Автореферат и диссертация по медицине (14.03.10) на тему:Клинико-лабораторные критерии тканевой инсулинорезистентности у больных коронарным атеросклерозом

На правах рукописи

САПЕГИН Александр Анатольевич

КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫЕ КРИТЕРИИ ТКАНЕВОЙ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ У БОЛЬНЫХ КОРОНАРНЫМ АТЕРОСКЛЕРОЗОМ

14.03.10 - клиническая лабораторная диагностика

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

1 5 УАР жа

Санкт-Петербург - 2012

005014203

Работа выполнена в ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени

С.М. Кирова» МО РФ

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Дрыгин Алексей Никонорович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Молчанов Олег Леонидович

доктор медицинских наук Вавилова Татьяна Владимировна

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения и социального развития России.

Защита диссертации состоится «27» марта 2012 г. в " часов на заседании диссертационного совета Д. 215.002.08 при ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д.6)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ

Автореферат разослан февраля 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Митин Юрий Алексеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Актуальность изучения коронарного атеросклероза (КА) определяется исключительно быстрым ростом заболеваемости. Ишемическая болезнь сердца (ИБС), обусловленная атеросклеротическим поражением коронарных артерий сердца, стоит на первом месте среди сердечно-сосудистых причин смерти, составляя около 49% в структуре смертности больных на территории России (Дедов И.И., Балаболкин М.И., 2004; Дедов И.И., 2007, 2008; Conroy R.M., 2003; Nathan D.M., 2009). Смертность от ИБС у мужчин в возрасте до 65 лет в 3 раза выше, чем у женщин, в более старшем возрасте уровни смертности у обоих полов выравниваются (Чазов Е.И., 2000; Дудко В.А., 2003; Оганов Р.Г., 2005; Davies M.J., 1985; Chugh S.S., 2008; Liu S., 2009). Согласно крупным эпидемиологическим исследованиям частота инфаркта миокарда и острых нарушений мозгового кровообращения у больных сахарным диабетом (СД) в 2-3 раза выше, чем в общей популяции (Смоленская О.Г., Макарова B.JL, 2007; Аметов A.C., 2011; Davies M.J., 1985; Marso S.P.,; Boes E., Coassin S., 2008). СД приводит к 3-кратному повышению риска развития сердечнососудистых осложнений (ССО) у мужчин и 9-кратному у женщин. При этом инвалидность и смертность у больных СД существенно выше, чем у лиц без СД (Аметов A.C., Пьяных Э.Н., 2011; Marks J.B., Raskin P., 2000; Juutilainen A., 2004; Ferrarezi D.A., 2007).

Современная медицина поддерживает концепцию факторов риска (ФР) как возможных причин развития и прогрессирования заболеваний сердечно-сосудистой системы (Дедов И.И., 2006; Гуревич B.C., 2008; Мельниченко Г.А., 2009; Davies M.J., 1985; Diygin A.N., 2010). Риск развития KA и ИБС существенно увеличивается при наличии таких известных ФР, как мужской пол, пожилой возраст, дислипидемия, артериальная гипертензия (АГ), курение, СД, низкая физическая активность, злоупотребление алкоголем (Гуревич B.C., 2008; Lloyd-Jones D.M., 1999; Adler А., 2000).

Кроме того, сохраняется тенденция к увеличению заболеваемости СД и сопряженным с ним повышением риска возникновения КА. На сегодняшний день не существует единого мнения о взаимообусловленности атеросклероза и СД. Большинство исследователей пришло к выводу, что атеросклеротический процесс, в частности, осложняет течение сахарного диабета преимущественно второго типа - СД2 (Балаболкин М.И., 2000; Удовиченко О.В., 2001; Дедов И.И., 2004; Чазова И.Е., 2004; Шестакова М.Ф., 2008; Мельниченко Г.А., 2009; Дрыгин А.Н., 2010; Pickup J.C., 2004; Stirban А., 2006). С другой стороны, при специальном обследовании больных, страдающих атеросклерозом, более чем у половины пациентов выявляются разной степени выраженности нарушения углеводного обмена (Яковлев Г.М., Кожемякин JI.A., 1990; Раков А.Л., Дрыгин А.Н., 1991; Дрыгин А.Н., Шустов С.Б., 2010; Mari А., 1997; Jayasinghe S.R., 2009; Drygin

A.N., 2010). Клиническая картина ИБС у больных СД2 имеет свои особенности.

Нередко, несмотря на выраженный атеросклеротический коронаросклероз, у этих больных основной клинический признак -стенокардия отсутствует, что по мнению ряда авторов связано с развитием автономной диабетической нейрокардиопатии, характерной для больных СД2. Это в значительной мере затрудняет диагностику ИБС. Течение ИБС при СД2 более тяжелое, что обусловлено, в первую очередь, сопутствующими диабетической дистрофией миокарда и макроангиопатией сосудов сердца (Дедов И.И., 2006; Гуревич B.C., 2008; Мельниченко Г.А., 2009; Дрыгин А.Н., Шустов С.Б., 2010; Thomas A.C., 1986; Kassi Е., 2011; BoudinaS., 2010).

Хорошо известно, что СД2 способствует прогрессированию атеросклероза и является одним из основных факторов риска хронической ИБС, ишемической болезни мозга, облитерирующего атеросклероза нижних конечностей. Однако конкретные механизмы, влияющие на прогрессирование атеросклероза при разных типах СД, остаются не вполне ясными (Давиденкова Е.Ф., 1990; Дудко В.А., 2003; Алексеева О.П., 2010; Аметов A.C., 2011; Marso S.P., 1999; Tarantino G., 2011).

Можно считать общепринятым представление о том, что СД2 благоприятствует развитию атеросклероза, в том числе и коронарного. Полученные свидетельства «атерогенного» влияния гиперинсулинемии на показатели липидного обмена, подтверждают роль СД2, как одного из важных факторов риска ИБС. Тем не менее, нельзя полностью согласиться с точкой зрения ряда исследователей, отождествляющих СД2 и атеросклероз (Давиденкова Е.Ф., Либерман И.С., 1990; Дрыгин А.Н., Шустов С.Б., 2010; Owerbach D. et al., 1984, Reaven G.M., 1988; Staiy H. C„ 1994; Kumar A., 2010).

Характер изменений показателей метаболизма и гормональной регуляции под влиянием нагрузки инсулином у больных ИБС в целом не тождественен соответствующим изменениям у больных СД2. Тем не менее, ряд общих черт, таких как наклонность к гиперинсулинемии, признаки тканевой инсулинорезистентности (ИР), а также уменьшение регулирующего влияния инсулина на процессы липидного обмена, сближает эти две формы патологии и может свидетельствовать о наличии общих патогенетических факторов в формировании КА (Кожемякин JI.A., 1990; Раков А.Л., 1991; Макарова В.Л., 2007; Дрыгин А.Н., Шустов С.Б., Пастушенков В.Л., 2010; Lamb R.E., 2008; Tarantino G., Caputi A., 2011).

В этой связи представляется перспективным проведение комплексных исследований обменных процессов у больных коронарным атеросклерозом и СД2 с параллельной оценкой показателей внутриклеточного метаболизма в ходе нагрузочных проб ex vivo для выявления наличия или отсутствия общих патогенетических механизмов.

Цель исследования:

Изучить метаболические особенности процессов свободно-радикального окисления и углеводного обмена, разработать клинико-лабораторные критерии оценки тканевой инсулинорезистентности у больных КА.

Задачи исследования:

1. Оценить различия процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) на клеточных моделях ex vivo у больных КА по сравнению со здоровыми пациентами и больными СД.

2. Изучить изменения процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, активности ферментов углеводного обмена в клеточных моделях при действии стимуляторов пероксидации липидов ех vivo у больных КА, СД и у здоровых пациентов.

3. Изучить влияние инсулина на процессы свободно-радикального окисления (СРО) и активности ферментов углеводного обмена в клетках ех vivo у больных КА, СД и здоровых лиц после инициации ПОЛ.

4. Разработать метаболические критерии оценки выраженности тканевой инсулинорезистентности у больных коронарным атеросклерозом.

