Автореферат и диссертация по медицине (14.00.37) на тему:Гипербарическая оксигенация в комплексной интенсивной терапии сахарного диабета

ЛАГУТИНА Анжелика Анатольевна

ГИПЕРБАРИЧЕСКАЯ ОКСИГЕНАЦИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ САХАРНОГО ДИАБЕТА

14.00.37 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ЛАГУТИНА Анжелика Анатольевна

ГИПЕРБАРИЧЕСКАЯ ОКСИГЕНАЦИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ САХАРНОГО ДИАБЕТА

14.00.37 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Работа выполнена в Ростовском государственном медицинском университете

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Беляевский Александр Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Женило Владимир Михайлович

доктор медицинских наук, профессор Эстрин Владимир Владимирович

Ведущая организация:

Кубанская государственная медицинская академия

Защита состоится «

//2004 г. в

часов на засе-

дании диссертационного совета Д 208.082.05 при Ростовском государственном медицинском университете (344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахи-чеванский, 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан

I

года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

В.А Шовкун

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АКМ - активные кислородные метаболиты

АКР - активные кислородсодержащие радикалы

АО - антиоксиданты

АОС - антиоксидантная система

АТФ - аденозинтрифосфат

АФК - активные формы кислорода

ВЭГ - внеэритроцитарный гемоглобин

ГБО - гипербарическая оксигенация

ГПО - глютатионпероксидаза

ИВЛ - искусственная вентиляция легких

ИТ - интенсивная терапия

КА-каталаза

КЩС - кислотно-щелочное состояние МДА - малоновый диальдегид

МСМ (СМ) - молекулы средней массы («средние молекулы»)

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПЯЛ - полиморфноядерные лейкоциты

СГА - супероксидгенерирующая активность

СД - сахарный диабет

СОД - супероксиддисмутаза

СПА - суммарная пероксидазная активность

СРО - свободнорадикальное окисление

СРП - свободнорадикальные процессы

СЭИ - синдром эндогенной интоксикации

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

ЦП - церулоплазмин

ШО - шиффовы основания

HbAlC - гликозилированный гемоглобин

N0* - оксид азота

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Сахарный диабет был и остаётся одной из актуальнейших проблем медицины. Распространенность СД в промышленно развитых странах составляет 5-6 % и имеет тенденцию к увеличению (каждые 15 лет число больных СД в мире удваивается), приобретая характер неинфекционной эпидемии (Цыганова Е.В., 2000; Зенков Н.К., 2001; Шестакова М.В., 2001; Мкртумян А.М., 2002). Происходит это в основном за счет прироста численности больных, страдающих СД 2 типа (Аметов А.С., Демидова Т.Ю., 2001). Это обстоятельство диктует необходимость поиска наиболее оптимальных терапевтических подходов с воздействием на максимально возможное число звеньев патогенеза.

Синхронно этому растет число публикаций, причем отмечается стремление авторов к более углубленному изучению патогенеза заболевания, влияния отдельных компонентов последнего на различные звенья метаболизма, в том числе на процессы ПОЛ и состояние АОС.

При всем многообразии факторов, влияющих на изменения метаболических процессов при диабете и соответственно на клинические проявления, одним из ведущих была и остаётся гипоксия, как правило, сложного генеза: артериально-гипоксемическая - из-за патологии альвеолярно-капиллярной мембраны; гемическая - вследствие нарушения кислород-транспортной функции эритроцитов из-за накопления гликозилированного гемоглобина и активации свободнорадикальных процессов; циркуляторная - из-за развития диабетической микроангиопатии, патологии свертывающей системы, раннего развития атеросклероза (Чернух A.M. и соавт., 1975; Ефуни С.Н., 1986). У больных диабетом обнаружена пониженная способность эритроцитов к деформации в результате увеличения количества HbAlC и повышения вязкости крови, что приводит к затруднению кровообращения и развитию тканевой гипоксии (Зенков Н.К., 2001). Гиперхоле-стеринемия, часто сопутствующая диабету, играет важную роль в развитии нарушений микроциркуляции, в повышении активности тромбоцитов, в склонности артерий к спазму, в ухудшении оксигенации тканей. Повреждение эндотелия сосудов и нарушение его функции вследствие активизации процессов перекисного окисления липидов, увеличение агрегацион-ных свойств тромбоцитов, активация свертывающей системы крови и снижение фибринолиза приводят к формированию микротромбозов и усугублению ишемии тканей (Аметов А.С., Демидова Т.Ю., 2001).

Следствием изложенных нарушений является дефицит кислорода в клетках, который ведет к тяжелым нарушениям обмена глюкозы, изначально искаженного при СД. В условиях клеточной гипоксии метаболизм перестраивается с аэробного на анаэробный, что приводит к накоплению молочной кислоты, пирувата и развитию энергетического дисбаланса. В условиях малого количества АТФ клетки не могут поддерживать мембранный градиент концентрации ионов натрия, калия и кальция, активный транспорт которых сопряжен с гидролизом АТФ. В частности, нарушается

активное "выкачивание" ионов кальция из клетки. Рост концентрации кальция в клетке из-за снижения темпов указанного "выкачивания" приводит к активации мембранных фосфолипаз и интенсификации перекисного окисления липидов. Накопление окисленных липидов увеличивает проницаемость мембраны, вызывает её распад и гибель клетки (Бышевский А.Ш., Терсенов О.А., 1994). Следствием этих процессов может быть снижение функциональной активности рецепторов и блокирование действия инсулина. Таким образом, формируется своеобразный порочный круг, в котором первоначальный дефект действия инсулина способствует формированию разнообразных форм гипоксии. Последняя в свою очередь блокирует эффекты инсулина на уровне клетки, приводя к росту гликемии и усугублению энергодефицита.

В связи с вышеизложенным устранение дефицита кислорода или снижение степени его выраженности представляется как одно из непременных условий для успешной реализации всех прочих методов лечения, включая специфические. Несмотря на существование большого числа форм и методов устранения гипоксии (оксигенотерапия, ИВЛ и пр.), большинство из них не обеспечивает адекватное поступление кислорода к тканям с нарушенным вследствие диабета метаболизмом, а если и обеспечивает, то взаимодействие кислорода с тканями не достигает оптимальных результатов вследствие нарушения процессов утилизации кислорода.

Особое место в этом плане занимает гипербарическая оксигенация. Известно, что за счет повышенной проницаемости гипербарического кислорода в ткани удается достигнуть улучшения окислительных процессов даже в слабо васкуляризованных структурах, в особенности в периферическом русле и в тканях с извращенным метаболизмом. Помимо специфического антигипоксического действия сеансы ГБО при СД оказывают гипог-ликемизирующий эффект, связанный с подавлением активности симпати-ко-адреналовой системы, повышают чувствительность клеток-мишеней к инсулину и стимулируют остаточную секрецию инсулина бета-клетками поджелудочной железы.

Казалось бы, что эти эффекты гипербарического кислорода должны стать решающими в аргументации целесообразности применения метода ГБО в комплексе интенсивной терапии сахарного диабета, если бы не одно обстоятельство: кислород под давлением обладает способностью инициировать свободнорадикальные процессы, приводя к генерации высокоактивных интермедиаторов молекулярного кислорода. Это обстоятельство представляется чрезвычайно важным, так как известно, что в патогенезе СД активация данных процессов и без того оказывается выраженной, сопровождаясь дисбалансом между прооксидантами и антиокислителями, приводящим к избытку свободных радикалов и накоплению высокотоксичных продуктов незавершенного метаболизма. Процессы перекисного окисления липидов особенно сильно активируются при длительном течении заболевания и играют определенную роль в патогенезе поздних осложнений диабета (Балаболкин М.И. и соавт., 2000; Баупев 1991; ОЪег1еуЬШ., 1988).

Таким образом, сахарный диабет, являясь моделью окислительного стресса, проявляется глубокими нарушениями в системе про- и антиокси-дантов, выраженность которых зависит от степени компенсации углеводного обмена. В этой связи включение в комплекс интенсивной терапии СД сеансов ГБО, способной потенцировать "респираторный взрыв" на уровне клетки, вызывает опасения из-за возможного усугубления уже имеющегося дисбаланса в системе ПОЛ/АОС.

В литературе упоминается о целесообразности включения ГБО в комплексную интенсивную терапию сахарного диабета, однако рекомендации носят общий характер и не дают ответа на упомянутые нами вопросы. В этой связи обоснованный интерес представляет изучение изменений, вызываемых гипербарическим кислородом у больных сахарным диабетом со стороны общих клинических характеристик и со стороны тех параметров гомеостаза, которые в наибольшей степени подвержены воздействию, как самого заболевания, так и агрессивного гипербарического кислорода. Цель исследования. Улучшение результатов лечения больных сахарным диабетом путем включения в комплекс лечебных мероприятий гипербарической оксигена-ции.

Задачи исследования.

1. Изучить состояние системы ПОЛ/АОС в сопоставлении со структурно-функциональным состоянием клеточных мембран на фоне комплексной интенсивной терапии сахарного диабета, определенной т.н. "стандартом лечения".

