Один из вариантов использования капиллярной крови для контроля глюкозы – непрерывный мониторинг глюкозы (НМГ). В последнее время он приобрел популярность у врачей и пациентов с сахарным диабетом.
Устройства непрерывного мониторинга глюкозы (НМГ) – это небольшие приборчики, которые крепятся на коже и отслеживают ее уровень через маленький прокол. Они были созданы для замены традиционных глюкометров, чтобы избежать многочисленных проколов пальцев. Согласитесь, в этой процедуре мало приятного, а диабетики вынуждены прибегать к ней порой три-четыре раза в день. Устройства непрерывного мониторинга глюкозы через приложение подключаются к смартфону и позволяют пациенту и врачу наблюдать сахарные кривые в любое время дня и ночи. Это значительно упрощает жизнь пациентам, а врачам помогает лучше подбирать лечение.
Показатели уровня глюкозы крови, полученные с помощью устройства непрерывного мониторинга глюкозы (НМГ) (черные точки), позволяют измерить сахарные кривые лучше, чем традиционные проколы пальца (капли), так как предоставляют больше значений за единицу времени
Для количественной оценки концентрации глюкозы используются миллиграммы на децилитр (мг/дл) или миллимоли на литр (ммоль/л). Обе единицы измерения обозначают одно: количество глюкозы, свободно перемещающейся по организму.
Российские клинические рекомендации пишут, что нормальный уровень глюкозы крови натощак из вены должен быть до 6,1 ммоль/л, а если он не выше 7 ммоль/л, есть резон исключить сахарный диабет. Промежуточные значения от 6,1 ммоль/л до 7 ммоль/л относятся к предиабету (преддиабету) – состоянию, когда углеводный обмен веществ уже нарушен, но не настолько сильно, чтобы ставить такой диагноз. Американская диабетическая ассоциация в этом плане более строгая: она согласна, что диабет начинается с глюкозы выше 7 ммоль/л, но предлагает считать нормальной глюкозу венозной крови натощак до 5,6 ммоль/л[17].
Нормальное не всегда оказывается оптимальным. Все больше ученых придерживаются мнения, что лучше иметь глюкозу крови до 4,7 ммоль/л[18],[19],[20],[21].
Однако даже при оптимальном уровне глюкозы натощак ее концентрация в течение дня может значительно меняться, и это тоже отражает состояние углеводного обмена. Сильнее всего глюкозу повышает пища. Врачи называют скачки глюкозы, вызванные едой, постпрандиальной гипергликемией. Дословно – «повышенная глюкоза после еды». При этом какие-то продукты повышают глюкозу быстро и сильно – их называют продуктами с высоким гликемическим индексом, а какие-то делают это незначительно или не повышают вовсе – продукты с низким гликемическим индексом. Разумеется, последние более полезны для организма.
Для уровня глюкозы после еды также существуют свои нормы. И Российская ассоциация эндокринологов, и Американская диабетическая ассоциация считают, что уровень глюкозы крови после еды не должен превышать 7,8 ммоль/л. Хотя даже уровень в 10 ммоль/л недостаточен для диагностики сахарного диабета. Пока он находится на отметке ниже 11,1 ммоль/л, но выше 7,8 ммоль/л, будет диагностирован предиабет.
Но опять же, нормальный – не значит оптимальный. Поэтому есть мнение, что глюкоза после еды не должна повышаться более чем на 1,7 ммоль/л[22]. То есть если, предположим, до еды уровень глюкозы был 5 ммоль/л, после съеденного обеда он не должен стать выше 6,7 ммоль/л. Более серьезные повышения могут негативно сказаться на работе внутренних органов[23],[24],[25]. Причем, если эти повышения происходят изо дня в день на протяжении нескольких лет, они приводят к стойкому повышению глюкозы натощак и инсулинорезистентности.
Помните, что показатели уровня глюкозы за определенный период, нанесенные на график, образуют сахарную кривую? Так вот, учитывая рекомендации избегать резких подскоков уровня сахара, нормальная сахарная кривая будет иметь вид волны с невысокими периодами спада и подъемов. Если же она больше похожа на частокол (периоды резких подъемов сменяются падениями уровня глюкозы), есть проблема. Такой вид кривой отражает высокую вариабельность гликемии, и это не есть хорошо. Нам нужно стремиться к ее низкой вариабельности[26].