Научная новизна:

1. Экспериментальным путём на клеточных моделях ex vivo получены новые доказательства различия внутриклеточных метаболических процессов в инсулинозависимых клетках у больных КА, СД и здоровых лиц.

2. Впервые установлена достоверная зависимость между степенью нарушения внутриклеточного метаболизма глюкозы и активностью пероксидации липидов в инсулинозависимых клетках у больных КА при действии стимуляторов пероксидации липидов ex vivo.

3. Получены новые данные о механизмах, лежащих в основе метаболических нарушений на субклеточном уровне у больных КА при проведении нагрузочных проб.

Практическая и научная значимость:

1. Разработаны новые клинико-лабораторные критерии тканевой инсулинорезистентности у больных КА.

2. Предложены лабораторные маркеры метаболических нарушений процессов СРО в инсулинозависимых клетках у больных КА.

3. Разработан алгоритм выполнения лабораторных исследований нарушения углеводного обмена в инсулинозависимых клетках у больных КА.

4. Диабетоподобные метаболические нарушения выявлены в инсулинзависимых клетках у больных КА в условиях проведения функционально-нагрузочной пробы ex vivo.

5. Получены новые данные о метаболических механизмах в патогенезе развития тканевой инсулинорезистентности у больных КА.

6. Результаты исследований используются в лечебно-диагностической практике и учебном процессе на кафедрах и в клиниках ФГВОУ ВПО BMA им. С.М. Кирова МО РФ и ФГБУЗ КБ №122 им. Л.Г. Соколова ФМБА России.

7. Поданы два изобретения и четыре рационализаторских предложения.

Положения, выносимые на защиту:

1. Диабетоподобный метаболический синдром у больных коронарным атеросклерозом характеризуется нарушениями процессов свободно-радикального окисления и углеводного обмена ex vivo в инсулинозависимых клетках.

2. Диабетоподобные метаболические нарушения у больных коронарным атеросклерозом выявляются в клеточных моделях под влиянием активации процессов перекисного окисления липидов ex vivo .

3. Функционально-нагрузочные пробы ex vivo позволяют верифицировать тканевую инсулинорезистентность у больных коронарным атеросклерозом.

Личный вклад автора. Цель, задачи, основные положения диссертации и её содержание разработаны автором на основании анализа более 28 тысяч проведённых исследований образцов крови 232 пациентов с КА, 76 больных СД и 91 обследуемого контрольной группы.

Автором разработана рабочая гипотеза о диабетоподобных метаболических нарушениях в инсулинозависимых клетках ex vivo у больных КА. Проведен выбор адекватных современных лабораторных методов исследования метаболических нарушений. Клинико-лабораторные исследования, а также статистическая обработка и анализ полученных результатов проводились автором самостоятельно. Доля участия автора в накоплении научной информации более 80%, а в обобщении и анализе полученных результатов - до 100%.

Апробация работы. Основные положения работы отражены в 12 опубликованных работах, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 25 рисунков. Указатель литературы состоит из 187 источников (119 отечественных и 68 зарубежных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Реализация целей и задач настоящего исследования потребовала проведения серии из 4 относительно самостоятельных клинико-экспериментальных научно-исследовательских работ, в ходе которых

проведено обследование 399 пациентов, из них: 232 больных коронарным атеросклерозом (основная группа), 76 больных сахарным диабетом (группа сравнения) и 91 здорового лица (контрольная группа).

Исследования осуществлялись на кафедрах клинической биохимии и лабораторной диагностики, 1-й терапии (усовершенствования врачей) им. Н.С. Молчанова ФГВОУ ВПО BMA им. С.М. Кирова МО РФ и ФГБУЗ КБ № 122 им. Л.Г. Соколова ФМБА России.

Методологической основой исследования явилось изучение клинико-лабораторных показателей углеводного и липидного обмена, процессов СРО при проведении функционально-нагрузочных проб ex vivo. В качестве нового методического приема для моделирования различных условий изучения процессов на субклеточном уровне исследования проводились с применением клеточных моделей с эритроцитами здоровых, больных коронарным атеросклерозом и сахарным диабетом.

Функционально-нагрузочные пробы:

I. На клеточных моделях ex vivo:

- активация процессов СРО (по методу В.И. Куликова и УФО);

- нагрузочная проба инсулином.

Распределение обследованных больных в зависимости от вида исследований и проводившихся функционально-нагрузочных проб представлено в таблице 1.

Таблица 1

Группы обследованных больных в зависимости от вида исследований

и проводившихся функционально-нагрузочных проб

Виды нагрузочных тестов Контингент исследованных

Здоровые КА СД2 СД1 Всего

активация СРО 91 232 62 14 399

УФО эритроцитов 91 232 62 14 399

проба с инсулином 35 121 30 10 126

ВСЕГО: 217 585 154 38 994

Более подробная характеристика обследуемых здоровых и больных в группах наблюдения приведены в главах собственных исследований.

Лабораторные методы исследования, использовавшиеся для оценки состояния метаболизма, условно подразделялись на 4 группы:

1. Традиционные лабораторные методы, применяющиеся в клинической практике.

2. Лабораторные методы определения концентрации в плазме крови иммунореактивного инсулина (ИРИ) и С-пептида, участвующих в регуляции углеводного обмена.

3. Лабораторные методы определения показателей ПОЛ и антиоксидантной системы.

4. Лабораторные методы определения основных показателей

углеводного обмена и активности внутриклеточных ферментных систем.

Взятие крови из локтевой вены осуществлялось с помощью вакуумных систем Venosafe «Terumo» (Бельгия).

Для определения исследуемых показателей использовались унифицированные методы биохимического и иммунохимического анализа с применением коммерческих наборов реактивов отечественных и зарубежных производителей.

Перечень и общее количество лабораторных исследований, осуществленных при проведении функционально-нагрузочных проб, представлены в таблице 2.

Статистическую обработку результатов проводили с применением пакета прикладных программ EXCEL-95 и Statistica 7.1, достоверность между полученными показателями в сравниваемых подгруппах оценивали с помощью t-критерия Стьюдента и непараметрического U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни (Платонов А.Е., 2000; Рослый И.М., 2010).

Традиционные методы лабораторных исследований выполнялись на гематологическом анализаторе LH500 «Beckman Coulter» (США), биохимические - на анализаторе AU400 «Beckman Coulter» (США), коагулологические - на анализаторе ACL200 «Instrumentation Laboratory» (США) и др.

Таблица 2

Клинико-лабораторные тесты, использованные в работе_

Перечень показателей Виды нагрузочных тестов Всего

Клеточная тест-система

активация СРО проба с инсулином УФО эритроцитов Интактны е

1 2 3 4 5 6

Глюкоза 399 399 126 399 1323

ИСЭ 399 399 126 399 1323

ПГЭ 399 399 126 399 1323

да 399 399 126 399 1323

вг 399 399 126 399 1323

сод 399 399 126 399 1323

ФФК 399 399 126 399 1323

Г-6-ФДГ 399 399 126 399 1323

С-пептид - - - 399 399

ИРИ - - - 399 399

Всего: 3192 3192 1008 3990 11382

Методы определения концентрации гормонов. В работе для определения концентрации в крови С-пептида и ИР И использовался иммунохимический анализ. Исследования по определению С-пептида и иммунореактивного инсулина проводились на иммунохимическом анализаторе ADVIA CENTAUR с использованием оригинальных

коммерческих наборов производства «Siemens Healthcare Diagnostics Inc.» (США). Принцип метода: в основу метода положена иммунологическая реакция образования иммунных комплексов. Для выявления образовавшихся иммунных комплексов (антиген-антитело) используется метка, с которой предварительно связывается узнающий компонент (антиген или антитело). В качестве хемолюминесцентной метки используется сложный эфир акридина. Регистрация результатов анализа заключается в оценке интенсивности хемилюминесценции.

