Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Инсулинорезистентность и функциональная активность Р-клеток в патогенезе сахарного диабета типа 2 9
1.2. Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы при сахарном диабете типа 2 19
1.3. Роль и участие гликированных белков в нарушении функции Р-клеток, инсулинорезистентности, ПОЛ и состояния системы антиоксидантной защиты ..36
Глава 2. Материалы и методы исследования 40
Глава 3. Результата собственных исследований 47
3.1. Функциональная активность Р-клеток, инсулинорезистентность, состояние перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты у больных сахарным диабетом типа 2 на фоне диетотерапии 47
3.2 Состояние функциональной активности Р-клеток, инсулиновой резистентности, перекисного окисления липидов и системы ферментов антиоксидантной защиты у больных сахарным диабетом типа 2 на фоне лечения препаратом «Витанам» 52
3.3 Влияние сульфонилмочевинных препаратов (реклида) на функциональную активность р-клеток, инсулинорезистентность, состояние липидного обмена, перекисного окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты 58
3.4. Динамика изменения функции Р-клеток, инсулинорезистентности, перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной системы у больных сахарным диабетом типа 2 под влиянием метформина 67
3.5. Влияние мексикора на функциональную активность р-клеток, инсулинорезистентность, содержание липидов, их перекисное окисление и активность ферментов антиоксидантной системы у больных сахарным диабетом типа 2 74
Глава 4.Обсуждение результатов исследования 82
Выводы 91
Практические рекомендации 92
Список литературы
- Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы при сахарном диабете типа 2
- Роль и участие гликированных белков в нарушении функции Р-клеток, инсулинорезистентности, ПОЛ и состояния системы антиоксидантной защиты
- Состояние функциональной активности Р-клеток, инсулиновой резистентности, перекисного окисления липидов и системы ферментов антиоксидантной защиты у больных сахарным диабетом типа 2 на фоне лечения препаратом «Витанам»
- Динамика изменения функции Р-клеток, инсулинорезистентности, перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной системы у больных сахарным диабетом типа 2 под влиянием метформина
Введение к работе
Сахарный диабет является одной из важнейших проблем здравоохранения. Эпидемиологические и статистические данные показывают, что за последние несколько десятков лет отмечается значительное увеличение как распространенности, так и заболеваемости сахарным диабетом, которая в промышленпо-развитых странах в настоящее время составляет 5-6% и даже 7%, имея тенденцию к дальнейшему увеличению, особенно в возрастных группах старше 50 лет. Каждые 10-15 лет число больных сахарным диабетом удваивается, в основном за счёт прироста больных, страдающих сахарным диабетом 2 типа.
Большая социальная значимость сахарного диабета состоит в том, что он приводит к ранней инвалидизации и летальности, которая обусловлена наличием поздних сосудистых осложнений диабета: микроангиопатии (ретинопатия и нефропатия), макроангиопатии (инфаркт миокарда, инсульт, гангрена нижних конечностей), нейропатии. Сахарный диабет очень частая причина слепоты, смерти от уремии. У этих больных наиболее велик риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Более 40% всех, не обусловленных травмой, ампутаций нижних конечностей проводится в связи с синдромом диабетической стопы и гангреной нижних конечностей. Дистальная полинейропатия и автономная нейропатия снижают качество жизни больных, приводя к нарушению трудоспособности и инвалидизации.
Сахарный диабет - тяжелое бремя для здравоохранения. Расчеты, проведенные Т. Songer, (1992) полагают, что расходы по поддержанию соответствующего качества жизни ребенка, заболевшего сахарным диабетом типа 1 в возрасте 7 лет по достижению им 40 летнего возраста, составляют около 52000 долларов. Особый интерес в этом плане представляют данные R.J.Rubin и соав. (1994), которые указывают, что в 1992 г. все расходы на здравоохранение США составили 720,5 млрд. долларов, из которых на сахарный диабет пришлось 105,2 млрд. или 14,6%. О социальной значимости сахарного диабета для США свидетельствует постоянное увеличение расходов на него. В 1984г. эти расходы составляли 14 млрд., в 1987 - 20,4 млрд., а в 1992г. уже - 105,2 млрд долларов. В 1992г. расходы на 1 больного без диабета составили в год 2604 доллара, на 1 больного диабетом - 9493, а на 1 больного диабетом с тяжелым течением - 11157 долларов.
По данным ВОЗ на конец 20 века в мире насчитывалось более 150 млн больных диабетом. Экспертная оценка распространенности сахарного диабета позволяет считать, что к 2010 г. количество больных сахарным диабетом будет увеличиваться и достигнет более чем 230 млн, из которых 85-90% больных будут составлять больные диабетом типа 2 (A.Amos и соавт.,1997).
По данным P. S. Entmancher et al. (1964), смертность среди больных диабетом увеличилась с 23,1% в 1922-1929гг. до 51,2% в 1956-1962гг., а смертность от поражения коронарных сосудов - с 8,3 до 28,1%за тот же период. В настоящее время смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в общей популяции большинства стран мира составляет 32-50%, тогда как в группах больных сахарным диабетом 2 типа - до 70%. Организация регистра сахарного диабета и мониторирование различных показателей сахарного диабета (распространенность, заболеваемость, смертность и др) в течение 4-х лет в центральном округе г.Москвы, позволи установить, что средние показатели смертности среди больных сахарным диабетом в 1,5-3 раза выше, чем среди лиц без диабета, которая за 4-х летний период наблюдения у мужчин составила 3,3%, у женщин-3,2% (С.В.Кудрякова и Ю.И.Сунцов, 2001). При этом риск смерти при сахарном диабете типа 1 и 2 был выше у женщин, по сравнению с лицами мужского пола.