Часть вторая. Что не так с глюкозой?
Глава 6. Капризы ее величества
Энергия – основа всего живого. Без нее не проходит ни один процесс. Мы вспоминаем вчерашний приятный вечер, а наши нервные клетки тратят энергию на передачу сигналов между собой; мы идем на работу, а мышцы расходуют ее на сокращение и расслабление. Она необходима для переваривания пищи, переноса кислорода по организму, да что говорить – ни одна молекула в клетке не возникнет сама по себе, без энергии.
Поэтому природа позаботилась снабдить клетки собственными «электростанциями» – митохондриями. Это особые клеточные структуры, способные окислять органические соединения, а высвобождающуюся энергию направлять на нужды клетки. В качестве окислителя в организме человека и многих животных выступает кислород. Мы получаем его из воздуха при дыхании.
Основная биологическая роль глюкозы – стать энергией. А для этого она должна окислиться в митохондриях. Поэтому, попадая в клетку, глюкоза направляется прямиком туда, чтобы пережить главную трансформацию в своей жизни.
Как и большинство биологических процессов в нашем организме, реакция окисления глюкозы в митохондриях проходит под действием ферментов – особых молекул, помогающих создавать новые вещества или разрушать отработанные. Количество ферментов в них регулируется таким образом, что их хватает на то количество глюкозы, которое необходимо, чтобы получить ровно столько энергии, сколько нужно клетке в этот момент времени. Что же происходит, если уровень глюкозы подскакивает?
Здоровая клетка содержит тысячи функционирующих митохондрий, помимо множества других компонентов
Повышение концентрации глюкозы в крови дает сигнал поджелудочной железе, и она выбрасывает в ответ инсулин. Это гормон, который играет роль ключа для двери, впускающей глюкозу в клетку. Если инсулина не будет, дверь не откроется и глюкоза в клетку не войдет. Если же инсулина достаточно, вход для глюкозы оказывается свободным. Рассмотрим именно эту ситуацию.
Клеточные двери для глюкозы открылись, и она поступила в клетку. А раз ее в крови много, то и в клетку она вошла в большем количестве. Что делает глюкоза, попадая в клетку? Верно. Она спешит окислиться и превратиться в энергию, для чего направляется к митохондриям. Надо сказать, что частично глюкоза окисляется уже по дороге к энергетической станции клетки, и этот процесс тоже происходит с участием ферментов. В результате до митохондрий глюкоза добирается уже в виде вещества, которое называется пируватом.
Мы помним, что ферментов в митохондриях для дальнейшего окисления глюкозы ровно столько, чтобы выделенной энергии хватило клетке в этот момент времени. Не больше. А глюкозы поступило с излишком. В результате она не может окислиться до конца, и по клетке начинают летать ее недоокисленные обломки. Это приводит к появлению свободных радикалов – агрессивных частиц, готовых окислить все вокруг[27]. Этот процесс еще называют моделью аллостатической нагрузки[28].
Свободные радикалы вредны, потому что повреждают все, чего касаются.
Они случайным образом ломают и меняют наш генетический код (ДНК), приводя к мутациям, которые активируют плохие гены и могут стимулировать развитие рака. Они проделывают дыры в клеточных мембранах, превращая нормально функционирующие клетки в неисправные. Кроме того, свободных радикалов винят в процессах старения.
Небольшое количество свободных радикалов присутствует в организме постоянно. Наши клетки легко с ними справляются, подключая антиоксидантные системы. Однако если эпизоды перегрузки глюкозой митохондрий повторяются, организму перестает хватать собственных антиоксидантов для их нейтрализации, и выработка свободных радикалов перестает контролироваться. Когда их становится слишком много, наступает состояние, называемое окислительным стрессом.
Сейчас нет никаких сомнений, что окислительный стресс играет важную роль в возникновении сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, болезни Альцгеймера и общего старения организма[29]. Причем присутствие глюкозы и избытка жира усугубляет этот процесс[30],[31]. Это одна из причин, почему стоит следить за массой тела и не увлекаться сахаром.
