Автореферат и диссертация по медицине (14.00.03) на тему:Влияние алиментарных факторов на некоторые патогенетические механизмы сахарного диабета

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК ЭНДОКРИНОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

и, и и пиши к....... и кип»"«

р Г Б ОД

~ 5 СРН ¡ПО/. На правах рукописи

ДОРОДНЕВА Елена Фоликсовна

ВЛИЯНИЕ АЛИМЕНТАРНЫХ ФАКТОРОВ НА НЕКОТОРЫЕ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МБХАНИЗМЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА

14.00.03 — Эндокринология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата Медицинских наук

Москва — 153-?

Работа выполнена в Тюменском медицинском институте.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ: доктор медицинских наук

A. В. ДРЕВЛЯЬ, доктор медицинских наук, профессор

B. А, ЖМУ РОВ. НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: доктор медицинских наук

И. В. МЕДВЕДЕВА. ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор медицинских наук,

профессор Л. Ф. МАРЧЕНКО, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник М. В. ШЕСТАКО-

вл.

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ: Московская медицинская

академия имени И. М. Сеченова.

Защита состоится г.

я /Р' чпппп на заседании специализированного Ученого Совета Д.001.13,01. при Эндокринологическом .Научном Центре НАМН (117036, г. Москва, ул. Д. Ульянова, 11).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Эндокринологического Научного Центра РАМН.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь

специализированного Учэного Совета, доктор медицинских наук, профессор

о. я. игнатков

- 1

Общая характеристика работы

Актуальность а задачи исследования: На современной этапе сахарный диабет является одной из важнейших не только медицинских, но социальных проблем. Распространенность заболевания среди населения различных стран и этнических групп составляет от 1 ло 3%. Высокий вес, диета с низким содержанием .-■ "защищенных" углеводов и высоким уровнем жиров, а такие уменьшение физической активности наряду с наследственными факторами способствует росту заболеваемости диабетом в популяции /М.И.Балаболкин, 1993; L.A.Morro* е.а., 1988; В.На-gancler, 1991/.

Также как и артериальная гипертензия, ИБС и курение, СД относится к важнейшим факторам риска развития инфаркта миокарда 51 тронбоэмболическнх, ииемических и геморрагических поражений головного мозга. Смертность среди больных СД от этой патологии значительно выпе, чем в общей популяции /Е. Barrett-Connor е.а., 1988; G-Iensen е.а., 1991/.

Современное лечение СД, использование высококачественных видов инсулина, ангиопротекто. ов, активной метаболической терапии позмляет продлить жизнь больных, но крайне редко избавляет полностью от сосудистых, обменных и органных осложнений, являющихся наиболее частой причиной потери трудоспособности и смертности /Л.И.Дедов, 1993; А.А.Нелаева, 1990/. Это обусловливает необходимость пояска новых патогенетических механизмов заболевания н путей их наиболее полной метаболической коррекции.

В настоящее время больное внимание уделяется мембранным механизмам патогенеза СД и его поздних осложнений /А.В.Дре-, валь, 1991; И В.Медведева, 1993; Л.С.Ефимов с соавт., 1993/.

Одним из путей совершенствования метаболического контроля

при СД язляется поиск новых подходов к диетотерапии заболе-

#

ваная, занимающей значительное место в лечении как НЗСД, так и ИНСД /Э.П.Касаткина, 1990; А.В.Древаль, 1993; Н.В.Медведева, 1993/. Перспективным в настоящий ыомент является изучение воздействия сдельных алиментарных факторов и пищевых пнгредиен".эв на мембранные структуры и процессы, происходящие в них, позволяющее найти новые возможности алиментарной коррекции метаболических карукений при диабете.

Целью данной работы являлось изуч^лие механизмов дестабилизации клеточных мембран при ИЗСД, определение нх клинического значения и разработка методов их алиментарной коррекции.

Задачи исследования:

1. Исследовать активное« процессов ПОЛ в мембранах эритроцитов при ИЗСД.

2. Определить особенности функционирования ферментативного и неферментатиштго звеньев антиоксидантной защиты в мембранах эритроцитов при НЗСД.

3. Дать характеристику активности транспортних ЛТФ-аз в мембранах эритроцитов у больных ИЗСД.

•'I. Исследовать взаимосвязь «процессов ПОЛ с уровнем антиоксидантной защиты и активность» транспортных АТФ-аз в мембранах эритроцитов, а такие воздействие этих факторов на клинические проявления и особенности развития ИЗСД и его поздних осложнений.

5. Изучить влияние однократных пищевых нагрузок (белковой, углеводной и жировой) на процессы ПОЛ, антиоксидантную систему я активность транспортных АТФ-аз в мембранах эритроцитов при ИЗСД.

Научная новизна: На основании использования комплекса

клинических и современных биохимических методов исследования получена новая информация о процессах свободно-радикального окисления липидоо* антиоксндантном статусе и активно» транспорте ионов в мембранах эритроцитов при ИЗСД. Изучено значение данного комплекса патологических изменений в мембранах эритроцитов на различных этапах заболевания, начиная с его дебюта, с учетом возраста пациентов, дозы получаемого инсулина и наличия поздних осложнений диабета.

