|
СКАЧАТЬ (12.0 Кб в архиве, формат - MS Word) |
|
|
ПРИ ПУБЛИКАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ССЫЛКА НА ИСТОЧНИК ОБЯЗАТЕЛЬНА !!! |
|
Диагностическая значимость определения циклических нуклеотидов в лейкоцитах больных сахарным диабетом 1 и 2 типов
А.Н. Дрыгин, В.Л. Пастушенков, С.Б. Шустов, А.Р. Григорян
Введение. Циклический 3΄, 5΄-ΰденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический 3΄, 5΄-γуанозинмонофосфат (цГМФ) относятся к универсальным регуляторам метаболических процессов в живых клетках. Концентрация циклических нуклеотидов (ЦН) в клетке поддерживается путем регуляции соотношения активностей ферментов — циклаз (аденилатциклазы и гуанилатциклазы) и гидролизующих ЦН фосфодиэстераз. Концентрация цАМФ и цГМФ в клетках очень мала и измеряется пикомолями. Характерно, что многие биохимические эффекты цАМФ прямо противоположны эффектам цГМФ. Антагонистические отношения ЦН появляются чаще всего в сложных системах, когда для регуляции внутриклеточных процессов требуется разновременная модификация многих белков, осуществляемая согласованным действием попеременно активируемых цАМФ- и цГМФ-зависимых протеинкиназ [3, 6].
Повышенное содержание цАМФ в клетках приводит к фосфорилированию клеточных мембран и увеличению в цитоплазме концентрации Са2+, активизирующего фосфодиэтеразу. В результате этого ускоряется гидролиз цАМФ и синтез цГМФ. Образование цАМФ ускоряется адреналином, а цГМФ – ацетилхолином, поэтому принято считать, что цАМФ стимулирует в основном процессы распада (катаболизма), а цГМФ – процессы синтеза (анаболизма). Следует отметить, что сродство ЦН к цАМФ- и цГМФ-зависимым протеинкиназам в 100–1000 раз больше, чем у фосфодиэстераз. Этим объясняется метаболический механизм контроля за максимальной степенью повышения концентрации ЦН в клетках [3, 6–8].
В этой связи представляется перспективным проведение исследования по изучению биохимических механизмов, выявление общих процессов при сравнении показателей внутриклеточного метаболизма и гормональной регуляции у больных сахарным диабетом (СД).
Цель исследования. Изучить диагностическую значимость содержания цАМФ, цГМФ и соотношения цАМФ/цГМФ в лейкоцитах больных СД в ходе проведения инсулинотолерантного теста (ИТТ) и оценить роль ЦН в развитии тканевой инсулинорезистентности.
Материалы и методы. Обследовано 52 пациента с СД. Тип СД определялся на основании клинических критериев, предложенных комитетом экспертов ВОЗ [1, 2]. Больных с СД1 было 29 (19 мужчин и 10 женщин), их средний возраст составил 30,6 лет (17–46 лет), они имели нормальную массу тела, длительность заболевания варьировала от 10 до 24 лет. Больных с СД2 было 23 (20 мужчин и 3 женщин), их средний возраст составил 54,7 лет (20–67 лет), 9 из них имели алиментарно-конституциональное ожирение I–II степени, длительность заболевания варьировала от 10 до 18 лет. Группу контроля составили 19 здоровых мужчин, находящихся в клинике на диспансерном обследовании, средний возраст которых составил 48,8 лет (31–59 лет). Обследование проводилось через 1 неделю пребывания больных и лиц контрольной группы в условиях стационара. За 2 суток до обследования все препараты, за исключением инсулина, нитратов и гипотензивных средств, отменялись.
Обследуемым больным утром натощак до введения лечебной дозы инсулина и получения таблетированных препаратов проводилось внутривенное капельное введение простого монопикового инсулина в 200 мл физиологического раствора в дозе: больным СД 0,2 ед/кг, а лицам контрольной группы — 0,1 ед/кг в течение 90 мин. Взятие крови для исследования производилось до и сразу после ИТТ. После взятия последнего образца крови с целью профилактики гипогликемии больным внутривенно вводилось 20 мл 40% раствора глюкозы, после чего больные завтракали. Перед завтраком больным с СД1 вводилась обычная утренняя доза инсулина за вычетом количества инсулина, введенного при ИТТ. В ходе пробы через каждые 30 мин. определялась концентрация глюкозы в крови, производился контроль артериального давления, электрокардиографическое исследование. При достижении уровня глюкозы в крови 3,5 ммоль/л или появлении субъективных клинических признаков легкой гипогликемии, проба прекращалась. Переносимость ИТТ больными была хорошая.
