Окислительный стресс сахарный диабет

Окислительный стресс сахарный диабет

Ишемия и гипоксия тканей, наблюдаемая при сахарном диабете, являются основными факторами, способствующими повышенно­му образованию реактивных оксидантов в различных органах и тканях. и участвую­щих в развитии патологически измененных структур тканей и органов, что приводит к нарушению их функции. Сахарный диабет характеризуется синдромом хронической гипергликемией, которая приводит к нару­шению всех видов обмена веществ, влияя непосредственно на развития сосудистых осложнений диабета. Если равновесие в ор­ганизме смещается в сторону окислитель­ных процессов, то это называется окисли­тельным стрессом. Кроме того, накопление большого количества активных форм кис­лорода (АФК), а также снижение концен­трации клеточного глутатиона (основного антиоксиданта, вырабатываемого нашим организмом) является причиной развития таких осложнений как синдром диабетиче­ской стопы при сахарном диабете.

Окислительный стресс — это нарушение в организме баланса между прооксиданта-ми и компонентами системы антиоксидантной защиты. Он сопровождается различной степенью выраженности дефицита инсули­на и инсулинрезистентности, являющихся обязательными компонентами патогенеза сосудистых осложнений диабета.Окисли-тельный стресс при сахарном диабете мо­жет быть следствием различных механиз­мов: повышенного образования реактивных оксидантов, образующихся при окислении как самих углеводов, так и углеводов, образующих комплексы с различными белками, а также в результате аутоокисления жирных кислот в триглицеридах, фосфолипидах и эфирах холестерина;

Ишемия и гипоксия тканей, наблюдаемая при сахарном диабете, являются дополни­тельными факторами, способствующими повышенному образованию реактивных оксидантов в различных органах и тканях. и участвующих в развитии патологически измененных структур тканей и органов, что приводит к нарушению их функции.

Беспредельное увеличение свободных ра­дикалов и гидроперекисей липидов должно было бы привести к быстрому разрушению клеточных структур, но в естественных условиях этого не происходит благодаря наличию в организме сложной и многоком­понентной системы биоантиокислителей и естественных антиоксидантов, способных при химическом воздействии ингибировать свободно-радикальное окисление липидов.

В норме сохраняется равновесие между ско­ростью ПОЛ и активностью антиоксидант-ной системы (витамины Е, С, В, супероксид-дисмутаза, каталаза, глютатионтрансфераза, глютатионпероксидаза, глютатионредуктаза и др.), что является одним из основных по­казателей гомеостаза. Конечным продуктом ПОЛ является малоновый диальдегид, кото­рый ингибирует простациклин, способствуя агрегации тромбоцитов и тромбообразова-нию. Усиление активности ПОЛ играет су­щественную роль в повреждении эритроци­тов и эндотелия сосудов и в формировании диабетических ангиопатий.

Однако уровень РФК, превышающий за­щитные возможности клетки, вызывает се­рьёзные клеточные нарушения (например, истощение АТФ) и как результат разруше­ние клетки. В зависимости от силы стресса клетки могут погибнуть в результате апоп-тоза, когда внутреннее содержимое клетки успевает деградировать до нетоксичных продуктов распада, или в результате не­кроза, когда сила оксидативного стресса слишком велика. При некрозе клеточная мембрана нарушается и содержимое клетки высвобождается в окружающую среду, что может в результате повредить окружающие клетки и ткани.

Нами проведен анализ показателей состо­яния антиоксидантной системы у больных со смешанной формой синдрома диабети­ческой стопы, находившихся на лечении в отделении гнойной хирургии Красноярско­го краевого гнойно-септического центра по поводу гнойно-некротических осложне­ний сахарного диабета. Всего обследовано 31 больной в возрасте от 24до 83лет. Сред­ний возраст пациентов составил 59,5 лет.

Мужчин было 10 (32,3%), женщин-21 (67,7%).

При поступлении у пациентов имелась смешанная форма синдрома диабетической стопы, осложненная остеомиелитом костей стопы, у 29,2% пациентов синдром диабети­ческой стопы осложнился гангреной паль­цев и дистальных отделов стопы, у 60,4% имелись гнойно-некротические язвы и раны. По классификации Wagner больные рас­пределились следующим образом: Wagner 2 — 60,4%; Wagner 3 — 10,4%; Wagner 4 — 22,9%; Wagner 5 — 6,2%. Бсе больные по­лучали стандартную терапию.