Результатом исследований может являться взаимосвязь между дисбалансом в системе "ПОЛ-антиоксиданты", проявляющаяся преимуществен .им накоплением первичных продуктов липоперок-сидацни с одной стороны, и глубоким дефицитом а-токоферола при компенсаторном напряжении антиоксидантных систем с другой, и активностью транспортных ЛТФ-аз в эритроцнтарных мембранах при ИЗСД.

С' целью ¡сследования влияния отдельных алиментарных факторов на клеточные мембраны при ИЗСД были проведены однократные пг"|евые нагрузки белком, углеводами, жиром растительного и животного происхождения. Дана оценка воздействия пищевых ингредиентоз на состояние окислительного метаболизма, систему антиоксидантной защиты и тргчсмембраиный ЛТФ-завнси-мый транспорт в мембране эритроцита при ИЗСД. Полученные результаты, свидетельствующие о дифференцированном влиянии указанных ■ пищевых нагрузок на мембранном уровне расширяют представление о метаболической активности пищевых ингредиентов при ИЗСД.

Практическая значимость: Показатели функциональной активности антиоксидантной защиты, в особенности содержание а-токоферола и активность каталазы, а также содержание продуктов ПОЛ в мембранах эритроцитов могут быть использованы как до-

полнительные критерии диагностики, степени тяжести и прогноза заболевания при ИЗСД. Существенное значение данные показатели могут иметь и для комплексной оценки адаптацион-ао-ко! пенсаторных реакций организма в условиях окислительного ^тресса, xapai .'ерного для ИЗСД. Л активность транспортнш; АТФ-аз в ьембране эритроцита является весьма информативной при оценке стелен» тяжести, выраженности и прогноза поздних сосудистых осложнений ИЗСД.

Результаты исследования влияния однократных пищевых нагрузок на структуру клеточных мембран, и процессы, происходящие в них, дают возможность для разработки оптимизации и дифференцированного подхода к диетотерапии при ИЗСД с целью достижения наиболее полной клинико-метаболической компенсации диабета с учетом мемораклкх механизмов развития заболевания и его осложнений.

Положения. выносимые на защиту:

1. ИЗСД характеризуется дисбалансом в системе "Перекисное окисление липидов - антиоксида!Ш1ая защита", проявляюцимся накоплением преимущественно первичных продуктов свободно-ра-дикалыюго окисления липидов на фоне блокирования их инактивация, глубоким дефицитом а-токсферола и компенсаторным напряжением ферментативного звена антиоксидаитной защиты. С увеличением возраста больных ИЗСД, продолжительности заболевания, суточной дозы экзогенного инсулина, а также наличием поздних сосудистых осложнений диабета наблюдается угнетение антиоксидантной защиты пр« высоком уровне активности процессов ПОЛ.

2. При развитии поздних сосудистых осложнений ИЗСД активация липопероксидации в линчдном бислое мембран эритроцитов на фоне депрессии антирксидантной зациты оказывает угнетаю-

цее воздействие на трансмембранный ЛТ1>-завис1шип транспорт двухвалентных катионов.

3. Сравнительная оценка воздействия однократных лицевых нагрузок'па состояние процессов ПОЛ, гнгиоксндантную защиту и активный транспорт попов показала их выраженное и разнонаправленное влияние на исследуемые процессы.

Реализация работы: Результаты проведенных исследований используются в клинической работе и учебном процессе на курсе эндокринологии кафедры госпитальной терапия Тюменского медицинского института.

Принято г. внедрений Тюменским медицинским институтом рационализаторское предложение "Способ диагностики нарушений липидного обмена у больных сахарным диабетом с помощью углеводной нагрузки".

По материалам исследования принято изобретение "Способ лечения сахарного диабета I типа" М 5066522 от 26.08.92.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Апробация проведена на меккафедралыюЙ научной конференции Тюменского медицинского инстнтута.-

Структура и объем диссертации. Материалы.диссертации изложены на 151 странице машинописного текста, вклрчаюцего 38 таблиц. Работа состоит из введения, 3-х глав собственных ис-с.чедованнЯ, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (90 отечественных и 129 иностранных источников).

ССДС^АИ'.'.Е Р;.Е0!Ы

Материалы и методы исследования. В работе представлены клинические наблюдения и результаты специальных исследований 120 больных 113СД в возрасте от 13 да 45 лет, находившихся на

лечении г эндокринологическом отделении городской клинической больницы N 2 г. Тюмени.

Контрольную группу составили 30 практически здороьых лиц в возрасте от 16 до 45 лет с нормальной толерантностью к глг:озе и гликемией натощак и неотягощенной наследственностью по сахарному диабету.