2. Изучить в динамике те же показатели в группе больных, которым в комплексную ИТ сахарного диабета была включена ГБО.

3. Сопоставить результаты, выявленные в группах сравнения, и решить вопрос о допустимости и целесообразности применения ГБО.

4. Выработать практические рекомендации по методике применения ГБО при рассматриваемой патологии.

Научная новизна работы.

1. Впервые обоснована теоретически и доказана результатами специфических методов исследования целесообразность и допустимость включения ГБО в комплекс интенсивной терапии декомпенсированного сахарного диабета.

2. Впервые конкретизированы и описаны изменения в показателях, характеризующих состояние перекисного окисления липидов и антиоксидант-ной системы, состояние эндотоксикоза, наличие и степень выраженности нитрозирующего стресса, уровень циркулирующих иммунных комплексов, а также структурно-функциональное состояние мембран клеток на модели эритроцитов у пациентов с декомленсированным сахарным диабетом на фоне так называемой стандартной интенсивной терапии.

3. Впервые уточнены механизмы формирования окислительного и нитро-зирующего стрессов, выявлена взаимосвязь степени компенсации углеводного обмена с выраженностью свободно-радикальных процессов, с показа-

телями эндотоксикоза, физическим состоянием биологических мембран, определяющим активность мембраносвязанных рецепторов. 4. Впервые показано корригирующее воздействие гипербарического кислорода на систему ПОЛ/АОС, а также на физическое состояние мембран клеток у лиц, страдающих сахарным диабетом. Практическая значимость работы.

1. Расширено представление врачей о патогенезе сахарного диабета, о роли гипоксии, а также нарушений в течении свободно-радикальных процессов, обусловленных изменением ассимиляции углеводов, в клинических проявлениях заболевания.

2. Материалы диссертационного исследования расширяют представление практических врачей об изменениях в гомеостазе больных, страдающих сахарным диабетом 2 типа, обусловленных включением в комплексную терапию гипербарической оксигенации.

3. Основываясь на результатах данного исследования, практические врачи получают возможность дополнить арсенал лечебных мероприятий при сахарном диабете методом коррекции свойственных данной патологии нарушений метаболизма в виде гипербарической оксигенации.

4. Выработаны практические рекомендации по оптимальным вариантам применения гипербарической оксигенации в комплексной терапии СД.

Внедрение результатов работы в практику.

Результаты работы внедрены в практическую деятельность отделений анестезиологии и реанимации 1602 ОВКГ СКВО и БСМП № 1 и № 2 г. Ростова-на-Дону, эндокринологического отделения 1602 ОВКГ СКВО, отделения анестезиологии и реанимации клиники РостГМУ, отделения анестезиологии и реанимации Центральной городской больницы г. Батайска. Основные положения диссертации включены в лекционные разделы кафедры анестезиологии и реаниматологии ФПК и ППС РостГМУ, курса анестезиологии и реаниматологии РостГМУ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Сахарный диабет, особенно декомпенсированные его формы, сопровождается повышенной генерацией свободных радикалов, интенсификацией ПОЛ, приводящими к дестабилизации эритроцитарных мембран.

2. Традиционная интенсивная терапия в рамках т. н. "стандарта лечения" способствует уменьшению интенсивности свободно-радикальных процессов, но не устраняет вызванных ими изменений физического состояния клеточных мембран.

3. Включение сеансов ГБО в комплекс ИТ сахарного диабета не приводит к дополнительной стимуляции свободно-радикальных процессов. В то же время регистрируется четкая тенденция к снижению проявлений окислительного и нитрозирующего стрессов, к нормализации структурно-функциональных характеристик клеточных мембран.

g

Апробация материала.

Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. 11-м съезде межрегиональных обществ анестезиологов и реаниматологов Северо-Запада, 23-25 июня 2003 г., г. Архангельск.

2. 11-м съезде анестезиологов и реаниматологов Юга России, 2-3 октября 2003 г., г. Анапа.

3. Ш-й межвузовской международной конференции молодых ученых, специалистов и студентов "Обмен веществ при адаптации и повреждении", 26 марта 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

4. 1У-й научной сессии Ростовского государственного медицинского университета, 16 апреля 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

5. Всероссийской научно-методической конференции "Рекомендации, протоколы, стандарты в анестезиологии и реаниматологии: мировой опыт и состояние проблемы в регионах России", 21-23 мая 2004 г., г. Геленджик.

6. Заседании кафедры анестезиологии и реаниматологии ФПК и ППС Ро-стГМУ, 12 мая 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

Публикации по материалам диссертации.

По материалам диссертации опубликовано в печати 11 работ. Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 22 таблицы, 1 рисунок; состоит из введения, обзора литературы, 5-ти глав собственных исследований и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 153 отечественных и 85 зарубежных источников литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Материал и методы исследования.

В основу работы положен анализ результатов комплексного клинико-лабораторного обследования 74 пациентов с сахарным диабетом 2 типа средней степени тяжести, находившихся на стационарном лечении в палатах интенсивной терапии 1602 Окружного военного клинического госпиталя СКВО в период с 2000 по 2004 гг.

Диагноз диабета устанавливался в соответствии с критериями Американской диабетической ассоциации и Всемирной Организации Здравоохранения (1997,1998).

До момента госпитализации все пациенты получали противодиабети-ческую терапию продолжительностью не менее 3 месяцев [диетотерапия в комбинации с приемом препаратов сульфонилмочевины (глибенкламид, гликлазид) и/или с бигуанидами (метформин)].

При поступлении больных в стационар производился забор сред для лабораторного анализа (перечень изучаемых показателей приводится ниже). Пациенты были разделены на две группы в зависимости от подключения (неподключения) к стандартной интенсивной терапии метода гиперба-

рической оксигенации. Первую (контрольную) группу составили 37 человек, которые получали лечение по так называемой традиционной схеме. Вторую (исследуемую) группу -37 человек - сформировали из пациентов, которым со 2-3-го дня в дополнение к традиционной ИТ подключали сеансы ГБО № 6-8. Сеансы ГБО проводились в отечественных одноместных лечебных барокамерах типа БЛКС-301 и БЖС-303 МК с применением медицинского кислорода (ГОСТ 5583-78). Режимы ГБО подбирались индивидуально в зависимости от исходного состояния больного, переносимости сеансов, реакции сердечно-сосудистой системы. В первом сеансе определялась переносимость процедуры (сеанс 20 мин, давление не выше 1,3-1,5 Ата). В дальнейшем режим ГБО составлял 1,5 Ата, продолжительность сатурации - 30-40 минут.

В качестве дополнительного контроля использовали показатели здоровых добровольцев из банка данных РГУ (кафедра биологической химии).

Исследование проб крови проводили в обеих группах до начала и после окончания курса интенсивной терапии, в среднем - на 12-14 сутки с момента госпитализации.

, Результаты исследования оценивались по динамике клинических проявлений, показателей, отражающих степень компенсации углеводного обмена [гликемический профиль, уровень гликозилированного гемоглобина (НВА1С)], лабораторных маркеров эндотоксикоза [уровень молекул средней массы (МСМ), определяемых при длинах волн спектрофотометра 210, 254 и 280 нм], уровней ЦИК. Состояние свободно-радикального окисления анализировали по концентрации молекулярных продуктов ПОЛ в сыворотке крови и мембранах эритроцитов [диеновые коньюгаты (ДК), малоновый диальдегид (МДА), шиффовы основания (ШО) в плазме и эритроцитах] . Дополнительно к данным характеристикам окислительного стресса изучали уровень двух разновидностей нитрозогемоглобина (NOHb 418 и 545) как показателей нитрозирующего стресса

Состояние антиоксидантной системы оценивали по уровню ферментативных антиоксидантов плазмы и эритроцитов, а именно - церулоплаз-мина (ЦП), каталазы (КАТ), супероксиддисмутазы (СОД).

О влиянии свободно-радикальных процессов на состояние клеточных мембран судили по содержанию внеэритроцитарного гемоглобина (ВЭГ) и суммарной пероксидазной активности (СПА), а также по показателям, определяемым с помощью зонда пирена - микровязкости (РЭ/FM 334 и 282), полярности [F372/393 (334) и (282)] липидного бислоя и зон аннуллярных липидов и эффективности безизлучательного переноса энергии (Fo-F/Fo).

В целях уточнения состояния мембранолокализованных белков, в том числе рецепторных, определяли флюоресценцию окисленных белков (F360/440), а также флюоресценцию окисленного(Р320/400) и нирозилиро-ванного (F406/450) тирозина, входящего в состав инсулинового рецептора.

Цифровой материал подвергнут статистической обработке по программе «Excel - 2000». О степени достоверности судили по её коэффици-

енту (Р), приводимому в тексте диссертации параллельно средним цифровым значениям.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Анализ общих клинических характеристик

Наибольшее число больных с декомпенсацией СД приходилось в обеих группах на лиц старшего возраста (50-70 лет), которые составили 70 % от всего количества проанализированных нами больных. Это соответствует эпидемиологии СД 2 типа, представленной в результатах анализа Военно-медицинской академии и Городского Гериатрического центра Санкт-Петербурга (81егаё2М I., 1999).

