Zinc metabolism in diabetes mellitus

Abstract

The high concentration of Zn found in the endocrine glands (pancreas, pituitary gland, gonads) indicates the important role of this trace element in the function of these organs.

Full Text

Высокая концентрация Zn, обнаруживаемая в железах внутренней секреции (поджелудочная железа, гипофиз, гонады), свидетельствует о важной роли этого мик­роэлемента в функции указанных органов.

Известно, что при сахарном диабете обмен Zn нарушен, но какова роль Zn в патогенезе этого заболевания, неясно.

Окамото (1949) предложил «цинковую теорию сахарного диабета», согласно кото­рой диабетогенные вещества (дитизон) блокируют Zn в клетках поджелудочной же­лезы и тем самым нарушают синтез инсулина. К таким же выводам пришли позднее Маске, Вольф и др., а в СССР различные варианты дитизонового диабета разрабаты­вали Л. Я. Лазарис и сотр.

В вопросе о влиянии Zn на углеводный обмен нет единогласия. По данным Ф. Я. Беренштейна, а также Вейтцела, введение микродоз Zn обусловливает повыше­ние сахара крови у животных. В то же время Пора, Ровента и соавт. находят, что нагрузка солями Zn(ZnSO₄) вызывает увеличение инсулиноподобной активности крови, снижение сахара и повышение содержания гликогена в печени и мышцах. По мнению Маске, островковые клетки поджелудочной железы обладают особым свойст­вом накапливать Zn, который участвует в образовании внутриклеточного депо ин­сулина. При определенных условиях ионы Zn образуют нерастворимые соединения с инсулином и откладываются в бета-клетках островков Лангерганса в виде гранул, хо­тя сам Zn в полную структурную формулу свободного инсулина не входит. Таким образом, Zn обеспечивает процесс синтеза, депонирования и освобождения инсулина в бета-клетках островков Лангерганса. Л. И. Шевчук доказал, что содержание Zn в поджелудочной железе человека находится в прямой зависимости от количества ост­ровков и от их функционального состояния. С. М. Лейтес считает, что взаимодействие Zn с инсулином в организме проявляется в торможении инсулиназы, угнетающей ак­тивность инсулина в тканях.

В зарубежной литературе встречаются немногочисленные работы об обмене Zn у больных сахарным диабетом, к тому же результаты их противоречивы. Констам, Зее­ман и сотр. установили значительное выведение Zn с мочой, параллельное тяжести течения диабета. Таруи обнаружил связь между экскрецией Zn и уровнем сахара крови, но не выявил таковой между цинкурией и глюкозурией. По его мнению, значи­тельное выведение Zn с мочой при сахарном диабете точно отражает нарастание в ор­ганизме больных веществ, обладающих способностью образовывать комплексы с метал­лами (хелатов). Данные об увеличении экскреции Zn с мочой были получены также Ю. А. Князевым, В. Я. Шустовым. Л. П. Григорьева подчеркивает, что больные, стра­дающие тяжелой формой диабета, ангиопатией сосудов почек, кетонемией и ацетонурией, выделяют с мочой гораздо больше Zn, чем больные неосложненным диабетом.

Мы определяли содержание Zn в моче методом спектрального анализа на спектро­графе ИСП-28. Предварительно материал (мочу) выпаривали, высушивали в термоста­те при 90° до постоянного веса и сжигали в муфельной печи при 400° в течение 6—7 часов. Для фотографирования пользовались пластинками тип-III, сенсибилизированны­ми к ультрафиолетовой области. Определение Zn проводили по линии 2138,5 А. В ка­честве элемента сравнения был использован фон вблизи аналитической линии. Почер­нение линии Zn измеряли на микрофотометре МФ-2.

Обследованы 80 больных сахарным диабетом (45 женщин и 35 мужчин в возрасте от 15 лет до 71 года с давностью заболевания от 1 месяца до 20 лет) и контрольная группа из 15 доноров. Концентрацию Zn в моче определяли спектрографически при поступлении больных в стационар и при выписке. Параллельно исследовали сахар кро­ви по Хагедорну — Йенсену и сахар мочи поляриметрически.

Содержание Zn в моче здоровых лиц, по нашим данным, равно 24,5+3,0у%, а суточная экскреция — 0,339±0,045 мг. У больных сахарным диабетом концентрация Zn в моче более чем в 2 раза выше, чем у здоровых: 64,8+3,4 7 %. Разница статисти­чески достоверна (Р<Д,001). Суточная экскреция Zn у больных также значительно выше, чем у здоровых: 2,972±0,239 мг. Статистически достоверных различий выделения Zn с мочой в зависимости от пола, возраста и давности заболевания не обнаружено.

При сопоставлении содержания Zn в моче и суточной его экскреции с уровнем сахара крови выявлена прямая зависимость между этими величинами. У больных с уровнем сахара крови менее 200 мг% количество Zn в моче было в 1_,5 раза больше, чем у здоровых людей, а суточная экскреция была в 2 раза выше (0,727±0,072 мг). Разница статистически достоверна (Р<0,001).

Сравнение содержания Zn в моче с суточной глюкозурией не выявило отчетливой зависимости этих показателей. У больных с суточной глюкозурией менее 50 г повышение содержания Zn в моче оказалось недостоверным. Глюкозурия более 50 г/сутки сопро­вождалась повышением количества Zn в моче, но разница между этими двумя груп­пами была недостоверна (Р>0,001). Суточная экскреция с мочой у больных с глюко­зурией более 50 г в сутки была повышена за счет полиурии, сопутствующей высокой глюкозурии.

Содержание Zn в моче до лечения было равно 76,7+7,3 у %, т. е. значительно выше, чем у здоровых (Р<0,001). После лечения препаратами, снижающими уровень сахара в крови, количество Zn в моче снизилось (Р<0,001), приблизившись к норме. Суточная экскреция Zn хотя и снизилась после лечения, но осталась достоверно по­вышенной ( Р<0,001 ).

Особенно высокими содержанием и суточной экскрецией Zn до лечения отлича­лись больные с впервые выявленным диабетом: 92,6+8,6 у% и 2,616+0,330 мг в сутки. Разница с группой здоровых статистически достоверна (Р<0,001). После лечения и в этой группе выделение Zn снизилось.

Нам кажется, что наиболее убедительной является гипотеза, объясняющая значи­тельную цинкурию как следствие увеличения у больных сахарным диабетом веществ, обладающих свойствами хелатов, которые образуют сложные комплексы с двухвалент­ными металлами, а их избыток выводится почками.

Снижение цинкурии и суточной экскреции Zn под влиянием инсулина и сульфа­ниламидов объясняется, по-видимому, нормализацией процессов метаболизма и уменьшением хелатоподобных веществ.

ВЫВОДЫ

1. При декомпенсированном сахарном диабете отмечается значительное увеличение содержания Zn в моче и его суточной экскреции.
2. Наиболее значительное повышение концентрации и суточной экскреции Zn об­наружено у больных с впервые установленным сахарным диабетом до лечения.
3. В результате лечения препаратами, снижающими уровень сахара в крови (ин­сулин, сульфаниламиды), суточная экскреция Zn снижается, однако и после лечения выделение Zn с мочой за сутки остается более высоким, чем у здоровых.
4. Содержание Zn в моче зависит от уровня сахара крови.