Диагноз н тип СД устанавливался в соответствии с рекомендациями экспертной группы ВОЗ /1931/, учитывающими возраст больного к момента заболевания, массу тела, течение диабета, факторы наследственности, а также вид проводимой терапии. При оценке тяглести заболевания принималась во внимание степень выраженности сосудистой патологии, наличие в анамнезе диабетических кетоацидотических « гипогликемическнх ком, склонность к кетозу и гипог шкемическим состояниям, что является характеристикой недостаточности эндогенного инсулина /Л.С.Ефимов с соавт., 1983; А.В.Древаль, 1993/. Лабильность течения ИЗСД с наклонностью к немотивированной гипогликемии или кетозу определялась по степени колебания гликемии и глю-козурии в течение суток (максимальная разница показателей суточной гликемии более 5 ммоль/л) /Э.П.касатккна, И.Ю.Демидова, 1985/.

При тщательном изучении диетанамнеза, оцениваемом по специальным картам, было выявлено, что 32 пациента из группы оиследованных употребляли повышенное количество жиров в рационе преимущественно животного происхождения, 48 больных -избыточное количество углеводов, а 17 злоупотребляли поваренной солью. Хотя в целом, большинство больных ИЗСД придерживалось диетического режима, необходимого при диабете.

Обследование больных и забор крови на специальные тесты, а также проведение парциальных лицевых нагрузок проводилось

в состоянии удовлетворительной клинико-метаболической компенсации ИЗСД, оцениваемой по общепринятым критериям с учетом реально достижимых показателей (гликемия натощак менее 7,8 ммоль/л, посталиментарная гликемия менее 10 ммоль/л, показатели суточной глюкозурии не превышали 5% углеводной ценности рациона), а такие принималось во внимание хорошее самочувствие и работоспособность пациентов /А.В.Древаль, 1993/.

Для диагностики ИЗСД и его осло: !ений, а также исключения в группе обследованных выраженной сопутствующей патологии, использовало, комплекс клинических, лабораторных, рентгенологических исследований и методов функциональной диагностики. Тщательное обследование больных при поступлении в клинику позволило отобрать для наблюдения примерно однородный контингент, преимущественно без сопутствующей патологии.

В соотвсгствии с тем, что больные ИЗСД обследовались в состоянии удовлетворительной компенсации обмена веществ, характер '••алоб и преобладающие в клинической картине симптомы отражали наличие поздних хронических осложнений, в частности ,:иаГешчгской микроангиопатни (ДИА) различной степенн тяжести и локализации. При оценке состояния органа зрения использовалась классификация М.Г.Марголиса /1984/, диабетическая ретинопатия I стадии была выявлена у 52 пациентов, II - у 19. Для с.(емки состояния почек у обследованных больных ИЗСД помимо жалоб, данных осмотра и общеклинических лабораторных методов использовались пробы по Зимннцкому и Нечипоренко, рчали.1 мочи на микрофлору, клиренс эндогенного креатинина, показатели азотистого обмена и электролитов, а такие радиоизотопная ренография и сонография почек. Диагноз диабетической нефропатии устанавливался в соответствии с классификаци-

ей В.Р.Клячко /1974/. Диабетическая кефропатия I стадии была выявлена у 39 обследованных, II - у 8. При диагностике диабетической кикроангиопатии нижних конечностей лепимо жалоб и данны: объективного исследования принимались во внимание и результаты реоваг<огра$ни, такой диагноз бал поставлен 38 пациентам. наличке периферической полииейропатии подтверждалось при комплексном неврологическом обследовании в соответствии с общепринятыми критериями /В.Н.Прихожан, 1987/. Это осложнение было диагносцировано у 11 обследованных.

Базисная терапия наблюдаемых пациентов включала -диетотерапию (днета Ü 9, энергетическая ценность состаиляла в среднем 230 ккал в условиях стационара) /¡О.П.Попова, 1992/ и ин-сулинотераппи. При достижении состояния приемлемой компенсации назначалось введение ш.сулииа средней продолжительности действия в виде одной инъекции в сутки (12%), двух инъекций в сутки (73 , 654), двух инъекций инсулина средней продолжительности Действия с дополнительным введением инсулина короткого действия (9,3%) и в режиме интенсивной инсулинотера-пии (5,1%). Лечение поздних осложнений ИЗСД проводилось по общепринятым принципам /И.И.Балаболкин, 1983; Л.С.Ефимов с соакт;, 1983; Л^В.Древаль, 1993/.

Характеристика проводимых парциальных пищевых нагрузок. Нагрузка углеводами состояла из 120 г пшеничного хлеба (50 г углеводов), белком - 250 г нежирного творога. Принимая во внимание качественные особенности алиментарного жира, липид-ная нагрузка проводилась дважды: 200 г 20% жирности сметаной и 50 г подсолнечного масла. Лицевые продукты давались вместо завтрака.'Предварительно производилась отмена принимаемых препаратов и утренней дозы вводимого инсулина в случае белковой и жировой нагрузок. Забор крови ка специальные тесты

производился натощак i: через 6 часов при белковом и жировом нагрузочных тестах и через 3 часа при проведении углеводной нагрузки. Контроль гликемии осуществлялся каждые 30 мин, после нагрузки инсулин вводился по уровню гликемии, а затем проводилась плановая инсулинотерапия.

