Автореферат и диссертация по медицине (14.01.08) на тему:Функциональное состояние системы нейтрофильных гранулоцитов и маркеры апоптоза при сахарном диабете I типа у детей

Государственное бюджетное образовательное учреяедение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской

Федерации

На право- рукописи

04201 45001 1

ЭРДНИ-ГОРЯЕВА НАТАЛЬЯ ЭДУАРД0ВЙА

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ НЕЙТРОФИЛЬНЫХ ГРАНУЛОЦИТОВ И МАРКЕРЫ АПОПТОЗА ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

I ТИПА У ДЕТЕЙ

диссертация

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук 14.01.08. - педиатрия

Научный руководитель:

профессор, доктор медицинских наук Л.Ю. Барычева

Ставрополь - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. КЛИНИЧЕСКИЕ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ 10

САХАРНОГО ДИАБЕТА I ТИПА У ДЕТЕЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Клиническая и эпидемиологическая характеристика сахарного 10 диабета I типа у детей на современном этапе

1.2. Апоптоз иммунокомпетентных клеток при сахарном диабете I типа 21

1.3. Система нейтрофильных гранулоцитов и инфекционные осложнения 25 при сахарном диабете I типа

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 40

ГЛАВА 3. КЛИНИЧЕСКАЯ И ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ 47

ХАРАКТЕРИСТИКА САХАРНОГО ДИАБЕТА I ТИПА У ДЕТЕЙ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ)

3.1. Клиническая характеристика, функциональное состояние системы 47 нейтрофильных гранулоцитов и маркеры апоптоза при СД1 у детей дошкольного возраста

3.2. Клиническая характеристика, функциональное состояние системы 55 нейтрофильных гранулоцитов и маркеры апоптоза при СД1 у детей школьного возраста

3.3. Сравнительная характеристика клинико-иммунологических 70 показателей у детей различных возрастных групп

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 88

ВЫВОДЫ 106

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 107

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ 108

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АГ - артериальная гипертензия

АФК - активные формы кислорода

ДР - диабетическая ретинопатия

ИС - индекс стимуляции

ИФ у - интерферон у

ЛКБ - лизосомальные катионные белки

ЛПС - липополисахарид

МП - миелопероксидаза

НГ - нейтрофильные гранулоциты

ПЖ - поджелудочная железа

ПМН - полиморфноядерные нейтрофилы

ПМЯЛ - полиморфноядерные лейкоциты

ПНСД - перманентный неонатальный сахарный диабет

СД1- сахарный диабет I типа

СД2 - сахарный диабет II типа

СК - Ставропольский край

ТНСД - транзиторный неонатальный сахарный диабет

ХГВ - хронический гепатит В

ЦМВИ - цитомегаловирус

ЦФО - Центральный федеральный округ

ЮФО - Южный федеральный округ

Вс1-2 - противоапоптотический белковый фактор

HBAlc - гликозилированный гемоглобин

ICAM-1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule) - молекула клеточной адгезии

IFNy - интерферон у

IL 1,6,8,12 - интерлейкин 1,6,8,12

NK - естественные киллеры

Thl -Т-хелперы 1 типа

TNFa - фактор некроза опухоли a

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Сахарный диабет в XXI веке развивается по самым неутешительным прогнозам. Быстрый рост заболеваемости, серьезные осложнения, высокая инвалидность и смертность определяют его острейшую медико-социальную значимость [23].

Прогноз заболевания у детей определяется, преимущественно, развитием хронических диабетических осложнений, приводящих к ранней инвалидизации, сокращению ожидаемой продолжительности жизни больных, снижению ее качества [14, 25, 102].

По современным представлениям сахарный диабет I типа является результатом клеточно-опосредованной деструкции (3-клеток поджелудочной железы, приводящей к абсолютной инсулиновой недостаточности [59].

Ведущими звеньями в патогенезе аутоиммунных поражений являются дисрегуляция иммунитета и программированной гибели клеток [53, 52]. Основными в развитии заболевания становятся нарушения процессов инициации и реализации апоптоза [67, 66, 314].

Важную роль в развитии сахарного диабета играют полиморфноядерные лейкоциты [132, 112, 114, 277]. Установлено участие нейтрофилов в разрушении р-клеток поджелудочной железы, патогенезе микроваскулярных и нефротических повреждений [116], формировании инсулинорезистентности [120].