У всех больных как контрольной, так и исследуемой групп при поступлении в стационар было выявлено повышение среднесуточного уровня сахара крови в пределах 8-14 ммоль/л, суточной глюкозурии от 0,5 до 2 %, а также повышение концентрации НЬА1С в пределах 7-10 %, что свидетельствовало об ухудшении кислородтранспортной функции эритроцитов. Кроме того, у 30 % больных регистрировалась кетонурия, у 7 % - метаболический ацидоз.

В общеклинических анализах крови у большинства больных не выявлено патологических изменений.

В биохимических показателях также не выявлено существенных изменений, за исключением показателей, свидетельствующих о нарушении углеводного и липидного обменов. По нашему мнению, наиболее существенными из данных показателей, характеризующих состояние больных, являются гликемический профиль, уровень гликозилированного гемоглобина (НЬА1С), наличие и степень выраженности ацетонурии. По изменению именно этих показателей оценивалась эффективность проводимой терапии.

При сравнении показателей, характеризующих углеводный обмен в динамике в обеих группах на фоне использования различных методов ИТ, отмечена статистически достоверная разница в изучаемых параметрах. В частности, среднесуточный уровень гликемии в первой группе снизился до 8,3-8,5 ммоль/л, в группе с применением ГБО - до 6,6-7,2 ммоль/л, в то время как при поступлении этот показатель в обеих группах составлял 1012 ммоль/л. Пациентам, у которых в комплекс ИТ ГБО не входила, для нормализации углеводного обмена требовалась неоднократная коррекция дозы экзогенного инсулина (0,5-0,7 ЕД/кг). Достижение целевых значений указанных параметров компенсации обмена углеводов регистрировалось на 3-6 дней позже, чем во второй группе больных. Снижение уровня гли-козилированного гемоглобина отмечено в обеих исследуемых группах пациентов, но достоверные данные удалось получить лишь при применении метода ГБО-терапии. Однако целевого уровня компенсации по данному показателю (НЬА1С) не достигнуто и в группе с использованием ГБО, что можно объяснить недостаточно продолжительным сроком наблюдения в сравнении с временем жизни эритроцита. Однако достоверное различие показателей компенсации углеводного обмена в сравниваемых группах по-

зволяет отметить значимый гипогликемизирующий эффект гипербарического кислорода.

Наши данные подтверждают результаты исследования, осуществленного Н.И. Иванущак и А.П. Харитоненко (2002), в которых было отмечено, что применение ГБО в комплексном лечении больных СД способствует повышению эффективности лечения: снижению степени гипергликемии, дозы пероральных сахароснижающих препаратов и инсулина, улучшению качества жизни.

2. Анализ состояния свободнорадикального окисления и антиок-сидантяой системы плазмы крови

Проведенные клинико-биохимические исследования свидетельствуют о том, что в плазме крови пациентов с СД при поступлении (до начала лечения) на фоне декомпенсации углеводного обмена наблюдается существенная активация процессов ПОЛ. При этом в плазме крови констатируется накопление первичных, вторичных и конечных молекулярных продуктов ПОЛ. Содержание первичных продуктов ПОЛ - ДК превышает норму почти в два раза. Уровень вторичного продукта ПОЛ - МДА повышен в сравнении с донорами на 17% (среднее значение составило 25,61+2,0 нмоль/мл). Наиболее выраженные изменения отмечены в содержании конечных продуктов ПОЛ - ШО в плазме крови. Содержание ШО у больных превышает его уровень в сравнении с донорами в 2,5 раза. Считается, что продукты ПОЛ типа МДА относятся к бифункциональным поперечносши-вающим реагентам и способствуют образованию высокомолекулярных конечных продуктов - шиффовых оснований, что приводит к необратимому нарушению метаболизма Показатели хемилюминесценции, отражающие начальные стадии ПОЛ, превышают по показателю ХЛ (Н, мм) на 50 % уровень здоровых добровольцев, принятый в нашем исследовании за условно нормальный; по показателю же ХЛ (8шхЮ4) почти в 2 раза меньше, чем у доноров.

Известно, что интенсивность реакций СРО зависит не только от скорости генерации АФК в клетках, но и от состояния антиоксидантной системы тканей и биологических жидкостей, в частности плазмы (Дубинина Е.Е. и соавт., 1991). Обнаруженная нами интенсификация процессов ПОЛ в плазме крови согласуется с недостаточностью и дисфункцией анти-оксидантной системы. Оксидазная активность важнейшего антиоксиданта плазмы крови и реактанта острой фазы ЦП оказалась сниженной при поступлении на 9 % в сравнении с донорами. Особенностью ЦП является высокая стабильность к токсическому воздействию АФК, что позволяет ему сохранить биологическую активность в условиях интенсивной генерации активных форм кислорода (Шаронов Б.П., Говорова НЛО., 1990). Функционируя в качестве перехватчика как супероксидного анион-радикала, так и гшюхлорита, он регулирует ПОЛ, а как антиоксидант этот гликопротеид выполняет роль "реактанта острой фазы" и одного из факторов естественной защиты организма при стрессовых состояниях (Пинчук М.А. и соавт,, 1990; Добротина Н.А. и соавт., 1999). Снижение уровня ЦП, отмеченное

нами у пациентов с некомпенсированным углеводным обменом, свидетельствует о глубоких и длительных нарушениях в системе ПОЛ/АОС, приводящих к истощению пула антиоксидантов.

На фоне активации процессов свободнорадикального окисления отмечается активация каталазы плазмы на 80 %. Повышение активности ката-лазы, которая является внутриклеточным ферментом и, благодаря высокой молекулярной массе, плохо проходит через клеточные мембраны, может свидетельствовать о нарушении стабильности мембран эритроцитов и других клеточных элементов крови.

Уровень нитрозогемоглобина 418 и 545 оказался повышенным в сравнении с донорами на 38 и 49 % соответственно, что свидетельствует о формировании нитрозирующего стресса при некомпенсированных формах СД. Увеличение содержания NOHb является следствием повышенной про-. дукции NO-радикала посредством активации индуцибельной NO-синтазы, которую некоторые авторы рассматривают как патофизиологическую изо-форму фермента (Одыванова Л.Р. и соавт., 1997).

Таким образом, у пациентов с СД при поступлении в стационар на фоне декомпенсации углеводного обмена наблюдается смещение равновесия в системе "ПОЛ - антиоксиданты" в плазме крови в сторону усиления свободнорадикального окисления, что расценивается как состояние окислительного стресса (Зенков Н.Н. и соавт., 1993). Кроме того, регистрируется и значительное повышение уровня нитрозогемоглобина, косвенно свидетельствующее о наличии у больных СД и нитрозирующего стресса.

При сопоставлении результатов биохимического исследования крови пациентов на фоне традиционной ИТ (1 группа) и результатов, полученных в группе наблюдений с применением ГБО-терапии (2 группа), выявлены следующие особенности. По мере компенсации углеводного обмена в обеих группах отмечается достоверное снижение содержания первичных (ДК) и конечных (ШО) продуктов плазмы, но более выраженное во 2 группе (соответственно на 32 и 45 % во второй группе по сравнению с 26 и 37 % в первой). Уровень вторичного продукта ПОЛ - МДА - более значительно повысился в 1 группе (на 11 %), в то время как во 2 группе повышение составило лишь 4 %.

При применении ГБО отмечается активация начальных стадий ПОЛ, о чем свидетельствует повышение показателей хемилюминесценции на 25%. Однако содержание конечных продуктов свободно-радикального окисления в плазме снижается значимо (Р< 0,001), достигая нормальных значений. Это свидетельствует о корригирующем влиянии гипербарического кислорода на процессы ПОЛ, который в данной ситуации выступает как универсальный адаптоген. Аналогичные результаты получены исследователями последних лет, доказывающими активацию антиоксидантной защиты и снижение процессов ПОЛ при назначении щадящих режимов ГБО (Акимова И.К. и соавт., 1989; Гармаш Л.Л. и соавт., 1989; Николаева Е.Е. и соавт., 1991; Гусев Е.И. и соавт.,2001; Ерофеева Т.Н и соавт., 2002). О снижении показателей ДК и МДА на фоне ГБО-терапии свидетельствуют результаты НА. Балацкой (2002), Е.Г. Ладарии (2002).

Уровень ЦП плазмы существенно не отличался в обеих группах на фоне лечения: исходно сниженный в сравнении со здоровыми донорами пул данного антиоксиданта продолжал истощаться. Уровень каталазы плазмы в обеих группах снижался, но более выраженно на фоне традиционной терапии. Данное обстоятельство свидетельствует о повышении стабильности мембран эритроцитов, а также, возможно, и об увеличении концентрации перекиси водорода в плазме. В пользу последнего мнения свидетельствует повышение концентрации МДА в плазме на фоне традиционной терапии.

