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糖尿病の基礎

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発症の機序

糖尿病は尿に糖が出る疾患だと思っている人が多いようですが、正常な人でも一度に大量の糖を摂取した場合には、尿中に糖が出ることはあります。

食餌性尿糖と言うこの現象は、尿中排泄の仕組みを思い出せば理解できると思います。

尿糖はグルコース(ブドウ糖)で、分子量は180と小さいので、糸球体濾過によって大部分は尿中へ移動します。

しかし、糖は体に有益な物質ですので、尿細管再吸収によって回収されます。

尿細管再吸収が無限に処理できるのあれば尿中に糖は残りませんが、再吸収できる量にも限界があり、それ以上に尿中に出てしまった量は回収しきれないわけです。

糖尿病では血糖値が高い状態が続きますので、必然的に尿中への排泄量が増え、再吸収しきれない分が尿糖として排泄されます。

尿糖の排泄という現象は同じですが、糖尿病の根底には高血糖という状態があり、それを引き起こすのは血糖を下げるホルモンであるインスリンの分泌不足あるいは作用の減弱です。

インスリンは膵臓から分泌されて糖のコントロールを担うホルモンなので、糖尿病は腎臓の疾患ではなく膵臓の疾患です。

体内には、血糖を上げる作用を持つホルモンや伝達物質は多く存在するのですが、血糖を下げる作用を持つものはインスリンだけです。

これは、進化の途上において飢餓状態が常であったことによると考えられています。

糖尿病を引き起こすインスリンの異常には大きく分けて2種あり、Ⅰ型糖尿病・Ⅱ型糖尿病に区分されます。

Ⅰ型糖尿病は、膵臓β細胞の障害によってインスリン分泌が正常に機能しなくなって起こります。

遺伝的な素因によるケースが多く、小児期から発症しますので若年型糖尿病と呼ばれていた時期もありました。

しかし、薬が膵臓に障害を与えるて発症する場合や、成人型潜伏型自己免疫性糖尿病(LADA)は自己免疫がβ細胞を破壊して発症するもので、成人になってから発症するケースもあります。

