Cukrzyca bydła (diabetes mellitus bovis)
Zygmunt Kuleta, Przemysław Sobiech
Zespół Chorób Wewnętrznych, Wydział Medycyny Weterynaryjnej UWM w Olsztynie
Cukrzyca jest dosyć rzadko spotykaną chorobą przeżuwaczy. Przypadki hiperglikemii bydła pierwsi opisali autorzy japońscy, nie podając pełnego opisu tej choroby. Istota choroby polega na zaburzeniu metabolizmu węglowodanów, które w stanach niedoboru insuliny upośledzają wykorzystanie glukozy. Choroba może przebiegać z objawami hiperglikemii, glikozurii i zaburzeń gospodarki wodno-elektrolitowej. Cukrzyca bydła może pojawiać się okresowo, często towarzyszy innym chorobom.
Etiologia
U bydła, podobnie jak u innych zwierząt, rozróżnia się trzy typy cukrzycy:
Typ I – charakteryzuje się niedoborem endogennej insuliny i nieodpowiednią reakcją trzustki na stan hiperglikemii,
Typ II – w organizmie aktywność insuliny jest normalna lub podwyższona, natomiast brak jest reakcji na test obciążenia glukozą,
Typ III – cechuje normalna aktywność insuliny, opóźniona reakcja na podwyższenie poziomu glukozy i opóźniony powrót glukozy do normy.
Główną przyczyną choroby jest osłabienie zdolności wydzielniczej komórek b-trzustki, spowodowane stanami zapalnymi lub chorobami nowotworowymi narządu. Skutkuje to hipoinsulinemią i niską zdolnością utleniania i wykorzystania glukozy. W powstawaniu cukrzycy bydła istotne znaczenia mają błędy żywieniowe, polegające na nadmiernej podaży węglowodanów w dawce pokarmowej, oraz zbytnie otłuszczenie zwierząt, powodujące przeciążenie i wyczerpanie komórek b-trzustki, produkujących insulinę.
Badania immunohistochemiczne trzustki wykazały, że do wystąpienia cukrzycy usposabiają inne choroby, jak: BVD – MD, gruźlica, pryszczyca, schorzenia nerek i płuc. Przyczyną powstawania hiperglikemii może być nie tylko niedobór insuliny ale także obecność jej antagonistów do których należą: hormony sterydowe, hormon wzrostu, hormony tarczycy (głównie tyroksyna).
Patogeneza
Najczęstszą przyczyną powstawania cukrzycy u bydła jest niedobór insuliny (cukrzyca typu I). Hormon ten spełnia niezwykle istotne funkcje w organizmie polegające na:
- ułatwieniu procesów utleniania glukozy i jej wnikania do komórek
- spowolnieniu procesów glukoneogenezy w wątrobie,
- szybszym wnikaniu do komórek aminokwasów, glikozydów i potasu,
- aktywacji wielu enzymów,
- wzmożeniu syntezy białek.
W przewlekłym przeciążeniu wysp trzustki i hipoinsulinemii dochodzi do osłabienia utylizacji glukozy prowadzącej do powstania hiperglikemii. Wzrost zawartości glukozy ponad próg nerkowy (zbyt duże stężenie glukozy przekraczające możliwości filtracyjne nerek), staje się przyczyną glikozurii występującej najczęściej z ketonurią. Wydalana glukoza wiąże wodę powodując częste oddawanie moczu – wielomocz, doprowadzający do odwodnienia organizmu. Wraz z moczem wydalane są duże ilości jonów sodowych i potasowych, prowadząc do powstania zaburzeń równowagi wodno-elektrolitowej i kwasowo-zasadowej a w konsekwencji do kwasicy metabolicznej. Ponadto we krwi stwierdza się podwyższoną zawartość związków ketonowych, pogłębiających istniejącą kwasicę.