Показатели же, характеризующие выраженность нитрозирующего стресса в динамике, более отчетливо снизились в 1 группе, в которой они достигли уровня доноров. При применении же ГБО-терапии нами не зарегистрировано достоверных изменений. Описанные выше изменения отражены в сводной таблице № 1.

Таблица 1

Сравнительная оценка показателей ПОЛ и ферментативной АОС плазмы

крови у больных обеих групп после завершения курса интенсивной терапии

Показатель Здоровые доноры Исходный фон (к обеих группах) После лечения, I группа •/•изменений и его направленность После лечения, П груши % изменений и его направленность

ЦК, н моль/мл 12,38 ±0,71 24,23 ± 5,53 * 18,10 ±3,54" -26 16,47 ±0,64** -32

«ДА, амоль/нл 21,924 1,65 25,61 ±2,0* 28,52 ± 2,79** + 11 26,78 ±1,42 +4

[ПО, зд.фл /ил 0,91 ±0,0» 2,27 ±0,97» 1,445 ±0,10** -37 1,286 ± 0,925 •* -45

ХЛ,Н,мм 23,3 ±2,8 31,17 ±13,44» 28,67 ±7.10 -9 39,0 ±8,9** + 25

ХДвпиЮ* 83,8 ±8,0 42,17 ±18,25* 32,0 ±9,87»» -24 62,0 ±10,69** + 47

ЦП, мшоль/л 1,12±0,1б 1,05 ±0,03 0,91 ±0,15 -13 0,91*0,15 -13

КАТ, шодьН202/ мл/мин 14,45 ±0,72 26,09 ±3,63* 16,01 ± 5,34 •• -40 20,0 ±4,51 ** -24

даНЬ 418, воУмгНЬ 5,3 ± 0,2 7,33 ±0,23* 5,37 ± 1,24 ** -27 6,61 ±0,15 -10

дань 545, толь/мгНЬ 23,69 ±0,6 35,42 ±0,78* 25,47 ±0,92** -28 34,23 ±0,94 -3

Примечание:

* - достоверность различий по сравнению с донорами (Р<0,05); ** - по сравнению с исходным фоном (Р<0,05)

Э. Анализ состояния свободнорадикального окисления и антиокси-дантнон системы эритроцитов

Исследование содержания молекулярных продуктов ПОЛ и активности ферментативных антиоксидантов СОД и каталазы в эритроцитах, так же, как и в плазме, свидетельствует о развитии окислительного стресса на фоне декомпенсированного сахарного диабета. Содержание продуктов ПОЛ в эритроцитах больных существенно и значимо различается по сравнению с группой доноров (ДК больных - 7,33+1,55, доноров - 5,79+0,54 нмоль/мгНЬ; МДА больных - 6,32+0,73, доноров - 2,69+0,32 н моль/мгИЬ;

ШО больных - 0,83+0,28, доноров - 0,457+0,028 ед.фл./мгНЬ). Уровень вторичного продукта ПОЛ - МДА - в эритроцитах повышен более значительно (на 135 %), чем в плазме (на 17 %).

По мере компенсации углеводного обмена у пациентов первой группы на фоне применения "традиционной" терапии регистрировалось достоверное снижение содержания конечных продуктов ПОЛ - ШО (на 54 %), уровень МДА существенно не изменялся. Содержание же первичных продуктов ПОЛ - ДК - даже повысилось на 9 %. При использовании сеансов ГБО все три показателя уменьшились: ДК на 47%, МДА на 27 %, а конечного продукта ПОЛ - ШО - на 61 %; при этом содержание ШО и ДК даже достигало нормальных значений.

Активность ферментов внутриклеточной защиты от агрессивного кислорода оказалась значимо сниженной в сравнении с группой доноров (СОД больных - 2,15+0,23, доноров - 3,55+0,39 ед/мгНЬ; каталаза больных - 23,34+3,66, доноров - 27,61+2,78 нмоль/мгНЬ).

Описанные изменения исследуемых в рамках данной главы показателей отражены в таблице № 2.

Таблица 2

Сравнительная оценка показателей ПОЛ и ферментативной АОС эритро-

цитов у больных обеих групп после завершения курса интенсивной терапии

Показатель Здоровые доноры {сходный фо« в обеих груп-мх) После лечения, I группа % изменений и его направленность После лечении, Пгруппа % изменений и его направленность

ЦК, нмоль/мгНЬ 5,79 ± 0,54 7,33 ±1,55* 8,06 ±1,45 + 9 3,93 ±0,4** -47

МДА, кмоль/мтНЬ 2,69 ±0,32 6,32 ±0,73« 5,99 ±0,18 -6 4,61 ± 1,69 " -27

ШО, еД-фл/мгНЬ 0,457 ±0,028 0,83 ± 0,28 * 0,38 ± 0,045** -54 0,32 ± 0,042** -61

СОД, ед./игНЬ 3,55*0,39 2,15 ± 0,23 • 1,98 ±0,69 -8 2,74 ±0,93** + 27

КАТ, нмольН202/ мгНЫмин 27,61 ±2,78 23,34 ±3,66* 18,61 ±2,01 ** -20 15,86 ±3,01 ** -32

Примечание:

*- достоверность различий по сравнению с донорами (Р<0,05);

** - по сравнению с исходным фоном (Р<0,05)

Динамика ключевых ферментов АОС клетки при различных видах лечения носит разнонаправленный характер. При традиционной терапии активность СОД достоверно не изменялась (изменения незначительны - в пределах 8 % преимущественно в сторону снижения), каталаза снижалась на 20 %. При использовании же ГБО активность СОД повышалась на 27 % (Р < 0,01), а каталазы эритроцитов снижалась на 32 % (Р < 0,01), то есть, активность СОД нормализовывалась, каталаза же ингибировалась или истощалась. Повышение уровня СОД отмечено и И.А. Балацкой (2002) у больных с коксартрозом, получавших ГБО-терапию, но такие изменения констатированы не всеми исследователями. Так, активность каталазы и

СОД у новорожденных детей под влиянием ГБО в исследованиях Б.Д. Байбородова (2002) не изменялась.

Мы объясняем отсутствие стимулирующего влияния гипербарического кислорода на систему про- и антиоксидантов в условиях уже имеющегося окислительного стресса при СД с позиций адаптационно-метаболической теории гипербарической медицины (Леонов А.Н., 2002), в соответствии с которой гипербарический кислород выступает в роли универсального адаптогена (модулятора, эффектора), проявляя свое действие на саногенез на нормо-, гипо- и гипербиотическом уровнях адаптации. Аналогичные результаты, свидетельствующие о корригирующем влиянии ГБО на систему ПОЛ/АОС, получены рядом авторов при различных патологических процессах, в том числе и при СД (Ладария Е.Г., 2002; Неймарк МИ., Малолеткин А.В., 2002; Егорова Т.Н., Кулешов В.И., 2002; Байборо-дов Б.Д., 2002).

4. Анализ показателей, отражающих структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов

Известно, что целостность клетки зависит от состояния мембранных липидов, в частности фосфолипидов, деградация которых, в свою очередь, усиливается под влиянием активных форм кислорода и активации процессов свободнорадикального окисления (Егорова Т.Н., Кулешов В.И., 2002).

Развитие окислительного стресса у пациентов с декомпенсирован-ным СД и накопление гидроперекисей вызывают нарушения целостности и структурного состояния клеточных мембран, о чем можно судить по уровню внеэритроцитарного гемоглобина (ВЭГ) и суммарной пероксидазной активности (СПА).

При анализе полученных нами результатов установлено, что уровень ВЭГ и СПА на фоне существующего окислительного стресса при поступлении превышал норму, в частности, ЮГ на 96 % (средние значения у больных составили 4,44+0,54, у доноров - 2,26+0,31 мкмоль/л), а СПА в 5 раз по сравнению с контрольной группой (у больных - 8,89+3,44, у доноров -1,72+0,08 ед/мл), что свидетельствует о наступившей дестабилизации мембран эритроцитов и повышенной их проницаемости. Подтверждением этому служит и указанное выше увеличение содержания каталазы в плазме (на 80 %) на фоне общего истощения антиоксидантного резерва

Результаты, полученные в процессе изучения структуры мембран эритроцитов с применением флуоресцентного зонда пирена, также свидетельствуют об изменении их структурной организации. Как видно из таблицы № 3, коэффициенты эксимеризации зонда пирена БЭ/РМ при длинах волн возбуждающего света 334 и 282 нм оказались повышенными на 15 и 28 % соответственно. Так как известно, что коэффициент эксимеризации пирена находится в обратной зависимости от величины микровязкости ли-пидного бислоя (Владимиров ЮА, Добрецов Г.Е., 1980; Добрецов Г.Е., 1989), приведенные выше результаты свидетельствуют о снижении микровязкости (повышении текучести) липидного бислоя и зон белок-липидных контактов.