Проспективное исследование, проведенное в 14 районных диабетических центрах в Эрфуртской области (Германия) с 1970 по 1985г., показало, что смертность среди больных диабетом была в 2,1 раза выше по сравнению с таковой в контрольной группе людей того же пола, возраста и массы тела, но не имеющих диабета (В. Ponzram et al., 1987). Причиной смерти у 69,9% больных диабетом был атеросклероз, преимущественно коронарных артерий, а также в 6,7% - почечная недостаточность.
Сосудистые осложнения сахарного диабета являются основной причиной инвалидизации и ранней летальности как у больных сахарным диабетом типа 1, так - и типа 2.
Несмотря на значительные общие механизмы патогенеза макро- и микроангиопатий, клинические и патоморфологические характеристики этих поражений, различны. Атеросклероз, который значительно чаще встречается при сахарном диабете, развивается как результат взаимодействия нескольких факторов риска, к которым относятся гиперлипидемия и дислипидемия, инсулиновая резистентность и гиперинсулинемия, гипертензия, повышенная агрегация тромбоцитов, повышение свертываемости крови, снижение фибринолиза, нарушение функции эндотелия сосудов - дисфункция эндотелия.
Согласно современным представлениям, основная роль в патогенезе ангиопатий при сахарном диабете принадлежит неферментативному аутоокислению глюкозы, гликированию и окислительному стрессу, обусловленным хронической гипергликемии (G. Andronico и G. Cerasola, 1992; P. Dandona и соавт. 1996). Бесспорным является тот факт, что основная роль в механизмах развития ангиопатий принадлежит гипергликемии. Однако в последние годы накапливаются убедительные данные о роли повышенного уровня свободных жирных
5 кислот в сыворотке крови в развитии ангиопатий и, в первую очередь, микроангиопатий (G. Boden, 1997; McGarry, 2002).
Исследованиями в различных лабораториях подтверждено, что хроническая гипергликемия активирует участие нескольких биохимических процессов, играющих значительную роль в этиологии сосудистых осложнений диабета. К таким биохимическим процессам относятся образование конечных продуктов гликозилирования и их взаимодействие с соответствующими рецепторами (М. Brownlee, 1995), активирование протеинкиназы С (D. Коуа и King G. L.,1998), полиолового пути обмена глюкозы (М. J. Stevens и соавт. .2000). Нарушение этих процессов, в свою очередь, сопровождается изменением стресс опосредованных молекулярных механизмов и специфических сигнальных путей активирования траскриптационного ядерного фактора - каппа В (NF-kB) [P. J. Barnes и М Karin, 1997], нескольких киназ, главными из которых являются JNK/SAPK (NH2 -terminal Jun kinases/ stress activated protein kinase) [J.M. Kyriakis и J. Avruch,1996] и р38-митоген-активированная протеинкиназа (MAP), а также гексозаминов (S. Marshall и соавт.,1991; M. Brownlee, 2001). Следует указать, что все перечисленные механизмы не только участвуют в патогенезе сосудистых осложнений диабета, но и в механизмах инсулинорезистентности и нарушения функции островкового аппарата поджелудочной железы, наблюдаемой у больных сахарным диабетом типа 2.
Образование свободных радикалов и связанное с этим перекисное окисление липидов (ПОЛ) является неотъемлемой частью многих жизненно важных процессов, таких как окислительное фосфорилирование в митохондриях, процессы фагоцитоза, обновление структуры липидных биомембран, митогенез, апоптоз и др. Исследованиями последних лет показано, что при сахарном диабете и особенно при диабете типа 2, недостаточность инсулина и инсулиновая резистентность повышают уровень окислительного стресса, что сопровождается относительным или абсолютным снижением активности системы антиоксидантной защиты, инициируя механизмы, приводящие к структурным и морфологическим изменениям, характерным для сосудистых осложнений диабета.
Изучение инсулинорезистентности, а также состояния у больных сахарным диабетом типа 2 системы ПОЛ-антиоксидантная защита и изменение ее составляющих при различных терапевтических вмешательствах, включая сахароснижающие препараты и лекарства, обладающие антиоксидантным действием, является особенно актуальным.
Цель исследования: Изучить состояние функциональной активности р-клеток, инсулинорезистентности, ПОЛ и динамику содержания ферментов антиоксидантной защиты у больных сахарным диабетом типа 2, а также оценить влияние различных препаратов,
применяемых для лечения сахарного диабета типа 2 и его осложнений, на состояние системы ПОЛ-АОЗ, инсулинорезистентность и функцию р-клеток. Задачи исследования:
изучить функциональную активность р-клеток, степень выраженности инсулинорезистентности, перекисного окисления и активности ферментов антиоксидантнои защиты у больных с впервые выявленным сахарным диабетом типа 2 на фоне применения только диетотерапии;
исследовать влияние отечественного лекарственного препарата «Витанам» на функциональную активность Р-клеток, состояние инсулинорезистентности, ПОЛ и активность ферментов антиоксидантнои защиты у больных сахарным диабетом типа 2;
оценить терапевтический эффект мексикора на функциональную активность Р-клеток, состояние инсулинорезистентности, ПОЛ и активность ферментов антиоксидантнои системы у больных сахарным диабетом типа 2;
изучить влияние метформина на состояние инсулинорезистентности, функциональной активности Р-клеток, ПОЛ, и активности ферментов антиоксидантнои системы у больных сахарным диабетом типа 2;
оценить влияние реклида (гликлазида) на функциональную активность р-клеток, инсулинорезистентность, состояние ПОЛ и активность антиоксидантнои защиты у больных сахарным диабетом типа 2;
Научная новизна исследования.
