Hipoglikemia
Patofizjologia i mechanizm
Hipoglikemia definiowana jest jako stężenie glukozy w osoczu poniżej 70 mg/dl, z objawami klinicznymi pojawiającymi się zwykle przy poziomie <55 mg/dl. Patogeneza obejmuje zaburzenia równowagi między dostarczaniem a wykorzystaniem glukozy, z udziałem mechanizmów przeciwregulacyjnych takich jak zmniejszenie wydzielania insuliny, wzrost produkcji glukozy w wątrobie i nerkach oraz uwalnianie hormonów przeciwregulacyjnych (glukagon, adrenalina, kortyzol, hormon wzrostu). U pacjentów z cukrzycą, zwłaszcza leczonych insuliną lub lekami zwiększającymi wydzielanie insuliny, ryzyko hipoglikemii jest podwyższone, a powtarzające się epizody mogą prowadzić do zespołu nieświadomości hipoglikemii (HAAF), charakteryzującego się osłabioną odpowiedzią hormonalną i autonomiczną na spadek glukozy. Hipoglikemia może mieć różne etiologie, w tym hiperinsulinizm (np. insulinoma, wrodzony hiperinsulinizm), zaburzenia hormonalne, alkoholizm, czy powikłania pooperacyjne (hipoglikemia poposiłkowa). U noworodków hipoglikemia jest stanem nagłym ze względu na ryzyko uszkodzenia mózgu, a u dorosłych może prowadzić do poważnych zaburzeń neurologicznych i kardiologicznych.
- Patofizjologia hipoglikemii
- Mechanizmy przeciwregulacyjne w hipoglikemii
- Objawy hipoglikemii i ich mechanizm
- Nieświadomość hipoglikemii – patofizjologia
- Dysregulacja hormonalna w hipoglikemii
- Czynniki ryzyka hipoglikemii
- Hipoglikemia w różnych populacjach pacjentów
- Specjalne formy hipoglikemii
- Hiperinsulinizm jako przyczyna hipoglikemii
- Hipoglikemia poposiłkowa
- Hipoglikemia związana z alkoholem
- Konsekwencje i powikłania hipoglikemii
- Nowsze odkrycia w patofizjologii hipoglikemii
- Podsumowanie patofizjologii hipoglikemii
Patofizjologia hipoglikemii
Hipoglikemia, definiowana jako stężenie glukozy w osoczu poniżej 70 mg/dl, stanowi złożone zaburzenie metaboliczne wynikające z zaburzenia równowagi między dostarczaniem a wykorzystaniem glukozy. Objawy kliniczne hipoglikemii zwykle nie występują, dopóki stężenie glukozy w osoczu nie spadnie poniżej 55 mg/dl1. Patogeneza hipoglikemii obejmuje różnorodne mechanizmy, które zaburzają fizjologiczne procesy regulacji glikemii.
Mechanizmy przeciwregulacyjne w hipoglikemii
Organizm posiada szereg wbudowanych mechanizmów przeciwregulacyjnych zapobiegających epizodom hipoglikemii. Mechanizmy te obejmują złożoną interakcję hormonów i sygnałów nerwowych regulujących endogenną produkcję insuliny, zwiększających wątrobową produkcję glukozy i modyfikujących obwodowe wykorzystanie glukozy1. W warunkach prawidłowych, gdy stężenie glukozy we krwi spada do dolnej granicy normy, pierwszą linią obrony przed hipoglikemią jest zmniejszenie wydzielania insuliny przez trzustkę2.
Spadek stężenia insuliny umożliwia wątrobie zwiększenie glikogenolizy – procesu rozpadu glikogenu prowadzącego do produkcji glukozy2. Zmniejszone stężenie insuliny pozwala również na zwiększenie glukoneogenezy w wątrobie i nerkach – procesu wytwarzania glukozy ze źródeł nieweglowodanowych, dostarczanych z mięśni i tkanki tłuszczowej2.
Gdy stężenie glukozy we krwi spada poza zakres wartości prawidłowych, uruchamiane są dodatkowe mechanizmy ochronne. Trzustka otrzymuje sygnał do wydzielania glukagonu, hormonu zwiększającego produkcję glukozy przez wątrobe i nerki oraz nasilającego rozpad mięśni i tkanki tłuszczowej w celu dostarczenia substratów do glukoneogenezy3. Jeśli zwiększone stężenie glukagonu nie podnosi poziomu glukozy we krwi do wartości prawidłowych, nadnercza uwalniają adrenalinę3.