Jedną z najczęstszych przyczyn powstawania cukrzycy bydła jest zakażenie wirusową biegunką bydła i chorobą błon śluzowych (BVD-MD). Mechanizm powstawania cukrzycy w przebiegu tej ostatniej choroby nie jest do końca wyjaśniony. Wydaje się, że odgrywają tu rolę dwa czynniki – jeden to niszczenie przez wirus komórek b wysp trzustki i, w efekcie powodujące spadek sekrecji insuliny. Drugi czynnik, związany jest z powstaniem odpowiedzi immunologicznej na zakażenie wirusem, powodującej uruchomienie mechanizmów autoimmunoagresji przeciwko komórkom trzustki. Ten drugi mechanizm wydaje się być bardziej prawdopodobny, gdyż u krów zakażonych BVD-MD, wykazujących objawy cukrzycy, nie wykazano obecności wirusa w komórkach wysp trzustki. W zakażeniach BVD-MD obserwowano częste przypadki występowania cukrzycy u zwierząt trwale zakażonych (persistent infected).
Objawy
Przypadki cukrzycy stwierdzano u różnych ras bydła - Aberdeen Angus, Hereford, H-F, Brangus, rasy Japońskiej Brązowej i Japońskiej Czarnej. Nie zauważono predyspozycji rasowych ani genetycznych do wystąpienia tej choroby. Objawy kliniczne cukrzycy stwierdzane u bydła są podobne do występujących u innych gatunków zwierząt i przebiegają ze spadkiem masy ciała pomimo zwiększonego łaknienia (polifagia), towarzyszy temu nadmierne pragnienie (polidypsja) i wielomocz (poliuria). W bardziej zaawansowanych stanach dochodzi do odwodnienia, utraty elastyczności skóry, osłabienia motoryki przedżołądków, zmętnienia rogówki i zaćmy oraz nieżytu dróg oddechowych. Histologiczne i immunohistochemiczne badania wykonane na cielętach z cukrzycą i z uporczywą wirusową biegunką w przebiegu BVD, wykazały: hiperglikemię, zmniejszoną tolerancję glukozy, cukromocz, nadmierne pragnienie i wychudzenie. Makroskopowo stwierdza się liczne nadżerki i wrzody błony śluzowej przewodu pokarmowego - języka, przełyku i przedżołądków, łuszczenie się zmienionego martwiczo nabłonka jelit, infiltrację neutrofilów i obrzęk węzłów chłonnych. W jelitach cienkich i grubych stwierdzono stan zapalny z atrofią kosmków, zropieniem krypt jelitowych, rozproszoną infiltracją limfocytów i makrofagów oraz z naciekiem fibroblastów. W trzustce dorosłego bydła stwierdzono mniejszą liczbę komórek wysp i większą liczbę komórek wysp ze zwyrodnieniem wodniczkowym oraz mniejszą liczbę komórek wydzielniczych. Badania immunohistochemiczne ziarnistości komórek trzustki wykazały znaczną degranulację komórek beta, a ponadto wiele z nich ulegało martwicy z nacieczeniom eozynofilnym komórek wysp, z kurczeniem się cytoplazmy i obecnością pyknotycznych jąder. Zapalenie wysp z łagodną infiltracją limfocytów obejmowało całą trzustkę. W dodatku, immunoreaktywne komórki IgG identyfikowano immunohistochemicznie w dotkniętych stanem zapalnym komórkach wysp trzustki. Nie udało się zidentyfikować antygenu wirusa BVD w cytoplazmie komórek trzustki, natomiast wykazano jego obecność w nabłonku komórek jelit cienkich.
Choroba nie leczona kończy się zejściem śmiertelnym z objawami śpiączki cukrzycowej, tachykardii i hipotermii. Przebieg choroby jest zwykle przewlekły, chociaż zdarzają się przypadki nagłych zejść.
Rozpoznanie
Cukrzycę można rozpoznać na podstawie charakterystycznych objawów klinicznych (wychudzenie, poliuria, polidypsja i polifagia), ale rozstrzygające są zmiany biochemiczne. We krwi obserwuje się hiperglikemię, hiperketonemię, neutrofilię i limfocytopenię, podwyższoną aktywność enzymów wątrobowych (AST i GGTP) oraz kwasicę metaboliczną.