У больных сахарным диабетом выявляются дефектный хемотаксис, низкая бактерицидная активность нейтрофильных гранулоцитов, аномальная продукция супероксида, лейкотриенов, секреция лизосомальных ферментов, а также изменение базального уровня внутриклеточного кальция [119,118, 133,122].

Нейтрофилы являются основными клетками врожденного иммунитета и выполняют главенствующую роль в антибактериальной защите.

Нарушение их функциональной компетенции становится основой низкой возрастной устойчивости ребенка, его подверженности инфекционным заболеваниям [132, 112, 114, 123].

Несмотря на очевидную значимость проблемы роль апоптоза лейкоцитарных клеток при сахарном диабете I типа у детей окончательно не установлена. Дискутируется участие нейтрофильных гранулоцитов в возникновении и развитии заболевания.

В течение 10 лет на территории Ставропольского края не проводились исследования, посвященные распространенности сахарного диабета у детей, характеристике его клинического течения с оценкой структуры и сроков развития осложнений.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выявление особенностей клинического течения, патогенетической роли апоптоза иммунокомпетентных клеток и функциональных нарушений нейтрофильных гранулоцитов при сахарном диабете I типа у детей.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1.Выявить распространенность сахарного диабета I типа у детей в Ставропольском крае.

2. Оценить клинические особенности и сроки развития осложнений при сахарном диабете I типа у детей в зависимости от возраста и стажа заболевания.

2,Определить экспрессию маркеров апоптоза СР95, С095Ъ, Вс12 на лимфоцитах и нейтрофильных гранулоцитах периферической крови при сахарном диабете I типа у детей.

3.Оценить функциональную активность полиморфноядерных лейкоцитов при сахарном диабете I типа у детей с оценкой показателей фагоцитоза, миелопероксидазы, лизосомальных катионных белков, активных радикалов кислорода.

4.Провести сравнительную характеристику клинических и иммунологических показателей в зависимости от возраста и длительности заболевания.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые представлены данные о распространенности сахарного диабета I типа у детей Ставропольского края. Впервые показаны клинические особенности, характер и сроки развития осложнений в зависимости от возраста и длительности заболевания.

Впервые исследован апоптоз лимфоцитов и полиморфноядерных лейкоцитов у детей с сахарным диабетом в зависимости от возраста и стажа заболевания.

Впервые установлено, что у детей, страдающих сахарным диабетом I типа, отмечается снижение готовности к апоптозу лимфоцитов периферической крови, её повышение у нейтрофильных гранулоцитов, что сопровождается изменением экспрессии СБ95 и Вс12 и зависит от стажа заболевания.

Впервые показано увеличение экспрессии СБ95Ь на лимфоцитах и полиморфноядерных лейкоцитах при СД1 у детей, что может способствовать усилению процессов запрограммированной клеточной гибели в островковых (3-клетках поджелудочной железы, инфильтрированных

иммунокомпетентными клетками.

Впервые изучено функциональное состояние нейтрофильных гранулоцитов у детей дошкольного и школьного возраста в зависимости от длительности сахарного диабета I типа. Установлено снижение бактерицидной активности нейтрофилов с дефицитом поглощения, секреции активных радикалов кислорода, функционального резерва. Выявлено, что степень функциональной недостаточности НГ зависит от длительности заболевания и увеличивается у детей со стажем СД1 более 3-х лет.

Впервые установлены признаки метаболической активации полиморфноядерных лейкоцитов при СД1 в виде повышения уровней миелопероксидазы и лизосомальных катионных белков. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

На основании полученных результатов определена важная патогенетическая роль процессов апоптоза лимфоцитов и нейтрофильных гранулоцитов периферической крови в развитии сахарного диабета I типа у детей, изучено функциональное состояние нейтрофильных гранулоцитов и их цитотоксический потенциал в зависимости от возраста и стажа заболевания. Полученные данные представляют основу возможных подходов к прогнозированию заболевания и могут применяться в качестве прогностических критериев развития инфекционных и неинфекционных осложнений при СД1 у детей.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В ИССЛЕДОВАНИЕ

Диссертантом определены основные положения и дизайн научного исследования, проведен анализ отечественных и зарубежных источников литературы по теме диссертации, анализ первичной документации МБУЗ г. Ставрополя «ГДКБ им. Г.К. Филиппского», где проходили лечение и диспансерное наблюдение дети с сахарным диабетом. Автор самостоятельно осуществлял клиническое наблюдение, обследование и лечение детей, госпитализированных в гастроэнтерологическое отделение с эндокринологическим постом МБУЗ г. Ставрополя «ГДКБ им. Г.К. Филиппского». Диссертантом осуществлен анализ и интерпретация клинических, эпидемиологических и иммунологических данных, их математическая обработка, сформулированы выводы и практические рекомендации.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Результаты исследования внедрены в учебный процесс и практическую работу кафедр поликлинической педиатрии и эндокринологии ГОУ ВПО СтГМУ Минздрава России, в лечебную практику гастроэнтерологического

отделения с эндокринологическим постом МБУЗ г. Ставрополя «ГДКБ им. Г.К. Филиппского».

