Влияние антиоксидантов на состояние перекисного окисления липидов и функцию бета-клеток у больных с впервые выявленным инсулинзависимым сахарным диабетом

Известно, что в ходе аутоиммунного процесса под влиянием цитокинов активированные макрофаги и пораженные р-клетки выделяют большое количество свободных радикалов кислорода. Активные формы кислорода вызывают нарушения в структуре ДНК инсулинпродуцирующих клеток, стимулируют патологическую активацию поли(АДФ-рибоз)синтетазы, ответственной за репликацию ДНК |15, 17, 19]. Патологическая активация этого фермента приводит к повышению утилизации никотинамидадениндинукле- отида (НАД) с последующим истощением его запасов в клетке, что является причиной снижения синтеза протеинов, включая проинсулин, и последующей гибели р-клетки [22].

С другой стороны, повышенная продукция свободных интермедиатов кислорода, накопление первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) вызывают ряд модифицирующих эффектов в мембранах клеток организма (в том числе и р-клетках), приводящих к ослаблению гидрофобных связей мембран, увеличению проницаемости, лабилизации лизосом, разобщению окислительного фосфорилирования [3].

Протекторный эффект с целью сохранения р- клеток на ранних стадиях развития инсулинзависимого сахарного диабета (ИЗСД) возможно реализовать путем снижения патологической активности поли(АДФ-рибоз)синтетазы и использования антиоксидантной терапии.

Среди возможных средств фармакологической регуляции свободнорадикальных процессов в организме могут быть различные вещества, в частности витамины, такие, как витамин Е и витамин РР.

Витамин РР (никотинамид) является ингибитором патологической активности поли(АДФ- рибоз)синтетазы. Он препятствует снижению содержания НАД⁺ в клетке и стимулирует синтез проинсулина |20]. Одновременно никотинамид непосредственно воздействует на гидроксильные радикалы [16], может реагировать также с гидроперекисями липидов с образованием N-ok- сида никотинамида [1], оказывая, таким образом, двойное положительное влияние. Кроме того, никотинамид оказывает нормализующее действие на внутриклеточную регуляцию углеводного обмена 18].

Другим веществом, дающим защитный эффект, является витамин Е — антиоксидант фенольного типа, который способствует образованию малоактивных, неспособных поддерживать цепные реакции ПОЛ радикалов, увеличивает плотность упаковки мембранных фосфолипидов, делая их менее доступными процессам переокис- ления |5|.

Таблица 1

Клиническая характеристика больных с впервые выявленным ИЗСД (исходные данные)

Целью настоящей работы явилось изучение состояния ПОЛ и антиоксидантных ферментов у больных ИЗСД в дебюте заболевания, исследование взаимосвязи этих показателей, состояния углеводного обмена и остаточной функции р-кле- ток, а также возможности коррекции клинического течения, углеводного обмена, состояния ПОЛ с помощью антиоксидантов (никотинамида и а-токоферола ацетата) у больных с впервые выявленным ИЗСД.

Материалы и методы

Обследованы 61 больной с впервые выявленным ИЗСД и 16 здоровых лиц (табл. 1). Средний возраст больных составил 21,7 года, длительность заболевания — 1-10 мес (в среднем 3,2 мес).

Контрольную группу составили 16 здоровых добровольцев. средний возраст которых 24,3 года.

У больных не было выявлено никаких сопутствующих воспалительных заболеваний и поздних сосудистых осложнений диабета.

Исходно все больные находились в состоянии декомпенсации. Остаточная секреция (3-клеток, оцененная по уровню базального и стимулированного стандартной пищевой нагрузкой (660 ккал, 75 г углеводов) С-пептида, у обследованных больных была достоверно снижена (см. табл. 1).

До начала исследований, а также через 3, 6 и 12 мес наблюдения определяли уровень гликемии, гликированного гемоглобина (НЬА|_С), базального и стимулированного С-пепги- да, потребность в инсулине, показатели ПОЛ;

Методом [4] определяли содержание первичных продуктов ПОЛ — гидроперекисей липидов (ГГ1) в эритроцитах (в отн. ед. на Ю⁶ клеток).

