Diabetes mellitus

Download Report

Transcript Diabetes mellitus

Diabetes mellitus

Peter Celec

Obsah

• História DM • Level 0, 1, 2, 3 • Definícia a rozdelenie • Etiopatogenéza • Patogenéza • Klinický symptomatologický obraz • Terapia Diabetes Mellitus

História

• 1500 p.n.l. – Egypt – polyúria, sladký moč – hmyz • 200 p.n.l. – Staroveké Grécko – Demetreios  Diabetes – „prechádzať“, „pretekať“ • 100 n.l. Arateus – „Roztápanie svalov do moča“ • 200 n.l. – symptomatológia – Smäd, močenie, „požiar vnútorností“ – Telo  rúra – Terapia – parné kúpele, ovsená diéta – Pomalá choroba – rýchla smrť (Coma diabeticum) Diabetes Mellitus

História

• Galen  ochorenie bohatstva a prepychu • Temný stredovek.....

• 17-18 st. Thomas Willis a Matthew Dobson – Karamel • 1850 – Priorry  cukrová diéta • Lokalizácia DM – Obličky? Krv? Nervy?

Diabetes Mellitus

História

• 1854 – Rudolf Virchow – Endokrinný pankreas • 1869 – Paul Langerhans – Virchowov doktorand – Langerhansove ostrovčeky • 1874 – Adolf Kussmaul  Coma diabeticum • 1889 – Joseph von Mering a Oskar Minkowski – DM po exstirpácii pankreasu – Pankreas  centrálny orgán DM Diabetes Mellitus

História

• 1905 – Terapia ópiom • Frederick Allen a Elliot Joslin – 1. Klinické štúdie o DM (100 pacientov) – Joslin Diabetes Center, Boston •Prof. Lloyd Paul Aiello, MD, PhD Diabetes Mellitus

História

• Extrakty pankreasu v experimente • Frederick Banting (30r) – ortopéd • Charles Best (22r) – študent • James Collip – biochemik • John Macleond – šéf • Isletin Diabetes Mellitus

História

• 1921 – psy • 1922 – Leonard Thompson (14r) • 1922 – Lilly and comp. a University of Toronto • 1923 – Nobelova cena za medicínu Diabetes Mellitus

História

• 1944 – inzulínky • 1959 – 2 typy DM • 1983 – humánny syntetický inzulín • 1986 – diabetické pero • 1993 – DCCT  Diabetes Control and Complications Trial – intenzívna terapia • 1998 – UKPDS – UK Prospective Diabetes Study – glykémia, krvný tlak Diabetes Mellitus

Cell interior Glucose Insulin

Level 0

Diabetes Mellitus

Cell membrane

Level 0

• Definícia a klasifikácia DM – !!!Skupina chorôb spojených s hyperglykémiou!!!

– !!!Porucha sekrécie a/alebo účinku inzulínu!!!

– Typ 1 (ID DM) – Typ 2 (NID DM) – Gestačný DM – Iné  sekundárne typy – IFG, IGT, MODY, LADA Diabetes Mellitus

Level 0

• Patogenéza príznakov DM – Hyperglykémia  dehydratácia  glykozúria polydipsia  – Mobilizácia lipidov  VKK  acetylCoA  polyúria  – Hladovanie tkanív  úbytok svalového a tukového tkaniva + strata minerálov a vody  chudnutie napriek zvýšenému príjmu potravy  kachexia hyperlipidémia  hyperketonémia  oxidácia ketonúria Diabetes Mellitus

Level 0

• Etiopatogenéza DM 1. Typu – ID DM – Znížená produkcia inzulínu – Genetické a epigenetické faktory (50% konkordancia) – Autoimunitná deštrukcia beta buniek pankreasu – Protilátky GAD, ICA, INS – HLA asociácie Diabetes Mellitus

Level 0

• Etiopatogenéza DM 2. Typu – Nie NID DM!!!

– Poruchy inzulínovej senzitivity A! beta buniek – Genetické a epigenetické faktory (90% konkordancia) – Rôzne hypotézy – nevyriešená otázka – Obezita  inzulínová rezistencia  hyperinzulinémia  glukózová toxicita  downregulácia receptorov  porucha beta buniek Diabetes Mellitus

Level 0

• Špecifické typy DM – Maturity Onset Diabetes of the Young • MODY 1-8 – mutácie HNF, glukokinázy etc.

