Автореферат и диссертация по медицине (14.00.03) на тему:Система глутатиона и ее коррекция у больных сахарным диабетом

На правах рукописи

Сергеева Елена Сергеевна

СИСТЕМА ГЛУТАТИОНА И ЕЕ КОРРЕКЦИЯ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

14.00.03 - эндокринология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2009

1 132

003481132

Работа выполнена в ГОУ ДПО «Иркутский государственный институт усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» и ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Бардымова Татьяна Прокопьевна Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор

Колесниченко Лариса Станиславовна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Смирнова Ольга Михайловна

доктор медицинских наук, профессор Анциферов Михаил Борисович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московская медицинская академия

им. И.М. Сеченова»

Защита диссертации состоится « 2009 года в часов

на заседании диссертационного совета Д 208.126.01 при ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, по адресу: 117036, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, дом 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий

Автореферат разослан «_ » О¡ОтлЛ^иЛ- 2009

года

Ученый секретарь Диссертационного Совета

доктор медицинских наук, профессор

/1¡^С и/ V/ <•<.->> Е.А. Трошина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время сахарный диабет (СД) представляет актуальную медико-социальную проблему здравоохранения во многих странах вследствие значительного роста заболеваемости, высокой смертности, ранней инвалидизации лиц трудоспособного возраста, снижения качества жизни больных (Дедов И.И., 2005; Кононенко И.В., Смирнова О.М., 2005; Анциферов М.Б., Дорофеева Л.Г., 2007; Шестакова М.В., Чугунова Л.А., Шамхалова М.Ш., 2007; Сунцов Ю.И., Дедов И.И., Шестакова М.В., 2008; Bloomgarden Z.T., 2004; Chan J.C., Malik V., Jia W. et al., 2009).

Заболеваемость СД приобрела черты нарастающей пандемии и регистрируется во всех странах, имея тенденцию к росту в возрастных группах старше 35 лет. По прогнозам экспертов ВОЗ к 2025 году количество больных СД во всем мире превысит 333 миллионов человек (Deray G., Heurtier А., Grimaldi A. et al., 2004; Diabetes Atlas IDF, 2006). В структуре заболеваемости диабетом на долю СД 2 типа приходится около 90%. Согласно данным Государственного регистра СД в России зарегистрировано 2,5 млн. больных СД, однако их истинная численность в 3-4 раза превышает официально зарегистрированную и составляет почти 8 млн. человек (5,5% всего населения России) (Шестакова М.В., Дедов И.И., 2009). Результаты многих исследований показывают, что гипергликемия является таким же фактором риска для развития сердечно-сосудистых заболеваний, как и уровень общего холестерина и артериального давления (Сунцов Ю.И., Дедов И.И., Шестакова М.В., 2008; Coutinho M., Gerstein Н.С., Wang Y. et al., 1999; Chan J.C., Malik V., Jia W. et al., 2009).

В изучении механизмов развития СД и его осложнений достигнуты определенные успехи. Установлены основные провоцирующие факторы и патогенетические механизмы, разработаны клинические критерии, методы диагностики и лечения. Все большее внимание привлекают клеточные и субклеточные механизмы развития диабета. Доказана роль хронической гипергликемии, продолжает изучаться роль и значение окислительного стресса в механизмах индуцированного гипергликемией тканевого поражения при диабете. Окисление глюкозы при гипергликемии провоцирует генерацию свободных радикалов, которым отводится важная роль в развитии дисфункции эндотелия (Смирнова О.М., Горелышева В.А., Никонова Т.В. и соавт., 2001; Дедов И.И., 2004; Косолапов В.А., Самохина М.П., Спасов А.А., 2007). Ликвидацию последствий окислительного стресса осуществляет система антиоксидантной защиты. Нарушение функционирования антиоксидантной системы играет важную роль в развитии СД. Глутатион относится к основным звеньям антиоксидантной защиты, участвует в детоксикации ксенобиотиков и продуктов метаболизма, оказывает влияние на активность ферментов, регулирует обмен эйкозаноидов и простагландинов, влияет на биосинтез нуклеиновых кислот, выполняет другие не менее важные функции (Kulinsky V.I., Kolesnichenko L.S., 2009; Ballatori N., Krance S.M., Notenboom S., 2009).

В этой связи, исследование состояния системы глутатиона при СД имеет важное прогностическое значение, будет способствовать познанию механизмов развития заболевания и обоснованности применения фармакологической коррекции.

Цель исследования

Изучить состояние системы глутатиона в плазме и эритроцитах крови у больных сахарным диабетом и влияние на неё альфа-липоевой кислоты.

Задачи исследования:

1. Исследовать состояние системы глутатиона в плазме и эритроцитах крови у больных сахарным диабетом в зависимости от типа заболевания.

2. Определить характер и выраженность изменений в системе глутатиона в плазме и эритроцитах крови у больных сахарным диабетом 2 типа в зависимости от длительности течения заболевания и пола больных.

3. Выявить наиболее информативные изменения в глутатионовом антиоксидантном статусе у больных сахарным диабетом и ишемической болезнью сердца.

4. Оценить динамику концентрации глутатиона и показателей активности ферментов его метаболизма в плазме и эритроцитах при фармакологической коррекции альфа-липоевой кислотой у больных сахарным диабетом 2 типа.