Специальные методы исследования включали анализ состояния процессов ПОЛ в мембранах эритроцитов по уровню ДК - диеновых коньюгатов полиненасыцешшх кнрнмх кислот /Н.Д.Стальная, 1977/, малонового диальдегида (ИДА) общепринятым тиобарбиту-ровим тестом /И.Д.Стальная, Г.Г.Гаришвили, 1977/ и оснований Шиффа по методу Bidlack. в модификации Ф.3.Меерсона /1979/. Состояние антиоксидантиой системы определяли по уровню а-то-коферола в мембранах эритроцитов /И.К.Рудакова-Шилина, И.П.Натюкова, 1982/, а такие по активности супероксиддисму-тазы (СОД) /В.Н.Чумаков, Л.Ф.Осинская, 1977/ и каталазы /М.А.Королкк с соавт., 1988/. Для оценки функции клеточных мембран использовалось определение активности транспортных - ЛТФ-аз: 11а+-К+-ЛТ1'-ази, Mg2+-AT<5>-a3U /Л.Н.Казенный с соавт., 1984/ и Са24"-ЛТ1>-ази /M.Reilila е.а., 1982/. Определение со,, держания продуктов ПОЛ и а-токоферола проводилось в липндних j: трактах, приготовленных по методу Влюра спирто-эфирнои смесью в соотношении 1:3.

Статистическая обработка результатов специальных иссдедо-г.-ншн проводилась r¡o методу вариационной статистики Фимэ-ра-Стьпдента н математического корреляционного анализа нейду исследуемыми Клиническими и биохимическими показателями на персональном компьютере.

' Результаты иссл«доз«Лэт и их сСсуздРчне В результате проведенных исследований установлено (табл. 1), что в мембранах эритроцитов при ИЗСД наблюдается актива-

ция процессов ПОЛ, преимущественно на первичных его этапах, проявляющееся накоплением наиболее токсичных продуктов лнло-нероксИдациИ - Д1С (р<0,01). Наряду с этим, отмечается тенденция к снижению образовании вторичных (ИДЛ) и конечных (Ш0) продуктов сЕободно-радикального окисления липндов. Опираясь на мнение многих авторов /Ю.Е.Вельтищев, 1986; В.Н.Крылов, 1986; В.Л.Ймуров с соавт., 1993/, данные факты расценивались каи свидетельствующие о снижении резистентности мембран к окислительному стрессу, так как шиффообразова-ние является одним из важных защитных механизмов, способствующих детоксикации первичных продуктов ПОЛ, обладающих наибольшим повреждающим воздействием на мембрану.

Таблица 1.

Состояние процессов ПОЛ, антг'оксидантнон системы и активность транспортных АТФ-аз в мембранах эритроцитов при ИЗСД

Анализируемые показатели (эритроцит) • Здоровые лица (п=30) Больные ИЗСД (п=120)

Диеновые конъюгаты (ДК),

+1МОЛЬ/Л 45,8+1,6 87,8±4,4

Малоновый днальдегид (ИДА),

нмоль/мл 26,4±2,0 22,7±0,9

Основания Ииффа (Ш0),

усл. Ед. акт. 15,6+1,7 13,3+0,7

а-токоферол,

нмоль/мл 2,44±0,47 1,67+0,07

Супероксиддисмутаза (СОД), , 51,0+3,8 44,4+4,2

% торможения

Каталаза (Кат),

ммоль/мин/мл 46,5+3,4 87,6±5,5

ЛТФ-азы, мкмоль/Рн в час на мл

На*-Г-ЛТФ-аэь 3.9+0,7 4,7±0,4

Ме, -ЛТФ-аза II,Sil,5 8,8+0,7

Са -ЛТФ-аза 12,5+1,3 17,4±0,8

Выявлено также прогрессирующее снижение образование вторичных и конечных продуктов ПОЛ, усугубляющееся с возрастом больных, продолжительностью заболевания, возрастающей дозой экзогенного инсулина (более 60 Ед/сут) и наличием поздних сосудистых осложнений диабета, что отражает усиление блоки-

ропания инактивации токсичных липоперекисей в мембранах эритроцитов у больных ИЗСД при возрастании влияния данных факторов.

Необходимо отметить неоднозначную реакцию со стороны ан-тиоксидантной системы. В частности, выявляется значительное снижение содержания основного эндогенного антиоксиданта а-токоферола в эритроцитарной мембране (р<0,001). Данный эффект, по-видимому, вызван высокой степенью окислительного стресса, наблюдаемого при ИЗСД, обусловливающий рост потребления эндогенного антиоксиданта для "тушения" свободно-радикальных реакц..й. Подтверждением этого являются регистрируемые обратные корреляционные взаимосвязи между количеством витамина Е и содержанием ДК (гХу=-0,486, р<0,001) и ВО (гХу=-0,472, р<0,01) и положительная корреляционная зависимость с содержанием МДЛ (гХу=0,477, р<0,01) в мембранах эритроцитов при ИЗСД.