Adrenalina działa w kierunku zwiększenia glukoneogenezy i glikogenolizy, jednocześnie zmniejszając wykorzystanie glukozy przez narządy, chroniąc w ten sposób zapasy glukozy dla mózgu3. Po przedłużającej się hipoglikemii, uwalniane są kortyzol i hormon wzrostu, które kontynuują procesy glukoneogenezy i glikogenolizy, jednocześnie zapobiegając wykorzystaniu glukozy przez inne narządy. Efekty kortyzolu i hormonu wzrostu są znacznie mniej skuteczne niż adrenaliny3.
W stanie hipoglikemii mózg sygnalizuje również uczucie głodu i skłania osobę do jedzenia, próbując zwiększyć stężenie glukozy3. Wcześniej wymienione mechanizmy przeciwregulacyjne mogą czasami nie rozwiązać problemu hipoglikemii. W tym momencie stosowane są dodatkowe środki przeciwregulacyjne, takie jak hormon wzrostu i kortyzol1.
Objawy hipoglikemii i ich mechanizm
Objawy hipoglikemii są związane z aktywacją układu sympatycznego i dysfunkcją mózgu spowodowaną obniżonym poziomem glukozy. Stymulacja układu sympatyczno-nadnerczowego prowadzi do pocenia się, kołatania serca, drżenia, lęku i głodu. Zmniejszenie dostępności glukozy w mózgu (neuroglikopenia) może objawiać się zaburzeniami świadomości, trudnościami z koncentracją, drażliwością, halucynacjami, deficytami ogniskowymi (np. niedowład połowiczy), a ostatecznie śpiączką i śmiercią4.
Objawy adrenergiczne często poprzedzają objawy neuroglikopenii, stanowiąc wczesny system ostrzegawczy dla pacjenta. Badania wykazały, że głównym bodźcem do uwalniania katecholamin jest bezwzględny poziom glukozy w osoczu; szybkość spadku glukozy ma mniejsze znaczenie4. Wcześniejsze poziomy glukozy we krwi mogą wpływać na reakcję organizmu na określony poziom glukozy we krwi. Istotne jest jednak, że pacjent z powtarzającą się hipoglikemią może mieć prawie żadnych objawów (nieświadomość hipoglikemii). Próg, przy którym pacjent odczuwa objawy hipoglikemii, obniża się z powtarzającymi się epizodami hipoglikemii4.
Nieświadomość hipoglikemii – patofizjologia
Nieświadomość hipoglikemii opisuje stan, w którym autonomiczne i neuroglikopeniowe objawy hipoglikemii zmniejszają się i dlatego są trudno zauważalne56. Mechanizmy patofizjologiczne są różnorodne, ale głównie dotyczą zmienionego wykrywania glukozy przez mózg, adaptacji mózgowej i upośledzonej przeciwregulacji hormonalnej z osłabionym uwalnianiem glukagonu, adrenaliny, hormonu wzrostu i innych hormonów, a także upośledzonych objawów autonomicznych i neuroglikopeniowych56.
Upośledzona hormonalna odpowiedź przeciwregulacyjna na nawracającą hipoglikemię może prowadzić do błędnego koła częstych i słabo rozpoznawalnych epizodów hipoglikemii56. Występuje przesunięcie progu glikemicznego wyzwalającego przeciwregulację hormonalną, co prowadzi do autonomicznej niewydolności związanej z hipoglikemią (HAAF) i klinicznego zespołu nieświadomości hipoglikemii56.
Sugeruje się, że zespół nieświadomości hipoglikemii jest głównie indukowany przez niedawne epizody hipoglikemii powodujące wadliwą przeciwregulację glukozy78. Brak objawów hipoglikemii odzwierciedla osłabienie odpowiedzi układu sympatyczno-nadnerczowego78. Zespół nieświadomości hipoglikemii jest powszechnie obserwowany u osób z nawracającymi epizodami hipoglikemii, które zakłócają normalne uwalnianie hormonów przeciwregulacyjnych, takich jak glukagon, hormon wzrostu (GH) i adrenalina78.
