Автореферат и диссертация по медицине (14.01.04) на тему:Ранние признаки диабетической нефропатии у больных сахарным диабетом 1 типа

ГБОУ ВПО «НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

04201 45531 1

На правах рукописи

ПАРФЕНТЬЕВА ЕКАТЕРИНА МИХАЙЛОВНА

РАННИЕ ПРИЗНАКИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ У БОЛЬНЫХ

САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА

14.01.04- внутренние болезни 14.01.02 - эндокринология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители: доктор медицинских наук профессор И. А. Бондарь; доктор медицинских наук В. В. Климентов

Новосибирск, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений..............................................................................4

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................5

Глава 1. РАННИЕ ПРИЗНАКИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Клинические особенности различных стадий хронической болезни почек при СД 1 типа............................................................................12

1.2 Роль факторов роста и матриксных металлопротеиназ в формировании фиброза почек...........................................................................15

1.3 Современная диагностика диабетической нефропатии........................20

Глава 2. ДИЗАЙН, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Дизайн исследования...................................................................25

2.2. Общая характеристика больных.....................................................26

2.3. Специальные методы исследования...............................................32

2.4. Статистический анализ...............................................................37

Глава 3. КЛИНИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ РАННИХ СТАДИЙ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ

3.1 Артериальная гипертензия, дислипидемия и анемия на ранних стадиях диабетической нефропатии....................................................................38

3.2 Мочевая экскреция коллагена IV типа, а!-микроглобулина у больных сахарным диабетом 1 типа...................................................................51

Глава 4. ФИБРОГЕННЫЕ И АНТИФИБРОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ РОСТА В РАЗВИТИИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ

4.1 Мочевая экскреция фиброгенных и антифиброгенных факторов роста у больных сахарным диабетом 1 типа.....................................................62

4.2. Иммуногистохимическое типирование фиброгенных и антифиброгенных факторов роста в почках больных с диабетической нефропатией................85

Глава 5. МАТРИКСНЫЕ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗЫ И ИХ ИНГИБИТОРЫ В ФОРМИРОВАНИИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ

5.1. Мочевая экскреция металлопротеиназ и их ингибиторов на ранних этапах

развития диабетической нефропатии...................................................93

5.2. Иммуногистохимическое типирование металлопротеиназ и их ингибиторов в почках больных сахарным диабетом 1 типа.......................................109

Глава 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.......................114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................120

ВЫВОДЫ........................................................................................124

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ....................................................126

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ......................................127

Список сокращений

АГ - артериальная гипертензия

АД - артериальное давление

АПФ - ангиотензин - превращающий фермент

ДАД - диастолическое АД

ДН - диабетическая нефропатия

ИАП-1 - ингибитор активатора плазминогена-1

ИМТ - индекс массы тела

ИФА - имунноферментный анализ

КМП-7 - костный морфогенетический протеин-7

ММП-2 - матриксная металлопротеиназа-2

ММП-9 - матриксная металлопротеиназа-9

САД - систолическое АД

СД - сахарный диабет

СКФ - скорость клубочковой фильтрации

СМАД - суточное мониторирование артериального давления

ТИМП-1 - тканевой ингибитор металлопротеиназ-1

ТИМП-2 - тканевой ингибитор металлопротеиназ-2

ТФР-pi - трансформирующий фактор роста-Р

ФНО-а - фактор некроза опухолей-а

ФРГ - фактор роста гепатоцитов

ФРФ-2 - фактор роста фибробластов-2

ХБП - хроническая болезнь почек

ai-МГ - ai-микроглобулин

HbAlc - glycated hemoglobin Ale (гликированный гемоглобин Ale)

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Сахарный диабет (СД) в настоящее время представляет важную проблему современной клинической медицины. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), распространенность СД в мире неуклонно возрастает в последние десятилетия. К 2013 году, по данным Государственного Регистра, количество больных СД 1 типа достигло 325 743 (Дедов И. И. и соавт., 2013).