Научная новизна работы

Впервые проведено исследование системы глутатиона в целом у больных СД 1 и 2 типа. Приоритетными являются данные о том, что снижение восстановленного глутатиона и активация глутатионредуктазы в эритроцитах являются универсальными механизмами статуса глутатиона при СД. Впервые установлены особенности механизмов антиоксидантной защиты при СД 1 и 2 типа, которые заключаются в функционировании глутатионтрансферазы плазмы у больных СД 1 типа и глутатионпероксидазы эритроцитов у больных СД 2 типа. Впервые показаны особенности механизмов глутатионовой антиоксидантной .системы у больных СД 1 типа, которые заключаются в снижении концентрации ОБН и активности ГПО в плазме и эритроцитах на фоне активации ГР в эритроцитах относительно контрольной группы. Установлены изменения в системе глутатиона у больных СД 2 типа, обусловленные сроком заболевания и полом больных. Для впервые выявленного СД 2 типа характерно снижение концентрации восстановленного глутатиона на фоне повышения активности глутатионредуктазы в эритроцитах. При СД 2 типа с течением заболевания до 5 лет дополнительно отмечено повышение активности глутатионтрансферазы в эритроцитах. При СД 2 типа со сроком более 5 лет установлено снижение концентрации восстановленного глутатиона в плазме и эритроцитах и активация глутатионредуктазы в эритроцитах на фоне снижения активности глутатионтрансферазы и повышения активности глутатионпероксидазы в плазме. Новыми являются

данные о состоянии внутриклеточного-звена глутатионовой антиоксидантной защиты у больных СД 2 типа с ишемической болезнью сердца (ИБС), заключающиеся в снижении восстановленного глутатиона и активации глутатионредуктазы как в плазме, так и в эритроцитах, повышении глутатионтрансферазы в эритроцитах на фоне активации глутатионпероксидазы в плазме. Впервые установлен предикторный фермент при СД 2 типа со сроком течения более 10 лет и риском ИБС - глутатионтрансфераза в эритроцитах, активность которой повышается относительно группы контроля. Впервые изучена динамика показателей системы глутатиона как в эритроцитах, так и в плазме на фоне проведения фармакотерапии альфа-липоевой кислотой при СД. Впервые показана эффективность фармакологической коррекции препаратом альфа-липоевой кислоты на систему глутатиона у больных СД 2 типа с нормализацией концентрации восстановленного глутатиона в эритроцитах и активности глутатионтрансферазы в плазме.

Практическая значимость работы

Полученные в ходе диссертационного исследования результаты позволяют расширить представления о состоянии глутатионовой антиоксидантной защиты при СД. Данные позволяют уточнить и расширить представления о состоянии системы глутатиона и метаболизме глутатионзависимых ферментов (глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, глутатионтрансферазы) у больных СД 1 и 2 типа. Представленные результаты дают возможность уточнить состояние антиокислительных процессов и дифференцированно подойти к назначению антиоксидантной терапии. Применение альфа-липоевой кислоты в терапии СД 2 типа положительно влияет на систему глутатиона и течение заболевания, приближая показатели к параметрам нормы. Результаты по исследованию глутатионового статуса могут применяться в качестве диагностических критериев ответа на проведение фармакотерапии препаратом альфа-липоевой кислоты.

Внедрение результатов исследования в практику

Основные положения работы используются в учебном процессе и научной работе на кафедрах эндокринологии, неврологии и клинической фармакологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей; на кафедрах биоорганической и бионеорганической химии, биологической химии Иркутского государственного медицинского университета, а также в лечебно-диагностическом процессе эндокринологического отделения Городской клинической больницы №8, госпиталя ветеранов войн г. Иркутска, республиканской клинической больницы им. H.A. Семашко г. Улан-Удэ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Состояние системы глутатиона у больных СД 1 типа отличается от больных СД 2 типа. При СД 1 типа функционирует глутатионтрансфераза

плазмы, при СД 2 типа - глутатионпероксидаза эритроцитов при взаимном сравнении.

2. Выраженность и направленность изменений метаболизма глутатиона и его

ферментов зависят от сроков заболевания и пола больных. .3. СД 2 типа с ишемической болезнью сердца характеризуется снижением GSH и активацией ГР в плазме и эритроцитах, повышением глутатионтрансферзной активности в эритроцитах и глутатион-. пероксидазной активности в плазме по сравнению с контролем. 4. Применение альфа-липоевой кислоты является значимым фактором улучшения антиоксидантной защиты при СД 2 типа вследствие способности нормализовывать содержание GSH в эритроцитах и активность ГТ в плазме.

Апробация работы

Апробация материалов диссертации проведена на межкафедральном заседании кафедр эндокринологии, клинической фармакологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей и биоорганической и бионеорганической химии, биохимии Иркутского государственного медицинского университета. Материалы работы представлены и обсуждены на межрегиональной научной конференции «Медицинские и социальные проблемы геронтологии» (г. Иркутск, 2006), на заседаниях ассоциаций врачей-эндокринологов, неврологов и клинических фармакологов (г. Иркутск, 2007, 2008, 2009), XIII научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической медицины» (г. Иркутск, 2008), III Сибирском съезде эндокринологов «Эндокринология Сибири» (г. Красноярск, 2009).

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 10 печатных работах, изданных в отечественной и зарубежной печати.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 255 источников. Работа иллюстрирована 32 рисунками и 11 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена на базе кафедры эндокринологии ГОУ ДПО «Иркутский государственный институт усовершенствования врачей» (ректор -профессор, д.м.н. В.В. Шпрах) и на базе кафедры биоорганической и бионеорганической химии ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» (ректор - профессор, д.м.н. И.В. Малов).

В работе представлены результаты обследования 92 больных сахарным диабетом (СД). С учетом поставленных задач все больные СД были распределены на группы в зависимости от типа заболевания. В группу больных СД 1 типа вошли 15 пациентов (6 мужчин и 9 женщин), средний возраст -37,40±2,95 лет, длительность заболевания - 12,53±1,99 лет. В группу больных СД 2 типа вошли 77 пациентов (32 мужчин и 45 женщин), средний возраст -56,96±0,65 лет, длительность диабета — 6,27±0,65 лет.

