Ланевская Наталия Иосифовна. Патофизиологические механизмы развития ранних стадий диабетической ретинопатии

Короткий опис

Ланевская Наталия Иосифовна. Патофизиологические механизмы развития ранних стадий диабетической ретинопатии : диссертация ... кандидата биологических наук : 14.00.16 / Ланевская Наталия Иосифовна; [Место защиты: Государственное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН"].- Москва, 2004.- 141 с.: ил.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО - СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ»
/
Ланевская Наталия Иосифовна
04.20 0.4 1 79 1 3 '
ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ РАННИХ СТАДИЙ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ
РЕТИНОПАТИИ
14.00.16 - Патологическая физиология
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Э.М.Миронова, кандидат медицинских наук
Н.А.Гаврилова
Москва 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ '. стр. 5
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ '
ГЛАВА 1. ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ
ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ стр. 12
1.1 Роль метаболических фаторов в развитии диабетичской
ретинопатии стр. 12
1.2. Роль имунных нарушений в развитии диабетической ретинопатии стр. 18
1.3. Состояние эндотелия сосудов при развитии диабетической ретинопатии стр. 26
1.4. Роль гормональных нарушний в развитии диабетической ретинопатии стр. 34
1.5. Роль гемореологических и гемодинамических нарушений в патогенезе диабетической ретинопатии стр. 35
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .: стр.41
2.1. Объем исследований стр.41
2.2. Методы клинических и лабораторных исследований стр.43
2.3. Инфракрасное светодиодное излучение стр.48
РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 3. ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ
ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ СТр.49
3.1. Состояние коагуляционной активности слезной жидкости и концентрации в ней глюкозы при ранних стадиях стр. 49
3.2. Ферментативная активность слезной жидкости и ее роль в развитии диабетической ретинопатии стр. 57
3.3. Гормональный статус и гемостатический потенциал при ранних
стадиях диабетической ретинопатии и их диагностическое значение стр. 63
3.4. Функциональное состояние эндотелия при диабетической ретинопатии стр. 67
3.5. Диагностика ранних стадий диабетической ретинопатии с
. t
использованием эндотелиальных факторов стр. 73
3.6. Системный и локальный иммунитет при диабетической ретинопатии стр. 74
3.7. Сосудисто- тромбоцитарный и коагуляционный гемостаз при диабетической ретинопатии стр. 77
3.8. Патофизиологические особенности развития тромбоза вен сетчатки
у пациентов с диабетической ретинопатией стр. 83
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИНФРАКРАСНОГО СВЕТОДИОДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КОАГУЛЯЦИОННУЮ И ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ СЛЕЗНОЙ ЖИДКОСТИ стр. 87
4.1. Оптимальный режим воздействия на орган зрения низоинтенсивного инфракрасного светодиодного излучения стр. 87
4.2. Влияние инфракрасного светодиодного излучения на состояние ферментативной и коагуляционной активности слезной жидкости при диабетической ретинопатии : стр. 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ стр. 101
ВЫВОДЫ СТр. 113
БИБЛИОГРАФИЯ СТр. 115
ч
Список сокращений
А Адреналин у
АКТГ . Адренокортикотропный гормон
АЧТВ Активированное частичное тромбопластиновое время
(З-ЛП Бета - липопротеиды
ГГТ Г амма - глутамилтрансфераза
ДА Дофамин
др Диабетическая ретинопатия
Ig Иммуноглобулины
ИЛ-|3 Интерлейкин 1-бета
иси Инфракрасное светодиодное излучение
ИФН- а и у Интерферон альфа и гамма
КА Катехоламины
КАСЖ Коагуляционная активность слезной жидкости
лдг Лактатдегидрогеназа
НА Норадреналин
N02 Оксид азот
ПВ Протромбиновое время
ПОЛ Перикисное окисление липидов
сд Сахарный диабет
сод Супероксиддисмутаза
сж Слезная жидкость
стг Соматотропный гормон
sVCAM Растворимая форма молекулы адгезии сосудистого эпителия
ТВ Тромбиновое время
тг Триглицериды
t-PA Тканевой активатор плазминогена
ФАСЖ Фибринолитическая активность слезной железы
ФВ Фактор Виллебранда
ФНО-а Фактор некроза опухоли - альфа
ЦИК Циркулирующие иммунные комплексы
ЩФ Щелочная фосфатаза

ВВЕДЕНИЕ
Проблема сахарного диабета (СД) остается актуальной, несмотря на достижения современной медицины. Это определяется исключительно быстрым ростом заболеваемости во всем мире, а также опасностью и частотой осложнений. По данным ВОЗ в мире насчитывается свыше 150 млн. больных СД, специальные расчеты экспертов показывают, что к 2010 году количество больных достигнет 230 млн. [Amos A., McCarty D., 1997]. Согласно данным Центра профилактической медицины РФ распространенность СД в России составляет 7,5 - 36 на 1000 населения. По результатам эпидемиологического исследования профессора Е.С. Либман (2000) в России выявлено около 10 млн. больных СД. В Москве - по данным главного эндокринолога профессора Анциферова М.Б. около 200 тысяч больных СД и наблюдается отчетливая тенденция к увеличению их числа - ежегодно в среднем на 5%.