Ⅱ型糖尿病は、インスリンの分泌量の不足や作用の減弱によって起こります。

Ⅰ型のようにインスリンの分泌過程に不調があるのではなく、糖の過剰摂取や運動不足によってインスリンの必要量が増え、通常の分泌量では足りなくなった状態です。

インスリン作用の減弱はインスリン抵抗性とも言い、組織においてインスリンに対する耐性化が起こった状態です。

Ⅰ型と比べて時間をかけて発症することが多いⅡ型は、若年型に対して成人型糖尿病と呼ばれていました。

今の日本は飽食ですので、Ⅱ型糖尿病が子供に発症するケースも増えつつあります。

症状

病名の由来ともなっている尿糖が出ることは上でも紹介しました。

糖が出る時には水も一緒に出ますので、尿量が増えて多尿や頻尿となりますし、その状態が継続すれば体内水分が減少して口渇を起こします。

糖の利用効率が低下して倦怠感が起こりますし、蛋白質や脂肪を利用してエネルギー不足を補う結果、ケトン体と呼ばれる物質が体内で増加します。

その状態が進行すれば、昏睡やケトアシドーシスを誘発します。

微小循環の障害も起こり、3大合併症と言われる網膜症・腎症・神経障害を引き起こします。

また、動脈硬化も進行しますので、狭心症などの虚血性心疾患や脳梗塞・閉塞性動脈硬化症を誘発するケースも多々あります。

傷の修復が遅くなることも有名です。

糖尿病が怖いのは、血糖値が高くても痛みや痒みがあるわけではないために悪化に気付き難く、全身的に難治性の疾患を引き起こすためです。

血糖コントロール目標と治療法

昔は血糖値を指標にしていましたが、食事によって1日の中でもかなり変動する値ですので、今ではHbA1cという値が指標にされます。

HbA1cとは、赤血球のヘモグロビンが糖と結合している割合を示す値で、1~2カ月間の血液中の糖の量を反映した数値です。

血糖正常化を目指す際の目標は6.0%未満で、合併症予防のための目標は7.0%未満とされています。

治療の基本は、摂取カロリーを減らす食事療法と、消費カロリーを増やす運動療法です。

それを実施しても目標に達しない場合は、薬物療法を加えることになります。

薬物療法では強制的に血糖を下げる薬を使用するケースが多く、低血糖というリスクが付きまといます。

低血糖は回復不能の障害を起こす場合や、死亡に至るケースもある重篤なもので、薬を強くすることはリスクの増加にもつながり、どこまでも強くすることはできません。

低血糖の危険性を考慮して、治療強化が困難な場合の目標は8.0%未満に設定されます。

また、高齢者においては、認知機能やADL(日常生活動作)の低下に応じて目標値を緩和します。

これも、服薬コンプライアンスの低下やインスリン注射の失敗などによる、低血糖の発生を避けるための対応です。

危険回避のための目標値緩和は、病状の軽快とは全く関係していませんので、アドヒアランスが重要です。

インスリン製剤

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膵臓ランゲルハンス島β細胞に障害があるⅠ型糖尿病においては、刺激を加えてインスリン分泌を促進する血糖降下剤は無効ですので、インスリンそのものを補う製剤が不可欠になります。

しかし、インスリン製剤はⅠ型糖尿病に限って使用する薬ではなく、次の状況ではⅡ型糖尿病でも使用します。

糖尿病性昏睡、ケトアシドーシス、重症感染症、血管障害、肝臓疾患、大手術術後、妊娠、他剤でコントロール不能

ケトアシドーシスはケトン体の増加でアシドーシスを起こした状態で、糖尿病の急性合併症として発症する場合もありますが、摂取カロリーが基礎代謝量以下の状況や下痢が続くと、蛋白質や脂肪の代謝が進んで起こります。

妊娠中は多くの血糖降下薬が使用できませんので、インスリン製剤で血糖コントロールをすることが多いです。

種類と投与方法

インスリンはアミノ酸が結合したペプチドですので、内服投与すると消化管で分解されて効果を発揮しません。

一時、点鼻型の吸入薬が登場しましたが、安定性に欠けてあまり使用されずに市場から姿を消しました。

現有品は注射剤のみで、大部分は患者さんが自己注射できるように皮下注射製剤になっています。(次で紹介する区分において、速効型のみが構造的に内因性インスリンと同じなので静注でも使用されることがあります)

インスリン製剤には数多くの商品がありますが、作用発現の早さと効果持続性で5種に区分されます。

  • 超速効型:15分程度で効果が発現し、3~5時間持続します
  • 速効型:30分程度で効果が発現し、5~8時間持続します
  • 中間型:1.5時間程度で効果が発現し、18~24時間持続します
  • 持効型:1~2時間で効果が発現し、24時間以上持続します
  • 混合型:速効型と中間型を組み合わせたものです

このような区分が存在するのは、生理的分泌パターンに近づける投与をするためです。

インスリンの生理的分泌パターンは、基礎分泌(肝臓での過剰なグリコーゲン分解を防ぐ)と追加分泌(食事による高血糖に対応する)から成ります。

つまり、中間型や持効型を1日1~2回投与して基礎分泌の役割を担い、超速効型や速効型を毎食前に投与して追加分泌の役割を担います。

生活習慣に合う型を組み合わせて使用することが一般的です。(持続皮下注入ポンプを使用する方法や、Ⅱ型糖尿病では内服薬と組み合わせる場合もあります)