Среди больных СД 2 типа были выделены группы в зависимости от длительности течения диабета и пола больных. Отдельные группы составили больные СД 2 типа с ишемической болезнью сердца (ИБС) и больные после фармакологической коррекции с использованием альфа-липоевой кислоты (АЖ). Первую группу составили 19 больных с впервые выявленным СД 2 типа (мужчин — 9, женщин — 10), средний возраст — 56,58±1,39 лет, длительность заболевания до 1 года. Во вторую группу вошли 30 больных СД 2 типа с длительностью диабета более 1 года (мужчин - 11, женщин — 19), средний возраст - 55,77±0,89 лет, длительность заболевания - 7,00±0,93 лет. Третью группу составили 16 пациентов с СД 2 типа и ишемической болезнью сердца (мужчин - 7, женщин - 9), средний возраст - 59,50±1,58 лет, длительность заболевания - 11,09±1,30 лет.

Кроме того, больные СД 2 типа со стажем заболевания более 1 года были разделены на две подгруппы в зависимости от длительности течения диабета: стаж диабета до 5 лет и более 5 лет. В первой подгруппе было 13 пациентов (мужчин - 5, женщин - 8), средний возраст - 54,38±0,80 лет, длительность заболевания - 2,77±0,29 лет. Во второй подгруппе - 17 больных (мужчин - 6, женщин — 11), средний возраст — 56,82±1,42 лет, длительность заболевания -10,24±1,09 лет.

В группе больных СД 2 типа с фармакологической коррекцией АЛК состояние системы глутатиона оценивалось дважды: до начала лечения АЛК и в конце терапии АЛК. Фармакологическая коррекция АЛК проводилась больным СД 2 типа путем внутривенного введения АЛК 600 мг в сутки. В эту группу вошли 12 пациентов (мужчин - 5, женщин - 7), средний возраст -57,17±1,74 лет, длительность заболевания - 7,17±1,49 лет. Группу клинического сравнения (не получавших АЛК) составили 12 больных СД 2 типа (мужчин - 4, женщин - 8), средний возраст - 56,50±1,13 лет, длительность заболевания -8,67±1,58 лет.

Контрольные группы для больных СД 1 типа и больных СД 2 типа были сформированы из лиц сопоставимого возраста и пола, без диагностированного СД и ИБС. Контрольная группа для больных СД 1 типа (контроль 1) состояла из 20 человек (мужчин — 8, женщин — 12), средний возраст - 36,05±2,20 лет. Контрольная группа для больных СД 2 типа (контроль 2) — из 29 человек (мужчин - 12, женщин - 17), средний возраст - 53,14±1,65 лет.

Все больные СД 1 типа получали заместительную инсулинотерапию. Больным СД 2 типа коррекция гликемии проводилась сахароснижающими препаратами. У всех больных состояние диабета было, в основном, в стадии декомпенсации. В работе использована классификация СД (ВОЗ, 1999г.),

диагностические критерии СД (ВОЗ, 1999г.), диагностические критерии СД и других нарушений углеводного обмена (Дедов И.И., Шестакова М.В., 2006, 2009).

Диагноз СД устанавливался на основании комплексного клинического обследования больных. Тщательно изучались жалобы, анамнез заболевания и жизни больного, данные объективного статуса. Больным проводились клинико-лабораторное и функциональное обследования, включающие осмотр с определением индекса массы тела, общеклинические анализы крови и мочи, кетоновые тела, билирубин, функциональные печеночные пробы, мочевину, креатинин, холестерин, триглицериды или липидограмму, пробу Зимницкого, пробу Реберга-Тареева, пробу мочи по Нечипоренко, тест на микроальбуминурию, гликированный гемоглобин, а также по показаниям - С-реактивный белок, щелочную фосфатазу, диастазу, иммунограмму. Кроме этого, выполнялись электрокардиография, ультразвуковое исследование щитовидной железы, сердца и органов брюшной полости. Все больные консультировались кардиологом, неврологом, окулистом, по показаниям -другими специалистами. Гликемический профиль определялся больным регулярно. Исследовался гликированный гемоглобин. Критериями нормализации углеводного обмена считались: отсутствие клинических симптомов заболевания, нормогликемия натощак и постпрандиальная гликемия не более 8 ммоль/л (ВОЗ, 1999г.).

Таким образом, состав больных исследуемых групп и клинико-лабораторная характеристика позволяли выполнить поставленную цель и задачи нашей работы.

Состояние системы глутатиона оценивали по определению концентрации восстановленного глутатиона (в8Н) и активности ферментов его метаболизма глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы (ГР), глутатионтрансферазы (ГТ) отдельно в эритроцитах и плазме крови (табл.1).

Таблица 1

Количество проведенных исследований

Методы исследова-ния Количество исследований

Контр, группа ДЛЯ б-ных СД 1 типа Контр, группа для б-ных СД 2 типа Б-ные СД 1 типа Б-ные с впервые выявле иным СД 2 типа Б-ные СД 2 типа Б-ные СД2 типа и ИБС Б-ные СД 2 типа после лечения

Концентрация взн 39 58 29 36 56 30 48

Активность ГТ 38. 56 29 36 57 30 48

Активность ГТ 40 56 ' 29 36 57 31 48

Активность ГТ 40 57 29 37 56 31 48

ВСЕГО: 158 227 116 145 226 122 192

Для определения активности ферментов метаболизма глутатиона забор венозной крови проводился строго утром натощак.