Oprócz osłabienia odpowiedzi sympatyczno-nadnerczowej, stępiona odpowiedź hormonalna prowadzi do upośledzonej przeciwregulacji glukozy i zmniejszonej świadomości hipoglikemii78. Nawracające epizody hipoglikemii mogą wywoływać adaptacyjne odpowiedzi w obrębie ośrodkowego układu nerwowego78. Z czasem mózg adaptuje się do niższego poziomu glukozy, resetując próg wykrywania glukozy do niższych wartości78.
Dysregulacja hormonalna w hipoglikemii
Dysregulacja hormonalna została zidentyfikowana jako istotny czynnik przyczyniający się do rozwoju zespołu nieświadomości hipoglikemii910. U osób z cukrzycą typu 1 lub zaawansowaną cukrzycą typu 2, niekontrolowane uwalnianie insuliny z depot podskórnych lub utrzymujące się działanie pochodnych sulfonylomocznika może prowadzić do podwyższonego stężenia insuliny w krążeniu podczas hipoglikemii910.
Względny nadmiar insuliny zwiększa wychwyt glukozy i hamuje jej produkcję w wątrobie, mimo rozwijającej się hipoglikemii910. Ponadto, u pacjentów z cukrzycą występuje paradoksalne upośledzenie wydzielania glukagonu podczas hipoglikemii910. Koncepcja nieświadomości hipoglikemii obejmuje również fakt, że niedawne epizody hipoglikemii powodują wadliwą przeciwregulację poprzez zmniejszenie poziomu adrenaliny910.
Czynniki ryzyka hipoglikemii
Czynniki ryzyka hipoglikemii mogą wynikać z terapeutycznej hiperinsulinemii lub niewydolności mechanizmów obronnych przy spadku stężenia glukozy w osoczu11. U osób bez cukrzycy hipoglikemia jest rzadka, ponieważ endogenne wydzielanie insuliny jest hamowane, gdy poziom glukozy spada poniżej normy12. Osoby z cukrzycą leczone insuliną, pochodnymi sulfonylomocznika lub innymi lekami zwiększającymi wydzielanie insuliny są narażone na zwiększone ryzyko hipoglikemii, ponieważ poziom glukozy będzie nadal spadał, dopóki bolus insuliny lub działanie leku doustnego nie zostanie usunięte12.
Wraz z dłuższym czasem trwania cukrzycy, zarówno w T1D, jak i zaawansowanej T2D, postępująca utrata komórek beta uniemożliwia parakrynne rozmowy między komórkami alfa i beta, prowadząc do upośledzenia uwalniania glukagonu podczas hipoglikemii12. Zwiększa to podatność na hipoglikemię. Dlatego czas trwania T1D i, w przypadku T2D, czas trwania leczenia insuliną są ważnymi predyktorami ryzyka hipoglikemii12.
Czynniki ryzyka hipoglikemii u pacjentów z cukrzycą obejmują przewidywalne czynniki wyzwalające (pominięte posiłki, wysiłek fizyczny, przedawkowanie insuliny), a także wadliwą przeciwregulację, składnik autonomicznej niewydolności związanej z hipoglikemią13.
Leki indukujące hipoglikemię
Hipoglikemia jest powszechna wśród osób z cukrzycą typu 1, z roczną częstością występowania ciężkiej hipoglikemii wahającą się od 3,3% do 13,5%14. Chociaż pacjenci leczeni insuliną lub lekami zwiększającymi wydzielanie insuliny (pochodne sulfonylomocznika i meglitynidy) są ogólnie bardziej narażeni, ciężka hipoglikemia jest mniej powszechna u pacjentów z cukrzycą typu 214.
Leki obniżające poziom glukozy, które nie powodują niekontrolowanego wydzielania insuliny, takie jak inhibitory dipeptydylopeptydazy-4, metformina, agoniści receptora glukagonopodobnego peptydu-1, tiazolidynediony i inhibitory transportera sodowo-glukozowego-2, są związane z niższym ryzykiem hipoglikemii, chyba że są stosowane w połączeniu z insuliną lub lekami zwiększającymi wydzielanie insuliny14.
Alkohol jest również powiązany z wyższym ryzykiem hipoglikemii15. Mechanizm stojący za tym efektem związany jest z funkcją wątroby. Wątroby nie może jednocześnie równoważyć poziom cukru we krwi i odtruwać alkohol. Jeśli musi wybierać między utrzymaniem poziomu cukru we krwi a detoksykacją alkoholu, wątroby metabolizuje alkohol15. Jeśli w tym czasie nie może pełnić swojej roli w utrzymaniu poziomu cukru we krwi, może wystąpić hipoglikemia15.