Методы определения показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты. Метод определения концентрации диеновых коньюгатов (ДК). Определение концентрации ДК в гемолизате эритроцитов осуществляли по методике Стальной И.Д. (1977) в модификации Глушкова С.И. (2001). Принцип метода основан на экстракции ДК из исследуемого материала и измерении их концентрации по характерному спектру поглощения с максимумом при длине волны 233 нм. К 0,5 мл гемолизата эритроцитов, разведенного 5 мМ ТРИС-НС1 буфером с рН 7,6 в соотношении - 1:19, добавляли 4,5 мл экстрагирующей смеси гептана и изопропилового спирта, приготовленной в соотношении 1:1 по объему. Пробирки плотно закрывали полиэтиленовыми пробками и тщательно перемешивали активным встряхиванием в течение 5 мин, после чего давали отстояться (до образования четкой границы между фазами), отбирали 0,5 мл гептановой (верхней) фазы и добавляли к ней 2,5 мл этилового спирта (96°). Оптическую плотность раствора определяли в кювете с длиной оптического пути 10 мм против этилового спирта с гептаном (соотношение 5:1) на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 233 нм. Концентрацию ДК рассчитывали с учетом разведения, используя молярный коэффициент светопоглощения на указанной длине волны, и выражали для гемолизата эритроцитов в мкмоль/л.

Метод определения концентрации малонового диальдегида (МДА). Концентрацию МДА определяли по методу Uchiyama М. (1978); в модификации Глушкова С.И. (2001). Принцип метода основан на взаимодействии между МДА и тиобарбитуровой кислотой (ТБК) в кислой среде при высокой температуре с образованием окрашенного триметинового комплекса, имеющего максимум поглощения на длине волны 532 нм. К 0,3 мл гемолизата эритроцитов, разведенного 5 мМ ТРИС-НС1 буфером с рН 7,6 в соотношении 1:19, добавляли 3 мл 1% раствора ортофосфорной кислоты и 1 мл 0,6% раствора тиобарбитуровой кислоты («Sigma», США). При этом рН смеси находился в интервале от 1,6 до 1,8, что представляло оптимальную зону для проведения ТБК-реакции с гомогенатами тканей. Закрытые крышками пробирки инкубировали на кипящей водяной бане в течение 45 мин. После охлаждения проводили экстракцию ТБК-продуктов добавлением 3 мл н-бутанола. Бутанольные экстракты фотометрировали на спектрофотометре СФ-26 в кювете с длиной

оптического пути 10 мм на двух длинах волн (532 и 580 нм) против н-бутанола. Концентрацию ТБК-продуктов рассчитывали согласно методике Гаврилова В.Б. (1987) по разнице оптических плотностей с учетом разведения, коэффициента пересчета и выражали для гемолизата эритроцитов в мкмоль/л.

Метод определения концентрации восстановленного глутатиона (ВГ). Концентрацию ВГ в гомогенатах исследуемых тканей и в гемолизате эритроцитов определяли с использованием 5,5-ди-тио-бис (-2-нитробензойной) кислоты (ДТНБ) по методике Ellman G.L. с применением раствора сульфосалициловой кислоты для осаждения белка в пробах, что в отличие от использования метафосфорной или трихлоруксусной кислот исключало спонтанный переход восстановленной формы глутатиона в окисленную. Принцип метода основан на образовании при взаимодействии ДТНБ (реактива Эллмана) с кислоторастворимыми тиоловыми группами окрашенного продукта - 5-тио, 2-нитробензойной кислоты, имеющего максимум поглощения на длине волны 412 нм. К 0,6 мл гемолизата эритроцитов добавляли 0,2 мл 20% раствора сульфосалициловой кислоты. Пробы центрифугировали в течение 10 мин при 3000 об./мин при температуре +2°С. 0,2 мл полученного супернатанта переносили в пробирки, содержащие 2,55 мл 0.1 М ТРИС-НС1 буфера с 0,01% этилендиаминтетраацетатом pH 8,5. К полученной смеси добавляли 25 мкл раствора ДТНБ (4 мг коммерческого препарата ДТНБ фирмы «Boehringer Mannheim», Германия, в 1 мл абсолютного метанола). После развития окраски пробы фотометрировали на спектрофотометре СФ-26 против дистиллированной воды на длине волны 412 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм. Расчет содержания ВГ проводили по калибровочной кривой. Для чего из коммерческого препарата ВГ («Sigma», США) готовили растворы ВГ с концентрациями от 0,02 до 2,0 ммоль/л, из них отбирали пробы для определения содержания ВГ по описанной выше методике и по полученным значениям экстинкции строили калибровочную кривую по которой рассчитывали концентрацию ВГ и выражали в МЕ/109 эр.

Метод определения активности супероксиддисмутазы (СОД) (КФ 1.15.1.1.). Определение активности СОД проводили по методу Бергмеера Н. (1976). Регулируя концентрацию супероксидных анионов, СОД вызывает ферментативную дисмутацию 02 с образованием перекиси водорода и кислорода. Об активности СОД судили по степени ингибирования нитросинего тетрозоля в присутствии НАД-Н и феназинмета сульфата. Реактивы: фосфатный буфер pH = 7,8 0,1 М, ЭДТА (10 мМ) 100% глицерин, фенозинмонофосфат 0,2 мг/мл, нитросиний тетрозолий 4 мг в 1,0 мл 70% спирта, ксантин натриевая соль. Активность СОД выражали в ед/мкг Hb.

Основные показатели ПОЛ оценивали до и после стимуляции процессов пероксидации липидов. В основу метода инициации ПОЛ положена работа В.И. Куликова (1976) об усилении пероксидации в

мембранах эритроцитов при комплексном воздействии витамина D2, ионов двухвалентного железа и аскорбата. Среда инициации: в качестве адекватной модели инициации ПОЛ ex vivo были использованы: аскорбат железа (10"5М Fe04 .7 Н20), аскорбиновая кислота (14 мг/10 мл фосфатного буфера pH = 7,32) и 0,5% спиртового раствора витамина D2. Витамину Д2, молекулы которого могут сами становиться растворимыми свободными радикалами, отводится роль индуктора свободно-радикальных реакций в мембране эритроцитов. К 0,25 мл трижды отмытой в физиологическом растворе суспензии эритроцитов добавляем 4,75 мл приготовленного реактива (4,69 мл фосфатного буфера pH = 7,32, 0,5 мл аскорбата, 0,05 мл сернокислого железа и 0,05 мл 0,5% спиртового раствора витамина Д2). Инкубация в термостате при температуре 37° в течение одного часа. Определяем значение перекисного гемолиза эритроцитов (ПГЭ) при длине волны 540 нм и выражаем в единицах оптической плотности.

Методы определения показателей углеводного обмена. Активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) (КФ 1.1.1.49.) определяли по методу Kornberg Á. et al. (1955). Принцип метода основан на ферментативной реакции переноса протонов с глюкозо-6-фосфата на НАДФ+ под воздействием Г-6-ФДГ, при этом образуется НАДФ-Н, водные растворы которого имеют максимум светопоглощения на длине волны 340 нм. По интенсивности роста экстинкции при спектрофотометрии на указанной длине волны судят об активности фермента.

Ферментативную реакцию проводили на водяной бане при температуре +37°С. В кювету вносили 3,0 мл 50 мМ ТРИС-НС1 буфера pH 7,6 с 5 мМ ЭДТА, 0,1 мл 10 мМ раствора НАДФ («Merck», Германия) и 50 мкл гемолизата эритроцитов. После уравновешивания температур реакцию инициировали добавлением к исследуемой среде 0,1 мл 5 мМ раствора глюкозо-6-фосфата натрия («Boehringer Mannheim», Германия). Пробы фотометрировали на длине волны 340 нм против дистиллированной воды сразу после перемешивания содержимого и через 5 мин в кювете с длиной оптического пути 10 мм на спектрофотометре СФ-26. Расчет активности проводили по разности экстинкций согласно закону Бугера-Ламберта-Бэра, используя молярный коэффициент светопоглощения для образующегося НАДФ-Н на длине волны 340 нм. Активность выражали для гемолизата эритроцитов в МЕ/109 эр.

Активность фосфофруктокиназы (ФФК) (КФ 2.7.1.11) определяли по методу Бергмеера Н., 1976. Реактивы: Трис-буфер 0,1 М pH = 8,5, NaflH-Na2, фосфоенолпируат (ФЕП) М = 208,0 0,71 М, фруктоза-1,6-дифосфат, М.в. 550,2 0,64 мМ, фруктозо-6-фосфат 1,8 мМ, АТФ 1,1 мМ, пировиноградная кислота (ПВК) 20 нд/мл, лактатдегидрогеназа (ЛДТ) 17 нд/мл. Активность ФФК выражали в МЕ/109 эр.