Помимо выраженного антиоксидантного эффекта и регулирующего влияния на реакции липопероксидацни, витамин Е обладает свойством изменять мембранную архитектонику, снижая пассивную проницаемость биомембран для воды, ионов, ннзкомолеку-лч,лшх соединений, нормализуя тем самым микровязкость липид-го бислоя /В.И.Сирлпин с соавт., 1984; Л.Н.Ёрин, 198В; Е.Б.Бурлакова, 1991/. Глубокий дефицит а-токоферола при ИЗСД возможно ¡.называет воздействие и на функциональные параметры мембран эритроцитов. В определенной степени подтверждением этого может служить выявленная обратная корреляционная зависимость- между содержанием витамина Е в мембране и активностью На^-К^-ЛТФ-азы (гху=-0,699, р<0,05) ч Ке2+-ЛТФ-азн ( г =-0, <370 , р<0,05) при ИЗСД.

.С увеличением возраста пациентов, продолжительности ИЗСД,

дозы экзогенного инсулина (более 60 Ед/сут), а также развитием поздних сосудистых осложнений диабета дефицит а-токсфе-рола еще более углубляется, достигая в некоторых случаях 52% от его содержания у здоровых лиц (р<0,001).

Активность антноксидантных ферментов при ИЗСД в мембранах эритроцигол также имеет свои особенности. Так, представляет значительный интерес выявляемая активация каталазы (р<0,001). Известно, что состоянию удовлетворительной компенсации ИЗСД, как правило, сопутствует гиперннсулинемня в системном и периферическом кровотоке /А.В.Древаль, 1993/. Л инсулин-чувствительная НЛДФ-дегидрогеназа, генерирующая перекись водорода, рассматривается в качестве одного из транс-дукторов гормонального сигнала в эритроците. Таким образом, вызванная экзогенным инсулином избыточная генерация, перекиси водорода может индуцировать компенсаторное увеличение активности каталазы, для которой является субстратом /Т.С.Балашова с соавт., 1993/. При этом, высокая концентрация перекиси водорода подавляет активность СОД, я, возможно, именно п этом кроется причина некоторого снижения каталитической способности этого фермента при лечении инсулином. Опиэаясь на результаты наших исследований, можно предположить, что кроме протекторной роли увеличение активности каталазы в эритроците может быть соотнесено и со специфическим действием экзогенного инсулина на мембрану при ИЗСД. А данные о том, что каталаза наряду с антиоксидантами тиоловой природы эффективно тормозит накопление МДА в мембранах эритроцитов /г.Не18гег е.а., 19В0/, позволяют объяснить низкий уровень вторичных продуктов ПОЛ при высокой каталитической способности фермента в мембранах эритроцитов при ИЗСД.

Необходимо отметить выявленную обратную корреляционную

зависимость активности каталазы от продолжительности заболевания (гХу=-0,807, р<0,001). При этом наблюдается прямая корреляционная взаимосвязь между активностью СОД и ростом длительности ИЗСД (гХу=0,551, р<0,05). Эти данные могут служить в определенной степени объяснением выявленной динамики активности антиоксидантных ферментов, связанной с увеличением продолвительностн диабета, при которой с ее возрастанием уменьшается каталитическая способность каталазы и увеличивается актнйиость СОД. Аналогичные тенденции выявляются и при увеличении возраста обследованных, возрастании дозы экзогенного инсулина (более 60 Ед/сут), при лабильном течении диабета, а также при наличия поздних сосудистых осложнений ИЗСД. Возможно, данные изменения являются компенсаторной реакцией, направленной на поддериание стабильности окислительного метаболизма в мембранах при угнетении основного антиок-сидантного и протекторного фермента эритроцита - каталазы. Свидетельством этого может слуяить и наблюдаемая обратная корреляционная зависимость между активностью СОД и каталазы В мембране эритроцита при ИЗСД (гХу.=-0,568, р<0,01).

Дисбаланс в системе "ПОЛ-антиоксиданты" в мембранах эритроцитов при ИЗСД изменяет функциональные параметры клеточных мембран, в том числе и активность встроенных в бислой ферментных белков, в частности транспортных АТФ-аз /Л.А.Болдырев, 1990/. Опираясь на результаты проведенных исследований, можно утверждать, что активность мембраносвязанных ферментов в эритроците при ИЗСД претерпевает значительные изменения, а

именно: активность Иа+-К+-ЛТФ-азы практически не нарушается,

7+

наблюдается недостоверное снижение активности ^ -АТФ-азы, а наиболее выраженным является регистрируемое повышение фун-

О 1 *

кции Са -ЛТФ-азы (р<0,001). По мнению ряда авторов /Ф.З.Ме-

ерсон, 1989; Л.Л.Сирии с соаит., 1990/, с инициацией свободно-радикального окисления липидов непосредственно связан ряд факторов, приводящих к увеличению активного трансмембранного транспорта ионов кальция. Это и возникновение в мембране пе-рекисних кластеров проницаемости, увеличивающих пассивное проникновение ионов в интрацеллюлярное пространство, и усиление сродства комплекса "Са^1-ЛТФ-аза-кальмодулин" к нонам кальция, что усиливает интенсивность их выведения из клетки. Таким образом, компенсаторное повышение функциональной ак-тивностн Cd'" -ЛТФ-азы в определенной степени можно расценивать как показатель интенсивности процессор-ПОЛ в биомембране. Важная роль в модулировании активности транспортных АТФ-аз в мембране эритроцита при ИЗСД принадлежит.специфическому действию экзогенного инсулина на клеточную мембрану при диабете /Дж.Теппермен, Х.Теппермен, 1989/.