Концентрация глюкозы и количества инсулинсодержащих эритроцитов (ИСЭ) в крови определялась общепринятым методом. Взятие крови для определения содержания лейкоцитарных ЦН, концентрации иммунореактивного инсулина (ИРИ) и С-пептида в плазме производилось с помощью вакуумных систем Vacuette “Greiner” с ЭДТА. Концентрацию цАМФ, цГМФ и гормонов определяли радиоиммунологическим методом на приборе “Clinic Gamma 1272 LKB”. После выделения лейкоцитарной взвеси производился подсчет лейкоцитов на гематологическом анализаторе “Coulter LH500” фирмы “Beckman Coulter” (США), после чего клетки разрушались, а взвесь замораживалась при температуре 20ОС для последующего определения концентрации нуклеотидов радиоиммунологическим методом. Расчет содержания нуклеотидов производился на 109 клеток. Для определения концентрации ИРИ, С-пептида, цАМФ и цГМФ использовались коммерчес-кие наборы реактивов фирм “Amersham”, “Biodata”, “Internationale-CIS”, “Behrindwerke AG” (Австрия).
Статистическую обработку результатов проводили с применением пакета прикладных программ ЕХCЕL-95 и Statistica 7.1, достоверность между полученными показателями в сравниваемых подгруппах оценивали с помощью t-критерия Стьюдента и непараметрического U-критерия Уилкоксона-Манна-Уитни.
Таблица. Динамика лабораторных показателей у больных СД при проведении инсулинотолерантного теста
|
Показатель |
Группы обследуемых |
|||||
|
Здоровые, n=19 |
СД1, n=29 |
СД2, n=23 |
||||
|
I |
II |
I |
II |
I |
II |
|
|
Глюкоза, ммоль/л |
4,9±0,1 |
3,3±0,2* |
10,9±0,6** |
7,6±0,6* |
8,6±0,5** |
6,7±0,6* |
|
ИСЭ, ед. |
628±37 |
610±20 |
602±24 |
629±32 |
557±29** |
562±24 |
|
ИРИ, мкЕд/мл |
12,1±1,5 |
19,0±1,6* |
15,5±1,8 |
29,3±4,5* |
19,8±2,2** |
175,9±14,7* |
|
С-пептид, нг/мл |
1,9±0,2 |
1,3±0,2 |
0,7±0,1 |
0,6±0,1 |
1,3±0,2 |
0,9±0,1* |
|
цАМФ, пмоль/109лейк. |
0,7±0,1 |
1,6±0,2* |
0,8±0,1 |
1,2±0,2* |
1,4±0,2** |
0,7±0,1* |
|
цГМФ, пмоль/109лейк. |
0,4±0,1 |
0,3±0,1 |
0,3±0,1 |
0,3±0,1 |
0,3±0,1 |
0,5±0,1 |
|
цАМФ/цГМФ, ед. |
1,57 |
6,12 |
2,43 |
4,45 |
4,89 |
1,40 |
Примечание: I – исходные показатели; II – после ИТТ; * – при сравнении с исходными показателями после ИТТ в группе, р<0,05; ** – при сравнении с исходными показателями здоровых людей, р<0,05.
Результаты и их обсуждение. Результаты клинико-лабораторных исследований больных СД при проведении ИТТ приведены в таблице.
Степени снижения концентрации глюкозы в обеих группах больных СД существенно не отличались. Концентрация С-пептида закономерно снижалась у всех обследуемых под влиянием инфузии инсулина, что, возможно, свидетельствует о снижении инкреторной функции b-клеток. Лишь у больных СД1 с исходно низкой остаточной функцией b-клеток концентрация С-пептида практически не менялась. Исходный уровень ИРИ в группе больных СД1 является интегральным показателем, зависящим как от секреции эндогенного инсулина, так и от концентрации экзогенного инсулина, поступающего в кровь в процессе лечения.
Принято считать, что как уровень ИРИ, так и содержание в крови С-пептида отражают функциональную активность b-клеточного аппарата поджелудочной железы [4, 9, 10]. Между тем, у больных СД2 концентрация ИРИ в крови была достоверно выше, а С-пептида – ниже на 32% контрольных значений. Выявленное противоречие может быть объяснено известным фактом снижения активности печеночной инсулиназы у больных СД2 [7, 9]. Нельзя исключить также возможность повышения концентрации циркулирующего инсулина вследствие снижения его утилизации тканями в результате характерной для этой категории больных тканевой инсулинорезистентности [1, 5, 8]. Увеличение концентрации ИРИ после ИТТ происходило, по-видимому, за счет внутривенного введения простого инсулина. Если у здоровых людей и больных СД1 концентрация ИРИ увеличивалась в 1,5–2 раза, то у больных СД2 — в 8–10 раз, что является свидетельством тканевой инсулинорезистентности, которая считается основным патобиохимическим фактором в нарушениях углеводного обмена у данной категории больных [1, 5, 8].
Исходное содержание цАМФ в лейкоцитах больных СД1 имело лишь тенденцию к повышению, а у больных СД2 уровень цАМФ был выше нормы в 2 раза при сравнении с контролем.