使用における注意

最も注意を要するのは、血糖値が高くない状況に投与して低血糖発作を起こすことです。

インスリン療法を行う人は血糖の自己測定ができる必要があり、計測した血糖値によって投与するインスリン量(単位)を調節することが大切です。

皮下とは言え注射針を毎回刺すことになりますので、適正な消毒を行わないと感染症を起こす場合があります。

また、同一部位へ注射を繰り返していると皮膚の肥厚が起こり、吸収が悪化してしまいますので、注射部位は毎回変える必要があります。

加えて、インスリンは失活しやすい成分ですので、蛋白質が変性してしまうような高温での保管は不可ですし、一度でも凍結させてしまった場合も使用できません。

血糖降下薬

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インスリン分泌促進薬

膵臓β細胞からのインスリン分泌を促進する作用があり、他の作用機序の薬よりも血糖降下作用が強い薬です。

Ⅰ型糖尿病のように、分泌機能に障害がある場合には効果がありません。

スルホニル尿素系(SU系)

膵臓β細胞のSU受容体に刺激を加えて、インスリンの分泌を促進します。血糖値に関係なく分泌を促進しますので、注意を怠ると低血糖を誘発する可能性があります。 1日1~2回服用する薬で作用時間が長く、急用で食事が摂れなかったとか、常にない過激な運動をしたという事象でさえも低血糖誘発の原因となることがあります。また、高用量を長期に継続していると、刺激が繰り返されることで膵臓が疲弊を起こし、効力が減弱する場合があります。

第一世代薬は昭和中期に登場し、強力な血糖降下作用によりⅡ型糖尿病治療の中心薬となりました。(代表薬はグリベンクラミドです) しばらくして、虚血性心疾患を誘発しやすいとの指摘があり、心血管系のリスクを軽減した第二世代薬(代表薬はグリクラジド)が登場しました。その後、インスリン抵抗性の改善作用も持つグリメピリドが登場し、これが第三世代薬です。第二世代・第三世代と進化していますが、低血糖を起こしやすい性質には変わりがありません。

速効型分泌促進薬(グリニド系)

作用機序はSU系と同じですが、吸収・代謝が早いことが特徴で、食後高血糖に対応する薬です。効果発現が速いので、食直前に服用します。(食前服用では、食事前に作用が発現する場合があって危険です)4~5時間で効果は切れますので、使用方法さえ正しければ、SU系よりも低血糖を起こす危険は少ない薬です。

GLP-1作動薬

GLPとはGlucagon-like peptide(グルカゴン様ペプチド)の略です。グルカゴンは血糖を上げるホルモンの名で、インスリンと逆の作用をするのですが、インスリンの分泌を促進する作用も持っています。グルカゴン様とは、前者ではなく後者の働きに対して付けられたものです。GLPは血糖値が高い場合に腸から分泌されるホルモン(インクレチン)の一種で、二次的にインスリンの分泌を促進する作用があります。この二次的という点が重要で、血糖値が低い状況ではほとんどβ細胞へ刺激を伝えないために、低血糖を起こす危険性は少なくなります。他にも、GLP-1には腸管運動や食欲を抑制する作用があり、肥満を改善する効果もあるとされています。ただ、この薬はペプチド製剤なので、インスリン製剤と同様に内服ではなく皮下注射をする必要があります。自己注射に慣れている人には抵抗が少ないでしょうが、初めての人には少々ハードルが高い薬です。(2020年6月にプロドラック化した内服薬が登場しました)インスリン製剤の代替え薬とはならないとされていますが、インスリン製剤からの切り替えで使用するケースが少なくありません。インスリン依存状態では効果が現れずに高血糖やケトアシドーシスを起こす場合がありますので、依存状態にないことの確認が不可欠です。注意する副作用は、便秘・下痢・吐き気などの胃腸系の症状が起きやすく、時に膵炎を起こすこともあります。

DPP-4阻害薬

DPPはジペプチジルペプチダーゼという名の酵素で、インクレチン(GLP-1・GIP:glucose-depenndent insulinotropic polypeputide)の分解を担っています。この酵素を阻害すると、インクレチンの分解が抑制されて作用が増強されることになり、血糖値が高い場合にインスリン分泌を促進します。GLP-1作動薬と同じく低血糖を起こす危険性は低く、内服薬なので使いやすい薬です。(効果はGLP-1作動薬よりも穏やかです)高齢者ではスルホニル尿素系(SU系)からの切り替えが推奨されており、登場してから数年でⅡ型糖尿病治療の中核薬となりました。週1回服用の製剤も登場して、更に使いやすくなっています。注意すべき副作用は、GLP-1作動薬と同様に消化器症状および急性膵炎ですが、こちらの方が発現頻度が少ないとされています。ただし、DPP-4はT細胞活性化や細胞増殖にも関与している酵素なので、現時点では未確定ですが、自己免疫疾患がある者には注意すべきかもしれません。