При возрастающей продолжительности заболевания, увеличении возраста обследованных, у больных, имеющих в анамнезе диабетические коми, а такие н{,и наличии поздних сосудистых осложнении заболевания (преимущественно ретинопатии и нефро-ni.'.'Kii II стадии) выявляется угнетение актшшости Н^ ' -АТФ-ази и Са'' '-ЛТФ-ази в мембранах эритроцитов у больных ИЗСД. Выраженное изменение активности lia '-К'~ЛТФ азы, но результатам наших исследований, не характерно. При анализе корреляционных взаимосвязей, на наш взгляд, важной является обна; иенная обратная корреляционная зависимость между активностью

М22+-ЛТФ-азы (г =-0,99*1, р<0,001) и Са2+-ЛТФ-азы (г = л у ху

-0,664, р<0,05) с длительностью заболевания, а активность 11а+-К+-ЛТФ-азы прямо коррелирует с продолжительностью,ИЗСД. Эти данные могут служить свидетельством существующих динамических изменений активности мембраносвязанных ферментов в

мембранах эритроцитов б условиях длительной активации сво-бодно-рпднкалького окисления липидов п сочетании с прогрессирующим дефицитен «"Токоферола, свойственных для ИЗСД.

Следующим этапом нашего исследования явился анализ влияния однократных пищевых нагрузочных тестов на функцию эрит-роцнтарных мембран и процессы, происходящие в ней, у больных ИЗСД. '

Пищевые нагрузки били проведены у 75 больных ИЗСД в состоянии удовлетворительной компенсации клинико-мегаболических параметров по методикам, указанным выше.

Как следует из полученных данных (табл. 2), пищевая нагрузка углеводами (120 г белого хлеба) оказывает довольно значительное воздействие на исследуемые процессы. Через 3 часа после приема тестируемого пищевого продукта наблюдается выраженная тенденция к снижению количества ДК в мембранах эритроцитов по сравнен:)» с показателями до нагрузки, хотя их уровень остается достать1но высоким (р<0,05). Одновременно, отмечается возрастание содержания вторичных и конечных продуктов ПОЛ: так, количество МДА в мембране эритроцитов после нагрузки углеводами увеличивается, достигая его значений у здоровых лиц, при этом отмечается значительное накопление ШО (р<0,001), что в целом можно расценивать как активацию одного из естественных механизмов утилизации продуктов свободно-радикального окисления липидов. Подтверждением этого может' служить существование прочной нелинейной корреляционной зависимости между ростом количества МДЛ и ШО в мембранах эритроцитов после нагрузки углеводами (т)Ху=0,879, р<0,001).

Содержание «-токоферола лосле нагрузки углеводами практически не изменяется, оставаясь на достаточно низком уровне по сравнению с его количеством у здоровых лиц (р<0,05). Исс-

ледоваиие активности СОД также не выявляет значительных изменений, тогда как активность каталазы возрастает на 12% (р<0,05). При этом наблюдается определенная нелинейная корреляционная зависимость между снижением уровня ДК и увеличением активности каталазы (т)ху=0,965, р<0,001). а также между степенью активности основных антиоксидантных ферментов - СОД и каталазы в мембранах эритроцитов при ИЗСД после проведения углеводного теста (т) =0,847, р<0.001). Эти данные демонст-рирувт компенсаторную активаций антиоксидаитных ферментов, вызванную достаточно высоким уровнем процессов ПОЛ в мембране, а, возможно, и опосредованным воздействием углеводов, применяемых в тесте.

Таблица 2.

Влияние пищевых нагрузок белком и углеводами на состояние процессов ПОЛ, антиоксидантную защиту и активность транспортных АТ4>-аз в мембранах эритроцитов у больных ИЗСД (Мип)

Анализируемые показатели

Здоровые лица

Больные ИЗСД до пищевой нагрузки

Больные ИЗСД после пищевой нагрузки

углеводами белком

п=20 п=20

через 3 ч через 6 ч

ДК, нмоль/мл МД1, нмоль/мл Ш0, усл.Ед.аит. а-токоферол, нмоль/мл СОД, % торможения Каталаза, ммоль/мин/мл АТФ-азы, мкмопь/Рн в час Ка*-к:-ЛТФ-аэа Мй* "-ЛТ4>-аза Са -АТФ-аза

45.811.6 26,441,9

15.611.7 2,4410.47

50.913.8 46,513,4

на мл 3,910,7 11,511,5 12,511,3

87.814.4 22,710,9 13,310,7

1,6810,07

.44,414,2

87.615.5

79,418,9 99,6110,5 26,712,3 28,512,4 23.410,9 22/л2,2 1,7810,16 2,6610,50

46,814,5 55,313,4

98,215,7 67,917,7

4,710,4 4,510,8 4,9±1,5 8,9±0,7 11,9>2,1 12,7±2,0 17,410,8 13,412,1 19,и±2,5

После проведения пищевой нагрузки углеводами в мембранах эритроцитов также выявлялось повышение активности -ЛТФ-азц .(р<0;05), практически достигающее значений у здоровых лиц. При этом активность Ма+-К+-АТФ-азы не претерпевает зна-

чителъных изменений, и наблюдается тенденции к снижению ка-

04-

талнтическоп способности Са -ЛТФ-азы.