Наиболее частыми хроническими осложнениями СД 1 типа являются микроангиопатии, в том числе диабетическая нефропатия (ДН). При СД 1 типа поражение почек формируется у 50-80% больных, а у 20-30% развивается почечная недостаточность (Шестакова М. В. и соавт., 2011). Данные больные составляют основную часть в общей структуре заместительной почечной терапии (Мухин Н. А. и соавт., 2011; Шестакова М. В. и соавт., 2012).

Неудовлетворительные результаты лечения пациентов с ДН связаны со сложностью и недостаточной изученностью патогенеза этого осложнения, поздней диагностикой, длительным бессимптомным течением (Дедов И. И. и соавт., 2012).

По современным представлениям, ведущую роль в формировании ДН играет гипергликемия и связанные с ней нарушения метаболизма: неферментативное гликирование, оксидативный стресс, дислипидемия, а также артериальная и внутриклубочковая гипертензия. Указанные факторы запускают процесс склерозирования почечной ткани на самых ранних (доклинических) стадиях поражения почек (Шестакова М. В. и соавт., 2012).

В основе развития нефросклероза лежат нарушения обмена коллагена и других компонентов внеклеточного матрикса и их метаболитов в почках. Синтез и распад компонентов матрикса находится под контролем факторов роста. В настоящее время установлена роль трансформирующего фактора роста-ß (ТФР-ß), фактора роста соединительной ткани (ФРСТ), фактора роста эндотелия сосудов (ФРЭС) в развитии фиброза почек при СД (Meng N. et al., 2013; Schlingemann R.

О. et al., 2013; Chen X. M. et al., 2009; Shaker O.G. et al., 2013). Роль других фиброгенных факторов роста, в частности фактора некроза опухолей-а (ФНО-а), фактора роста фибробластов (ФРФ) мало изучена. Экспериментальные данные позволяют предполагать значение этих факторов в развитии фиброза почек при СД (Yang Q. et al., 2007; Yeh С. H. et al., 2009;). Синтез данных факторов роста на ранних стадиях нефропатии у пациентов с СД не изучен. Не определено диагностическое значение мочевой экскреции этих факторов при диабетической нефропатии.

Чрезвычайно важным для развития нефросклероза является баланс между синтезом фиброгенных и антифиброгенных факторов. Среди последних важную роль играют фактор роста гепатоцитов (ФРГ) и костный морфогенетический протеин-7 (КМП-7). Доказана роль этих факторов в сдерживании прогрессирования ДН в исследованиях на животных с экспериментальным диабетом и в исследованиях in vitro, но у больных СД 1 типа продукция в почках данных факторов не изучена (Mitu G. et al., 2008; Qu Y. et al., 2012). He определена взаимосвязь между синтезом антифиброгенных факторов и экскреции их с мочой.

Важную роль в нарушениях катаболизма матрикса в почках у больных СД 1 типа играют матриксные металлопротеиназы (ММП) и их ингибиторы. В экспериментальных данных установлено изменение экспрессии ММП-2, ММП-9, ТИМП-1 и ТИМП-2 у животных с индуцированным СД (Tharailkill К.М. et al., 2007; van der Zijl N.J., et al., 2010). Однако не имеется данных об экскреции ММП и их ингибиторов у больных СД 1 типа в зависимости от клинической характеристики заболевания, от морфологических параметров. Также не изучена роль нарушения баланса металлопротеиназ и их ингибиторов в развитии ДН. Дисбаланс между металлопротеиназами и их ингибиторами может играть важную роль в развитии нефросклероза.

Установлено, что морфологические изменения в почках больных СД 1 типа предшествуют появлению микроальбуминурии, являющейся «золотым» стандартом в диагностике ДН. Остается актуальным поиск более чувствительных

методов определения поражения почек при СД. Можно предполагать, что изменение синтеза и мочевой экскреции факторов роста, матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов являются ранними признаками ДН.

Цель исследования. Выявить ранние признаки диабетической нефропатии у больных сахарным диабетом 1 типа.

Задачи исследования

1. Выявить ранние клинические и биохимические признаки диабетической нефропатии при сахарном диабете 1 типа.