Определение количества инсулинсодержащих эритроцитов (ИСЭ) проводили по методу, разработанному Сандуляк Л.И. (1974).

Результаты исследования и их обсуждение

Материалом для исследования служили отмытые эритроциты периферической венозной крови 232 больных коронарным атеросклерозом и 76 больных сахарным диабетом (62 - СД2, 14 - СД1), 91 здорового донора (68 мужчин и 23 женщины), взятой утром натощак с помощью вакуумных систем Venosafe «Terumo» с ЭДТА (К2).

У 62 больных (48 мужчин и 14 женщин) был СД2, их средний возраст составил 52 года (39-65 лет), 14 пациентов страдали СД1, их средний возраст 38 лет (27-59 лет).

Тип СД определяли на основании комплекса клинических критериев, а также показателей ИРИ и С-пептида в плазме крови, определенных иммунохимическим методом с использованием коммерческих наборов реактивов фирм «Siemens Healthcare Diagnostics Inc.» (США) на приборе «Advia Centaur ХР». С целью получения достоверных результатов кровь для исследования брали у больных только с отчетливыми клиническими проявлениями, определяющими тип СД.

Средний возраст больных атеросклерозом (188 мужчин и 44 женщин) составил 52,3 года (35-64 года). Диагноз заболевания устанавливался на основании характерных клинических признаков, данных электрокардиографического исследования и велоэргометрии. У 221 человека диагноз коронарного атеросклероза верифицирован с помощью коронарографии. У 12 человек в анамнезе был перенесенный острый инфаркт миокарда. Длительность заболевания варьировала от 8 до 17 лет.

На основании анализа результатов лабораторного исследования концентрации ИРИ у больных КА выделена группа больных (49-21%) с высоким содержанием инсулина в крови, достоверно отличающихся от таковых при сравнении со здоровыми и другой части больных КА. Данное обстоятельство позволило предположить возможность развития диабетоподобных метаболических нарушений у больных КА с гиперинсулинемией. Группу больных с гиперинсулинемией условно обозначили КАД. Этот факт согласуется с представлениями о наличии у значительной части лиц с КА нарушений толерантности к глюкозе, что приводит к компенсаторному повышению секреции инсулина, обеспечивающее поддержание нормального уровня глюкозы в крови (Клебанова Е.М. и др., 2005; Шубина О.И. и др., 2006; Дедов И.И., 2009; Дрыгин А.Н., Шустов С.Б., 2010; Seghrouchni I. et al., 2002; Sinha R. et al., 2002; Tanaka Y. et al., 2002; Kaneto H. et al., 2008; Lamb R.E. et al, 2008; Chopra V., Eagle К.A, 2010). Для выявления у больных в группе КАД диабетоподобных метаболических нарушений изучали состояние процессов СРО, углеводного обмена и их взаимосвязь до и после применения функционально-нагрузочных проб.

Защита клеток от избыточной активации процессов пероксидации

обеспечивается, группой факторов: антиоксидантными ферментными системами и низкомолекулярными веществами - антиоксидантами (Панкин В.З., 1983, Соколовский В.В., 1988; Brownlee М., 2001; Kaneto Н., 2008). Наибольшее значение для защиты клеток при активации СРО имеют антиоксидантные ферменты: СОД, группа глутатионзависимых энзимов, периксидазы, каталазы, которые обеспечивают комплексную антирадикальную защиту биополимеров, расположенную в различных тканевых структурах и клеточных компартментах (Труфакин В.А. и др., 1985; Kaneto Н., Lamb R.E., 2008). В работе изучались основные лабораторные показатели системы антиокислительной защиты клеток: активность СОД и концентрация ВГ.

Антиоксидантные свойства глутатиона определяются как возможностью непосредственного взаимодействия данного вещества с активной формой кислорода (АФК), так и функционированием ряда ферментов глутатионового цикла. Исходя из высокой значимости глутатионовой антиоксидантной системы для защиты клеток и тканей, наибольший интерес представляла комплексная оценка состояния системы антиоксидантной защиты во время проведения нагрузочных проб на клеточных моделях.

Наряду с изучением динамики показателей ВГ исследовалось изменение активности одного из основных ферментов антиоксидантной защиты клетки - СОД, которая преимущественно локализована в цитоплазме клетки и митохондриях (Зенков Н.К., 1993). Вне зависимости от расположения функция данного фермента заключается в дисмутировании свободных радикалов и создании менее реактогенных соединений. Основным субстратом СОД является супероксид-анион-радикал, а конечным продуктом реакции является перекись водорода, значительно менее токсичная для клетки, чем АФК (Дубинина Е.Е., 1989; Lamb R.E., 2008).

Особенностью проведённых исследований являлось то, что основные показатели ПОЛ и АОС определяли не в сыворотке крови, а в клеточных моделях с эритроцитами здоровых и больных КА, КАД и СД до и после инициации ПОЛ и добавления инсулина.

В результате исследований было установлено, что в исходном состоянии основные показатели активности перекисного окисления липидов (ПГЭ, ДК, МДА) и антиокислительной системы (ВГ и активность СОД) в клеточных моделях ex vivo у больных СД1 достоверно выше по сравнению со здоровыми и больными КА и СД2. Значения показателей состояния СРО у больных КАД и больных СД2 достоверно не отличались друг от друга.

Так, показатели ПГЭ у больных СД1 превышали в 2 раза уровень показателей у обследуемых в группах КА и СД2 и контроля. Значения ПГЭ у больных КА, КАД, СД2 и у здоровых лиц статистически значимо не отличались.

Содержание ДК в эритроцитах у больных СД1 было достоверно в 2,5 и в 3,22 раза выше при сравнении соответственно со здоровыми и больными СД2 и в 2,69 в сравнении с больными КА, в 3,19 раза в сравнении с больными

КАД. Уровень ДК в эритроцитах у больных КА, КАД, СД2 статистически значимо не отличался, а при сравнении со здоровыми был достоверно ниже соответственно в 1,07; 1,27 и 1,29 раза.

Концентрация МДА в клеточных моделях у больных СД1 достоверно отличалась в 1,45 раза при сравнении с контролем и в 1,14 раза относительно обследуемых СД2 и в 1,16 по отношению к больным с КА. Значения МДА у больных КА, КАД и больных СД2 достоверно выше соответственно в 1,25; 1,26 и 1,27 раза в сравнении со здоровыми лицами.

Содержание ВГ в интактных эритроцитах больных СД разнонаправлено отличалось от нормальных показателей: у больных СД1, достоверно в 1,05 раза превышая значения контрольной группы, а у больных СД2, напротив, было ниже нормы в 1,21 раза, при КА в 1,15 раза ниже нормы, у больных КАД в 1,19 раз ниже нормы.

Изначальная активность СОД в эритроцитах у больных КАД была достоверно меньше в 1,55 раза, а у больных КА 1,4 раза, чем у пациентов контрольной группы, ив 1,78 раза меньше у больных СД 2 при сравнении со значениями у здоровых.

С учетом современных представлений о роли ПОЛ в патогенезе атеросклероза и СД определяли и оценивали до и после нагрузочной пробы показатели ПОЛ в эритроцитах клеточных моделей у здоровых и больных КА, КАД и СД ех у1уо по изменению степени ПГЭ, уровня накопления ДК и МДА, а также состояние внутриклеточной антиоксидантной системы по значениям концентрации ВГ и активности СОД. Активация процессов СРО в клеточных моделях ех у1уо проводилась путем добавления в клеточную модель двухвалентного железа (Ге+2), аскорбата и витамина 02 по общепринятой методике.

Результаты проведённых исследований влияния стимуляторов ПОЛ на состояние процессов СРО в эритроцитах клеточных моделях представлены в таблице 3.

Под влиянием активации ПОЛ наблюдалось достоверное повышение концентрации ДК, МДА и уровня ПГЭ в эритроцитах как у больных КА, КАД и СД, так и у здоровых, при сравнении с исходными значениями в группах обследуемых.

