Михно, Виктория Александровна. Клинико-диагностическое значение дисфункции эндотелия при сахарном диабете 1 типа у детей

Краткое описание

Михно, Виктория Александровна. Клинико-диагностическое значение дисфункции эндотелия при сахарном диабете 1 типа у детей : диссертация ... кандидата медицинских наук : 14.00.09 / Михно Виктория Александровна; [Место защиты: ГОУВПО "Дальневосточный государственный медицинский университет"].- Хабаровск, 2012.- 128 с.: ил.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЧИТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
На правах рукописи
Михно Виктория Александровна
Тема: «Клинико-диагностическое значение дисфункции эндотелия при
сахарном диабете 1 типа у детей»
04201270360
27.11.2012
14.01.08 - педиатрия
ДИССЕРТАЦИЯ .
на соискание учёной степени •
кандидата медицинских наук
Научный руководитель: Д.м.н. Богомолова И.К.
Хабаровск -2012 
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12
1.1. Сахарный диабет 1 типа: распространенность, клиника, осложнения, принципы терапии 12
1.2. Роль липидного обмена в генезе микрососудистых осложнений сахарного диабета 1 типа у детей 16
1.3. Роль дисфункции эндотелия в генезе микрососудистых осложнений сахарного диабета 1 типа у детей 19
1.4. Принципы коррекции микрососудистых осложнений при сахарном диабете 1 типа у детей 29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.1. Объект исследования 36
2.2. Методы исследования 42
2.2.1. Определение содержания слущенных эндотелиоцитов 44
2.2.2. Определение содержания асимметричного диметиларгинина в сыворотке крови 45
2.2.3. Определение содержания эндотелина-1 в сыворотке крови 46
2.2.4. Определение содержания метаболитов оксида азота в
сыворотке крови 46
2.2.5. Определение липидного спектра сыворотки крови 46
2.3. Статистическая обработка материала 47
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 48
3.1. Клиническая характеристика детей, больных сахарным диабетом
1 типа 48
3.2. Показатели липидного обмена при сахарном диабете 1
типа у детей 56
з
3.3. Показатели функции эндотелия при сахарном диабете 1
типа у детей 63
3.4. Характер взаимоотношений показателей функции эндотелия, липидного и углеводного обменов при сахарном диабете 1 типа у детей 72
3.5. Сравнительная характеристика влияния терапии берлитионом
на показатели функции эндотелия, липидного и углеводного обмена 79
3.5.1. Особенности изменений показателей функции эндотелия у детей, больных сахарным диабетом 1 типа на фоне терапии берлитионом 79
3.5.2. Влияние применяемой терапии на показатели обмена липидов
у детей, больных сахарным диабетом 1 типа 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
ВЫВОДЫ 96
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 98
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 126
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АДМА - асимметричный диметиларгинин
АДФ - аденозиндифосфорная кислота
AM - адреномедулин
АМФ - аденозинмонофосфат
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота
АХ - ацетилхолин
ДДАГ - диметиларгинин-диметиланимогидролаза
ДН - диабетическая нефропатия
ДЭ - дисфункция эндотелия
ДЭЦ - десквамированные эндотелиоциты
КА - коэффициент атерогенности
ОХС - общий холестерин
ПОЛ - перекисное окисление липидов
ПЭК - предшественники эндотелиальных клеток
СД - сахарный диабет
ТГ - триглицериды
ФК - функциональный класс
ХС ЛПВП - холестерин липопротеидов высокой плотности ХС ЛПНП - холестерин липопротеидов низкой плотности ХС ЛПОНП - холестерин липопротеидов очень низкой плотности ХСН - хроническая сердечная недостаточность Э-1 - эндотелии-1
HbAlc - гликированный гемоглобин N0 - оксид азота N02 - нитриты NO3 - нитраты
NOS - синтетаза оксида азота
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Актуальность исследования и разработки новых принципов контроля сахарного диабета (СД) определяется множеством причин. В первую очередь, это высокая распространенность данной патологии независимо от пола, возраста и расовой принадлежности. Количество больных сахарным диабетом на планете превышает 200 миллионов человек, каждые 15¬20 лет их число в мире удваивается [33]. Заболевание служит ведущей причиной инвалидности и смертности в результате развития сосудистых осложнений. Все это определяет глобальную медико-социальную значимость СД.