При анализе полученных данных после проведения однократной пищевой нагрузки белком (250 г нежирного творога) (табл. 2) необходимо отметить наблюдаемую активацию всех звеньев липопероксидацин, которая характеризуется тенденцией к значительному накоплению ДК в мембране эритроцитов, а также увеличением содержания в липидном бислое вторичных и конечных продуктов ПОЛ. В частности, наблюдается повышение содержания МДЛ по сравнению с показателями до нагрузки (р<0,05), но наиболее выражено накопление а мембранах эритроцитов конечных продуктов ПОЛ - Ш0, на 64,4% превышающее показатели до нагрузки (р<0,001) и на 44,7% их уровень в мембранах эритроцитов здоровых лиц (р<0,02). Была выявлена нелинейная корреляционная зависимость между количеством ДК и МДЛ (и =0,582, р<0,05) и ДК и И0 (ч =0,814, р<0,001) после алиментарной нагрузки белком, что указывает на тесную взаимосвязь между продуктами.липопероксидацин, при которой накопление ДК в мембране вызывает активацию пшффообразования.

Также- наблюдается увеличение содержания а-токоферола в мембранах эритроцитов после проведения белкового теста (р<0,002). Выявленная нелинейная корреляционная зависимость между количеством ДК и уровнем а-токоферола после белковой нагрузки дает возможность предположить компенсаторную реакцию неферментного звена антиоксидантной защиты на "всплеск" активности ПОЛ. Параллельно, выявлялась тенденция к активации СОД в мембранах эритроцитов после белковой нагрузки при снижении ферментативной активности каталазы (р<0,05).

Активация процессов липопероксидацин после нагрузки тво-«

рогом сопровождается усилением каталитической 'способности

(.¡¿';,-ЛТФ-аэи и Са^'-АТФ-азы и мембранах эритроцитов. При атом выявляется прямая корреляционная зависимость между степенью активности этих ферментов (гху=0,594, р<0,05), что свидетельствует о сопряженности активного ЛТФ-зависимогэ транспорта двухвалентных катионов магния и кальция при активации ПОЛ, характерной для ИЗСД и усиливающейся под действием белковой нагрузки.

При сравнительном анализе воздействия на исследуемые показатели жировых нагрузок. (200 г 20% жирности сметаной и 50 г подсолнечного масла) следует отметить неоднозначность и разнонаправленность их влияния на мембрану эритроцита при ИЗСД (табл. 3).

Таблица 3.

Влияние пищевых нагрузок жиром »квотного и растительного происхождения на состояние процессов ПОЛ, -нтиоксидантную защиту и активность транспортних АТФ-аз в мембранах эритроцитов у больных ИЗСД (М+ш)

Анализируемые показатели

Здоровые лица п=30

Больные ИЗСД Больные ИЗСД после

до пищевой нагрузки

о п=120

пищевои нагрузки

животным раститель-киром ним жиром п=17 п=18

через 6 часов

ДК, нмоль/мл 45,8*1,6

МДА, нмоль/мл 26,4*1,9

130, усл.Ед.акт. 15,6+1,7

а-токоферол, 2,44t0,47 нмоль/мл АТФ-азы,

мкмоль/Рн в час на мл

На'-Г-АТФ-аза 3,^0,7

Mg -АТФ-аза 11,5+1,5

Са"*-АТФ-аза 12,5+1,3

87,8+4,4 22,7+0,9 13,3+0,7 .1,68+0,07

4,7+0,4 8,9+0,7 17,4+0,8

56.4+13,3 69,1+8,4

16,6+3,7 22,7±2,1

14,3±1,3 9,8+0,9 1,96+0,29 1,84+0,24

2,4t0,5 4,7+1,о 11,2±3,2 2,5+1,4 20,9+2,4 10,l+ü,3

Как алиментарная нагрузка жиром животного, так и растит тльного происхождения способствует снижению уровня ДК в мембранах эритроцитов, но нагрузка животным жиром более значительно снияает содержание первичных яродуктов ПОЛ, что сопровождается тенденцией к накоплению DIO в мембране. Данно-

го эффекта не наблюдается при пищевой нагрузке растительном жиром. Следует отметить, что была выявлена обратная корреляционная зависимость между уровнем ДК и ШО в мембранах эритроцитов после нагрузки растительным жиром (гХу--0,476, р<0,05), что позволяет предположить возможность специфического воздействия ненасыщенных жирных кисл~т, присутствующих в большом количестве в исследуемом продукте, направленного на угнетение шиффообразования при достаточно высоком уровне окислительного стресса.