Невидимое воспаление
Еще один процесс, который происходит в организме из-за высокого уровня глюкозы, – гликация, или гликирование. Он заключается в присоединении глюкозы к аминокислотам, белкам и жирам. В результате эти вещества перестают нормально функционировать. Например, если глюкоза присоединится к гемоглобину, возникнет гликированный гемоглобин – он переносит кислород гораздо хуже нормального. Кстати, анализ на гликированный гемоглобин (HbA1c) часто назначают эндокринологи. Дело в том, что эритроциты – клетки, в которых находится гемоглобин – живут около месяца. И если весь этот период в организме была повышена глюкоза крови, они накопят в себе тот самый гликированный гемоглобин. В результате в анализе его количество окажется больше 6,5 % от всего содержания гемоглобина. Это говорит о том, что последний месяц человек жил с повышенной глюкозой крови, а значит, велика вероятность, что у него сахарный диабет.
Гликирование коллагена приводит к быстрому появлению морщин[32], а белков хрусталика глаза – к катаракте[33]. Оно вносит свой вклад и в развитие сердечно-сосудистых заболеваний и болезни Альцгеймера[34][35].
Но гликировать белки и аминокислоты может не только глюкоза – на это способна и фруктоза, причем гораздо активнее[36],[37]. Это еще одна причина, по которой скачок уровня сахара в крови после сладких продуктов, содержащих фруктозу и сахарозу, сильнее стимулирует вредные процессы в организме, чем после тех, в которых этих веществ нет, даже если это углеводные продукты. Например, крахмалистые: картофель, макароны, многие крупы.
Сочетание избытка свободных радикалов, окислительного стресса и гликации приводит к хроническому вялотекущему воспалению – мере, служащей попыткой организма защититься от врагов и восстановиться. Хроническое воспаление опасно, поскольку оборачивается против своего хозяина.
Хроническое вялотекущее воспаление может усугубляться алкоголем, курением, стрессом, повышенной проницаемостью кишечника и некоторыми жирами (например, трансжирами). Хроническое воспаление – это причина большинства хронических сердечно-сосудистых заболеваний, таких как атеросклероз сосудов нижних конечностей, головного мозга, ишемическая болезнь сердца, жировая болезнь печени, сахарный диабет. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) называет болезни воспалительного характера «основной угрозой здоровью человека». Во всем мире три человека из пяти умирают от заболевания, вызванного хроническим вялотекущим воспалением. Хорошая новость заключается в том, что диета, снижающая количество скачков уровня глюкозы, сокращает риск развития этих заболеваний[38].
Но есть и еще одно явление, возникающее вследствие повышенного уровня глюкозы крови, и оно вам тоже вряд ли понравится.
Секреты ожирения
Да, нужно признать, что глюкоза в завышенной концентрации – яд для организма. Но мы сталкиваемся с токсичными веществами каждый день, и природа позаботилась о создании механизмов, помогающих устранить или хотя бы минимизировать их негативное воздействие. Итак, чтобы затормозить процессы гликирования и не дать разгуляться свободным радикалам, наше тело научилось запасать глюкозу в виде нетоксичных соединений.
Дирижирует процессом поджелудочная железа. Вы уже знаете, что она вырабатывает очень важный для регуляции обмена глюкозы гормон – инсулин. Он позволяет глюкозе беспрепятственно входить внутрь клеток и тем самым снижает ее уровень в крови. Кроме того, инсулин не дает глюкозе выйти из клеток и не допускает ее попадания в кровь. Вся его деятельность направлена на то, чтобы снизить уровень глюкозы в крови и повысить его в клетках.
Выжить без этого гормона невозможно. Что стало бы с клеткой, если бы она не могла удержать в себе глюкозу и взять из крови новую? Она погибла бы от недостатка энергии. К сожалению, так и происходит с больными сахарным диабетом первого типа. При этом заболевании поджелудочная железа перестает вырабатывать инсулин и, если не вводить его извне, человек быстро погибает. К счастью, ученые давно научились производить инсулин, и теперь пациенты с сахарным диабетом первого типа просто подкалывают себе нужное его количество. Их качество жизни сейчас мало отличается от жизни здоровых людей.
Выработка инсулина – защитный механизм, к которому организм прибегает для контроля скачков уровня глюкозы.
