Перекисное окисление липидов и состояние системы антиоксидантной защиты у больных инсулинзависимым сахарным диабетом

Последние десятилетия ознаменовались значительными достижениями в понимании природы сахарного диабета (СД), его диагностике и лечении. Однако не все стороны патогенеза заболевания достаточно ясны и свидетельство тому — неуклонный рост заболеваемости, высокая смертность и частота осложнений. Независимо от типа ^[1] диабета у больных рано или поздно формируется в целом идентичный спектр тканевых, органных и прежде всего сосудистых нарушений. Механизмы, ответственные за их развитие, до конца неизвестны, но установлено, что немаловажную роль играют процессы свободнорадикального окисления, в том числе перекисного окисления липидов (ПОЛ) [3, 4, 11 — 14, 16, 17]. При этом одним из постоянных генераторов свободных радикалов (СР) рассматривается избыточный уровень глюкозы [16]. СР повреждают липидные и белковые компоненты клеток, способствуют образованию и накоплению высокотоксичных липоперекис- ных соединений, усиливающих процессы дестабилизации клеточных мембран и субклеточных структур [1, 5]. В условиях "оксидативного стресса” на фоне разобщения процессов окислительного фосфорилирования, лабилизации лизосом происходит подавление синтеза проинсулина и в конечном итоге гибель р-клеток. Последнему способствуют также СР, определяющие р-клеточную токсичность интерлейкина-1 [16]. Установлено участие СР в гликозилировании белков [13].

Как известно, защиту организма от необратимых перекисных процессов осуществляет целая система ферментов и других биологических веществ — антиоксидантов, обеспечивающих постоянство антирадикального и антиперекисного потенциалов клеток [5]. Все составные части системы антиоксидантной защиты (АОЗ) строго детерминированы, органоспецифичны и находятся во взаимокомпенсаторных отношениях [8]. Вероятно, с этих позиций можно объяснить противоречивость сведений о содержании отдельных продуктов ПОЛ и антиокислителей при СД. Возможно, именно нарушение взаимоотношений вследствие либо генетически обусловленной неполноценности антиоксидантного состава, либо истощения определенных его компонентов или звеньев приводит к развитию и прогрессированию СД и осложнений. Изучению процессов ПОЛ, АОЗ, их внутри- и межсистемных взаимоотношений при инсулинзависимом сахарном диабете (ИЗСД) посвящена настоящая работа.

Материалы и методы

Субстратом исследования послужила сыворотка крови больных ИЗСД. Обследовано 24 человека (14 лиц женского и 10 — мужского пола) в возрасте от 10 до 19 лет (средний возраст 13,8 ± 0,58 года). Длительность диабета варьировала от 1 года до 7 лет, составляя в среднем 4,5 ± 0,59 года. Все больные находились на стационарном лечении, получали инсулинотерапию. Для однородности группы заранее исключали лиц с явными осложнениями СД и наличием другой соматической патологии. Исследования проводили в стадии декомпенсации диабета и после нормализации углеводного обмена. Контрольную группу составили 27 здоровых лиц того же возраста.

Кровь для исследования брали из локтевой вены, натощак. При необходимости в соответствии с методиками добавляли антикоагулянт ЭДТА (1 мг/мл), центрифугировали при 3000 об/мин. Оценку интенсивности ПОЛ проводили по накоплению первичных — конъюгированные диены (КД) [2] и вторичных — малоновый диальдегид (МДА) [15] продуктов липопероксидации.

О состоянии системы АОЗ судили по активности каталазы (К) [7] и содержанию церулоплазмина (ЦП) в сыворотке [6]. Выбор указанных антиокислителей был обусловлен воздействием К и ЦП на различные звенья окислительного процесса (антиперекисное и антирадикальное соответственно), а также с учетом их высокой реакционной способности. Одновременно как субстрат окисления определяли содержание неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) или свободных жирных кислот (СЖК) [9].

Статистическую обработку материала осуществляли на компьютере с помощью программы Microsoft Exel. Достоверность различий оценивали по критерию t Стьюдента. При изучении характера взаимоотношений исследуемых параметров использовали коэффициент корреляции.

Результаты и их обсуждение

Установлено, что у больных ИЗСД в стадии декомпенсации имеет место выраженная активация процессов ПОЛ, о чем свидетельствует достоверное (р < 0,001) увеличение содержания высокотоксичного МДА, уровень которого превышает показатели здоровых лиц в 2,7 раза (см. таблицу). В целом по группе отмечена тенденция к росту и первичных продуктов липопероксидации — КД (см. таблицу). Однако следует отметить неоднозначность изменений последнего показателя у отдельных пациентов. Так, у 14 человек уровень КД был достоверно выше контрольных значений в 1,3 раза (2,36 ±0,11 ед. опт. пл. против 1,79 ± 0,08 ед. опт. пл.; р < 0, 001), у 5 не отличался от нормы (1,76 ± 0,02 ед. опт. пл. против 1,79 ± 0,08 ед. опт. пл.) и у 5 был ниже контроля в 1,4 раза (1,32 ± 0,01 ед. опт. пл. против 1,79 ± 0,08 ед. опт. пл.; р < 0,01) (рис.1).