Hipoglikemia w różnych populacjach pacjentów
Hipoglikemia w cukrzycy
Hipoglikemia cukrzycowa występuje, gdy u osoby z cukrzycą poziom cukru (glukozy) we krwi jest zbyt niski, aby organizm mógł prawidłowo funkcjonować. Glukoza jest głównym źródłem energii dla organizmu i mózgu, więc nie możesz dobrze funkcjonować, jeśli nie masz jej wystarczająco dużo16.
Większość glukozy w organizmie pochodzi z pożywienia. Hormon insulina obniża poziom cukru (glukozy) we krwi, gdy jest on zbyt wysoki. Jeśli masz cukrzycę typu 1 lub typu 2 i potrzebujesz insuliny do kontrolowania poziomu cukru we krwi, przyjęcie większej ilości insuliny niż potrzebujesz może spowodować obniżenie poziomu cukru we krwi zbyt nisko i doprowadzić do hipoglikemii16.
Poziom cukru we krwi może również spaść zbyt nisko, jeśli po przyjęciu leku na cukrzycę jesz mniej niż zwykle lub jeśli ćwiczysz więcej niż zwykle, co zużywa dodatkową glukozę16. Utrzymanie równowagi między insuliną, jedzeniem i aktywnością nie zawsze jest łatwe16.
Hipoglikemia bez cukrzycy
Hipoglikemia u osób bez cukrzycy jest znacznie mniej powszechna17. Przyczyny mogą obejmować nadprodukcję insuliny. Rzadko występujący guz trzustki (insulinoma) może powodować produkcję zbyt dużej ilości insuliny, prowadząc do hipoglikemii17. Inne guzy również mogą powodować zbyt dużą produkcję substancji podobnych do insuliny17. Nietypowe komórki trzustki wydzielające insulinę mogą prowadzić do nadmiernego uwalniania insuliny, powodując hipoglikemię17.
Hipoglikemia może również wystąpić z powodu różnych zaburzeń medycznych, jak wyjaśnia Harvard Health18. Guz trzustki, zwany insulinoma, który nieprawidłowo wydziela insulinę, może powodować hipoglikemię18. Jeśli podejrzewa się insulinoma, lekarz może zlecić nadzorowaną 48-godzinną głodówkę. W tym okresie, gdy wystąpią objawy, będą mierzone poziomy glukozy i insuliny we krwi. Poziom glukozy we krwi poniżej 60 miligramów na decylitr w momencie wystąpienia objawów i z mierzalnym poziomem insuliny mocno sugeruje, że dana osoba ma insulinoma18.
Insulinoma jest leczona chirurgicznie, aby usunąć guz. Hipoglikemia spowodowana problemami z nadnerczami lub przysadką mózgową jest leczona poprzez zastąpienie brakujących hormonów lekami18.
Hipoglikemia u noworodków
Hipoglikemia u noworodków jest uważana za stan nagły metaboliczno-endokrynologiczny, ponieważ może prowadzić do uszkodzenia mózgu, trwałych następstw neurologicznych, a w rzadkich przypadkach do śmierci19. Glukoza jest głównym substratem energetycznym dla mózgu. Ponieważ transport wewnątrzmózgowy glukozy zależy od jej stężenia w osoczu, a mózg może magazynować tylko ograniczone rezerwy glikogenu, homeostaza glukozy jest precyzyjnie regulowana przez insulinę i hormony przeciwregulacyjne: glukagon, adrenalinę, kortyzol i hormon wzrostu (GH)19.
Po spożyciu węglowodanów poziom glukozy w osoczu wzrasta, a komórki beta trzustki wydzielają insulinę, która stymuluje wychwyt glukozy przez tkanki obwodowe19. Podczas głodzenia wydzielanie insuliny jest hamowane, podczas gdy stężenie hormonów przeciwregulacyjnych w surowicy wzrasta20. Jeśli poziom glukozy we krwi spadnie poniżej 65 mg/dl, wzrasta wydzielanie kortyzolu i GH, aktywując proteolizę, lipolizę i glukoneogenezę20.
Niemowlęta i małe dzieci mają stosunkowo większą objętość mózgu w stosunku do masy ciała. W związku z tym wykazują one wskaźnik wykorzystania glukozy na kg masy ciała 2-3 razy wyższy niż u dorosłych20.
