu trzustkowego



Pobudza lipolizę, glikogenolizę,

Pobudza lipolizę, glikogenolizę,

glukoneogenezę

glukoneogenezę



Hamuje glikogenezę w wątrobie

Hamuje glikogenezę w wątrobie

Znaczenie somatostatyny trzustkowej

Znaczenie somatostatyny trzustkowej

(wydzielanej przez komórki D

(wydzielanej przez komórki D



Hamuje wydzielanie

Hamuje wydzielanie

insuliny i glukagonu

insuliny i glukagonu



Hamuje wydzielanie

Hamuje wydzielanie

gastryny, sekretyny, VIP

gastryny, sekretyny, VIP



Hamuje wydzielanie

Hamuje wydzielanie

hormonu wzrostu

hormonu wzrostu



Hamuje wydzielanie

Hamuje wydzielanie

TSH

TSH

Podział cukrzycy

Podział cukrzycy

Cukrzyca typu I

Cukrzyca typu I

(bezwzględna lub prawie

(bezwzględna lub prawie

całkowita insulinozależność)

całkowita insulinozależność)



Zniszczenie 85-95%

Zniszczenie 85-95%

komórek b, dodatkowo

komórek b, dodatkowo

oporność tkanek na

oporność tkanek na

insulinę

insulinę



Ketonemia

Ketonemia



Znaczna hiperglikemia

Znaczna hiperglikemia



Podawanie insuliny –

Podawanie insuliny –

leczenie substytucyjne

leczenie substytucyjne



Początek choroby często w

Początek choroby często w

dzieciństwie

dzieciństwie



Może wystąpić w każdym

Może wystąpić w każdym

wieku, najczęściej u osób

wieku, najczęściej u osób

młodych

młodych

Cukrzyca typu II

Cukrzyca typu II

(insulinoniezależna)

(insulinoniezależna)



Oporność tkanek na

Oporność tkanek na

insulinę, niekiedy

insulinę, niekiedy

upośledzenie czynności

upośledzenie czynności

komórek b

komórek b



Brak ketonemii

Brak ketonemii



Nieznaczna hiperglikemia

Nieznaczna hiperglikemia



Leczenie: dieta i leki

Leczenie: dieta i leki

hipoglikemizujące

hipoglikemizujące



Czasami potrzebne

Czasami potrzebne

podawanie insuliny

podawanie insuliny



Najczęściej pojawia się po

Najczęściej pojawia się po

40 roku życia (może

40 roku życia (może

wystąpić wcześniej)

wystąpić wcześniej)

MODY

Cukrzyca o symptomologii jak typ II
pojawiająca się u osób młodych (Maturity
Onest Diabetes of the Youth – cukrzyca
typu dorosłych u osób młodych)

)