Но у него есть свои негативные последствия. Высокая концентрация глюкозы внутри клеток создает не меньшие проблемы, чем вне ее. Образование свободных радикалов и процессы гликирования никто не отменял. Поэтому в клетках есть механизмы, позволяющие трансформировать глюкозу в безвредные соединения. Правда, одни клетки справляются с этим лучше, а другие хуже.
Первый орган, который встречается на пути крови, идущей от кишечника и содержащей высокую концентрацию глюкозы, – печень. В ее клетках излишки глюкозы превращаются в гликоген, и это роднит нас с растениями. Дело в том, что гликоген – близкий родственник крахмала. Оба этих вещества состоят из сцепленных между собой молекул глюкозы. Только крахмал служит запасной формой у растений, а гликоген – у животных. Он безвреден для клеток.
Печень способна удерживать около 100 г глюкозы в форме гликогена[39]. Это примерно половина от 200 г глюкозы, необходимых нашему организму в день для получения нужного количества энергии[40].
Второе важное хранилище глюкозы – мышцы. Оно очень хорошее и вместительное, поскольку их у нас много. В мышцах среднестатистического 70-килограммового взрослого человека в виде гликогена может содержаться около 400 г глюкозы – две суточные нормы[41].
Однако практика показывает, что человек склонен переедать углеводов значительно больше, чем могут запасти печень и мышцы. Вместимость хранилищ ограничена, они заполнены под завязку, а если мы продолжаем изо дня в день тратить энергии меньше, чем способна дать поступившая в организм глюкоза, ей приходится деваться еще куда-то. Ведь организм делает все возможное, чтобы не допустить ее высокого уровня в крови.
И на этот раз речь идет о хранилище с очень большой (по сути, бесконечной) вместимостью. Это жир.
После того как инсулин загрузит максимальное количество глюкозы в печень и мышцы в виде гликогена, ее избытки превратятся в жир и будут сохранены в виде жировых отложений. Вот так люди и набирают лишние килограммы.
И еще кое-что: при употреблении углеводистой пищи нашему организму приходится иметь дело не только с глюкозой, но и с фруктозой. К сожалению, фруктоза не может преобразоваться в гликоген и безопасно отложиться в печени и мышцах. Единственная форма, в которой она может храниться, – это жир[42].
Жир, который образовало наше тело из глюкозы и фруктозы, имеет как положительное, так и отрицательное воздействие на организм. Начнем с отрицательных. Во-первых, он накапливается не только на животе и бедрах, но и во внутренних органах, в основном, в печени. Ожиревшая печень не может выполнять свою работу должным образом, и качество здоровья ее хозяина прогрессивно нарушается. Такое состояние называется неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБП). Старое название – жировой гепатоз.
Во-вторых, накапливаясь в подкожной жировой клетчатке и между внутренними органами, жир приводит к набору веса. Ожирение – настоящая катастрофа XXI века. В многочисленных исследованиях доказана его связь со всеми сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническими болезнями органов дыхания и пищеварения, сахарным диабетом и другими эндокринными проблемами, болезнями опорно-двигательного аппарата. Даже если ожирение не влияет на риск, оно существенно ухудшает прогноз и достоверно уменьшает продолжительность жизни. Помните, как было страшно за людей с лишним весом во время ковида? Да, они умирали значительно чаще, чем те, у кого масса тела была нормальной.
У людей избытки глюкозы хранятся в форме гликогена и жира. Избытки фруктозы превращаются в жир
Приблизительно через час после еды концентрация глюкозы достигает максимума, а затем начинает снижаться, так как инсулин направляет глюкозу в печень, мышцы и жировые клетки
Причем жир образуется из фруктозы намного легче, чем из глюкозы. Поэтому сейчас все чаще звучат мнения, что фруктоза в большей степени виновата в НАЖБП и сердечно-сосудистых рисках, чем глюкоза. Еще один повод отказаться от сахара и отдать предпочтение крахмалистым продуктам, где уровень фруктозы значительно ниже[43]. Теперь вы понимаете негодование эндокринологов по поводу того, что пациенты с радостью скупают шоколадки на фруктозе, думая, что тем самым профилактируют у себя подъемы глюкозы. Мало того, что не делают этого, так еще и здорово вредят своим внутренним органам и повышают риск сердечно-сосудистых проблем и НАЖБП.
