Введение
Сахарный диабет (СД) является актуальной проблемой современного здравоохранения. К наиболее опасным проявлениям СД относятся сосудистые осложнения, в частности диабетическая нефропатия (ДН), которая считается причиной высокой инвалидизации и летальности пациентов [1, 2]. Основные последствия влияния гипергликемии на почечные структуры в условиях развития ДН – это гломерулосклероз, снижение фильтрационной функции почек и развитие хронической почечной недостаточности вплоть до ее терминальной стадии [3]. В Российской Федерации ДН страдают 20,1% пациентов с СД 1 типа (СД1) и 6,3% с СД 2 типа (СД2) [4, 5]. На настоящий момент основным методом диагностики ДН считается определение уровня микроальбуминурии (МАУ) [6]. Однако установлено, что изменения структурных элементов почек у пациентов с СД происходят уже в условиях нормальной экскреции альбумина с мочой, а обнаружение МАУ свидетельствует о наличии склероза практически четверти всех нефронов почки [3]. Вследствие этого выяснение механизмов, способствующих данным изменениям на доклинических стадиях ДН, и их соответствующая коррекция остаются крайне актуальными вопросами, заслуживающими пристального внимания специалистов.
Дисфункция митохондрий, заключающаяся в нарушении высвобождения энергии органических веществ и аккумуляции ее в виде макроэргических фосфатных соединений, лежит в основе патогенеза многочисленных патологических состояний, к числу которых относится и СД [7]. Имеются многочисленные доказательства решающей роли нарушения митохондриальной биоэнергетики в развитии и прогрессировании ДН [8, 9]. Как известно, митохондрии являются основным поставщиком активных форм кислорода (АФК), при этом избыточная генерация последних приводит к развитию реакций окислительного стресса (ОС) [10, 11]. Взаимодействие АФК с клеточными структурами (липидами, белками и ДНК) в конечном итоге приводит к их модификации, причем данные изменения могут сохраняться десятки лет даже в условиях компенсации заболевания [12]. При этом происходит активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биологических мембранах, на фоне которого развивается эндогенная интоксикация организма [13]. Повреждающими агентами в данном случае становятся несбалансированно действующие биологически активные вещества, циркулирующие в крови и приобретающие свойства эндогенных токсинов [14, 15]. Уровень среднемолекулярных пептидов (СМП) служит универсальным биомаркером эндогенной интоксикации. В состав СМП входят различные сочетания регуляторных пептидов, в т.ч. пептидные гормоны и их фрагменты, нерегуляторные олигопептиды и др. [14, 16]. Значимость определения в биологических жидкостях уровня СМП с молекулярной массой 300–5000 Д при различных заболеваниях общепризнанна, как правило, они характеризуют тяжесть интоксикации [16].
В настоящее время доказано, что α-липоевая кислота (α-ЛК) – это мощный естественный антиоксидант широкого спектра действия [17, 18]. Ее способность к нейтрализации свободных радикалов многократно подтверждена экспериментальными и клиническими исследованиями, в т.ч. в отношении клинических форм ДН [19]. Однако исследований параметров эндогенной интоксикации на доклинических стадиях ДН, включая динамику лечения, по-прежнему крайне недостаточно. Развитие СД у лиц молодого репродуктивного возраста, в частности в мужской популяции, повышает значимость проблемы профилактики и лечения его осложнений в связи с высоким риском нарушений репродуктивного здоровья.
В соответствии с вышеизложенной целью исследования стала оценка показателей эндогенной интоксикации и продуктов ПОЛ у мужчин с СД1 с МАУ в динамике лечения α-ЛК.