Cecha
dominująca

Cukrzyca wtórna

Cukrzyca wtórna



Zaburzenia genetyczne

Zaburzenia genetyczne

przebiegające z upośledzeniem

przebiegające z upośledzeniem

komórkowego metabolizmu

komórkowego metabolizmu

glukozy

glukozy



Nabyte uszkodzenia trzustki

Nabyte uszkodzenia trzustki



Niektóre endokrynopatie

Niektóre endokrynopatie



Diabetogenne działanie leków

Diabetogenne działanie leków

lub toksyn

lub toksyn

Nabyte uszkodzenia trzustki

Nabyte uszkodzenia trzustki



Ostre zapalenie trzustki: przejściowe

Ostre zapalenie trzustki: przejściowe

upośledzenie tolerancji glukozy

upośledzenie tolerancji glukozy



Przewlekłe zapalenie trzustki uszkodzenie

Przewlekłe zapalenie trzustki uszkodzenie

zewnątrz i wewnątrzwydzielniczej czynności

zewnątrz i wewnątrzwydzielniczej czynności

trzustki

trzustki



Rak trzustki: cukrzyca

Rak trzustki: cukrzyca



Hemochromatoza odkładanie żelaza wtórne

Hemochromatoza odkładanie żelaza wtórne

uszkodzenie wątroby i trzustki

uszkodzenie wątroby i trzustki



Chirurgiczne zabiegi na trzustce usunięcie

Chirurgiczne zabiegi na trzustce usunięcie

75% masy trzustki przy założeniu, iż

75% masy trzustki przy założeniu, iż

pozostałe 25% jest zdrowe, (brak

pozostałe 25% jest zdrowe, (brak

kortykoterapii, przekarmiania) brak

kortykoterapii, przekarmiania) brak

cukrzycy

cukrzycy

Etiologia i patogeneza cukrzycy typu I

Etiologia i patogeneza cukrzycy typu I

(insulinozależnej)

(insulinozależnej)

Predyspozycja genetyczna

Predyspozycja genetyczna



Dziedziczy się predyspozycję do rozwoju

Dziedziczy się predyspozycję do rozwoju

insulinozależnej cukrzycy a nie samą

insulinozależnej cukrzycy a nie samą

chorobę: dziedziczy się predyspozycję do

chorobę: dziedziczy się predyspozycję do

powstawania swoistych reakcji

powstawania swoistych reakcji

immunologicznych; reakcje te mogą

immunologicznych; reakcje te mogą

podlegać inicjacji wskutek ekspresji

podlegać inicjacji wskutek ekspresji

antygenów przez komórki

antygenów przez komórki

β

β

Czynniki inicjujące reakcje odpornościowe

Czynniki inicjujące reakcje odpornościowe



Infekcje wirusowe komórek

Infekcje wirusowe komórek

β

β

– wirusy

– wirusy

„insulinotropowe”: świnki,

„insulinotropowe”: świnki,

mononukleozy, zapalenia

mononukleozy, zapalenia

mózgu

mózgu



Uszkodzenia chemiczne

Uszkodzenia chemiczne

komórek

komórek

β

β

trzustki

trzustki



Niektóre środki

Niektóre środki

żywnościowe (mleko krowie

żywnościowe (mleko krowie

u niemowląt)

u niemowląt)



Mutacje

Mutacje

Przeciwciała p/wyspowe wykrywa się u:

Przeciwciała p/wyspowe wykrywa się u:



70 -80% osób „świeżo” po

70 -80% osób „świeżo” po

zachorowaniu na cukrzycę typu

zachorowaniu na cukrzycę typu

I

I



20% krewnych pierwszego

20% krewnych pierwszego

stopnia (bez objawów cukrzycy)

stopnia (bez objawów cukrzycy)

Cukrzyca typu I współistnieje z

Cukrzyca typu I współistnieje z

innymi chorobami układu

innymi chorobami układu

odpornościowego np. z

odpornościowego np. z

niedokrwistością Addisona-

niedokrwistością Addisona-

Biermera, chorobami gruczołu

Biermera, chorobami gruczołu

tarczowego

tarczowego

Procesy autoimmunlogicznej agresji trwają

Procesy autoimmunlogicznej agresji trwają

bezobjawowo wiele lat

bezobjawowo wiele lat

Znaczniki (markery) procesu

Znaczniki (markery) procesu

diabetogenezy – stanu

diabetogenezy – stanu

przedcukrzycowego

przedcukrzycowego



Oznaczanie przeciwciał p/wyspowych lub

Oznaczanie przeciwciał p/wyspowych lub

p/insulinowych

p/insulinowych



Określanie zmian metabolicznych: brak

Określanie zmian metabolicznych: brak

szybkiej fazy wydzielania insuliny po

szybkiej fazy wydzielania insuliny po

dożylnym obciążeniu glukozą

dożylnym obciążeniu glukozą

Objawy cukrzycy zależnej od
insuliny

Początek choroby najczęściej
ostry (objawy
narastają w ciągu kilku dni)

•Wzmożone pragnienie i
wielomocz

•Skłonność do rozwoju ketozy
•Chudnięcie
•Ogólne osłabienie
•Powiększenie wątroby