Таблица 3

Показатели СРО до и после активации ПОЛ в эритроцитах у здоровых, больных КА, СД 1 и СД2 ex vivo

Показате ли СРО в Эр. Момент исследован ия по отношению к активации ПОЛ Контингенты больных

Здоровые; п=91 Больные КА; п=232 Больные КАД; п=49 Больные СД2; п=62 Больные СД1; п=14

ПГЭ, ед. опт. пл. до 0,032±0,009 0,031 ±0,007* 0,030±0,006* 0,030±0,005 0,063±0,010*

после 0,072±0,010** 0,049±0,012** 0,052±0,013** 0,054±0,011 0,132±0,012* *

с; « л Et ° Я до 5,52±1,67 5,12±0,98* 4,32±0,78* 4,29±1,10 ¡здьуо*

после 9,24±1,20** 9,67±1,80** 10,53±1,80** 11,40±1,30** 25,80±1,60**

МДА, мкмоль/ л до 5,15±0,29 6,44±0,63* 6,48±0,54* б,53±0,58 7,47±0,55*

после 9,65+0,37** 8,94±1,16** 9,68±1,15** 10,21±0,47** 11,30±1,17**

вг, МЕ/10 9 эр. до 9 8,3±2,6 85,7±1,9* 82,7±1,5* 81,4±6,5* 103,7±2,2*

после 96,9±3,1 92,9±2,3** 98,9±1,35** 101,3±5,7" 80,0± 2,2**

СОД, усл. ед/мкг Нв до 10,10±0,67 7,32±1,09 6,53±1,12 5,68±1,15* 9,23±1,18

после 8,67±1,02 9,18±2,54 8,18±2,53 8,34± 1,26 7,98±3,12

Примечание: I - исходные показатели; II - после активации ПОЛ; * - при сравнении исходных показателей с исходными показателями здоровых, р<0,05; ** - при сравнении одноименных показателей до и после активации ПОЛ, р<0,05; эр. -эритроциты.

Так показатели ДК в обследуемых группах контроля, КА, КАД, СД2 и СД1 увеличивались в 1,67; 1,89; 2,44; 2,66 и 1,87 раза соответственно. Концентрация МДА отличалась от начальных значений и была выше у здоровых в 1,87 раза, у больных СД1 - в 1,51 раза, у больных СД2 - в 1,56 раза, у больных КАД - в 1,49 раза, больных КА - в 1,39 раза. В ходе выполнения функционально-нагрузочной пробы характер изменения уровня ПГЭ в клеточных моделях у больных КА, КАД, СД и у здоровых контрольной группы не отличался от других показателей ПОЛ. Значения ПГЭ достоверно повышались у обследуемых контрольной группы в 2,25 раза, у больных СД1 - в 2,09 раза, СД2 - в 1,8 раза, КА - в 1,58 раза и КАД - в 1,76 раза.

В ходе исследований выявлено разнонаправленное изменение показателей активности АОС после нагрузочной пробы по отношению к

уровням их исходных значений в клеточных моделях. У больных СД1 концентрация ВГ достоверно уменьшались в 1,29 раз, а у больных СД2 и КАД увеличивались в 1,24 раза ив 1,19 раза соответственно. У больных КА и здоровых достоверных изменений показателей ВГ не выявлено. Направленность изменения активности СОД в эритроцитах после активации ПОЛ у здоровых и больных, КА и СД1 повторяла динамику показателей ВГ. Однако достоверные изменения наблюдались только в группе больных СД2 и КАД, у которых активность СОД повышалась в 1,47 раза и 1,25 раза соответственно. У больных СД1, КА и здоровых активность СОД снижалась.

Таким образом, показано, что в исходном состоянии основные показатели процессов СРО в клеточных моделях у больных СД1 достоверно выше по сравнению со здоровым и больными КА, КАД и СД2. Под влиянием активации ПОЛ происходило достоверное повышение значений ДК, МДА и ПГЭ во всех группах обследуемых и разнонаправленное изменение показателей антиоксидантной защиты в эритроцитах у больных СД1 при сравнении с больными СД2 и КАД. У больных СД1 концентрация ВГ и активность СОД снижалась, а у больных КАД и СД2 исходно низкий уровень ВГ и низкая активность СОД - повышались, достигая нормальных значений. Характер и направленность достоверных изменений основных показателей СРО под влиянием активаторов ПОЛ у больных СД2 и КАД был аналогичен. Эти факты подтверждают предположение о развитии диабетоподобных метаболических нарушениях у больных, выделенных в группу КАД.

При изучении влияния процессов СРО на показатели внутриклеточного метаболизма глюкозы в исходных условиях и после активации ПОЛ в клеточных моделях исследовались изменения активности основных ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла - ФФК и Г-6-ФДГ, количества ИСЭ и концентрации глюкозы в реакционной среде у больных КА, КАД, СД и здоровых контрольной группы.

Для определения степени потребления глюкозы клетками крови в клеточных моделях создавалась концентрация глюкозы в реакционной среде, сопоставимая со средними величинами ее концентрации в плазме у соответствующих категорий больных и пациентов контрольной группы.

Результаты проведённых исследований влияния стимуляторов ПОЛ на активность ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла в эритроцитах, количество ИСЭ и уровня глюкозы в реакционных средах клеточных моделей представлены в таблице 4.

Согласно полученным результатам в исходном состоянии активность ФФК в эритроцитах у больных КАД оказалась ниже, чем в группе у здоровых и больных СД1 в 1,86 и 1,5 раза соответственно, в сравнении с группой больных СД2 активность ФФК достоверно не изменялась.

В то же время активность Г-6-ФДГ в интактных эритроцитах у

больных СД1 достоверно не отличалась от таковой в норме, у больных КАД и СД2 была ниже в 1,79 и 2,1 раза при сравнении с пациентами контрольной группы. Достоверных различий значений активности фермента у здоровых и больных КА не оказалось.

Под влиянием инициации ПОЛ в клеточных моделях наблюдалась разнонаправленная динамика исследуемых показателей активности ферментов углеводного обмена в эритроцитах у больных КАД и СД2 в сравнении с больными СД 1 и здоровыми контрольной группы.

После активации процессов СРО в эритроцитах у больных КАД и СД2 активность ФФК и Г-6-ФДГ достоверно повышалась, а у больных СД1 напротив - снижалась в ещё большей степени при сравнении с исходными показателями в тех же группах обследуемых.

Таблица 4

Показатели метаболизма глюкозы до и после активации ПОЛ в эритроцитах у здоровых, больных К А и СД1 и СД2 ex vivo

Показатели метаболизма глюкозы Момент исследования по отношению к активации ПОЛ Контингента больных

Здоровые; п=91 Больные КА; п=232 Больные КАД; п=49 Больные СД2; п=62 Больные СД1; п=14

Глюкоза, ммоль/л ДО 4,4±0,4 5,5±0,6* 5,5±0,6* 9,8±0,7» Ю,5±0,б*

после 3,9±0,б 4,1±1,2 4,2±1,4 4,8±0,2** 9,6±1,3

г> о и * ДО 628±37 587±25 562±22 557±29* 602±24

после 631 ±24 631±32 634±31 634±34 560±38

ФФК, МЕ/10' эр. ДО 0,26±0,03 0,25±0,01* 0,14±0,01* 0,13±0,01* 0,21±0,02

после 0,23±0,02 0,22±0,01** 0,21±0,01** 0Д9±0,01** 0,13±0,02**

г " ^ © 2 10 ш с. § до 296,0±14,4 285,0±22,1* 165,0±20,1* 141,0±32,4* 287,5±13,4

после 248,4±12,7** 275,8±21,1** 282,8±19,2*» 294,8±23,1** ИЗ,4± 18,7**

сравнении исходных показателей с исходными показателями здоровых, р<0,05; ** - при сравнении одноименных показателей до и после активации ПОЛ, р<0,05; эр. -эритроциты.

После инициации ПОЛ максимально выраженная активность Г-бФДГ у больных КАД и СД2 типа при сравнении с начальными значениями в клеточных моделях сопровождалась увеличением количества ИСЭ на 12,8% и 13,8% соответственно, а при СД1 - снижением на 7,5%.

После функциональной нагрузки достоверное изменение концентрации глюкозы от исходных значений в реакционных средах наблюдалась только в клеточных моделях с эритроцитами у больных КАД и СД2.