При этом параметр Fo-F/Fo, характеризующий эффективность безыз-лучательного переноса энергии электронного возбуждения с мембранных белков на пирен и свидетельствующий о степени погружения белков в ли-пидный матрикс, а также о степени выраженности агрегации мембранных белков, до начала терапии оказался сниженным на 13 % в сравнении с контролем.

Исследование параметров F372/F393 (334) и F372/F393 (282), характеризующих полярность микроокружения зонда пирена в липидном бислое и в области аннулярных (пограничных) липидов мембран эритроцитов, выявило снижение первого показателя в сравнении с донорами при поступлении на 18%, в то время как уровень F372/F393 (282) практически не отличался от нормы.

Таблица 3

Сравнительная оценка показателей структурного состояния и стабильно-

сти клеточных мембран у больных обеих групп после завершения курса интенсивной терапии

Показатель Здоровые доноры Исходный фон (■обеих группах) После лечения, I группа % изменений и его направленность После лечения, II группа % изменений и его направленность

ВЭГ, мкмоль/л 2^6±0,31 4,44 ±0,54* 4,14 ±0,98 -7 6,04 ±1,2 + 36

СПА,ед/кл 1,72 ±0,08 8,89 ±3,44* 4,67 ±1,26 " -50 9,48 ±1,5 + 6

РэЛ?м(334), тлея. 0,78 ±0,02 0,9 ±0,14* 0,71 ±0,13 ** -22 0,91 ±0,1 + 1

Рэ/Ки (282), отлед 0,94 ± 0,04 1,21 ±0,13* 1,08 ±0.16 -И 1,09 ±0,26 -10

В72/393 (334), отн ед 1,18 ±0,03 0,97 ±0,045 * 1,12 ±0,07 + 15 0,97 ±0,16 0

ИЗ72/393 (282), отн. ед 1,24 ±0,02 1,255 ±0,18 1,08 ±0,24 -14 1,29 ±0,12 +2

Ро-ВРо, отн. ед. 0,16*0,006 0,139± 0,007 0,157*0,02 + 13 0,117±0,01 -16

В60/440, ед фя /ыг белка 0,611 ±0,04 0,672 ± 0,079 * 1,647 ± 0,241 + 145 0,545 ±0,009 •• -20

П20/400, еи флУыгбелка 1,72 ±0,29 0,89 ±0,31* 1,68 ±0,174 + 88 1,086 ±0,244 ** + 22

Р406/450, ед фл /мг белка 0,719± 0,072 1,823 ± 0,23 * 1,464 ±0,17 -20 1,675 ±0,17 -10

Примечание:

* - достоверность различий по сравнению с донорами (Р<0,05); ** - по сравнению с исходным фоном (Р<0,05)

Флюоресценция мембранных белков также отличалась от нормальных значений. Так, показатель F360/440, отражающий степень окислительной модификации белков эритроцитов, оказался повышенным на 10 %. Показатель F320/400, характеризующий наличие окислительных изменений тирозина, входящего в структуру инсулинового рецептора, также отличался от нормы (был снижен по сравнению с донорами на 50 %). В значительно большей степени (в 2,5 раза) оказался увеличенным показатель F406/450, свидетельствующий о нитрозилировании тирозина.

Таким образом, у пациентов с СД на фоне нарушенного углеводного обмена наблюдается изменение стабильности и структурного состояния

эритроцитарных мембран в виде однонаправленного повышения текучести липидного бислоя как в области жирнокислотных радикалов мембранных фосфолипидов, так и в кластерах аннулярных липидов. Наиболее выраженные изменения зарегистрированы нами при определении флюоресценции мембранолокализованных белков, особенно окисленного и нитрозили-рованного тирозина, входящего в состав инсулиновых рецепторов.

При исследовании в динамике вышеуказанных показателей стабильности мембран эритроцитов в первой группе на фоне традиционной терапии нами зарегистрировано снижение СПА на 50 % в сравнении с исходным фоном, уровень же ВЭГ был снижен незначительно (всего на 7 %). Во второй группе с применением ГБО-терапии содержание ВЭГ увеличилось (на 36 %), в то время как СПА практически не изменилась (повысилась лишь на 6 %).

На фоне традиционной терапии у больных первой группы наблюдалось снижение текучести как липидного слоя (на 22 %), так и кольцевых липидов (на 11 %). При использовании ГБО достоверных изменений этих показателей не отмечено.

Более наглядно влияние различных подходов к терапии (т.е. с использованием ГБО и без таковой) на структурную организацию клеточных мембран вырисовывается при изучении показателя Ро-Р\Ро, характеризующего степень погружения белков в липидный бислой, а также ассоциации белков в мембране. При традиционной терапии данный показатель увеличивается на 13 %, что можно расценить как усиление окислительной модификации мембранных бежов. В пользу такого заключения говорит и повышение показателя флуоресценции мембранных белков эритроцитов (Р360\440) до 1,64+0,24 (в норме - 0,61+0,04), также свидетельствующее об образовании межмолекулярных "сшивок" вследствие окислительной модификации мембранных бежов под действием продолжающихся процессов ПОЛ, о которых свидетельствует, прежде всего, увеличение МДА -вторичного продукта ПОЛ. При подключении же ГБО данный показатель меняется противоположно, а именно - снижается на 16 %. Учитывая также снижение флуоресценции мембранных белков и уменьшение уровня ШО, можно утверждать, что гипербарический кислород, снижая интенсивность ПОЛ, не только не оказывает отрицательного влияния на структурную организацию мембран, но даже способствует нормализации структуры последней и, возможно, её функции. На фоне же традиционной терапии продолжаются процессы окислительной модификации белков мембран, в том числе и окисление тирозина, входящего в состав инсулиновых рецепторов мембран (Р360/440 увеличивается на 145 %, Р320/400 - на 88 %). Продолжающейся окислительной модификацией тирозина можно объяснить необходимость частой коррекции дозы инсулина при традиционной ИТ.

Полярность липидного бислоя Р372/393(334) на фоне стандартной ИТ в наших исследованиях увеличивалась на 15 %, что свидетельствует о разрыхлении мембран. Полярность же аннулярных липидов -Р372/393(282) - снижалась на 14 %, то есть окружение мембранных белков, в том числе рецепторных, становилось более жестким. На фоне ГБО-

терапии полярность мембран эритроцитов существенно не изменялась (колебания в пределах 2 %).

Заключая обсуждение данных, касающихся исследуемых показателей, можно заметить, что применение стандартной ИТ способствует некоторому снижению текучести (повышению микровязкости) мембран эритроцитов. Однако наблюдается увеличение полярности липидного бислоя, свидетельствующее о их разрыхлении. В то же время, полярность зон кольцевых липидов снижается, что указывает на усиление белок-липидного взаимодействия в окружении рецепторных белков. Показатель, характеризующий степень ассоциации мембранных белков друг с другом, увеличивается, свидетельствуя о продолжающейся под влиянием продуктов ПОЛ их окислительной модификации, что ведет к изменению их активности и функции, в том числе и рецепторной. Флуоресценция белка, характеризующая окислительную модификацию тирозина в биологической мембране, также увеличивается, что свидетельствует об изменении его активности и усугублении нарушения тирозинкиназного механизма фосфо-рилирования внутриклеточной субъединицы инсулинового рецептора. В итоге это нарушает транслокацию транспортеров глюкозы на плазматическую мембрану.

На фоне применения гипербарического кислорода последний показатель изменяется противоположно, то есть окислительная модификация мембранных белков уменьшается. Микровязкость и полярность и липид-ного бислоя, и зон аннулярных липидов достоверно не изменяется. Данным обстоятельством, возможно, объясняется выраженное положительное влияние на углеводный обмен ГБО-терапии, реализуемое через восстановление чувствительности и функции инсулиновых рецепторов, расположенных в мембранах клеток. Полученные нами результаты подтверждают мнение ряда авторов (Егорова Т.Н., Кулешов В.И., 2002) о том, что основой воздействия кислорода под повышенным давлением на организм человека является стабилизация биологических мембран клеток. Таким образом, есть основания полагать, что ГБО не только устраняет гипоксию, оказывая тем самым более благоприятный клинический эффект при СД, но и влияет в положительном аспекте на морфологию тканей, реализуя своё адаптстенное действие на молекулярном уровне через регуляцию процессов ПОЛ/АОС.

5. Анализ динамики показателей эндотоксикоза и уровня циркулирующих иммунных комплексов

В качестве маркеров эндотоксикоза нами использованы показатели содержания различных фракций молекул средней массы (МСМ) - 210,254 и 280. Их средние цифровые значения в сочетании с концентрацией циркулирующих иммунных комплексов указаны в табл. 4.