Одним из наиболее распространенных и прогностически неблагоприятных проявлений СД остается диабетическая ретинопатия (ДР), приводящая к значительному снижению зрения, слепоте и инвалидности. Отсутствие жалоб у пациентов на начальном этапе заболевания приводит к тому, что поражение сетчатки долгое время остается незамеченным. В связи с тем, что эффективность лечения ДР значительно снижается по мере ее прогрессирования, проведение диагностических и лечебно-профилактических мероприятий целесообразно начинать с самых ранних стадий ее развития.
В настоящее время для диагностики ранних стадий используются методы, основанные на проведении ангиографических, электрофизиологических исследований и исследований слезной жидкости (СЖ) [Дудникова Л.К., 1982; 1993; Сорокин Е.Л., 1998; Лебедева Е.Н., 1999; Очирова Э.А., 2000; Архипова М.М., 2000].
Методы, связанные с исследованием СЖ, несмотря на их эффективность, широкого распространения на сегодняшний день в клинической практике не получили в связи с недоступностью диагностических реактивов и сложностью их использования в ряде случаев.
Ограниченность и отсутствие дифференцированных лечебно-профилактических подходов на ранних стадиях ДР может объясняться недостаточно сформированной патофизиологической концепцией развития ранних стадий этой патологии.
Таким образом, остается актуальной и социально-значимой проблема изучения патофизиологических механизмов развития ранних стадий ДР и поиска новых, современных, эффективных методов диагностики и профилактических подходов к этой патологии.
Патологические процессы при СД развиваются неравномерно, имеют выраженные локальные особенности и протекают с различной тяжестью, не всегда совпадающей с тяжестью основного заболевания. В связи с этим все большее внимание исследователей в области офтальмологии при СД привлекает изучение локальных патологических механизмов развития ДР.
Однако авторам, как правило, удается проводить исследование конкретных параметров, без установления причинно-следственных связей патогенетических изменений на локальном и системном уровнях. Решение этих вопросов имеет важное научное и практические значение 'для создания дифференцированной системы диагностики и патофизиологически ориентированных методов профилактики и лечения.
Одним из наиболее ранних проявлений СД является поражение сосудов микроциркуляторного русла. Ранняя и достоверная диагностика диабетической микроангиопатии имеет огромное значение для своевременного и целенаправленного проведения лечебно-профилактических мероприятий.
Разработанная в последние годы принципиально новая система для анализа сосудов глазного дна [Гаврилова Н.А., Бранчевский С Л, Ильясова
Н.Ю., 2004], позволяет выявлять патологические изменения сосудистой системы с самых ранних стадий, открывает новые возможности в создании современных перспективных диагностических методов и позволяет дополнить
имеющиеся представления о патофизиологических механизмах развития диабетической микроангиопатии.
Кроме того, на современном этапе развития науки появилась возможность получить наиболее полное представление о характере сосудистых изменений при ряде патологий благодаря исследованиям состояния эндотелия сосудистой стенки, которые проводятся на основании определения содержания в крови биологически активных субстанций, синтезируемых в эндотелиальных клетках.