На этом этапе исследований мы не отметили влияния клинических факторов (возраста, пола, длительности болезни и др.) на уровень продукции ПОЛ, хотя в литературе имеются сведения о нарастании липоперекисей у больных с диабетическими ангиопатиями с увеличением длительности заболевания [4]. Однако у пациентов группы с низким содержанием КД в сыворотке крови наблюдались и достоверно более низкие, чем у пациентов 2 других групп, показатели СЖК (0,18 ± 0,09 ммоль/л против 0,25 ± 0,03 ммоль/л; р < 0,05). Данное положение, вероятно, можно объяснить, рассматривая СЖК с позиций субстрата окисления. Известно, что при истощении последнего продукция липоперекисей может снижаться [10], создавая эффект мнимого благополу-

Показатели ПОЛ и АОЗ в сыворотке крови больных ИЗСД в динамике лечения

Примечание. р_х — достоверность различий с контролем, р₂ — достоверность различий с показателями до лечения, нд — недостоверно.

Рис. 1. Содержание КД (в ед. опт. пл.) в сыворотке крови больных ИЗСД в динамике лечения.

а — в целом по группе (л = 24); б — 1-я группа (л = 5); <? — 2-я группа (л = 5); г — 3-я группа (л = 14).

/ — контроль; 2 — содержание КД в стадии декомпенсации; 3 — содержание КД после нормализации углеводного обмена.

чия, являясь в действительности неблагоприятным фактором непосредственного повреждения белковых структур.

На фоне интенсификации перекисных процессов в стадии декомпенсации ИЗСД выявлены значительные изменения в системе АОЗ. У всех больных зарегистрировано достоверное снижение наиболее мощного плазменного антиоксиданта — ЦП (см. таблицу).

Интересно отметить, что между уровнем СЖК в сыворотке крови и ЦП наблюдалась значительная прямая коррелятивная связь (г = 0,45). На рис. 2 отражены полиномиальные тренды ЦП и СЖК, характер изменения которых идентичен. Вероятно, снижение уровня СЖК у ряда больных в стадии декомпенсации связано не только с активацией глюконеогенеза, повышенным расходом НЭЖК как субстрата окисления, но и с нарушением белково-синтетической функции печени в условиях "окислительного стресса” (известно, что растворимость и циркуляция СЖК в крови обусловлены их связью с альбуминами).

В отличие от ЦП, уровень которого в стадии декомпенсации СД у всех больных был стабильно низким, изменения каталазной активности сыворотки крови имели разнонаправленный характер. По активности К пациенты распределялись на 3 группы (рис. 3). В 1-й группе (10 человек) активность К была в 1,6 раза ниже контроля (55,6 ± 6,08 млкат/л против 89,8 ± 4,68 млкат/л; р < 0,001), во 2-й (4 пациента) не отличалась от таковой у здоровых (90,0 ± 1,41 млкат/л против 89,8 ± 4,68 млкат/л), в 3-й (10 больных) превышала показатели в 1,4 раза (123,6 ± 4,89 млкат/л против 89,8 ± 4,68 млкат/л; р < 0,001). Если рост антиперекисной активности К у больных 3-й группы понятен и в условиях дефицита антиради- кального потенциала (ЦП) может рассматриваться как один из механизмов восстановления буферной емкости системы АОЗ, то нормальный уровень К на фоне снижения ЦП, вероятно, следует рассматривать как напряжение адаптационных возможностей. Одновременное же снижение ЦП и К у пациентов 1-й группы свидетельствует, на наш взгляд, о начале срыва адаптации и является неблагоприятным признаком необратимых повреждений клеточных мембран.

Исследования, проведенные в динамике, показали, что после нормализации углеводного обмена интенсивность ПОЛ снижается. Это отчетливо прослеживается по изменению концентрации первичных продуктов ПОЛ в выделенных группах (см. рис. 1), однако уровень МДА остается достоверно высоким (см. таблицу). Сохраняется и дисбаланс в системе АОЗ. Несмотря на то что содержание цп постепенно возрастает (см. таблицу), стабилизации активности К не происходит (см. рис. 3).

Полученные результаты требуют проведения дальнейших исследований взаимоотношений систем ПОЛ и АОЗ для определения их роли в патогенезе СД, его осложнений с целью разработки индивидуальных схем и методов коррекции.

Выводы

1. У больных ИЗСД имеет место значительная интенсификация ПОЛ на фоне выраженного дисбаланса в системе АОЗ. Это проявляется накоплением высокотоксичных перекисных продуктов и разнона-

Рис. 2. Характер полиномиальных трендов содержания ЦП и СЖК (в усл. ед.) в сыворотке крови больных ИЗСД.

/ — полиномиальный тренд содержания СЖК; 2 — полиномиальный тренд ЦП.

а                               б                              в

Рис. 3. Активность К (в млкат/л) в сыворотке крови больных ИЗСД в динамике лечения.

а — 1-я группа (л = 10); б — 2-я группа (л = 4); в — 3-я группа (л = 10).

1 — контроль; 2 — значения К в стадии декомпенсации; 3 — значения К после нормализации углеводного обмена.

правленным характером изменений активности К, концентрации ЦП и СЖК в сыворотке крови.

2. Наиболее объективным критерием оценки интенсивности перекисных процессов следует считать уровень МДА, который в стадии декомпенсации заболевания превышает показатели здоровых лиц в 2,7 раза и не достигает нормальных значений в ранние сроки компенсации углеводного обмена.
3. Выраженный дефицит медьсодержащего биоантиоксиданта ЦП отражает состояние депрессии антирадикального потенциала АОЗ и определяет необходимость его медикаментозной коррекции.
4. Разнонаправленные изменения активности К отражают различные стадии адаптации системы АОЗ и при одновременном снижении уровня ЦП могут рассматриваться как прогностически неблагоприятный признак, свидетельствующий о начале срыва адаптивных процессов.

^[1] По материалам III Всероссийского съезда эндокринологов.