Pump it up!

Сахарный диабет – это заболевание эндокринной системы организма, при котором нарушается обмен веществ, и глюкоза перестает усваиваться клетками.

Существует два типа диабета.

Диабет первого типа называется инсулинозависимым. Инсулин нужен, чтобы активировать в мембране клетки механизм захвата глюкозы. Нарушение в работе поджелудочной железы приводит к тому, что инсулина либо нет вообще, либо его очень мало. Он не воздействует на клетки, и в результате глюкоза остается в крови.

Больные должны всю жизнь получать заместительную терапию - вводить инсулин. Причины возникновения этого типа диабета точно не установлены, но есть генетическая предрасположенность к его появлению.

Диабет второго типа возникает из-за того, что клетки перестают воспринимать инсулин. Он продолжает вырабатываться организмом, и иногда даже превышает нормальную концентрацию в крови, но при этом никак не влияет на работу клеток. Этот тип диабета называется инсулинорезистентным, заместительная терапия при нём обычно не требуется.

Инсулин удалось впервые получить из поджелудочной железы собак в 1922 году в Университете Торонто. Физиологи Бантинг и Бест выделили гормон, очистили и ввели страдающему диабетом - результат был превосходным. Введенный инсулин позволял организму перерабатывать глюкозу - таким образом бороться с диабетом. Год спустя Бантинг получил за это открытие Нобелевскую премию.

Так было придумано то, что мы сейчас называем заместительной терапией - метод борьбы с диабетом, а точнее с его последствиями, когда пациент вводил себе чужеродный инсулин. Долгое время инсулин был дорогим препаратом, но в 70-ые годы был налажен выпуск синтезированного гормона, и его стоимость удалось снизить радикально. Диабетики получили доступ к терапии, которая позволяла им вести нормальную жизнь и минимизировать вред здоровью от диабета.

Инсулин сохранил диабетикам жизнь, но не сделал ее проще. Его инъекции должны быть очень точно подобраны. Для правильной дозы нужно измерять концентрацию глюкозы в крови, и на основе данных замеров вводить инсулин - пять-шесть раз в день. В месяц получается под двести уколов, в год - больше двух тысяч.

Ошибка при выборе дозы может сильно сказаться на самочувствии или даже привести к гипогликемической коме. А при обычной жизни уровень глюкозы очень легко меняется. Сидел за компьютером, ничего не делал - один уровень глюкозы, побежал играть в футбол - другой. Поэтому человек с диабетом должен очень четко планировать свою жизнь, представлять, что он будет делать в ближайшие пару часов.

Первая коммерческая помпа появилась в 1978 году и сразу получила название "Большой Синий Кирпич". Она была все еще большой, и с ней было сложно управляться - в некоторых моделях настройка дозы инсулина производилась отверткой. Сама идея носить что-то большое и тяжелое постоянно на теле негативно воспринималась пациентами. До конца 80-ых годов помпы использовались только при тяжелых случаях, когда обычная терапия не помогала.

Но разработки были продолжены, и в 90-ые годы появились достаточно компактные и достаточно простые в управлении образцы, которые пошли в массовое производство.

Инсулиновая помпа представляет собой небольшое устройство, которое работает от батарейки. Она состоит из насоса, картриджа, где хранится препарат, инфузионного набора, который состоит из тончайшей иглы и трубки, и маленького компьютера.

Картридж с инсулином меняют по мере использования лекарства, а раз в три дня нужно переставлять иглу. Вводится инсулин вовсе не в кровь, как часто думают люди, не сталкивавшиеся с сахарным диабетом, а в подкожно-жировую клетчатку. Как правило, в живот, реже – в бедро.

Базовый профиль подачи гормона программирует лечащий врач. А вот дальше все зависит от пациента: он должен научиться управлять помпой и регулярно определять объем нужной именно сейчас дозы и регулировать скорость его подачи.

На уровень глюкозы и, соответственно, инсулина, который надо ввести, влияет множество факторов: пища, физические нагрузки, стресс, другие заболевания. Случается, что доза инсулина, которая прекрасно действовала вчера, сегодня может оказаться чрезмерной или, наоборот, недостаточной. Так что инсулиновая помпа – только средство, а центром управления по прежнему является пациент.

Большой плюс помпы, в том, что она сохраняет все полученные данные, учитывает средние проценты значений, ведет полную аналитику. Кстати, помпы используются не только для инсулинозаместительной терапии, но и, например, для дозированной подачи обезболивающих.