Быраженность окислительного стресса оценивали по уровню малонового диальде-гида — МДА. который — возникает в орга­низме при деградации полиненасыщенных жиров реактивными формами кислорода, служит маркером пероксидирования жиров и оксидативного стресса. Для оценки состоя­ния АОС у обследованных пациентов опре­деляли также активность внутриклеточных антиоксидантных ферментов: супероксид-дисмутазы (СОД) , глутатионпероксидазы (ГТП), глутатион-трансферазы и каталазы (КТ). Исследования проводили при посту­плении больного в клинику на 3, 7, 14-е сут­ки и при выписке. Результаты исследования: Согласно данным, у больных при поступлении наблюдается значительное повышение уровня МДА в 1,5 раза, а в случае высокой ампутации в 2,5-3 раза. Содержание МДА у больных во все сроки исследования выше нормы, у 50% больных высокие показатели МДА сохраняются и при выписке.

Супероксиддисмутаза (СОД) относит­ся к группе антиоксидантных ферментов. Бместе с каталазой и другими антиокси­дантными ферментами она защищает орга­низм человека от постоянно образующихся высокотоксичных кислородных радикалов. Супероксиддисмутаза катализирует дис-мутацию супероксида в кислород и перок-сид водорода. Таким образом, она играет важнейшую роль в антиоксидантной защи­те практически всех клеток, так или иначе находящихся в контакте с кислородом. По результатам исследования у 32,3% больных СОД в 2,5-3 раза выше нормы, но у пода­вляющего количества больных 67,7% СОД ближе к норме, а у 30% из них даже ниже показателей нормы. Показатели каталазы также были неоднозначны: в 45,2% каталаза выше нормы в 1,5 -2 раза, но в 34,8% ката-лаза в пределах нормы, в 20% случаев она ниже нормы. Показатели глутатионперокси-дазы в половине случаев выше нормы в 1,5 раза, у остальных пациентов она в пределах нормы 40% и ниже нормы в 60% случаев. Глутатион-трансфераза в 100% выше нор­мы, в половине случаев выше нормы в 10 и более раз. Стоит отметить на протяжении исследования данные показатели менялись от показателей ниже нормы до увеличения в 2-3 раза выше нормы и наоборот, что гово­рит о высокой чувствительности антиокси-дантных ферментов.

На основании этих результатов мы можем заключить, что развивающийся вследствие гипергликемии окислительный стресс, характеризующийся избыточной продукцией свободных радикалов (или активных форм кислорода — АФК) и, как следствие, сниже­нием активности антиоксидантной системы приводит к развитию таких осложнений са­харного диабета, как синдром диабетиче­ской стопы.

Источник

Окислительный стресс сахарный диабет

ОС — окислительный стресс

СД — сахарный диабет

УГК — уровень глюкозы в крови

УГК-Н — УГК натощак

УГК-ПП — УГК после приема пищи

HbA_1c — гликированный гемоглобин

HBGI — индекс риска развития гипергликемии

J-index — показатель качества контроля УГК

LBGI — индексриска развития гипогликемии

LI — индекс лабильности

MAGE — средняя амплитуда колебаний УГК

SD —стандартное отклонение

Основной задачей диабетологии остается замедление и предотвращение развития поздних осложнений сахарного диабета (СД), которые приводят к снижению качества жизни пациентов, их ранней инвалидизации, а также смерти. В связи с этим возникает вопрос, почему мы остаемся не так успешны в достижении целей лечения больных СД, несмотря на увеличение количества противодиабетических препаратов на рынке фарминдустрии.

С появлением современных систем суточного мониторирования уровня глюкозы в крови (УГК) CGMS (Continuous glucose control monitoring system) пересматривается отношение к стандартным показателям углеводного обмена: уровню гликированного гемоглобина (HbA_1c), УГК натощак (УГК-Н), УГК после приема пищи (УГК-ПП) как к основным факторам, ведущим к ухудшению прогноза С.Д. Значительное внимание уделяется выраженности колебаний УГК в течение суток, особенно после приема пищи как фактору, приводящему к прогрессированию осложнений СД [1].