Таблица 4

Сравнительная оценка уровней МСМ и ЦИК у больных обеих групп после завершения курса интенсивной терапии

Показатель Здоровые доноры Исходный фон (■обеих группах) После лечения, I группа % изменений и его напранле-ность После лечения, Пгруппа % изменений и его направле-ность

МСМ 210 им, ед./мл 24,88 ±1,01 18,05 ± 1,31* 17,5 ±2,06 -4 14.5 ±1,03** -20

МСМ 254 нм, га/мл 1,68 ±0,09 1,78 ±0,12 1,68 ±0,79 -6 1,46 ±0,2 -18

МСМ 280 нм, ея./ил 2,15 ±0,1 1,8 ±0,08 * 1,84 ±0,72 + 2 1,57 ±0,12 -13

ЦИК, ед. 54,24 ±2,03 54,77 ± 3,56 185,67 ± 24,67*' + 238 140,7 ±22,23 ** + 156

Примечание:

* - достоверность различий по сравнению с донорами (Р<0,05);

** - по сравнению с исходным фоном (Р<0,05)

В процессе анализа представленных в таблице данных обнаруживается, что до начала лечения содержание фракций МСМ 210 и 280 в венозной крови снижено в сравнении с донорами на 30 и 16 % соответственно. Если рассматривать МСМ как компонент антиоксидантной системы, то данное обстоятельство дополнительно свидетельствует об её истощении при СД.

Мы интерпретируем констатированное нами снижение уровня МСМ следующим образом. Известно, что острый и хронический стрессы сопровождаются повышением уровня кортизола. Влияние кортизола на систему иммунитета многообразно и зачастую проявляется иммунносупрессией в виде.Т- и В-клеточной лимфопении (Коломоец Н.М и соавт., 1997). Рядом авторов (Абусуев С.А., Муслимова Э.Э., 1999) показана гиперкортизоле-мия при всех видах сахарного диабета, чем можно объяснить сниженный уровень МСМ при декомпенсации углеводного обмена, а также не очень высокий, вопреки ожидаемому при диабете как аутоиммунном заболевании, уровень ЦИКов. Последние оказались примерно такими же, как и у доноров. На фоне традиционной терапии нами не отмечено достоверных изменений ни в одной из фракций среднемолекулярных пептидов. В группе же с применением гипербарического кислорода регистрировалось некоторое снижение исследуемых фракций МСМ в сравнении с исходным.

Мы не можем дать сравнительной с литературными данными характеристики изменений показателей изучаемых нами фракций МСМ, т.к. не обнаружили в литературе аналогичных исследований при сахарном диабете. В процессе анализа результатов изучения динамики МСМ при различных патологических процессах, рядом авторов (Вальдман Б.М. и соавт., 1991; Волчегорский И.А. и соавт., 1991; Виноградов А.Ю., 1994) отмечено, что отдельные фракции МСМ могут способствовать подавлению процессов ПОЛ, т.е. обладать антиоксидантными свойствами. Если рассматривать выявленное нами в процессе исследования снижение всех фракций МСМ как при поступлении, так и на фоне лечения в качестве компонента АОС,

то данное обстоятельство свидетельствует об истощении последней при СД.

В процессе лечения нами выявлен факт увеличения уровня ЦИКов при использовании ГБО в 2,5 раза, в то время как без такового - в 3,5 раза. Это явление мы объясняем активацией "ленивых фагоцитов" (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. 1999) вследствие оптимизации их энергетики по мере компенсации углеводного обмена. Более высокий уровень ЦИКов при традиционной терапии, возможно, связан с недостаточной компенсацией СД в определенный нами срок наблюдения и неполной нормализацией системы ПОЛ и АОС, что приводит к изменению рецепторов макрофагов и иммуноглобулинов вследствие гликозилирования и пероксидации и замедляет клиренс ЦИКов, приводя к их накоплению.

В заключение мы считаем целесообразным высказать мнение, основанное на полученных в нашем исследовании результатах, о том, что использование гипербарического кислорода в лечении больных сахарным диабетом способствует более стойкой и более выраженной компенсации углеводного обмена, значительно уменьшает окислительный стресс [достоверно снижается содержание как промежуточных (ЦК, МДА), так и конечных (ШО) продуктов перекисного окисления], способствует сохранению и восстановлению физико-химических свойств липидного бислоя и мембранолокализованных белков (показатели текучести и полярности остаются стабильными, а окислительная модификация и флуоресценция окисленных белков уменьшается). В целом же ГБО оказывает при диабете антипшоксическое, мембраностабилизирующее, метаболическое и имму-нореабилитирующее действие. Эффект последействия ГБО свидетельствует о проявлении адаптогенных свойств гипербарического кислорода. Движущий фактор адаптационного процесса при гипероксии и в последействии ГБО является эквивалентом конформационной перестройки биомолекул, обеспечивающих физико-химическую кинетику в тканях (Леонов А.Н., 1996). Гипербарический кислород как универсальный акцептор электронов способен индуцировать конформацию не только молекул белков и нуклеиновых кислот, но и липидов. Явление коррекции свободноради-кального процесса липопероксидации и специфической антирадикальной активности (СОД) указывает на свойство гипербарического кислорода принимать участие в механизмах конформационных изменений биомолекул. Кислородное действие на организм при сахарном диабете осуществляется как по прямому адаптационно-метаболическому пути воздействия гипербарического кислорода на углеводный обмен и свободнорадикальные процессы, так и через адаптационно-функциональное корригирование центральной нервной регуляции метаболического обеспечения висцеральных функций (Леонов А.Н., 1996; Поляков П.В., 2002). Необходимо признать и роль последействия генерализованной гипероксии. Мобилизация адаптационных механизмов, включающих нервнотрофические звенья, находится в прямой зависимости от метаболической коррекции гипербарическим кислородом ишемического воздействия на регуляторные центры коры больших полушарий, лимбического мозга и вегетативной нервной системы.

Саногенетический эффект адаптационно-метаболической терапии гипербарическим кислородом, реализующийся через коррекцию оксидант-ных и антиоксидантных реакций, может рассматриваться как научное обоснование клинической целесообразности использования ГБО в комплексном лечении сахарного диабета, особенно его декомпенсированных и осложненных форм, то есть в ситуации, когда в организме уже развились признаки системной дезадаптации, достигшей уровня окислительного стресса. Выступая одновременно в качестве и агрессора, и адаптогена, метод способствует более благоприятному течению как процессов ПОЛ и сопряженных с ними структурных перестроек биомембан, так и в целом го-меостаза за счет симпатолитического и стресспротекторного эффектов.

Выводы.

1. Течение декомпенсированного сахарного диабета характеризуется дисбалансом в системе ПОЛ/АОС с преобладанием процессов перокси-дации. Это приводит к существенным изменениям физических свойств мембран клеток и, как следствие, нарушению их функции.

2. На фоне применения традиционной ИТ по мере стабилизации углеводного обмена регистрируется снижение активности ПОЛ, отмечается тенденция к стабилизации клеточных мембран, но остается истощенной антиоксидантная система плазмы и эритроцитов, а в мембранах клеток сохраняются изменения физических и структурных параметров.

3. При использовании метода ГБО-терапии наблюдается более ранняя и стойкая компенсация углеводного обмена, снижается концентрация конечных продуктов ПОЛ. Дефицит ферментов-антиоксидантов при этом сохраняется. Превалирование положительных эффектов свидетельствует о целесообразности включения ГБО в комплексную интенсивную терапию декомпенсированных форм сахарного диабета.

4. Положительные эффекты гипербарического кислорода способствуют лучшей сохранности структурно-функциональной организации клеточных мембран, что дополнительно свидетельствует о целесообразности и допустимости включения метода ГБО в комплексную интенсивную терапию декомпенсированного сахарного диабета.

5. При декомпенсированном сахарном диабете применение метода ГБО в режиме 1,5 Ата с экспозицией 30-40 минут № 6-8 не оказывает про-оксидантного действия. Метод выступает в данной ситуации только в качестве универсального адаптогена.

Практические рекомендации.

1. В практической деятельности врачей применение гипербарической оксигенации у больных с некомпенсированным сахарным диабетом показано с целью снижения степени выраженности гипоксии, стабилизации углеводного обмена, а также коррекции оксидативного статуса клетки и связанного с ним структурно-функционального состояния мембранно-ферментных ансамблей.

2. Применение метода ГБО-терапии при сахарном диабете (7 сеансов по 40 минут при 1,5 Ата) целесообразно начинать в первые же сутки с момента поступления в стационар.

3. Применение гипербарической оксигенации позволяет в более ранние сроки достигнуть компенсации углеводного обмена, снизить дозу са-хароснижающих препаратов, а в ряде случаев и отсрочить перевод больных на инсулинотерапию за счет гипогликемизирующего, антиоксидант-ного и мембранопротективного эффектов метода.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Лагутина А. А., Беляевский А. А. Особенности течения и комплексной терапии сахарного диабета у военнослужащих в условиях вооруженного конфликта // Актуальные вопросы внутренней патологии. Сборник трудов и тезисы докладов Дорожной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону. - 2002.- С. 28-30.

2. Лагутина А.А., Еременко Д.Г., Беляевский А.А. О целесообразности и допустимости применения ГБО в комплексной интенсивной терапии больных сахарным диабетом. // Бюллетень гипербарической биологии и медицины. - 2002.- т. 10, № 1-4.- С. 93-94.