Материал и методы
В исследовании приняли участие 28 пациентов репродуктивного возраста (средний возраст – 30,84±6,54 года) с СД1 с неудовлетворительным гликемическим профилем и микроальбуминурией. Двадцать восемь практически здоровых мужчин того же возраста (средний возраст – 29,71±4,59 года) составили контрольную группу. Восемнадцать мужчин с СД1 и нормоальбуминурией (средний возраст – 29,22±7,18 года) составили группу сравнения. Пациенты находились на лечении в эндокринологическом отделении ГБУЗ «Иркутская ордена “ Знак Почета” областная клиническая больница». Критерии включения в клиническую группу и группу сравнения: мужской пол, возраст 18–40 лет, проживание на территории Иркутской области, информированное согласие пациента на участие в исследовании, верифицированный диагноз CД1, уровень скорости клубочковой фильтрации 60 и более мл/мин/1,73 м2. Критерии исключения: женский пол, СД2/другие типы СД, наличие тяжелых осложнений СД (протеинурия, почечная недостаточность, макрососудистые осложнения), наличие других эндокринных заболеваний, наличие выраженной сопутствующей соматической патологии, первичные поражения почек (инфекционные, сосудистые, токсические, иммуновоспалительные, опухолевые). Критерии включения в группу контроля: отсутствие на момент обследования острых или обострение хронических заболеваний, нормальные показатели толерантности к глюкозе, отсутствие наследственной предрасположенности к СД. При обследовании больных проведена комплексная оценка клинических и лабораторных данных. Комплексное медицинское обследование пациентов с СД1 проводилось согласно классификации СД (ВОЗ, 1999), диагностическим критериям СД (ВОЗ, 1999–2018), алгоритмам специализированной медицинской помощи больным СД. Уровень гликозилированного гемоглобина (НЬА1с) определяли с использованием жидкостной ионообменной высокоэффективной хроматографии, глюкозу капиллярной крови – с помощью глюкозооксидазного метода. Анализировали гликемический профиль (глюкоза крови натощак, постпрандиальный уровень глюкозы через 2 часа после еды). Использованы методы оценки ранних повреждений почек (расчет скорости клубочковой фильтрации – СКФ, определение содержания альбумина, соотношения креатинина и микроальбумина в моче). Содержание альбумина и соотношения альбумина к креатинину в моче определялись на биохимическом анализаторе иммунотурбидиметрическим методом. СКФ рассчитывалась по формуле CKD-EPI (мл/мин/1,73 м2).
Все пациенты находись на базис-болюсной инсулинотерапии с использованием аналогов человеческих инсулинов длительного и ультракороткого действий. Схемы (дозы) подбирались каждому пациенту индивидуально. Для антиоксидантного лечения применен препарат α-ЛК (Sol. Ac. Thioctici 600,0+Sol. NaCl 200,0 внутривенно после завтрака на протяжении 10 дней). При повторном обследовании после проведенного лечения оценивали динамику изучаемых показателей.
Все участники подписывали информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki, 1964, в редакции 2013 г.). Исследование одобрено Комитетом по биомедицинской этике при ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ (Выписка из протокола заседания № 8.2 от 2.11.2018).
В качестве материала исследования использовали плазму крови. Оценку значений СМП (СМП-238, -254, -280) проводили с помощью спектрофотометрии [20]. Содержание продуктов липопероксидации определяли на разных этапах: на этапе первичных – диеновые конъюгаты (ДК), вторичных – кетодиены и сопряженные триены (КД и СТ), конечных – шиффовы основания (ШО) по методу И.А. Волчегорского (1989) [21]. Уровень вторичных продуктов (ТБК-активных продуктов ПОЛ) определяли флуориметрически по методу В.Б. Гаврилова и соавт. (1987) [22].
Данная работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Центр разработки прогрессивных персонализированных технологий здоровья» ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ, Иркутск.
Для анализа полученных данных использовали статистический пакет Statistica 10.0 Stat-Soft Inc, США. Для определения близости к нормальному закону распределения количественных признаков использовали визуально-графический метод и критерии согласия Колмогорова–Смирнова с поправкой Лиллиефорса и Шапиро–Уилка. Проверка равенства генеральных дисперсий осуществлялась с помощью критерия Фишера (F-test). Для предоставления количественных данных приводили описательные статистики: медиану (Me) и интерквартильный размах (25–75%). При анализе межгрупповых различий для независимых выборок использовали непараметрический критерий Манна–Уитни. Для проведения корреляционного анализа использовался метод Спирмена. Критический уровень значимости принимался равным 5% (0,05).
