Как медицина движется к победе над диабетом
Около 423 млн человек на планете живут с диабетом. Причем количество больных стремительно увеличивается. По данным ВОЗ, с 1980-х годов статистика диабета выросла в четыре раза. Что может предложить наука в борьбе с этой болезнью, ставшей бичом нашего времени?
Сто лет инсулину
Самое главное событие в сражении человечества с диабетом произошло ровно 100 лет назад. В 1921 году канадские ученые из Университета Торонто смогли впервые выделить инсулин из поджелудочной железы собаки. За эту работу в 1923 году авторы получили Нобелевскую премию — после того, как их первый пациент, 14-летний Леонард Томпсон, больной диабетом первого типа, получил первую в истории инъекцию гормона (это случилось в январе 1922 года). Премию получили Фредерик Бантинг и Джон Маклеод, но справедливости ради они разделили ее с коллегами: 22-летним ассистентом Чарльзом Бестом и биохимиком Джеймсом Коллипом, который разработал эффективный метод очистки инсулина. Историческое открытие отменило смертный приговор для диабетиков первого типа, который им сходу выносили врачи до 1921 года.
Мало кто знает, что у этого прорыва есть явный «русский след». В 1900 году молодой ученый-медик Леонид Соболев ставил опыты на собаках в лаборатории Ивана Павлова и обнаружил, что после перевязки протоков поджелудочной железы островки Лангерганса сохраняются и диабет не возникает, хотя остальные ткани железы атрофируются. Так экспериментально удалось выяснить, что за углеводородный обмен отвечают именно островки Лангерганса, в которых постоянно вырабатывается инсулин: у здорового человека со скоростью примерно 1 Ед в час. 24-летний Соболев пошел еще дальше. Он описал метод получения гормонального вещества из поджелудочной железы собаки, составив тем самым инструкцию для будущих нобелевских лауреатов из Канады.
«Перевязать собаке панкреатический поток. Оставить собаку, пока не разрушатся ацинусы и останутся только островки. Попытаться выделить внутренний секрет и подействовать на гликозурию», — советовал Соболев в записках. Фредерик Бантинг воплотил эту идею на практике спустя два десятилетия, не упомянув о первенстве русского ученого.
Если до открытия инсулина ребенок, у которого в десять лет обнаруживался диабет первого типа, умирал в течение года-двух, то, благодаря научным разработкам и появлению современного генетически модифицированного инсулина, сегодня он может рассчитывать на среднюю продолжительность жизни около 60 лет.
Ярых противников ГМО, возможно, переубедит тот факт, что, благодаря искусственно синтезированному инсулину, были спасены миллионы жизней, в том числе детских. Десятилетиями инсулин делали из поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней, но это вызывало побочные эффекты у людей, в том числе аллергию. В конце 1970-х годов генетик Артур Риггс и биохимик Кэйити Итакура трудились несколько месяцев в Национальном медицинском центре Калифорнии, чтобы синтезировать инсулин человека в специально сконструированном штамме кишечной палочки. Им удалось совершить почти революцию: генетически модифицированный человеческий инсулин был получен в 1978 году и вскоре стал применяться для лечения диабета повсеместно. Ведь, в отличие от исчерпаемого ресурса — органов животных, дрожжи и кишечные палочки, на основе которых делается ГМО-инсулин, дешевы и бесконечны. К тому же они идеально подходят человеку. Остается лишь одна проблема: инсулинозависимым людям нужно делать инъекции слишком часто, по крайней мере раз в сутки. Это требует прокола, что является не самой приятной процедурой на свете. Уйти от ежедневного контроля уровня сахара в крови и жить беззаботно — та задача, с которой медицинская наука работает прямо сейчас.
В поисках умного инсулина
На данный момент любая инсулинотерапия — это глобальное изменение жизни пациента, сложное лечение, постоянный контроль и масса ограничений. Ученые не первый год ведут поиски умной инсулинотерапии, которая будет самостоятельно мониторить уровень сахара в крови и выделять столько гормона, что человеку не придется сидеть на диете и менять привычки. В августе 2021 года вышло исследование медицинского факультета Университета Индианы о том, что такая разработка может появиться в ближайшем будущем.