Накопление вторичного продукта ПОЛ — малонового диальдегида (МДА) оценивали традиционным методом — по его реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой в кислой среде и спектрометрированием. Результаты представлены в нмоль на 10^б клеток. Резистентность мембран эритроцитов (по аутогемолизу — АГ) исследовалась в качестве критерия функционально-структурной целостности мембран клетки в % [9|.

Активность супероксиддисмутазы (СОД; в ед. на 1 г НЬ) оценивали методом кинетической колориметрии но I. Fridov- icli [ 14|, активность глутатионпероксидазы (ГЛП; в ед. на 1 г НЬ) — по методу Р. Emmerson в модификации В. 3. Ланкина |7|.

Распределение больных по' группам в зависимости от проводимого лечения (см. табл. 1) носило случайный характер.

Курс лечения составил 6 мес. Общий период наблюдения — 12 мес.

• я группа состояла из 12 больных, которым, помимо диеты и инсулинотерапии. был назначен а-токоферола ацетат 50% — 0,2 мл в дозе 10 мг на 1 кг массы тела (600-800 мг/сут).
• я группа состояла из И пациентов; им назначался никотинамид 0,025 г в дозе 20 мг на 1 кг массы тела (1200— 1800 мг/суг).

В 3-й группе было 12 больных, получавших сочетанное лечение: ипсулииотерапия + никотинамид + а-токоферола ацетат в тех же дозах.

В 4-ю группу исходно было включено 26 больных, которым проводилось лечение только диетой и инсулином (см. табл. 1). (В дальнейшем 8 человек не явились для повторных исследований.)

Клиническая ремиссия (отмена инсулина). Нами были приняты следующие критерии клинической ремиссии: сахар крови натощак < 7,8 ммоль/л, после еды < 9 ммоль/л, НЬА|_С < 7,5% при отсутствии лечения инсулином или препаратами сульфонилмочевины (23).

Критерии частичной ремиссии: снижение потребности в инсулине менее 0.4 ЕД на 1 кг массы тела при нормоглике- мии, аглюкозурии, уровне HbA_ic < 6,0%. В динамике оценивали функциональное состояние печени.

Статистический анализ проводился с помощью критерия t Стыодента и методами непараметрической статистики. Расчеты проводились с использованием ЭВМ.

Результаты и их обсуждение

При исследовании исходного состояния ПОЛ и активности антиоксидантных защитных ферментов у 61 больного в состоянии декомпенсации выявлено, что уже в дебюте ИЗСД имеет место активация процессов ПОЛ в мембранах эритроцитов, о чем свидетельствуют увеличение содержания МДА и повышенный уровень ГП по сравнению с аналогичными показателями у здоровых лиц. Наряду с этим отмечено снижение резистентности мембран эритроцитов (по АГ). Выявлено достоверное снижение активности антиоксидантных защитных ферментов (табл. 2).

Выявленная нами активация ПОЛ уже в дебюте заболевания позволила предложить для

Таблица 2

Показатели ПОЛ и антиоксидантных ферментов в эритроцитах у здоровых лиц и у больных с впервые выявленным ИЗСД в состоянии декомпенсации (М ± т)

Рис. 1. Динамика уровня МДЛ (а) и активности ГЛГ1 (б) на фоне различных методов лечения.

Здесь и на рис. 2: 1-4 — группы больных; N — норма.

коррекции имеющихся нарушений применение антиоксидантов, в частности а-токоферола ацетата и никотинамида.

При сравнении эффективности различных методов лечения были получены следующие результаты.