Концентрацию восстановленного глутатиона определяли в плазме и эритроцитах по методу Anderson М.Е. (1989). Расчет концентрации GSH производился по формуле:

Аs-V-R

С = I-— _ ммоль/л, где

yl£M-N

Ае -экстинция пробы,

ем - коэффициент молярной экстинции (для ДТНБ - 13,6),

V - объем кюветы,

R - разведение,

N — количество пробы в опыте.

Активность ферментов (ГПО, ГТ, ГР) также определяли в плазме и эритроцитах. Активность ГПО определяли по методу Flohe L. (1989), активность ГР - по методу Mannervik В. (1989), активность ГТ - по методу Habig N.H. (1974). Активность всех ферментов пересчитывали на концентрацию белка в пробе.

Расчет активности ферментов проводился по формуле: AE-V-109 _

- — - нмоль/мин на 1 мг белка (Б), где

Ь ■ М

АЕ - изменение экстинкции за 1 минуту,

V - объем кюветы,

Б - концентрация белка в пробе,

М - коэффициент молярной экстинкции: М=6,22-10б для ГПО, ГР

М=9,6-106 для ГТ

Статистическая обработка материала предусматривала систематизацию полученных данных групп больных СД и контрольных групп, построение таблиц и графических изображений. Достоверная значимость различий количественных признаков рассчитывалась по t-критерию Стьюдента, использовались методы параметрической статистики (при соответствии значений исследуемых переменных закону нормального распределения) и непараметрической статистики (при распределении, не соответствующему нормальному закону). По U-критерию Манна-Уитни проводилось сравнение двух независимых групп. Применялся метод кластерного анализа и дискриминантный анализ для показателей антиоксидантной активности системы глутатиона с расчетом расстояний между группами больных с помощью Д"-Махалонобиса. Полученные данные представлены в виде средних арифметических значений показателей (М), стандартного отклонения (6), стандартной ошибки (ш) и процентов. Различия считались статистически значимыми при Р<0,05. Для статистической обработки данных использовались современные пакеты прикладных математических программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенного нами исследования был установлен дисбаланс в системе глутатиона как у больных СД 1, так и у больных СД 2 типа. Показано, что функционирование системы глутатиона при СД изменялось в зависимости от типа диабета и сроков заболевания.

Так, у больных СД 1 типа выявлено синхронное снижение концентрации вБН в плазме на 26% (р<0,05) и в эритроцитах на 28% (р<0,01) на фоне повышения активности ГР в эритроцитах на 59% (р<0,05) и снижения активности ГПО как в плазме на 23% (р<0,05), так и в эритроцитах на 30% (р<0,01) по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы (табл. 2).

Таблица 2

Сравнительная характеристика показателей системы глутатиона у больных сахарным диабетом

Показатель Субстрат Единицы измерения Контроль для СД 1 типа (п=20) Больные СД 1 типа (п=15) Контроль для СД 2 типа (п=29) Больные СД 2 типа (п=30)

GSH плазма мкмоль/л 19,09±1,15 14,14±1,80 1* 15,75±1,47 12,66±1,88

эр-ры ммоль/л 1,75±0,14 1,26±0,10 | ** 1,78±0,15 1,09±0,07 i **

ГТ плазма нмоль/мин на 1 мг белка 2,18±0,29 1,91±0,36 2,10±0,30 1,17±0,17

эр-ры 3,25±0,36 5,33±1,09 3,36±0,37 4,20±0,49

ГР плазма нмоль/мин на 1 мг белка 0,39±0,02 0,47±0,07 0,41±0,02 0,43±0,05

эр-ры 4,01±0,62 6,39±0,82 Т* 3,34±0,34 6,45±0,82 | **

ГПО плазма нмоль/мин на 1 мг белка 3,60±0,23 2,76±0,29 1* 2,48±0,20 3,20±0,22 | *

эр-ры 30,49±2,44 21j35±2,29 1 ** 25,37±2,22 26,88±1,58

Примечание: значимость различий: * - р<0,05, ** - р<0,01;

| - снижение показателя, f - увеличение показателя

Как известно, окислительный стресс является одной из ведущих причин развития сосудистых осложнений при диабете. Уменьшение содержания GSH у больных СД 1 типа можно связать как со снижением синтеза глутатиона, так и повышением его потребления, а также замедлением восстановления из окисленной формы (Субботина Т.Н., Отто B.C., Титова Н.М. и соавт., 2009). Показано, что у больных СД 1 типа дефицит восстановленного глутатиона

сопровождался активацией ГР в эритроцитах. Следует отметить, что сопряженное увеличение активности ГР с одновременным снижением вБИ может указывать на значительный расход глутатиона и отражать процессы адаптации, так как все свои защитные функции глутатион выполняет только в восстановленной форме. Абсолютная инсулиновая недостаточность при СД 1 типа сопровождается нарушением процессов активации пентозофосфатного цикла с образованием КАБРН и наблюдаемый дефицит СБН на фоне глутатионредуктазной активации зависит от дизрегуляции на уровне пентозофосфатного цикла. В то же время, активация ГР должна способствовать образованию активной формы глутатиона, однако возможное быстрое включение ОБН в процессы антиоксидантного окисления снижает его концентрацию в эритроцитах и плазме, а не приводит к накоплению.