Однако, несмотря на важность этой проблемы, состояние эндотелия на данный момент остается одним из наименее исследованных разделов экспериментальной и клинической медицины.
На протяжении многих лет для исследователей представляли интерес иммунологические аспекты развития ДР, но только с появлением объективного неинвазивного, широкодоступного, дифференцированного цифрового метода диагностики в офтальмологии появилась возможность оценить состояние иммунного статуса в зависимости от стадии развития патологии, начиная с самых ранних ее проявлений.
С применением этого метода открываются и более широкие возможности в изучении роли локальных метаболических факторов в процессе развития ДР.
Недостаточно сформированы на сегодняшний день представления о состоянии локального и системного гемостаза, их взаимосвязи в зависимости от степени выраженности патологического процесса при ДР и связанными с ними особенностями течения данной патологии.
Таким образом, патофизиологическая концепция развития ранних стадий ДР требует дальнейшего, более глубокого изучения ее механизмов для создания на основе современных представлений и возможностей более точных и высокоинформативных диагностических и эффективных лечебно-профилактических методов.
ЕГ настоящее время стремление к оптимизации терапевтического эффекта при лечебно-профилактическом использовании внешних физических факторов связано с уменьшением дозы воздействия и его синхронизацией с ритмами функционирования биологических систем.
Все большее применение в последние годы в различных областях
медицины находит низкоэнергетическое излучение инфракрасного диапазона
<
(0,8-1,3 мкм), создаваемое полупроводниковыми лазерными источниками и светодиодными излучателями [Измайлов А .С., 1993; Волков В.В. и др., 1994, 1995; Балашевич Л.И. и др., 1998; Оковитов В.В. и др., 1999].
Светодиодные источники имеют больший по сравнению с полупроводниковыми лазерами ресурс работы, не требуют сложных схем управления, имеют близкие к ним монохроматичность и спектральную плотность мощности, по эффективности излучение светодиодов незначительно отличается от излучения полупроводниковых лазеров, а стоимость светодиодных устройств несоизмеримо меньше лазерных.
Оптическое излучение инфракрасного диапазона совпадает с частотами собственных колебаний функциональных систем организма, обладает биостимулирующим действием, повышает окислительно-восстановительный потенциал, стимулирует метаболические процессы. В связи с этим, с нашей точки зрения, использование инфракрасного светодиодного излучения (ИСИ) может быть целесообразно в отношении коррекции локальных метаболических нарушений при ДР.
Исходя из вышеизложенного, были определены цель и задачи исследования.
Цель настоящего исследования состояла в изучении патофизиологических механизмов развития ранних стадий ДР, разработке на этой основе критериев диагностики, прогнозирования ее течения и метода профилактики развития с использованием инфракрасного светодиодного излучения.
Соответственно цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Оценить состояние коагуляционной активности слезной жидкости (СЖ) и концентрации в ней глюкозы у больных с ранними стадиями ДР,
определить степень их информативности для диагностики ранних стадий и прогностическую значимость.
2. Изучить роль и значение ферментативной активности СЖ (глутамилтрансферазы - ГТТ, лактатдегидрогеназы - ЛДГ, щелочной фосфатазы - ЩФ ) в развитии ДР, определить степень ее информативности для диагностики ранних стадий ДР.
3. Изучить состояние гормонального статуса, системного и локального гемостаза, их взаимосвязь и роль в развитии ранних стадий ДР.
4. Исследовать функциональное состояние эндотелия сосудистой стенки в процессе развития ДР с использованием в качестве маркеров - sVCAM, эндотелина, фактора Виллебранда, тканевого активатора плазминогена, N02 и гомоцистеина, изучить возможность создания на основе исследования эндотелиальных факторов диагностического комплекса для ранних стадий ДР.
5. Исследовать состояние системного и локального гуморального, цитокинового и интерферонового звеньев иммунитета в процессе развития
ДР-
6. Изучить состояние сосудисто-тромбоцитарного, локального и системного гемостаза в процессе развития ДР и патофизиологические особенности развития тромбоза вен сетчатки у пациентов с ДР, определить диагностические критерии вероятности его развития.