Одним из звеньев патогенеза диабетических микроангиопатий является развитие дисфункции эндотелия (ДЭ). Функционирование эндотелия, путем выработки биологически активных веществ, обеспечивает поддержание тонуса и анатомического строения сосудов, процессы свертывания крови и образования тромба, регуляцию местной воспалительной реакции [65]. ДЭ может приводить к спазму сосудов, усиленному тромбообразованию и адгезии лейкоцитов к эндотелию. К причинам, способствующим дисфункции эндотелия, относят ишемию и гипоксию тканей, гипертензию, гипергликемию, эндогенные и экзогенные интоксикации, действие цитокинов, нарушение липидного обмена, другие местные и общие влияния, которые усиливают гибель эндотелиоцитов, вызывают неполноценную их регенерацию [28; 101; 229; 234; 239].
Нарушения липидного обмена также играют важную роль в развитии диабетических микроангиопатиий. Гипергликемия и избыток липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) способствуют образованию конечных продуктов гликирования белков и атерогенной модификации ЛПНП, обладающих цитотоксичностыо, в том числе и по отношению к клеткам эндотелия. Кроме того, гиперхолестеринемия угнетает образование оксида азота (N0), важнейшего вазодилататора [66; 87; 91]. Окисленные ЛПНП способствуют образованию молекул адгезии, увеличению пролиферации гладкомышечных клеток, деградации коллагена и вызывают тромбозы. Кроме того, окисленные ЛПНП стимулируют синтез вазоконстрикторов (эндотелии-1, просгациклин 12) и подавляют активность вазодилататоров (серотонин, брадикинин) [21; 154]. Все это способствует дисфункции эндотелия и формированию микроангиопатий.
Одним из наиболее распространенных и прогностически неблагоприятных сосудистых осложнений сахарного диабета 1 типа является диабетическая нейропатия. Данное осложнение значительно снижает качество жизни больных, так как сопровождается выраженным болевым синдромом, а также приводит к развитию инвалидизирующего «синдрома диабетической стопы» [118]. Согласно данным многочисленных исследований основными принципами лечения диабетической нейропатии на современном этапе служат стабильная компенсация сахарного диабета и применение антиоксидантов, витаминов группы В [68; 90; 97; 119; 194]. Назначение препарата а-липоевой кислоты берлитиона в комплексном лечении диабетической полинейропатии у взрослых обосновано выраженной антиоксидантной активностью, гипогликемическим эффектом и заключается в повышении продукции оксида азота (N0), улучшении трансмембранного транспорта глюкозы и активации её окисления, ингибировании глюконеогенеза и кетогенеза, снижении интенсивности гликозилирования белков и выраженности инсулинорезистентности, уменьшении содержания жирных кислот и общего холестерина (ОХС) плазмы, подавлении липолиза, повышении устойчивости клеток к гипоксии [25; 56; 79]. К сожалению, данные о применении препарата у детей малочисленны, не исследовано влияние берлитиона на функцию эндотелия.
На сегодняшний день диагностика большинства микрососудистых осложнений сахарного диабета 1 типа осуществляется в клинической стадии, когда изменения необратимы. Отсутствуют надежные прогностические маркеры (за исключением молекулярно-генетических) на основании которых можно предсказать вероятность развития осложнений с последующим выделением групп риска и проведением превентивных мероприятий.
В последние годы все большее значение придают дисфункции эндотелия в патогенезе развития различных заболеваний, в том числе и сахарного диабета 1 типа. Но остается до конца не изученным вклад данного процесса в развитие микроангиопатий при сахарном диабете 1 типа у детей.
Цель исследования: установить закономерности клинического течения, изменений липидного обмена и состояния функции эндотелия у детей с сахарным диабетом 1 типа с последующей разработкой комплекса лечебно¬профилактических мероприятий.
Задачи исследования:
1. Проанализировать течение сахарного диабета 1 типа у детей в зависимости от длительности заболевания, возраста и пола больного, качества гликемического контроля, наличия диабетической микроангиопатии.
2. Изучить состояние липидного спектра при сахарном диабете 1 типа у детей в зависимости от длительности заболевания, возраста и пола больного, качества гликемического контроля, наличия диабетической микроангиопатии.