Снижение глутатионпероксидазной активности у больных СД 1 типа также может приводить к накоплению свободных радикалов и усугублять развитие окислительного стресса с негативным влиянием на клетки и ткани. Известно, что в патогенезе макро- и микрососудистых осложнений перекисный дисбаланс занимает одно из основных мест. Стабильность ГТ как в плазме, так и в эритроцитах у больных СД 1 типа может быть результатом ингибирования фермента в результате аутоиммунного воспаления и способствовать прогрессированию болезни. По мнению Зенкова Н.К., Панкина В.З. и Меньщиковой Е.Б. (2001) в первую очередь окислительный стресс проявляется в области поджелудочной железы и вызывает повреждение р-клеток, а затем трансформируется на остальные системы организма.

Таким образом, у больных СД 1 типа наблюдается выраженное напряжение системы глутатиона, проявляющееся снижением содержания 05Н и активности ГПО как в плазме, так и в эритроцитах на фоне повышения глутатионредуктазной активности в эритроцитах.

При СД 2 типа метаболизм системы глутатиона имеет зависимость от длительности течения заболевания. Так, у больных с впервые выявленным СД 2 типа наблюдалось снижение концентрации ОБН в эритроцитах на 52% (р<0,01) и повышение активности ГР в эритроцитах на 74% относительно контрольной группы (р<0,01) (табл. 3).

Установленный нами дефицит СЭН в эритроцитах у больных СД 2 типа может свидетельствовать об ослаблении антиоксидантной системы в целом и выступать в качестве наиболее раннего показателя усиления окислительных процессов в клетках. Единство и тесное взаимодействие метаболических процессов определяют резервные возможности и механизмы адаптации. Развитие сахарного диабета осуществляется при дизрегуляционных нарушениях адаптационных механизмов патохимических и молекулярных изменений, которые получают клиническое выражение через вызываемые ими патофизиологические механизмы нарушений функций органов и систем. Полученные нами результаты указывают, что на момент диагностики заболевания имеются признаки активного окислительного стресса, выражающиеся снижением содержания СБН, что косвенно может свидетельствовать о нарушении процессов быстросрочной адаптации при

впервые выявленном диабете. В физиологических условиях активация ГР способствует накоплению активной формы глутатиона с мобилизацией цитопротекции, установленное нами усиление активности ГР у больных с впервые выявленным СД 2 типа не приводило к повышению концентрации СЭН. При СД 2 типа также наблюдается дефицит кофактора КАБРН, который зависит от угнетения пентозофосфатного цикла на фоне уже относительной инсулиновой недостаточности и инсулинорезистентности, что, скорее всего, и приводит к дефициту 08Н.

Таким образом, при впервые выявленном СД 2 типа наблюдаются изменения двух изучаемых параметров системы глутатиона (вЗН и ГР в эритроцитах).

Таблица 3

Сравнительная характеристика показателей системы глутатиона у больных сахарным диабетом 2 типа в зависимости от длительности заболевания

Показатель Субстрат Единицы измерения Контроль (п=29) Больные с впервые выявленным СД 2 типа (п=19) Больные СД 2 типа (стаж до 5 лет) (п=13) Больные СД 2 типа, (стаж более 5 лет) (п=17)

йвН плазма мкмоль/л 15,75±1,47 14,59±2,52 15,85±3,37 10,22±1,99 1*

эр-ры ммоль/л 1,78±0,15 0,86±0,09 {** 1,09±0,09 1 ** 1,10±0,12 1 **

ГТ плазма нмоль/мин на 1 мг белка 2,10±0,30 1,75±0,24 1,46±0,29 0,95±0,18 1**

эр-ры 3,36±0,37 3,76±0,66 5,03±0,73 Т* 3,53±0,62

ГР плазма нмоль/мин на 1 мг белка 0,41±0,02 0,37±0,05 0,36±0,05 0,49±0,08

эр-ры 3,34±0,34 5,82±0,89 | ** 6,53±0,86 | ** 6,39±1,34 | **

ГПО плазма нмоль/мин на 1 мг белка 2,48±0,20 2,86±0,43 3,12±0,24 3,27±0,30 т*

эр-ры 25,37±2,22 23,71 ±2,04 30,85±1,78 23,70±2,17

Примечание: значимость различий: * -р<0,05, ** -р<0,01;

| — снижение показателя, Т — увеличение показателя

У больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет была снижена концентрация вЗН на 39% (р<0,01), а также повышена активность как ГТ, так и ГР в эритроцитах на 50% и 96% соответственно относительно контрольной группы (табл. 3).

В свою очередь у больных СД 2 типа с длительностью заболевания более 5 лет были зарегистрировано одновременное снижение концентрации С8Н в плазме на 35% и в эритроцитах на 38%, повышение глутатионредуктазной активности в эритроцитах на 91%, разнонаправленные сдвиги активности ГТ и ГПО в плазме (снижение на 55% и повышение на 32% соответственно) относительно группы контроля (табл. 3).

Вполне вероятно, что длительность течения СД приводит к формированию адаптивных реакций в клетках и способствует их устойчивости («привыканию») к болезни. Так, СД характеризуется механизмами дизадаптации и полиферментным дисбалансом в эритроцитах, который в свою очередь может отражать метаболические процессы в других клетках. Это подтверждается характером течения болезни с формированием и прогрессированием макро- и микрососудистых осложнений, выраженность и частота которых зависят от повреждающих факторов и самой длительности патологического процесса. Если пользоваться спортивной терминологией, то можно провести сравнение с бегом стайеров и спринтеров, у которых резервные возможности включаются на разных этапах: у спринтеров (или больных с длительностью СД до 5 лет) - быстро, а у стайеров (или больных с длительностью диабета более 5 лет) - отсрочено. Разная выраженность активации основных глутатионзависимых ферментов при СД 2 типа может раскрывать особенности некоторых метаболических закономерностей течения заболевания с формированием осложнений, а также отдельные механизмы цито- и ангиопротекции.