Впервые изучена антиоксидантная эффективность отечественных лекарственных препаратов «Витанама» и «Мексикора», а также их влияние на функциональную активность Р-клеток, состояние инсулинорезистентности, углеводного и липидного обмена у больных сахарным диабетом типа 2 и установлено, что перечисленные препараты обладают выраженной антиоксидантнои активностью, липидснижающим действием, уменьшают степень выраженности инсулиновой резистентности и улучшают функциональную активность р-клеток островков поджелудочной железы. Новизна и практическая значимость проведенных исследований подтверждается полученным патентом по применению мексикора для лечения сосудистых осложнений, вызванных нарушением углеводного обмена.
Проведенные исследования позволили впервые установить, что терапия больных сахарным диабетом типа 2 метформином сопровождается повышением содержания в сыворотке крови а-токоферола, одного из важнейших антиоксидантных соединений, что
7 положительно сказывается на уменьшениии концентрации продуктов ПОЛ и улучшения показателей ферментов антиоксидантной системы.
Показано также, что у больных сахарным диабетом типа 2 диетотерапия и пероральный сахароснижающий сульфонилмочевинный препарат реклид (гликлазид) значительно улучшают состояние компенсации углеводного обмена, но не в одинаковой степени влияют на показатели функциональной активности Р-клеток, состояние инсулинорезистентности и системы ПОЛ-АОЗ.
Установлено, что применение перечисленных выше препаратов в комплексном лечении сахарного диабета типа 2 имеет в различной степени выраженности влияние на улучшение функциональной активности Р-клеток, снижение содержания липидов в сыворотке крови, их перекисного окисления, функциональной активности ферментов антиоксидантной защиты и состояние инсулинорезистентности, что позволяет в зависимости от особенностей заболевания и степени выраженности биохимических нарушений рекомендовать проведение комплексной и дифференцированной терапии сахарного диабета типа 2.
Практическая значимость работы.
Проведенные исследования показали, что применение используемых в настоящей работе препаратов в комплексной терапии больных сахарным диабетом типа 2, позволяет значительно снизить и даже нормализовать состояние ПОЛ, активность ферментов антиоксидантной защиты, инсулинорезистентность, функциональную активность Р-клеток и липидный обмен у обследованных больных. Возможность улучшения состояния липидного обмена, снижения ПОЛ, улучшение состояния системы антиоксидантной защиты, функциональной активности р-клеток и инсулинорезистентности, несомненно, будет оказывать положительное влияние на течение ангиопатий, замедляя их прогрессирование и позволяя, таким образом, сохранять больным, страдающим сахарным диабетом типа 2, работоспособность, повышая качество их жизни, что отдаляет наступление периода инвалидизации. Все перечисленное дает большой экономический эффект, приводя к значительному сокращению материальных затрат общества на лечение и реабилитацию больных.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Сахарный диабет типа 2 вне зависимости от тяжести течения сопровождается
инсулиновой резистентностью с различной степенью ее выраженности, повышением
ПОЛ и нарушением активности ферментов антиоксидантной системы и функции Р-
клеток.
Применение традиционных сахароснижающих препаратов реклида (гликлазида), и метформина сопровождается улучшением показатели функциональной активности Р-клеток, состояния инсулинорезистентности, ПОЛ и активности ферментов антиоксидантной защиты. Указанное влияние выражено не в одинаковой степени при сравнении результатов, полученных как при применении различных лекарственных препаратов, так и при длительном нахождении больных сахарным диабетом типа 2 на диетотерапии.
Препараты «Витанам» и «Мексикор», не обладающие сахароснижающим действием, улучшая функциональное состояние системы ПОЛ-АОЗ, снижая инсулинорезистентность и изменяя функциональную активность р-клеток, способствуют нормализации углеводного обмена, что диктует необходимость их применения в комплексной терапии сахарного диабета типа 2.
Апробация и внедрение результатов работы.
Результаты проведенных исследований доложены на VIII российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (г. Москва,2001г.), на VI международной конференции «Биоантиоксидант» (г. Москва,2002), на конференции кафедры эндокринологии и диабетологии ФППО ММА им. И.М.Сеченова и используются в клинике и учебном процессе на тематических и сертификационных циклах кафедры по подготовке и усовершенствованию врачей эндокринологов. По материалам работы опубликованы методические рекомендации и пособия для врачей, утвержденные Минздравом РФ. Результаты научно-исследовательской работы применяются при лечении больных в отделениях эндокринологии 67-й городской клинической больницы и институте диабета ЭНЦ РАМН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них 9 - в центральной печати.