3. Исследовать содержание метаболитов оксида азота, асимметричного диметиларгинина, эндотелина-1 в сыворотке крови при сахарном диабете 1 типа у детей в зависимости от длительности заболевания, возраста и пола больного, качества гликемического контроля, наличия диабетической микроангиопатии.
4. Определить содержание десквамированных эндотслиоцитов в сыворотке крови при сахарном диабете 1 типа у детей в зависимости от длительности заболевания, возраста и пола больного, качества гликемического контроля, наличия диабетической микроангиопатии.
5. Оценить эффективность ан гиоксидантой терапии препаратом а-липоевой кислоты (Берлитион®, Берлин-Хеми) в коррекции ранних проявлений дисфункции эндотелия при сахарном диабете 1 типа у детей.
Научная новизна. Впервые исследована динамика метаболитов оксида азота у детей с различными вариантами течения сахарного диабета 1 типа и установлено снижение концентрация нитратов (NO3) и нитритов (N02) по мере развития микрососудистых осложнений и нарастания декомпенсации заболевания.
Впервые доказано, что у детей, больных сахарным диабетом 1 типа более 5 лет, нарушение функции эндотелия проявляется повышением концентрации асимметричного диметиларгинина (АДМА) - ингибитора синтетазы оксида азота, который вызывает вазоконстрикцию и снижает продукцию оксида азота.
Расширены представления о важной патогенетической роли дисфункции эндотелия, реализующейся уже на ранних стадиях СД 1 типа в виде увеличения числа дссквамированных эндотелиоцитов и нарастающей при развитии микрососудистых осложнений.
Впервые исследовано содержание эндотелина-1 (Э-1) у детей, больных сахарным диабетом 1 типа, при этом не выявлено значимой диагностической ценности данного показателя.
Впервые на основании анализа взаимосвязи параметров функции эндотелия (десквамированных эндотелиоцитов, метаболитов оксида азота, асимметричного диметиларгинина, эндотелина-1), липидного обмена, особенностей клинического течения сахарного диабета 1 типа у детей получено уравнение для предсказания «количества осложнений», позволяющее рассчитать ожидаемое число осложнений заболевания у конкретного пациента.
Впервые установлено нормализующее влияние берлитиона на содержание АДМА, что делает возможным применение данного препарата для профилактики осложнений сахарного диабета 1 типа у детей.
Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследование позволяет считать, что изменение функциональной активности эндотелия (увеличение содержания АДМА и снижение уровня NO3), а также его повреждение (увеличение количества десквамированных эндотелиоцитов) являются важными механизмами развития диабетических микроангиопатий.
Полученные результаты позволят прогнозировать течение заболевания и оптимизировать патогенетическую терапию.
Положения, выносимые на защиту
1. У детей с сахарным диабетом 1 типа по мере увеличения длительности заболевания наблюдается прогрессивный рост числа осложнений, а также суточной потребности в инсулине, наиболее выраженной при диабетических микроангиопатиях.
2. Развитие сахарного диабета 1 типа у детей сопровождается нарушением обмена липидов, характеризующимся разнонаправленными сдвигами уровня общего холестерина, триглицеридов, холестерина липопротеидов низкой плотности, а также дисфункцией эндотелия в виде уменьшения концентрации метаболитов оксида азота, роста содержания десквамированных эндотелиоцитов и АДМА. Выявленные изменения зависят от наличия диабетических микроангиопатий и длительности заболевания.
3. Применение препаратов а-липоевой кислоты (Берлитион®, Берлин-Хеми) в составе комплексной терапии является патогенетически обоснованным и способствует восстановлению функции эндотелия (уменьшению содержания АДМА) при сахарном диабете 1 типа у детей.
Внедрение результатов исследования в практику. Основные положения, вытекающие из проведенных исследований, используются в программах обучения студентов педиатрического, лечебного и стоматологического факультетов, ординаторов, интернов на кафедрах педиатрического профиля ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, лечебном процессе поликлинического и эндокринологического отделений ГУЗ КДКБ, деятельности врачей педиатров и эндокринологов детских городских поликлиник № 2, 3, 5, диагностической поликлиники ЧГМА.