W moczu stwierdza się obecność glukozy (glikozuria) oraz związków ketonowych (ketonuria). W celu pewnego rozpoznania stanu cukrzycy polecane jest, zarówno w medycynie ludzkiej jak i weterynaryjnej, oznaczenie szeregu parametrów, do których należą: poziom glukozy, aktywność insuliny, zawartość glukagonu, poziom fruktozoaminy i zawartość glukonowanej hemoglobiny ( HbA1C).
|
||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tab. 1 Testy laboratoryjne przydatne w diagnozowaniu cukrzycy bydła. Dane przytoczone w oparciu o: Hasegawa T i wsp. „A case of diabetes mellitus in Japanese Black Cattle” J. Vet. Med Sci 1999, 61, 965-966. |
Decyduje wynik badania klinicznego, dane z wywiadu oraz badania laboratoryjne: - zawartość glukozy w surowicy, moczu oraz próby obciążenia glukozą. Zawartość glukozy we krwi na czczo powyżej 9-10 mmol/l oraz glikozuria potwierdzają cukrzycę. Rzadziej natomiast określa się poziom insuliny w surowicy. Nieznaczna hiperglikemia zdarza się po karmieniu. Zawartość glukozy u bydła nie powinna przekroczyć 3,0-4,0 mmol/l (60 mg%). W przypadkach wątpliwych konieczne jest przeprowadzenie testu obciążenia glukozą per os lub iv.
1. Test doustny: - podaje się sondą 2 g/kg mc. 25% glukozy. Krew do badania pobiera się po 30, 60, 120, 240 minutach. W niezmienionych komórkach trzustki, w końcu 1h, poziom glukozy wraca do normy.
2. Test dożylny: po 12-15h głodówce z dostępem do wody, określa się poziom glukozy i podaje się 0,5 g/kg mc. 40-50% glukozy. Krew do badań pobiera się po 5, 15, 30, 45, 60 minutach. W 45 minucie poziom glukozy powinien wrócić do wartości początkowej.
Wartości wskaźników diagnostycznych w przebiegu cukrzycy
W stanach odwodnienia pojawia się nadkrwistość, leukocytoza z przesunięciem obrazu w lewo (zapalenie trzustki, zakażenia) oraz wzrost aktywności enzymów wątrobowych, występują cechy zwyrodnienia tłuszczowego ze zwiększeniem zawartości triglicerydów, cholesterolu, lipidów i WKT w surowicy. Powoduje to powikłania arteriosklerotyczne ze strony układu wydzielniczego oraz retinopatię cukrzycową. W cukrzycy niepowikłanej poziom kreatyniny i mocznika pozostaje bez zmian. Wzrasta ich stężenie w niewydolności nerek, w przednerkowej azotemii (w stanach dehydratacji). Określanie poziomu insuliny jest przydatne w różnicowaniu typów cukrzycy oraz w ocenie odwracalności procesu chorobowego. Norma aktywności insuliny u bydła wynosi 5-25 µU/ml. W cukrzycy typu I może spadać poniżej 1µU/ml. Obserwowany prawidłowy poziom insuliny w stanach hiperglikemii może być spowodowany zaburzeniami metabolizmu komórek beta trzustki.
Badanie moczu
Prawidłowo w stanie pełnego zdrowia brak jest glukozy w moczu. Po przekroczeniu bariery 10 mmol/l we krwi, pojawia się glikozuria, białkomocz, a niekiedy związki ketonowe i liczne bakterie. Biegunka, odwodnienie i senność oraz obecność związków ketonowych świadczą o silnej kwasicy wymagającej pilnego leczenia. Białkomocz może być spowodowany obecnością flory bakteryjnej lub nefropatią cukrzycową z uszkodzeniem kłębuszków nerkowych. Bardzo ważnym badaniem jest określenie ciężaru właściwego moczu, pozwalającego odróżnić cukrzycę od pierwotnej niewydolności nerek, przebiegającej z poliurią, wzrostem zawartości mocznika i kreatyniny. Ciężar właściwy moczu zwiększa się o 0,003, w stanach proteinurii wynoszącej do 1g%; o 0,004 w glikozurii wynoszącej powyżej 1g%. Dlatego, w niepowikłanej cukrzycy, mimo wielomoczu, ciężar właściwy moczu pozostaje wysoki, rzędu 1,035-1,045. Obniżenie tych wartości do 1,012-1,017 świadczy o dołączeniu się niewydolności nerek.
Leczenie
Podjęte próby leczenia są zwykle nieskuteczne. Stan krów chorych wymaga ciągłego podawania insuliny i kontroli zawartości cukru we krwi. Cenne osobniki można utrzymać przy życiu przez krótki okres, stosując:
- insulinę w dawkach 1-5 U/kg mc.,1-2 x dziennie,
- stałą kontrolę zawartości glukozy we krwi oraz odciążającą dietę węglowodanową.