Specjalne formy hipoglikemii
Hiperinsulinizm jako przyczyna hipoglikemii
Hiperinsulinizm to stan medyczny charakteryzujący się nieprawidłowo wysokim wydzielaniem insuliny w porównaniu ze stężeniem glukozy w osoczu, co prowadzi do ciągłej stymulacji syntezy glikogenu w wątrobie i wychwytu glukozy przez mięśnie szkieletowe i tkankę tłuszczową20. Wrodzony hiperinsulinizm (CH) jest najczęstszą przyczyną przetrwałej hipoglikemii u niemowląt i dzieci21.
CH jest związany z kilkoma mutacjami, w tym kanałopatiami, spowodowanymi mutacjami podjednostki kanałów potasowych ATP-wrażliwych (kanały K-ATP) w komórkach beta, oraz metabolopatiami, spowodowanymi aktywującymi mutacjami enzymów glukokinazy i dehydrogenazy glutaminianowej21. Po ustaleniu laboratoryjnego rozpoznania CH na podstawie próbki krytycznej, należy wykonać test genetyczny i w pierwszej kolejności zbadać mutacje ABCC8/KCNJ1121.
Leczenie obejmuje podejście awaryjne, które ma na celu szybkie przywrócenie prawidłowych wartości glukozy we krwi, oparte na podawaniu dożylnego roztworu glukozy lub dożylnym podawaniu glukagonu, oraz długoterminową terapię, która ma na celu zapobieganie uszkodzeniom mózgu i promowanie normalnego rozwoju i wzrostu dziecka21. Głównym lekiem stosowanym w terapii medycznej jest diazoksyd22.
Hipoglikemia poposiłkowa
Hipoglikemia poposiłkowa (PPH) rozwija się z powodu zaburzonego uwalniania insuliny z komórek beta trzustki w obecności niskiego poziomu glukozy we krwi23. PPH rozwija się, gdy wydzielanie insuliny nie ulega zahamowaniu w odpowiedzi na spadające stężenie glukozy we krwi, a prawidłowa odpowiedź przeciwregulacyjna glukagonu i adrenaliny jest stępiona23. Nadmierna insulina hamuje glikogenolizę i glukoneogenezę. Dlatego hipoglikemia wynika ze zmniejszonej produkcji glukozy, a nie z jej zwiększonego wykorzystania23.
PPH jest dobrze znanym późnym powikłaniem operacji górnych dróg pokarmowych23. Po operacji, szybkie przejście pokarmu do jelita cienkiego powoduje wczesny i wyższy szczyt glikemiczny oraz zwiększone wydzielanie GLP-1, wyzwalając większą syntezę insuliny, prowadząc do szybkiego spadku poziomu glukozy we krwi, z najniższym poziomem w 90 do 180 minut po posiłkach23.
Tępiona odpowiedź glukagonu na hipoglikemię wywołaną insuliną jest dobrze udokumentowana u pacjentów po RYGB w porównaniu z tymi samymi pacjentami przed operacją24. Nie jest jasne, dlaczego poszczególni pacjenci, u których rozwija się hipoglikemia, wykazują znacznie zwiększoną stymulację komórek beta trzustki i wyolbrzymioną odpowiedź GLP-1, w porównaniu z tymi, u których nie rozwija się hipoglikemia po operacji24.
Hipoglikemia związana z alkoholem
Hipoglikemia alkoholowa występuje w wyniku przedłużonego głodzenia i nadmiernego spożycia alkoholu, gdy zapasy glikogenu w wątrobie zostają wyczerpane, a alkohol hamuje glukoneogenezę25. Hipoglikemia alkoholowa jest spowodowana hamowaniem glukoneogenezy przez etanol, a ketoza alkoholowa jest spowodowana gromadzeniem się beta-hydroksymaślanu w wyniku zwiększonego stężenia NADH25.
Podwyższone utlenianie etanolu podnosi poziom NADH, co hamuje kluczowe lub regulacyjne enzymy glukoneogenezy, blokując w ten sposób uwalnianie glukozy z wątroby, prowadząc do hipoglikemii25. Zatem hipoglikemia alkoholowa i ketoza alkoholowa są sekwencyjnymi zdarzeniami występującymi jedno po drugim w alkoholizmie, a wątroba może uzupełnić swoją funkcję po dostarczeniu glukozy25.