インスリン抵抗性改善薬

インスリンの分泌を促進するのではなく、各組織において減弱したインスリンの作用を回復させる薬です。

とは言いましても、インスリン抵抗性の発生機序が完全に解明されてはいませんので、肝での糖新生抑制や末梢組織での糖取り込み促進などの作用により、インスリン分泌によらずに血糖降下作用を示す薬がこの分類に入れられています。

ビグアナイド系

末梢組織においてTCA回路を抑制し、代替えとして解糖系が亢進することで糖の消費が増加します。(解糖系によってATPを産生するには、TCA回路の5倍以上の糖を必要とします)つまり、末梢組織での糖取り込みが促進され、他にも、小腸では糖吸収を抑制し、肝では乳酸からの糖新生を阻害しますので、総合的に血糖値が低下します。しかし、解糖系の亢進で乳酸が増加し、糖新生の抑制で乳酸の消費は減りますので、体内で乳酸が増えて乳酸アシドーシスを誘発する可能性があります。乳酸アシドーシスはかなり重篤な副作用ですし、腎機能が低下すると危険性が増すことから、日本では最近まで積極的に使用されていませんでした。アメリカの健康保険会社が、価格が安くて低血糖を起こす頻度が低いビグアナイド系を糖尿病治療の推奨薬としたことから、日本でも注目されるようになり、使用量が増えつつあります。最も注意する副作用は乳酸アシドーシスですが、それほど頻度が高いものではなく、通常では下痢や吐気などの消化器症状と低血糖に注意します。ヨード系造影剤を使用した場合には乳酸アシドーシスが起きやすくなりますので、48時間は服用しないようにします。

チアゾリジン系

脂肪細胞内の核内受容体を活性化し、悪玉アディポネクチン(脂肪組織から分泌されるサイトカインの一種)を減少させる薬です。悪玉アディポネクチンやTNFα(腫瘍壊死因子)はインスリン抵抗性の元凶物質と考えられており、本当のインスリン抵抗性改善薬と呼べる薬かもしれません。画期的な作用を持つ薬でしたので、発売当初から注目され、使用量が急増しました。尿細管にもこの薬が作用する受容体があり、Naの再吸収を増加させることで、浮腫や心不全を誘発する可能性があることは発売当初から公表されていました。(特に女性に起こりやす副作用です)注意は必要ですが致命的と言う程の欠点ではなく、日本での勢いを加ってアメリカでも発売されました。ところが、アメリカにおいて膀胱癌を誘発する危険性が指摘され、因果関係は確定していませんが、否定もされていない状況です。登場してから20年も経過するのに、この系統の後続薬が登場していないのは、やはり問題があるのではないかと疑われます。日本でもマスコミが取り上げてから一気に使用量が減りましたが、今でも名前を変えた配合薬としてかなり使用されています。他に、閉経後の女性で骨折のリスクが上がるとの報告もあります。

糖吸収阻害薬

我々の体は砂糖などの二糖類をそのまま吸収することができず、α-グルコシダーゼと呼ばれる二糖類分解酵素によって、単糖類に変換してから吸収します。α-グルコシダーゼ阻害薬は、単糖類への変換を抑制しますので、糖の吸収を阻害します。糖の吸収が終わってから服用しても意味がありませんので、食直前に服用しなければなりません。血糖値を無理に下げる薬ではありませんので、低血糖の危険性は低いのですが、多くの場合は他薬の補助として使用されますので、他薬との関連で低血糖が起こる可能性はあります。(非常に稀ですが、単独でも低血糖の報告はあります)本剤の服用中に起こった低血糖では二糖類である砂糖を服用しても回復しませんので、単糖であるブドウ糖を補給する必要があります。重篤な副作用は少ない薬ですが、吸収できずに腸に残った糖によって、下痢や腹部膨満などの消化器系副作用が起こりやすく、肝障害にも注意が必要です。インスリンと関係しませんので、Ⅰ型糖尿病にも使用される薬です。