Результаты
Анализ данных в группе больных до лечения относительно контроля показал наличие увеличенных значений показателей эндогенной интоксикации – СМП 238 (p<0,0001), СМП 280 (p<0,0001), а также содержания продуктов ПОЛ – ДК (p<0,0001), КД и СТ (p<0,0001), ТБК-АП (p=0,014) и ШО (p<0,0001) (см. таблицу).
Результаты исследования в группе больных до лечения относительно группы сравнения показали более высокие уровни СМП 280 (p=0,024), ТБК-АП (p=0,041) и ШО (p=0,029) (см. таблицу).
Группа сравнения отличалась от контрольных результатов повышенными значениями показателей - ДК (p<0,0001), КД и СТ (p=0,015), ШО (p=0,001) и сниженными - ТБК-АП (p=0,014) (см. таблицу).
Группа больных после лечения α-ЛК отличалась от контрольных значений сниженными показателями СМП-254 (p<0,0001), ТБК-АП (p<0,001) и повышенными уровнями ДК (p<0,001), КД, СТ (p<0,0001) и ШО (p=0,003). Относительно группы сравнения статистически значимых отличий получено не было (p>0,05).
Различия между показателями до и после лечения α-ЛК касались сниженного уровня СМП-280 (p<0,001), ДК (p=0,004), ТБК-АП (p<0,001) и ШО (p=0,002).
Оценка взаимосвязей показателей почечного повреждения с исследуемыми параметрами в группе с МАУ показала единственную связь положительного характера: уровня СКФ от содержания вторичных продуктов ПОЛ – КД и СТ (r=0,44; p=0,033).
Обсуждение
Согласно полученным данным, в группе мужчин, больных ДН в стадии МАУ, отмечены высокие значения СМП и активация реакций липопероксидации на всех этапах процесса. Относительно группы с НАУ (группа сравнения) различия были получены в отношении одной из фракций СМП, вторичных и конечных продуктов ПОЛ.
СМП относятся к продуктам клеточной дезорганизации, неполного распада и неферментного превращения белков – т.н. фрагменты эндогенных белков. Главным источником образования СМП служит неферментивный протеолиз, в т.ч. белков крови (фибриногена, альбумина, тромбина), в результате которого и образуются продукты высокой функциональной активности [15]. Определяют несколько фракций СМП в зависимости от длины волны. В нашем исследовании наиболее показательной оказалась фракция с интенсивностью ультрафиолетового поглощения при 280 нм, которая определяется главным образом наличием ароматических хромофоров, а ее увеличение происходит вследствие накопления тирозин- и триптофансодержащих пептидов. Наиболее вероятным объяснением накопления СМП-280 может быть потеря белками ароматических аминокислот в результате окислительной модификации и фрагментации молекул. Увеличение значений данного показателя, как правило, может свидетельствовать об усилении катаболических процессов, стимуляции процессов ПОЛ и иммуногенеза [14, 15]. Имеются данные, согласно которым высокие значения СМП могут свидетельствовать о степени деструкции молекул белковой природы, а также отражают активность воспалительной реакции в почечной паренхиме [23]. Вследствие прямого воздействия СМП на липиды биомембран можно ожидать развития патологических явлений разобщающего характера: нарушения микроциркуляции, разобщения процессов окислительного фосфорилирования, угнетения ферментов углеводного и энергетического метаболизма и т.д. [24]. Существует тесная взаимосвязь накопления СМП и процессов ПОЛ, что приводит к избыточному образованию продуктов ПОЛ и белков [20]. В нашем исследовании обнаружено значительное увеличение продуктов ПОЛ на разных стадиях процесса.