Таким образом, проведённые исследования по оценке влияния активации процессов СРО на изменение активности основных ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла у больных КАД и СД2 до и после инициации ПОЛ позволили выявить достоверные и разнонаправленные различия внутриклеточной утилизации глюкозы в клеточных моделях с эритроцитами больных КАД и СД2 при сравнении с контролем и больными СД1, что позволило придти к выводу о том, что в исходном состоянии основные показатели процессов СРО у здоровых, больных КА, КАД и СД 2 достоверно ниже по сравнению с больными СД1. После активации ПОЛ в клеточных моделях ex vivo происходило разнонаправленное изменение показателей антиоксидантной защиты у больных КАД и СД: содержание ВГ и активность СОД у больных КАД и СД2 - повышались, а у больных СД1 снижались. При этом наблюдалась разнонаправленная динамика активности ФФК и Г-6-ФДГ у больных СД1 при сравнении с больными СД2 и КАД. У больных КАД и СД2 активность ФФК и Г-6-ФДГ достоверно возрастала, а у больных СД1, напротив, ослабевала в ещё большей степени.

Из этого следует, что в условиях применения клеточных моделей и функционально-нагрузочной пробы ex vivo имеется взаимосвязь между изменениями состояния активности процессов СРО и активностью основных ферментов углеводного обмена в эритроцитах у больных КАД, СД2 и СД1.

С учетом методической доступности определения активности Г-бФДГ в эритроцитах и концентрации глюкозы в крови для широкого круга лабораторий больниц различного профиля, этот показатель до и после инициации ПОЛ может быть использован в качестве одного из лабораторных приемов для выявления диабетоподобных метаболических нарушений углеводного обмена и оценки выраженности тканевой инсулинорезистентности у больных КАД, а также в сложных случаях повседневной клинической практики для выбора адекватной тактики лечения пациентов.

Инсулин образуется в Р-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Предшественником гормона является проинсулин, состоящий из А-{21 аминокислотный остаток), В-(30) и С-(27-33) пептидных цепочек. Синтезированный проинсулин подвергается в аппарате Гольджи инсулоцитов протеолитическому расщеплению с образованием

эквимолярных количеств С-пептида и инсулина, которые поступают в везикулы, а в дальнейшем, под влиянием различных стимулов, выделяются через прекапиллярное пространство в кровь. Часть гормона находится в крови в свободном состоянии (иммунореактивный инсулин), а другая — связывается с белками плазмы. Основным регулятором секреции инсулина является глюкоза. Выделяют две фазы секреции инсулина в ответ на стимул: первая (быстрая) длится 2-3 мин и заключается в выбросе в кровь уже синтезированного инсулина (1-й пул); вторая фаза - более медленная и длится 25-30 мин, отражая скорость продукции гормона (2-й пул) (Балаболкин М.И., 2000; Удовиченко О.В., 2001; Дедов И.И., 2004; Чазова И.Е., 2004; Шестакова М.Ф., 2008; Мельниченко Г.А., 2009; Pickup J.C., 2004; Stirban А., 2006). Главное действие инсулина заключается в усилении транспорта глюкозы через клеточную мембрану в инсулинозависимых тканях (печень, мышцы, жировая ткань, эритроциты и др.). Инсулин начинает действовать при связывании со своим мембранным рецептором на поверхности клеток-мишеней. Рецептор инсулина относят к группе гликопротеиновых рецепторов. Связывание инсулина с рецептором приводит к активации каскада внутриклеточных реакций, конечным звеном которого становится миграция собственных транспортеров глюкозы (GLUT 1-5), расположенных в различных органах и тканях, к клеточной мембране, захват ими внеклеточной глюкозы и перенос ее во внутриклеточное пространство (Творогова М.Г., 2003; Дедов И.И., 2008; Шустов С.Б. и др., 2010; Tripathy D., 2000; Fernandez-Real J.M., 2003; Sjoholm А., 2005).

Инсулин стимулирует синтез гликогена в печени и подавляет процессы глюконеогенеза и гликогенолиза. Результатом действия инсулина на углеводный обмен является снижение уровня глюкозы в крови. Инсулин является мощным анаболическим гормоном, усиливающим синтез белков и липидов. Влияние инсулина на белковый обмен характеризуется стимулирующим эффектом на транспорт аминокислот через клеточную мембрану и синтез белка, а также торможением процессов протеолиза. Роль инсулина в липидном обмене определяется активацией процесса синтеза жиров и подавлением липолиза.

Еще одним важнейшим физиологическим эффектом инсулина является транспорт калия внутрь клетки, что необходимо учитывать в клинической практике. Так, абсолютная инсулиновая недостаточность, не компенсированная адекватной заместительной терапией (например, диабетический кетоацидоз), приводит к уменьшению количества внутриклеточного калия (гипокалигистии) при сохранении нормального уровня калия в крови или развитии гиперкалиемии. Напротив, интенсивная инсулинотерапия острых осложнений диабета способствует быстрому вхождению калия в клетки и развитию выраженной гипокалиемии (Сергеева Т.В. и др., 2001; Минушкина Л.О., 2004; Дедов И.И., 2006; Мельниченко Г.А., 2009; Дрыгин А.Н. и др., 2010).

Под влиянием глютатионтрансферазы и глютатионредуюгазы 40-60% циркулирующего в крови инсулина метаболизируется в печени, а остальная часть гормона под действием йнсулиназы подвергается деградации в почках и в жировой ткани с помощью протеолитических ферментов (Дедов И.И., Мельниченко Г.А., 2008; Мельниченко Г.А., 2009; Дрыгин А.Н. и др., 2009; Пастушенков В.Л., Шустов С.Б., Дрыгин А.Н., 2010).

После получения нами результатов клинико-лабораторных исследований влияния активации процессов ПОЛ на основные показатели СРО, активность ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла, количества ИСЭ и утилизации глюкозы в эритроцитах больных КАД, СД2 и СД1 были установлены взаимосвязи изменения лабораторных показателей метаболизма глюкозы с уровнем СРО липидов.

Для изучения влияния инсулина на состояние перекисного гомеостаза и метаболизма глюкозы после активации ПОЛ в клеточную модель с эритроцитами здоровых и больных КА, КАД, СД2 и СД1 добавляли раствор инсулина в концентрации, сопоставимой со средними величинами при внутривенном введении его в ходе осуществления ИТТ.

Результаты изменения показателей СРО в эритроцитах у здоровых, больных КА и СД после инициации ПОЛ и внесения инсулина в клеточные модели приведены в таблице 5.

В ходе исследований нами было установлено, что в исходном состоянии показатели СРО липидов ПГЭ, ДК, МДА и ВГ в эритроцитах здоровых, больных КА и СД2 достоверно ниже по сравнению с больными СД1. Под влиянием стимуляторов ПОЛ наблюдалось увеличение уровня концентрации ДК и МДА в эритроцитах как у больных СД, так и у здоровых. При этом значения ВГ у больных СД1 достоверно уменьшались, а у больных КА, КАД и СД2 увеличивались.

Направленность изменения активности СОД повторяла динамику показателей ВГ в тех же исследуемых группах. Изменение значений ПГЭ после инициации процессов ПОЛ было таким же, как и у показателей ДК и МДА в эритроцитах пациентов во всех группах. После добавления инсулина выявлено, что последний, будучи внесенным в реакционную смесь совместно с активаторами ПОЛ, оказывал значимое влияние на процессы СРО только в эритроцитах у больных СД1 при сравнении с контрольной группой и больными КА, КАД и СД2.

Так, при добавлении инсулина в клеточные модели после инициации ПОЛ наблюдалось достоверное повышение уровня ВГ у больных СД1 на фоне уменьшения концентрации ДК в 1,14 раза. Концентрация ВГ у больных КАД и СД2 в большей степени изменялась в противоположную сторону, достоверно снижаясь и достигая исходных значений в условиях стимуляции ПОЛ до инсулиновой нагрузки. При этом показатели ДК и МДА у больных КАД и СД2 менялись незначительно.