ИТТ вызывал достоверное повышение цАМФ в лейкоцитах здоровых, больных СД1, а у пациентов, страдающих СД2, направленность реакции была противоположной — уровень цАМФ снизился по сравнению с базальным, достигая значений нормы. Содержание лейкоцитарного цГМФ у больных, страдающих СД 1 и 2 типов, было несколько ниже нормы. Под влиянием ИТТ уровень цГМФ у здоровых, больных СД1 имел тенденцию к снижению, а у больных СД2 он повышался по сравнению с исходными значениями. Метаболистическая ситуация в клетке в значительной степени определяется соотношением содержащихся в ней цАМФ и цГМФ. Коэффициент цАМФ/цГМФ у больных СД2 до ИТТ был значительно выше, чем в других группах обследуемых. ИТТ обуславливал неодинаковую направленность изменения этого коэффициента: у здоровых и больных СД1 он повышался, а у больных СД2 — снижался по сравнению с исходными значениями. Количество ИСЭ в ходе инсулиновой нагрузки достоверно не изменялось ни в одной группе обследуемых, однако необходимо отметить достоверно низкий исходный уровень ИСЭ у больных СД2 по отношению к исходному уровню здоровых.
Новизна проведенного исследования определялась использованием нового методического приема, заключающегося в динамической оценке показателей внутриклеточного метаболизма, состоянии клеточных мембран и нейрогормональной регуляции под влиянием одного из основных физиологических регуляторов метаболизма — инсулина. Использование этого приема позволило выявить различия в обмене ЦН у больных СД 1 и 2 типов, предложить новый диагностический маркер для оценки степени тканевой инсулинорезистентности. Кроме того, на основании фактов, полученных в ходе исследования, удалось предложить дифференциально-диагностический тест, позволяющий в сложных случаях определить тип СД по динамике содержания лейкоцитарных ЦН в ходе ИТТ.
Выводы
1. У больных СД1 и здоровых лиц соотношение содержания цАМФ и цГМФ лейкоцитов периферической крови под влиянием ИТТ повышается, а у больных СД2 исходно повышенный по сравнению с нормой коэффициент цАМФ/цГМФ, напротив, снижается в основном за счет разнонаправленных изменений содержания цАМФ.
2. Более высокая степень нарастания концентрации ИРИ в ходе ИТТ у больных СД2 по сравнению с больными СД1 и здоровыми лицами, сочетающаяся с извращенной реакцией лейкоцитарных ЦН в основном за счет содержания цАМФ, свидетельствует о ведущей роли особенностей внутриклеточного обмена в формировании тканевой инсулинорезистентности у этой категории больных.
3. Степень нарастания инсулинемии и выраженное уменьшение коэффициента цАМФ/цГМФ в ходе ИТТ могут служить признаками тканевой инсулинорезистентности.
Литература
1. Алишева, Е.К. Методы диагностики инсулинорезистентности / Е.К. Алишева, Е.И. Красильникова, Е.В. Шляхто // Артериальная гипертензия. – 2002. – № 1. – С. 29–34.
2. Балаболкин, М.И. Новая классификация, критерии диагностики и компенсации сахарного диабета / М.И. Балаболкин, Е.М. Клебанова, В.М. Креминская // Эндокринология. – 2000. – Т. 2, № 5. – С. 33–36.
3. Васильев, В.Ю. Циклический аденозинмонофосфат – биологическая роль и механизм действия / В.Ю. Васильев, Н.Н. Гуляев, Е.С. Северин // Журн. Всесоюзн. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева. – 1995. – № 3 (20). – С. 41–45.
4. Выдрыч, А.Н. Состояние некоторых звеньев эндокринной системы у мужчин с диабетической нефропатией / А.Н. Выдрыч, С.Б. Шустов // Вестн. Рос. Воен.-мед. акад. – 2008. – № 1 (21). – С. 12–15.
5. Пастушенков, В.Л. Влияние инициации процессов перекисного окисления липидов на клинико-лабораторные показатели внутриклеточного метаболизма глюкозы у больных сахарным диабетом / В.Л. Пастушенков, А.Н. Дрыгин, С.Б. Шустов // Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезв. ситуациях. – 2010. – № 1. – С. 67–71.
6. Федоров, Н.А. Циклический гуанозинмонофосфат: метаболизм и его биологическая роль / Н.А. Федоров // Успехи современной биологии. – 1996. – № 4 (82). – С. 96–98.
7. Филимонова, Т.Н. Циклические нуклеотиды полиморфноядерных лейкоцитов периферической крови при хронических заболеваниях печени : автореф. дис. … канд-та мед. наук / Т.Н. Филимонова. – Ставрополь. : СГМедА, 1998. – 20 с.
8. Шустов, С.Б. Клинико-лабораторные подходы к дифференциальной диагностике сахарного диабета 1 и 2 типов / С.Б. Шустов, А.Н. Дрыгин, В.Л. Пастушенков // Вестн. Рос
. Воен.-мед. акад. – 2010. – № 1(29). – С. 86–89.9. Evans, J.L. Oxidative stress-activated are signaling pathways mediators of insulin resistance and b-cell dysfunction / J.L. Evans [et al.] // Diabetes. – 2003. – Vol. 52. – P. 1–8.
10. Kaneto, H. Role of reactive oxygen species in the progression of type 2 diabetes and atherosclerosis / H. Kaneto, Y. Nakatani, T. Miyatsuka // Endocrine Journal. – 2008. – Vol. 55, № 4. –
Р. 235–252.