糖排泄促進薬

糖は本来有益な物質ですから、糸球体濾過で尿中へ移動した大部分が再吸収されます。尿細管における再吸収を担っているトランスポーターがSGLT-2です。SGLT-2阻害薬は、糖の再吸収を抑制することで、尿として排泄する量を増加させます。この薬も低血糖のリスクは少なく、糖の減少で脂肪の消費が増加することから体重減少効果もあります。ただし、尿中に糖が増えることで、尿路感染症や頻尿を起こす場合があります。(腎盂腎炎やフルニエ壊疽の報告もあります)腎機能が低下しているケースでは効果が減弱しますので、高齢者では脱水を含めて注意が必要です。Ⅰ型型糖尿病にも使用されます。

糖尿病合併症治療薬

糖尿病の症状のところでも紹介しましたように、網膜症・腎症・神経障害が3大合併症とされ、発症頻度の高い症状です。

網膜症に関しては、糖尿病に特有の治療薬というものはありません。

糖尿病では、上行性疼痛伝達路が過敏になって痛みを感じやすいために、神経障害の発症頻度は高く、苦しむ人が多い合併症です。

ここで紹介する薬は対症療法薬であり、根本治療薬ではありませんので、継続すれば治せるというものではありません。

エパルレスタット

アルドース還元酵素を阻害してソルビトールの産生を抑制する薬で、神経細胞内のソルビトール蓄積を抑制することで神経障害を緩和します。(糖が過剰だと解糖系だけでは処理が間に合わず、ポリオール系によって処理しようとするためにソルビトールが作られます)血糖値が高いほど酵素阻害が強くなり、服用してから吸収されるまでのタイムラグを考慮して食前に投与します。効果に個人差が大きく、外国では使用されていない薬です。発疹や肝障害を起こす可能性はありますが、それほど頻度は高くありません。尿がアルカリ性になると薬の成分によって赤味を帯びることがあり、患者さんに説明しておかないと、いらぬ心配の種になります。

デュロキセチン・プレガバリン

共に神経障害性疼痛に使用される鎮痛補助薬です。デュロキセチンは下行性疼痛抑制神経の機能を亢進させて痛みを緩和し、プレガバリンはCaチャンネルの抑制で神経興奮を鎮めます。デュロキセチンはSNRIなので、セロトニン・ノルアドレナリンの刺激作用が出ることがあるために、プレガバリンを選択するケースの方が多いようです。ただし、プレガバリンはGABA誘導体なので、眠気・めまい・ふらつきなどに注意が必要です。効果・安全性ともに個人差が大きい薬で、著効を示す例もあれば副作用で継続できない例もあります。

ACE阻害薬・AⅡ阻害薬

腎臓の糸球体内圧を低下させ、糖尿病性腎症の発症や進展を防止します。レニン・アンギオテンシン系の降圧剤であり、糖尿病性腎症の多くは血圧が高くなっていることが多いので、好都合な薬です。

排尿障害・蓄尿障害治療薬

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概要は健康情報「排尿の不調」で紹介していますので、先にそちらを参照してください。