Таблица 5

Показатели СРО в эритроцитах у здоровых, больных КА и СД1 и СД2 после активации ПОЛ и добавления инсулина ex vivo

Показатели СРО в Эр. Момент исследования по отношению к активации ПОЛ Контингенты больных

Здоровые; п=91 Больные КА; п=232 Больные КАД; п=49 Больные СД2; п=62 Больные СД1; п=14

ПГЭ, ед. опт. пл. до 0,07210,010 0,04910,012** 0,05210,013** 0,054±0,011 0,13210,012**

после 0,05410,011 0,04510,011** 0,072±0,012 0,08110,012 0,081±0,008**

ДК, ммоль/л ДО 9,24±1,20 9,6711,80** 10,5311,80** 11,40±1,30** 25,8011,60**

после 8,6511,20 9,1412,18** 9,54±1,70 10,2011,70 13,35±1,25**

МДА, мкмоль/л ДО 9,65±0,37 8,94±1,16** 9,68±1,15** 10,21±0,47** 11,30±1,17**

после 9,21 ±0,88 8,05±1,02 Ю,28±0,31 10,42±0,22 10,87±1,02

ВГ, МЕ/10'эр. ДО 96,9±3,1 92,9±2,3** 98,911,35** 101,3±5,7** 80,0±2,2**

после 99,0±2,6 95,2il,l** 92,4 ±4,1 91,1±4,6 91,2±2,2**

с л 5 д -*"1 U l-f ^ 3 s R ^ U 0J до 8,67±1,02 9,18±2,54 8,1812,53 8,3411,26 7,9813,12

после 10,3211,52 10,21±1,18 7,4011,05 6,98±1,01 8,1011,04

Примечание: I - показатели после активации ПОЛ; II - после добавления инсулина; * - при сравнении показателей после активации ПОЛ со здоровыми, р<0,05; **

- при сравнении одноименных показателей в группе под влиянием инсулина, р<0,05; эр.

- эритроциты.

Изменение активности СОД после внесения инсулина в клеточные модели у здоровых, больных КА, КАД и СД имело одинаковую направленность с показателями ВГ. При этом уровень активности СОД в эритроцитах больных СД1 восстанавливался до исходных значений перед проведением нагрузочной пробы, ведущей к активации ПОЛ.

Уровень ПГЭ, концентрация ДК и МДА в эритроцитах после нагрузки инсулином существенно не изменялись у здоровых, больных КА, КАД и СД2. У больных СД1 значения основных показателей ПОЛ достоверно снижались.

Согласно полученным результатам можно утверждать, что инсулин, внесённый в реакционные среды клеточных моделей с эритроцитами больных КАД, СД2 и СД1, влияет разнонаправленно на основные показатели антиоксидантной защиты в клетках, при этом, повышая концентрацию ВГ и активность СОД только в эритроцитах у больных СД1 и снижая показатели ПОЛ: концентрации накопления ДК и ПГЭ. Уровень ВГ и активность СОД в эритроцитах больных КАД и СД2 под воздействием инсулина снижались. Существенных изменений других исследуемых показателей в группах здоровых и больных КА не выявлено.

Таким образом, инициация процессов ПОЛ в клеточных моделях обуславливает повышение показателей пероксидации у больных КА СД и здоровых по отношению к исходным значениям. При этом уровень антиоксидантной защиты в эритроцитах больных КАД, СД2 и СД1 изменялся разнонаправлено. Инсулин, добавленный в эритроцитарную взвесь после активации ПОЛ, оказывал антиоксидантное действие только в клеточной модели с эритроцитами у больных СД1, снижая активность антиоксидантной защиты в эритроцитах у больных КАД и СД2.

Проведённые исследования по оценке влияния активации процессов СРО на изменение активности ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла в эритроцитах у здоровых, больных КА, КАД и СД до и после инициации ПОЛ позволили выявить метаболические различия внутриклеточной утилизации глюкозы в клеточных моделях у больных КАД, СД2 и СД1.

Результаты изучения влияния инсулина на изменение активности основных ферментов углеводного обмена в эритроцитах у здоровых, больных КА и СД после инициации ПОЛ в клеточных моделях приведены в таблице 6.

Было установлено, что под влиянием инициации ПОЛ наблюдалась разнонаправленная динамика исследуемых показателей активности ферментов в эритроцитах у больных КАД, СД2 и СД1. У больных КАД и СД2 активность ФФК и Г-6-ФДГ достоверно повышалась, а у больных СД1, напротив, снижалась. После добавления инсулина в клеточные модели с эритроцитами здоровых, больных КА и СД выявлено, что инсулин, внесенный в реакционную смесь совместно с активаторами ПОЛ, оказывал различное влияние на показатели активности ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла в эритроцитах обследуемых.

Согласно полученным данным после добавления инсулина в реакционную смесь клеточных моделей с эритроцитами здоровых, больных КА и СД1 выявлено достоверное повышение активности фермента гликолиза ФФК: в эритроцитах у здоровых в 1,35 раза, у больных КА в 1,08 раза, у больных СД1 в 1,15 раза. Активность ФФК в эритроцитах больных КАД и СД2 изменялась незначительно. Необходимо отметить более выраженные изменения активности фермента пентозофосфатного цикла

после нагрузки инсулином, которые были определены на фоне инициации процессов ПОЛ.

Таблица 6

Показатели метаболизма глюкозы у здоровых, больных КА и СД 1 и СД2

после активации ПОЛ и добавления инсулина ех у1уо

Показатели метаболизма глюкозы Момент исследования по отношению к активации ПОЛ Контингенты больных

Здоровые; п=91 Больные КА; п=232 Больные КАД; п=49 Больные СД2; п=62 Больные СД1; п=14

Глюкоза, ммоль/л ДО 4,4±0,4 5,5±0,6* 5,5±0,6* 9,8±0,7* 10,5±0,6*

после 4,3±0,5 5,2±0,9 5,4±0,8 9,2±0,9 8,2±0,9

СП , и г? К до 628±37 587±25 562±22 557±29* 572±24

после 615±21 576±21 538±19 520±27 610±25

а. & ш 2 до 0,26±0,03 0,25±0,01* 0,14±0,01* 0,13±0,01* 0,1310,02

после 0,35±0,01** 0,27±0,02 0,16*0,01 0,14±0,01 0,15±0,01

1 ^ © о ^ 2 до 246,0± 14,4 285,0±22,1» 281,9±19,1* 294,3±32,4* 113,2±13,4

после 233,6±8,2 278,5±12,4** 225,5±18,5** 218,0±18,9** 201,5±21,5**

Примечание: I - показатели до активации ПОЛ; II - после активации ПОЛ и добавления инсулина; * - при сравнении показателей после активации ПОЛ со здоровыми, р<0,05; ** - при сравнении одноименных показателей в группе под влиянием инсулина, р<0,05; эр. - эритроциты.

Активность Г-6-ФДГ после введения инсулина в клеточные модели изменялась разнонаправлено: в эритроцитах больных СД1 активность фермента достоверно возрастало в 1,78 раза, достигая значение контроля, у больных СД2 и КАД значение активности Г-6-ФДГ уменьшалось в 1,35 и 1,25 раза. Активность Г-6-ФДГ у здоровых и больных коронарным атеросклерозом существенно не изменялась.

Количество ИСЭ, после внесения инсулина в реакционные среды, тоже менялось по-разному: у больных с СД1 значение данного показателя увеличивалось на 6,6%, а у больных с СД2 и КАД оно уменьшалось на 7,1% и 4,5% соответственно, у больных КА и здоровых уменьшение ИСЭ составило 1,9 и 2,1% соответственно.

При этом, процесс утилизации глюкозы в реакционных средах

клеточных моделей протекал также разнонаправлено: концентрация глюкозы в реакционной среде с эритроцитами больных СД1 снижалась в 1,28 раза, а СД2 и КАД - оставалась на прежнем уровне.

Таким образом, результаты проведённых исследований влияния инсулина на показатели углеводного обмена в эритроцитах после инициации СРО позволяют сделать вывод о метаболически опосредованном регулирующем воздействии гормона на нормализацию внутриклеточного процесса утилизации глюкозы и активность ферментов в основном в клеточных моделях с эритроцитами больных СД1 без существенного воздействия на анализируемых показатели у здоровых и больных КА, КАД и СД2.