Внедрение. Результаты исследования используются в практической и педагогической деятельности Института диабета ГУ ЭНЦ РАМН и кафедры эндокринологии и диабетологии ФППО ММА им. И.М.Сеченова
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа изложена на 101 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов исследования, выводов, практических рекомендаций и списка используемой литературы, который содержит 54 отечественных и 125 зарубежных источников.
Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы при сахарном диабете типа 2
Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы при сахарном диабете типа 2.
Кислород является необходимым элементом для поддержания жизни любого организма и нормального обмена веществ. Однако кислород может быть источником свободных радикалов, избыточное образование которых происходит в условиях окислительного стресса, приводя к повреждению клеток, тканей, органов и систем организма.
Свободными радикалами принято называть молекулы, имеющие на внешней орбите неспаренныи электрон, что придает таким молекулам повышенную реакционную способность. Известно, что молекула остается стабильной только при наличии на внешней орбите четного числа электронов. Свободные радикалы могут возникать в организме в избыточном количестве вследствие радиоактивного и ультрафиолетового облучения, курения, избыточного потребления жиров и углеводов при недостаточном их расходовании, при гиподинамии с ее низким уровнем биологического ферментативного окисления, сопровождающееся снижением восстановления пиридиннуклеотидов, а также под воздействием электромагнитного поля, различных внешних химических веществ, загрязнения воздуха, гипероксии и др. (О. Н. Воскресенский и В.Н.Бобырев., 1992). Избыточное количество свободных радикалов наблюдается при снижении поступления биоантиоксидантов, таких как токоферола, аскорбиновой кислоты, флавоноидов и уменьшении активности антиоксидантных ферментов, что встречается при врожденных энзимопатиях антиоксидантных систем или в нормальных условиях у лиц пожилого возраста. Установлено, что с увеличением возраста активность ферментов антиоксидантной системы снижается. Кроме того, свободные радикалы или супероксиды образуются с участием клеточных оксидазных систем, ксантиноксидазы и НАД/НАДФ оксидазы в организме при обмене веществ, в процессе которого происходит их генерация. Различные ксенобиотики, в том числе алкоголь (С.О.Бурмистров, 1993) в процессе их окисления, в цитохром Р450-опосредованном комплексе, также генерирует повышенное их количество. Избыточное количество свободных радикалов образуется в процессе воспалительных реакций, как следствие участия в этих процессах компонентов комплемента и цитокинов, таких как а-фактор некроза опухолей (а-ФНО), интерлейкина 1р (Ил-1р) и интерлейкина -2 (Ил-2) [С. Б. Чекнев,1999]. Как отмечает С.Б.Чекнев (1999) окислительный стресс или дыхательный взрыв фагоцитов может быть спровоцирован различными хемотаксическими факторами, в частности, компонентами комплемента. Нарушение метаболизма глюкозы, гипергликемия, повышение аутоокисления глюкозы и ее участие в процессах гликирования белков сопровождается повышенным образованием свободных радикалов. Многие свободные радикалы цитотоксичны, так как стремятся получить дополнительный или второй электрон от других молекул, приводя тем самым к их нарушению или повреждению структуры. Установлено, что окислительный стресс и свободные радикалы участвуют в патогенезе ряда заболеваний (атеросклероз, сахарный диабет и др.). Окислительный стресс-это нарушение в организме баланса между прооксидантами и системой антиоксидантной защиты, который в различной степени выраженности сопровождает дефицит инсулина или инсулинорезистентность, являющиеся одним из обязательных компонентов патогенеза сосудистых осложнений диабета.
Окислительный стресс при сахарном диабете может быть следствием различных механизмов: а) повышенного образования реактивных оксидантов, образующихся при окислении как самих углеводов, так и углеводов, комплексирующихся с различными белками, а также в результате аутоокисления жирных кислот в триглицеридах, фосфолипидах и эфирах холестерина; б) снижения активности антиоксидантной системы в организме, которая представлена глютатионом, глютатионпероксидазой, каталазой, супероксиддисмутазой, витаминами К, Е и С и другими антиоксидантами (таурин, каротен, мочевая кислота и убиквинол); в) нарушением ферментов полиолового обмена глюкозы, митохондриального окисления, обмена простагландинов и лейкотриенов и снижением активности глиоксалазы; г) нарушением концентрации или обмена глютатиона и ионов некоторых металлов.
Кроме того, ишемия, гипоксия и псевдогипоксия тканей, наблюдаемая при сахарном диабете являются дополнительными факторами, способствующими повышенному образованию реактивных оксидантов в различных органах и тканях.
S.P.Wolff et al.(1987,1991, 1993) одни из первых показали, что основная роль в развитии сосудистых осложнений диабета принадлежит неферментативному аутоокислительному гликозилированию и окислительному стрессу, вызванного нарушением углеводного обмена. Указанные нарушения приводят к усилению процессов пероксидации липидов и к изменению качественных характеристик липопротеидов с их накоплением в пенистых клетках, являющихся основой атеросклеротического поражения крупных сосудов. Модифицированные липопротеиды также принимают участие в повреждении эндотелиальных клеток, способствуя развитию микроангиопатии. К сожалению, до настоящего времени отсутствуют методы, позволяющие непосредственно определять уровень окислительного стресса в организме. Из этого следует, что состояние окислительного стресса и вызванные им нарушения и различные повреждения белков организма определяются лишь косвенно по содержанию различных гликоокисленных продуктов, к которым относятся белковые карбонилы, липидные пероксиды и различные вещества, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой.