– Latent Autoimmune Diabetes of the Adults • LADA (predpoklad asi 5-10% DM 2), NID DM – Maternally inherited diabetes and deafness • MIDD – mtDNA – Gestačný DM • Placentárne hormóny – Iatrogénny DM • Hormóny, imunosupresíva, streptozotocín, aloxan – Impaired Fasting Glucose (IFG) – Impaired Glucose Tolerance (IGT) Diabetes Mellitus

Level 0

• Genetické mechanizmy DM – DM 1 – HLA DR3,4, DQ8,2 – DM 2 – polygénne – IR – pre-, post-, receptorová • Produkcia, sekrécia, inzulín, receptor, intracelulárna kaskáda, HNF, glukokináza, glukózové kanály, mtDNA Diabetes Mellitus

Level 0

• Inzulínová rezistencia – Obezita, DM, „celkové ochorenia“ – Prereceptorová • Imunita, metabolizmus, genetika – Receptorová • Gén, expresia, transport, degradácia – Postreceptorová • Downstream pathways, transport glukózy, enzýmy glykolýzy Diabetes Mellitus

Level 0

• Obezita a inzulínorezistencia – Voľné mastné kyseliny (VMK) • Randleova teória • Obezita  lipolýza glukózy; pečeň   VMK  svaly glukoneogenéza   využívanie hyperglykémia – TNF alpha • Produkovaný adipocytmi, inhibuje expresiu glukózových kanálov, inhibuje tyrozínkinázovú aktivitu IR – Leptin – Pohyb a chudnutie   citlivosť tkanív na inzulín Diabetes Mellitus

Level 0

• Syndróm inzulínovej rezistencie – Reavenov metabolický syndróm X – Centrálna obezita – DM 2. Typu – Hyperlipidémia – Hypertenzia – Hyperurikémia – Hyperfibrinogenémia – Hyperandrogenizmus Diabetes Mellitus

Level 0

• Diabetická nefropatia – Hyperfunkcia glomerulov – Hyperfiltrácia – Mezangioproliferatívne zmeny – Mikroalbuminúria – Proteinúria – Hypertenzia – „Nefrektómia“ Diabetes Mellitus

Level 0

• Akútne a chronické komplikácie DM – Akútne • Hyperglykémia (kóma) – S ketoacidózou (DM 1) – Bez ketoacidózy (DM 2) • Hypoglykémia (kóma) – Chronické • Mikroangiopatia, makroangiopatia • Neuropatia, nefropatia • Infekcie, gingivitída, katarakta... Diabetes Mellitus

Level 0

Hypoglykemická kóma

DM 1 aj 2

Hyperglykemická kóma s ketoacidózou Hyperosmolárna kóma bez ketoacidózy

DM 1 DM 2 Glukagón, glukóza Inzulín, rehydratácia, K + Rehydratácia, inzulín, K + 1-3mmol/l Glykozúria negat.

Potenie, tachykardia 15-30 mmol/l Glykozúria pozit.

Kussmaul, ketónový zápach Diabetes Mellitus 30-60 mmol/l Glykozúria pozit.

Bez ketoacidózy

Take home message 0

• Nie je diabetes ako diabetes...

• DM môže mať lokálnu orgánovú etiológiu, ale patogenéza postihuje celý organizmus...

• Akékoľvek symptómy sa dajú v patofyziológii vysvetliť a dať do súvislosti...

Diabetes Mellitus

Level 1

• The

parasympathetic

nervous system stimulates the beta cells –

Insulin

• The

sympathetic

nervous system stimulates the alpha cells –

Glucagon

Diabetes Mellitus

Level 1

• In the liver, insulin: – Increases glucose uptake – Stimulates synthesis of glycogen and fatty acids – Inhibits the formation of ketones from fats Diabetes Mellitus

Level 1

• In the muscles, insulin: – Increases uptake of glucose and amino acids – Increases glycogen synthesis – Stimulates protein synthesis and inhibit protein breakdown Diabetes Mellitus

• In adipose tissue: – It increases glucose uptake – Stimulates fatty acid synthesis – Inhibits fat breakdown

Level 1

Diabetes Mellitus

Level 1

How does Insulin facilitate glucose uptake into the cells?

Glucose transporter cells located below the cell membranes are transported to the outside of the cell membrane in the presence of INSULIN

Glucose enters the cell and can be used for energy production

Diabetes Mellitus

• Kontraregulácia – Glukagón – Kortizol – Adrenalín – Somatotropín

Level 1

Diabetes Mellitus

Level 1

• DM – Endokrinné alebo metabolické ochorenie???