Профессор Майкл А. Вайс, заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биологии, описывает некий синтетический «переключатель», который можно открывать или закрывать с помощью простого датчика сахара. Похоже, создан тот самый умный инсулин, который сам автономно регулирует уровень глюкозы в крови, но пока в теории.
Концепция использует естественный механизм, который изначально встроен в инсулины позвоночных. Ученый называет его «защитным шарниром» и утверждает, что эта естественная структурная особенность эволюционировала более полумиллиарда лет назад, чтобы поддерживать гормон и служить его переключателем.
При низком или высоком сахаре люди часто испытывают страх, и это является большим препятствием для эффективной инсулинотерапии. Слишком низкий уровень сахара в крови (гипогликемия) может довести человека до состояния комы, а также вызывать бред, судороги или потерю сознания. Эпизоды тяжелой гипогликемии вызывают снижение когнитивных функций. С другой стороны, хронический высокий уровень сахара в крови (гипергликемия) способен привести к слепоте, инсульту, ампутации конечностей. Поддержание желаемого уровня глюкозы в крови — это хрупкий баланс, с которым ежедневно сталкиваются инсулинозависимые диабетики.
На этом фоне обещание умного инсулина выглядит почти сказкой. Если он появится, то это кардинально изменит лечение диабета и людям больше не придется ни о чем беспокоиться, считает профессор Вайс. «С помощью нашего изобретения мы предполагаем, что, когда уровень сахара в крови снизится, "переключатель" закроется, — объясняет ученый. — Но предстоит проделать большую работу, чтобы перевести наши разработки в реальный продукт, одобренный FDA». В исследовании отмечается, что в других странах также ведутся разработки других типов инсулинов, чувствительных к глюкозе, что дарит диабетикам еще больше надежд на излечение.
В данный момент команда Вайса тестирует различных «кандидатов» на инсулин, чувствительных к глюкозе, которые открываются и закрываются при желаемых высоких и низких порогах глюкозы. Заменив датчик фруктозы датчиками глюкозы, революционная инсулинотерапия может оказаться ближе, чем мы думаем, оптимистично говорят исследователи.
Что знает наука о диабете?
Несмотря на огромное количество исследований в области диабета, до сих пор неизвестна причина диабета первого типа и не разработаны меры профилактики. Этот тип диабета также называют ювенильным, потому что зачастую он проявляется в детском и подростковом возрасте. Поджелудочная железа по неясной причине вдруг перестает вырабатывать инсулин, и человеку требуется ежедневная пожизненная инсулинотерапия в виде инъекций. Впрочем, гипотезы у ученых есть: например, заболевание могут провоцировать микробы или бактерии. «Считается, что при диабете первого типа Т-клетки-киллеры атакуют бета-клетки поджелудочной железы. Эти клетки производят инсулин, необходимый для контроля уровня сахара в крови. Когда бета-клетки разрушаются, пациенты должны вводить инсулин каждый день, чтобы оставаться здоровыми», — пишут исследователи. Диабет второго типа более понятен науке и лучше изучен. Выработка инсулина у больных происходит, но клетки по всему телу утрачивают способность прислушиваться к команде этого гормона и все хуже перерабатывают глюкозу. Диабет второго типа опасен осложнениями — от атеросклероза до катаракты. Он может в три раза увеличить риск сердечного приступа и в 20 раз повысить вероятность ампутации ног. Также он способен привести к инсульту, почечной недостаточности, поражению нервов и вызвать осложнения во время беременности. Недавно была также обнаружена корреляция между диабетом и депрессией.
Каждая клетка в организме использует глюкозу в качестве топлива и нуждается в ней. Но из-за неправильного питания, стресса, недосыпания, недостатка физической активности, плохой генетики все большая часть человечества становится инсулинорезистентной — по последним данным, это каждый третий. В конце концов уровень сахара в крови становится хронически высоким и возникает диагноз диабет второго типа — хроническое и необратимое заболевание, которое проще предотвратить, чем лечить.
