Основная причина всех проявлений сахарного диабета заключается в дефиците инсулина при ИЗСД или в недостаточном его действии на периферии при ИНСД. Следствием этого является недостаточное использование глюкозы инсулинзависимыми тканями: мышечной, жировой и печенью. При дефиците инсулина повышена активность глюкагона и вследствие этого усилен распад гликогена в печени. Сниженный транспорт глюкозы в ткани и повышенная продукция глюкозы печенью наряду с активацией глюконеогенеза приводят к гипергликемии. Причем гипергликемия определяется не только и даже не столько отсутствием способности метаболизировать принятые с пищей углеводы, сколько чрезмерной продукцией глюкозы из эндогенных предшественников. В связи с этим больной сахарным диабетом даже на фоне длительного голодания (в течение 12-24 ч) имеет выраженную гипергликемию. Гипергликемия, превышающая почечный порог, - причина глюкозурии. Глюкоза, выделяющаяся с мочой, является осмотическим диуретиком. Кроме того, повышение концентрации глюкозы в крови приводит к гиперосмолярности экстрацеллю-лярной жидкости. Вода покидает клетки (гипертоническая дегидратация). Таким образом возникает полиурия. Компенсаторно развивается полидипсия. Клиническим признаком выраженной дегидратации служит снижение тургора кожи и тонуса глазных яблок (последнее - признак высокой степени дегидратации). Дегидратация ведет к гиповолемии, а следовательно, к гипотонии и компенсаторной тахикардии.
Длительный дефицит инсулина приводит к прогрессирующей фильтрации глюкозы и мочевины, что ограничивает способность почечных канальцев реабсорбировать воду и минеральные вещества. В результате дегидратация и потеря электролитов нарастают. Вместе с водой организм теряет электролиты - калий, магний, фосфор и натрий. Дефицит инсулина может сам по себе (независимо от осмотического диуреза) обусловливать потерю натрия почками, поскольку инсулин обладает антинатрийдиуретическим свойством (De Fronzo R.A. et al., 1978). В ответ на потерю жидкости повышается секреция альдостерона и глюкокортикоидов корой надпочечников, что также способствует развитию гипокалиемии.
Потеря калия и недостаточное образование энергии из глюкозы - причина общей слабости у больных сахарным диабетом. В качестве компенсаторного механизма в ответ на энергетический голод и потерю электролитов появляется полифагия, усиливается образование эндогенной глюкозы.
Поскольку основными предшественниками эндогенной глюкозы являются образующиеся из белка аминокислоты, то такое увеличение глюконеогенеза сопровождается истощением белковых запасов организма и развитием отрицательного азотистого баланса (Фелиг Ф., 1985). Разрушение белков в тканях сопровождается освобождением интрацеллюлярного резерва калия, фосфора и магния, повышается продукция мочевины. Катаболизм каждого грамма белка приводит к потере 3 ммоль калия. Разрушение гликогена вносит свой вклад в потерю калия.
Повышение продукции мочевины, разрушение белков, дальнейшая мобилизация аминокислот продолжают увеличивать осмотический диурез.
Вследствие дефицита влияния инсулина на синтез жира нарушается также баланс между липогенезом и липолизом, в сторону преобладания последнего. Этот процесс приводит к мобилизации жирных кислот и глицерина. Усиленный распад жировой ткани и мышечных белков сопровождается потерей массы тела.
Жирные кислоты, образовавшиеся при распаде жира, поступают в огромном количестве в печень. Здесь они частично реэстерифицируются в триацилглицерины и обусловливают жировую инфильтрацию печени; частично участвуют в кетогенезе. Образовавшиеся кетоновые тела не могут полностью «сгореть» в цикле Кребса, так как их продукция при усиленном распаде жира превышает возможности утилизации. В результате возникают кетонемия и как следствие кетонурия. В процессе выведения из организма кетоновых тел принимают участие легкие - появляется запах ацетона в выдыхаемом воздухе. Гиперкетонемия - причина ацидоза. Поскольку при дефиците инсулина цикл Кребса недостаточно активен, подавлено и окисление лактата. В результате возникает гиперлактатемия. Лактатацидоз усугубляет кетоацидоз; развивается смешанный метаболический ацидоз.
Вследствие нарастания кетонемии появляются тошнота, анорексия, что мешает восполнению потери электролитов за счет пищи. Рвота еще более усиливает эти потери.
Причиной потери ионов натрия и калия служит также и кетонурия, так как В-оксибутират и ацетоацетат (кетоновые тела) как органические анионы связаны с Na+ и К+. Кетонурия таким образом обусловливает потерю эквимолярных количеств последних. Почечные канальцы замещают утраченные Na+ и К+ катионами, включая Н+ и ионы NH4. Но этот процесс не может полностью возместить потери.
При продолжающей нарастать кетонемии и кетонурии организм пытается нейтрализовать кетоновые тела, представляющие собой кислоты, буферными системами. Это приводит к прогрессирующему снижению концентрации в плазме гидрокарбоната натрия. Нарастает ацидоз. Падение рН плазмы стимулирует респираторный центр. Возникает дыхание типа Куссмауля. Последнее вызывает компенсаторное повышение разрушения в плазме карбоновых кислот для нормализации отношения СО2/НСО3 с целью нормализации рН плазмы. Вследствие гипервентиляции увеличивается потеря жидкости еще и легкими, что усиливает дегидратацию. При полном развитии диабетического кетоацидоза дегидратируются все пространства организма и развивается абсолютная недостаточность воды, натрия, калия, магния, хлоридов и гидрокарбоната натрия. Ввиду резко выраженного ацидоза при накоплении В-оксимасляной кислоты постепенно нарастает ее токсическое действие на мозг. Вследствие тяжелой гиповолемии, снижения сократимости миокарда из-за ацидоза и, возможно, уменьшения резистентности периферических сосудов развивается шок (Фелиг Ф., 1985).
Таким образом, нарушения обмена веществ, причиной которых является абсолютный дефицит инсулина или его активности в отсутствие своевременной терапии, могут привести к смерти больного.