– Vírusy a ich úloha v etiopatogenéze DM • Enterovírusy (Coxsackie B), rotavírusy, rubeola – Molekulárne mimicry • Antigény kravského mlieka (kazeín) • Gliadín • Infekcie Diabetes Mellitus

SYMPTOMS OF TYPE I

1.POLYDIPSIA

:

increased thirst

DIABETES

• Increased glucose molecules in the blood increase plasma osmolarity • Water flows by osmosis out of the cells to try and dilute the plasma • Intracellular dehydration causes THIRST Diabetes Mellitus

Level 1

2.POLYURIA:

urination increased • There is so much glucose in the blood the kidneys can not reabsorb it and therefore it is excreted in the urine • Large amounts of water are excreted with the glucose to try to dilute the urine Diabetes Mellitus

Level 1

3.POLYPHAGIA:

increased hunger • Glucose is not available to the cells for energy production • Eventually stores of nutrients are used up • Individual feels hungry!

Diabetes Mellitus

4.WEIGHT LOSS

• Loss of fluid (diuresis) • Breakdown of fats and protein causing loss of body tissues

Level 1

Diabetes Mellitus

5.FATIGUE

• Unable to use nutrients (glucose) for energy • Nocturia

Level 1

Diabetes Mellitus

Role of FFA in Hyperglycemia: Lipotoxcity

MUSCLE ADIPOSE  Lipolysis  FFA Mobilization LIVER  FFA Oxidation  Glucose Utilization PANCREAS  FFA Oxidation  Gluconeogenesis Decreased insulin secretion Diabetes Mellitus

Beta Cell Deficiency in Diabetes: Insulin and Amylin

• Amylin – Reported in 1987 – 37-amino acid peptide – Co-located and co-secreted with insulin from pancreatic ß-cells Diabetes Mellitus

GLP-1 & GIP

• Entero-insular axis • “Incretin” hormones secreted by jejunal and ileal L cells in response to a meal • Stimulates insulin secretion • Decreases glucagon secretion • Slows gastric emptying • Reduces fuel intake (increases satiety) • Improves insulin sensitivity • Increases b -cell mass and improves b -cell function (animal studies) Diabetes Mellitus

Dual Metabolic Abnormalities in Type 2 Diabetes

Insulin Resistance Insulin Deficiency Decreased Glucose Uptake Decreased Insulin Secretion Unrestrained Lipolysis Excessive Hepatic Glucose Output Diabetes Mellitus

Response to Insulin Resistance: The Pancreatic

b

Cell

Genes Environment

INSULIN RESISTANCE

Normal b cells Abnormal b cells Hyperinsulinemia (normal glucose) Hyperglycemia (relative insulin deficiency) Diabetes Mellitus

Relative Organ Contribution to Decreased Glucose Uptake

1 0 7 6 3 2 5 4 Adipose Splachnic Muscle Brain Control T2DM Adapted from DeFronzo RA.

Diabetes

1988;37:667–687.

Diabetes Mellitus

Insulin Resistance Syndrome (Metabolic Syndrome)

Glucose Intolerance Hypertension PCOS Insulin Resistance Dyslipidemia (High TG, Low HDL) Cardiovascular Disease Obesity

Diabetes Mellitus

Insulin Resistance: Inherited and Acquired Influences

Inherited Acquired Rare Mutations

l l l Insulin receptor Glucose transporter Signalling proteins

Common Forms

l Largely unidentified l l l l l l Inactivity Obesity Stress Medications Glucose toxicity Lipotoxicity

INSULIN RESISTANCE

Diabetes Mellitus

Level 1

• Patogenéza komplikácií – Produkcia ketónov – Sorbitol – Advanced glycation end products (AGEs) – Reactive oxygen species (ROS) •Prof. Vincent M. Monnier, MD, PhD Diabetes Mellitus

Level 1

• Glucose is broken down for energy • When it is not available fat is broken down • A byproduct of fatty acid metabolism is

ketone bodies

Diabetes Mellitus

Level 1

• Advanced glycation end products Diabetes Mellitus

Level 1

Glukose PKC NADPH-Oxidase

ROS

Diabetes Mellitus

Level 1

Diabetes Mellitus

Level 1

• Epidemiológia – 3-5% celej populácie diagnostikovaní – Odhad – 10% celkovo – 50% u osôb > 70r – Incidencia a prevalencia výrazne stúpa – 10% DM 1 – 90% DM 2 Diabetes Mellitus

Level 1

• DM zvyšuje riziko AIM a NCMP asi 3x • Oslepnutie, renálne zlyhávanie, gangrény, amputácie • !!! Výdavky okolo 100 000 000 000 $ v USA !!!