Еще в 1979г. Y.Sato et al. показали, что при сахарном диабете, особенно у больных с сосудистыми осложнениями, определяется повышенный уровень веществ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой ( TBARS). В последующем (J.M.Baynes,1995) было установлено, что избыточное содержание TBARS сочетается и с нарушенной толерантностью к глюкозе, что характерно для субклинической стадии сахарного диабета типа 2. Повышение показателей окислительного стресса (увеличение пероксидации липидов) у этих больных расценивается как результат нарушения липидного обмена, вследствие диеты или наличия недиагносцируемых сосудистых заболеваний. Однако, как установлено дальнейшими многочисленными исследованиями, показатели TBARS недостаточно специфичны и неадекватно отражают уровень пероксидации липидов в организме. В разработанном J.Nourooz-Zadeh et al.(1995) методе содержание малонового диальдегида определялось с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (метод FOX). Уровень пероксидов плазмы у больных диабетом типа 2, определяемых с помощью метода FOX был повышен в 3 раза по сравнению с контролем, тогда как при использовании метода TBARS, это различие было статистически недостоверным. При этом была выявлена лишь тенденция к повышению пероксидации липидов у больных диабетом с сосудистыми осложнениями.
Наряду с этим предложены методы, позволяющие косвенно оценить повышенное количество и активность свободных радикалов. Так, для оценки степени выраженности окислительного стресса предложено несколько методических приемов в том числе определение уровня антител к белкам, структура которых нарушена свободными радикалами с образованием таких эпитопов, как 8-гидрокси-2-деоксигуанозин и 4-гидрокси-2-нонэналовые модифицированные белки (S. Toyokumi, 1999) или определению уровня нитротирозина в плазме, образование которого обусловлено повреждающим действием пероксинитрита J. Myatt и соавт.,2000).
К таким же методам можно отнести метод хемилюминесценции (И.М.Корочкин и соавт.,1984) и определение общей антиоксидантной емкости плазмы, определяемой по способности плазмы связывать свободные радикалы (F. Mercuri и соавт.,2000). В основе указанных методов лежит количественная оценка отношения уровня свободных радикалов к активности ферментов антиоксидантной защиты, что позволяет определить активность как жирорастворимых, так и водорастворимых антиоксидантних систем (Г.И.Клебанов и соавт.,1999).
Роль и участие гликированных белков в нарушении функции Р-клеток, инсулинорезистентности, ПОЛ и состояния системы антиоксидантной защиты
Роль хронической гипергликемии в патогенезе поздних сосудистых осложнений диабета на этом не исчерпывается. Помимо этого хроническая гипергликемия приводит к нарушению полиолового пути обмена глюкозы, неферментативному гликозилированию, изменению уровня диаци л глицерина и повышению активности протеинкиназы С.
Исследования на культурах клеток показали, что при высоких концентрациях глюкозы в окружающей среде, последняя конвертируется с помощью фермента альдозоредуктазы в сорбитол. Последний при участии фермента сорбитолдегидрогеназы метаболизируется во фруктозу с образованием NADH. Скорость конверсии сорбитола во фруктозу значительно ниже, чем скорость образования последнего из глюкозы. Кроме того сорбитол не диффундирует через мембрану клетки, что и является причиной повышения внутриклеточной его концентрации.(D.A.Greene и соавт.,1987). Накопление сорбитола в клетке приводит к осмотическому стрессу.
Гликирование или гликозилирование обусловлено способностью глюкозы образовывать с аминогруппами различных белков, возможно и с ДНК, различные соединения (интермедиаты), участвующие в обмене и являющиеся исходным материалом для образования необратимых в химических реакциях веществ, которые получили название конечных продуктов гликозилирования (КПГ). Период полураспада этих продуктов более длительный, чем белков (от нескольких месяцев до лет). Скорость образования КПГ зависит от уровня и длительности экспозиции глюкозы.
В зависимости от уровня гликемии в крови КПГ образуются сравнительно быстро как внутри-, так и внеклеточно. Так, H.P.Hammes et al.(1991) четко показали, что у диабетических крыс КПГ (концентрация последних определялась с помощью специфической флюоресценции) увеличивались в сосудах сетчатки в 2,6 раза уже через 26 недель от начала экспериментального диабета. Подобное накопление конечных продуктов гликозилирования наблюдается в белках хрусталика (H.Hakayama и соавт.,1993) и в коре почек диабетических животных (T.Matsuhashi и соавт.,1993). Усовершенствование методики по определению количественного накопления КПГ (специфическое связывание КПГ соответствующими специфическими антителами) позволило установить, что в тканях диабетических животных уже через 5-20 недель от начала диабета количество КПГ, связанных с антителами, увеличивается в 10-45 раз по сравнению с недиабетическими животными. Более того, основное количество КПГ в тканях диабетических животных приходится на КПГ, связываемых антителами, а не на количество КПГ, определяемых с помощью специфической флюоресценции. Количество КПГ прямо пропорционально уровню глюкозы в крови и даже умеренное повышение гликемии (7-8 ммоль/л) приводит к достоверному их увеличению.