3. Беляевский А.Д., Лагутина АА, Милютина Н.П. Сахарный диабет: современные акценты в патогенезе и в подходах к интенсивной терапии. // Вестник интенсивной терапии. - 2003,- № 1.- С. 3-9.

4. Лагутина А.А., Беляевский А.Д. Состояние системы ПОЛ/АОС в динамике у лиц с декомпенсированным сахарным диабетом 2 типа на фоне комплексной интенсивной терапии. // Научно-практическая конференция терапевтов ЮФО: "Формулярная система, стандарты России в клинике внутренних болезней". Сборник докладов и тезисов. - Ростов-на-Дону. -2003.-С. 120-121.

5. Беляевский А.Д., Лагутина АА Патогенетические особенности развития и интенсивной терапии септического процесса на фоне сахарного диабета. // П съезд межрегиональной ассоциации общественных объединений анестезиологов и реаниматологов Северо-Запада. Сборник докладов и тезисов. - Архангельск. - 2003- С. 158-159.

6. Лагутина АА, Беляевский АА, Беляевский С А Гипербарическая оксигенация и сахарный диабет: новые точки соприкосновения. // Материалы конгресса анестезиологов-реаниматологов Центрального федерального округа: "Современные технологии в анестезиологии и реаниматологии". Сборник докладов и тезисов. - Москва. - 2003.- С. 148-149.

7. Лагутина АА, Беляевский АА, Беляевский С А Гипербарическая оксигенация в комплексной интенсивной терапии декомпенсированных форм сахарного диабета // Гипербарическая физиология и медицина -2003.-№4.-С.21-28.

8. Лагутина АА, Беляевский АА, Беляевский СА Интенсивная терапия сахарного диабета с использованием гипербарической оксигенации. // Вестник интенсивной терапии. - 2003.- № 5.- С. 189-190.

9. Беляевский С А., Согикян А. С, Суярова Е.Д., Лагутина А. А. и др. Универсальность и специфичность ответной реакции со стороны компонентов ПОЛ/АОС на разные виды агрессии. // Труды III межвузовской международной конференции молодых ученых, специалистов и студентов: "Обмен веществ при адаптации и повреждении**. Сборник докладов и тезисов. - Ростов-на-Дону. - 2004,- С. 24-25.

10. Состояние клеточных мембран при сахарном диабете и его изменение под воздействием гипербарического кислорода. // Анестезиология и реаниматология. - 2004. - № 3.- С. 57-58.

11. Беляевский А.Д., Согикян А.С, Суярова ЕД ... Лагутина А.А. и др. Нежелательные эффекты ГБО - пути коррекции // Вестник интенсивной терапии. - 2004 - № 5- С. 81-83.

Подписано в печать 10.11.04. формат 60x84/16. Объем 1,0 уч.-изд. л. Бумага писчая. 80 г/м2. Гарнитура «Таймс». Печать РИЗОГРАФ. Заказ № 594. Тираж 120 экз. Типография ГУВД Ростовской обл, 344007, г. Ростов-на-Дону, пр. Ворошиловский, 28

»2A43 5

Актуальность проблемы

Сахарный диабет (СД) был и остаётся одной из актуальнейших проблем медицины. В последние годы особенно четко проявляется тенденция к росту как частоты заболевания, так и тяжести течения диабета. Данная патология занимает третье место среди непосредственных причин смерти после сердечнососудистых и онкологических заболеваний. Распространенность СД в промыш-ленно развитых странах составляет 5-6 % и имеет тенденцию к увеличению (каждые 15 лет число больных СД в мире удваивается), приобретая характер неинфекционной эпидемии (Цыганова Е.В., 2000; Зенков Н.К., 2001; Шестако-ваМ.В., 2001; Мкртумян A.M., 2002). Происходит это в основном за счет прироста численности больных, страдающих СД 2 типа (Аметов А.С., Демидова Т.Ю., 2001).

Синхронно этому растет число публикаций, причем отмечается стремление авторов к более углубленному изучению механизмов патогенеза диабета, влияния отдельных компонентов последнего на различные звенья метаболизма, в том числе на процессы ПОЛ и состояние АОС.

При всем многообразии факторов, влияющих на изменения метаболических процессов при диабете и соответственно на клинические проявления, одним из ведущих была и остаётся гипоксия, как правило, сложного генеза. Известно, что при СД 2 типа тканевая и циркуляторная гипоксия выражены в большей степени, чем при СД 1 типа вследствие включения возрастных изменений, связанных с атеросклерозом. У больных диабетом обнаружена пониженная способность эритроцитов к деформации в результате увеличения количества HbAlC и повышения вязкости, что приводит к затруднению кровообращения и развитию тканевой гипоксии (Зенков Н.К., 2001).

Кроме того, отмечаются гемореологические нарушения, обусловливающие расстройства микроциркуляции. Гиперхолестеринемия, часто сопутствующая диабету, играет важную роль в развитии нарушений микроциркуляции, в повышении активности тромбоцитов, в склонности артерии к спазму, в ухудшении оксигенации тканей. Повреждение эндотелия сосудов и нарушение его функции вследствие активизации процессов перекисного окисления липидов, увеличение агрегационных свойств тромбоцитов, активация свертывающей системы крови и снижение фибринолиза приводят к формированию микротромбозов и усугублению ишемии тканей (Аметов А.С., Демидова Т.Ю., 2001).

Следствием изложенных нарушений является дефицит кислорода в клетках, который ведет к тяжелым нарушениям обмена глюкозы, изначально искаженного при СД. В условиях клеточной гипоксии метаболизм перестраивается с аэробного на анаэробный, что приводит к накоплению молочной кислоты, пи-рувата и развитию энергетического дисбаланса. В условиях малого количества АТФ клетки не могут поддерживать мембранный градиент концентрации ионов натрия, калия и кальция, активный транспорт которых сопряжен с гидролизом АТФ. В частности, нарушается активное "выкачивание" ионов кальция из клетки. Рост концентрации кальция в клетке из-за снижения темпов указанного "выкачивания" приводит к активации мембранных фосфолипаз и интенсификации перекисного окисления липидов. Накопление окисленных липидов увеличивает проницаемость мембраны, вызывает её распад и гибель клетки (Бышев-ский А.Ш., Терсенов О.А., 1994). Следствием этих процессов может быть снижение функциональной активности рецепторов и блокирование действия инсулина. Таким образом, замыкается порочный круг, в котором первоначальный дефект действия инсулина способствует формированию разнообразных форм гипоксии. Последняя в свою очередь блокирует эффекты инсулина на уровне клетки, приводя к росту гликемии и усугублению энергодефицита.

При СД, а в особенности при его декомпенсации, нарушение утилизации глюкозы приводит к необходимости использования в качестве источников энергии энергетически богатых субстанций - липидов и аминокислот. Для полного окисления этих субстратов, как известно, требуется значительно больше кислорода, доставка которого к тканям зависит от величины альвеолярного парциального давления кислорода, состояния проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны, кислородтранспортной функции крови, функции сердечно-сосудистой системы, в том числе и системы микроциркуляции. С учетом особенностей прогрессирования СД за счет развития системных осложнений в виде макро- и микроангиопатнй, раннего развития атеросклероза и ассоциированных с ним заболеваний, изменения реологических свойств крови и всей системы микроциркуляции, можно сделать вывод, что развитие гипоксии при СД имеет Схмешанный генез: артериально-гипоксемический, гемический, циркуля-торный, тканевой (Чернух A.M. и соавт., 1975; Ефуни С.Н., 1986).

В связи с вышеизложенным устранение дефицита кислорода или снижение степени его выраженности представляется как одно из непременных условий для успешной реализации всех прочих методов лечения, включая специфические. Несмотря на существование большого числа форм и методов устранения гипоксии (оксигенотерапия, ИВЛ и пр.), большинство из них не обеспечивает адекватное поступление кислорода к тканям с нарушенным вследствие диабета метаболизмом, а если и обеспечивает, то взаимодействие кислорода с тканями не достигает оптимальных результатов вследствие нарушения процессов утилизации кислорода.

Особое место в этом плане занимает гипербарическая оксигенация. Известно, что за счет повышенной проницаемости гипербарического кислорода в ткани удается достигнуть улучшения окислительных процессов даже в слабо васкуляризованных структурах, в особенности в периферическом русле и в тканях с извращенным метаболизмом. Помимо специфического антигипоксиче-ского действия сеансы ГБО при СД оказывают гипогликемизирующий эффект, связанный с подавлением активности симпатико-адреналовой системы, повышают чувствительность клеток-мишеней к инсулину и стимулируют остаточную секрецию инсулина бета-клетками поджелудочной железы.

