Активность ферментов антиоксидантной защиты при инсулинзависимом сахарном диабете у детей

Изучением процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) стали углубленно заниматься с конца 70-х годов. В работах ряда авторов [1, 3, 7] было показано, что при экспериментальном диабете и у больных сахарным диабетом увеличивается уровень продуктов ПОЛ в плазме крови, снижается активность ферментов антиоксидантной защиты.

Известно, что индукция ПОЛ в биологических мембранах может осуществляться анион-радика- лом 02 и другими активными формами кислорода, которые запускают целый каскад реакций свободнорадикального окисления, продукты которого оказывают токсическое действие на клетку и могут быть одним из патогенетических факторов в манифестации инсулинзависимого сахарного диабета (ИЗСД) и развитии специфических осложнений.

Поскольку первичные и вторичные продукты ПОЛ оказывают повреждающее действие на клетку, существуют регуляторные механизмы, ограничивающие накопление высокотоксичных продуктов в организме, так называемая антиоксидантная защита. Ведущую роль в регуляции ПОЛ играют ферменты, такие, как супероксид- дисмутаза (СОД), каталаза, глутатионпероксидаза (ГЛП), глутатионредуктаза.

В литературе существуют противоречивые мнения о характере изменения активности ферментов антиоксидантной защиты при сахарном диабете у детей. Поэтому целью нашего исследования было показать, как меняется активность ферментов антиоксидантной защиты у детей в зависимости от степени компенсации и длительности заболевания.

Материалы и методы

Обследовано 60 детей (43 девочки и 17 мальчиков) в возрасте от 5 до 15 лет, больных ИЗСД. Все больные находились на стационарном лечении, получали терапию инсулином.

Контрольную группу составили 10 здоровых сибсов проба- ндов, больных сахарным диабетом, в возрасте от 7 до 15 лет.

Степень компенсации сахарного диабета оценивали по уровню гликированного гемоглобина (НЬ А₍), который определяли с помощью наборов фирмы «Boehringer Mannheim». Уровень Hb Aj менее 10% свидетельствовал об удовлетворительной компенсации, уровень более 10% — о декомпенсированном состоянии.

У 16 из 60 обследованных детей длительность заболевания составляла более 7 лет (группа длительно болеющих детей).

Активность ферментов антиоксидантной защиты и уровень продуктов ПОЛ оценивали как в общей группе детей с ИЗСД, так и в зависимости от степени компенсации диабета и его длительности.

Кровь для исследования брали из локтевой вены натощак. В качестве антикоагулянта использовали ЭДТА (1 мг/мл). Кровь центрифугировали при 3000 об/мин. Об активности процессов ПОЛ судили по содержанию в плазме крови гидроперекисей (ГП) и малонового альдегида (МДА) [2].

Активность ферментов измеряли в эритроцитах, предварительно отмытых от плазмы 0,9% NaCl. СОД определяли по методу, предложенному N. Nishikimi и описанному С. Чевари и соавт. [9]. Метод основан на способности СОД конкурировать с нитросиним тетразолием (НСТ) за супероксидные анионы, образующиеся в результате аэробного взаимодействия восстановленной формы НАД ■ Н и феназинметасульфата (ФМС). В результате этой реакции НСТ восстанавливается с образованием гидразинтетразолия и регистрируется при 540-нм. В присутствии СОД процент восстановления НСТ уменьшается. За единицу активности принимали 50% торможения реакции восстановления НСТ, активность фермента выражали в условных единицах на 1 мл эритроцитов. ГЛП определяли по методу, описанному В. М. Моин [6]. Мерой активности фермента являлась скорость окисления глутатиона в присутствии ГП третичного бутила. Концентрацию восстановленного глутатиона до и после инициации с ферментом определяли колориметрически. Активность фермента выражали в мкм/мин на 1 г гемоглобина.

Гемоглобин определяли гемоглобинцианидным методом с помощью стандартных наборов.

Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики по Стьюденту, проведен корреляционный анализ.

Результаты и их обсуждение

Анализ полученных результатов показал, что у детей с ИЗСД усилены процессы ПОЛ. Как видно из табл. 1, уровень ГП и МДА в сыворотке крови у больных достоверно выше (р< 0,001), чем в контрольной группе (здоровые сибсы пробан- дов больных диабетом). Следует отметить, что

Таблица 1

Показатели ПОЛ у детей с ИЗСД и здоровых сибсов

Примечание. Во всех случаях р<0,001.

уровень МДА повышался более значительно, чем уровень ГП. Известно, что МДА является самым токсичным веществом, оказывающим повреждающее действие на клеточные мембраны.

Из известных в настоящее время ферментов антиоксидантной защиты организма мы исследовали активность СОД и ГЛП. СОД является единственным ферментом, который катализирует ферментную дисмутацию супероксида кислорода. Действие другого фермента — ГЛП направлено на разрушение как перекисей, так и перекисных соединений липидов.

В общей группе детей с ИЗСД (см. табл. 1) активность СОД была достоверно выше (р< 0,001), чем в контроле, а активность ГЛП достоверно ниже (/? < 0,001). В исследуемой нами ранее группе взрослых больных ИЗСД активность СОД всегда была ниже контрольных значений независимо от степени тяжести сахарного диабета [7].

Следовательно, можно предположить, что у детей, больных ИЗСД, увеличение активности СОД является, по-видимому, компенсаторной реакцией развивающегося организма.

По данным ряда авторов, степень компенсации диабета, определяемая по показателям гликемии и глюкозурии, не влияет на уровень первичных и вторичных перекисей [8].

Наши исследования показали (табл. 2), что у детей с ИЗСД в декомпенсированном состоянии (Hb Aj 13,3 + 0,38%) уровень ГП и МДА в сыворотке крови был достоверно выше, чем у больных, находящихся в состоянии компенсации (Hb Aj 9,03 + 0,36%). Однако при компенсации сахарного диабета уровень.ГП и МДА не снижался до нормальных значений й оставался достоверно выше, чем в контроле. Не исключено, что повышенный уровень первичных и вторичных перекисей липидов у детей в ко.мпенсированном состоянии можно рассматривать как один из пусковых механизмов в развитии поздних специфических осложнений сахарного диабета.

Повышение активности СОД в условиях компенсации у детей было недостоверно, в то время как активность ГЛП была достоверно снижена (р< 0,001), как и в общей группе обследованных.

Таким образом, глутатионпероксидазная система, являясь эффективной системой антиоксидантной защиты организма, при ИЗСД у детей изменяется в большей степени, чем супероксиддисмутазная.

Длительность заболевания не влияла на уровень первичных и вторичных перекисей липидов. Уровень ГП и МДА оставался повышенным

Таблица 2

* /><0,05. ** р<0.001.

в обеих группах в сравнении с контрольной группой (р< 0,001). У детей, длительно (более 7 лет) болеющих ИЗСД, отмечено снижение активности СОД и ГЛП.

Выводы

1. При ИЗСД у детей повышение уровня ГП и МДА в плазме крови сопровождается достоверным снижением "уровня ГЛП и повышением активности СОД. Повышение активности СОД, по- видимому, носит компенсаторный характер. Снижение активности ГЛП более выражено у больных в декомпенсированном состоянии.
2. Определение активности ГЛП у детей с ИЗСД является наиболее информативным маркером состояния системы антиоксидантной защиты.
3. Длительность сахарного диабета существенно не влияет на активность ферментов антиоксидантной защиты.