• Diabetes

    Kære læsere

    Biotech Academy er glade for at kunne præsentere vores Diabetes-projekt, som er udviklet i samarbejde med Danish Diabetes Academy. Projektet er udarbejdet og skrevet af tre medicinstuderende: Kamille-Amalie Bahn, Simon Glerup Kristensen og Thomas Irgens Hansen.

    Det kan være kompliceret at forstå mekanismen bag udviklingen af diabetes. I dette biotech-projekt, vil vi forsøge at lære jer om diabetes ved først at introducere jer til den raske krop og dens anatomi. I vil lære om kroppens forbrug af sukker og få viden om, hvordan kroppen kan justere sit blodsukkerniveau gennem hormoner. Sidst men ikke mindst vil I lære om de forskellige typer af diabetes, og hvad der sker, når kroppen ikke længere kan regulere blodukkeret, og der udvikles diabetes.

    Danmark burger hvert år mange penge på diabetespatienter og deres følgesygdomme (32 milliarder kroner i 2015). Hvis patienterne diagnosticeres og behandles tidligt og godt, kan denne udgift sænkes betragteligt. Endnu vigtigere er det selvfølgelig, at patienterne kan leve længere og med væsentligt bedre livskvalitet uden de mange følgesygdomme, som kommer, hvis ikke sygdommen er velreguleret.

    Vi håber, I vil lære en masse om den raske krop og udvikling af diabetes samt behandling af sygdommen ved at læse vores artikler. Ydermere er det i vores virtuelle laboratorium muligt at udforske sygdommen ved at teste de virtuelle mus for diabetes og undersøge, om de bærer gener for diabetes.

    Oversigt over indholdet i projektet, kan ses nedenfor. I kan navigere rundt i de forskellige artikler i menuen til venstre. Hver artikel er inddelt i underemner, som bør læses i kronologisk rækkefølge. Afslutningsvis har hver artikel en afrunding, hvor vi opsummerer nogle af de vigtigste pointer i artiklen.

    1) Fysiologien og anatomien bag diabetes
    2) Funktionen af glukose i kroppen
    3) Forbrænding for dummies
    4) Hormoner, insulin og blodsukkerregulering
    5) Typer af diabetes
    6) Behandling af diabetes
    7) Samfund og forskning 

    Særlig tak til Erik Both, og læge, ph.d. på Gentofte Hospital, Sofie Hædersdal, for input og korrekturlæsning.

     

  • Fysiologien og anatomien bag diabetes

    Diabetes er en sygdom, der hver eneste dag rammer tusindvis af mennesker verden over. Diabetes kan opstå pga. medfødte faktorer, og den kan udvikles over tid pga. livsstilsfaktorer. Sygdommen udspringer fra en lille kirtel i abdomen. Kirtlen kaldes bugspytkirtlen. For at forstå, hvad der sker, når man får diabetes, bør man kende til flere forskellige organer og deres funktion. Vi vil her give jer en introduktion til, hvordan organerne bør fungere hos et raskt menneske, så det står klart, hvordan diabetes opstår. I vil blive introduceret til fordøjelseskanalen, bugspytkirtelen, leveren og galdevejene. Ved at læse denne artikel, vil I få viden om kroppens anatomi og organernes samspil for at nedbryde og udnytte den føde, vi spiser. Særligt vil I lære om bugspytkirtlen, pancreas, hvis funktion og opbygning er vigtig for at forstå sygdommen diabetes.

    Galdevejene består af galdeblæren og et galdegangssystem, som både består af afløb fra leveren, ductus hepaticus, samt galdeblærens udførselsgang, ductus cysticus. Galdeblæren og ductus cysticus er opbevaringsrum for galde, og her opkoncentreres det, inden det sendes ud i tolvfingertarmen samme sted, som bugspytkirtlen tømmes. Galdesaltene er den eneste del af galden, som har betydning for fordøjelsen, idet det er deres funktion at fremme fordøjelse og absorption af fedt, mens andre leverprodukter som bilirubin, lechitin og kolesterol også er vigtige organiske bestanddele i galden. Antistof A produceres i det lymfoide væv (se faktaboks) i tarmene og transporteres med blodet til leveren, hvor det optages og atter udskilles til galden, inden det igen ender i tarmen. Galdeblæren er oplagringssted for galden, indtil føde (især fedtholdig) når til tolvfingertarmen og fremkalder en sammentrækning og tømning af galdeblæren pga. påvirkning af cholecystokinin. Cholecystokinin er et peptidhormon, som frigives, når der er peptider, aminosyrer eller fedtsyrer i tarmlumen.

    Lymfoidt væv
    Lymfoidt væv er bindevæv, hvor størstedelen af cellerne er lymfocytter. Det lymfoide væv inddeles i primært og sekundært lymfoidt væv.

    • Det primære lymfoide væv omfatter knoglemarv og brissel, thymus. B-lymfocytterne modnes i knoglemarven og T-lymfocytterne modnes i brisselen.
    • Det sekundære lymfoide væv er de dele af immunsystemet, hvor immunreaktionerne finder sted. Det sekundære lymfoide væv omfatter bl.a. lymfeknuder, milt og slimhinde-associeret lymfoidt væv. Det lymfoide væv i slimhinderne omfatter bl.a. væv i mandlerne, tonsillerne, de såkaldte plaques i tyndtarmen og ansamlinger i blindtarmen, appendix vermiformis.

    Hos menneskefostre begynder dannelsen af mavetarmkanalen allerede i løbet af den første måned, og den færdige fordøjelseskanal kan opfattes som et rør bestående af epitel omringet af muskulatur (se figur 1).

    Figur 1. Mavetarmkanalens forskellige lag.

    Epitel er et af menneskets fire vævstyper; de resterende tre er nerve-, muskel- og bindevæv. Epitel er en række af celler, som dækker alle kroppens indre og ydre overflader – herunder blodkar og organer. Epitel findes i mange forskellige udformninger, som hver især er specialiseret til at have funktioner bl.a. i form af barriere, sekretion, absorption og sansning. I mavetarmkanalen er epitelcellernes funktion at udskille og absorbere, mens muskulaturen i mavetarmkanalen har til opgave at transportere vores føde ned gennem ”røret” (figur 2).

    Figur 2. Fordøjelseskanalens opbygning. Mavetarmsystemet i tyndtarmen og tyktarmen består af immunforsvaret, tarmfloraen og epitelcellerne. Føden passerer fra mundhulen til mavesækken og videre i tarmsystemet, hvor den fordøjes, udnyttes til energi og ender som fæces. 

    Når føden forlader mundhulen, passerer den gennem svælg, spiserør og mavesæk for at fortsætte gennem tyndtarm, tyktarm og endetarm, hvor de ikke absorberede dele af føden udskilles som fæces. Det er altid vigtigt, at holde øje med, at der ikke er ændret farve, mængde eller konsistens af afføringen. Vidste I, at kræftsygdomme og mange tarmsygdomme i tarmene og mavesækken opdages ved, at afføringen har ændret sig? Den mad vi spiser, og som i mavetarmkanalen fordøjes og sendes videre, anses først som en del af kroppen, når komponenterne i form af molekyler er absorberet af epitelet. Tyndtarmens epitel er ”foldet” mange gange i såkaldte villi, så overfladearealet mangedobles og øger muligheden for absorption.  En fjerdedel af hjertets minutvolumen (den mængde blod, hjertet pumper rundt i kroppen hvert minut) går til mavetarmkanalen, fordi den er et så omfattende og energikrævende system (se figur 3).

    Figur 3. Tarmens opbygning med rig blodforsyning til hver eneste villi. 

    Allerede i munden starter nedbrydningen af føden, idet tænderne mekanisk findeler føden, mens enzymet alfa-amylase udskilles fra spytkirtlerne. Enzymerne er med til at bryde glykosidbindinger mellem glukosemolekylerne, så en kemisk nedbrydning allerede igangsættes i mundhulen. Efter nedbrydning i mundhulen, sendes fødebolus (madklumpen) videre til svælget, pharynx, som inddeles i en øvre del, der har forbindelse til næsehulen og kun fungerer som luftvej, og en nedre der både fungerer som luftvej og fordøjelseskanal. Når maden er tygget, sendes fødebolus videre gennem svælget. Svælget er 12-15 cm langt og er nedadtil eftergiveligt og blødt, så det kan udvides, når maden under synkning skal passere videre ned i spiserøret. Spiserøret, oesophagus, er et 25-30 cm langt, muskuløst rør, som strækker sig gennem hele brystkassen langs rygsøjlen og udmunder i mavesækken lige under mellemgulvet, diafragma.

    Mavesækken, gaster/ventriculus, kan variere i størrelse og form, men indeholder normalt 0,5-1 liter. Både mavesækken og tarmene består af muskellag, som indvendigt er dækket af slimhinde. I slimhinden findes parietalceller og non-parietalceller, som begge kan frigive sekret. Parietalceller udskiller både syre og intrinsic factor, som er et glykoprotein, der muliggør absorption af vitaminet B12 i tyndtarmen. Når mavesækken udspiles efter et måltid, vil receptorer i den øverste del af mavesækken stimuleres, hvilket vil medføre sekretion af hormonet gastrin. Ligeledes vil der ved fødeindtagelse frigives acetylcholin, som er en neurotransmitter, også kaldt et signalstof. Gastrin og acetylcholin stimulerer parietalcellerne i mavesækken til at frigive syre, så miljøet bliver surt med en pH-værdi omkring 2, hvilket svarer til en fortyndet saltsyre, HCl. Vidste I, at det af samme grund er farligt at kaste for meget op? Mavesyren kommer nemlig til at skade epitelet i spiserøret, og på lang sigt kan syren medføre celleforandringer og kræft? Det sure miljø er dog utrolig effektivt i mavesækken, hvor det medfører spaltning af det inaktive pepsinogen til det aktive pepsin, som spalter proteinerne, så de mister deres oprindelige struktur – man siger, at de denaturerer. Desuden vil pepsin føre til mere syrefrigivelse. Fast materiale kan ikke passere videre fra mavesækken, før det er nedbrudt til partikler på mindre end 2 mm. Derfor sendes størstedelen af føden tilbage til midten af mavesækken for at blive nedbrudt mere, inden den videre passage til tarmene. Væske kan passere direkte fra mavesækken til tarmene, mens det vil tage fx fedtmateriale noget længere tid.

    Allerede i munden starter nedbrydningen af føden, idet tænderne mekanisk findeler føden, mens enzymet alfa-amylase udskilles fra spytkirtlerne. Enzymerne er med til at bryde glykosidbindinger mellem glukosemolekylerne, så en kemisk nedbrydning allerede igangsættes i mundhulen. Efter nedbrydning i mundhulen, sendes fødebolus (madklumpen) videre til svælget, pharynx, som inddeles i en øvre del, der har forbindelse til næsehulen og kun fungerer som luftvej, og en nedre der både fungerer som luftvej og fordøjelseskanal. Når maden er tygget, sendes fødebolus videre gennem svælget. Svælget er 12-15 cm langt og er nedadtil eftergiveligt og blødt, så det kan udvides, når maden under synkning skal passere videre ned i spiserøret. Spiserøret, oesophagus, er et 25-30 cm langt, muskuløst rør, som strækker sig gennem hele brystkassen langs rygsøjlen og udmunder i mavesækken lige under mellemgulvet, diafragma.

    Mavesækken, gaster/ventriculus, kan variere i størrelse og form, men indeholder normalt 0,5-1 liter. Både mavesækken og tarmene består af muskellag, som indvendigt er dækket af slimhinde. I slimhinden findes parietalceller og non-parietalceller, som begge kan frigive sekret. Parietalceller udskiller både syre og intrinsic factor, som er et glykoprotein, der muliggør absorption af vitaminet B12 i tyndtarmen. Når mavesækken udspiles efter et måltid, vil receptorer i den øverste del af mavesækken stimuleres, hvilket vil medføre sekretion af hormonet gastrin. Ligeledes vil der ved fødeindtagelse frigives acetylcholin, som er en neurotransmitter, også kaldt et signalstof. Gastrin og acetylcholin stimulerer parietalcellerne i mavesækken til at frigive syre, så miljøet bliver surt med en pH-værdi omkring 2, hvilket svarer til en fortyndet saltsyre, HCl. Vidste I, at det af samme grund er farligt at kaste for meget op? Mavesyren kommer nemlig til at skade epitelet i spiserøret, og på lang sigt kan syren medføre celleforandringer og kræft? Det sure miljø er dog utrolig effektivt i mavesækken, hvor det medfører spaltning af det inaktive pepsinogen til det aktive pepsin, som spalter proteinerne, så de mister deres oprindelige struktur – man siger, at de denaturerer. Desuden vil pepsin føre til mere syrefrigivelse. Fast materiale kan ikke passere videre fra mavesækken, før det er nedbrudt til partikler på mindre end 2 mm. Derfor sendes størstedelen af føden tilbage til midten af mavesækken for at blive nedbrudt mere, inden den videre passage til tarmene. Væske kan passere direkte fra mavesækken til tarmene, mens det vil tage fx fedtmateriale noget længere tid.

    NavnFunktion
    GastrinGastrin er et peptidhormon, som frigives, når der kommer føde i mavesækken. Gastrin frigives fra G-celler og stimulerer parietalcellerne til at frigive HCl, og samtidig stimulerer hormonet bevægelse i mavesækken.
    AcetylcholinAcetylcholin er en neurotransmitter, der, ligesom gastrin, frigives, når mavesækken fyldes med mad. En neurotransmitter frigives fra en nerveende og fungerer ved at sende signaler til andre celler. I dette tilfælde stimulerer acetylcholin parietalcellerne til at frigive mere HCl.
    Pepsinogen Pepsinogen frigives fra celler i mavesækken og er et proenzym til pepsin. Ved en pH mellem 3,5-5 spaltes pepsinogen langsomt til det aktive pepsin, mens det ved en pH under 3,5 sker hurtigt. Pepsin nedbryder proteiner. Denne proces kaldes denaturering.
    Intrinsic factor Intrinsic factor (IF) er et glykoprotein, som frigives fra parietalcellerne i mavesækken. IF er nødvendigt for, at B12-vitamin kan absorberes i krumtarmen (sidste del af tyndtarmen). B12-vitamin er nødvendigt, for at hjernen og nervesystemet kan fungere optimalt, ligesom det er vigtigt i dannelsen af de røde blodceller.

    Hvordan udnytter vi det, vi spiser?

    En del af fordøjelsen starter i munden, ligesom mavesækken spiller en vigtig rolle i fordøjelsen, men det er i tyndtarmen, størstedelen af fordøjelsen finder sted. For denne nedbrydning spiller bugspytkirtlen en vigtig rolle.

    Tyndtarmen inddeles anatomisk set i tre dele: Efter mavesækken ligger først tolvfingertarmen, duodenum, herefter hungertarmen, jejunum, og til slut krumtarmen, ileum. I disse tre tyndtarmssegmenter samarbejder enzymer fra bugspytkirtlen med tyndtarmsenzymer og galdesyrer. Resultatet er, at maden bliver fordøjet, så vi kan absorbere de livsvigtige molekyler. Sekretet fra bugspytkirtlen neutraliserer den sure mavesaft, så der ikke sker skade på tarmepitelet. Epitelcellerne er specialiserede og tillader ikke alt at passere over deres membran. Derfor bliver sekreterne brugt til at omdanne store molekyler til mindre molekyler, som får lov at passere over epitelet og på den måde kan absorberes til kroppen. En nærmere gennemgang af molekyleopbygningen samt absorptionen vil blive gennemgået i ”Funktionen af glukose i kroppen”. Tolvfingertarmen er særdeles aktiv, idet den absorberer både kalk (calcium), jern og folat. Kulhydrater, proteiner og fedt (lipid) optages med størst absorption i tolvfingertarmen og med mindre absorption, jo længere stofferne kommer ned i tyndtarmen.

    De vigtige næringsstoffer absorberes hovedsagligt i tyndtarmen, og det er derfor begrænset, hvor meget tyktarmen, colon, kan bidrage med til optagelsen. Til gengæld er indholdet fra tyndtarmen tyndtflydende, og en af tyktarmens hovedfunktioner er derfor at absorbere væske og salte, så kroppen ikke mister for meget væske gennem afføringen. Ud over reabsorption af væske, er det også tyktarmen, der står for absorption af livsnødvendige B1-, B2-, og B12-vitaminer samt K-vitamin. Desuden er det altafgørende, at kalium, som findes i lumen i tyktarmen (tyktarmens hulrum), bliver reabsorberet (genoptaget ind i kroppen), da vi ikke dagligt indtager nok kalium til at opretholde vores kaliumbalance i kroppen. Vidste I, at både for lidt og for meget kalium kan være katastrofalt og fx medføre muskelkramper, hjerte-rytmeforstyrrelser og i værste tilfælde hjertestop? Når føden har passeret gennem tyktarmen, når den endetarmen, hvor føden opbevares som fæces, før den udskilles ved defækation.

    Leveren, hepar, vejer omkring 1,5 kg og er dermed kroppens største kirtel. Den er et livsnødvendigt organ med talrige funktioner. Leveren ligger opadtil i højre side af abdomen (se figur 4). Det er ikke muligt at gennemgå alle leverens funktioner, men vi vil her nævne nogle af de vigtigste.

    Figur 4. Abdomens anatomi med leverens relation til galdeblæren, mavesækken, tyndtarmen og bugspytkirtlen.

    Leveren fungerer som et depot for lagring af glukose i form af glykogen, og derfor spiller den en vigtig rolle i forbindelse med blodsukkerreguleringen (se artiklen ”Hormoner, insulin og blodsukkerregulering”). Det er dog ikke kun glukose, der bliver lagret i leveren, også A-vitamin, B12-vitamin, folinsyre og jern findes i betydelige mængder i leveren. Leveren fungerer også som dannelsessted for en række plasmaproteiner, der bl.a. er afgørende for, at vores blod kan koagulere (størkne). Leveren har samtidig en vigtig betydning for transport og omsætning af lipider,  ligesom leveren er i stand til at omsætte fedtopløselige forbindelser, fx lægemidler og pesticider og delvist steroidhormoner, fx kønshormoner. Leveren producerer galde, som indeholder galdesalte, der både virker som et fordøjelsessekret og som et affaldsprodukt, der skal udskilles. Leveren har mange funktioner og bidrager også til rensning af blodet, idet den er velforsynet med både arterieblod (iltet blod) og veneblod (afiltet blod) samt med talrige galdekanaler (se figur 5). Affaldsprodukterne fra det rensede blod sendes gennem galdekanalerne til galdeblæren, hvor det opbevares indtil den senere tømmes.

    Figur 5. Hver eneste levercelle, hepatocyt, indeholder en centralvene, som har kontakt til arterier, galdeveje og veneblod, der ligger mellem levercellerne. Den rige blodforsyning og kontakt til galdevejene gør, at leveren kan rense veneblodet og sende affaldsprodukterne til galdeblæren.

    Bugspytkirtlen, pancreas, hvis navn stammer fra græsk og ”pan” betyder ”al”, mens ”kreas” betyder ”kød”, fordi man oprindeligt troede, kirtlen kun bestod af en klump celler. Man kendte ikke til dets udførselsgange til tarmen. Kirtlen er ca. 15 cm langt, tungeformet, vejer gennemsnitligt 100 gram og ligger op mod abdomens bagvæg. Bugspytkirtlen munder som galdevejene ud i det første stykke af tyndtarmen i en åbning ind til tarmen kaldt papilla duodeni major.