Теперь о хорошем. Нас долгое время приучали к мысли, что жир – это плохо. Но это не так. Организму необходим жир, чтобы стать хранилищем для глюкозы и фруктозы и не допустить их высокого уровня в крови. Мы не должны сердиться на свой организм за то, что он откладывает жир. Напротив, следует поблагодарить его за попытки защитить нас от окислительного стресса, гликирования и хронического вялотекущего воспаления. То, что жира скопилось больше чем нужно, не его вина. Он делает свою работу по спасению наших жизней. А глюкозу для этого мы поставляем сами неправильным питанием и отсутствием физических нагрузок. Это все равно, что злиться на разросшийся штат пожарных в ответ на участившиеся пожары.
Но вернемся к инсулину. Итак, его основная работа – загнать глюкозу в клетки и удержать ее там, чтобы из нее образовались нетоксичные вещества-депо – жир и гликоген. В краткосрочной перспективе это хорошо и помогает контролировать ситуацию. Но что будет, если у человека регулярно высокий уровень глюкозы, поджелудочная железа вынуждена усиленно вырабатывать инсулин, а его количество в крови становится постоянно повышенным? Он создает условия для возникновения ожирения, сахарного диабета второго типа, синдрома поликистозных яичников и других заболеваний.
Отчасти эти процессы связаны с инсулинорезистентностью. Всем известно, что если съесть конфету, а потом сделать глоток подслащенного чая, он покажется пресным. Хотя до этого вы его пробовали и он казался сладким. Это связано с резистентностью наших рецепторов. Иначе говоря, когда что-то действует на них слишком сильно или долго, они теряют чувствительность к этому. Конфета слаще чая, в ней больше сахара или других подсластителей. Она вызвала снижение чувствительности вкусовых рецепторов языка, поэтому почувствовать сладость чая они просто не смогли. Чтобы снова пить сладкий напиток, придется положить в чашку еще одну ложку сахара. Хотя это, конечно, нездоровая практика. Не делайте так.
То же самое происходит с инсулином.
Когда инсулина слишком много, клетки теряют к нему чувствительность.
А раз инсулин не действует на клетку, она становится неспособной впускать глюкозу. Чтобы клетка снова почувствовала инсулин, поджелудочная железа вынуждена увеличивать его количество. Его уровень становится постоянно повышенным, а значит, более активно идут процессы жирообразования. Мало того. Подобно тому, как инсулин блокирует распад гликогена, он еще и не дает расщепляться жирам, чтобы они не мешали утилизации глюкозы. Для этого инсулин и создан – сделать все, чтобы не допустить ее повышения в крови.
Подобно иве Александру, который может использовать свои запасы крахмала в ночное время, наше тело способно получать гликоген из печени и мышц, чтобы превратить его обратно в глюкозу, как только у тысяч митохондрий в каждой клетке возникнет в этом необходимость. Когда запасы гликогена подойдут к концу, организм подключит для получения энергии жир из жировых отложений. Мы входим в режим жиросжигания и начинаем худеть. Но если в крови высока концентрация инсулина, этого не происходит: он мешает этому процессу. Поэтому людям с инсулинорезистентностью так сложно избавиться от жировых отложений и похудеть.
Однако, сглаживая глюкозные кривые, мы автоматически сглаживаем и инсулиновые, а значит, препятствуем инсулинорезистентности. То есть если уровень глюкозы, а следовательно, и инсулина стабильный, мы естественным образом худеем. Проведенное в 2021 году канадское исследование с участием 5600 человек показало, что снижение уровня инсулина всегда предшествует похудению[44].
Избыток глюкозы в организме, а также вызванные им повышения и падения уровня инсулина меняют нас на клеточном уровне. Набор веса – это лишь один из очевидных симптомов, но на самом деле их гораздо больше. Инсулинорезистентность – одна из составляющих метаболического синдрома, состояния, при котором происходит глубокое нарушение углеводного и жирового обмена. Оно проявляется абдоминальным ожирением (жир откладывается на животе), повышением артериального давления и плачевными результатами анализа на липиды крови: высокой концентрацией плохого холестерина и низкой – хорошего. Такая ситуация рано или поздно всегда заканчивается сердечно-сосудистыми заболеваниями, в том числе инфарктами и инсультами. К счастью, сглаживание сахарной кривой способно затормозить, а иногда и предотвратить этот процесс.