Установлено, что выраженная вариабельность УГК может интегрироваться в целевой показатель HbA_1c, приводя к ложной терапевтической инертности. В ряде исследований показано отсутствие корреляций между уровнем HbA_1c и размахами УГК-ПП, при этом HbA_1c составлял менее 7% и был целевым, а УГК-ПП мог повышаться до 9 ммоль/л [2].

На данном этапе установлено, что на прогрессирование осложнений СД влияет не только чрезмерное гликозилирование ввиду хронической и «острой» гипергликемии, но и активация окислительного стресса (ОС), который в большей степени зависит от вариабельности УГК [3].

При СД складываются благоприятные условия, инициирующие ОС, а именно: увеличивается концентрация глюкозы и липидов — основных субстратов окисления, уменьшается активность эндогенных антиоксидантов (супероксиддисмутазы — СОД, глутатиона и др.). Эти процессы запускают механизм повреждения и гибели β-клеток поджелудочной железы. Таким образом замыкается порочный круг, и в итоге происходит неминуемое прогрессирование СД и его осложнений.

Свободные радикалы, образующиеся в ходе ОС, имеют неспаренный электрон на внешней орбите. Большинство из них являются соединениями реактивного кислорода. В процессе присвоения второго электрона от других молекул происходит нарушение их структуры и функции. В ходе окисления глюкозы образуются активные формы кислорода (АФК): супероксид, гидропероксид, а также оксид азота, пероксинитрит и нитроген. В то же время происходит снижение антиоксидантных способностей организма. В каждой ткани осуществляется образование АФК, однако в каждой ткани также присутствуют ферменты антиоксиданты, нивелирующие действие первых. К основным антиоксидантам относят глутатион, СОД, глутатионпероксидазу (ГП) и каталазу. При гипергликемии инициируется гликозилирование и происходит инактивация антиоксидантов. Сниженная активность СОД и глутатиона демонстрирует наличие хронического ОС [4].

В ряде клинических исследований доказано, что в β-клетках уровень антиоксидантов значительно ниже, чем в других тканях. В островках Лангерганса снижен уровень экспрессии генов-антиоксидантов, и практически отсутствует Г.П. При С.Д. и условиях гипергликемии и ОС поджелудочная железа становится менее защищенной, чем другие ткани [5].

Продемонстрировано, что ОС провоцируется расстройствами, связанными с самим СД, и в меньшей степени с его специфическими осложнениями. Развитие осложнений СД сопровождается трендом к усилению выработки АФК и активацией перекисного окисления липидов [6].

В рамках исследования, инициированного Негосударственным (частным) учреждением здравоохранения «Научный клинический центр открытого акционерного общества «Российские железные дороги» и проводимого на кафедре эндокринологии ГБОУ ДПО РМАНПО, поставлена следующая цель: оценить влияние интенсификации сахароснижающей терапии на показатели углеводного обмена, а также вариабельность УГК у пациентов с СД 2-го типа (СД-2) на фоне монотерапии метформином в начале и через 3 мес после интенсификации терапии.

Материалы и методы

В исследование включили 51 больного СД-2 в возрасте от 35 до 75 лет (58,06±8,33 года), средняя длительность заболевания составил 5,56±4,06 года. Все пациенты получали сахароснижающую терапию метформином в максимальных дозах (1000 мг 2 раза в сутки), но не достигали целевых параметров гликемического контроля (средний уровень HbA_1c у вошедших в исследование пациентов составил 7,92±0,47%). Пациенты, соответствующие критериям включения (возраст 35—75 лет, наличие подтвержденного диагноза СД-2, стабильная доза метформина 2000 мг/сут в течение не менее 3 мес до визита скрининга, уровень HbA_1c 7,5—10%, наличие надежных методов контрацепции, подписание информированного согласия), рандомизированы на 2 группы: 1-я — 25 больных, у которых в качестве интенсификации добавлен ингибитор дипептидилпептидазы 4-го типа ситаглиптин 100 мг/сут; 2-я — 26 больных, у которых терапия интенсифицирована препаратом из группы сульфанилмочевины гликлазидом МВ 60 мг/сут.

В начале и через 3 мес лечения исследовали показатели углеводного обмена, проводили CGMS, а также исследование антиоксидантного статуса (АОС) организма путем определения общей антиоксидантной способности плазмы крови (ОАСПК).