    Bugspytkirtlen har både en endokrin og en eksokrin funktion

    ENDOKRIN FUNKTION EKSOKRIN FUNKTION
    En samling af kirtler i et endokrint organ, som udskiller hormoner direkte til blodet, hvorefter de bæres til målorganer, som de kan påvirke. Eksempler på endokrine organer er hypofysen, bugspytkirtlerne, testiklerne og ovarierne. Kirtler som producerer sekreter, der udskilles gennem kanaler til epiteloverfladen. Eksempler på eksokrine kirtler er spyt-, sved- og mælkekirtler.

    Den eksokrine del af kirtlen består af acinære celler, som hvert døgn producerer ca. 1500 mL pancreassaft. Acinært væv består af specialiserede proteinsyntetiserende celler, der udskiller fordøjelsesproteiner samt en plasmalignende væske, som er rig på NaCl. Når cellerne ikke stimuleres, foregår der kun en lav sekretion. Hver acinus bestående af acinære celler har en udførselsgang, som når helt ind i centrum af acinus og her betegnes indskudsstykker, der udmunder i større gange, som igen tømmer sig i hovedudførselsgangen (se figur 6).

    Figur 6. Her ses bugspytkirtlens, pancreas’, anatomiske opbygning. Ansamlinger af acinære celler danner tilsammen en acinus. Flere acini danner en ”lobulus”. Udførselsgangene fra flere acini tømmes ud i større gange, som igen samles og tømmes ud i bugspytkirtlens hovedudførselsgang.

    Men hvorfor er bugspytkirtlen så vigtig en kirtel?

    Pancreassaften består dels af forskellige enzymer, som nedbryder størstedelen af føden, dels af en masse bicarbonationer, som neutraliserer mavesyren, så tarmen ikke tager skade. Enzymerne, som udskilles, kommer udelukkende fra de acinære celler. Der findes mange forskellige slags enzymer, se tabellen nedenfor.

    NAVN FUNKTION
    Trypsinchymotrypsin og carboxypeptidaser Nedbryder proteiner til aminosyrer
    Ribonuklease og deoxyribenuklease Spalter nukleoproteiner
    Pancreasamylase Hydrolyserer stivelse, glykogen og størstedelen af øvrige kulhydrater til disakkarider
    Pancreaslipase Hydrolyserer triacylglyceroler til glycerol og fedtsyrer
    Cholesterolesterase Spalter cholesterolestre

    Alle disse enzymer er med til at tillade passage af molekylerne over tarmepitelet, så vi på den måde kan absorbere og bruge energien og de livsvigtige vitaminer og salte, som vi får gennem føden. Reguleringen af hele denne eksokrine sekretion foregår hormonelt ved regulering fra sekretin og cholecystokinin samt delvist ved stimulering af nerverne.

    Den endokrine del består af små cellegrupper beliggende i det eksokrine væv. Disse ansamlinger af celler kaldes langerhanske øer og kan bestå af alt fra helt få til flere hundrede celler. I det endokrine væv findes i alt fem forskellige celletyper; alfa-celler, beta-celler, delta-celler, gamma-celler og epsilon-celler, som har hver deres funktion. Ca. 20% af cellerne er alfa-celler og udskiller glukagon. Beta-cellerne udgør ca. 70% og producerer insulin. Delta-cellerne udskiller somatostatin og udgør 5-10% af samlede antal celler. Kun få procent af cellerne udgøres af gamma- og epsilon-celler, som dog spiller en mindre rolle i forbindelse med diabetes.

    ENDOKRINE CELLER
    Navn Produktion og funktion
    Alfa-celler Udskiller glukagon, som binder til receptorer på levercellerne og medfører nedbrydning af glykogen til glukose, som frigives, så blodsukkeret stiger.
    Beta-celler Udskiller insulin, som har mange funktioner, men den vigtigste er, at den er nødvendig for, at glukose kan transporteres gennem cellemembraner ind i fedt- og muskelceller.
    Delta-celler Udskiller somatostatin, som hæmmer udskillelsen fra alfa-, beta- og gamma-celler.

    De vigtigste hormoner i denne sammenhæng er glukagon og insulin. Insulin er et lille proteinmolekyle, som spiller en afgørende rolle i flere metaboliske processer. Insulin øger de anabolske processer i lever, muskler og fedtvæv ved at stimulere dannelsen af protein, glykogen og fedtsyrer. Insulins vigtigste funktion er dog at sørge for, at glukose kan transporteres gennem cellemembraner i fedt- og muskelceller, så kroppens celler kan få energi (se artiklen ”Hormoner, insulin og blodsukkerregulering”). Glukagon er et lille polypeptid, som på mange måder virker stik modsat insulin. Glukagon binder til en receptor på levercellerne. Bindingen medfører nedbrydning af glykogen til glukose, som frigives til blodet, hvorved blodsukkeret stiger. Somatostatin udskilles ved stimulation fra bl.a. højt blodsukker og virker i bugspytkirtlen ved at hæmme udskillelse fra alfa-, beta- og gamma-cellerne.

    Mens den acinære vævsmængde er nogenlunde den samme hele livet, kan mængden af det endokrine væv øges. Forskning tyder på, at antallet af de insulin-producerende beta-celler øges i forhold til glukoseomsætning og behov; dette vil blive uddybet i kommende artikler.

    Vidste I at et stort alkoholforbrug gennem mange år kan føre til kronisk betændelse i bugspytkirtlen? Betændelsestilstanden kan ødelægge kirtlen og medføre diabetes. 

    I har nu fået en introduktion til de vigtigste organer i forbindelse med diabetes.

    • I har på makroskopisk niveau lært, at fordøjelsen af føde er en kompleks proces, som allerede starter med enzymudskillelse fra spytkirtlerne i mundhulen, fortsætter med syrenedbrydning i mavesækken og ender med at absorptionen af de forskellige næringsstoffer sker i tyndtarmen.
    • I ved nu, hvor vigtig tyktarmen er for væske-, B-vitamin-, K-vitamin- og kaliumreabsorption, som alle er afgørende for at opretholde vores liv.
    • I har lært, at leveren oplagrer glukose i form af glykogen, og vil i de næste artikler lære, hvorfor denne proces er så vigtig, ligesom I nu ved, at det er i leveren, at galden dannes, før den sendes videre i galdevejene til galdeblæren, hvor den opbevares.
    • I har lært, at galden er et restprodukt, og at galdesaltene er vigtige for at fremme fordøjelse og absorption af fedt.
    • Sidst, men ikke mindst, har I lært om bugspytkirtlen, pancreas, som udmunder i tyndtarmen samme sted som galdevejene. Det er vigtigt, I tager med jer, at bugspytkirtlen har en endokrin og en eksokrin funktion. Den eksokrine del sørger for at producere pancreassaft med forskellige  fordøjelsesproteiner og masser af NaCl. Den endokrine del består er små celleøer, med fem forskellige celletyper. Heraf er alfa-, beta- og delta-celler de vigtigste. De frigiver i nævnte rækkefølge glukagon, insulin og somatostatin.
  • Funktionen af glukose i kroppen

    Dette afsnit handler om kroppens anvendelse af kulhydrater. Vi vil beskrive optagelse og nedbrydning af kulhydrater, energiproduktion, samt lagring og nydannelse af kulhydrater.

    Dette afsnit besvarer spørgsmålene:

    1. Hvorfra får man kulhydrat, og hvor meget skal man indtage?
    2. Hvordan fordøjer og nedbryder kroppen kulhydrat til monosakkarider og glukose, så det kan anvendes som energiressource?
    3. Hvordan anvender kroppen glukosen til energiproduktion og oplagring?
    4. Hvorfor er et for stort energiindtag skidt og kan bidrage til udvikling af diabetes?

    Som supplement til denne artikel findes en lidt forsimplet udgave af biokemien, hvis den er for kompleks.

    Alt liv afhænger af energi. Menneskekroppen er ingen undtagelse. Mens planter får den nødvendige energi til deres fotosyntese fra solen, er vi mennesker nødt til at indtage energiholdig føde for at drive de kemiske processer, der hele tiden foregår i vore kroppe. Glukose er den bedste kilde til kemisk energi, som mennesket har. Alle celler kan optage glukose, der findes i det meste af den føde, vi indtager. Glukose er et monosakkarid, hvilket er den simpleste slags kulhydrat, som kan optages og direkte bruges af kroppen. Imidlertid indtager vi ofte glukose i større molekyler, såkaldte polysakkarider, som kroppen ikke kan anvende, før de er blevet nedbrudt til monosakkarider. I sidste ende kan monosakkariderne igennem en række processer blive til ATP (adenosin triphosfat), som er molekyler med energiholdige phosphatbindinger. Disse kan enten lagres, til de skal bruges, eller brændes af med det samme, hvorved de kan drive en lang række kemiske processer i kroppen.

    Energiomsætningen kan groft sagt reduceres til et spørgsmål om ”kalorier ind og kalorier ud”. Næringsstofferne har forskelligt indhold af energi, og fordelingen fremgår herunder:

     

    ENERGIVÆRDI AF FORSKELLIGE NÆRINGSSTOFFER
    Næringsstof Kalorieværdi
    (kcal/g) ved
    menneskelig
    forbrænding
    Jouleværdi
    (kJ/g) ved
    menneskelig
    forbrænding
    Anvendt værdi
    ved beregning,
    hhv. kcal/g og kJ/g.
    Dagligt behov
    i gram,
    (gns. 8.700 kJ)
    Protein 4,2 17,6 4 kcal/g 17 kJ/g 50 g
    Kulhydrat 4,1 17,2 4 kcal/g 17 kJ/g 310 g
    Fedt 9,3 39 9 kcal/g 37 kJ/g 70 g
    Alkohol 7,1 29,7 7 kcal/g 29 kJ/g 0 g
    Fiber 3 12,56 3 kcal/g 3 kJ/g 30 g
    Vand 0 0 0 kcal/g 0 kJ/g 2-3.000 g

     

    For at udvinde energien af et næringsstof, skal det først fordøjes og nedbrydes til mindre bestanddele. I det følgende gennemgås denne proces for kulhydrat, da det dels er det bedste energisubstrat, dels det næringsstof, vi indtager mest af i det hele taget. Desuden er det reguleringen af blodsukkerniveauet, der bliver påvirket, når man udvikler diabetes.

    Kilder til forskellige slags kulhydrater (se figur 7)

    • Monosakkarider (glukose, fruktose, galaktose)
      • Frugter og honning samt fra nedbrydning (hydrolyse) af oligo- og polysakkarider (oligosakkarider er kulhydrater på mellemstørrelse; de består af 3-10 monosakkarider)
    • Disakkarider
      • Sukrose (glukose+fruktose) findes i bl.a. bordsukker, maltose. (glukose+glukose) fra nedbrydelse af stivelse og i laktose. (glukose+galaktose) fra bl.a. mælk.
    • Polysakkarider
      • Stivelse (kartofler, ris, majs og hvede)
      • Cellulose og andre kostfibre fra planters cellevægge. Dette kan dog ikke effektivt fordøjes af mennesker, da vi ikke har enzymet cellulase. Til gengæld er der mange eksempler på, at bakterier i tarmfloraen kan hjælpe med at nedbryde ellers ufordøjelige materialer, så de alligevel kan anvendes helt eller delvis.

    Figur 7. Typiske kilder til kulhydrater.

    Faktaboks
    Adenosintriphosphat (eller ATP) er et energiholdigt molekyle, der bruges i langt størstedelen af kroppens energikrævende arbejde og kemiske reaktioner. Molekylet består i den ene ende af et adenosinmolekyle og i den anden ende af tre phosphatgrupper.

    Det er selve bindingerne mellem phosphatgrupperne, der er energiholdige. I en kemisk reaktion kan ATP bryde en binding til en af phosphatgrupperne, hvorved det dels frigiver energi til kroppens processer, dels går fra at være adenosintriphosphat (ATP) til at være adenosindiphosphat (ADP).

    Figuren ved siden af beskriver ATP som et opladet batteri. ATP-molekyler kan transporteres rundt i kroppen og lagres, indtil de skal bruges og omdannes til ADP. Når kroppen igen er i energioverskud, kan denne energi bruges til at ”genoplade” ADP, der dermed bliver omdannet til ATP igen.

    Når mennesket spiser, indtager det typisk næring i form af kulhydrat, protein og fedt. Heraf er kulhydrat den bedste og mest lettilgængelige kilde til energi. For kulhydrater skelnes der mellem

    • Komplekse: Polysakkarider som stivelse og fibre
    • Simple: Monosakkarider og disakkarider.

    Kroppen kan ikke direkte anvende komplekse kulhydrater. Disse skal først gennem fordøjelsen omdannes til simple monosakkarider, som de er opbygget af (se figur 8).Figur 8. Fordøjelse (nedbrydning) af polysakkarider til monosakkarider.

     

    Faktaboks NADH og FADH2To begreber, der er vigtige for den menneskelige energiproduktion og derfor går igen i dette afsnit, er cofaktorerne NADH og FADH2. I udgangspunktet hedder de NAD+ og FAD+, eller nikotinamid adenin dinukleotid (NAD+) og flavin adenin nukleotid (FAD+). Molekylerne fungerer først som protonmodtagere og bagefter som protondonorer. I deres NAD+– og FAD+-form, har de til formål at blive ”opladet” med protoner (H+), så de bliver til hhv. NADH og FADH2. Dette sker under glykolysen og i citronsyrecyklus. Efterfølgende kan cofaktorerne igen afgive deres protoner i elektrontransportkæden, hvorved der dannes ATP.

     

    Fra polysakkarid til monosakkarid
    Når vi spiser en portion mad, vil den være fyldt med kemisk energi. Vi kan imidlertid som nævnt ikke anvende den med det samme, fordi den er lagret utilgængeligt i form af disakkarider (sukrose, laktose, maltose) eller komplekse kulhydrater (glykogen eller stivelse). Fordøjelsen af mad muliggør anvendelsen af energien i maden og består af tre trin, som I allerede er blevet introduceret til i foregående artikel ”Vigtige organer og deres funktion”:

    1. I munden sker to ting: Maden tygges til mindre klumper, hvilket giver et større samlet overfladeareal, som spyttet kan påvirke. Spyttet indeholder enzymet alfa-amylase, som bryder de kemiske bindinger (alfa-glykosidbindinger), der holder sammen på kulhydraterne amylose og amylopectin, som tilsammen udgør stivelse. Denne enzymatiske nedbrydelse fortsætter, indtil føden når maven, hvor det sure miljø inaktiverer enzymerne.
    2. Når maden når tyndtarmen, tilføjes galdesalte fra galdeblære og enzymer fra bugspytkirtel. Bl.a. tilføres mere alfa-amylase fra bugspytkirtlen, hvilket hjælper til at omdanne polysakkariderne til maltose. I tyndtarmens væg er der desuden en række andre enzymer, der nedbryder disakkariderne maltose (enzymet maltase), sukrose (enzymet sukrase) og laktose (enzymet laktase) til monosakkariderne glukose, fruktose og galaktose.
    3. Absorption af monosakkarider. Når kulhydraterne er nedbrudt til monosakkarider (hvilket sker i tyndtarmen), kan disse transporteres over tarmvæggen.

    Absorption af sukker
    Når polysakkariderne er blevet spaltet til først di- og dernæst monosakkarider, kan de transporteres over tarmvæggen. Dette foregår på forskellige måder, afhængigt af hvilket monosakkarid, der er tale om (se figur 9).

    Transportmekanismer:

    1. Simpel diffusion
      • Ved diffusion transporteres monosakkaridet fra det sted, hvor koncentrationen er størst til det sted, hvor den er lavest. Fx fra tarmlumen og ind i cellen. Monosakkaridet fruktose transporteres på denne måde.
    2. Faciliteret transport
      • Ved faciliteret transport bevæger monosakkaridet sig også fra det sted, hvor det har den højeste koncentration til der, hvor den er lavest, men modsat simpel diffusion, kræves der her et transportprotein i cellemembranen. Glukose, fruktose og galaktose transporteres på denne måde.
    3. Aktiv transport
      • På denne måde kan kroppen flytte monosakkarider mod deres koncentrationsgradient. Det vil sige, fra det sted, hvor der er den laveste koncentration af monosakkarider til der, hvor der er den højeste. Det betyder, at kroppen kan opbygge store mængder af stoffet i fx tarmvæggens celler. Til gengæld kræver denne transportmetode både et transportmolekyle samt energi i form af ATP. Glukose og galaktose transporteres på denne måde.

    Figur 9. En oversigt over forskellige typer transport og transportmolekyler i tarmepitelet.

    Anvendelse af monosakkariderne
    Kroppen kan kun anvende glukose, så de andre monosakkarider (fruktose og galaktose) sendes til leveren, hvor de omdannes til glukose. Når alle kulhydraterne er omdannet til glukose, kan de anvendes til groft sagt fire ting:

    1. Optag i forskellige væv ved faciliteret diffusion.
    2. Forbrug i de forskellige typer væv.
      1. Oxidation/Forbrænding af glukose for at danne energi (ATP)
      2. Konvertering til andre substanser (andre kulhydrater, lipider (fedtstoffer) og proteiner)
    3. Lagring af overskydende glukose som glykogen sker i muskler og lever. Når glykogendepoterne er fyldte, bliver den resterende glukose konverteret til fedtsyrer og lagret i kroppens fedtdepoter.
    4. Udskillelse i urinen. Hvis blodsukkeret stiger til over 10 mmol/L, begynder kroppen at udskille glukose i urinen.

    For at undgå ophobning af glukose i blodet, når kroppens lagerkapacitet er opbrugt, findes en række mekanismer, der forbruger glukosen ved forbrænding, mens der samtidig dannes energi i form af ATP.

    Hvis det nedenstående er lidt uoverskueligt, tiden er knap, eller I mangler et hurtigt overblik over kemien, anbefaler vi, at I læser artiklen ”Forbrænding for dummies”, der opsummerer det ovenstående.

    Forbrænding/Oxidation af glukose

    Nedbrydelsen af glukose foregår ved tre processer:

    1. Glykolyse
    2. Citronsyrecyklus
    3. Elektrontransportkæden i mitokondrierne

    Glykolyse
    Glykolysen er det første energiproducerende trin i forbrændingen af glukose. Formålet med glykolysen er primært at omdanne glukose til pyruvat, som kan indgå i citronsyrecyklen, hvor der dannes store mængder energi.

    Processen har den fordel, at den kan foregå i alle celler samt danne energi på to måder: Enten aerobt, dvs. når der er oxygen til stede eller anaerobt, dvs. når der ikke er oxygen til stede. Den anaerobe forbrænding er enormt vigtig i især to situationer:

    1. Under hårdt fysisk arbejde, hvor vi ikke kan oxidere vores celler tilstrækkeligt til aerobt at danne nok energi.

    2. I vores røde blodceller, som ikke kan lave aerob forbrænding, fordi der ikke er mitokondrier. Se figur 10 for detaljer.