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1 .Показатели распространенности сахарного диабета I типа среди детей и подростков в Ставропольском крае с 2008 по 2012 гг. составляют 55,4564,70 на 100 тыс. детского населения и сопоставимы со средними показателями в Северо-Кавказском федеральном округе и России в целом.

2.Диабетические осложнения диагностируются у 35% дошкольников и 52% школьников, зависят от возраста и стажа СД1 и развиваются в относительно короткие сроки от начала заболевания.

3.У детей, страдающих сахарным диабетом I типа, отмечается снижение готовности к апоптозу лимфоцитов периферической крови, повышение нейтрофильных гранулоцитов, что сопровождается изменением экспрессии СБ95 и Вс12 и зависит от стажа заболевания.

4.Нейтрофильные гранулоциты при сахарном диабете у детей характеризуются низкой функциональной активностью с дефицитом фагоцитоза, активных радикалов кислорода, функционального резерва.

ПУБЛИКАЦИИ И АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 3 - в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на XX итоговой научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Ставрополь, 2012), на краевой научно-практической конференции педиатров и неонатологов «Актуальные вопросы педиатрии и неонатологии» (Ставрополь, 2012), XI конгрессе детских инфекционистов «Педиатрия и инфекции» (Москва, 2012), XVII съезде педиатров России с международным участием «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 2013). Диссертация апробирована на совместном заседании кафедр «Детские инфекционные болезни», «Пропедевтика детских

болезней», «Поликлиническая педиатрия» Ставропольского государственного медицинского университета.

Глава 1. КЛИНИЧЕСКИЕ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА I ТИПА У ДЕТЕЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1.Клиническая и эпидемиологическая характеристика сахарного диабета I типа у детей на современном этапе

Сахарный диабет является одной из самых важных проблем, стоящих перед медицинской наукой и здравоохранением практически всех стран мира [160, 367, 223] вследствие большой распространенности [26, 98, 127, 310], бурного «роста» [263, 321], высокой ранней инвалидизации, смертности по причине развития поздних сосудистых осложнений [65, 215], значительных экономических затрат общества на лечение [9, 98].

5 В последние десятилетия распространенность сахарного диабета в

мире приобрела характер пандемии, и Россия в этом плане не исключение [25, 174]. Согласно данным ВОЗ ожидается, что общее число больных СД увеличится со 171 млн. в 2000 г. до 366 млн. в 2030 г. [24, 237, 361]. При этом его распространенность возрастет с 2,8% до 5% [87, 323].

Лидером является Европейский регион (76,77 на 100 тыс. детского населения), несколько ниже распространенность в странах Юго-Восточной Азии (76,63 на 100 тыс.) и в Северной Америке (67,42 на 100 тыс.); наименьший показатель регистрируется в Африканском регионе (9,51 на 100 тыс.). Высокая распространенность СД1 в Европе обусловлена плотностью населения: от 35,5 на 100 тыс. детского населения в Финляндии до 4,6 на 100 тыс. детского населения в Северной Греции [18, 201].

Повышение заболеваемости диабетом среди детей дошкольного возраста не менее, чем на 3-5% в год, представляет проблему, серьезность которой нельзя недооценивать [197, 237].

Каждый год в мире СД1 заболевают около 77 000 детей от 0 до 14 лет. Пик заболеваемости приходится на 6, 5 лет, заболевание не имеет тендерных

отличий [21, 30, 38, 81]. Имеются данные о большей встречаемости СД1 у мальчиков [16, 101, 359].

В среднем, заболеваемость снижается с севера на юг. Так, в Англии, Германии, странах Балтии заболеваемость колеблется от 11-20, в Австрии, Чехословакии, Португалии, Франции - от 7 до 12, в Хорватии, Болгарии, Италии, Румынии - от 8 до 13 случаев [111, 110].