そこで紹介していない部分について補足説明します。

蓄尿・排尿に関わる受容体

蓄尿は、排尿筋の弛緩によって膀胱に尿を蓄えられる状態にして、内尿道括約筋の収縮によって尿が漏れないようにして行われます。

排尿筋の弛緩はβ受容体の刺激で起こり、内尿道括約筋の収縮はα受容体の刺激で起こります。

つまり、蓄尿は交感神経が強く関与している機能です。

一方、排尿は排尿筋の収縮によって起こり、この動きにはムスカリン受容体が関与しています。

副交感神経が優位となる場合は、交感神経は相対的に緊張緩和していますので、蓄尿に関わる動きは弱まっています。

また、尿意を我慢するという行為は随意運動であり、関与するのは自律神経ではなく陰部神経と呼ばれる運動神経で、受容体で言えばニコチン受容体の支配です。

末梢神経系で登場した受容体が全て関与していることになり、これらの受容体に作用する薬は、程度差はありますが、蓄尿や排尿に影響を及ぼすことになります。

α1遮断薬は尿道括約筋の収縮を抑制することで尿を出しやすくする薬です。血管平滑筋に作用しやすい薬は高血圧症に使用されますが、尿路系に選択性が高いタムスロシンやナフトピジルは前立腺肥大による排尿困難に使用されます。α1遮断薬の副作用で尿漏れを起こすケースがあるのは、この作用によります。

β3作動薬は排尿筋を弛緩させて蓄尿機能を強化する薬で、過活動膀胱と呼ばれる頻尿の治療に使用します。β3受容体への選択性が高いとは言うものの、β作動薬ですから心興奮作用には注意が必要です。ミラベグロンは生殖器系への有害作用があって妊娠・授乳中には禁忌ですが、同系薬のビベグロンには特段の注意事項は付記されていません。(ミラベグロンは劇薬指定・ビベグロンは普通薬で、同系でも大きな違いがあります)

クレンブテロールはβ2作動薬で、気管支拡張作用から呼吸器疾患に使用されますが、β3作動薬と同様に蓄尿を強化する作用があるので、腹圧性尿失禁にも使用されます。(小児の夜尿症にも使用される薬ですが、適応外使用です)

コリン作動薬・コリンエステラーゼ阻害薬は副交感神経を刺激する薬で、排尿筋を収縮させて排尿の促進に使用します。手術や分娩後の膀胱低緊張状態による尿閉に使用しますが、コリン作動系の薬は禁忌や注意事項が多いのが難点です。コリンエステラーゼ阻害薬では、過剰な抑制で呼吸困難などを起こすコリン作動性クリーゼにも注意します。

抗コリン薬は排尿筋を弛緩させて排尿を抑制することから、過活動膀胱に使用されます。抗コリン薬も禁忌や注意事項が多いのですが、尿路系に選択性が高いプロピベリンやソリフェナシンなどは、他への影響が少ない薬です。

Caチャンネル阻害薬のフラボキサートは、膀胱平滑筋の収縮力を減弱させて排尿を抑制すると考えられています。β3作動薬や抗コリン薬よりも作用は弱いですが、有害作用はほとんどありません。

三環系抗うつ薬は中枢性の排尿反射抑制作用+抗コリン作用+α1刺激作用を併せ持ち、排尿を抑制します。心因性の頻尿や夜尿症に使用された薬ですが、中枢系の作用が問題となるケースもあり、今ではあまり使われません。

ホスホジエステラーゼ-5(PDE-5)阻害薬のタダラフィルは前立腺および膀胱平滑筋のc-GMPを増加させ、筋弛緩によって排尿を促進する作用を持ちますので、前立腺肥大による排尿障害に使用される薬です。ED(勃起不全)治療にも使用される成分ですが、配合量が違い商品名も別です。(どちらも硝酸薬と併用禁忌です)

抗アンドロゲン薬・黄体ホルモン薬は、どちらも男性ホルモンの作用を阻害することで前立腺の増殖を抑制する作用を持ち、前立腺肥大症(による排尿障害)に使用されます。

植物エキス製剤のエビプロスタットやセルニルトンは植物に由来する薬で、前立腺縮小や膀胱平滑筋増強などの作用があるとされ、前立腺肥大による排尿障害に使用されます。安全性は非常に高いのですが、効果は緩和で速効性はありません。

健康情報の「夜尿症(おねしょ)」も参照してください。

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