    De første trin i glykolysen kan kaldes for ”energiinvestering”. Disse trin koster 2 ATP og omdanner et glukosemolekyle til enten 2 glyceraldehydmolekyler (når processen er aerob), eller 2 laktatmolekyler (når processen er anaerob).

    Den næste del af glykolysen kan kaldes ”energihøst”. Her omdannes de 2 glyceraldehydmolekyler til 2 pyruvatmolekyler under samtidig dannelse af 4 ATP og 2 NADH’er. De 2 NADH’er omdannes dog hurtigt til FADH2’er, som er lidt mindre energiholdige.

    Energiudbytte af aerob (iltet) glykolyse
    Nettoudbyttet af aerob glykolyse er cirka 5 ATP. Processen koster som beskrevet 2 ATP og danner 4 ATP samt indirekte 2 FADH, der senere i elektrontransportkæden kan danne 1,5 ATP hver.

    Altså 4 ATP – 2 ATP + 1,5*2 ATP = 5 ATP.

    Figur 10. En oversigt over glykolysens nedbrydning af glukose til pyruvat samt dennes energiproduktion.

    Når pyruvaten er omdannet til acetyl-CoA, kan den indgå i citronsyrecyklus. Denne består af 10 enzymkatalyserede processer, der skaber 3 NADH, 1 FADH2, 1 ATP og 2 CO2. Husk, at der for hvert glukosemolekyle er dannet 2 pyruvater og derfor også 2 acetyl-CoA’er, hvorfor det ovenstående skal ganges med 2.

    Derfor får vi energiudbyttet af citronsyrecyklus til:

    2 x (3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP + 2 CO2)

    = 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP + 4 CO2

    Regulering: Citronsyrecyklus reguleres af substratmængder. Hvis kroppen er i energiunderskud, vil der være en lav koncentration af ATP og en høj koncentration af ADP. Dette bevirker, at citronsyrecyklus kører på højtryk. Omvendt er det, når kroppen har store mængder energi i form af ATP og en lav mængde ADP. Her vil processen være hæmmet (se figur 13).

    Desuden skal der være det nødvendige substrat i form af acetyl-CoA (og derfor også forstadiet pyruvat).

    Energiudbytte af anaerob (ikke iltet) glykolyse
    Ved anaerob glykolyse dannes der ikke NADH men i stedet netto 2 ATP (processen danner som ovenfor 4 ATP og koster 2) og laktat (mælkesyre).

    Citronsyrecyklus
    Kært barn har mange navne: Citronsyrecyklus kaldes også Krebs’ cyklus eller tricarboxylsyrecyklus. Uanset navnet, er det vigtigt at forstå de overordnede træk i denne proces, der er med til at skabe enorme mængder energi i kroppen. Processen foregår i alle kroppens mitokondrier. I kroppen er denne proces primært drevet af kulhydrater, men hvis der ikke er tilstrækkeligt af disse, kan kroppen også bruge visse fedt- og aminosyrer (se figur 11).

    For at starte en citronsyrecyklus omdannes hvert pyruvatmolekyle til et acetyl-Coenzym-A-molekyle (acetyl-CoA) i en slags aktiveringsskridt. Dette danner for hver acetyl-CoA desuden en NADH, der kan indgå i elektrontransportkæden, hvor den danner omkring 3 ATP. Husk dog, at der for hvert glukosemolekyle er 2 pyruvatmolekyler, så antallet skal ganges med 2, så man får 2 NADH.

    Figur 11. Energiproduktionen i citronsyrecyklus (også kendt som TCA-cyklus)

    Elektrontransportkæde
    Nu kendes, hvor og hvor mange FADH- og NADH-molekyler der dannes, men hvordan kan de bruges til at lave ATP?

    Denne energiproduktion kaldes oxidativ fosforylering eller elektrontransportkæden og er den sidste del af den aerobe oxidation af glukose. Den foregår i mitokondrier, der findes i alle humane celler undtagen røde blodceller.

    Mitokondriet består af en relativt glat, ydre mitokondriemembran (YMM) og en ekstremt foldet indre mitokondriemembran (IMM). Folderne, cristae, i den indre membran bidrager til at øge membranoverfladen enormt. Imellem de to findes det intermembranøse rum, og inden i den indre membran findes mitokondriematrix. IMM er enormt tæt og impermeabel (ikke gennemtrængelig) for ioner (H+, K+, Na+) og små molekyler (ADP, ATP). Desuden har IMM en række vigtige proteiner: 4 komplekser kaldt Kompleks I-IV samt et protein, der laver ATP: ATP Synthase (se figur 12). Se desuden videoen her for en fin animation af denne proces eller denne video for en lidt længere men mere pædagogisk gennemgang af oxidativ fosforylering).

    Figur 12. Her ses de membrankomplekser i den indre mitokondriemembran (IMM), der tilsammen er ansvarlige for at danne ATP i elektrontransportkæden.

    Husk fra ovenstående, at citronsyrecyklus foregår inden i mitokondriematrix. Citronsyrecyklus danner en stor mængde NADH’er og FADH2’er, hvorfor der altså opstår en stor koncentration af disse i mitokondriematrix.

    Formålet med den oxidative fosforylering er at genoplade ”ATP-batteriet” (som beskrevet i faktaboksen om ATP); det vil sige binde en phosphatgruppe til ADP, så det igen bliver til ATP. Med udgangspunkt i figuren ovenfor, kan man beskrive produktionen i en række simple trin:

    1. Citronsyrecyklus danner en række NADH’er og FADH’er.
    2. NADH’erne og FADH2’erne vekselvirker med Kompleks I-IV og spaltes dermed til hhv. NAD + H+ og FAD + H+, samtidig med de afgiver en proton (H+) til det intermembranøse rum.
    3. Koncentrationen af protoner (H+) i det intermembranøse rum øges herved, så koncentrationen er mindst 10 gange større end i matrix.
    4. Den øgede koncentration af protonerne gør dels, at der er en kemisk drivkraft indad mod matrix (så koncentrationen bliver den samme på begge sider af IMM – den såkaldte kemiosmotiske koblingshypotese), dels bevirker protonernes elektriske ladning, at der opstår en stor elektrisk drivkraft over membranen mod matrix.
    5. Molekylet ATP-synthase er i stand til at bruge energi til at syntetisere ATP fra ADP og Pi (en organisk phosphatgruppe). Energien får den fra drivkraften af protonerne nævnt i pkt. 4.

    Under ideelle forhold vil den oxidative fosforylering af et NADH-molekyle danne 3 ATP og af et FADH2-molekyle danne 2 ATP, men da IMM ikke er 100% tæt for protonerne, går en del af energien til spilde. Dette betyder, at der i praksis dannes hhv. 2,5 og 1,5 ATP af hver hhv. NADH og FADH2.

    Samlet energiproduktion ved glukoseforbrænding
    Tidligere er nævnt, at glykolysen netto producerede 2 ATP og 2 FADH, samt af omdannelsen fra pyruvat til Acetyl-CoA producerede yderligere 2 NADH. Desuden er ovenfor nævnt, at TCA-cyklus genererede 6 NADH, 2 FADH og 2 ATP.

    Altså er den samlede energiproduktion af glykolyse, aktiveringsskridtet og TCA-cyklus:

    Glykolyse:                      2 ATP + 2 FADH2

    Aktiveringsskridt:           2 NADH

    TCA-cyklus:                   2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2 + 4 CO2

    I alt:                                 4 ATP + 8 NADH + 4 FADH2 + 4 CO2

    De mange NADH’er og FADH2’er indgår som nævnt ovenfor i elektrontransportkæden, hvor de i gennemsnit genererer hhv. 2,5 og 1,5 ATP. Dette betyder, at den samlede energiproduktion i TCA-cyklus er:

    1 ATP + (2,5 (ATP/NADH) x 3 NADH) + (1,5 (ATP/FADH) x 1 FADH) = 10 ATP

    Den samlede ATP produktion ved forbrænding af et glukosemolekyle bliver så:

    4 ATP + (2,5 (ATP/NADH) x 8 NADH) + (1,5 (ATP/FADH) x 4 FADH) = 30 ATP

    Det samlede regnskab ses i figur 13.

    Figur 13. Den samlede energiproduktion ved den totale oxidation af et glukosemolekyle igennem alle dele af forbrændingen.

    Når kroppen har rigeligt med energi og et overskud af sukker, har den mulighed for at lagre det i lange kæder af sammenhængende kulhydrat kaldet glykogen. Glykogen har en meget tæt struktur, der gør at store mængder glukose kan lagres på relativt lidt plads, indtil kroppen skal bruge energien derfra.

    Glykogenlagring

    1. Leveren: Glykogenlageret i leveren udgør omkring 8-10% af leverens vægt. Det har en vigtig funktion, da det er med til at stabilisere blodsukkeret. Hvis blodsukkeret er lavt, kan signalhormoner som fx glukagon mobilisere glykogenet fra leveren og frisætte sukker til blodbanen, så blodsukkeret igen stiger. Dette lager er helt tømt efter omkring 12-18 timers faste.
    2. Muskler: 2% af musklers vægt udgøres af oplagret glykogen. Her sørger glykogenet for, at musklerne får den nødvendige energi, når de belastes under arbejde. Lagret her tømmes først efter længere tids anstrengelse.

     

    Faktaboks om abdominalt fedt og diabetes
    Man skal passe på med at indtage for store mængder energiholdig føde, for man risikerer, at det lagres uhensigtsmæssigt. En af de store risikofaktorer for udviklingen af diabetes er nemlig abdominalt fedt – det såkaldte bildæk. Forskning har endnu ikke afklaret nøjagtigt, hvorfor der er en forskel på at være fed omkring livet ift. på underekstremiteterne, men der er en fysiologisk forskel: Fedt i underekstremiteterne, som giver pæreformen, lagres typisk umiddelbart under huden. Fedt omkring livet og i maveregionen sidder en del dybere og omkranser vores organer. Der er også vist en sammenhæng mellem mængden af abdominalt fedt og nedsat følsomhed for insulin, hvilket minder om den tilstand, der ses ved egentlig diabetes.

    Glykogenese: Dannelsen af glykogen fra glukoseFor at forstå glykogenmetabolismen, skal kort gennemgås de flg. tre begreber:

    1. Glykogenolyse: Nedbrydelse af glykogen til glukose-1-phosphat (til energiproduktion)
    2. Glukoneogenese: Dannelsen af glukose eller glykogen fra andre substrater end kulhydrater.

    Glykogenese og glykogenolyse
    Disse processer foregår i lever- og muskelcellers cytoplasma. Glykogenesen drives af enzymet glykogensynthase, mens glykogenolysen drives af enzymet glykogen phosphorylase. Figur 14 viser disse kemiske processer i overblik.

    Glykogenese
    Glykogenesen er betegnelsen for den række af kemiske reaktioner, der omdanner glukose til glykogen. Fordelen ved at lagre glukose på denne måde er, at glykogenmolekylet er meget mere kompakt og kan rumme flere tusind glukosemolekyler – det er faktisk kroppens eneste måde at opbevare glukose på, udover i blodet, hvor der ikke kan være særligt store mængder. Dette medfører, som det fremgår af ovenstående figur, at glukose bliver lavet til glucose-6-phosphat (G-6-P), som igen laves til glucose-1-phosphat (G-1-P). Dette omdannes til glukose-UDP (et mellemprodukt i glykogenesen), og herfra er der det sidste trin fra glukose-UDP til glykogen. Det sidste trin er katalyseret af enzymet glykogensynthase (GS), som kan påvirkes af hormonerne insulin og glukagon. Insulin øger aktiviteten af GS og hjælper med oplagringen af glukose i vores celler, mens glukagon hæmmer den.

    Glykogenolyse
    Husk fra før, at glykogenolysen er kroppens måde at få frigivet glukose, der har været lagret som glykogen. Det finder sted i depoter i muskler og lever, men på forskellig vis afhængigt af hvor:

    Glykogenolyse i leveren medfører, at den nedbryder glykogen og frigiver det til blodet som glukose (se artiklen ”Hormoner, insulin og blodsukkerregulering”), hvorved blodsukkerniveauet øges. Musklerne mangler det enzym (glukose-6-phosphatase), der omdanner glukose-6-phosphat (G-6-P) til glukose. I stedet kan musklerne lade G-6-P indgå direkte i glykolysen, der tidligere er blevet gennemgået. Ved denne proces forsyner musklerne sig selv med energi.

    Figur 14. De kemiske reaktioner og drivende enzymer i både glykogenesen (glykogensynthase) og glykolysen (glykogenphosphorylase).

    Glukoneogenese
    Glukoneogenesen er kroppens geniale sidste udvej, hvis den mangler energi og glukose til forbrænding, men er løbet tør for kulhydrater eller glykogen. Typisk aktiveres glukoneogenesen efter fasteperioder på over 18 timer, hvor kroppen har udtømt både leverens og musklernes glykogendepoter. Processen foregår i levercellernes cytosol, hvor en række organiske affaldsstoffer kan laves om til produkter, der kan indgå i enten blot glykolysen eller hele glukoseoxidationsprocessen.

    Herunder fremgår de forskellige materialer, kroppen kan anvende til glukoneogenese:

    1. Laktat: Laktat er et affaldsprodukt fra den anaerobe glykolyse og dannes derfor i de røde blodceller, der ikke har mitokondrier. Desuden dannes laktat i skeletmuskulaturen under hårdt arbejde, hvor aerob oxidation af glukose ikke er tilstrækkeligt. Laktat føres med blodet til leveren, hvor det først omdannes til produkter, der kan indgå i glykolysen eller glukoseoxidationen.
    2. Glycerol: Glycerol er et affaldsprodukt fra fedtforbrænding. Det kan ikke anvendes direkte, men det kan i leveren omdannes til et andet materiale, der igen kan indgå i glykoneogenesen.
    3. Aminosyrer: Efter lang tids faste er aminosyrer fra proteiner den primære kilde til glukose.

    Efter at have læst denne artikel, har I fået et generelt overblik over kroppens anvendelse af glukose. I ved, at kulhydrater er polysakkarider, der består af mindre dele, di- og monosakkarider, som kroppen er i stand til at optage, og I er klar over, hvordan de optages ved forskellige transportmekanismer.

    I har lært, at disse mindste dele som monosakkaridet glukose indgår i kroppens respiration, hvor de forbrændes, under dannelse af energi i form af ATP. I har desuden lært, hvordan ATP forbruges til ADP og phosphat, og hvordan mitokondrierne er i stand til at ”genoplade” ADP-molekylet, til det igen er et energirigt ATP. I har nu fået et overblik over begreberne ”glykolyse” (nedbrydning af glukose til restprodukter og energiholdig ATP), ”glukogenese” (glukose omdannes til det kompakte glykogenmolekyle for at lagre energien i kroppens celler), ”glygenolyse” (glykogen nedbrydes til glukose, når kroppen har brug for glukose) og ”glukoneogenese” (når kroppen danner glukose fra protein, fedt og laktat). Og at disse processer bruges til at opretholde kroppens energibalance.

  • Forbrænding for dummies

    Det kan være, I ikke har tiden til at læse det lange afsnit om forbrænding ovenfor, eller I har måske lyst til at få et hurtigt overblik, før I går i krig med det. I så fald er her en forkortet og forsimplet udgave, hvor de vigtigste detaljer er ridset op.

    Før kroppen kan udnytte energien i de kulhydrater, vi spiser, skal føden brydes ned til mindre dele (monosakkarider som glukose), der kan forbrændes. Disse dele indgår i en række processer, man overordnet kan kalde for forbrænding eller oxidation af glukose. Som navnet oxidation antyder, er ilt (oxygen) en nødvendighed for, at oxidationen kan foregå og være effektiv.

    Formålet med energiproduktion og oxidation er at danne ATP, som er nogle energirige molekyler, der kan lagres, indtil kroppen har brug for energi. Oxidation kan lave ATP direkte, men derudover også lave to såkaldte co-faktorer, FADH2 og NADH. Disse kan anvendes sent i forbrændingen i elektrontransportkæden, hvor en FADH2 danner 1,5 ATP, og en NADH danner 2,5 ATP.

    Den menneskelige forbrænding af kulhydrater kan deles op i tre trin:

    1. Glykolyse
    2. Citronsyrecyklus
    3. Elektrontransportkæden

     

    Glykolyse
    Formålet med glykolyse er at lave monosakkaridet glukose om til to mindre pyruvatmolekyler, som kan indgå i de næste processer. Glykolyse foregår i alle kroppens celler og kan også finde sted, når der ikke er oxygen. Hvis der ikke er oxygen til stede, produceres der mindre energi, og restproduktet (laktat) kan ikke indgå i de følgende processer.

    For at glykolysen kan starte, kræves 2 ATP, men der dannes 4 ATP og desuden 2 FADH2. Dette giver i alt 5 ATP (husk at en FADH2 i gennemsnit danner 1,5 ATP).

     

    Citronsyrecyklus
    Citronsyrecyklus er det andet trin i oxidationen af glukose. Den foregår i kroppens mitokondrier, og her dannes ud over en smule ATP også en masse cofaktorer, der kan indgå i den efterfølgende elektrontransportkæde.

    Cyklen starter ved omdannelse af den pyruvat, som glykolysen sluttede med, til et molekyle, der hedder acetyl-Coenzym-A (acetyl-CoA). Denne omdannelse danner i øvrigt 1 NADH pr. pyruvat i et aktiveringstrin. Acetyl-CoA indgår herefter i en række kemiske reaktioner, hvor dets struktur og navn ændres frem og tilbage, så der ender med at kunne dannes til acetyl-CoA igen – derfor kalder man denne række processer for en cyklus.

    Citronsyrecyklus danner for hvert pyruvatmolekyle 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2 og 2 CO2. Men da der, er 2 pyruvat for hvert glukosemolekyle, dobles op, så den totale produktion af energi er:

    Aktiveringstrin:            2 NADH

    Citronsyrecyklus:         2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2 + 4 CO2.

    Indsættes ATP-værdien af NADH og FADH2, kan bliver den totale mængde produceret ATP:

    Energiproduktion:         2 ATP + 8×2,5 ATP + 2×1,5 ATP = 2 + 15 + 3 ATP = 25 ATP.

     

    Elektrontransportkæden
    Den sidste del af glukoseoxidationen kaldes elektrontransportkæden. Her udnyttes de mange cofaktorer, NADH og FADH2, der er blevet dannet tidligere. Denne kemiske reaktion foregår imellem mitokondriets indre og ydre membran. I den inderste membran sidder 4 komplekser (proteiner), der lader cofaktorerne pumpe deres protoner (H’erne i NADH og FADH2) ud i rummet mellem den indre og ydre membran. Det opbygger en høj koncentration af H’er mellem membranerne, og herved opbygges en stor elektrokemisk gradient, der prøver at drive H’erne tilbage til det inderste af mitokondriet.

    I den inderste mitokondriemembran findes et proteinkompleks, der tillader H’erne at bevæge sig med deres elektrokemiske gradient. Dette protein hedder ATP-synthase, og det bruger H’ernes drivkraft til at koble phosphatgrupper til ADP, hvorved ATP dannes.

    Det er denne del af glukoseoxidationen, der er ansvarlig for den egentlige ATP-produktion.

    Se evt. film af denne del af oxidationen her.