Сегодня в 172 странах мира созданы государственные регистры сахарного диабета, которые позволяют провести всестороннюю оценку заболеваемости, распространенности, факторов риска, структуры осложнений, потребности в лечебно-профилактических мероприятиях и качестве оказания медицинской помощи.

На 1.01.2010 г. в России зарегистрировано 3163,3 тыс. больных сахарным диабетом. Из них дети с СД1 - 16654 человек, подростки - 9106 чел. и взрослые - 268497 человек [88, 89].

В среднем в Российской Федерации в 2007 г. распространенность СД1 типа составила 59, 64 (41,55 69,21); заболеваемость - 11,01 (6,39 15,19); смертность - 0,04 (0 0,09) на 100 000 детского населения. Показатель распространенности увеличивается с возрастом и наибольший в группе 10-14 лет (14,36 на 100 000 детского населения) [62, 104].

В странах с высокой распространностью (Финляндия, Швеция, Англия, Дания, Германия) отмечена тенденция к более высокой частоте СД1 у детей в возрастной группе 0-4 года, где ежегодный прирост составил 6,5% от общего числа заболевших [22, 185]. В России ежегодный прирост в период 2001-2007 гг. в этой возрастной группе составил 6,37%; в группе 5-9 лет - 11,2%; в группе 10-14 лет - 13,59% на 100 000 детского населения. Однако в Южном Федеральном округе (ЮФО) и Сибирском Федеральном округе (СФО) в 2003-2004гг. неожиданно отмечен прирост в возрастной группе 5-9 лет, а в Северо-Западном Федеральном округе (СЗФО) высокий показатель в возрастной группе 0-4 года [104].

В соответствии с рекомендациями Сент-Винсентской декларации впервые в рамках Государственного регистра СД в 1994 г. был создан Регистр больных детей в Москве, затем проведено изучение распространенности, заболеваемости, смертности и осложнений СД распространилось по другим регионам России [104].

По данным исследований Института детской эндокринологии ФГУ ЭНЦ за период 2001- 2007 гг. распространенность остается на максимальном уровне в СЗФО РФ - 15, 66 на 100 000 детского населения. Показатели распространенности в Центральном Федеральном округе (ЦФО) и Приволжском Федеральном округе (ПФО) находятся на уровне 12,82 и 10,62 на 100 000 детского населения соответственно. Указанные показатели близки к среднему по РФ - 11,01 на 100 тыс. детского населения. Тенденция к снижению распространенности сохраняется в ЮФО, среднегодовое снижение составляет 6,61%. В Уральском Федеральном округе и СФО отмечается волнообразное изменения показателя распространенности. В пределах России сохраняется феномен «градиента» Север-Юг [104, 99].

В развитии сахарного диабета большое имеет значение генетический фактор. Антигены НЬА системы Б11з - БЯд, а также БС>-гены коррелируют с реализацией СД 1 типа [47]. Наличие 0(^2, БС)8 гаплотипов у здоровых сибсов прогнозирует высокий риск развития СД1, однако и их отсутствие не защищает полностью от развития заболевания [95].

По данным литературы, при наличии предрасполагающих НЬА-гаплотипов риск развития СД1 составляет 18-50% [144, 341].

На основе проведения молекулярно-генетических исследований выделены предрасполагающие и протекторные гаплотипы в отношении развития СД1и рассчитаны относительные риски в зависимости от их встречаемости в российской популяции [96]. Выделено 5 предрасполагающих гаплотипов БКВ1*4-ОС>А1*301-ВС)В 1*302 (ОР=4,7), ОКВ1*17-ОС>А1*501-ВС)В1*201 (ОР=2,7), БКВ1*4- ВС>А1*301-ВдВ 1*304 (С)Р=4,0), ВКВ1*1-О(2А1*101-ОдВ1*501 (ОР=1,9), БИВ 1*16-ОС>А 1*10212

БС)В 1*502/4 (ОР=2,4) и 3 протекторных: ОКБ 1*15ЛЭС)А1*102-0(ЗВ1*602/8 (ОР=0,08), ОБШ1*11-В(ЗА1*501-ОдВ1*301 (ОР=(>,14), 01161*13-0(^1*103-Б(ЗВ1* 602/8 (ОР=ОД6). Кроме того, имеются этнические различия в ассоциации предрасполагающих гаплотипов с развитием СД1, которые необходимо учитывать при оценке индивидуального риска [48].

Инфекционные заболевания, вызванные вирусом краснухи, Коксаки, цитомегаловирусом, могут провоцировать аутоиммунные проц