Cukrzyca typu II - insulinoniezależna

Cukrzyca typu II - insulinoniezależna

Zaburzenia w biosyntezie oraz wydzielaniu

Zaburzenia w biosyntezie oraz wydzielaniu

insuliny (zbyt małe wydzielanie insuliny w

insuliny (zbyt małe wydzielanie insuliny w

odpowiedzi na posiłek, glukozę, argininę,

odpowiedzi na posiłek, glukozę, argininę,

sekretynę, glukagon)

sekretynę, glukagon)

Cukrzyca typu
II bez otyłości

Cukrzyca typu
II skojarzona z
otyłością

Przyczyny zmniejszonego wydzielania

Przyczyny zmniejszonego wydzielania

insuliny u chorych na cukrzycę typu II

insuliny u chorych na cukrzycę typu II



Uszkodzenie struktury i czynności

Uszkodzenie struktury i czynności

genu insuliny (gen insuliny – na

genu insuliny (gen insuliny – na

chromosomie 11; u chorych na

chromosomie 11; u chorych na

cukrzycę II wykazuje pewien

cukrzycę II wykazuje pewien

polimorfizm DNA

polimorfizm DNA



Zmniejszenie tlenowej przemiany

Zmniejszenie tlenowej przemiany

glukozy

glukozy



Długo utrzymująca się hiperglikemia

Długo utrzymująca się hiperglikemia

powoduje uszkodzenie komórek

powoduje uszkodzenie komórek

β

β



Insulinooporność

Insulinooporność

Wydzielanie insuliny jest proporcjonalne do

Wydzielanie insuliny jest proporcjonalne do

tlenowej

tlenowej

przemiany

przemiany

glukozy w komórkach

glukozy w komórkach

β

β

Glikoliza tlenowa wzrost syntezy ATP

Glikoliza tlenowa wzrost syntezy ATP

depolaryzacja kom.

depolaryzacja kom.

β

β

otwarcie kanałów wapniowych

otwarcie kanałów wapniowych

Ca

Ca

2+

2+

w cytozolu

w cytozolu

pobudzenie uwalniania insuliny

pobudzenie uwalniania insuliny

z ziarnistości komórek

z ziarnistości komórek

β

β

Patomechanizm zmniejszonego wydzielania

insuliny w cukrzycy typu II

Glikoliza
beztlenowa

Zużycie glukozy w
komórkach β

Wydzielanie insuliny

Przedłużająca się hiperglikemia uszkodzenie

komórek β

(Powstanie błędnego koła)

Przyczyny insulinooporności

Insulinooporno
ść receptorowa

Zaburzenie liczby lub
czynności receptorów
insulinowych w
komórkach docelowych

Insulinooporność
poreceptorowa

•Zwiększenie
wątrobowego
wytwarzania
glukozy

•Zmniejszenie
obwodowego
zużycia glukozy
przez mięśnie

Insulinooporność tkankowa

Insulinooporność tkankowa

Sposoby badania insulinooporności

Sposoby badania insulinooporności



U osób zdrowych tj. przy prawidłowej

U osób zdrowych tj. przy prawidłowej

insulinemii: tkanki zużywają 6,5 – 8,0 mg

insulinemii: tkanki zużywają 6,5 – 8,0 mg

glukozy na 1kg masy ciała na minutę

glukozy na 1kg masy ciała na minutę



U chorych na cukrzycę typu II: przy tej

U chorych na cukrzycę typu II: przy tej

samej insulinemii zużycie glukozy jest

samej insulinemii zużycie glukozy jest

mniejsze i wynosi od 0,5 - 5,0 mg

mniejsze i wynosi od 0,5 - 5,0 mg

glukozy/1kg m. c./minutę

glukozy/1kg m. c./minutę

Patogeneza hiperglikemii w cukrzycy

Patogeneza hiperglikemii w cukrzycy

↓

↓

stęż. Insuliny/insulinooporność

stęż. Insuliny/insulinooporność



↑

↑

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

: zwiększenie wątrobowego

: zwiększenie wątrobowego

wytwarzania

wytwarzania

glukozy jest zasadniczą

glukozy jest zasadniczą

przyczyną

przyczyną

hiperglikemii na czczo

hiperglikemii na czczo



↑

↑

Glikogenoliza

Glikogenoliza



↓

↓

Glikogeneza

Glikogeneza



↓

↓

Glikoliza

Glikoliza

Biochemiczne podstawy ostrych zaburzeń

metabolicznych spowodowanych niedoborem

insuliny

•Zaburzenia metaboliczne wątroby
•Zaburzenia metaboliczne w mięśniach
•Zaburzenia metaboliczne w tkance
tłuszczowej