     

    Samlet energiproduktion
    Hvis I adderer de tal, som er beregnet ovenfor, finder I, at den totale oxidation af et glukosemolekyle har dannet:

    Totale energiproduktion:        5 ATP + 25 ATP = 30 ATP

  • Hormoner, insulin og blodsukkerregulering

    I er nu blevet introduceret til nogle af de vigtige organer i forbindelse med diabetes, herunder fordøjelseskanalen og bugspytkirtlen. Bugspytkirtlen, som producerer og frigiver bl.a. hormonerne glukagon og insulin, spiller en stor rolle for at holde blodsukkeret mere eller mindre konstant. Desuden har I læst om glukoses funktion i kroppen, og om hvordan det lagres, nedbrydes og bruges af kroppens celler. I dette afsnit beskrives, hvorfor mange af disse processer er afhængige af insulin.

    I vil kunne læse om, hvordan de forskellige hormoner, som tidligere er beskrevet, har indvirkning på hinanden, og hvordan de tilsammen sørger for kroppens blodsukkerregulering og dermed opretholdelse af vores liv. I ved nok allerede, at selv kort tids mangel på ilt til hjernen vil medføre alvorlige hjerneskader eller endda død, men vidste I også, at hjernens behov for føde i form af glukose er lige så vigtigt? Selv få minutters mangel på glukose vil medføre bevidstløshed og derefter død, hvis ikke der tids nok bliver givet glukose. Når I har læst denne artikel, vil I vide, hvordan vores appetit reguleres, ligesom I vil have lært om de vigtigste hormoner i forbindelse med mæthedsfølelse. I vil få en forklaring på, hvordan og hvornår insulin frigives, og hvordan blodsukkeret reguleres hos et raskt individ. Og sidst men ikke mindst vil I vide, hvordan insulin virker, når det bliver frigivet til blodet.

    Vores lyst til at indtage føde afgøres af vaner og af den hormonelle påvirkning. Hormonerne leptin, som produceres og udskilles fra fedtcellerne, og ghrelin, som primært produceres og frigives fra mavesækken og tolvfingertarmen, påvirker vores adfærd omkring føde. Fødereguleringen sker ved, at hormonerne frigives fra organerne til blodet og når herved til hjernen, nærmere bestemt til hypothalamus. Dette område i hjernen består af mange forskellige kerner med forskellige funktioner, men her skal den beskrives som en samlet enhed, der modtager og sender signaler.

    I årevis har homeostatisk regulering af fødeindtaget været undersøgt, men først i nyere tid er forståelsen ved at være på plads. I 1994 formåede en gruppe forskere at isolere et peptidhormon, som de kaldte leptin efter det græske ord for ”slank”. Peptidhormonet leptin viste sig at sende signal til hjernen om at fedtreserverne i kroppen er normale. Leptin regulerer vores BMI ved at virke direkte på de neuroner (nerveceller) i hypothalamus, som sænker appetitten og øger energiforbruget. Et højt leptinniveau i blodet vil aktivere leptinreceptorerne, et alfa-melanocyt-stimulerende hormon (alfa-MSH) og kokain- og amfetamin-regulerede transkripter (CART) i hypothalamus.

    NAVN FORKORTELSE FUNKTION
    Alfa-melanocyt-stimulerende hormon Alfa-MSH Alfa-MSH er et hormon, hvis primære rolle er
    medvirkning til farvning af vores hår og hud ved en proces kaldt melanogenese.
    Men den er også er vigtig for bl.a. vores adfærd omkring føde og seksualdrift.
    Kokain- og amfetamin-regulerende transkripter CART CART er et peptid, som spiller en rolle for fødeindtag, belønning,og stress.
    Neuropeptid Y receptor NPY NPY er en receptor involveret i kontrollen af forskellige,adfærdsmønstre herunder appetit, døgnrytme og angst.
    Agouti-relateret peptid AgRP AgRP udtrykkes sammen med NPY og virker ved at øge appetitten og,sænke metabolismen.
    Adrenokortikotropt hormon ACTH ACTH er ”det binyrebark-rettede hormon”. Det produceres i,hypofysen og frigives til blodet. ACTH’s funktion er at stimulere,binyrebarken til frigivelse af cortisol.
    Thyroidea-stimulerende hormon TSH TSH produceres i hypofysen og frigives til blodet, hvorefter det,stimulerer skjoldbruskkirtlen, thyroidea, til frigivelse af T4,,som omdannes til T3, der aktivt,stimulerer metabolismen.

    Alfa-MSH og CART øger metabolismen i kroppen. Det sker ved, at adrenokortikotropt hormon (ACTH) igangsætter cortisolfrigivelse fra binyrebarken, og ved at thyroideastimulerende hormon (TSH) øger aktiviteten i skjoldbruskkirtlen. ACTH vil altså medføre en aktivitet i det sympatiske nervesystem. Denne aktivitet vil i sidste ende føre til nedsat fødeindtag (se figur 15).

    Omvendt står det til ved lave leptinniveauer i blodet. Et lavt leptinniveau vil nemlig stimulere andre typer receptorer, neuropeptid Y receptor (NPY) og agouti-relateret peptid (AgRP), i hypothalamus. Men NPYs og AgRPs effekt på energibalancen er det omvendte af effekten ved alfa-MSH og CART. NPY og AgRP vil nemlig hæmme TSH- og ACTH-sekretion, og aktiverer således det parasympatiske nervesystem. En aktivering af det parasympatiske nervesystem vil stimulere fødeindtag-adfærden (se figur 16), hvorfor NPY og AgRP-receptorerne også kaldes de orexigene peptider fra det græske ord ”appetit”.

    Figur 15Denne figur viser, hvordan leptinfrigivelse fra fedtcellerne påvirker kroppens metabolisme. 1) Fedtceller producerer og frigiver leptin. 2) Leptin vandrer via blodbanerne til hypothalamus, hvor det øgede leptinniveau registreres af CART og alfa-MSH. 3) Der sendes signal til hjernen om at hæmme fødeindtaget. 4) Det sympatiske nervesystem aktiveres. 5) Der sendes signal til hypofysen om at frigive TSH og ACTH. 6) TSH får skjoldbruskkirtlen, glandula thyroidea, til at øge sin aktivitet og dermed metabolismen ved at frigive T3 og T4. 7) ACTH aktiverer binyrerne til at frigive cortisol, som øger metabolismen.

    Leptin frigives altså fra fedtcellerne i den ”mættede” krop og vandrer med blodet til hypothalamus. Her stimulerer det alfa-MSH og CART til at hæmme fødeindtaget, aktivere det sympatiske nervesystem og få hypofysen til at frigive TSH og ACTH, som i skjoldbruskkirtlen og binyrerne vil øge metabolismen. Omvendt vil en hungrende krop medføre nedsat leptin-frigivelse fra fedtcellerne. Dette sænkede leptinniveau vil registreres af NPY og AgRP, som vil stimulere fødeindtaget og hæmme frigivelsen af TSH og ACTH, hvorfor kroppens metabolisme nedsættes.

    Figur 16. Her ses kroppens reaktion på et nedsat leptinniveau. 1) Der produceres og frigives ingen leptin fra fedtcellerne, hvorfor leptinniveauet i blodet sænkes. 2) NPY og AgRP registrerer det lavere leptinniveau. 3) AgRP og NPY sender signal til hjernen om at stimulere fødeindtag. 4) NPY og AgRP sender signal til hypofysen om at hæmme frigivelse af ACTH og TSH, hvilket i sidste ende fører til nedsat metabolisme. 

    Lysten til at spise, spiseprocessen og den efterfølgende mæthedsfornemmelse kan opdeles i tre faser:

    • Den cefaliske fase, hvor synet og lugten af mad igangsætter fysiologiske processer, som aktiverer parasympatikus. Et aktiveret paraympatikus vil igangsætte spytproduktion i munden, og der vil i mavesækken frigives syre til nedbrydning af føden.
    • Den gastriske fase, hvor allerede igangsatte ovenstående mekanismer forstærkes kraftigt, idet man begynder at tygge, synke og fylde maven med mad.
    • Substratfasen når maven fyldes, og den fordøjede føde bevæger sig videre i tarmene, mens næringsstoffer bliver absorberet ind i blodstrømmen.

    Først i 1999 fandt man peptidhormonet ghrelin, som hovedsageligt produceres i mavesækken og frigives til blodet, når mavesækken er tom. Ved indsprøjtning af ghrelin i blodårerne, har det vist sig at, dette hormon er i stand til at aktivere NPY- og AgRP-receptorer i hypothalamus og på den måde øge appetitten.

    Figur 17. CCK og stræk i mavevæggen sender begge mæthedssignaler gennem vagusnerven til hjernen. Virkningen er synergisk, dvs. signalerne forstærker hinanden. 

    Gastrisk udvidelse og cholecystokinin
    Mavesækken har både sensoriske og motoriske nerveceller. De sensoriske nerveceller leder signaler fra sanseorganer til hjernen, mens de motoriske nerveceller leder signaler fra hjernen til det øvrige legeme. Fælles for disse motoriske og sensoriske nerveceller er, at de primært løber i vagusnerven. Når mavevæggen udstrækkes, registrerer sensoriske nerveceller et træk, og de motoriske nerveceller sender et signal til mavesækken om stop af ghrelinfrigivelse. Mangel på ghrelin vil herefter føre til en mæthedsfølelse, så vi stopper med at spise. I tolvfingertarmen, duodenum, spiller cholecystokinin (CCK) også en vigtig rolle i forbindelse med fødeindtag. Cholecystokinin frigives fra celler i tolvfingertarmen som respons på tarmstimulering  fra visse, især fedtholdige, madtyper. CCKs primære rolle er at give mæthedsfornemmelse, hvilket også går gennem vagusnerven, således at CCK og gastrisk udvidelse virker synergisk (forstærker hinandens virkning) til at hæmme fødeindtagelsen (se figur 17).

    NAVN FRIGIVES FRA VIRKNING
    Leptin Fedtcellerne (adipocytterne) Ved højt niveau af leptin i blodet aktiveres det
    sympatiske nervesystem, metabolismen øges, og hypothalamus sender signal om at
    stoppe fødeindtag. Ved lavt leptinniveau vil metabolismen nedsættes, og
    fødeindtaget stimuleres.
    Ghrelin Primært fra mavesækken og tolvfingertarmen (duodenum)
    men også i små mængder fra bugspytkirtlen, gonaderne, lungerne og hungertarmen
    (jejenum)
    Ved en tom mavesæk frigives ghrelin. Når
    ghrelin-niveauet i blodet er højt, aktiveres receptorer i hypothalamus og
    stimulerer fødeindtaget.
    Cholecystokinin (CCK) Enteroendokrine celler (producerende celler i
    mavetarmkanalen) i slimhinden, i tolvfingertarmen (duodenum) og i hungertarmen
    (jejenum)
    Når tarmene stimuleres – særligt af fed kost –
    frigives CCK, hvis primære funktion er at give et mæthedssignal, som sendes til
    hjernen via vagusnerven. CCK virker synergisk med udstrækning af mavevæggen.

     

    Men hvordan virker insulinen på vores blodsukkerregulering? Læs mere i næste afsnit.

    I ”Fysiologien og anatomien bag diabetes” blev I kort introduceret til bugspytkirtlens sekretion af insulin samt virkningen heraf. Menneskekroppen består af 1014 celler, og om glukose kan komme ind i cellen eller ej, afhænger af hvilken GLUT-transporter cellen har. Der findes i alt 12 forskellige GLUT-transportere hos mennesket. GLUT4-transporteren er afhængig af insulin, og det betyder, at når cellen har en GLUT4-transporter, skal der være insulin til stede, for at cellen kan optage glukosen. GLUT4-transporteren findes primært i tværstribet muskulatur (hjertemuskulatur og skeletmuskulatur) og i fedtvæv. Dvs. at disse væv er afhængige af insulin for at kunne fungere. Men frigivelsen af insulin er mere kompleks end som så og er påvirket af flere mekanismer. Hos et raskt menneske vil blodsukkeret som regel ligge på 4-5 mmol/L efter en nats faste, mens det vil stige efter et måltid. Dog vil det ikke,  selv ved store og sukkerholdige måltider, stige til over 11 mmol/L. Hvis den raske krop registrerer et fald i blodsukkeret på bare 20%, vil insulinfrigivelsen blive sænket markant for altid at undgå hypoglykæmi (for lavt blodsukker). På den måde vil det altså være fødeindtag eller faste, som har den største indflydelse på ændringerne i blodsukkeret hos raske individer. Det er dog ikke kun blodsukkeret, der afgør, hvor meget insulin, der frigives. Det har nemlig også en stor betydning, om glukosen indtages oralt (gennem munden) eller sprøjtes direkte ind i blodet. Hvis glukosen indtages oralt, vil det nemlig medføre en langt højere insulinsekretion, idet inkretiner som fx gastrisk inhibitorisk polypeptid (GIP), glukagonlignende peptid-1 (GLP-1) og CCK udskilles i tarmen ved fødeindtag og forstærker insulinfrigivelsen (se figur 18). Inkretinerne er særligt spændende inden for forskning, da mekanismen kan udnyttes, når der skal udvikles medicin til diabetikere.

    Figur 18. Grafen illustrerer, at når en rask person indtager et måltid med glukose, vil blodsukkeret (den grønne graf) stige langsomt. Som respons på dette vil beta-cellerne i bugspytkirtlen frigive insulin, så insulinens koncentration (den røde graf) stiger markant. Hvis glukosen gives ind i blodet, vil insulinen stige en smule men ikke nær så meget, som ved oralt indtag (den punkterede røde graf). Dette skyldes inkretineffekten, som kan udnyttes i medicinalindustrien til udvikling af diabetesmedicin.
    Vær opmærksom på, at blodsukkeret i denne figur er opgivet i mg/dL. En lidt forenklet måde at omregne blodsukkeret fra mg/dL til mmol/L er: mmol/l = mg/dL/18
    Det maksimale blodsukker i denne figur er ca. 170 mg/dL, hvilket svarer til et blodsukker på ca. 9,4 mmol/L. 

    Men hvordan kan glukosen påvirke frigivelsen af insulin i beta-cellen hos det raske individ?

    Figur 19. Type 1 diabetiker indtager oral glukose.

    De tidligere nævnte hormoner insulin og glukagon, som produceres i og frigives fra bugspytkirtlen, har modsatrettede effekter og har til opgave at hhv. op- og nedregulere blodsukkeret. Når blodsukkeret er højt, fremmer insulin de anabolske processer i muskler, lever og fedtvæv ved at stimulere glykogen-, protein- og fedtsyre-syntese. Samtidig sørger insulin for, at glukose kan transporteres over cellemembranen via GLUT-transportere og dermed både ernære cellerne og sænke blodsukkeret.

    Glukagon virker modsatrettet ved at igangsætte glykogenolyse (nedbrydning fra glykogen til glukose), som herefter kan øge blodsukkeret. Desuden stimulerer glukagon glukoneogenesen (nydannelse af glukose) og lipolyse (nedbrydning af fedt til frie fedtsyrer) og skaffer på denne måde tilgængelig energi, ligesom den hæmmer glykolysen (nedbrydning af glukose), så der kan opnås et normalt blodsukker. Ved hele tiden at måle og regulere og derfra frigive hhv. glukagon og insulin, kan kroppen sørge for, at blodsukkeret hverken bliver for højt eller for lavt. Når blodsukkeret stiger, frigives insulin, mens glukagon frigives, når blodsukkeret falder.

    Figur 20. Her ses mekanismen bag insulinfrigivelse ved øget blodsukker. Glukose når beta-cellen i bugspytkirtlen via en GLUT2-transporter. Når blodsukkeret stiger, vil øget intracellulært ATP medføre øget calcium-influx i cellen. Den øgede mængde calcium vil påvirke de sekretoriske granula til at frigive insulin fra beta-cellen.

    Udover blodsukkeret, som er den vigtigste reguleringsform for insulinudskillelsen, har vi også en hormonal regulering, som bliver udøvet af adrenalin og noradrenalin, der binder til to forskellige receptorer på beta-cellerne. Binding til den ene receptor, alfa-receptoren, hæmmer insulinudskillelsen, mens den anden receptor, beta-receptoren, øger insulinudskillelsen. Alt i alt er alfa-receptorens signal dog stærkest, og resultatet bliver nedsat insulinudskillelse, når vi har store mængder adrenalin og noradrenalin cirkulerende i blodet. Dette er smart, fordi store mængder adrenalin eller noradrenalin hænger sammen med stress i kroppen fx under ”fight og flight”. Når kroppen beredes på at kæmpe eller flygte, og adrenalin og noradrenalin frigives, medfører det mange reaktioner i kroppen. Eksempler på dette er øget pumpefunktion i hjertet, sammentrækning af mindre kar i kroppen, så blodtrykket stiger, og nedbrydning af det brune fedtvæv for at danne varme til kroppen. Alle disse processer kræver naturligvis energi, hvorfor der altså skal frigives glukose og dermed energi.

    Det sympatiske og parasympatiske nervesystem
    De af kroppens nerveceller, som ikke er en del af hjernen, hjernestammen og rygmarven, kaldes tilsammen det perifere nervesystem. Det perifere nervesystem inddeles i en sensorisk, en motorisk og en autonom del. Det autonome nervesystem (ANS) regulerer de funktioner i kroppen, som for os er ubevidste; fx hjertemuskulaturen, vores indre organer og blodkarrenes sammentrækning eller udvidelse. ANS kan underinddeles i det sympatiske nervesystem, sympatikus, og det parasympatiske nervesystem, parasympatikus. Meget forenklet kan man sige, at sympatikus aktiveres i stresssituationer, hvis vi fx udsættes for fare, det såkaldte ”fight or flight”-respons. På samme måde kan parasympatikus betragtes som ansvarlig for de processer, der foregår i kroppen, når vi hviler, fx fordøjelse, seksuallyst, urinerings- og afføringstrang. En gammel huskeregel til at adskille sympatikus og parasympatikus er ”man pisser og parrer med parasympatikus” (men den skal I nok ikke sige højt til eksamen). Både sympatikus og parasympatikus har receptorer, hvortil ACTH binder. I sympatikus fungerer ACTH som neurotransmitter ved at frigive noradrenalin og adrenalin, der stimulerer de såkaldte adrenerge receptorer i det perifere målvæv for sympatikus. Ligeledes vil ACTH-binding til receptorer i parasympatikus medføre frigivelse af mere ACTH, som stimulerer de muskarinerge receptorer i målorganerne for parasympatikus.

    Den modsatte proces finder sted, når ”faren er drevet over”, og kroppen ikke længere er i en stresset tilstand. Når det parasympatiske nervesystem aktiveres, øges insulinudskillelsen igen (hvis ellers blodsukkeret tillader det), og den anabole fase med genopbygning af glykogenlagre genoptages (se figur 21).

    Den sidste form for insulinstimulation er de tidligere omtalte inkretiner GIP og GLP-1, som begge udskilles i tyndtarmen efter indtagelse af glukose. De stimulerer insulinfrigivelsen og er altså vigtige medspillere til at regulere insulinmængden i blodet. Hvis den samlede produktion af insulin ikke er tilstrækkelig, og vi ikke er i stand til at optage glukose nok fra blodet, opstår sygdommen diabetes mellitus.