При диабете иммуннохимические (иммуннореактивные) КПГ накапливаются в узловых и диффузных повреждениях клубочкового аппарата почек, в также в отложениях гиалина, локализованного в артериолах (T.Nishino и соавт.,1995). Исследования с помощью сканнирующей электронной микроскопии показали, что в клубочковом аппарате почек при наличии иммуннохимических КПГ, наблюдается увеличение размера пор матричного сита базальной мембраны, что объясняет повышение клубочковой проницаемости, наблюдаемой у больных сахарным диабетом (H.Makino и соавт.,1995). Аналогичное накопление иммуннореактивных КПГ определяется в аорте и особенно в атеросклеротических бляшках.
Еще в 1989г. P.H.Thormally и T.W.Atkins показали, что эритроциты генетически ожирелых и стрептозотоциновых мышей содержат глиоксалазную активность, необходимую для образования 3-деоксиглюкозона, 3-деоксифруктозы и метилглиоксаля, уровень которых повышен при сахарном диабете. Глиоксалазная система, контролирующая образование КПГ в различных органах и тканях, практически независимо от уровня глюкозы в крови, является одним из важнейших регуляторов биологических процессов в организме, определяющих нормальное функционирование организма и длительность его жизни. Эти же авторы показали, что глиоксилаза-1 необходима для превращения метилглиоксаля сначала в S-D лактоилглютатион, а затем - в D-лактат. M.Takahashi и соавт1.(1993) идентифицировали и клонировали основной 3-деоксиглюкозон редуцирующий фермент (2 оксоальдегидредуктаза), который идентичен альдегидредуктазе и который конвертирует 3-деоксиглюкозон в 3-деоксифруктозу. Таким образом, 2-оксоальдегидредуктаза или альдегидредуктаза является одним из ферментов, участвующих в детоксификации различных интермедиатов КПГ и, в частности, 3- деоксиглюкозона. Различные мутации и другие нарушения гена, ответственного за синтез 2-оксоальдегидредуктазы, будут сочетаться с высоким риском развития сосудистых осложнений диабета.
КПГ, в свою очередь, участвуют в механизмах развития поздних осложнений диабета несколькими путями. Быстрое образование внутриклеточных КПГ способствует нарушению функции внутриклеточных белков. Z.Makita и соавт.(1992) показали, что количество КПГ в гемоглобине эритроцитов может служить объективным маркером конечного гликозилирования в тканях. У практически здоровых лиц, содержание КПГ в эритроцитах составляет 0,42%, тогда как у больных диабетом - 0,75%. КПГ сравнительно быстро накапливаются в эндотелиальных клетках, где они выявляются в комплексе с фактором роста фибробластов, одним из ростовых факторов, принимающих участие в клеточном цикле и функции клеток. Кроме того внутриклеточное увеличение КПГ снижает каталитическую активность альдегидредуктазы ( 2 оксоальдегидредуктазы), что ускоряет последующее дополнительное образование КПГ из реактивных дикарбониловых метаболитов.
Состояние функциональной активности Р-клеток, инсулиновой резистентности, перекисного окисления липидов и системы ферментов антиоксидантной защиты у больных сахарным диабетом типа 2 на фоне лечения препаратом «Витанам»
В последнее годы, как отмечалось выше, проводятся исследования, направленные на создание и разработку лекарственных препаратов, обладающих гиполипидемическим, антиоксидантным и другими эффектами, влияющими на стабилизацию и даже профилактику сосудистых осложнений диабета. Среди препаратов с указанным действием определенное место занимают нуклеотидные препараты, оказывающие многочисленные положительные эффекты на иммунокомпетентные клетки, что проявляется улучшением многих показателей иммунной системы, а также нормализацией показателей метаболизма.
К таким препаратам относится «Витанам», разработанный фирмой «Вектопром» и, который производится из пекарских дрожжей. В состав витанама входят витамины ( РР, В1, В2, В6, биотин, фолиевая кислота), низкомолекулярные белки, свободные аминокислоты, низкомолекулярные пептиды, макро- и микроэлементы, оказывающие определенные влияния на функциональную активность иммунной системы, другие показатели обмена веществ и функцию различных внутренних органов.
Препарат «Витанам» разрешен для клинического применения Фармакологическим комитетом Минздрава РФ (per. номер РН 000/02-2001 от 27.12. 2001; производства ЗАО «Анапо-2000, Москва). Источником получения препарата «Витанам»-являются хлебопекарные дрожжи по ГОСТ 171-81.
Препарат оказывает стимулирующее влияние на функцию нервной системы, желудочно-кишечного тракта и иммунной системы. Препарат не обладает мутагенными, эмбриотоксическими, тератогенными, аллергизирующими свойствами и не влияет на репродуктивную функцию. Показано также, что препарат «Витанам» обладает иммуномодулирующей активностью, не уступающей по эффективности используемым в настоящее время в клинической практике лекарственным препаратам аналогичного действия.