Апробация работы. Материалы исследования доложены на 44-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации» (Тюмень, 2010); научно-практической конференции с международным участием «Медицина: новое в теории и клинической практике» (Шарджа (ОАЭ), 2011); Всероссийской научно¬практической конференции с международным участием «Алмазовские чтения 2011», посвященной 80-летию со дня рождения академика РАМН В.А. Алмазова (СПб., 2011); научно-практической конференции с международным участием «Естественные науки: достижения нового века» (Шарджа (ОАЭ), 2011); региональном обществе педиатров Забайкальского края (Чита, 2011), межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные технологии в работе врача общей практики» (Омск, 2012), научно¬практической конференции с международным участием «Медицина: достижения нового века» (Коста Брава (Испания), 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для освещения результатов диссертационных исследований.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах, иллюстрирована 22 таблицами, 3 рисунками и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель включает 161 отечественных и 80 зарубежных источников.

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время во всем мире отмечается рост числа больных сахарным диабетом, который признан неинфекционной пандемией, охватившей население, не зависимо от пола, возраста, расовой принадлежности [83]. Несмотря на то, что сахарный диабет 1 типа не превышает 15% от общего числа больных, эта патология имеет большую медико-социальную значимость, так как развивается у детей, молодых людей и сопровождается возникновением инвалидизирующих осложнений [33].
Патогенез сахарного диабета 1 типа сейчас широко изучается, однако особенности этого заболевания до конца не установлены. Большинство исследователей придерживается гипотезы о существовании единой клеточно¬гуморальной системы защиты организма, включающей гемостаз, иммунитет, калликреин-кининовую и ренин-ангиотензин-альдостероновую системы, антиоксидантную защиту. Много внимания уделяется изучению патогенетической роли изменения их функции в развитии различных заболеваний, в том числе сахарного диабета 1 типа и его осложнений [141]. При этом особое значение уделяется эндотелию сосудов и тромбоцитарному звену гемостаза, дисфункция которых ведет к нарушению микроциркуляции [92]. Одна из важнейших функций эндотелия - поддержание сосудистого тонуса - осуществляется, в первую очередь, за счет вазодилатации в результате выработки N0. С другой стороны, эндотелий принимает участие в реализации вазоконстрикторной реакции за счет эффектов эндотелина и других субстанций [43]. Нарушение выработки этих веществ, вызванное влиянием различных патологических факторов (гипергликемии, гиперхолистеринемии и др.) способствует неадекватной реакции сосудов на различные стимулы, обычно в сторону вазоконстрикции. В результате чего нарушается кровоснабжение органов и тканей, развиваются микроангиопатии. Несмотря на большое количество работ, посвященных состоянию функции эндотелия, число ученых, занимающихся изучением данной проблемы при сахарном диабете 1 типа, малочисленно, результаты их исследований нередко противоречивы и касаются в основном взрослого населения. Между тем, проблема изучения состояния функции эндотелия у детей, страдающих этим заболеванием, освящена в литературе в меньшей степени, при этом практически не проводилось исследования методов её коррекции у пациентов данной группы [141].
Большое количество научных работ посвящено нарушению метаболизма липидов сыворотки крови, как фактору, влияющему на функцию эндотелия при различных заболеваниях, особенно при сердечно-сосудистой патологии. В частности, установлено отрицательное влияние гиперхолестеринемии на активность NO-синтазы, что ведет к снижению продукции оксида азота [66]. Учитывая влияние инсулина на липидный обмен, логично изучение зависимости клинических особенностей сахарного диабета 1 типа и выраженности дислипидемии.
Основываясь на вышесказанном, актуально проведение исследования, которое позволит изучить липидный обмен, дисфункцию эндотелия и методы ее коррекции у детей, больных сахарным диабетом 1 типа.
В нашу работу включены пациенты с сахарным диабетом 1 типа, у которых проведен анализ особенностей клинического течения заболевания, изучение маркеров эндотелиальной дисфункции и липидного спектра, а также оценка эффективности антиоксидантой терапии (препаратом Берлитион©) в коррекции ранних проявлений дисфункции эндотелия при сахарном диабете 1 типа у детей.