    Figur 21. Blodsukkerregulering hos et raskt individ. Hele blodsukkerreguleringen kan hos et raskt individ beskrives som en fintfølende vægt, der hele tiden vil forsøge at opnå balance, så et normalt blodsukker opretholdes. Når blodsukkeret stiger, vil insulin frigives, så cellerne stimuleres til at optage glukose, ligesom leveren vil blive stimuleret til at omdanne glukose til glykogen; såkaldt glykogenese. På den måde, vil blodsukkeret igen blive normalt. Når blodsukkeret falder, vil bugspytkirtlen, pancreas, stimuleres til at frigive glukagon, som får leveren til at omdanne glykogen til glukose; såkaldt glykogenolyse. Når glykogenolysen finder sted, vil glukosen frigives til blodet, og blodsukkeret vil igen blive normalt.

    Som tidligere nævnt virker insulin ved at øge de anabolske processer i muskler, lever og fedtvæv, men måden, det sker på i de forskellige væv er lidt forskellig. Helt overordnet sker der det, at insulin binder til insulinreceptorer på leverceller (hepatocytter), muskelceller (myocytter) og fedtceller (adipocytter). Efter insulins binding til insulinreceptoren, vil forskellige intracellulære processer (aktiviteter inde i cellen) igangsættes, alt efter hvilken celle det er. Helt grundlæggende vil insulin øge opbygningen af de forskellige energilagre, vi har i kroppen fx ved at påvirke glukoseoptag og –lagring, så glukose kan opbevares som glykogen. Insulin vil være med til at øge proteinsyntesen, ligesom den samtidig vil hæmme proteolyse, altså nedbrydningen af proteiner. Højt plasmainsulin vil øge dannelsen af triglycerider i leveren, som herefter kan opbevare triglyceriderne eller sende dem gennem blodet til fedt- og muskelvæv, som senere, ved behov, kan oxidere triglyceriderne og dermed frigive energi. Imens plasmainsulinen er høj, er det kulhydraterne, der skal bruges, og lipolyse og lipidoxidation (nedbrydning af fedt) hæmmes derfor.

    Men hvad er det helt præcist insulin gør, som er så vigtigt for vores opretholdelse af liv?

    Som nævnt tidligere, er det hjerte- og skeletmuskulatur samt fedtceller, der er afhængige af GLUT4-transportere. Tilsammen står disse tre celletyper for ca. 2/3 af alle celler i menneskekroppen, og mens muskelcellerne bl.a. står for vores bevægelse og vejrtrækning, er fedtcellerne vigtige, fordi de kan opbevare vores indtagne energi til senere brug. Et højt insulinniveau i blodet vil medføre binding af et insulinmolekyle til insulinreceptoren i fx en muskelcelle, og det fører til en ændring i den intracellulære del af insulinreceptoren. Herefter sker der en række intracellulære processer, som gør, at mængden af GLUT-transportere opreguleres, og enzymet glykogen synthase kinase inaktiveres, så der dannes mere glykogen i cellen (figur 22).

    Figur 22. Figuren viser, hvordan insulin muliggør glukoseoptagelse i fx en muskelcelle. Når insulin binder til insulinreceptoren, ændres dens struktur, og tyrosinkinaserne aktiveres. Tyrosinkinaserne sørger for at aktivere enzymet PI3-kinase, som katalyserer dannelsen af PkB. PkB sender derefter GLUT4-indeholdende vesikler til cellemembranen. Et større antal GLUT4-transportere i membranen øger cellens glukoseoptag og giver dermed cellen energi samtidig med, at den sænker blodsukkeret.

    Dybdegående forklaring af insulins virkning
    Et højt insulinniveau i blodet vil medføre binding af et insulinmolekyle til insulinreceptoren i fx en muskelcelle, og det fører til en ændring i den intracellulære del af insulinreceptoren. Denne ændring i insulinreceptoren fører til en kaskadereaktion, som starter med aktivering af tyrosinkinaserne. Tyrosinkinaserne kan herefter fosforylere enzymerne MAP-kinase, som igangsætter cellevækst og genekspression, og PI3-kinase, hvis vigtigste funktion er vist i figur 22, nemlig at sende GLUT4-trasportere til cellemembranen. Det sker ved, at enzymet PI3K katalyserer reaktionen:

    PIP2 + ATP -> PIP3 + ADP

    PIP3 vil herefter aktivere protein kinase B (PkB), som faciliterer vesikelfusion. På denne måde transporteres GLUT4-transportere, som ellers ligger i vesikler i cellen, til cellemembranen, så glukosen kan komme ind i cellen (se figur 22). Ydermere sørger PkB også for inaktivering af glykogen synthase kinase (GSK), så der i sidste ende kan dannes mere glykogen i cellen. Dette hænger sammen med det øgede antal GLUT4-transportere og dermed øget mængde glukose i cellen, som skal oplagres i form af glykogen.

     

    Leverceller (hepatocytter)
    Ovenstående mekanisme med GLUT4-transportere foregår som sagt i den tværstribede muskulatur og i fedtcellerne, men i levercellerne foregår processen lidt anderledes. Levercellerne har nemlig ikke GLUT4-transportere, som er afhængige af insulin, men i stedet GLUT2-transportere.

    Når insulin stiger, tvinges leveren til at optage glukose fra blodet og enten omdanne det til glykogen ved glykogenese eller nedbryde det til pyruvat. Dette stof er en nødvendig byggesten for at kunne opbevare glukose som fedt. Et højt blodsukker vil øge dannelsen af fedt, triglycerider, i leveren. Leveren har herefter to muligheder med det nydannede fedt; den kan enten opbevare triglyceriderne i leveren eller – hvis der er rigtig meget fedt – sende dem gennem blodet til hhv. fedt- og muskelvæv. I fedt- og muskelvæv kan fedtet nedbrydes ved oxidation, så energien kan bruges, hvis der er brug for det. Insulin virker dog også ved at sænke oxidationen af fedt, som normalt frigiver ATP til forbrænding. På den måde tvinger insulin leveren såvel som andre væv til at forbrænde kulhydraterne og nedbringe blodsukkeret.

    I har nu lært, hvordan vores fødeindtagelse reguleres ved leptin, som frigives fra fedtcellerne og påvirker hypothalamus. Når leptin er højt, vil det sympatiske nervesystem aktiveres, og fødeindtagelsen hæmmes, mens et lavt leptinniveau vil aktivere det parasympatiske nervesystem og stimulere fødeindtagelsen. I har også lært, at blodsukkeret hos raske individer altid er nogenlunde stabilt, og at dette skyldes en balanceret glukagon- og insulinfrigivelse fra bugspytkirtlen. I ved nu, at oral indtagelse af glukose frem for intravenøs glukose vil få plasmainsulinen til at stige meget mere, fordi inkretinerne GIP, GLP-1 og CCK frigives, når sukkeret indtages gennem munden. Det er vigtigt at huske, når I senere skal læse om lægemiddelindustrien og dens produktion af medicin. Her udnyttes de biologiske processer til at lave den mest optimale medicin. Der findes i alt 12 forskellige GLUT, og I har lært både om GLUT2, som bl.a. findes i bugspytkirtlen og leveren, og om GLUT4, som findes i tværstribet muskulatur (skeletmuskulatur og hjertemuskulatur) samt fedtvæv. Den væsentligste forskel mellem GLUT2 og GLUT4 er, at sidstnævnte er insulinafhængig. Det betyder i praksis, at tværstribet muskulatur og fedtvæv kun kan fungere, når bugspytkirtlens beta-celler producerer og frigiver insulin. Til sidst har I kort fået en forståelse for, hvilke processer der går i gang i lever-, muskel og fedtceller, når plasmainsulinen er høj efter glukoseindtagelse. I ved nu, at kroppen vil udnytte kulhydraterne til at omdanne glukose til glykogen, til at danne triglycerider og til at øge proteinsyntesen, så alle energilagre er fyldte, hvis kroppen senere skulle mangle energi.

  • Typer af Diabetes

    Sukkersyge, også kendt som Diabetes Mellitus (DM), er en sygdom man får, når blodsukkeret af den ene eller anden grund ikke længere kan reguleres optimalt af kroppen selv. Som I har
    læst i artiklerne, er blodsukkerreguleringen komplekst styret af hormoner og celler, der regulerer glukoseniveauet i blodet, når man fx spiser, faster, skal være fysisk aktiv eller er stresset. Der er derfor mange steder, det kan gå galt i blodsukkerreguleringen; fx hvis insulinen virker dårligere på kroppens celler eller hvis produktionen af insulin er nedsat. Diabetes er en samlet betegnelse for en række sygdomme med samme fysiologiske tilstand, og diabetes inddeles i typer afhængigt af hvilken årsag, som er skyld i sygdommen.
    Diabetes stammer fra det græske ord for en sifon – en væskebeholder. Mellitus stammer fra det latinske udtryk for ”honning”. Sygdommen er navngivet efter de store mængder sødtsmagende urin, man danner. Ja, man smagte på det dengang.

    Læger kan diagnosticere diabetes hos en person ud fra en kombination af symptomer og et afslørende blodsukkerniveau. Bagefter kan lægen begynde jagten på grunden til, at patientens blodsukker er dårligt reguleret. Dårligt reguleret blodsukker medfører nogle meget typiske symptomer:

    Træthed, fordi diabetes medfører, at glukosen i blodet ikke kan transporteres ind i de arbejdende celler. Når cellerne mangler energi (i form af glukose), er de ikke i stand til at udføre samme mængde arbejde.

    Polyuri, som betyder at man producerer store mængder urin. Når blodsukkeret bliver højt nok, kan det ikke undgå at blive filtreret fra i nyrerne og ender dermed i urinen. Glukosen har her en osmotisk effekt, og trækker vand med ud. Det betyder, at der i sidste ende kommer store mængder glukoseholdigt urin ud.

    Tørst, da forøgelse i blodsukker også medfører forhøjet osmolaritet i blodet. Osmolaritet er et kemisk begreb for antal mol osmotisk aktive partikler per liter opløsning. Fx sukkermolekyler per liter vandig opløsning. I menneskets tørstcenter i hjernens hypothalamus registrerer tørstceller blodets osmotiske tryk. Når blodets osmolaritet stiger, tolker disse tørstceller det som væskemangel, og får hjernen til at tro, at man er tørstig. Samtidig har man naturligvis også temmelig store væsketab via den ekstra mængde urin, man danner, når man har diabetes.

    Vægttab, på grund af kroppens dårligere evne til at transportere glukose fra blodet og ind i cellerne, er diabetikere i mindre grad i stand til at lagre sukker fra kosten i leveren og musklerne. En diabetiker får simpelthen mindre ud af sine måltider.

    Symptomerne foroven kan indikere, at patienten har diabetes. Men diabetes er en diagnose, man i dag stiller ud fra koncentrationen af hæmoglobin A1c (HbA1c) i patientens blod eller enkeltmålinger af meget højt blodsukker. HbA1c er en type af hæmoglobin i kroppens erytrocytter (røde blodlegemer), som glukose binder til. Koncentrationen af HbA1c er derfor et mål for patientens blodglukosekoncentration over de sidste 120 dage, som er en erytrocyts gennemsnitlige levetid. Intervallet for denne koncentration for raske mennesker er 31-41 mmol/mol (type HbA1c-hæmoglobin per mol af normalt hæmoglobin). Mængden af HbA1c vil være forhøjet hos patienter med diabetes, og i 2011 anbefalede WHO, at diagnosen for diabetes blev sat ved >48 mmol/mol. Yderligere er HbA1c niveauer mellem 41 og 48 mmol/mol lig med en ”prædiabetisk” tilstand. Disse patienter har høj risiko for at udvikle diabetes senere i livet. Blodprøveanalyse af HbA1c kan dog ikke bruges, hvis patienten også har en sygdom, der påvirker hvor lang tid erytrocytterne lever. Denne levetidsforskel findes fx hos patienter med visse blodsygdomme.

    Hæmoglobin er et protein i kroppens røde blodlegemer. Hæmoglobin er nødvendigt, for at blodcellerne kan binde ilt, og derpå transportere det fra lungerne og ud til kroppens andre celler. Hæmoglobin indeholder jern, som også er grunden til at blod er rødt.

    TEST SUKKERKONCENTRATION I BLODET
    Blodglukosekoncentration efter faste >/= 7 mmol / L
    eller blodglukosekoncentration 2 timer efter indtag af 75 g glukose >/= 11,1 mmol / L
    eller tilfældig blodprøve, hvis patienten har symptomer >/= 11,1 mmol / L

    I disse tvivlstilfælde kan lægen bruge en anden metode til at vurdere, hvorvidt patienten har problemer med blodsukkerreguleringen. Denne metode indebærer, at blodets glukoseniveauer bliver målt, både efter faste og 2 timer efter indtagelse af 75 gram glukose. Denne undersøgelse kaldes Oral Glukose Tolerance Test (OGTT), og kan stadig bruges diagnostisk for diabetes. Undersøgelsen med måling af HbA1c har den fordel, at patienterne ikke behøver at faste inden undersøgelsen, og lægen blot skal bruge en blodprøve. Herunder vises, hvad niveauerne af blodglukose skal være, for at diabetes bliver diagnosticeret. Diabetes diagnosen kræver at patienten har mere end én måling af blodglukose eller Hba1c i diabetisk niveau.

    Efter diabetes er blevet diagnosticeret, er man nødt til at finde sygdommens årsag, da behandlingerne er afhængige af diabetestypen. Et dysreguleret (dårligt reguleret) blodsukker, kan som sagt skyldes mange ting.

    Den langt hyppigste årsag til diabetes, er patienternes livsstil. Diabetes Mellitus Type 2, som er den ”erhvervede” form, står stadig for 80% af al diabetes i Danmark. Forskning har vist at, faktorer som overvægt, for fed ”energi-rig” kost og manglende motion forøger risikoen for at udvikle bestemte former for diabetes. I disse tilfælde mener man, at kroppens celler udvikler grader af insulinresistens, hvilket beskrives senere i denne artikel. Diabetikerens genetik kan også spille en rolle for dysregulering af blodsukkeret, se senere. De sidste par år er forskere også begyndt at kigge på tarmenes mikrobiom og på hvordan gode og skadelige bakterier i tarmen hver især påvirker diabetespatienterne. Det har vist sig, at mikrobiomet kan spille en temmelig stor betydning for udviklingen af sygdommen, men præsenterer også muligheder i behandlingen af nogle typer diabetes.

     

    Mikrobiomet er en betegnelse for alle de levende organismer, som bor på og inden i os mennesker, som ikke er vores egne celler. Det dækker blandt andet over hudbakterier, men vigtigere for diabetespatienter også organismer i tarmen. Læs mere her!


    Diabetisk ketoacidose
    Insulinkrævende diabetes kan være akut livsfarligt, fordi dårligt reguleret blodsukker bl.a. kan medføre en livstruende tilstand med diabetisk ketoacidoseCellerne skal bruge glukose i deres energikrævende processer. Hvis cellerne ikke kan få adgang til glukose, begynder cellerne at forbrænde andre energikilder, især fedt fra kroppens depoter. Under normale forhold bliver frigørelsen af fedtsyrer hæmmet af insulin ude i fedtcellerne (adipocytterne). Derfor stiger mængden af fede syrer i blodet ved insulinmangel. Ved høje koncentrationer af frie fede syrer i blodet, går leveren i gang med at lave ketonstoffer (acetoacetat og D-3-hydroxybutyrat). De bliver lavet fra fedtstoffer og aminosyrer og anvendes især af muskelceller og hjerneceller. Der er energi nok i ketonstofferne, men hvis koncentrationen af ketonstoffer i blodet er for høj i for lang tid, så begynder blodets pH at falde uden for hvad der er normalt. En tilstand der kaldes acidose. Dette er en meget farlig tilstand, da alle kroppens funktioner er indstillet til at fungere optimalt ved pH i intervallet 7,35-7,45. Patienter med ketoacidose får kvalme, kaster op, vil være uklare i hovedet og har en risiko for at gå i koma på grund af den lave pH. Man kan faktisk mærke den acetone-agtige lugt af neglelakfjerner i udåndingsluften hos patienter med ketoacidose.

    Hjerte-kar-sygdomme
    På længere sigt giver diabetes, ud over de symptomer, der allerede er nævnt, forøget risiko for en tidlig død, blandt andet pga. hjerte-kar-sygdomme. Typisk vil disse patienter også have forhøjede niveauer af fedt i blodet. Hvis man samtidig har forhøjet blodtryk, har man kraftig forøget risiko for at få åreforkalkning.  Det er fordi, man over tid får fedtfyldte immunceller, der lægger sig som belægninger, såkaldte ”plaques” inde i blodkarrene (se figur 23). De immunceller, der bl.a. står for at fjerne fedt og kolesterol fra blodet, hedder makrofager og fungerer som immunsystemets skraldemænd.Efter optagelsen af fedt kalder man disse makrofager for skumcellerMakrofager er som udgangspunkt immunceller med mange smarte funktioner, der er med til at bekæmpe infektioner og hele sår. De er nødvendige for at lukke små rifter, som opstår i blodkarrenes vægge, når man har forhøjet blodtryk. Men hvis det er store, fedtfyldte skumceller, der sætter sig i karvæggen, så risikerer man dannelsen af plaques. Så bliver helingen præget af lag med fedt og skumceller. Over tid forkalker disse plaques og blodkarrets diameter indsnævres og påvirker blodcirkulationen flow.

    Figur 23. Dannelse af plaques i blodkar, medfører nedsat blodtilførsel, og dermed skade i kroppens væv.

    De fleste langsigtede skader opstår også på grund af det kronisk forhøjede blodsukkers skadelige effekt på de mindste kar i kroppen. Denne nedbrydning kalder man for mikroangiopati. Skader på de små kar, medfører at de celler, som karrene forsyner, ikke får den nødvendige næring og derfor lider en stille død. Især de små kar i øjnene er følsomme, så diabetespatientens øjne får ikke den nødvendige næring. Det kan ende med blindhed. Nyrernes små kar, som er nødvendig for nyrens filtrationsevne, bliver også ødelagt og diabetespatienterne kan få tiltagende nyresvigt. Nerveceller særligt i hænder og fødder får ikke nok blod til at kunne vedligeholdes, og diabetes-patienterne mister noget af følesansen. Denne tilstand kalder man diabetisk neuropati. Patienter med diabetisk neuropati får nemt sår under fødderne, fordi de ikke mærker fx sten i skoen eller andre små sår. Grunden til, at nerverne virker dårligt, er et dårligt blodomløb i fødderne. På grund af den dårlige blodforsyning heler deres sår også dårligt, idet de nødvendige celler fra immunsystemet transporteres rundt med blodet. Derfor bliver sårene ofte kroniske og kan give problemer med infektioner. Det kan være nødvendigt at amputere foden eller tæerne, fordi kroppen ikke selv kan hele såret.

    De vigtigste typer af diabetes i Danmark, vil vi gennemgå i de næste afsnit.

    Diabetes Mellitus type 1. Ca. 10% af diabetestilfældene i Danmark skyldes type 1 diabetes. Denne type er også hyppigst set hos unge, der ikke nødvendigvis er overvægtige. Her er årsagen til et dårlig reguleret blodsukker en autoimmun sygdom, hvor kroppens immunceller selektivt går til angreb på kroppens egne beta-celler i de langerhanske øer i bugspytkirtlen. Det medfører en tiltagende destruktion af de insulinproducerende beta-celler og dermed en dysregulering af blodglukosen, fordi der simpelthen ikke er noget insulin til at regulere glukoseoptaget i cellerne.

