Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- глава2 [2018/07/20 17:29]
admin [Сахарный диабет и системы автоматического управления]
+++ глава2 [2018/07/22 10:10] (текущий)
juris
@@ Строка 443: / Строка 443: @@
 Из всего сказанного выше совершенно очевидным становится предположение о наличии  надклеточных регуляторных механизмов, работа которых должна быть направлена на поддержание постоянной концентрации глюкозы в крови. И такие механизмы есть. Более того, напрашивается и схема такого регуляторного механизма. Это система автоматического управления (регулирования) с отрицательной обратной связью (в дальнейшем -- САУ).
-Работа таких САУ с отрицательной обратной связью основана на возвращении выходного параметра системы к какому-то устойчивому значению в случаях, когда этот параметр отклонился от этого значения в ту или иную сторону. Этим такие системы отличаются от систем с положительной обратной связью, имеющих цель вывести систему из равновесия и ввести ее в режим возбуждения.
+В общем виде функциональная блок-схема этой системы представлена на рисунке:
+{{ :sau1.jpg?400 |}}
+Любой процесс автоматического регулирования построен на принципе отрицательной обратной связи: при отклонении выходного параметра системы на ее вход подается воздействие, вызывающее отклонение выходного параметра в противоположное направление.Другими словами, работа таких САУ с отрицательной обратной связью основана на возвращении выходного параметра системы к какому-то устойчивому заданному значению в случаях, когда этот параметр отклонился от этого значения в ту или иную сторону.
+Применительно к нам под системой понимается кровеносная система с уровнем концентрации глюкозы U ( на входе) и Y (на выходе). Под образцовой величиной T понимается нормогликемия ( 3.3-5.5 ммоль/литр по цельной крови). Величина Z=T-Y представляет собой величину рассогласования, т.е. разницу между реальной концентрацией глюкозы в крови и ее нормой. Соответственно, величина Z может иметь положительное или отрицательное значение, соответствующим образом влияя на величину U, а следовательно и на величину Y
 При отклонении выходного параметра (объекта регулирования) систем с отрицательной обратной связью формируется сигнал рассогласования, величина и знак которого зависит от того, в какую сторону отклонился объект регулирования (увеличения или уменьшения) и от самой величины этого отклонения. На основе этого сигнала рассогласования формируются управляющие воздействия, стремящиеся вернуть систему в устойчивое состояние (вернуть объект регулирования к заданной величине). Величина и знак этих управляющих воздействий также зависит от величины и знака отклонения объекта регулирования от заданной величины. Другими словами, такие системы постоянно «тормозят» отклонения объекта регулирования от нужной величины, препятствуют таким отклонения. В этом и заключается смысл «отрицательности» таких систем.
-Я могу с уверенностью сказать, что поддержание заданного уровня глюкозы крови происходит под управлением такой САУ. Объектом регулирования является уровень глюкозы крови в норме составляющий 3.3-5.5 ммоль/л. Управляющими воздействиями являются два гормона поджелудочной железы: инсулин и глюкагон. При тенденциях к повышению уровня глюкозы крови в качестве управляющего воздействия выступает инсулин, действие которого приводит к понижению этого уровня, «тормозит» его, оказывает «отрицательное» воздействие на это повышение. В случае тенденций к понижению уровня глюкозы, управляющим воздействием является глюкагон, действие которого приводит к повышению уровня глюкозы, оказывает «отрицательное» воздействие на это понижение. В этом и есть смысл «отрицательности» действия этих гормонов в составе системы управления с отрицательной обратной связью. По сути дела, процесс регулирования уровня глюкозы крови, это процесс противоположной по знаку работы этих двух гормонов, которых называют антагонистами. Постоянный уровень глюкозы крови является результатом оптимального баланса между ними.
+Я могу с уверенностью сказать, что поддержание заданного уровня глюкозы крови происходит под управлением такой САУ. Объектом регулирования является уровень глюкозы крови в норме составляющий 3.3-5.5 ммоль/л. Вся беда в том, что Великий Конструктор не оставил нам подробной принципиальной схемы этой системы, которую он реализовал внутри нашего организма. Но тем не менее, человек уже пытается создать такие внешние системы регулирования в виде искусственной ПЖ.