Показатели ПОЛ. ГП. Исходно повышенный уровень ГП практически нормализовался в 1-й и 3-й группах (1,21 ± 0,07 и 1,02 ± 0,06 отн. ед. на 10⁶ клеток; р < 0,05) через 3 мес лечения. К 6-му месяцу лечения уровень ГП полностью нормализовался (1,01 ± 0,07 отн. ед. на 10⁶ клеток) у больных 2-й группы и продолжал снижаться (0,96 ± 0,06 отн. ед. на 10⁶ клеток) у больных 3-й группы. В 4-й группе изменения уровня ГП носили неустойчивый характер.

Через 6 мес после окончания лечения антиоксидантами уровень ГП в этих группах повысился (р < 0,05).

МДА. Из всех групп больных, получавших комбинированную терапию, иеходно повышенный уровень МДА максимально приблизился к нормальному значению только у больных 3-й группы через 6 мес лечения и был достоверно ниже по сравнению с больными 4-й группы <Р < -⁰ ,05). Однако после окончания курса лечения уровень МДА вновь резко возрос (рис. 1, а).

В 4-й группе уровень МДА оставался неизменно высоким в течение всего периода наблюдения.

АГ. При первичном обследовании уровень АГ достоверно превосходил нормальные значения (см. табл. 2). Нормализация показателя на фоне проведенного лечения получена у больных в 1 -й и 3-й группах к 6-му месяцу лечения. Во 2-й группе 'также произошло достоверное снижение уровня АГ к 6-му месяцу лечения, хотя показатель и не достиг нормального значения (р < 0,1). В 4-й группе изменения уровня АГ не были достоверными (р > 0,1).

После окончания приема препаратов к 12-му месяцу наблюдения нормальный уровень АГ (1,14 ± 0,09%) сохранился только у больных 1-й группы.

Показатели активности антиоксидантных защитных ферментов. СОД. Выявленная нами исходно достоверно сниженная по сравнению со здоровыми лицами активность фермента нормализовалась через 3 мес лечения и оставалась на стабильно высоком уровне до окончания лече-

Рис. 2. Базальный (темная часть столбика) и стимулированный (светлая часть столбик;!) уровень С-пептида через 6 мес на фоне различных методов лечения.

Норма базального уровня 0,51 ± 0,05 нмоль/л. стимулированного — 1,6 ± 0,13 нмоль/л.

ния только у больных 3-й группы. Аналогичные данные получены у больных 2-й группы, у которых показатель (31,95 ± 2,01 ед. на 1 г НЬ) максимально приблизился к нормальному значению через 6 мес лечения. В 1-й группе активность СОД возросла (30,97 ± 1,87 ед. на 1 г НЬ) в наименьшей степени. После отмены антиоксидантных препаратов активность во всех группах начала снижаться. В 4-й группе изменения активности СОД носили неустойчивый характер.

ГЛП. У больных 2-й и 3-й групп активность ГЛП нормализовалась уже через 3 мес лечения и имела тенденцию к постепенному возрастанию в течение всего периода лечения. У больных 1-й группы нормализация была достигнута только к 6-му месяцу лечения, в то же время у больных 4-й группы активность ГЛП оставалась на исходно низком уровне в течение всего периода наблюдения (рис. 1, б).

Состояние остаточной секреции р-клеток. Базальный уровень С-пептида. Исходно сниженный уровень базального С-пептида (0,13 ± 0,03 нмоль/ л) максимально увеличился к 6-му месяцу лечения во 2-й и 3-й группах (0,23 ± 0,04 и 0,24 ± 0,05 нмоль/л; р < 0,05). В 1-й группе уровень С-пептида существенно не изменился, сохраняя исходное значение, а в 4-й группе наблюдалась тенденция к дальнейшему его снижению (0,09 ± 0,04 нмоль/л). Через 6 мес после окончания лечения отмечена различная скорость снижения уровня С-пептида практически во всех группах.

Стимулированный уровень С-пептида. При стимулировании секреции С-пептида стандартным завтраком через 3 мес лечения наметилась тенденция к повышению уровня показателя, однако достоверное увеличение получено через 6 мес лечения во 2-й и 3-й группах по сравнению с исходным значением {р < 0,05) (рис. 2).