     

    Antistoffer er vigtige molekyler, som immunsystemet danner, for hurtigt at gå til modangreb mod et ”ikke-selv”, man allerede har mødt. ”Ikke-selv” som genererer antistoffer, kalder man for antigener.

    Kroppens immunsystem tolker i disse autoimmune tilstande simpelthen fejlagtigt nogle ”almindelige” molekyler som værende skadelige, dvs. kategoriserer kroppens egne stoffer som antigener. Immunsystemet yder jo normalt en service, da det kan vurdere om et stof eller en organisme hører til i kroppen; om stoffet er ”selv” eller er ”ikke-selv”, for eksempel en influenzavirus. Under normale omstændigheder vil ”non-self” angribes af bl.a. immunsystemets celler. Når et immuncelle-angreb går i gang, frigives der også immuncelleaktiverende molekyler. Disse virker ved at forstærke immunsystemets respons og kaldes ”cytokiner” (blandt andet Tumor Necrosis Factor alfa og Gamma-Interferon). Læs mere i Biotech Academy undervisningsprojektet om Immunforsvaret
    .

    De nedbrudte dele fra ”non-self” transporteres til en lymfeknude i nærheden. Her kan de fremmede dele blive præsenteret som et antigen, som kroppens immunceller kan lære at genkende, huske og reagere på. Hvis de modne immunceller senere støder på dette antigen igen fx ude i kroppens væv, vil de blive ude i vævet og rekruttere immunceller, der kan hjælpe med at destruere det skadelige fx bakterier i kroppen.

    Ved DMT1 er det ikke åbenlyst, hvad der starter den autoimmune reaktion. Patienterne har næsten altid genvariationer, der disponerer – altså forøger risikoen – for autoimmunitet. Oftest starter kroppen selv den autoimmune reaktion, men autoimmune reaktioner kan også startes af en ukendt miljøfaktor.

    Det kan for eksempel være noget kemi i en fødevare eller en almindelig virus. Så vil immuncellerne reagere på det ”ikke-selv” molekyle, de skal reagerer på. Dette molekyle kan ligne noget fra patientens egne beta-celler i bugspytkirtlen, og patienternes immunsystem begynder fejlagtigt at angribe sine egne beta-celler, som var de ”ikke-selv”. Der er også mange teorier om at virusinfektioner, kan starte den autoimmune reaktion, men det er ikke tydeligt eftervist. Når immunsystemet producerer antistoffer mod kroppens egne celler, kalder man dem autoantistoffer.

    Figur 24. Ved DMT1 nedbryder kroppens immunceller ens egne beta-celler, som kroppen fejlagtigt selv har dannet antistoffer mod.

    Man har, ved at analysere DNA hos patienter med DMT1, vist, at op mod 96% af DMT1-patienterne danner antistoffer mod én eller flere af tre vigtige beta-cellespecifikke molekyler. Patienter med DMT1 danner altså antistoffer mod enzymer i deres egne beta-celler, fx glutaminsyredecarboxylase (GAD) eller tyrosinphosphatase (IA-2), men også mod andre molekyler fx hormonet insulin (IAA).

    Genkoden for mange af disse autoimmune antistoffer, er lokaliseret til alleller på det 6. kromosom, som man kan undersøge ved hjælp af den metode, I også skal prøve i Det Virtuelle Laboratorium. Det har også vist sig, at mange raske danskere har disse genotyper uden at være syge. Man siger derfor at genotypen har lav penetrans, fordi man ikke nødvendigvis bliver syg af at have genotypen. Ud over at DMT1 kan starte ”uforklarligt” (idiopatisk), forsøger man at klarlægge andre faktorer, der kan starte dette autoimmune respons. Det gør man, bl.a., fordi man ser en sæsonvariation (der er flest, der debuterer i vintermånederne med DMT1), og man mistænker som sagt vira, fødevarekomponenter og andre kemiske forbindelser som årsager til det autoimmune respons hos patienter med DMT1.

    DMT2 eller det nu umoderne navn ”gammelmandssukkersyge” står for 80% af diabetestilfældene i Danmark og er derfor den allerhyppigste form. Årsagerne til udviklingen af DMT2 er helt overvejende overvægt med for energitæt mad og forlav fysisk aktivitet. Lidt forsimplet, er der en uoverensstemmelse mellem sammensætningen og mængden af kost, og hvor stort energiforbrug man har. Som resultat af patienternes kost og livsstil, har deres beta-celler dannet ekstra meget insulin igennem lang tid, for at holde trit med det høje glukoseniveau i blodet. Samtidig har patienterne sat deres andre celler, især muskelceller og fedtceller, på overarbejde med at optage den ekstra glukose og lagre den. Det ender med at cellerne i kroppen udvikler insulinresistens. Cellerne får nemlig rigeligt med energi, og derfor nedreguleres transporten af de insulinafhængige glukosetransportere (GLUT4) til deres cellemembran, hvor de skal være for at fungere. Det betyder at absorptionen af glukose via GLUT4-transporteren ind i især lever og fedtcellerne fungerer dårligere, og blodsukkeret forbliver forhøjet.

    Ved insulinresistens falder niveauet af blodglukose altså langsommere end hos raske. Det betyder at beta-cellerne ikke stopper med at danne ekstra insulin, indtil man har tvunget det sidste glukose ind i de celler, som skal lagre glukosen. Dette er mindre problematisk, så længe der bliver dannet nok insulin til at blodsukkeret på et tidspunkt normaliseres. Faktisk har langt de fleste overvægtige en grad af insulinresistens med forhøjede niveauer af insulin i blodet (hyperinsulinæmi), uden at de nødvendigvis har DMT2. Man antager at DMT2 udvikles, når beta-cellerne ikke længere er i stand til at producere insulin nok til at kompensere for insulinresistensen. Det kan skyldes, både at aktiviteten i beta-cellerne falder, eller at der bliver færre af dem. Noget der typisk sker, hvis man ikke gør noget ved sin livsstil.

    Beta-cellernes dårlige funktion hænger også sammen med, at patienter med DMT2 ofte får forstyrrelser i deres glukagonregulering. Glukagonet aktiverer, leverens nedbrydning af glykogen til glukose, som bliver udskilt i blodet, for at få blodsukkeret til at stige. Glukagonet varetager en vigtig funktion, der giver cellerne den nødvendige energi, når man er mellem måltiderne.

    Figur 25. Insulinresistens i kroppens celler hæmmer transporten af GLUT4 til cellemembranen, så glukoseniveauet i blodet forbliver højt.

    Men hos nogle diabetespatienter falder glukagon ikke i forbindelse med måltider, som det skal. Derfor stiger blodsukkeret hos disse patienter selvom, det i forvejen er højt på grund af maden. Dette medfører yderligere dannelse af insulin fra beta-cellerne. Over længere tid vil kroppens celler blive insulinresistente fordi glukose- og insulinniveauet konstant ligger højt. Det kalder man for glukosetoxicitet.

    Endelig vil adipocytterne (fedtcellerne) også reagere på forhøjede niveauer af glukagon. De vil nedbryde fedt til frie fedtsyrer, som bliver udskilt i blodet. Høje niveauer af frie fedtsyrer, vil føre til en ophobning af fedt i celler, der ikke er i stand til at lagre fedt. Det kalder man for lipotoxicitet, og det forhindrer typisk cellerne i deres primære opgaver. Dette bliver fx problematisk, når beta-cellerne ikke længere kan producere insulin på grund af lipotoxiciteten.

    De forhøjede niveauer af glukose og fedtsyrer i blodet har som nævnt, mange dårlige følgevirkninger på kroppens celler. Hvis det varer længe nok, påvirker det også beta-cellerne, som bliver dårligere til at producere insulin. Typisk bliver de mindre eller også går de til grunde, og så bliver kroppen endnu dårligere til at regulere blodsukkeret.

    Forskning viser også at, insulin virker dårligere, hvis kroppen er i en inflammations/betændelsestilstand. Immunsystemet frigiver signalstoffer (cytokiner) i betændelsestilstande, som skal hjælpe med at aktivere andre immunceller. Disse cytokiner vekselvirker også uhensigtsmæssigt med insulinen og insulinens receptorer på cellerne, så insulinen virker dårligere. Grunden til denne inflammationstilstand er stadig uklart. Man mener, at store mænger fedt især i bugen, aktiverer immunsystemet. Fedtcellerne (adipocytterne) kan blive stressede, og ved stress i lang tid går fedtcellerne til grunde. Resterne fra de ødelagte fedtceller aktiverer immunsystemet, så der opstår en betændelsestilstand. Denne betændelsestilstand opstår, når immuncellerne skal fjerne celleresterne. Som beskrevet senere spiller bakterierne i tarmene (mikrobiomet) også en stor rolle for inflammationstilstande, hvad man efterhånden tillægger en større og større betydning hos patienter med DMT2.

    Oprindeligt blev DMT2 kaldt ”Gammelmandsukkersyge”, fordi tilstanden nærmest kun blev set hos ældre overvægtige. Størstedelen af patienterne (70-80%) er stadig i denne gruppe. Men efterhånden ser man også DMT2 med især nedsat og utilstrækkelig insulinsekretion fra beta-cellerne hos normalvægtige, og også hos unge (ca. 20% af DMT2 tilfældene).

    Latent Autoimmune Diabetes in Adults (LADA) og Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY)
    Der findes en ”Diabetes Mellitus Type 1½” LADA, som står for ca. 10% af alle diabetestilfældeDisse patienter har i første omgang symptomer og livsstil, der tyder på en erhvervet form for diabetes (altså DMT2). Men når de bliver undersøgt, kan man måle at immunsystemet danner autoantistoffer mod beta-cellerne. Derfor bevæger patienterne sig mod en tilstand, der også ligner DMT1 med en tiltagende nedbrydning af kroppens egne beta-celler.

    Figur 26.  Insulinfrigivelse i en rask betacelle. Glukosen i blodet bliver optaget gennem GLUT2 (der er en insulin-uafhængig kanal). Glykolysen omdanner glukosen til ATP, der hæmmer nogle specifikke ATP-følsomme kalium-kanaler i cellemembranen. Dermed bliver de spændingsafhængige calciumkanaler aktiveret, da cellen nu ophober positive kalium-ioner. Herved strømmer calcium ind i cellen. Calcium er nødvendige for at transportere granula med insulin ud til celleoverfladen, hvor insulinen bliver frigivet til blodet.

    En anden genetisk form af diabetes er MODY (Maturity-Onset Diabetes of the Young). Det er en arvelig tilstand, som står for ca. 5% af alle diabetestilfælde. Der findes flere forskellige typer af MODY. Patienterne kan have en mutation i transkriptionsfaktorerne (1 i figur 26). Transkriptionsfaktorer er proteiner, der findes i cellens kerne (nucleus). De er nødvendige for, at cellens DNA bliver aflæst korrekt. DNA indeholder blandt andet beta-cellens opskrift på insulin, og en fejl i transkriptionsfaktorerne medfører altså, at cellen ikke kan danne insulin.

    Hos patienter med en specifik type af MODY (MODY2) er det en mutation i glukokinasen, der medfører en manglende insulinfrigivelse (2 i figur 26). Glukokinasen er nødvendig for at omdanne den optagede glukose til glukose-6-phosphat. Hvis der ikke bliver dannet ATP, bliver der i sidste ende ikke frigivet noget insulin, på trods af at beta-cellen stimuleres med glukose fra blodet.

    Der er også de sekundære former for diabetes. Beta-cellerne og deres evne til at udskille insulin, og dermed den hormonelle regulering af blodsukkeret, kan blive påvirket, hvis man bliver opereret i bugspytkirtlen. Enten fordi man opererer dele af bugspytkirtlen ud på grund af cancer, eller fordi bugspytkirtlen bliver skadet. Diabetes kan også opstå, hvis beta-cellerne bliver fjernet eller ødelagt, noget som fx også kan ske ved svære infektioner (pancreatitis). En anden slags diabetes ses hos gravide. Ca. 3-4% udvikler diabetes efter 20. graviditetsuge, men sygdommen forsvinder typisk efter barnets fødsel. Man kalder dette fænomen Gestationel Diabetes Mellitus (GDM). Man mener denne type opstår både, som resultat af den gravide krops hormonelle forandringer, kroppens forøgede energibehov på grund af fosteret og på grund af tiltagende insulinresistens hos den gravide. På trods af at sygdommen forsvinder bagefter, har disse kvinder en forøget risiko for at udvikle diabetes senere i livet.

    Behandlingen af de forskellige diabetesformer beskrives i næste artikel. Da mange patienter har diabetes, og derfor har et stort behov for kontakt til sundhedsvæsenet, er det en meget ressourcekrævende sygdom. Derfor bliver der også lavet meget forskning i, hvordan den kan behandles. Noget af den nyeste diabetesforskning beskæftiger sig med kroppensmikrobiom og dets rolle i  forskellige typer diabetes. 

     

    Mikrobiomet

    Mikrobiomet er betegnelsen for alle de organismer, der lever med et menneske som vært. Man har bakterier og andre organismer mange steder, for eksempel på huden og i mavetarmkanalen. Nogle af disse organismer er skadelige for mennesket, og kan være med til at give sygdom.  Andre af disse organismer kan beskytte dig mod sygdom, og har altså en gavnlig effekt. Mennesket består faktisk af 10 gange flere bakterieceller, end egentlige menneskeceller. Og hvis man lægger alle de forskellige bakteriers genomer sammen, koder de for 150 gange flere gener end en menneskecelle gør. Man har derfor refereret til disse bakterier, som kroppens ”glemte” organ. Man har i lang tid vidst, at mikroorganismer betød noget for sygdomme og infektioner, men i dag ved man, at bakterier også kan gøre noget godt for helbredet. Mikrobiomet påvirkes naturligvis af, hvad vi spiser. Samtidig har mikrobiomet også betydning for aktivering af kroppens immunsystem, ikke kun i mavetarmkanalen, men også i resten af kroppen. I den forbindelse, spiller mikrobiomet også en stor rolle i forbindelse med overvægt og diabetes.

    Probiotika er defineret som ”levende organismer, der har en gunstig effekt på værtens helbred, når det gives i passende mængder.” Man kan altså transplantere ”gode” bakterier, til folk som har en dårligere tarmflora. Men man har også fundet ud af, at de forskellige bakterietyper foretrækker forskellige energikilder, så man kan også selv give probiotika gode vækstbetingelser, hvis man tilpasser sin kost. Dette er beskrevet i undervisningsprojektet Sundhedsfremmende bioaktiv kost her på hjemmesiden.

    De bakterier, der foretrækker lange komplekse kulhydratkæder, har oftest en bedre effekt på kroppen end de bakterier, der foretrækker diæter med meget fedtindhold. Det betyder også at overvægtige personer, sandsynligvis også har en overvægt af ufavorable tarmbakterier på grund af kosten.

    Man har faktisk allerede i laboratorier givet ”sunde” mus en grad af insulinresistens, ved at ændre på deres tarmflora. Man har også lavet forsøg, hvor diabetespatienter kunne behandles med mindre doser medicin, efter en god tarmflora var blevet oprettet.

    Det hænger sammen med, at man efterhånden har fået bevist nogle af de ”gode” effekter, en sund tarmflora har: Tarmvæggen er oftest mindre gennemtrængelig (permeabel) hos folk, der spiser fiberrig kost på grund af, at probiotika ikke skader tarmepitelet, som andre bakterier gør. Gennemtrængelighed i tarmen har betydning for, hvor meget endotoxinder kan kommer ind i kroppen fra tarmkanalen. Endotoxin (som er et lipopolysakkarid) er en bestanddel fra visse bakteriers cellevæg. Dette stof aktiverer immunsystemet og starter en inflammationstilstand i kroppen, når det kommer ind i blodet. Som I ved nu, spiller inflammationstilstande i kroppen en stor betydning, når det gælder effekten af insulin og blodsukkerreguleringen. Endelig producerer nogle ”gode” bakterier også kortkædede fedtsyrer, som kaldes Short Chain Fatty Acids (SCFA). Man har bevist, at DMT2-patienter har færre SCFA-producerende bakterier i tarmen, end raske personer har. SCFA påvirker L-cellerne i tarmepitelet og giver en øget frigivelse af hormonerne GLP-1 og PYY. Begge hormoner mindsker appetitten, og GLP-1 øger også beta-cellernes frigivelse af insulin, når blodsukkeret er forhøjet. Forskningen i, hvordan mikrobiomet ellers spiller en rolle for sundheden, er stadig i fuld gang.

    Kendskab til sygdommen og behandlingen er vigtig, fordi diabetes er en folkesygdom, både i Danmark og i resten af verden. I år 2012 havde 320.000 danskere en diabetesdiagnose. Samtidig var der 200.000 danskere, der ikke var klar over, at de havde diabetes. Ud over denne halve million var det anslået at 750.000 danskere havde en tilstand af prædiabetes med risiko for at udvikle diabetes senere på grund af deres livsstil og/eller genetik. På verdensplan er omtrent 420 millioner diagnosticeret med diabetes. Disse tal ser i øvrigt kun ud til at stige.

    I har nu lært om de symptomer, personer med dysreguleret blodsukker typisk har, inden de får diagnosen diabetes. Symptomer som tørst, træthed, vægttab og polyuri. Samtidig har I læst, at diagnosen for diabetes bliver stillet ud fra patientens niveauer af hæmoglobin A1c i blodet (over 48 mmol/mol) eller ved blodsukkermålinger hos lægen. Årsagerne til et dysreguleret blodsukker er som beskrevet mange, og både patienternes livsstil, genotype og andre faktorer spiller ind. Kroppens inflammationstilstand er også vigtig for, hvor godt insulinen virker på cellerne, og i den forbindelse spiller både mængden af fedtvæv og tarmenes bakteriesammensætning en rolle. Helt essentielt får man diabetes, når glukosen ikke kan transporteres ind i kroppens celler. Årsagen til, at blodsukkeret ikke kan normaliseres, kan både skyldes en autoimmun sygdom, som ødelægger beta-cellerne (type 1), erhvervet insulinresistens (type 2) og de mere sjældne genetiske variationer (MODY og LADA). Et dårligt reguleret blodsukker kan have nogle meget alvorlige følgesygdomme, som hjerte-kar-sygdomme med blindhed og nyreproblemer, kroniske sår og eventuelt diabetisk ketoacidose med koma og død til følge.

  • Behandling af diabetes

    Efter at have læst de tidligere artikler ved I, at man skelner mellem forskellige typer af sygdommen diabetes. I det følgende gennemgås de former for behandling, man har at tilbyde til diabetes mellitus type 1 (DMT1) og diabetes mellitus type 2 (DMT2).

    Overordnet er der to måder man kan behandle diabetes på. Først og fremmest kan man gøre noget, for at forhindre sygdommen i at opstå. Dette kaldes præventiv behandling. Hvis først sygdommen har ramt, er der tre behandlingsmetoder: Medicinsk, kirurgisk og livsstilsændrende. Selvom behandlingsmetoderne er de samme for begge typer diabetes, er indholdet af metoderne meget forskelligt, da sygdomsmekanismen som nævnt i tidligere artikler ikke er den samme for DMT1 og DMT2.