Таким образом, обнаружены метаболические закономерности, зависящие от длительности течения СД 2 типа. У больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет реагировали только эритроцитарные компоненты системы глутатиона (три изучаемых параметра), а при длительности заболевания более 5 лет - дополнительно к эритроцитарным присоединялись изменения компонентов системы глутатиона в плазме (уже пять параметров). Общеизвестно, что энзимы характеризуются внутриклеточной деятельностью, однако в плазме ферменты могут косвенно отражать тканевые и клеточные процессы и структурные повреждения. Установленная ферментативная активность в плазме у больных СД 2 типа со сроком болезни более 5 лет может указывать на наличие и выраженность дополнительных факторов альтерации, в том числе оксидативного стресса.

В общей группе больных с СД 2 типа дестабилизация системы глутатиона характеризовалась снижением концентрации С8Н на 39% и повышением активности ГР на 93% в эритроцитах на фоне разнонаправленных изменений активности ГТ и ГПО в плазме относительно контрольной группы (р<0,05) (табл. 2). Дисбаланс глутатиона ослабляет устойчивость клеток к развитию оксидативного стресса, не исключается также возможность влияния на снижение секреторной активности Р-клеток с быстрым развитием инсулиновой недостаточности. Известно, что избыточная генерация свободных радикалов способствует дисфункции эндотелия, окислению липопротеидов,

гиперкоагуляции, следовательно, развитию и прогрессированию сосудистых осложнений (Смирнова О.М., Горелышева В.А., Никонова Т.В. и соавт., 2001).

Проведенный сравнительный анализ показал разный уровень участия системы глутатиона при СД 1 типа и СД 2 типа, что в свою очередь может способствовать разной степени выраженности окислительного стресса с прогрессированием болезни и сосудистых осложнений. При взаимном сравнении групп больных СД 1 типа и СД 2 типа механизмы защиты от активных форм кислорода отличались: при СД 2 типа функционировала ГПО в эритроцитах, а при СД 1 типа - ГТ в плазме (р<0,05). Вполне закономерно, что при СД 1 типа и при СД 2 типа в механизмах антиоксидантной защиты кроме глутатионовой системы принимают участие другие как ферментативные (каталаза, супероксиддисмутаза), так и неферментативные (антиокислительная активность) компоненты.

Таким образом, у больных СД 1 и 2 типа универсальными показателями системы глутатиона являются снижение концентрации GSH и активация ГР в эритроцитах, скорее всего, из-за дефицита NADPH в результате ингибирования пентозофосфатного пути, на фоне дефицита инсулина разного характера и степени выраженности. Полученные результаты могут оказывать влияние на течение заболевания и прогрессирование сосудистых осложнений в результате оксидативного стресса.

При СД 2 типа в метаболизме глутатиона установлена зависимость от пола больных. Проведенный сравнительный анализ показателей активности глутатионзависимых ферментов и концентрации GSH у мужчин с СД 2 типа показал снижение содержания GSH в эритроцитах на 45% (больные 0,97±0,13 ммоль/л, контроль 1,77±0,22 ммоль/л), на фоне повышения активности ГР в эритроцитах на 156% (больные 8,29±1,59 нмоль/мин на 1 мг белка, контроль 3,24±0,58 нмоль/мин на 1 мг белка), разнонаправленных сдвигов активности ГТ в плазме (больные 1,06±0,25 нмоль/мин на 1 мг белка, контроль 2,41±0,58 нмоль/мин на 1 мг белка) и эритроцитах (больные 5,96±0,92 нмоль/мин на 1 мг белка, контроль 3,12±0,74 нмоль/мин на 1 мг белка) (р<0,05).

У женщин с СД 2 типа наблюдались разнонаправленные сдвиги только в эритроцитах: снижение концентрации GSH (больные 1,17±0,09 нмоль/мин на 1 мг белка, контроль 1,79±0,21 нмоль/мин на 1 мг белка) (р<0,01) и повышение активности ГР (больные 5,37±0,84 нмоль/мин на 1 мг белка, контроль 3,40±0,42нмоль/мин на 1 мг белка) (р<0,05). Кроме этого, у мужчин с СД 2 типа активность ГТ в эритроцитах была статистически значимо выше аналогичного показателя женщин с СД 2 типа на 89% (р<0,01).

Таким образом, у мужчин, больных СД 2 типа, наблюдалось более выраженное усиление механизмов глутатионовой антиоксидантной защиты по сравнению с женщинами, больными СД 2 типа. Такому метаболическому статусу могут способствовать эстрогены, обладающие антиоксидантным эффектом (Гуревич М.А., Мравян С.Р., Григорьева Н.М., 2006; Bello N., Mosca L., 2004). Наряду с установленными данными показано, что у мужчин повышение глутатионредуктазной активности в эритроцитах происходит более интенсивно, по сравнению с женщинами (повышение активности на 156% и

58% соответственно). Установленные закономерности функционирования системы глутатиона у мужчин и женщин с СД могут проявляться в формировании адаптационных механизмов, а также способствовать формированию защитно-приспособительных реакций и функциональных резервов, способствовать менее выраженному клиническому течению заболевания.

У больных СД 2 типа и ИБС выявлено снижение концентрации ОБН в эритроцитах на 40% с синхронным падением С8Н в плазме на 46% относительно контроля (р<0,01). Ферментативное звено антиоксидантной глутатионовой системы при СД 2 типа и ИБС характеризуется широким спектром изменений: активацией ГР в плазме на 41 % и эритроцитах на 61%, повышением активности ГТ в эритроцитах на 78% на фоне повышения активности ГПО в плазме на 29% относительно контрольной группы (р<0,05). Следует отметить, что содержание вБН как в плазме, так и в эритроцитах в группах больных СД 2 типа с ИБС и без ИБС при сопоставимой длительности диабета не отличались. Повышенная активность ГР при СД 2 типа с ИБС должна способствовать восстановлению глутатиона с цитопротекцией. Однако у больных СД 2 типа с ИБС активация ГР в эритроцитах была сопряжена с уменьшением концентрации ОБН, скорее всего из-за необходимости повышенного потребления вБН для выполнения защитных функций в процессе адаптации.