Мониторирование УГК осуществляли с помощью прибора iPro2 («Medtronic», США) с применением оригинального сенсора Enlite в течение 72 ч. Расчет индексов вариабельности УГК осуществляли с помощью калькулятора EasyGV (https://www.phc.ox.ac.uk/research/technology-outputs/easygv). Определяли среднюю амплитуду колебаний УГК (mean amplitude of glycemic excursion — MAGE), стандартное отклонение (SD; характеризует степень разброса УГК), индекс лабильности — LI, LBGI — индекс риска развития гипогликемии, HBGI — индекс риска развития гипергликемии и J-index — показатель качества контроля УГК.

АОС организма оценивали по показателю ОАСПК с использованием реагентов фирмы «Randox» (Великобритания) на биохимическом анализаторе Konelab 20 («Thermo Fisher Scientific», Финляндия). Принцип метода заключается в следующем: ABTSR (2,2’-азидо-ди-[3-этилбензтиазолин сульфонат]) инкубируют с пероксидазой (метмиоглобин) и Н₂О₂ с образованием радикала ABTSR+. Полученный раствор имеет относительно стабильный зелено-голубой цвет, который может быть измерен при 600 нм. Антиоксиданты, содержащиеся в тестируемой пробе, подавляют развитие окраски пропорционально их концентрации в образце. Нормальный уровень общих антиоксидантов в плазме составляет 1,5—2,8 ммоль/л.

При сравнении количественных показателей двух групп использовали критерий Манна—Уитни. Полученные данные обрабатывали в программе Statistica 10.

Результаты

Показатели углеводного обмена. В таблице представлены результаты исследования в начале и через 12 нед после интенсификации терапии. При анализе данных об УГК-Н зафиксировано достоверное снижение этого показателя в 1-й группе по сравнении с таковым в начале лечения. Во 2-й группе УГК-Н по сравнению с таковым в начале лечения уменьшился на 13%, однако различие не достигло статистической значимости. Отмечено достоверное снижение УГК-ПП в обеих обследуемых группах в конце исследования по сравнению с таковым в начале лечения, однако в 1-й группе он оказался более близок к физиологическим значениям. Уровень HbA_1c достоверно снизился в обеих группах.

Результаты исследования после интенсификации терапии

Показатели вариабельности УГК. MAGE в 1-й группе достоверно уменьшилась после добавления ситаглиптина (р 2 , достоверно увеличился LBGI в обеих группах. HBGI достоверно снизился в 1-й группе, при этом во 2-й группе показано достоверное увеличение данного показателя.

По результатам анализа полученных нами данных индексов вариабельности УГК уровни HBGI, LBGI, MAG варьировали в пределах значений у лиц без СД-2 [7].

АОС. В начале исследования уровень ОАСПК был сопоставим в обеих группах. Через 12 нед после коррекции терапии отмечено достоверное увеличение этого показателя в обеих группах (р 3,9 ммоль/л [8]. Отмечено достоверное увеличение LBGI в обеих группах, однако, несмотря на это, LBGI находился на среднем уровне показателей лиц без СД-2 [9]. Уровень общих антиоксидантов в обеих группах претерпел изменения в сторону увеличения ОАСПК. Резко выраженных межгрупповых различий по этому параметру не отмечено, несмотря на то что в ранее проведенных исследованиях при применении гликлазида МВ отмечалось увеличение антиоксидантной активности, и ряд авторов связывали данный факт с наличием в молекуле лекарственного средства кольцевой структуры — аминоазобициклооктановой группы, выполняющей функцию нейтрализатора свободных радикалов [10]. Следовательно, в нашем исследовании можно сделать вывод о более тесной взаимосвязи гликемического контроля и ОАСПК, чем с конкретным препаратом интенсификации. Данная положительная взаимосвязь улучшения гликемического контроля и увеличения способности антиоксидантных сил организма сопоставима с результатами других исследований.

Заключение

Несмотря на достоверное изменение ОАСПК в обеих группах после интенсификации терапии, можно индивидуализировать подход к терапии СД-2 с учетом имеющихся данных суточного мониторинга УГК для более эффективного лечения и уменьшения прогрессирования осложнений СД.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Источник