7. Выработать оптимальный режим воздействия на орган зрения низкоинтенсивного инфракрасного светодиодного излучения, изучить его влияние на состояние ферментативной и коагуляционной активности слезной жидкости при ДР.
Научная новизна работы:
Впервые дана комплексная оценка состояния коагуляционной активности
СЖ и концентрации в ней глюкозы; разработан способ диагностики ранних
стадий ДР, включающий одновременное исследование уровня коагуляционной
активности СЖ и концентрации в ней глюкозы, и его математическая модель (Патент РФ на изобретение № 2003500 от 20.10.00);
Впервые проведена оценка ферментативной активности СЖ (ЛДГ, 1ТТГ ЩФ) в ранних стадиях ДР и установлена целесообразность ее исследования - для оценки локальных метаболических нарушений у пациентов с ранними стадиями ДР; для выявления осложненного типа течения ДР с развитием оптической нейропатии разработан способ, основанный на исследовании активности ЩФ в СЖ (Положительное решение о выдаче Патента РФ по заявке на изобретение № 2003110210 от 21.04.04.);
Изучена роль гормонального статуса и гемостатических потенциалов (системного и локального) у больных с ранними стадиями ДР, впервые показано, что одним из первых признаков’ патологического действия повышенного уровня гормонов (катехоламинов) при ДР является достоверное увеличение локального гемостатического потенциала;
Выявлены особенности механизма повреждения эндотелия сосудов у больных с ранними стадиями ДР. Разработан дифференциальный способ диагностики ранних стадий ДР, основанный на цифровом исследовании сосудов глазного дна и исследовании эндотелиальных факторов (заявка на Патент РФ на изобретение № 2004117575 от 10.06.04. );
Проведено исследование иммунного статуса в процессе развития ДР, начиная с функциональной стадии, определено значение субклинической, как активной, но обратимой с точки зрения проведения лечебно-профилактических мероприятий стадии.
Изучены особенности состояния различных звеньев гемостаза при ДР, определены критерии вероятности протекания патологии по тромботическому типу;
Выработан оптимальный режим воздействия инфракрасного светодиодного излучения и изучено его влияние на состояние ферментативной и коагуляционной активности СЖ при ДР.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Патофизиологические особенности формирования ранних стадий диабетической ретинопатии (функциональное состояние эндотелия, биохимических, иммунологических, гормональных и гемостатических показателей крови и слезной жидкости), позволяющие дополнить современные представления о механизмах ее развития.
2. Диагностические методы, позволяющие повысить эффективность выявления ранних стадий диабетической ретинопатии и возможность манифистации.
3. Патогенетически ориентированный метод инфракрасного светодиодного излучения, позволяющий стабилизировать течение диабетической ретинопатии.

Список літератури

Выводы.
1. Выявлено, что одновременное повышение уровня коагуляционной активности СЖ и концентрации в ней глюкозы, хотя бы на одном глазу для каждого из показателей или превышение суммарной асимметрии 75% свидетельствует о наличии ДР и высокой вероятности ее развития, разработан прогностический алгоритм, представленный математической моделью.
2. Установлено, что в процессе развития ДР повышается содержание в СЖ ЛДГ и ITT и увеличивается степень выраженности асимметрии (дополнительный диагностический критерий). Наличие асимметрии свидетельствует о степени выраженности локального патологического процесса. Диагностическая ценность положительного и отрицательного результатов исследования уровня содержания ферментов в СЖ составляет соответственно 87,5% и 81,2%. Снижение активности ЩФ в СЖ свидетельствует о наличии у больных с ДР патологии зрительного нерва и является одним из критериев для раннего выявления диабетической нейропатии у больных с сахарным диабетом.
3. Выявлено, что в ранних стадиях ДР увеличение локального гемостатического потенциала обусловлено повышением уровня катехоламинов (А, ДА) на системном уровне, т.е. их роль на стадии формирования ДР из компенсаторной переходит в патологическую.