Казалось бы, что эти эффекты гипербарического кислорода должны стать решающими в аргументации целесообразности применения метода ГБО в комплексе интенсивной терапии сахарного диабета, если бы не одно обстоятельство: кислород под давлением обладает способностью инициировать свободно-радикальные процессы, приводя к генерации высокоактивных интермедиаторов молекулярного кислорода. Это обстоятельство представляется чрезвычайно важным, так как известно, что в патогенезе СД активация данных процессов и без того оказывается выраженной, сопровождаясь дисбалансом между проок-сидантами и антиокислителями, приводящим к избытку свободных радикалов и накоплению высокотоксичных продуктов незавершенного метаболизма. Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) особенно сильно активируются при длительном течении заболевания и играют определенную роль в патогенезе поздних осложнений диабета (Балаболкин М.И. и соавт., 2000; Oberley L.W., 1988; Baynes J.W., 1991;).

Таким образом, сахарный диабет, являясь моделью окислительного стресса, проявляется глубокими нарушениями в системе про- и антиоксидан-тов, выраженность которых зависит от степени компенсации углеводного обмена. В этой связи включение в комплекс интенсивной терапии СД сеансов ГБО, способной потенцировать "респираторный взрыв" на уровне клетки, вызывает опасения из-за возможного усугубления уже имеющегося дисбаланса в системе ПОЛ/АОС.

В литературе упоминается о целесообразности включения ГБО в комплексную интенсивную терапию сахарного диабета, однако рекомендации носят общий характер и не дают ответа на упомянутые нами вопросы. В этой связи обоснованный интерес представляет изучение изменений, вызываемых гипербарическим кислородом у больных сахарным диабетом, как со стороны общих клинических характеристик, так и тех параметров гомеостаза, которые в наибольшей степени подвержены воздействию, как самого заболевания, так и агрессивного гипербарического кислорода.

Цель исследования

Улучшение результатов лечения больных сахарным диабетом путем включения в комплекс лечебных мероприятий гипербарической оксигенации.

Задачи исследования

1. Изучить состояние системы ПОЛ/АОС в сопоставлении со структурно-функциональным состоянием клеточных мембран на фоне комплексной интенсивной терапии сахарного диабета, определенной т.н. "стандартом лечения".

2. Изучить в динамике те же показатели в группе больных, которым в комплексную ИТ сахарного диабета была включена ГБО.

3. Сопоставить результаты, выявленные в группах сравнения, и решить вопрос о допустимости и целесообразности применения ГБО.

4. Выработать практические рекомендации по методике применения ГБО при рассматриваемой патологии.

Научная новизна

1. Впервые обоснована теоретически и доказана результатами специфических методов исследования целесообразность и допустимость включения ГБО в комплекс интенсивной терапии декомпенсированного сахарного диабета.

2. Впервые конкретизированы и описаны изменения в показателях, характеризующих состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, состояние эндотоксикоза, наличие и степень выраженности нитрозирую-щего стресса, уровень циркулирующих иммунных комплексов, а также структурно-функциональное состояние мембран клеток на модели эритроцитов у пациентов с декомпенсированным сахарным диабетом на фоне так называемой стандартной интенсивной терапии.

3. Впервые уточнены механизмы формирования окислительного и нитрози-рующего стрессов, выявлена взаимосвязь степени компенсации углеводного обмена с выраженностью свободно-радикальных процессов, с показателями эндотоксикоза, физическим состоянием биологических мембран, определяющим активность мембраносвязанных рецепторов.

4. Впервые показано корригирующее воздействие гипербарического кислорода на систему ПОЛ/АОС, а также на физическое состояние мембран клеток у лиц, страдающих сахарным диабетом.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Сахарный диабет, особенно декомпенсированные его формы, сопровождается повышенной генерацией свободных радикалов, интенсификацией ПОЛ, приводящими к дестабилизации эритроцитарных мембран.

2. Традиционная интенсивная терапия в рамках т. н. "стандарта лечения" способствует уменьшению интенсивности свободно-радикальных процессов, но не устраняет вызванных ими изменений физического состояния клеточных мембран.

3. Включение сеансов ГБО в комплекс ИТ сахарного диабета не приводит к дополнительной стимуляции свободно-радикальных процессов. Кроме того, регистрируется четкая тенденция к снижению проявлений окислительного и нит-розирующего стрессов, к нормализации структурно-функциональных характеристик клеточных мембран.

Теоретическая значимость работы

1. Результаты работы свидетельствуют о существенной роли свободно-радикальных процессов, структурных нарушений клеточных мембран в патогенезе сахарного диабета. Проведенное исследование уточняет механизмы формирования окислительного и нитрозирующего стрессов, выявляет взаимосвязь степени компенсации углеводного обмена с выраженностью свободно-радикальных процессов, с показателями эндотоксикоза, физическим состоянием биологических мембран, определяющих активность мембраносвязанных рецепторов.

2. Показано положительное влияние метода ГБО на указанные процессы, а именно - снижение интенсивности свободно-радикального окисления, восстановление антиоксидантного статуса, нормализация структуры и функции мембран клеток.

Апробация материала

Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. П-м съезде межрегиональных обществ анестезиологов и реаниматологов Северо-Запада, 23-25 июня 2003 г., г. Архангельск.

2. Н-м съезде анестезиологов и реаниматологов Юга России, 2-3 октября 2003 г., г. Анапа.

3. Ш-й межвузовской международной конференции молодых ученых, специалистов и студентов "Обмен веществ при адаптации и повреждении", 26 марта 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

4. IV-й научной сессии Ростовского государственного медицинского университета, 16 апреля 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

5. Всероссийской научно-методической конференции "Рекомендации, протоколы, стандарты в анестезиологии и реаниматологии: мировой опыт и состояние проблемы в регионах России", 21-23 мая 2004 г., г. Геленджик.

6. Заседаниях кафедры анестезиологии и реаниматологии ФПК и ППС РостГМУ, 12 мая и 25 августа 2004 г., г. Ростов-на-Дону.

Публикации по материалам диссертации

По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ.

Работа выполнена на кафедре анестезиологии и реаниматологии Ростовского государственного медицинского университета. Лабораторные исследования по изучению состояния ПОЛ и АОС, динамики уровня различных видов нитро-зогемоглобина, степени эндотоксикоза, а также структурно-функционального состояния клеточных мембран проведены на кафедре биохимии Ростовского государственного университета и в лаборатории Ростовской больницы скорой медицинской помощи № 2.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты работы внедрены в практическую деятельность отделений анестезиологии и реанимации 1602 ОВКГ СКВО и БСМП № 1 и № 2 г. Ростова-на-Дону, эндокринологического отделения 1602 ОВКГ СКВО, отделения анестезиологии и реанимации клиники РостГМУ, отделения анестезиологии и реанимации Центральной городской больницы г. Батайска. Основные положения диссертации включены в лекционные разделы кафедры анестезиологии и реаниматологии ФПК и ППС РостГМУ, курса анестезиологии и реаниматологии РостГМУ.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 151 странице, содержит 22 таблицы, 1 рисунок; состоит из введения, обзора литературы, 5-ти глав собственных исследований и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 153 отечественных и 85 зарубежных источников литературы.

ВЫВОДЫ

1. Течение декомпенсированного сахарного диабета характеризуется дисбалансом в системе ПОЛ/АОС с преобладанием процессов пероксидации. Это приводит к существенным изменениям физических свойств мембран клеток и, как следствие, нарушению их функции.

2. На фоне применения традиционной ИТ по мере стабилизации углеводного обмена регистрируется снижение активности ПОЛ, отмечается тенденция к стабилизации клеточных мембран, но остается истощенной антиокси-дантная система плазмы и эритроцитов, а в мембранах клеток сохраняются изменения физических и структурных параметров.

3. При использовании метода ГБО-терапии наблюдается более ранняя и стойкая компенсация углеводного обмена, снижается концентрация конечных продуктов ПОЛ. Дефицит ферментов-антиоксидантов при этом сохраняется. Превалирование положительных эффектов свидетельствует о целесообразности включения ГБО в комплексную интенсивную терапию декомпенсированных форм сахарного диабета.

4. Положительные эффекты гипербарического кислорода способствуют лучшей сохранности структурно-функциональной организации клеточных мембран, что дополнительно свидетельствует о целесообразности и допустимости включения метода ГБО в комплексную интенсивную терапию декомпенсированного сахарного диабета.

5. При декомпенсированном сахарном диабете применение метода ГБО в режиме 1,5 Ата с экспозицией 30-40 минут № 6-8 не оказывает прооксидант-ного действия. Метод выступает в данной ситуации только в качестве универсального адаптогена.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В практической деятельности врачей применение гипербарической ок-сигенации у больных с некомпенсированным сахарным диабетом показано с целью снижения степени выраженности гипоксии, стабилизации углеводного обмена, а также коррекции оксидативного статуса клетки и связанного с ним структурно-функционального состояния мембранно-ферментных ансамблей.

2. Применение метода ГБО-терапии при сахарном диабете (7 сеансов по 40 минут при 1,5 Ата) целесообразно начинать в первые же сутки с момента поступления в стационар.

3. Применение гипербарической оксигенации позволяет в более ранние сроки достигнуть компенсации углеводного обмена, снизить дозу сахаросни-жающих препаратов, а в ряде случаев и отсрочить перевод больных на инсули-нотерапию за счет гипогликемизирующего, антиоксидантного и мембранопро-тективного эффектов метода.