Полученные нами изменения активности ферментов указывают на то, что при длительном стаже диабета (более 10 лет) с наличием ИБС в механизмы антиоксидантной защиты активно включаются практически все звенья антипероксидной глутатионовой системы без перераспределения между ними приоритетности. Связанный с СД и ИБС окислительный стресс, вероятно, является следствием одновременного увеличения генерации свободнорадикальных форм кислорода и снижением емкости антиоксидантной защиты. При СД 2 типа со стажем более 5 лет (длительность в группе более 10 лет) активность ГТ в эритроцитах была на уровне контрольной группы (р>0,05). Установленная активация ГТ в эритроцитах у больных СД 2 типа и ИБС (длительность в группе более 10 лет) относительно контрольной группы может рассматриваться как прогностический признак риска формирования макроангиопатий.

Положительное воздействие препаратов альфа-липоевой кислоты (АЛК) при СД известно, однако влияние фармакотерапии на систему глутатиона в комплексе не изучалось. Нами показано, что у больных СД 2 типа после лечения без использования АЛК сохранялось сниженное содержание СБН и повышенная активность ГР в эритроцитах по отношению к контрольной группе (р<0,01). Фармакологическая коррекция с присоединением больным СД 2 типа АЛК приводила к повышению активности ГТ в плазме и концентрации ОБН в эритроцитах относительно соответствующих показателей больных СД 2 типа до лечения, то есть к их «нормализации» (табл. 4).

Таким образом; анализ эффективности терапии АЛК показал, что проведение лечения больных СД 2 типа с использованием АЛК оказывает

положительное влияние на состояние системы глутатиона и способствует нормализации двух из трех ранее нарушенных показателей метаболизма глутатиона. Следовательно, АЛК обладает позитивным влиянием на систему глутатиона и выраженной антиоксидантной эффективностью. В связи с этим, обоснованность назначения при СД препаратов АЛК очевидна также и с целью фармакологической коррекции состояния глутатионовой антиоксидантной системы.

Таблица 4

Сравнительная характеристика системы глутатиона у больных СД 2 типа до лечения, после стандартного лечения и лечения с присоединением АЛК относительно контрольной группы

Показатель Субстрат Единицы измерения До лечения После лечения без АЛК После лечения с АЛК

С8Н плазма мкмоль/л N N N

эр-ты ммоль/л 1* N

ГТ плазма нмоль/мин на 1 мг белка 1* N N

эр-ты N N N

ГР плазма нмоль/мин на 1 мг белка N N N

эр-ты Т* Г т*

ГПО плазма нмоль/мин на 1 мг белка N N N

эр-ты N N N

Примечание: *-р<0,05, **-р<0,01;

{ - снижение показателя, | - увеличение показателя; N — значения показателя соответствует показателю контрольной группы.

С использованием соответствующих статистических критериев выявлены наиболее информативные признаки в контрольных группах и в группах больных СД 1 и 2 типа. Наиболее информативными прогностическими признаками для всех исследуемых групп являются концентрация и

активность ГР в эритроцитах. Установленный дефицит вБН способствует активации ГР, однако у больных СД 1 и 2 типа наблюдается дефицит КАБРН из-за угнетения пентозофосфатного цикла и как следствие не происходит накопление С5Н. Новые сведения могут быть использованы в разработке

препаратов и технологий, направленных на резервные возможности по повышению функциональных и адаптационных резервов и механизмов в условиях болезни.

Методом дискриминантного анализа по информативным признакам показаны различия между группами больных СД 1 и 2 типа и соответствующими контрольными группами с точностью различия групп 84,18%. Для выявления соотношения связей показателей состояния антиоксидантной активности системы глутатиона в группах больных СД 1 и 2 типа и в соответствующих контрольных группах проведен дополнительный многомерный анализ с использованием непараметрических критериев наиболее информативных признаков (Юнкеров В.И. и соавт., 2002) (рис. 1).

Рис. 1. Граф взаимной близости (удаленности) по квадрату расстояний Махаланобиса в восьмимерном пространстве (ш=8)

1 группа - контрольная группа (средний возраст - 36,05±2,20 лет)

2 группа - контрольная группа (средний возраст - 53,14±1,65 лет)

3 группа — больные СД 1 типа (средний возраст - 37,40±2,95 лет)

4 группа — больные СД 2 типа (средний возраст — 55,77±0,89 лет)

Полученные данные позволяют уточнить механизмы развития СД, раскрыть некоторые особенности функционирования внутриклеточного звена антиоксидантной защиты, использовать установленные закономерности в разработке препаратов и технологий, направленных на резервные возможности по повышению функциональных и адаптационных механизмов в условиях болезни, а также будут полезны в разработках прогностических методик инновационного характера.

ВЫВОДЫ:

1. У больных СД состояние системы глутатиона имеет зависимость от типа диабета. СД 1 типа характеризуется снижением концентрации 08Н и активности ГПО в плазме и эритроцитах на фоне активации ГР в эритроцитах относительно контрольной группы. Для СД 2 типа характерно снижение содержания СБН в эритроцитах, активация ГР в эритроцитах и ГПО в плазме на фоне снижения активности ГТ в плазме по сравнению с контролем.