Рост продуктов липопероксидации у больных МАУ может быть объяснен с точки зрения непосредственного участия реакций ОС в развитии и прогрессировании диабетических осложнений [11]. Последние зачастую сопровождаются активацией процессов ПОЛ, изменением структурно-функциональных свойств биомембран клеток в виде увеличения проницаемости и сорбционной способности, а также нарушениями в системе антиоксидантной защиты [25]. В избытке образующиеся продукты являются высокотоксичными соединениями, оказывающими многостороннее повреждающее действие на разных уровнях регуляции [26]. Так, гидроперекиси липидов участвуют в индукции апоптотических и мутационных процессов, ингибировании синтеза ДНК, пролиферации и др. [27]. Повышение концентрации ТБК-АП в плазме крови, как правило, свидетельствует об усилении перекисных процессов в липопротеиновых комплексах, что может выступать причиной нарушения сродства липопротеинов к их рецепторам и, вероятно, способствовать образованию холестериновых бляшек на стенках сосудов [28]. Взаимодействие диальдегидов со свободными группами мембранных соединений вызывает образование конечных продуктов ПОЛ (ШО), накопление которых дестабилизирует мембраны и способствует деструкции клеток [10]. Доказано, что редокс-изменения вследствие либо увеличения производства АФК, либо неэффективности антиоксидантных механизмов могут служить причиной патологических процессов, вовлеченных в ДН, приводить к появлению альбуминурии, протеинурии, гломерулосклероза и интерстициального фиброза канальцев [9, 27]. Мезангиальные клетки клубочков, как и эндотелиальные клетки капилляров сетчатки и нейронные клетки, не способны к адекватному регулированию концентраций внутриклеточной глюкозы в условиях диабета [27]. Следовательно, эти клетки могут подвергаться чрезвычайному воздействию окислительных повреждений, опосредованному АФК. Кроме того, у пациентов с МАУ нами была выявлена положительная взаимосвязь вторичных продуктов ПОЛ с параметром СКФ, что может подтверждать патогенетическую роль ОС при ДН.
В результате лечения α-ЛК у больных СД и МАУ имела место стабилизация показателей в виде снижения уровней СМП-280, ДК, ТБК-АП и ШО. Отмечено, что эффективность проводимых патогенетически обусловленных мероприятий по детоксикации четко отражается на уровне СМП плазмы крови, а динамика их содержания служит критерием эффективности применяемой терапии [15].
Высокий редокс-потенциал позволяет рассматривать α-ЛК в качестве универсального антиоксидантного средства, способного как в окисленной, так и в восстановленной форме нейтрализовать большинство продуктов ПОЛ, оказывать выраженные противовоспалительное, гипогликемическое действия [29]. Имея в своем составе гидрофильный и гидрофобный участки, α-ЛК проявляет активность как в цитозоле и сыворотке крови, так и в биологических мембранах [17]. Имеются данные, согласно которым лечение α-ЛК снижает маркеры ОС в плазме больных СД в декомпенсированном состоянии [30].
Экспериментальные исследования показали, что дефицит синтетазы липоевой кислоты вызывает манифестацию МАУ, способствует утолщению базальной мембраны клубочков, разрастанию мезангиального матрикса [31]. Лечение α-ЛК значительно снижало содержание малонового диальдегида и увеличивало активность супероксиддисмутазы в сыворотке и корковом веществе почек [32]. Альфа-ЛК у больных СД снижает уровень реактивных форм кислорода, способствует восстановлению эндотелиальной дисфункции и впоследствии снижает артериальное давление [19]. Таким образом, выявленное нами снижение конечных продуктов ПОЛ в условиях лечения α-ЛК может быть обусловлено многофункциональным значением данного антиоксидантного препарата.
Заключение
Результаты проведенного исследования демонстрируют наличие метаболических проявлений эндогенной интоксикации и активации процессов липопероксидации на разных этапах у больных СД1 и МАУ. Проведенное лечение с использованием α-ЛК способствовало относительной нормализации показателей в виде стабилизации параметра СМП-280 и снижения уровня продуктов ПОЛ. Следовательно, необходимо контролировать указанные показатели пациентов-мужчин с СД1 и начальными проявлениями ДН, их изменения должны служить важным сигналом для дополнительного патогенетического лечения и профилактики α-ЛК.