Нами был проведен сравнительный анализ динамики уровня стимулированного С-пептида на фоне лечения комбинацией антиоксидантов (3-я группа) и при традиционной инсулинотсра- пии (4-я группа). При этом было выявлено стабильное его увеличение (от 0,2 ± 0,04 до 0,41 ± 0,06 нмоль/л) в 3-й группе и, напротив, его неуклонное снижение (от 0,2 ± 0,04 до 0,14 ± 0,02 нмоль/л) в 4-й группе (рис. 3).

После отмены комбинированной терапии, к 12-му месяцу наблюдения выявлена тенденция к снижению уровня стимулированного С-пептида во всех группах больных.

Таким образом, наши данные свидетельствуют о защитном действии никотинамида (а также его сочетания с витамином Е) на остаточную секрецию [3-клеток, что подтверждает повышение базального и стимулированного уровня С- пептида у больных этих групп. В то же время в группе больных, получавших только инсулиноте- рапию, выявляется дальнейшее угасание остаточной секреции [3-клеток.

НЬА_1с. В результате лечения уровень НЬА_1с достоверно снизился у больных всех групп уже к 3-му месяцу и продолжал быстро снижаться к 6-му месяцу наблюдения. При этом наилучшие показатели получены во 2-й (6,1 ± 0,4%) и в 3-й (6,3 ± 0,3%) группах к 6-му месяцу лечения. Эти показатели отличаются от исходных с высокой достоверностью (р < 0,001).

Значительное снижение уровня НЬА_1с (6,7 ± 0,4%; р < 0,005) отмечено также в 1-й группе.

В 4-й группе также отмечалась хорошая компенсация углеводного обмена через 3 и 6 мес лечения (7,5 ± 0,6%), однако это самый высокий показатель среди всех групп обследованных больных.

Нами выявлена отрицательная корреляционная зависимость (г = -0,33) между уровнем НЬА(_С и активностью ГЛП.

После окончания курса лечения, к 12-му месяцу наблюдения отмечено быстрое повышение уровня НЬА_1с во всех группах больных.

Потребность в инсулине. Потребность в инсулине уменьшилась во всех группах больных уже к 3-му месяцу лечения, а к 6-му месяцу наблюдалось ее дальнейшее снижение. При этом наиболее заметные изменения произошли у больных 3-й группы — 0,24 ± 0,05 ЕД/кг (по сравнению с исходным значением 0,62 ± 0,04 ЕД/кг, указанное снижение является достоверным: р < 0,01).

Клиническая ремиссия. В 1-й группе (лечение а-токоферола ацетатом) была достигнута полная клиническая ремиссия сроком 4,5 мес у 1 больного. В группе больных, леченных никотинамидом, клиническая ремиссия наблюдалась у 3 больных на протяжении 2, 6 и 8 мес; среди больных, получавших комбинированное лечение никотинамидом и витамином Е, ремиссия наблюдалась у 4 человек в течение 2, 2, 3 и 6 мес соответственно. Частичная ремиссия была получена у 33, 55, 67 и 17% больных в 1, 2, 3 и 4-й группах соответственно.

Важно отметить, что длительное применение никотинамида и а-токоферола ацетата не сопровождалось какими бы то ни было побочными эффектами.

Наилучшие результаты, характеризующие клиническое течение, гормонально-метаболические маркеры и функциональное состояние сохранившихся р-клеток у больных с впервые выявленным ИЗСД, получены в группе больных, находившихся на комплексном лечении инсулином, никоти-

Рис. 3. Динамика базального (темная часть столбика) и стимулированного (светлая часть столбика) уровня С-пептида в течение всего периода наблюдения в 3-й («) и 4-й (б) группах.

намидом и витамином Е. Именно в этой группе число больных с ремиссией было достоверно выше, чем в других группах |полная ремиссия была достигнута у 33% больных, частичная — у 67%; стимулированный уровень С-пептида через 6 мес лечения (0,41 ± 0,06 нмоль/л) достоверно (р < 0,01) превышал аналогичный показатель у больных в 4-й группе (0,14 ± 0,02 нмоль/л)|. В 3-й группе были зарегистрированы минимальный уровень продуктов ПОЛ (ГП и МДА) и нормализация резистентности мембран эритроцитов, равно как и наибольшая активность СОД и ГЛП.