2. Определить интенсивность продукции в почках и мочевую экскрецию фиброгенных (трансформирующего фактора роста-(31, фактора некроза опухолей-а, фактора роста фибробластов-2) и антифиброгенных (фактора роста гепатоцитов, костного морфогенетического протеина-7) факторов роста у больных сахарным диабетом 1 типа.

3. Изучить продукцию в почках и мочевую экскрецию матриксных металлопротеиназ (матриксной металлопротеиназы-2, матриксной металлопротеиназы-9) и их ингибиторов (тканевого ингибитора металлопротеиназ-1, тканевого ингибитора металлопротеиназ-2, ингибитора активатора плазминогена-1) у больных сахарным диабетом 1 типа.

4. Установить связь гипергликемии, дислипидемии, артериальной гипертензии с мочевой экскрецией коллагена IV типа, а!-микроглобулина, фиброгенных и антифиброгенных факторов роста, металлопротеиназ и их ингибиторов при сахарном диабете 1 типа.

Научная новизна. На основании данных суточного мониторирования АД у больных СД 1 типа с нормальной альбуминурией выявлено преобладание суточного профиля «нон-диппер» с повышением показателей диастолического АД в ночное время. Определены ассоциации мочевой экскреции коллагена IV типа, а]-микроглобулина, трансформирующего фактора роста-(31, матриксной металлопротеиназы-2 с показателями клинического АД и параметрами суточного мониторирования АД.

Установлено повышение мочевой экскреции фиброгенных факторов роста

(трансформирующего фактора роста-Р1, фактора некроза опухолей-а, фактора роста фибробластов-2) при отсутствии значимых изменений экскреции антифиброгенных факторов роста (фактора роста гепатоцитов, костного морфогенетического протеина-7) у больных СД 1 типа с нефропатией.

Обнаружено увеличение содержания в моче матриксной металлопротеиназы-2 и тканевого ингибитора металлопротеиназ-2 у больных с повышенной альбуминурией (10-29 мг/сут.), увеличение матриксной металлопротеиназы-9 и ингибитора активатора плазминогена-1 у пациентов с альбуминурией в диапазоне 30-299 мг/сут. Установлено повышение соотношения тканевой ингибитор металлопротеиназ-1/матриксная металлопротеиназа-9 по мере увеличения выраженности нефропатии. Показана тесная взаимосвязь изменений мочевой экскреции фиброгенных факторов роста с изменениями экскреции матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов при диабетической нефропатии.

Впервые выявлено усиление экспрессии фиброгенных факторов роста (фактора некроза опухолей-а, фактора роста фибробластов-2), тканевого ингибитора металлопротеиназ-1 и -2 и снижение экспрессии антифиброгенных факторов роста (фактора роста гепатоцитов, костного морфогенетического протеина-7) и матриксной металлопротеиназы-9 в почках при диабетической нефропатии. Установлено, что инициирующий эффект гипергликемии на развитие фиброза почек при сахарном диабете связан с активацией синтеза фиброгенных факторов роста и ингибиторов матриксных металлопротеиназ.

Выявлены ассоциации выделения с мочой фиброгенных факторов роста, матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов с соотношением альбумин/креатинин мочи, креатинином крови, скоростью клубочковой фильтрации, экскрецией коллагена IV типа и агмикроглобулина). Впервые показано, что мочевая экскреция а]-микроглобулина, коллагена IV типа, трансформирующего фактора роста-|31, фактора некроза опухолей-а, матриксной металлопротеиназы-2, тканевого ингибитора металлопротеиназ-1 и -2, ингибитора активатора плазминогена-1 отражают начальные этапы формирования фиброза

почек при сахарном диабете 1 типа.

Практическая значимость. Показано преимущество суточного мониторирования артериального давления в сравнении с клиническим измерением в выявлении артериальной гипертензии и диагностике сердечнососудистой регуляции у больных сахарным диабетом 1 типа с нормальной альбуминурией.

Определены ранние маркеры фиброза почек при диабетической нефропатии: экскреция с мочой коллагена IV типа, трансформирующего фактора роста-р1, фактора некроза опухолей-а, матриксной металлопротеиназы-2, ингибитора активатора плазминогена-1, соотношение тканевой ингибитор металлопротеиназ-1 /матриксная металлопротеиназа-9.