В итоге, помпа здорово экономит время пациента и даже может передавать информацию по Wi-Fi напрямую лечащему врачу. Это успешно осуществляется в западных странах, но в России надо дождаться закона о телемедицине, который вступает в силу в январе 2018 года.

В России инсулиновые помпы стали применяться только в середине нулевых. Главный минус помпы – высокая стоимость, один аппарат стоит от 100 000 до 250 000 рублей. В 2015 году государство нашло средства на закупку инсулиновых помп и обепечило часть пациентов бесплатными аппаратами. Например, в Московской области проживает 12 000 людей с диабетом первого типа, и 1 500 из них обеспечены бесплатными инсулиновыми помпами.

В ближайшие два года в Свердловской области собираются запустить производство инсулиновых помп, которые должны стать на 20% дешевле импортных аналогов. Однако это вопрос времени, и пока 9 миллионов российских диабетиков (из них 500 000 страдают диабетом первого типа) могут рассчитывать только на зарубежных поставщиков.

Заместительная терапия не ограничивается только подачей инсулина. Очень важно регулярно мониторить уровень глюкозы в крови. Сейчас больные с установленной помпой все равно делают это вручную.

Автоматизировать этот процесс могут системы постоянного мониторинга глюкозы. С помощью гликосенсора система каждые 5 минут замеряет количество сахара в организме и автоматически сохраняет полученную информацию. Пациент использует эти данные для подбора необходимой дозы для подачи инсулина на помпе. А врач получают график колебаний уровня глюкозы в крови и может эффективнее корректировать лечение.

Существуют инсулиновые помпы совмещенные с глюкометром, но полностью они не автоматизированы: между замером сахара в крови и подачей инсулина проходит несколько минут, за которые уровень глюкозы мог измениться, и доза инсулина может оказаться чрезмерной или недостаточной. Поэтому в конечном итоге, только человек выбирает, какую именно дозу инсулина вводить.

Таким образом, инсулинотерапия сахарного диабета состоит из двух процессов – измерение сахара в крови и введение инсулина. И обо всем этом каждый день должен заботиться пациент: помпы и системы мониторинга глюкозы упростили этот процесс, но без участия человека он невозможен.

Не только врачи стараются сделать жизнь диабетиков легче и безопаснее. Эдвард Дамиано, инженер из Бостонского университета, на протяжении пятнадцати лет работает над созданием уникального аппарата iLet. Портативный девайс должен будет выполнять все функции поджелудочной железы и полностью изменит жизнь диабетиков.

Все началось с личной истории: у сына Эдварда нашли диабет первого типа, когда ему был всего год. Дамиано часто вспоминает, как проводил бессонные ночи у постели ребенка, измеряя уровень сахара в его крови. Тогда Эдвард решил создать полностью автоматизированное устройство, которое поможет его сыну и миллионам других диабетиков вести нормальную жизнь, не отвлекаясь на управление инсулиновой помпой.

Так появилась iLet – автоматизированная бигормональная система подачи инсулина и глюкагона, которая не требует участия человека. Подсчет и корректировка доз будет производиться на основании показаний мониторинга.

Глюкагон – гормон поджелудочной железы, участвующий в образовании глюкозы и регулирующий ее содержание в крови. По сути, это антогонист инсулина - он повышает концентрацию глюкозы в крови. Нормальная работы обоих гормонов и позволяет держать глюкозу под контролем. С глюкагоном есть проблема – это быстропортящийся гормон, и сейчас ведутся работы по созданию его стабильной молекулы.

iLet оснащен специальной программой, она работает как приложение на телефоне. В комплекте – две помпы размером с мобильник для подачи инсулина и глюкагона. Мониторинг замеряет уровень сахара в крови пациента и отправляет данные на устройство. После этого при повышении сахара запускается подача инсулина, а при падении сахара – глюкагона.

Как показали клинические исследования, которые проводятся с 2013 года, у пациентов, применявших iLet, снизился средний уровень сахара в крови до показателей, которые резко уменьшают риск развития диабетических осложнений. Обычная инсулиновая помпа тоже позволяет достичь таких показателей, но iLet гораздо удобнее.

В 2018 году команда специалистов продолжит тестирование системы и проведет отдельные исследования по безопасности введения инсулина и глюкагона с помощью одной системы. По прогнозу Дамиано начало массового производства iLet начнется через три года.

Если все пойдет по плану, то к 100-летию изобретения инсулина человечество получит первый бионический орган - поджелудочную железу.