Необходимо отметить, что в 4-й группе больных состояние ПОЛ и активность антиоксидантных ферментов практически не менялись в течение всего времени исследования независимо от явного улучшения показателей углеводного обмена. Мы не выявили существенного влияния компенсации углеводного обмена на содержание продуктов ПОЛ (ГП и МДА). Так, в группе больных, получавших только инсулинотерапию, несмотря на снижение уровня НЬА_1с до 7,5%, показатели ГП и МДА остались практически на прежнем высоком уровне. Наши данные согласуются с исследованиями ряда авторов |2, 6, 10|. Кроме того, в 4-й группе больных отмечено неуклонное снижение уровня базального и стимулированного С-пептида в течение всего периода наблюдения (12 мес).

Включение в проводимую инсулинотерапию антиоксидантных препаратов позволило добиться более полной компенсации углеводного обмена, которая, по-видимому, оказала существенное положительное влияние на активность антиоксидантных ферментов (СОД, ГЛП).

Ряд исследований также подтверждает положительное влияние компенсации углеводного обмена на состояние антиоксидантных ферментов [2, 21].

Повышение активности защитных ферментов произошло, вероятно, за счет снижения их неферментативного гликозилирования [11, 12], что в свою очередь способствовало нормализации уровня первичных и вторичных продуктов ПОЛ. Эти изменения благотворно влияли на функциональное состояние [3-клеток. Мы получили достоверное увеличение базального и стимулированного уровня С-пептида во 2-й и 3-й группах больных через 6 мес лечения по сравнению с другими группами.

Показательно, что после отмены никотинамида и а-токоферола вновь наблюдалось повышение содержания продуктов липидной пероксидации и снижение активности одного из основных защитных ферментов — СОД. И, вероятно, как результат — синхронное снижение (по уровню С-пептида) функциональной активности 0-кле- ток (см. рис. 3, 4).

Исходя из этого, можно рекомендовать в терапевтической дозировке более длительный прием указанных препаратов. Существенных побочных эффектов нс наблюдалось даже при таких высоких дозах, как 3200 мг/сут 113]. Вполне допустимо также применение никотинамида в дозах до 3 г/сут [18].

Выводы

1. У больных с впервые выявленным ИЗСД уже в дебюте заболевания (продолжительность от 1 до 10 мес) повышается содержание продуктов ПОЛ и синхронно снижается активность таких антиоксидантных ферментов (АОФ), как СОД и ГЛП. На фоне компенсации углеводного обмена при помощи только инсулинотерапии не происходит нормализации ПОЛ и АОФ.
2. Лечение больных ИЗСД инсулином в комбинации с антиоксидантными препаратами, в частности а-токоферола ацетатом в дозе 10 мг/кг (600-800 мг/сут) или никотинамидом в дозе 20 мг/кг (1200-1800 мг/сут), в течение 6 мес не дает полной нормализации показателей ПОЛ и АОФ. Максимальный лечебный эффект получен при сочетанном использовании инсулина, никотинамида и а-токоферола ацетата. Устойчивый эффект отмечен при применении указанных препаратов уже через 3 мес, максимальный — к 6-му месяцу лечения.
3. После отмены антиоксидантов вновь активизируются процессы ПОЛ, что способствует снижению остаточной функции 0-клеток (оцениваемой по уровню С-пептида), увеличению потребности в инсулине. Это свидетельствует о протекторном действии антиоксидантов на остаточную функцию 0-клеток.
4. Высокие дозы никотинамида (1200-1800 мг/ /сут) и витамина Е (600-800 мг/сут) в течение 6 мес использования в комбинации с инсулином не давали побочных эффектов у обследованных больных.

[*] р < 0,05.

[†] р < 0,01.