Zaburzenia metaboliczne
wątroby

Niedobór
insuliny

glukoneogenez
a

glikogeneza

[Glukoza]

glikoliza

Cykl
pentozowy

NADPH

2

Zahamowanie
syntezy
kwasów
tłuszczowych

ketogeneza

Zaburzenia metaboliczne w
mięśniach

Niedobór
insuliny

Transport
glukozy do
wnętrza komórek

Glikoliza

β Oksydacja kwasów

tłuszczowych

Utleniania
ketonów

Transport

aminokwasów do

wnętrza komórek

Synteza białek
kurczliwych

Katabolizm białek
kurczliwych

[aminokwasó
w]

Glukoneogeneza w
wątrobie

[Glukoza
]

Zaburzenia metaboliczne w tkance
tłuszczowej

Niedobór
insuliny

Lipoliza

Cykl
pentozowy

Zmniejszona
synteza
kwasów
tłuszczowyc
h

[Fosfoglicero
l]

Zmniejszona synteza
TG

[wolne kwasy tłuszczowe] we krwi

Ostre powikłania
cukrzycy

Zaburzenia biochemiczne:

•Hiperglikemia, glukozuria
•Hiperaminoacydemia,
hiperaminoacyduria

•Wzrost lipolizy – hiperlipidemia
•Ketoza
•Kwasica metaboliczna
•Odwodnienie hipertoniczne
•Hipokaliemia

Zaburzenia te mogą prowadzić do:

śpiączki

cukrzycowej

Procesy glikacji białek w
cukrzycy

Zwiększenie powinowactwa do O

2

;

utrudnione oddawanie O

2

do tkanek

Hemoglobina

Białka błony
komórkowej
erytrocyta

Krystalina soczewki

Błona podstawna
naczyń

Kolagen skóry i
ścięgien

Tkanka łączna płuc

Białka nerwów
obwodowych

Zwiększenie przepuszczalności;
zmniejszenie elastyczności; zwiększenie
adhezji erytrocytów

Agregacja i precypitacja cząsteczek; powstanie
zaćmy

Zmiany struktury i czynności
filtracyjnej

Upośledzenie sprężystości płuc

Trudności w gojeniu ran; ograniczenie ruchomości
stawów

Upośledzenie przewodnictwa
nerwowego

Glikacja
hemoglobiny

H
b

90%
HbA

10%

HbA1

HbA2

HbF

HbA1a

HbA1b

HbA1c

Poziom glikolowanej HbA1 i HbA1c;

określa skuteczność leczenia

hipoglikemizującego w cukrzycy

Powikłania długotrwałej
cukrzycy

Mikroangiopatie: choroby błony podstawnej naczyń
włosowatych

Insuliny/ Glukozy

Glikacja
białek

•Uszkodzenie śródbłonka
•Pogrubienie błony
podstawowej

•Denaturacja białek

Adhezja
erytrocyt
ów

Agregacja

płytek

Mikroangiopa
tie

Retinopatia:

•Zwyrodnienie
błony
podstawnej
naczyń

•Tworzenie
mikrotętniaków
,
mikrozakrzepó
w,
mikrozawałów

•Wylewy krwi

Nefropatia:

•Śródkłębuszko
we
stwardnienie
kłębuszków

•Odmiedniczko
we zapalenie
nerek

•Zmiany
wysiękowe

Kardiomipatie
:

Zmiany
zwyrodnienio
we

Makroangiopatie

Mikroangiopati
e

Miażdżyc
a

Tętnic wieńcowych

Tętnic
mózgowych

Tętnic kończyn
dolnych

Tętnic nerek