+Управляющими воздействиями являются два гормона поджелудочной железы: инсулин и глюкагон. При тенденциях к повышению уровня глюкозы крови в качестве управляющего воздействия выступает инсулин, действие которого приводит к понижению этого уровня, «тормозит» его, оказывает «отрицательное» воздействие на это повышение. В случае тенденций к понижению уровня глюкозы, управляющим воздействием является глюкагон, действие которого приводит к повышению уровня глюкозы, оказывает «отрицательное» воздействие на это понижение. В этом и есть смысл «отрицательности» действия этих гормонов в составе системы управления с отрицательной обратной связью. По сути дела, процесс регулирования уровня глюкозы крови, это процесс противоположной по знаку работы этих двух гормонов, которых называют антагонистами. Постоянный уровень глюкозы крови является результатом оптимального баланса между ними.
 Инсулин является гормоном, обеспечивающим приток глюкозы из внеклеточного пространства, тогда как глюкагон главным образом влияет на ее поступление в это пространство. Очевидно, если концентрация глюкозы во внеклеточном пространстве остается постоянной во время колебаний ее потока, то это является следствием как равного поступления глюкозы в это пространство, так и равного ухода из него. Подобное равновесие возможно лишь в условиях тесного взаимодействия глюкагона и инсулина,  взаимодействия  альфа и бета клеток, взаимодействия, контролируемого САУ. С точки зрения САУ инсулин и глюкагон являются антагонистами, поскольку имеют прямо противоположное управляющее воздействие. Но с физиологической точки зрения инсулин и глюкагон антагонистами не являются. Просто каждый из них выполняет свою работу и выполняет в тесном взаимодействии друг с другом.
@@ Строка 465: / Строка 473: @@
 Эффект контринсулярных гормонов проявляется уже в первые минуты после того, как гипоталамус распознает низкий или быстро снижающийся уровень глюкозы, и длится 8—12 ч. Образно говоря, в этом случае наш «самолет» увеличивает угол тангажа (задирает нос), чтобы вернуться к нормальной высоте полета. При этом он может пройти нормальную высоту и дальше стремиться вверх. Но в этом случае включится инсулярное плечо САУ, которое застабилизирует «самолет» именно на нужной нормальной высоте. Но у диабетика это, как правило, не происходит, поскольку именно инсулярное плечо САУ находится в отказе. Это приводит к дальнейшему росту «высоты» (уровня глюкозы крови), именуемое постгипогликемической гипергликемией или «откатом» или эффектом Сомоджи. Как противостоять этому явлению, мы рассмотрим позже.
-Уже через 1—3 года после клинического проявления инсулинозависимого сахарного диабета секреция глюкагона в ответ на «аварийную» гипогликемию заметно снижается. На протяжении последующих 2—3 лет секреция глюкагона в системе аварийной защиты постепенно уменьшается и, в конце концов, прекращается. Позднее (через 10 и более лет) снижается также секреция адреналина, причем даже у больных без диабетической нейропатии. Другие гормональные реакции почти не нарушаются. Больные со сниженной или отсутствующей секрецией глюкагона и адреналина в ответ на гипогликемию теряют способность ощущать ее предвестники. У таких больных повышен риск гипогликемической комы во время интенсивной инсулинотерапии.
+Уже через 1-3 года после клинического проявления инсулинозависимого сахарного диабета секреция глюкагона в ответ на «аварийную» гипогликемию заметно снижается. На протяжении последующих 2-3 лет секреция глюкагона в системе аварийной защиты постепенно уменьшается и, в конце концов, прекращается. Позднее (через 10 и более лет) снижается также секреция адреналина, причем даже у больных без диабетической нейропатии. Другие гормональные реакции почти не нарушаются. Больные со сниженной или отсутствующей секрецией глюкагона и адреналина в ответ на гипогликемию теряют способность ощущать ее предвестники. У таких больных повышен риск гипогликемической комы во время интенсивной инсулинотерапии.
 Проще говоря, при большом стаже СД1 у человека отказывает и эта схема защиты, и он становится беззащитным при гипогликемиях. Организм просто теряет способность распознавать их и адекватно реагировать. Следует сказать и то, что уровень гипогликемии может быть разным. Гипогликемия, это не только тогда, когда уровень глюкозы падает ниже 3.3 ммоль/л. Этот уровень зависит и от того, на каких сахарах живет организм, к каким привык и какие считает за «норму». Надо учитывать то, что головной мозг у больных сахарным диабетом адаптирован к постоянной гипергликемии, поэтому симптомы гипогликемии могут проявляться и при концентрации глюкозы 6—8 ммоль/л. Но это у тех, кто привык жить на высоких уровнях глюкозы крови, у кого головной мозг и САУ адаптировались к этим высоким уровням. Об этом мы тоже поговорим позже, когда будем рассматривать практические шаги по точной инсулинотерапии. Да и вообще, гипогликемия, это не только дрожание рук-ног, потеря сознания и т.д. Она может проходить и бессимптомно (т.н. «скрытая гипогликемия), но «схема защиты» ее улавливает вполне реально.

Азбука диабета

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Различия

Инструменты страницы