Выявлены взаимосвязи экскреции коллагена IV типа, фиброгенных факторов роста, ингибиторов металлопротеиназ с показателями углеводного обмена и артериального давления, что подтверждает необходимость компенсации данных показателей для предотвращения инициации и прогрессирования диабетической нефропатии.

Положения, выносимые на защиту

1. Ранними признаками диабетической нефропатии являются нарушение суточного профиля артериального давления, повышение мочевой экскреции коллагена IV типа, фиброгенных факторов роста и ингибиторов матриксных металлопротеиназ.

2. Процесс фиброзирования клубочков и интерстиция почек у больных сахарным диабетом 1 типа характеризуется нарушениями баланса в продукции и мочевой экскреции фиброгенных и антифиброгенных факторов роста, матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов.

3. Интенсивность продукции в почках и экскреции с мочой коллагена IV типа, фиброгенных факторов роста и ингибиторов матриксных металлопротеиназ у больных сахарным диабетом 1 типа взаимосвязана с качеством контроля гликемии и показателями артериального давления.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 47-м, 48-м конгрессах Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD, Лиссабон, 2011; Берлин 2012), Всемирном диабетологическом конгрессе (IDF, Дубай, 2011), на VI Всероссийском конгрессе эндокринологов (Москва, 2012), ежегодных Российских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых «Авиценна-2011» и «Авиценна-2012» (Новосибирск, 2011,2012).

Протокол исследования одобрен комитетом по этике НГМУ (протокол №27 от 21.10.20 Юг).

Работа проведена на кафедре эндокринологии ГБОУ ВПО НГМУ Министерства здравоохранения РФ (зав. кафедрой - д.м.н., профессор И. А. Бондарь) на базе Государственной Новосибирской областной клинической больницы (ГБУЗ НСО ГНОКБ, гл. врач Е. А. Комаровский). Автор выражает искреннюю благодарность за поддержку и квалифицированную помощь научным руководителям Ирине Аркадьевне Бондарь и Вадиму Валерьевичу Климонтову, сотрудникам кафедры эндокринологии НГМУ и врачам эндокринологического отделения ГНОКБ.

Внедрение. Результаты исследования внедрены в практику Государственной Новосибирской областной клинической больницы, используются в учебном процессе кафедры эндокринологии Новосибирского государственного медицинского университета.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых для публикаций основных результатов исследований.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 139 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала и методов, трех глав собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка. Работа иллюстрирована 30 таблицами и 42 рисунками. Список литературы включает 120 источников (25 отечественных и

95 зарубежных авторов).

Личный вклад автора. Обзор литературы, сбор материала, анализ и интерпретация клинико-лабораторных данных, статистическая обработка результатов выполнены лично автором. Работа выполнена в рамках научного проекта, поддержанного грантом Президента Российской Федерации по государственной поддержке молодых российских ученых (МД-5725.2010.7).

Глава 1. РАННИЕ ПРИЗНАКИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) Глава 1. РАННИЕ ПРИЗНАКИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ НЕФРОПАТИИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 1.1. Клинические особенности различных стадий хронической болезни

почек при СД 1 типа Снижение функции почек, по современным представлениям, является самостоятельной и важной причиной ускоренного развития патологических изменений сердечно-сосудистой системы. Это связано с рядом метаболических и гемодинамических нарушений, которые развиваются у больных со сниженной СКФ, когда возникают и выходят на первый план нетрадиционные "почечные" факторы сердечно-сосудистого риска: альбуминурия/протеинурия, системное воспаление, оксидативный стресс, анемия, гипергомоцистеинемия и др. (Смирнов А. В. и соавт., 2005).

По предложению Национального почечного фонда США в 2002 году заболевания почек были объеденены в термин «хроническая болезнь почек» (ХБП) (KDOQI-2002). Изначально было выделено пять стадий ХБП в зависимости от величины СКФ. В 2009 году предложено выделить две дополнительные стадии. Данное разделение оказалось необходимым, поскольку по подтверждению исследований, почечный и сердечно-со