Энергия нашего тела определяется в первую очередь глюкозой в крови, а сам уровень сахара контролируется сложными взаимодействиями клеток, тканей, органов и гормонов, которые держат глюкозу на относительно ровном уровне. Этот естественный динамический баланс теряется, когда развивается диабет.
Но даже при современном вмешательстве с участием диеты, лекарственных препаратов и изменения образа жизни, диабет трудно поддается лечению, и трудно восстановить этот естественный баланс гормонов и глюкозы. Регулярные измерения глюкозы в крови помогают пациентам и их врачам планировать, когда они должны принимать инсулин и другие лекарственные средства, и регулировать рацион питания. Эти трудности в лечении заболевания и увеличение новых случаев сахарного диабета II типа побудили к поиску новых подходов мониторинга, терапии и индивидуального подхода к контролю глюкозы.
Диабет является хроническим и сложным заболеванием, который характеризуется высоким уровнем сахара в крови, и возникает в связи с проблемами с инсулином и гормонами, которые регулируют уровень сахара. Обычно организм поддерживает соответствующий уровень сахара в крови, постоянно отслеживая и выделяя инсулин и другие гормоны, чтобы привести его в норму по мере необходимости. Но люди с диабетом теряют этот естественный баланс и с ней способность контролировать его. Сахарный диабет I типа вызван неспособностью вырабатывать инсулин, а сахарный диабет II типа вызван неспособностью организма правильно реагировать на инсулин.
Лечение обоих типов диабета, несомненно, — один из самых замечательных медицинских успехов в прошлом веке, которое превратило смертельное заболевание в хроническое. Тем не менее, диабет по-прежнему является основной проблемой в Соединенных Штатах, влияя на 9,3 % населения США — 29100000 американцев, в том числе сотни тысяч детей и подростков и более четверти людей в возрасте старше 65 лет. Несмотря на успехи в лечении, диабет остается одним из ведущих причин почечной недостаточности, ампутации, слепоты и смерти. Кроме того, Центр США по контролю и профилактике заболеваний подсчитал, что 86 миллионов американцев — более одной трети взрослого населения — находятся в преддиабетическом состоянии и имеют повышенный риск развития сахарного диабета II типа в течение ближайших пяти лет.
Группа исследователей из Гарвардской медицинской школы обнаружили, что незначительные колебания сахара в крови могут обеспечить большим объемом информации, закодированным в небольшом, казалось бы, несущественном подъеме и падении сахара. Как они описывают в журнале Chaos, эта информация может предложить новые способы контроля и лечения диабета, основанные на сохранении и восстановлении общего контроля.
Исследователи рассмотрели ретроспективные данные, полученные от 18 пожилых людей с сахарным диабетом 2 типа и 12 человек их возраста из контрольной группы, которые не имели диабет. Все 30 человек были подключены к непрерывному мониторингу глюкозы – имплантируемое устройство, которое измеряет уровень сахара в крови каждые пять минут круглосуточно.
Наблюдая несколько дней за этими данными, исследователи увидели, что уровень сахара совершает малые колебания постоянно — как у людей с диабетом, так и у здоровых людей. Однако колебания сахара в крови отличались между двумя группами, они были меньше и двигались в более быстром темпе у людей, не имеющих диабета.
Анализ показал, что краткосрочные колебания не представляют некоррелированную случайность, но кодируют сложную информацию. Кроме того, они обнаружили, что информация, закодированная в этих колебаниях, значительно сложнее у людей без диабета.
Одна из застарелых теорий в физиологии человека утверждает, что самые здоровые системы являются те, которые показывают постоянство — представленное под названием «гомеостаз». Но теперь врачи начинают понимать, что это не всегда верно.
Ary L. Goldberger, кардиолог, указывает на сердце. Здоровые молодые люди имеют гораздо более сложную изменчивость в сердцебиении, чем пожилые люди, у которых есть проблемы с сердцем. Здоровое сердце бьется с меньшей регулярностью метронома. Точно так же, все «инструменты» в «оркестре» организма, говорит Goldberger. И вот почему.
«Если бы все в оркестре играли одну и ту же ноту в одно и то же время, вы бы не смогли это слушать», — утверждает он. «Никто не хочет слышать чрезмерную закономерность».
В основе этой сложности здоровой системы может быть тот факт, что он придает более высокий уровень адаптивности, что позволяет нам справляться с неизбежными стрессами. Организм — не машина, и для того чтобы выжить, должны вноситься постоянные изменения.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Costa, Madalena D.; Henriques, Teresa; Munshi, Medha N.; Segal, Alissa R.; Goldberger, Ary L. (2014) Dynamical glucometry: Use of multiscale entropy analysis in diabetes // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science — vol. 24 (3) — p. 033139