В результате проведённых исследований в условиях применения функционально-нагрузочных проб ex vivo установлены метаболические нарушения процессов СРО и углеводного обмена в эритроцитах клеточных моделей у больных в группе КАД, которые по характеру и направленности достоверных изменений основных показателей изучаемых обменных процессов были сравнимы с нарушениями у больных СД2.

Полученные факты подтверждают рабочую гипотезу о возможности развития диабетоподобных изменений метаболических процессов на субклеточном уровне при атеросклерозе и дополняют научные сведения и знания о патогенетических механизмах возникновения КА.

Достоверные изменения основных показателей процессов антиоксидантной защиты клеток и активности ферментов углеводного обмена после активации ПОЛ в эритроцитах клеточных моделей ex vivo у больных КАД при сравнении с пациентами контрольной группы свидетельствуют о развитии диабетоподобных метаболических нарушений.

В качестве лабораторных критериев при верификации тканевой инсулинорезистентности и для диагностики начальных стадий СД2 у больных с подтвержденным КА могут использоваться достоверные изменения основных показателей СРО, активности ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла в эритроцитах клеточных моделей ex vivo после активации процессов ПОЛ.

ВЫВОДЫ

1. Диабетоподобный метаболический синдром у больных коронарным атеросклерозом выявлен в 21% случаев.

2. В клеточных моделях ex vivo у больных КАД, СД2 и СД1 до инициации ПОЛ выявлены достоверные различия процессов свободно-радикального окисления липидов. Установлено, что у больных КАД и СД2 значения показателей СРО достоверно ниже при сравнении с больными СД1.

3. В клеточных моделях ex vivo после активации процессов ПОЛ уровень антиоксидантной защиты у больных КАД и СД2 достоверно

повышается, а в эритроцитах больных СД1 снижается.

4. Инициация процессов ПОЛ в клеточных моделях ex vivo сопровождается достоверным повышением активности Г-6ФДГ и ФФК у больных КАД и СД2, а у больных СД1 достоверным снижением активности указанных ферментов.

5. Достоверное повышение активности антиоксидантной защиты в инсулинзависимых клетках после нагрузочной пробы инсулином ex vivo происходит только у больных СД1.

6. Диабетоподобные метаболические нарушения у больных КАД при сравнении с пациентами контрольной группы характеризуются достоверными изменениями основных показателей процессов антиоксидантной защиты и активности ферментов углеводного обмена в клеточных моделях ex vivo после активации ПОЛ.

7. Лабораторными критериями наличия у больных КА тканевой инсулинорезистентности могут служить достоверные изменения основных показателей СРО, активности ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла в клеточных моделей ex vivo после активации процессов ПОЛ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для выявления группы больных КА с диабетоподобными метаболическими нарушениями в инсулинзависимых клетках в условиях проведения функционально-нагрузочной пробы необходимо определять основные показатели СРО и активность ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла.

2. В качестве лабораторных критериев тканевой инсулинорезистентности у больных КА можно использовать достоверные изменения показателей углеводного обмена и антиоксидантной системы в клеточных моделях ex vivo под влиянием активации процессов перекисного окисления липидов.

3. В условиях клинико-диагностической лаборатории ЛПУ при проведении обследования больных КА для выявления группы КАД можно рекомендовать определение концентрации глюкозы в клеточных моделях ех vivo до и после активации процессов ПОЛ с добавлением инсулина.

4. Для определения тактики комплексного лечения больных КА и с целью верификации начальных стадий СД2 целесообразно выделять группу больных с диабетоподобным метаболическим синдромом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сапегин A.A. Особенности метаболических процессов у больных с сахарным диабетом и атеросклерозом / A.A. Сапегин, А.Н. Дрыгин // Научные труды. Том 1 / под ред. Я.А. Накатиса.- СПб. : Общество «Знание» Санкт-Петербурга и Ленинградской областн.-2011.-С. 77-89.

2. Сапегин A.A. Взаимосвязь процессов перкисного окисления липидов и внутриклеточного метаболизма глюкозы у больных сахарным диабетом / A.A. Сапегин, А.Н. Дрыгин // Клиническая больница.-2012.-№1.-С. 63-67.

3. Сапегин A.A. Место клинической лаборатории в современном «электронном стационаре» / A.A. Сапегин // Научные труды. Том 1 / под ред. Я.А. Накатиса.-СПб. : Общество «Знание» Санкт-Петербурга и Ленинградской области, 2011.-С. 68-77.

4. Sapegin A.A. Serum xantine oxidoreductase in acute viral hepatitis / A.A.Sapegin, I.G. Bondarenko, N.G. Sakhon, D.A. Pavlovich // - Scand J Clin Lab Invest.-2000.-Vol. 60.-P. 36-37.

5. Sapegin A.A. Serum IgM antibodies to xantine oxidoreductase in acute viral hepatitis / A.A.Sapegin, I.G. Bondarenko, N.G. Sakhon, D.A. Pavlovich // Scand J Clin Lab Invest.-2000.-Vol. 60.-P. 82.

6. Sapegin A.A. The laboratjry department in back - containers / A.A. Sapegin, A.I. Karpicshenko, V.A. Kashuro, R.A. Grashin II XXXVI World Congress on Military Medicine-2005, S-Peterburg, Russia.-P. 45.

7. Сапегин A.A. Предикторы осложненного течения острого коронарного синдрома: гомоцистеин и миелопероксидаза плазмы крови / A.A. Сапегин, Н.Ю. Семиголовский, B.C. Гуревич, Д.Г. Маленковская, А.Т. Захарова, О.С. Чекалина, A.B. Соколов // Церебро-кардио-ренальный континуум - междисциплинарный подход в гериатрии. Тез. докл., 15-16 апреля 2009 года / Под. ред. А.Л.Арьева.-СПб, 2009-С. 66-68.

8. Сапегин A.A. Рестеноз коронарной артерии после стентирования у больных гипергомоцистеинемией / A.A. Сапегин, Н.Ю. Семиголовский, К.Л. Козлов, А.Л.Агасиян, Ю.С. Титков, А.Ю. Титков, A.B. Хмельницкий // Церебро-кардио-ренальный континуум - междисциплинарный подход в гериатрии. Тез. докл., 15-16 апреля 2009 года / Под. ред. А.Л.Арьева.-СПб,

2009.-С. 91-93.

9. Сапегин A.A. Холестерин и летальность. Сообщение I. Тез. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «От фундаментальных исследований - к инновационным медицинским технологиям» / A.A. Сапегин, Н.Ю. Семиголовский // Бюллетень ФЦСКЭ им. В.А.Алмазова-

2010.-№4.-С. 89.

10. Сапегин A.A. Холестерин и летальность. Сообщение II. Тез. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «От фундаментальных исследований - к инновационным медицинским технологиям» / A.A.

Сапегин, Н.Ю. Семиголовский // Бюллетень ФЦСКЭ им. В.А.Алмазова-2010.-№4.-С. 89.

11. Сапегин A.A. Гипергомоцистеинемия как фактор риска инфаркта миокарда и рестенозов стентированных коронарных артерий / A.A. Сапегин, Н.Ю. Семиголовский, Ю.С. Титков, K.JI. Козлов, A.JI. Агасиян, А.Ю. Титков, A.B. Хмельницкий, И.Б. Олексюк // Мат. V науч.-практ. геронтол. конф. с междунар. участием «Пушковские чтения». 3-4 декабря 2009 / п/ред. В.Н.Анисимова, А.Л.Арьева.-СПб, 2009.-С. 211-213.

12. Сапегин A.A. Мононуклеары, гомоцистеин и миелопероксидаза крови как предикторы осложненного течения острого коронарного синдрома / A.A. Сапегин, Н.Ю. Семиголовский, Д.Г. Маленковская, B.C. Гуревич, А.Т. Захарова, О.С. Чекалина, A.B. Соколов // Мат. V науч.-практ. геронтол. конф. с междунар. участием «Пушковские чтения». 3-4 декабря 2009 / под ред. В.Н.Анисимова, А.Л.Арьева.-СПб.-С. 208-210.

Подписано в печать 16.02.2012 Объем 1,0 п.л Тираж 100 экз.

Формат 60x84/16 Заказ № 141

Типография ВМедА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, д.6.