На первом этапе исследования проанализировано клиническое течение сахарного диабета 1 типа у детей. Установлен существенный рост числа микрососудистых осложнений и потребности в инсулине по мере увеличения стажа заболевания, а также возрастание потребности в инсулине по мере увеличения количества осложнений. Так, частота осложнений сахарного диабета 1 типа у детей, болеющих более 5 лет, в 1,7 раза выше (р<0,05), чем при длительности заболевания от 1 до 5 лет и в 19,5 раза выше (р<0,05), чем у впервые выявленных пациентов, что согласуется с данными литературы [105; 208]. Выявленные особенности вполне закономерны, поскольку для формирования осложнений заболевания требуется длительное воздействие патогенного агента, в частности, хронической гипергликемии. Наиболее распространенным осложнением сахарного диабета является нейропатия [10; 90] и результаты нашей работы подтверждают это. Так, данное осложнение зарегистрировано у 54% пациентов, включенных в исследование, тогда как жировая инфильтрация печени только у 12,2% случаях. Также установлена зависимость потребности в инсулине и длительности заболевания. Так, суточная доза инсулина у детей, страдающих сахарным диабетом 1 типа более 5 лет, на 15,4% (р<0,05) выше, чем при продолжительности заболевания от 1 до 5 лет и на 136,8%) (р<0,005) при длительности заболевания до 1 года. Потребность в инсулине у детей с осложнениями сахарного диабета 1 типа на 34,9% (р<0,005) выше, чем у пациентов с не осложненным течением заболевания. Полученные нами данные согласуются с литературными [123] и указывают на постепенное формирование резистентности к инсулину по мере прогрессирования заболевания. При анализе течения сахарного диабета 1 типа в зависимости от пола и наличия у ребенка признаков пубертата не выявлено каких-либо клинических особенностей.
На следующем этапе работы проведен анализ липидограммы и сравнительное изучение содержания её компонентов у детей с сахарным диабетом 1 типа в зависимости от длительности заболевания. Установлено, что концентрация ОХС у детей с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа повышена на 17,7% (р<0,005), у пациентов с длительностью заболевания от 1 до 5 лет - на 17,7% (р<0,00001), а при стаже более 5 лет - на 17,4% (р<0,00001), чем в группе контроля. Помимо этого, у детей с длительностью заболевания сахарным диабетом 1 типа от 1 до 5 лет установлено повышение содержания ХС ЛПНП на 16,5% и снижение содержания ТГ на 14,2% по сравнению с группой контроля. Следует отметить, что, изменение концентрации ОХС, ХС ЛПНП (их повышение) происходило в пределах физиологической нормы.
Учитывая влияние липидного обмена на функцию эндотелия (избыток ЛПНП подавляет образование N0 в эндотелиальных клетках, способствует развитию дисфункции эндотелия) нами проведен анализ липидного спектра при СД 1 типа у детей. Согласно полученным данным наблюдается снижение уровня ХС ЛПОНП на 21,7% (р<0,05) при осложненном течении заболевания.
Содержание показателей липидного обмена в зависимости от пола показало следующую закономерность: уровень ХС ЛПВП претерпевал существенные изменения, которые выражались в снижении ХС ЛПВП у девочек на 38,1% (р<0,05), и как следствие, увеличение коэффициента атерогенности на 54,9% (р<0,05) против аналогичных параметров мальчиков. Подобная динамика изменений свидетельствует о том, что мальчики с сахарным диабетом 1 типа менее подвержены нарушению липидного обмена за счет более высокого уровня ХС ЛПВП.
Анализ результатов сравнения величин липидного обмена у больных СД 1 типа в зависимости от наличия признаков пубертата показал, что параметры статистически не отличались друг от друга (р>0,05).
В качестве маркеров дисфункции эндотелия изучены следующие показатели: количество десквамированных эндотелиоцитов, содержание
метаболитов оксида азота, уровень асимметричного диметиларгинина и концентрация эндотелина-1. Установлено повышение числа десквамированных эндотелиоцитов у детей с сахарным диабетом 1 типа, независимо от длительности заболевания в 7 раз (р<0,0001) по сравнению с контрольной группой (рис. 1), что согласуется с данными литературы [141], так Вотяковой
О.И. с соавторами (2007) зарегистрировано усиление десквамативных процессов в эндотелии уже при манифестации заболевания [141].