    Der er et stort overlap mellem senkomplikationerne for DMT1 og DMT2, hvorfor disse vil blive behandlet samlet i dette afsnit.

    Komplikationerne til diabetes hænger direkte sammen med diabetikerens kontrol over blodglukoseniveauet. Således vil patienter med god kontrol kunne undgå følgelidelser helt eller i lang tid. Omvendt vil patienter, der håndterer deres diabetes dårligt og ofte har for højt blodglukoseniveau, få komplikationer tidligt. Mekanismen bag er ikke helt klar, men det høje blodglukoseniveau kan dels skade følsomme organer i sig selv, dels på sigt give karskader, herunder arteriosklerose (stive, forkalkede karvægge i arterier), der medfører højere blodtryk. Dette højere blodtryk menes at være synderen i mange af komplikationerne til diabetes.

    Man skelner mellem makroangiopatiske og mikroangiopatiske komplikationer. Da makro og mikro betyder hhv. stor og lille, da angio betyder kar (blodkar) og pati betyder sygdom, skelner man altså mellem komplikationer, der skyldes skade på store kar og små kar (se figur 30).

    Mikroangiopatiske komplikationer

    1. Retinopati (øjenskader)
    2. Nefropati (nyreskader)
    3. Neuropati (nerveskader)

    Makroangiopatiske komplikationer

    1. Hjerneskader
    2. Hjerte-kar-sygdomme
    3.  Fodproblemer

    Figur 30. En oversigt over både de mikro- og makroangiopatiske senkomplikationer til diabetes.

    Mikroangiopatiske komplikationer
    Retinopati er en risiko ved både DMT1 og DMT2. En hyppig lidelse er katarakt (grå stær), der rammer diabetikere omkring 10 år før baggrundsbefolkningen. Skadesmekanismen skyldes det høje blodtryk, som diabetikere ofte har. Det høje blodtryk forhindrer afløbet af væske bag øjets linse. Dette øgede væsketryk bevirker, at de små arterier (såkaldte arterioler), der forsyner øjet og dets nerver, lukkes af, hvorved synsfunktionen opfører. Der kan også opstå små blødninger i øjet på grund af skader på blodkarrene, hvilket medfører sløret og på sigt mistet syn. Man behandler denne komplikation ved enten med laser at brænde hullerne i karrene sammen eller ved at indsprøjte hormoner direkte i øjet, der forhindrer tilstandens progression.

    Nefropati skyldes også karskader. Når nyren ikke får den blodforsyning, den har brug for, begynder den at gå i stykker og bliver på sigt utæt. Dette kan diagnosticeres ved måling af protein i urinen; hvis der er protein i urinen, er der et problem, og hos en diabetiker tyder det på nefropati. Man behandler nefropatien ved at få den underliggende diabetes under kontrol og ved at sænke blodtrykket. Desuden har visse blodtrykssænkende medikamenter (ACE-hæmmere og angiotension-II-antagonister vist sig at være nyrebeskyttende, så de er førstevalg i behandlingen af blodtryk hos diabetikere. Hvis man ikke får nyrepåvirkningen under kontrol, kan nyren sætte helt ud. Hvis dette sker for begge nyrer, vil man dø af nyresvigt, medmindre der nyretransplanteres eller udføres regelmæssig dialyse.

    Neuropati har også det øgede blodtryk som årsag. Når blodkarrene fortykkes og bliver stive, kan nerverne ikke forsynes ordentligt, og de begynder at gå til grunde. Dette giver i første omgang nedsat følesans i den yderste del af lemmerne og kan på sigt give nedsat bevægelighed og organdysfunktion. Den diabetiske fod er et godt eksempel på dette: Mange diabetikere får fodsår, fordi de ikke kan mærke deres fødder ordentligt og derfor kommer til at gå med sten eller lignende i skoen. Fordi de samtidigt har dårlig blodforsyning, kan noget så uskyldigt som den lille sten medføre et sår, der bliver slemt og ender med en amputation.

     

    Makroangiopatiske komplikationer
    Hjerneskader skyldes blodpropper, der skyldes det høje blodtryk. Diabetikere har omkring 2-4 gange så høj risiko for en blodprop i hjernen som baggrundsbefolkningen. Blodpropper i hjernen kan medføre mange forskellige symptomer, afhængigt af hvor i hjernen de rammer.

    Hjerte-kar-sygdomme forekommer i højere grad hos diabetikere end hos resten af befolkningen. Dels har patienterne stor risiko for at få blodpropper i hjertet, hvilket kan medføre hjertestop og død, dels kan det forhøjede blodtryk medføre arteriel insufficiens (arterier, der pga. fx arteriosklerose ikke kan levere blod tilstrækkeligt), hvilket kan give nerveskader, muskelsvækkelse, smerter ved anstrengelser m.m.

    Fodproblemer forekommer som nævnt. Utilstrækkelig blodforsyning gør benene sårbare for skader pga. forsinket og utilstrækkelig sårheling, og amputation af tæer, fødder eller hele ben ses meget oftere hos diabetikere end hos resten af befolkningen.

    Forebyggelse af diabetiske komplikationer
    Det vigtigste redskab for at forhindre komplikationer ved diabetes er, som tidligere anført, at holde sygdommen under kontrol med et stabilt blodglukoseniveau. For at hjælpe patienten med dette, har man indført såkaldte mellemkontroller (hver 3.-6. måned) og årskontroller, hvor patienten følges og hjælpes med at holde sin sygdom under kontrol (se tabel). Afhængigt af den enkelte patients sygdomstilstand samt evt. andre sygdomme, kontrolleres patienten mellem 1-4 gange årligt.

     

    TYPE UNDERSØGELSE MELLEMKONTROL ÅRSKONTROL
    Livsstilssamtale: kost, motion, tobak X X
    Vægt (BMI) og taljemål X X
    Urinundersøgelse/ Nyrefunktion Ved behov X
    Blodtryk X X
    Hb1Ac X X
    Lipidstatus (fedtsyrefordeling) Ved behov X
    Fodundersøgelse X
    Hjerteundersøgelse Ved behov Ved behov
    Øjenundersøgelse v. øjenlæge X

    Det er tidligere beskrevet, at diabetes mellitus type 1 (DMT1) har en blandet ætiologi (årsag(er) til sygdommens udvikling), dvs. at den skyldes både genetisk arv og miljøpåvirkning. Som også beskrevet er selve sygdommen en autoimmun proces, hvor kroppens immunforsvar bliver fejlaktiveret og kommer til at angribe kroppen selv. I behandlingen af DMT1 skelner man mellem symptomatisk og kurativ (helbredende) behandling. Ved den symptomatiske behandling afhjælper man kroppens insulinmangel, som er sygdommens skadesmekanisme. En sådan symptomatisk behandling fortsætter resten af patientens levetid.

    Ved den kurative behandling forsøger man enten at erstatte den insulinproduktion, som er gået tabt, eller man prøver at hæmme kroppens immunforsvar, så det ikke kan gå til angreb på bugspytkirtlen og yderligere forværre tilstanden.

    Præventivt
    Da årsagerne til udvikling af DMT1 ikke er helt forståede endnu, er det svært at opstille en række entydige tiltag, man kan gøre for at undgå sygdommens udvikling. Sund kost og motion menes dog at være gavnlige.

    Medicinsk behandling
    Medicin er grundpillen i behandlingen af DMT1. Da sygdommen netop skyldes ødelæggelser i pancreas’ evne til at danne insulin, er man nødt til udefra at forsyne kroppen med dette hormon.

    Som tidligere beskrevet i artiklen ”Typer af diabetes” om selve sygdommene, diagnosticeres diabetes ud fra blodglukoseniveauet målt enten i fastetilstand eller efter måltidsindtagelse. Netop blodglukoseniveauet er derfor også den primære parameter, man søger at kontrollere. Det er derfor vigtigt at måle og holde niveauet under et vist niveau. Specifikt måler man koncentrationen af HbA1c i blodet. HbA1c er et udtryk for, hvor mange af kroppens røde blodceller, der er blevet påvirket af ens sukkersyge. Da denne påvirkning sker langsomt, og da de røde blodcellers levetid i gennemsnit er 120 dage, kan tallet bruges som et udtryk for blodglukoseniveau over længere tid (hvis man fx har haft for højt blodglukose i to måneder, vil HbA1c afspejle dette. De gængse behandlingsmål for DMT1 ses her:

    BEHANDLINGSMÅL FOR DMT1
    Blodglukose før måltider: 4-7 mmol/L 1-2 timer efter måltiderne: 4-10 mmol/L
    HbA1c under 7,5 % (58 mmol/L)
    0-2 milde episoder med hypoglykæmi om ugen
    Undgå alvorlig hypoglykæmi

     

    Som det også er nævnt i artiklen ”Typer af diabetes” om typer af diabetes, kan HbA1c bruges til at beskrive gennemsnitsblodglukoseniveauet over en længere periode. Derfor vil et lavt tal her tyde på, at tilstanden er velbehandlet.

    Hvordan bruges insulin til medicinsk behandling?

    Den medicinske behandling for DMT1 er fortrinsvis insulin, der gives meden sprøjte (se figur 27) enten i musklerne eller i fedtvævet under huden (oftest i maveregionen). (fun fact: Insulinmængder angives i ”internationale enheder” (IE), hvor 1 IE er defineret ved den mængde insulin, der skal til for at sænke blodglukoseniveauet i en fastende kanin med 2,5 mmol/L. Når en diabetiker indtager 10 g kulhydrat, er der behov for 1 IE insulin).

    Figur 27. En FlexPen bruges af diabetikeren til injektion af insulin. Læs mere FlexPen ved at klikke på billedet. Kilde: Novo Nordisk A/S

    Der findes en enormt lang række af insulinpræparater, men det, der er vigtigst at skelne mellem, er hvor hurtigt effekten af insulinet indtræder, og hvor længe den holder. På baggrund af dette inddeles insulinpræparater typisk i:

    1. Hurtigt virkende insulin
    2. Middelhurtigt (intermediært) virkende insulin
    3. Kombination af hurtigt og intermediært virkende insulin
    4. Langtidsvirkende insulin

    Man vil som diabetiker bruge en kombination af de ovenstående præparater. Typisk vil man bruge et langtidsvirkende præparat som basalinsulin om morgenen; dette holder ens insulinniveau oppe på et naturligt grundniveau i løbet af dagen.

    Figur 28. En insulinpumpe ses her koblet direkte til patientens mave. Læs mere om insulin pumpen (NovoRapid) her. Kilde: Novo Nordisk A/S

    Da man som type-1 diabetiker ikke er i stand til at øge insulinniveauet efter fødeindtag, er det dog vigtigt, at man supplerer med hurtigtvirkende insulin umiddelbart før måltider; dvs. før hvert af de tre store måltider, men også gerne inden mellemmåltider, da insulinindtaget på den måde minder mest om den raske krops reaktion. Vigtigst er dog, at blodglukoseniveauet holdes jævnt over dagen, hvorfor det anbefales, at diabetikere måler deres blodglukose mindst 4-7 gange om dagen.

    Insulinbehovet varierer fra person til person, men en tommelfingerregel er 0,6-0,7 IE/kg kropsvægt, hvor 50-60 % gives som langtidsvirkende, og 40-50 % gives som hurtigt virkende inden måltider.

    En insulinpumpe (se figur 28) er en anden metode til behandling med insulin. I stedet for at skulle stikke sig selv med en insulinpen, får diabetikeren en lille slange koblet til maven. Slangen er forbundet til selve insulinpumpen, der ud over at holde øje med diabetikerens blodglukoseniveau giver en basalinfusion af langtidsvirkende insulin. Den kan programmeres til at levere hurtigtvirkende insulin enten på faste tidspunkter, eller når brugeren selv vælger det.

     

    Livsstil
    Kost: Medicinsk behandling af DMT1 kan stå alene, men behandlingen er langt mere effektiv, hvis den suppleres med en sund livsstil og kost. Ved i kosten af fjerne simple kulhydrater i form af fx slik, chips, sodavand o.l. og erstatte dem med komplekse kulhydrater fra grøntsager, mørkt brød m.m., vil blodsukkerets stigning være langsommere og lettere at kontrollere. Desuden anbefales det, at kulhydrater fra brød, kartofler, ris, pasta, mælkeprodukter og frugter noteres, og at man holder indtagelsen til omkring 40-60 gram for et hovedmåltid og 10-20 gram for et mellemmåltid.

    Motion: Ligesom for så mange andre sygdomme, er motion enormt nyttigt. De generelle anbefalinger gælder også for diabetikere, men for DMT1 gælder det, at for 0,5-1 times motion sænkes insulinbehovet med omkring 2-4 IE. Der er dog en ret stor og meget kompleks individuel variation i effekten.

     

    Kirurgisk
    Ved DMT1 skyldes sygdommen, at et indre organ er holdt op med at fungere, som det skal. Kirurgisk behandling er derfor ikke ligeså oplagt som at sætte nogle skruer i en brækket arm, give den en skinne på og så vente seks uger, til den er helet. Faktisk er der kun to kirurgiske procedurer, man jævnligt forsøger sig med, når det kommer til DMT1 – og den ene er stadig på eksperimentalstadiet.

    Pancreastransplantation: Ved denne transplantation indsætter man en rask og funktionel pancreas i patienten med DMT1. For at være kandidat til at modtage en rask pancreas, er der mange krav, patienten skal leve op til:

    • Ingen sygehistorie med cancer eller HIV
    • Ingen pågående infektioner
    • Ingen lungesygdomme
    • Ingen fedme
    • Ingen hjerte-kar-sygdomme
    • Ingen misbrug af alkohol, tobak, narkotika.

    Selve operationen medfører en række risici, som ses ved alle transplantationer: Infektion, blødning, afstødning af organet, lækage fra organet eller fra sammensyningen efter operationen. For at undgå afstødning, skal patienten tage medicin resten af livet.

    Dog er chancen for en succesfuld operation og et godt forløb stort: 95 % af pancreastransplanterede overlever første år, og der ses kun organafstødning hos 1 % pr. år.

    Efter en succesfuld transplantation kan patienten delvist eller helt undvære sin insulin, da organet overtager insulinproduktionen.

    Beta-celletransplantation: Den insulinudskillende del af pancreas består af små grupper af beta-celler. De kaldes langerhanske øer, og det er dem, der ødelægges af autoimmune processer, når man har DMT1.

    Hvis man har en donorpancreas, kan man i stedet for at indoperere hele organet, operere de aktive betaceller ind. Det er en langt mindre invasiv (mindre voldsom) og risikabel procedure, og effekten er udmærket. Patienten skal dog stadig tage medicin resten af livet for at forhindre, at cellerne afstødes, og sygdommen genopstår eller forværres. En hæmsko ved operationen er, at man endnu ikke laver den mange steder, og at det er svært at få fat på en donorpancreas.

    Som nævnt i introduktionen af afsnittet, er man nu også begyndt at eksperimentere med såkaldt immunmodulerende terapi, hvor man forsøger at hæmme kroppens immunforsvar, så det ikke kan gå til angreb på sig selv. Disse forsøg er stadig i de tidlige stadier, men hvis de viser sig at være en succes, har man altså en potentiel kurativ behandling, der kan forhindre tidlig diabetes i at udvikle sig.

    Diabetes mellitus type 2 (DMT2) er ligesom DMT1 betinget af både arv og miljø. Dog kan sygdommens debut i langt højere grad forhindres end ved DMT1, hvis man kontrollerer det miljø, man som disponeret person udsættes for. Man plejede at kalde DMT2 for gammelmandssukkersyge, fordi sygdommen oftest sås hos ældre mænd, der efter at være gået på pension levede ”det gode liv” og fik lidt for meget fed mad, alkohol og en stor vom. I dag giver denne beskrivelse dog ikke længere mening, da også unge menneskers livsstil ofte er så uhensigtsmæssig, at folk af begge køn helt ned i 30 års alderen får konstateret sygdommen.

     

    Præventivt
    Hvis man i forvejen har anlæg (genetiske forhold) for at udvikle DMT2, er der en række store syndere, man kan undgå. De store risikomomenter er fysisk inaktivitet, for stort fødeindtag, og for meget alkohol. Derfor kan man også for at minimere risikoen for sygdomsdebut ved at sørge for at motionere 0,5-1 time dagligt, spise sundt, undgå rygning, følge Sundhedsstyrelsens anbefalinger for alkoholindtag (højst 14 og 7 genstande for hhv. mænd og kvinder og max 5 af gangen) samt holde sit BMI inden for ens køns normalområde (18,5-24,9).

     

    Livsstil
    Livsstil og livsstilsændringer er et af de vigtigste og mest effektive redskaber, man har til at behandle sin DMT2.

    Vægttab: Mange patienter med DMT2 er overvægtige med en karakteristisk æbleformet kropsstruktur, dvs. med meget abdominalt fedt. Som nævnt i artiklen om kroppen og glukose, ”Funktionen af glukose i kroppen” bidrager dette fedt til og forværrer DMT2. Derfor er vægttab – om end enormt svært for den enkelte patient – noget af det mest effektive, man kan gøre, for at behandle tilstanden. Man tilstræber, at disse patienter har et dagligt kalorieunderskud på omkring 6-800 kalorier, hvilket er realistisk, hvis patienten er målrettet og følges under regelmæssige lægekontroller, så motivationen holdes oppe.

    Fordelene ved vægttabet er markante og ses allerede ved små vægttab fra 2-5 kg. Den gavnlige effekt består bl.a. i, at blodtrykket sænkes, insulinen virker bedre pga. nedsat insulinresistens, patienten får en bedre fordeling af fedtsyrer med mindre af det farlige kolesterol. Hvis diabetikeren stopper sit vægttab før idealvægten er ramt, eller begynder at tage på igen, ophører den gavnlige effekt. Ny forskning har imidlertid vist, at det måske ikke så meget er den egentlige vægtreduktion, som det er den øgede fysiske aktivitet og de bedre kostvaner, der giver den gavnlige effekt.

    Motion: Motion er som nævnt også meget vigtig. Man anbefaler 0,5-1 times motion fire gange om ugen. Motion øger insulinfølsomheden (husk at problemet i DMT2 er, at kroppen ikke længere reagerer tilstrækkeligt på insulin, selvom der er høje koncentrationer af det). Effekten af bare en halv times regelmæssig motion er så stor, at det medfører et fald i HbA1c (der, som I husker, repræsenterer det gennemsnitlige blodglukoseniveau over tid) på 0,6 til 0,7%.

    Diabetikere, som er fysisk aktive, vil desuden få lettere ved at fastholde et vægttab og en øget livskvalitet generelt på grund af den bedre fysiske form.

    Rygning: At ryge påvirker ikke direkte diabetesen, men da rygning kan give syge lunger, der medfører dårligere oxygenoptag og stive kar, der giver dårligt blodkredsløb, er det en kæmpe belastning. Disse faktorer vil gøre det svært at være fysisk aktiv i forbindelse med vægttab eller generel sundhed. Desuden er en af komplikationerne ved DMT1 og -2, at man får dårlige blodkar og blodforsyning, hvilket rygning kun vil forværre.