Проведено изучение влияния препарата «Витанам» на состояние углеводного и липидного обмена, функциональную активность Р-клеток, инсулинорезистентность, перекисного окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты у 30 больных сахарным диабетом типа 2 (5 мужчин в возрасте 57-71 г. и 25 женщин в возрасте 56-72г.) с длительностью заболевания от впервые выявленного до 14 лет, в среднем 5,5 года. Наряду с клиническим обследованием у всех больных проводилось определение показателей углеводного (гликемия, глюкозурия, гликозилированный гемоглобин, ПРИ в сыворотке крови) и липидного (холестерин, триглицериды, хоестерин липопротеидов высокой и низкой плотности) обменов, а также состояние перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной защиты. Обследование больных проводилось дважды: до применения препарата «Витанам» и через 2-3 месяца его ежедневного приема в дозе по две таблетки ( 0,5 г) 3 раза в день. Препарат «Витанам» назначался дополнительно к проводимой сахароснижающей терапии, которая включала только диету или пероральные препараты: -манинил, диабетон или глюренорм.
У обследованных больных течение сахарного диабета было скомпенсировано соответствующей терапией (7 больных находились только на диете, остальные - на пероральных сахароснижающих препаратах).
Показатели углеводного обмена у обследованных больных представлены в табл. 8.
Из данных представленных в таблице 8 видно, что гликемия натощак до назначения препарата « Витанам» составила 8,22+1,69 ммоль/л, а после окончания лечения - 7,46+1,65 ммоль/л. Для оценки влияния Витанама на состояние компенсации углеводного обмена у обследованных больных по уровню гликозилированного гемоглобина проводилась определением его содержания двумя методами: концентрация НвА1 и НвАІс. При этом содержание гликозилированного гемоглобина в крови - НвА1 - под влиянием проводимого лечения (определение через 2-3 месяца) снизилось: его уровень до назначения препарата «Витанам» составил 9,78+1,76%, а после окончания лечения 9,09+1,73%. В тоже время концентрация гликозилированного гемоглобина НвАІс до применения «Витанам» составила 7,74+1,66%, а после окончания лечения - 7,17+1,66%. Указанное свидетельствует о том, что применение «Витанам» в комплексной терапии диабета способствует улучшению показателей состояния углеводного обмена, хотя показатели снижения гликогемоглобина в крови оказались статистически недостоверными. После того, когда обследованные больные были разделены на две подгруппы (диетотерапия и медикаментозная тарапия сахарного диабета), то оказалось, что у больных, находящихся на пероральной сахароснижающей терапии, снижение содержания гликогемоглобина как НвА1, так и НвАІс оказалось статистически достоверным.
Следует отметить, что улучшение компенсации сахарного диабета у больных, получающих препарат «Витанам», наблюдалось при снижении концентрации ИРИ с сыворотки крови с 14,04+1,93 до 12,57+1,88 мкЕд/мл, при одновременном снижении индекса ФАБ с 69,49 до 63,48 (Р 0,05), а индекса инсулинорезистентности с 4,6 до 3,75, что оказалось статистически достоверным. Эти данные свидетельствуют о том, что улучшение состояния углеводного обмена происходит не за счет дальнейшей стимуляции секреции инсулина поджелудочной железой, что характерно для больных сахарным диабетом типа 2, находящихся на терапии сульфонилмочевинными препаратами, а за счет улучшения периферической утилизации глюкозы, о чем свидетельствует снижение индекса инсулинорезистентности. Не исключено, что в этих процессах участвуют и другие механизмы и, в частности, влияние препарата «Витанамт» на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантной защиты.
Влияние препарата «Витанам» на показатели липидного обмена представлено в табл.9 (стр.55). Из данных, представленных в таблице видно, что содержание общего холестерина в сыворотке крови всех обследованных больных до назначения препарата «Витанам» составляло 6,42+1,59 ммоль/л, а после окончания лечения- 6,3+1,58 ммоль/л. Уровень триглицеридов в сыворотке крови до применения «Витанам» колебался в пределах 2,29+0,53 ммоль/л, а после окончания лечения - 2,46+0,2 ммоль/л. Концентрация липопротеидов низкой плотности в сыворотке крови до назначения препарата «Витанам» составила 4,04+1,04 ммоль/л, а после окончания лечения - 3,77+0,59 ммоль/л. Содержание липопротеидов высокой плотности до применения «Витанам» составило 1,37+0,08 ммоль/л, а после окончания лечения - 1,27+0,12 ммоль/л.
Динамика изменения функции Р-клеток, инсулинорезистентности, перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной системы у больных сахарным диабетом типа 2 под влиянием метформина
Бигуаниды, применяемые с 1956-57г.в клинической практике для лечения сахарного диабета не изменяют секрецию инсулина и не обладают сахароснижающим эффектом в отсутствии инсулина. Однако, в присутствии инсулина они увеличивают периферическую утилизацию глюкозы, уменьшают глюконеогенез, повышают утилизацию глюкозы кишечником, что проявляется снижением уровня глюкозы в крови, оттекающей от кишечника; а также снижают повышенное содержание инсулина в сыворотке крови у больных, страдающих ожирением и сахарным диабетом типа 2.
Наблюдаемое положительное влияние бигуанидов на углеводный обмен одновременно сопровождается изменениями обмена липидов, которое заключается в уменьшении абсорбции жира из желудочно-кишечного тракта и циркулирующих липидов в плазме крови. Бигуаниды снижают отложение жира в печени, способствуя при этом накоплению гликогена и препятствуя его распаду и выходу в кровь в процессе глюконеогенеза.