Также при данных тестах отмечается тенденция к накоплению а-токоферола в мембранах эритроцитов в посленагрузочных показателях. При этом в о'оих случаях выявляется корреляционная зависимость между уровнем «-токоферола и количеством ДК .в липидном бислое: при нагрузке сметаной - нелинейная

(ц =0,948, р<0,001), а при нагрузке растительным маслом -

ху

обратная корреляционн-я взаимосвязь (г =-0,439, р<0,05),

ху

что свидетельствует о тс I, что а-токоферол активно участвует в элиминации токсичных липоперекисей, в том числе и входящий в состав "пищевых продуктов, в особенности это касается нагрузки растительным маслом.

Нагрузка животным жиром способствует значительной активации Ня2+-ЛТФ-азы (р<0,001) и Са2+-АТФ-азы (р<0,002) при некотором снижении каталитической способности Ма+-К+-АТФ-азы, тогда как после проведения алиментарного теста растительным маслом наблюдается практически противоположное действие: при нормальных значениях Ка'-К^-АТФ-азы регистрируется выражен-

У 4- 0 +

ное угнетение активности -АТФ-азы (р<0,002) и Са -АТФ-азы (р<0,002). Причем в обоих случаях выявляется прямая корреляционная зависимость между каталитической способностью *

данных ферментов (г =0,632, р<0,05 и г =0,538, р<0,05, со-

ответственно).

Такны образом, полученные результаты о взаимодействии различных лицевых ингредиентов на киаточние мембраны И процессы, происходящие в них, свидетельствуют об определенных метаболических эффектах продуктов, применяемых в тестах у больных .ИЗСД. Уточнение данных механизмов может способствовать Развитию новых подходов к формированию рациона питания, обоснованного с позиций мембранологии и делающего возможным достикение более полной клинико-метаболической компенсации ИЗСД.

ВЫВОДЫ

1. ИЗСД характеризуется значительной активацией ПОЛ, сопровождающейся преимущественным накоплением его перви :.шх продуктов на всех этапах развития заболевания. С увеличением возраста больных ИЗСД, продолжительности заболевания, суточной дозы экзогенного инсулина (более 60 Ед/сут), а также наличия поздних осложнений диабета наблюдается усиление блокирования инактивации первичных продуктов свободно-радикального окисления лнпндов, что проявляется уменьшением образования в мембр'нах эритроцитов вторичных и конечных продуктов ПОЛ.

2.. Особенностью антпоксидантной защиты в мембранах эритроцитов при ИЗСД являетс/1 глубокий дефицит основного ьрирод-ного антиокснданта а-токоферола, усугубляющийся при возрастании продолжительности заболевания, возраста больных, а также при наличии поздних осложнений и высокой потребности в экзогенном инсулине (более 60 Ед/сут). Для ИЗСД также харак-

терно компенсаторное напряжение ферментативного звена анти-оксидантной защити в мембранах эритроцитов и его угнетение при развитии поздних осложнений диабета.

3. При развитии поздних сосудистых осложнений ИЗСД активация процессов липопероксидацин в липидном бислое мембран эритроцитов оказывает угнетающее воздействие на трансмембранный АТФ-зависимый транспорт двухвалентных катионов.

4. Однократная пищевая нагрузка белком оказывает активирующее воздействие на процессы ПОЛ на всех его этапах в мембранах эритроцитов при ИЗСД, сопровождающееся компенсаторным напряжением антиоксидантной системы и увеличением активного транспорта через мембрану двухвалентных катионов.

5. Однократная пищевая нагрузка растительным аиром, вызывая некоторое уменьшение активности процессов липопероксидацин в липидном бислое мембран эритроцитов при ИЗСД, способствует значительному угнетению активности транспортных АТФ-аз.

6. Однократные пищевые нагрузки углеводами и жиром животного происхождения способствует наиболее значительному снижению активности процессов ПОЛ в мембране эритроцитов, усиливая ииффообразование и оказывая положительное влияние на антиоксидантную защиту при ИЗСД, что сопровождается увеличением трансмембранного АТФ-зависимого транспорта двухвалентных катионов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Показатели функционального состояния антиоксидантной системы (активность каталазы и, в особенности, содержание и-токоферола) и содержание продуктов ПОЛ в мембране эритроцита рекомендуются как дополнительные критерии диагностики, степени тядести и прогноза заболевания при ИЗСД, а также для комплексной оценки адаптационно-компенсаторных реакций организма в условиях окислительного стресса, характерного для ИЗСД.

2. Показатели активности мембраносвязамиых ферментов, в частности кальциевой и магниевой АТФ-аз в мембранах эритроцитов при ИЗСД, предлагаются для оценки степени тяжести и выраженности поздних осложнений ИЗСД, а также для прогноза

дальнейшего их развития.

3. На основании результатов проведенных однократных пищевых нагрузок признано необходимым использование в рационе литания больных ИЗСД оптимальних количеств белка и жира животного происхождения при более значительном потреблении продуктов, содержащих "защищенные" углеводы, под контролем нлннико-кетаболических параметров заболевания.

4. Рекомендуется более осторожное использование в ра ;ионе питания больных ИЗСД жиров растительного происхождения ил;; применения в диетотерапии продуктов, содержащих комплекс полиненасыщенных жирных кислот с повышенным содержанием витамина Е. 1