4. Установлено, что в функциональной и субклинической стадиях происходит постепенное повышение содержания в сыворотке крови растворимой адгезивной молекулы (sVCAM), оксида азота, уровня эндотелина и фактора Виллебранда, что свидетельствует о нарастающей активности эндотелия в этих стадиях. В манифестной стадии сохраняется тенденция к повышению уровня sVCAM, эндотелина и фактора Виллебранда, а
4
уровень t-PA и оксида азота снижается, отмечается повышение уровня гомоцистеина, что свидетельствует о развитии в этой стадии эндотелиальной дисфункции эндотелия, которая в дальнейшем продолжает нарастать. Наиболее выраженная дисфункция отмечается в препролиферативной стадии без выраженных клинических проявлений. На снове исследования эндотелиальных факторов и цифрового анализа состояния сосудов глазного дна разработан дифференцированный
л
диагностический метод для ранних стадий ДР, чувствительность и специфичность данного метода составляют 94,1% и 92,3% соответственно.
5. Выявлено, что в функциональной стадии ДР повышается активность цитокинового звена иммунитета на системном уровне, преимущественно за счет увеличения содержания ИЛ-1р, в субклинической стадии развиваются патологические нарушения всех звеньев иммунитета не только на системном, но и на локальном уровне - увеличивается содержание всех классов иммуноглобулинов, цитокинов и ЦИК, что способствует повреждению сосудистой стенки, развитию в ней иммунного воспаления, увеличение ИЛ-1Р в СЖ свидетельствует об активации воспалительного звена интраокулярного иммунитета, в манифестной стадии продолжает увеличиваться содержание IgG, цитокинов в сыворотке крови и СЖ, развивается дисфункция интерферонового звена иммунной системы, в препролиферативной стадии патологический процесс становится генерализованным. •
6. Установлено, что нарушения сосудисто-тромбоцитарного и локального коагуляционного гемостаза характерны для пациентов, как с ранними стадиями, так и с препролиферативной ДР, нарушения системного гемостаза
развиваются в препролиферативной ДР; изучены патофизиологические особенности и разработаны прогностические критерии развития тромбоза при ДР - сегментарность утолщения артериальной стенки сохраняется во всех стадиях, высокая степень выраженности структурных изменений венул и эндотелиальной дисфункции, увеличение локального гемостатического потенциала.
7. Определен оптимальный режим воздействия инфракрасного светодиодного излучения для органа зрения - частота 10 Гц, время экспозиции - 10 минут, выявлено, что инфракрасное светодиодное излучение обладает способностью стимулировать аэробные метаболические процессы , повышать окислительно-восстановительный потенциал в тканях глаза и снижать локальный гемостатический потенциал.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Агаева Р.Б. Особенности развития ПОЛ и нарушения функциональной активности тканей глаза при интравитреальном кровоизлиянии на фоне
экспериментального диабета: Автореф.дис канд мед. наук. - Тбилиси,
1992. -13с. •
2. Акташева Е.Л. // Актуальные вопросы патологии заднего отдела глаза.- Одесса. 1989,- С. 55-56.
3. Александровский Я. А. Молекулярные механизмы развития диабетических осложнений // Биохимия. - 1998. - Т. 63 - №11. - С. 1470-1479.
4. Аль-Хасан С.М.Х. Нарушения микроциркуляторных и биофизических свойств эритроцитарных мембран в патогенезе поражения сетчатки глаз при I и II типах сахарного диабета и их коррекция препаратами эссенциале: Автореф.дис. ... канд.меднаук.-Ташкент, 1993.-С. 14-19.
5. Андрианов С.И., Макогоненко Е.М., Лежен Т.И., Кудинов С.А. Роль крингловых структур молекулы плазмина в осуществлении фибринолитической функции // Биология и медицина: Докл. АН УССР.- 1988.-№12,- С.47-50.
6. Андреенко Г.В. Фибринолиз (биохимия, физиология, патология) - М.: Медицина, 1979. - 352 с.
7. Андриенко Г.И. Методы исследования фибринолитической системы крови.- М., 1981,- С. 43-45.
8. Архангельская Е.И. Исследование состояния агрегации эритроцитов и тромбоцитов у больных с диабетической ретинопатией // Автореф. дис. ... канд.мед.наук - М., 1985. - 19с.