2. При СД 2 типа содержание глутатиона и активность ферментов его метаболизма зависят от сроков заболевания. Впервые выявленный СД 2 типа характеризуется снижением концентрации вБН и повышением активности ГР в эритроцитах; СД 2 типа с длительностью до 5 лет — снижением содержания ОБН, повышением активности ГТ и ГР в эритроцитах; СД 2 типа с длительностью более 5 лет - снижением содержания 05Н одновременно в плазме и эритроцитах, активацией ГР в эритроцитах и ГПО в плазме на фоне снижения активности ГТ в плазме относительно контрольной группы.

3. Для мужчин с СД 2 типа характерна выраженная активация метаболизма глутатиона: снижение содержания ОБН, повышение активности ГР в эритроцитах на фоне разнонаправленных сдвигов активности ГТ в плазме и эритроцитах относительно контрольной группы мужчин; для женщин -только уменьшение концентрации ОБН и повышение активности ГР в эритроцитах сравнительно с женской контрольной группой.

4. СД 2 типа с ишемической болезнью сердца характеризуется дисбалансом системы глутатиона: снижением концентрации ОБН и активацией ГР в плазме и эритроцитах; повышением активности ГТ в эритроцитах и активности ГПО в плазме относительно контрольной группы.

5. Прогностически значимым показателем для больных СД 2 типа со сроком заболевания более 10 лет и риском ишемической болезни сердца служит активация ГТ в эритроцитах относительно контрольной группы.

6. Предикторами фармакологической коррекции альфа-липоевой кислотой при СД 2 типа служит нормализация содержания вБИ в эритроцитах и активности ГТ в плазме.

7. Модели кластерного анализа позволяют выделить наиболее значимые метаболические показатели у больных СД. Универсальными реагентами системы глутатиона при СД являются активация ГР и снижение уровня вБН в эритроцитах.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для оценки состояния больных сахарным диабетом необходимо исследовать показатели системы глутатиона с целью определения состояния антиоксидантной защиты.

2. При лечении больных сахарным диабетом 2 типа и ишемической болезнью сердца целесообразно исследовать систему глутатиона с определением прогностически значимого показателя - активности глутатион-трансферазы, для прогнозирования течения заболевания.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Состояние системы глутатиона у больных сахарным диабетом 2 типа / Т.П. Бардымова, Л.С. Колесниченко, Е.С. Сергеева, И.В. Белоусова // Тез. докл. IV всеросс. диабетол. Конгресса. - Москва, 2008. - С. 339.

2. Сергеева Е.С., Бардымова Т.П., Колесниченко Л.С. Глутатионовая антипероксидная защита у больных сахарным диабетом 2 типа // Тез. докл. XIII итоговой науч.-практ. конф. Иркутского ГИУВа. - Иркутск, 2008. - С. 41.

3. Бардымова Т.П., Сергеева Е.С. Сахарный диабет: распространенность, патогенез, клиническая картина и диагностика. - Иркутск: РИО ИГИУВа, 2008.-44 с.

4. Glutathione antioxidant system in patients with Diabetes Mellitus / L. Kolesnichenko, T. Bardimova, E. Sergeeva, M. Sergeeva, N. Verlan, I. Belousova // J. Clin. Lipidol. - 2008. - Vol.2, 5S. - P. 124-125.

5. Глутатионовая антиоксидантная система у больных сахарным диабетом / Л.С. Колесниченко, Т.П. Бардымова, Н.В. Верлан, Е.С. Сергеева, М.П. Сергеева//Сибирск. мед. журн. - 2009.-№1. - С. 31-33.

6. Оценка системы глутатиона у больных сахарным диабетом 2 типа / Е.С. Сергеева, Т.П. Бардымова, Л.С. Колесниченко, М.П. Сергеева // Тез. докл. III Сибирского Съезда эндокринологов с международным участием. -Красноярск, 2009. - С. 55-56.

7. Глутатион и ферменты его метаболизма у больных сахарным диабетом 2 типа / Л.С. Колесниченко, Т.П. Бардымова, Е.С. Сергеева, М.П. Сергеева // Сибирск. мед. журн. - 2009. - №2. - С. 56-58.

8. Состояние системы глутатиона и ее коррекция у больных сахарным диабетом/ Т.П. Бардымова, Е.С. Сергеева. - Иркутск: РИО ИГИУВа, 2009. -25 с.

9. Glutathione antioxidant protection in patients with Diabetes Mellitus / Т. Bardimova, L. Kolesnichenko, E. Sergeeva, N.V. Verlan, M.P. Sergeeva // Atherosclerosis. - 2009. - Vol.10, N2. - P. 265.

10. Состояние системы глутатиона при сахарном диабете / Т.П. Бардымова, Л.С. Колесниченко, Е.С. Сергеева, Н.В. Тарабан, ИМ. Михалевич, М.П. Сергеева// Сибирск. мед. журн. -2009. - №7. - С.81-83.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЛК — альфа-липоевая кислота

ГПО - глутатионпероксидаза

ГР - глутатионредуктаза

ГТ - глутатионтрансфераза

ИБС - ишемическая болезнь сердца

СД - сахарный диабет

ОвН - восстановленный глутатион

ОББО - окисленный глутатион

ИАБР — никотинамид-адениндинуклеотид фосфат

КАБРН - никотинамид-адениндинуклеотид фосфат восстановленный

Подписано в тираж 15.10.09

Печать Riso Усл.п.л. -1.0 Заказ № 854 Тираж: 50 экз.

Оперативная типография «Грань» ИНН 3812088580 664007, Иркутск, ул. Декабрьских Событий, д. 85 Тел: (3952) 294-594