Naukowcy z Karolinska Institutet ujawnili, w jaki sposób alkohol może powodować nadmierne wydzielanie insuliny, prowadząc do ciężkiej hipoglikemii26. Odkryli, że alkohol wywiera istotny wpływ na mikrokrążenie trzustki, wywołując masową redystrybucję przepływu krwi trzustki z części egzokrynnej do endokrynnej (produkującej insulinę) za pośrednictwem mechanizmów mediowanych przez tlenek azotu i nerw błędny, zwiększając późną fazę wydzielania insuliny, a tym samym wywołując hipoglikemię26.
Spożycie alkoholu może wywołać trwałą hipoglikemię u pacjentów z cukrzycą typu 2 leczonych hipoglikemizującymi pochodnymi sulfonylomocznika, takimi jak glibenklamid, ponieważ wiele z tych leków ma długi okres półtrwania biologicznego27.
Konsekwencje i powikłania hipoglikemii
Hipoglikemia wywołuje uwolnienie hormonów, takich jak adrenalina (epinefryna) i noradrenalina (norepinefryna), które służą podniesieniu niskiego poziomu cukru18. Hipoglikemia powoduje fizyczną i psychologiczną zachorowalność u pacjentów z cukrzycą11.
Obawa o hipoglikemię stanowi barierę w leczeniu i kontroli cukrzycy, podczas gdy pacjenci doświadczający nawracających epizodów hipoglikemii są również narażeni na ryzyko depresji i lęku28. Badania kliniczne i epidemiologiczne oparte na dziesiątkach tysięcy pacjentów z cukrzycą typu 1 i typu 2 z różnych świadczeń zdrowotnych w różnych regionach świata wykazały 1,5-6-krotny wzrost ryzyka zdarzeń sercowo-naczyniowych i śmiertelności wśród pacjentów, którzy doświadczyli ciężkiej hipoglikemii28.
U pacjentów z cukrzycą typu 2 i chorobą wieńcową, ciężka hipoglikemia była związana ze zmianami niedokrwiennymi w elektrokardiogramie i bólem w klatce piersiowej29. Pacjenci w starszych grupach wiekowych są szczególnie narażeni na nieświadomość hipoglikemii29. Ciąża wiąże się z wysokim ryzykiem ciężkiej hipoglikemii u osób z cukrzycą29.
Hipoglikemia i nieświadomość hipoglikemii są związane ze znacznym obniżeniem jakości życia zarówno u pacjentów z T1DM, jak i T2DM29. Psychologiczne konsekwencje nieświadomości hipoglikemii obejmują późniejszy lęk przed hipoglikemią i wtórne złe przestrzeganie leczenia, zwiększony niepokój i obniżony poziom satysfakcji i szczęścia29. Ekonomiczne konsekwencje ciężkich zdarzeń hipoglikemicznych i nieświadomości hipoglikemii u pacjentów z cukrzycą są wyższe niż łagodnego epizodu29.
Nowsze odkrycia w patofizjologii hipoglikemii
Naukowcy zdefiniowali nową podgrupę neuronów w podwzgórzu brzuszno-przyśrodkowym (VMN), które, gdy są wyciszone, obniżają podstawowy poziom glukozy we krwi, zmniejszają odpowiedź CRR zarówno na hipoglikemię wywołaną insuliną, jak i glukoprawację, i eliminują odpowiedzi przypominające autonomiczną niewydolność związaną z hipoglikemią (HAAF)30.
Badacze dalej oceniają rolę tych komórek w CRR, aby zrozumieć mechanizmy, określić miejsce i mechanizmy odpowiedzialne za HAAF oraz zrozumieć rolę tych komórek w cukrzycy30. Zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw CRR oraz niewydolności CRR w HAAF pomoże zidentyfikować potencjalne cele interwencji w celu zapobiegania lub łagodzenia HAAF31.
Badania wskazują również na rolę mitochondriów w regulacji energii i poziomów glukozy, które są upośledzone w przebiegu cukrzycy32. Katalpol, glikozyd irydoidowy, wywiera efekt hipoglikemiczny poprzez poprawę funkcji mitochondriów, chociaż dokładny mechanizm nie został w pełni wyjaśniony32.