Diabetes Mellitus

Level 1

• Diagnostika – Kritériá • Fasting glucose  >7,0 mmol/l • Random glucose • oGTT 2h   >11,1 mmol/l + symptómy DM >11,1 mmol/l – Ďalšia diagnostické parametre • Glykozúria • Ketonúria • C-peptid Diabetes Mellitus

Level 1

• Impaired fasting glucose (IFG) – Fasting glucose  6,1-7,0 mmol/l • Impaired glucose tolerance (IGT) – oGTT 2h  7,8-11,1 mmol/l – 8x zvýšené riziko DM • Pre-diabetes Diabetes Mellitus

Level 1

• Primárna a sekundárna prevencia – Dlhý asymptomatický priebeh – Jednoduchý skríning – Materské mlieko vs. Kravské mlieko – Gliadin – Kongenitálna rubeola – Enterovírusy Diabetes Mellitus

Level 1

• Terciárna prevencia – Glykémia – niekoľkokrát denne – Krvný tlak – Váha – Cholesterol – Moč – HbA 1C – C peptid – EKG – Oftlamologické a neurologické kontroly Diabetes Mellitus

Level 1

• Ciele terciárnej prevencie – Glykémia na lačno  4-7 mmol/l – oGTT  2 h < 9 mmol/l – HbA 1C  < 7% – BMI < 27 kg/m 2 – Krvný tlak < 140/90 – Cholesterol < 5 mmol/l Diabetes Mellitus

Level 1

Diabetes Mellitus

Level 1

• Farmakoterapia – Inzulín • Hovädzí, bravčový • Humánny – biotechnologický – Perorálne antidiabetiká • Sulfonylurea – Glibenclamid, tolbutamid (K + kanály beta buniek) • Repaglinid - dtto • Biguanidy – Metformín (glukoneogenéza v pečeni) • Thiazolidendiony (Insulinsensitizer) • Inhibítory alpha-glukozidázy – Akarbóza (vstrebávanie sacharózy) – Antihypertenzíva (ACE inhibítory, beta blokátory) Diabetes Mellitus

• Typy inzulínu Insulin Nástup

Level 1

Peak Short acting Semilente Intermediate Lente Long lasting Ultralente 15 min 1-3 h 4 h 3 h 8-12 h 16-22 h Diabetes Mellitus Účinný 5 h 24 h 36 h

Level 2

• Hulín I: Patofyziológia, 2002 – Zlatoš L, Klimeš I: Diabetes mellitus, 1101-1135 • Hulín I: Patofyziológia, 1998 – Zlatoš L, Klimeš I: Diabetes mellitus, 884-904 • Ďuriš I, Hulín I, Bernadič M: Princípy internej medicíny 3, 2001 – Mokáň M, Tošerová E, Vozár J, Hrnčiar J: viaceré kapitoly, 2152-2210 Diabetes Mellitus

Level 3

• DCCT – 1993  Diabetes Control and Complications Trial – Intenzívna inzulínová terapia • 60% neuropatia • 76% retinopatia • 39% nefropatia • 53% progresia existujúcich renálnych a očných chorôb Diabetes Mellitus

Level 3

• UKPDS – 1998  UK Prospective Diabetes Study • Antihypertenzívna terapia pri DM 2 • Význam krvného tlaku na mortalitu • • Intenzívne dodržovanie normoglykémie  1% HbA 1C   25% mortalita Diabetes Mellitus

Therapies Under Investigation

• Non-injectable insulins • GIP • GLP-1 • Exendins • DPP-4 inhibitors • PPAR dual agonists • FATP • PTP-1B • SGLT-2 inhibitors • Glycogen phosphorylase inhibitors • 5HT 2C • STRM Diabetes Mellitus

Level 3

• Génová terapia – Ex vivo • Transformácia kmeňových buniek – Embryonálne blastocyty – Dediferencované pluripotentné bunky – In vivo • Naked DNA – inzulín, GLP-1 etc.

• Vírusové vektory • Transformované baktérie Diabetes Mellitus