Из исследований последних лет можно составить топ советов по профилактике диабета второго типа.
— Высыпайтесь и соблюдайте режим дня. Исследователи доказали, что островковые клетки поджелудочной железы, секретирующие инсулин, называемые бета-клетками, подчиняются циркадным ритмам. Особенно полезен для метаболизма глубокий сон.
— Увеличьте физическую активность. Было доказано, что для профилактики диабета полезно даже просто стоять, еще полезнее ходьба и бег трусцой.
— Избегайте фастфуда и в целом снизьте уровень простых углеводов. Согласно исследованиям, употребление фастфуда в два и более раз в неделю увеличивает риск развития диабета второго типа на 27%.
— Избегайте красного мяса и жирного мяса птицы. Эти продукты увеличивают риск диабета на 23% и 15% соответственно.
— Употребляйте большое количество цельных фруктов, особенно черники, винограда и яблок, персиков, нектаринов.
— Ешьте медленно. Согласно новым исследованиям, люди, которые жадно поглощают пищу, в два с половиной раза чаще страдают диабетом второго типа, чем те, кто не торопится.
— Вакцинируйтесь от коронавируса. COVID-19 может фактически спровоцировать развитие диабета у здоровых людей и вызывать осложнения у тех, кто уже болен диабетом.
— Сбросьте вес. Ожирение и диабет почти всегда идут рядом. Чем больше у человека жировой ткани, тем менее он чувствителен к инсулину. Согласно крупномасштабному исследованию, потеря нескольких килограммов веса почти вдвое снижает риск развития диабета второго типа.
Прорывы в лечении
Тех, кто уже болен диабетом, ученые обнадеживают новыми исследованиями. Снижение веса и диета могут значительно улучшить состояние здоровья: в рамках одного из исследований удалось перевести больных в состояние ремиссии. Участники не только похудели, но и снизили кровяное давление и смогли отказаться от лекарств по крайней мере на два года. Ученые считают, что перспективным методом профилактики диабета может стать периодическое голодание, а лечением — пересадка кала. В рамках небольшого исследования в Нидерландах фекальная трансплантация от худощавого донора улучшила чувствительность к инсулину у больных диабетом — основного фактора риска развития диабета второго типа. О том, что состав кишечных бактерий человека играет большую роль в здоровье человека, ученые заявляли неоднократно. Волшебной таблетки от диабета все еще нет, но доказано, что витамин D может замедлить прогрессирование диабета второго типа у недавно диагностированных пациентов и пациентов с преддиабетом.
Свежий опрос среди российских эндокринологов показал: каждый третий медик верит в то, что диабет будет побежден в ближайшие десять лет. По мнению врачей, для этого нужно снижать уровень потребления сахара, трансжиров и алкоголя.
«Прорывы в лечении, безусловно, есть! — рассказала нам диабетолог и врач-эндокринолог Анастасия Плещева, заведующая отделением эндокринологии и диетологии сети клиник "Столица", сотрудник Института иммунологии ФМБА России. — Во-первых, у нас на хорошем счету сейчас аналог человеческого глюкагоноподобного пептида. Это очень успешные препараты, которые появились достаточно давно, но прорыв состоит в том, что их стали больше назначать врачи. У нас есть еще пара препаратов, очень эффективных для лечения сахарного диабета второго типа. Если говорить про диабет первого типа, у нас появилось очень много различных систем мониторирования уровня сахара. У нас есть замкнутая система, то есть помпа, которая сама по данным гликемии знает, сколько инсулина требуется вколоть. Есть много достижений и поводов для оптимизма в этой области».
Новые открытия дают надежду на лечение рака без побочных эффектов
Новые открытия дают надежду, что мы победим болезнь — «бич современного общества»
Наука пока не может победить ВИЧ, но есть поводы для оптимизма