     

    Medicinsk
    Den medicinske behandling af DMT2 stiler efter at sænke blodglukoseniveauet og holde det stabilt der. Man bruger HbA1c som markør for succesfuld behandling. For nydiagnosticerede diabetikere prøver man med antidiabetisk medicin at holde HbA1c under 48 mmol/l. Efter nogle år med sygdommen, hvor tilstanden ofte forværres, accepterer man et tal omkring 53-58 mmol/l, afhængig af hvilken patient, man har med at gøre.

    Der findes forskellige lægemidler, som kan benyttes til behandling af type 2 diabetes, og alle virker ved på forskellige måder enten ved at stimulere insulinsekretionen eller øge insulinfølsomheden i lever og muskler. Sulfonylurinstof stimulerer insulinsekretionen, Metformin forbedrer insulinfølsomheden særligt i leveren, mens glitazoner øger insulinfølsomheden i muskulaturen. Desuden kan man udnytte inkretinerne.

    Metformin: Metformin er hjørnestenen i den medicinske behandling af DMT2. Enten som det eneste medikament i det tidlige forløb af sygdommen, eller som en del af en kombinationsbehandling, hvis det ikke er tilstrækkeligt alene.

    Metformin virker flere steder og er især vigtigt i:

    1. Leveren, hvor stoffet hæmmer glukoseproduktionen ved glykogenolyse, glukoneogenese og fedtsyreforbrænding.
    2. Tarmsystemet, hvor stoffet hæmmer optagelsen af monosakkarider og øger den anaerobe glukoseforbrænding.
    3. Skeletmuskulaturen, hvor stoffet sænker insulinresistensen og øger den insulinbetingede glukoseoptagelse samt øger glykogenesen og hæmmer fedtsyreforbrænding.

    Metformin virker altså ved at sænke blodglukoseniveauet og ved at undgå hyperglykæmi (for højt blodsukker). Desuden medfører behandlingen ofte et lille vægttab, hvilket som nævnt ovenfor bidrager til den overordnede diabetestilstand. En kæmpe fordel ved metformin er, at stoffet ikke kan medføre hypoglykæmi, hvilket betyder for lavt blodsukker.

    GLP-1: Som I måske husker fra tidligere, vil glukosen, når den indtages oralt, medføre en højere insulinsekretion pga. inkretinerne, der frigives fra tarmen. Især inkretinet GLP-1 bliver ”udnyttet” i medicinalindustrien, fordi GLP-1’s funktion er at stimulere insulinsekretionen og hæmme glukagonfrisætningen. Den medicin, som udnytter inkretinerne sørger for, at øge koncentrationen af GLP-1-hormonet i blodbanen. På den måde vil blodsukkeret falde, fordi leverens glukoseproduktion hæmmes, og fordi musklernes glukoseoptag øges. Hvis koncentrationen af GLP-1 er høj nok, vil det også forsinke, at mavesækken tømmes, hvilket vil føre til en lavere glukosestigning. Ud over den vigtige rolle for insulinfrigivelsen, er GLP-1 også med til at regulere appetitten, hvilket betyder, at mange patienter, som behandles med GLP-1 i høje doser, også vil opleve et vægttab. Effekten på glukagon- og insulinfrisætning kræver dog kun små doser. Udfordringen i forbindelse med GLP-1-behandling har været, at hormonet kun har en halveringstid på 1-2 minutter, fordi det nedbrydes af enzymet DPP-4. Det har betydet at man i lægemiddelindustrien har arbejdet med at ændre på GLP-1, så stoffet blev resistent over for enzymet DPP-4, og derved får forlænget sin halveringstid. Ligeledes har man arbejdet med at hæmme DPP-4 vha. såkaldte DPP-4-hæmmere, så GLP-1 ligeledes cirkulerer i længere tid i blodbanen.

    Sulfunylurinstof: Sulfunylurinstof (SU) er meget udbredte i behandlingen af diabetes. De virker ved at stimulere patientens betaceller til at være mere effektive med øget sekretion af insulin.

    Glitazoner: Glitazoner er en gruppe af langsomtvirkende antidiabetika, der virker ved at sænke insulinresistensen efter 6-8 ugers behandling. Virkningsmekanismen for glitazoner er på nogle punkter stadig ukendt, men en del af årsagsmekanismen må være at øge den insulinstimulerede glukoseoptagelse i musklerne og at hæmme leverens glukosefrigørelse. Stoffet virker især hos diabetikere, der også er overvægtige, fordi det har en fordelagtig effekt på lipidprofilen, dvs., at stoffet sænker mængden af farligt kolesterol.

    DPP-4-hæmmere: Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) er et enzym, der nedbryder inkretinet GLP-1. Som I ved, stimulerer GLP-1 insulinfrigivelsen, så et højt GLP-1-niveau er ønskværdigt for en diabetiker, der har et utilstrækkeligt insulinrespons. Ved at behandle med DPP-4-hæmmere, kan man delvis inaktivere enzymet, hvorfor koncentrationen af inkretinet GLP-1 stiger, og der sker en større insulinfrigivelse. Desuden hæmmer stoffet glukagonsekretionen i leveren, hvilket forhindrer frigivelse af glukose til blodet.

    SGLT-2-hæmmere: SGLT-2 er et transportprotein i nyrerne, som er ansvarligt for at reabsorbere glukose fra urinen til blodet. Ved at hæmme denne transporter, kan man udskille glukosen via urinen (sukkerholdig urin, såkaldt glykosuri) og dermed sænke blodglukoseniveauet. Denne gruppe af antidiabetika er for nyligt blevet påvist at nedsætte den hjerte-kar-sygdomsmæssige risikoprofil i diabetes.

    Insulin: I den komplicerede DMT2, hvor insulinresistensen er total, eller pancreas har mistet sin funktion, overgår man til at behandle som DMT1, da kroppens egenproduktion af insulin er ophørt. Insulinbehandlingen er her nøjagtigt som anført ved DMT1, bortset fra at man samtidig giver metformin.

    FAKTABOKS: MEDIKAMENTER TIL BEHANDLING AF DMT2
    STOF FUNKTION
    GLP-1 (GLP-1-receptor-agonist)
    • Øger insulinsekretion
    • Hæmmer glukagonsekretion
    • Øger antal betaceller
    • Hæmmer appetitten
    • Hæmmer ventrikeltømning
    Metformin
    • Sænker insulinresistens i lever
    • Sænker insulinresistens i muskler
    Sulfunylurinstof
    • Øger insulinsekretion
    • Sænker insulinresistens
    Glitazoner
    • Sænker insulinresistens i lever
    • Sænker insulinresistens i muskler
    • Øger antal betaceller
    DPP-4-hæmmere
    • Øger insulinsekretion
    • Hæmmer glukagonsekretion
    • Øger antal betaceller
    SGLT-2-hæmmere
    • Hæmmer nyrens reabsorption af glukose

    Det medicinske behandlingsregime af DMT2
    Et behandlingsregime er den generelle retningslinje, der vejleder lægen i behandlingen af en given sygdom. For DMT2 starter man med at justere patientens livsstil for at se, om dette er tilstrækkeligt til at justere blodsukkeret. Dernæst tilføjes Metformin. Hvis dette er utilstrækkeligt, tilføjer man et af de ovennævnte medikamenter til behandlingen (GLP-1-analoger, glitazoner, DPP-4-hæmmere eller SGLT-2-hæmmere). Hvis dette stadig ikke er tilstrækkeligt, tilføjer man to eller tre af de ovenstående. Såfremt intet virker, er man nødsaget til at behandle med insulin som ved DMT1 samt med Metformin.

     

    Kirurgisk
    Der findes ikke en egentligt kirurgisk behandling af DMT2, men man har mange gange observeret, at tilstanden er spontant kureret efter fedmeoperationer. Specielt bypassoperation af meget fede personer, hvor man gør deres mavesække mindre og omgår (bypasser) en del af deres fordøjelsessystem, har vist sig at være effektivt (se figur 29).

    Man ved endnu ikke nøjagtigt, hvordan mekanismen fungerer, men man ser, at patienternes insulinniveau og respons på insulin bedres i løbet af få dage efter operation, altså langt før vægttabet, som jo er det egentlige mål med operationen, begynder at finde sted.

    Figur 29. Her ses tarmens struktur efter en gastrisk bypass operation. Bemærk at der stadig findes en lille rest af mavesækken, ”mavelommen”, hvor patienten kan have en lille smule føde ad gangen.

    Ud over vægttabet menes det, at et nedsat fødeindtag kan bidrage til ændringen i sygdomsstatus, samt at føden fordøjes og optages mindre, da hele duodenum (tolvfingertarmen) og dele af jejunum (tyndtarmen) springes over. Desuden menes den gruppe af hormoner, der kaldes inkretiner også at have en stor effekt. Efter en gastric bypass operation, stiger niveauet af inkretiner, som frigives efter fødeindtag, med op til fem gange. Inkretinerne stimulerer desuden insulinfrigivelsen, og derfor ophører roden til diabetes type 2.

    Grundet operationens pris, belastning og omfang tilbydes den dog ikke til type 2 diabetikere, medmindre de også er svært overvægtige.

    Efter at have læst denne artikel, har I lært om de overordnede træk i behandlingen af DM-I og DM-II. I ved både, at behandlingen er forskellig for sygdommene hver især, samt at man ved den enkelte sygdom har forskellige metoder at behandle på.

    I ved, at DMT1 gør patienten af insulin, hvorfor dette er en absolut nødvendig del af behandlingen. Det fremgår også, at man udover medicinen eksperimenterer med kurativ behandling som pancreastransplantation og medicinsk behandling af patientens immunsystem, så det ikke angriber sig selv.

    I har lært, at DMT2 forårsages af tiltagende funktionstab af pancreas, og at man som patient med DMT2 ikke nødvendigvis er afhængig af insulin. I stedet kan man hjælpes med en kombination af andre stoffer samt en bedring af livsstil med motion og kost.

    Til sidst har I lært om de senkomplikationer til diabetes, som diabetikeren risikerer, hvis han eller hun ikke passer sin sygdom ordentligt. I har også lært, hvilket kontrolprogram, man som diabetiker gennemgår for at undgå, at sygdommen når at udvikle sig så langt.

  • Samfund og forskning

    Udgifter i forbindelse med diabetes

    Diabetes er umiddelbart en folkesygdom, der er kommet for at blive. Den har optimale vilkår i vores moderne samfund, hvor overflod af energirig kost og masser af stillesiddende arbejde beskriver mange menneskers hverdag. Et studie fra 2015 estimerer, at antallet af diabetikere i Danmark vil stige fra nuværende 380.000 diagnosticerede, til op mod 650.000 i 2025. Dertil er ikke medregnet, at mange personer har forstadier eller en udiagnosticeret diabetes. Så det er en folkesygdom, der ikke ser ud til at bliver udryddet med det samme, hverken i Danmark eller resten af verden.

    De økonomiske omkostninger for samfundet er også enorme: Samme studie vurderer, at diabetes koster Danmark omtrent 32 milliarder kroner årligt. De to største årsager dette beløb er: 1) Udgifterne i sundhedsvæsenet til behandlingen af diabetes, og især til behandling af de alvorlige følgesygdomme samt 2) den nedsatte produktivitet på arbejdsmarkedet, som diabetes direkte og indirekte medfører.

    Naturligvis er det dyrt for sundhedssektoren, at behandle de mange patienter med diabetes. Den daglige diabetesbehandling er omkostningsfuld for samfundet, men den største og voksende udgift for samfundet er til behandlingen af følgesygdomme til diabetes, som for eksempel nyreskader og diabetiske fodsår. Faktisk får en mindre procentdel af diabetikerne følgesygdomme, men da antallet af diabetikere stiger, følger udgifterne med. I dag lider 25 % af alle diabetikere af varierende grader af en af de behandlingskrævende følgesygdomme, der følger med dårligt reguleret diabetes. Omkostningerne for behandlingen af disse følgesygdomme står for 60 % af de 32 milliarder. En opgørelse fra 2008 viser også at diabetikere i gennemsnit havde mellem 50 % og 100 % flere lægebesøg årligt end baggrundsbefolkningen De havde generelt meget mere kontakt med sundhedsvæsenet, som for eksempel øjentjek og diætistbesøg.

    Produktionstabet, som diabetes er skyld i, blev opgjort til over 10 milliarder årligt i studiet. En stor del af denne udgift skyldes, at diabetikere har mange sygedage og forlader arbejdsmarkedet tidligt. Dette medfører alt i alt en nedsat produktivitet.

    Der er så at sige masser af incitament til at optimere behandlingen af diabetes. Indtil man opfinder en helbredende kur for diabetes, forsøger forskerne at optimere behandlingerne, så flere diabetikere undgår de alvorlige følgesygdomme. Det optimale er, at få diabetikernes blodsukker- og insulinregulering til funktionelt at ligne reguleringen hos raske mennesker. Altså at undgå perioderne med for højt eller lavt blodsukker hos diabetikerne. Man ved, at komplicerede behandlinger kan være svære at følge for patienterne. Så jo simplere behandlinger, jo bedre. Hvis det er nemt samtidig med at det er effektivt, falder risikoen for at patienterne udvikler de behandlingskrævende følgesygdomme.

    Forskning i diabetes

    Som beskrevet i ”Behandling af diabetes”, kan diabetikere med den nuværende teknologi lynhurtigt aflæse deres blodsukker efter et måltid og selv justere indsprøjtning med insulin fra en insulinpumpe. Der arbejdes på tværs af landegrænser på at udvikle en fuldautomatisk ”kunstig” bugspytkirtel. Ved at kæde insulinpumpen sammen med blodsukkermåleren, bliver den nødvendige mængde insulin givet uden diabetikeren selv skal aflæse og justere. Denne løsning er primært tiltænkt DMT1 patienter, der ikke har insulinresistens. Et af disse forskningsprojekter hedder Nightscout, og du kan finde et link til projektet i referencelisten.

    En anden behandlingsform, der forskes meget i er Beta-celletransplantation. Som tidligere beskrevet, bliver raske beta-celler transplanteret ind i diabetikere, hvor de danner insulin afhængig af blodsukkerniveauet. Ud over at der skal bruges adskillige donorer for behandlingen af én diabetiker, er der også andre udfordringer. Modtageren skal inden transplantationen have immundæmpende medicin for at hæmme sit immunsystem, der ellers reagerer og angriber de transplanterede celler. Det er ikke altid så hensigtsmæssigt at hæmme mennesker immunsystem, da de så risikerer at blive syge af alt muligt andet. På trods af det har behandlingerne med beta-celletransplantation et stort potentiale. Der sigtes mod, at man i fremtiden kan lave modne beta-celler i laboratorier ud fra stamceller. På den måde er man ikke så afhængig af donorer. Det er tidligere lykkedes at transplantere musebeta-celler, der var lavet i et laboratorium ind i mus, men der er endnu ikke forsket nok inden for denne behandlingsform til sikkert at kunne bruge den på mennesker. Principperne bag denne behandlingsform, kan du læse mere om i ”Stamcelle” undervisningsprojektet. Der kan du også læse om, hvordan man prøver at udvikle en belægning på de transplanterede celler, så immuncellerne ikke reagerer på dem. På den måde slipper man for, at skulle hæmme modtagerens eget immunsystem med medicin. Læs mere her.

    Som beskrevet i de tidligere teoriafsnit, har overvægtige, og i særdeleshed DMT2 diabetikere, en grad af insulinresistens. Insulinresistensen skyldes i disse tilfælde formentlig en kombination af, at cellerne har været rigeligt eksponeret for glukose og insulin igennem lang tid på grund af kosten, og at store mængder fedtvæv øger inflammationsniveauet i kroppen. Man ved, at insulin virker dårligere på kroppens celler, også hvis det bare er en lille forøgelse af kroppens inflammationstilstand.

    I dag er det også bevist, at menneskekroppens mikrobiom (tarmbakteriekultur) påvirker kroppens inflammationsniveau. Hvilke typer bakterier, der er gavnlige og hvordan man stimulerer deres vækst igennem kosten, er et område, der bliver forsket meget i. Mikrobiomet påvirker formentlig også den hormonelle regulering af fordøjelsen gennem frigivelse af hormonlignende molekyler. Denne viden har man blandt andet bevist, da man i raske mus ved laboratorieforsøg har transplanteret bakteriekulturen fra diabetiske mus. De raske mus udviklede derefter insulinresistens, og altså en tilstand, der mindede om et forstadie til diabetes. Mikrobiomets rolle for menneskekroppens sundhed er i det hele taget centrum for meget forskning, også i forbindelse med andre sygdomme, som for eksempel depression. Der er stort potentiale for at yderligere viden om mikrobiomet, kan bruges til at udvikle nye behandlinger – ikke kun for diabetespatienter, men også hos mange andre patienter.

    Generelt er der i forskningen inden for diabetes stor fokus på uopdagede sygdomsmekanismer, som muligvis ligger i tarmsystemet og tarmhormonerne. Tarmen er kroppens største hormonproducerende kirtel og har stor betydning for sukkerstofskiftet. Man prøver at undersøge de ændringer, som sker i kroppen efter en gastrisk bypass operation og leder efter mulige nyopdagede proteiner eller celler, som kan have betydning. Glukagons rolle er atter kommet i fokus, da diabetikere har forhøjet glukagon i faste og efter indtag af næringsstoffer. Også her undersøges tarmens betydning for glukagon-niveauet, da det uhensigtsmæssige høje glukagon-respons hos type 2 diabetikere kun ses, når mavetarmkanalen stimuleres med næringsstoffer i modsætning til sukkerinfusion direkte i blodbanen. Sidst men ikke mindst undersøges bl.a. også galdeblærens indflydelse på sukkerstofskiftet. Galde (væsken), der spiller en rolle i fedtoptaget fra tarmen, er også med til at regulere appetitten og galdestoffer kan muligvis bruges i behandlingen af diabetes.

    I har i denne artikel læst, at diabetes koster det danske samfund over 30 mia. kroner årligt. Udgifter, som især går til behandlingen af de komplikationer, der opstår hos dårligt behandlede diabetikere. Samtidig står den mindre aktivitet på arbejdsmarkedet og diabetikernes relativt større brug af sundhedssektoren også for en stor del af udgifterne i den forbindelse. Der er intet, der tyder på at disse omkostninger falder i den nærmeste fremtid, da diabetesepidemien er i fuldt flor og til stadighed voksende over hele verden. Derfor er det stadig i høj grad interessant for forskerne, at finde nye og billigere behandlingstiltag af diabetes. Dette foregår på mange niveauer. Ved at udnytte den viden og de behandlinger der allerede findes, som fx med blodsukkermåling og insulinpumper, forsøger man at lave en fuldautomatisk ”kunstig pancreas” i Nightscout-projektet.  Der forskes også i laboratorieproduktion af betaceller, samt succesfuldt at kunne transplantere disse ind i mennesker. Ydermere forsøger forskerne at opnå større forståelse af den hormonelle effekt på tarmen ved diabetes, og eventuelle behandlinger af diabetes med hormoner. Endelig er også noget, der tyder på, at menneskekroppens mikrobiom får en ny og større rolle for behandling af mange sygdomme. Dette gælder for nogle typer af diabetes, men formentlig også for andre sygdomme, som fx depression.