В настоящее время во всех странах мира из группы бигуанидов применяется только метформин (сиофор, глиформин, глюкофаж). Период полураспада метформина составляет 1,5-3 ч. Препарат выпускается в таблетках по 0,5 и 0,85г (500 и 850 мг). Терапевтические дозы 1-2 г в сутки ( максимум до 2,55 - Зг в день). Препараты метформина, следует принимать во второй половине приема пищи или сразу после еды.
Изучение влияния метформина на углеводный обмен, функциональную активность (3-клеток, инсулиновую резистентность, показатели липидного обмена, перекисное окисление липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты проводилось у 30 больных сахарным диабетом типа 2 (11 мужчин и 19 женщин) в возрасте от 42 до 65 лет. Клиническая характеристика обследованных больных была представлена выше.
Обследованным больным до назначения метформина проводилось следующее лечение: 14 больных получали препараты сульфонилмочевины (манинил, глюренорм, диабетон в дозе 1-3 таблетки в день), один больной находился на комбинированной терапии (манинил + сиофор), 6 больных получали препараты сульфонилмочевины с препаратами инсулина в суточной дозе 34+ 3,2 ЕД/сут и 10 больных не получали никакой медикаментозной терапии и находились только на диете, которая не приводила к компенсации сахарного диабета.
У обследованных больных проводилось определение следующих показателей: общая железосвязывающая способность сыворотки крови, содержание железа в сыворотке крови, процент насыщения железом, уровень ферроксидазной активности церулоплазмина в сыворотке крови, содержание а-токоферола, активность глютатионпероксидазы, супероксиддисмутазы, каталазы, гликозилированного гемоглобина, содержание триглицеридов, общего холестерина и холестерина липопротеидов высокой плотности, ТБК-реактивных продуктов (содержание малонового диальдегида) и диеновых конъюгатов.
Содержание перечисленных показателей определялось до применения метформина, через 2-2,5 месяца и через 3 и более месяцев лечения.
Содержание железа, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС) и процент насыщения железом (% НЖ ) у обследованных больных представлено в табл. 15. Из данных, представленных в таблице 15 видно, что содержание железа в сыворотке крови у больных сахарным диабетом типа 2 находится в пределах нормы и его уровень под влиянием терапии метформином повышается достоверно на 15%, почти достигая средних показателей нормальных величин. Общая железосвязывающая способность сыворотки крови и процент насыщения железом находятся на верхних показателях и практически не изменяются под влиянием лечения. Параметры общей железосвязывающей способности сыворотки крови следует рассматривать в плане антиоксидантного потенциала, т.е. чем больше железа может быть связано сывороткой, тем выше ее антиоксидантный потенциал. У больных сахарным диабетом типа 2 уровень ОЖСС исходно очень незначительно превышает нормальные показатели, повышается через 2-2,5 месяца лечения метформином и практичски возвращается к нормальным величинам через 3 месяца от начала лечения. Степень насыщения сыворотки железом в процессе терапии метформином незначительно увеличивается, что свидетельствует о тенденции к увеличению ее антиоксидантного потенциала.
Уровень ферроксидазной активности церулоплазмина в сыворотке крови у обследованных больных как до применения метформина, так и в различные периоды на фоне его применения находился в пределах нормы. Церулоплазмин и а-токоферол относятся к важнейшим антиоксидантам сыворотки крови. Как видно, из данных таблицы их динамика содержания в сыворотке крови неоднозначна. Если уровень церрулоплазмина флюктуировал в период терапии метформином в пределах нормы, то содержание а-токоферола имело однонаправленный характер. Так, исходное содержание а-токоферола у обследованных больных сахарным диабетом типа 2 оказалось сниженным по сравнению с нормальными значениями. Через 2-2,5 месяца на фоне приема метформина его содержание увеличивается до нормы, а через 3 и более месяцев достоверно превышает исходные показатели. В доступной нам литературе мы не встретили сообщений о влиянии метформина на эндогенный уровень а-токоферола.
Показано, что перекисное окисление липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты может изменяться не только при хронических заболеваниях (сахарный диабет и др.), но и при таких состояниях как инфаркт миокарда (А. Л. Сыркин и соавт.,1998; В. 3. Панкин и соавт.,2000). Содержание церулоплазмина в крови повышается при острой фазе заболевания (О.Л. Санина и Н.К. Берлинский, 1986; А.Н. Закирова и соавт.,1994), поэтому его называют также белком острой фазы инфаркта миокарда. Сравнивая содержание церулоплазмина и а-токоферола в плазме крови у обследованных нами больных, можно отметить, что уровень а-токоферола под влиянием проводимого лечения достоверно повысился, тогда как концентрация церулоплазмина незначительно снизилась по сравнению с исходными ее показателями.
Концентрация ферментов антиоксидантной защиты глютатионпероксидазы, супероксиддисмутазы и каталазы в процессе лечения представлены в табл. 17 (стр.71).
Из данных, представленных в таблице 17, видно, что в процессе лечения метформином содержание глютатионпероксидазы увеличивается, тогда как активность супероксиддисмутазы и каталазы остается практически без изменений, и даже наоборот имеется тенденция к незначительному уменьшению. Однако, эти изменения содержания ферментов антиоксидантной защиты не выходят за рамки нормальных показателей.
Содержание общего холестерина, триглицеридов, липопротеидов высокой плотности, ТБК-реактивных продуктов (малоновый диальдегид и диеновых конъюгатов) в сыворотке и плазме крови представлено в табл. 18 (стр. 72).