Po doustnym podawaniu katalpolu (200 mg/kg/dzień) przez 8 tygodni, myszy db/db wykazały obniżony poziom glukozy na czczo i przywróconą funkcję mitochondriów w mięśniach szkieletowych32. Katalpol poprawia funkcję mitochondriów mięśni szkieletowych poprzez aktywację biogenezy mitochondriów zależnej od AMPK32.
Zaobserwowano, że w przypadku zespołu Timothy (TS), kanoniczna mutacja G406R, która zwiększa napływ Ca2+ przez kanał Ca2+ CaV1.2 kodowany przez CACNA1C, leży u podstaw wielosystemowego zaburzenia charakteryzującego się zagrażającymi życiu arytmiami33. Ciężka epizodyczna hipoglikemia jest jedną z słabo scharakteryzowanych patologii pozasercowych w TS33.
Choć hipoteza o zwiększonym napływie Ca2+ do komórek beta trzustki i wynikającym z tego hiperinsulinizmie była proponowana, ten mechanizm hipoglikemii nie został udowodniony ze względu na ograniczone dane kliniczne i brak modeli zwierzęcych33. Niespodziewanie, badane myszy nie wykazują hiperaktywnych komórek beta ani hiperinsulinizmu w kontekście normalnej wewnętrznej funkcji komórek beta, co sugeruje zaburzoną homeostazę glukozy33. Dane pacjentów potwierdzają brak hiperinsulinizmu33.
Odkryto wiele alternatywnych czynników, w tym zaburzone odpowiedzi hormonów przeciwregulacyjnych z defektami w wydzielaniu glukagonu i nieprawidłową kontrolę hipotalalamiczną homeostazy glukozy33. Wiodąca hipoteza, choć bez potwierdzających dowodów, dotycząca hipoglikemii u osób z TS zakłada, że zwiększony napływ Ca2+ przez zmutowane kanały CaV1.2 w wydzielających insulinę komórkach beta trzustki prowadzi do niewłaściwie wysokiego wydzielania insuliny34.
Podsumowanie patofizjologii hipoglikemii
Hipoglikemia jest manifestacją procesu patologicznego, a nie rozpoznaniem. Zawsze jest wtórna do zaburzenia, które zakłóca lub przytłacza jeden lub więcej mechanizmów homeostatycznych odpowiedzialnych za utrzymanie normoglikemii35. Hipoglikemia występuje, gdy tempo usuwania glukozy przewyższa tempo jej dodawania do krwi35.
Endogenne lub egzogenne substancje, które naśladują lub potencjalizują działanie insuliny lub zwiększają bądź przyspieszają metabolizm glukozy, zwiększają usuwanie glukozy, podczas gdy niewydolność endogennej produkcji glukozy zmniejsza tempo dodawania glukozy do krwi35. Zakłócenia szlaków odpowiedzialnych za dodawanie lub usuwanie glukozy mogą przytłoczyć mechanizmy homeostatyczne i wywołać kliniczną hipoglikemię35.
Zaburzenia kliniczne wywołują hipoglikemię poprzez jeden lub więcej mechanizmów patofizjologicznych. Kliniczną hipoglikemię można ogólnie podzielić na kilka kategorii: hipoglikemia hiperinsulinemiczna, hipoglikemia hipoinsulinemiczna i różne zaburzenia35.
Hipoglikemia hiperinsulinemiczna jest najczęstszym mechanizmem hipoglikemii u psów i kotów, przy czym względny lub bezwzględny nadmiar insuliny jest częstą cechą36. Insulinoma, guz neuroendokrynny trzustki, jest najczęstszym zaburzeniem związanym z hipoglikemią hiperinsulinemiczną z powodu nadmiernej produkcji endogennej insuliny36.
Hipoglikemia hipoinsulinemiczna opisuje hipoglikemię, która rozwija się niezależnie od insuliny; w powiązanych stanach, insulina we krwi jest odpowiednio niska przy hipoglikemii36. Hipoglikemia niezależna od insuliny może rozwijać się za pośrednictwem jednego z kilku mechanizmów. Kilka typów guzów wytwarza humoralne substancje podobne do insuliny, które sprzyjają hipoglikemii36. Hipoglikemia hipoinsulinemiczna może również wystąpić przy zaburzeniach, które zwiększają wykorzystanie glukozy przez tkanki ciała lub tych związanych z niewydolnością produkcji glukozy w wątrobie36.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.