Перекисное окисление липидов (ПОЛ) является метаболическим процессом, представленным практически во всех органах и тканях млекопитающих. Через стадию перекисных производных полиненасыщенных жирных кислот осуществляется синтез простагландинов; образование гидроперекиси холестерина является одним из звеньев синтеза некоторых стероидных гормонов; с помощью микросомальной системы ПОЛ происходит регуляция активности мембраносвязанных ферментов эндоплазматического ретикулума и, вероятно, осуществляется альтернативный путь окисления ненасыщенных жирных кислот [8].
Активные формы кислорода, образуемые в процессе ПОЛ, обеспечивают цитотаксическое действие фагоцитов [10,21,22], являются механизмом регуляции процесса деления клеток [9,23 ], обеспечивают модуляцию апоптоза, ротацию липидного и белкового компонентов биомембран [4,29].
Действие внешних прооксидантов ( радиация, УФ-свет, гипероксия ) и активация эндогенных механизмов генерации активированных кислородных метаболитов (О2- , Н2О2, ОНЈ, RO2) приводят к напряжению механизмов антиоксидантной защиты (АОЗ) и развитию окислительного стресса, который может проявляться на клеточном, тканевом и организменном уровнях [27]. Возникновение окислительного стресса — важный фактор развития воспалительных процессов, сердечно-сосудистых заболеваний [11].
Немаловажную роль в патогенезе сахарного диабета (СД) и диабетических ангиопатий отводят свободнорадикальному окислению, в том числе ПОЛ [5,26]. Усиление процессов ПОЛ при СД способствует нарушению проницаемости мембран, пространственной ориентации и каталитической активности ферментных ансамблей, подавлению синтеза проинсулина, а также гибели b — клеток [6,15,28].
Значение процессов ПОЛ при повреждении эритроцитарных мембран станет понятным, если учесть, что эритроциты содержат мощный катализатор перекисного окисления — гемоглобин, а в омывающей их плазме имеются транспортируемое негемовое железо и липиды, содержащие перекиси. Система антиоксидантов, тормозящих перекисное окисление, а также сывороточный альбумин, связывающий перекиси липидов, в норме успешно справляются с » перекисной опасностью», но нарушение какого-либо звена в этих защитных системах ведет к повреждению мембран красных кровяных клеток [1].
Целью данного исследования явилось изучение процессов ПОЛ и АОЗ, а также оценка содержания 2,3 — дифосфоглицерата в мембранах эритроцитов и сыворотке крови детей с СД 1 типа.
Объем и методы исследования
Обследовано 156 детей с СД 1 типа. Больные разделены на 3 группы в зависимости от длительности заболевания и наличия сосудистых осложнений: 1-я группа — 35 детей с впервые выявленным СД ( средняя длительность заболевания 4 ± 0,37 мес ); 2-я группа — 76 детей с длительностью заболевания в среднем 3 ± 1,7 года; 3-я группа — 45 детей со средней длительностью заболевания 7±2,5 лет. Больные 1-й группы находились в состоянии субкомпенсации, средний уровень HbA1c у них был равен 7,76±0,6%; сохранялась остаточная секреция С-пептида (278,6±23,7 пкмоль/л при норме 298-1324 пкмоль/л). Дети 2-й группы не имели клинических признаков декомпенсации диабета, однако средний уровень HbA1c у них был равен 8,91 ± 0,7 %, что отражало состояние метаболической декомпенсации. У 64,8% детей 2-й группы не выявлено сосудистых осложнений, у 35,2% больных имелись начальные стадии диабетической микроангиопатии. Дети 3-й группы характеризовались наиболее неудовлетворительными показателями углеводного обмена, средний уровень HbA1c у них составил 10,1 ± 0,9%; на момент обследования не было проявлений острых осложнений диабета, однако у 92,7% больных имелись «поздние» диабетические осложнения (ретинопатия, нефропатия, полинейропатия, хайропатия в различных сочетаниях), у 43,8% пациентов выявлены жировая инфильтрация печени или жировой гепатоз, у 27,4% отмечалась задержка роста, у 16,2% детей был диагностирован синдром Мориака.
В качестве контрольной группы обследовано 25 практически здоровых детей с нормальной толерантностью к глюкозе и отсутствием наследственной предрасположенности к СД.
Кровь для исследования брали из локтевой вены натощак. При необходимости добавляли гепарин, центрифугировали при 3000 об/мин, отбирали сыворотку. Эритроциты трижды отмывали физиологическим раствором, центрифугируя при 1500 об/мин.
Интенсивность ПОЛ определяли по концентрации диеновых коньюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) [12]. О состоянии АОЗ судили по активности каталазы в эритроцитах [9] , содержанию церулоплазмина ( ЦП) [7] и a-токоферола [16] в сыворотке крови. О процессе «старения» эритроцитов судили по пероксидазной активности метгемоглобина [13], показателем гипоксических состояний служил уровень 2,3- дифосфоглицерата (2,3-ДФГ).
Уровень HbA1c и С- пептида определяли в лаборатории клинической биохимии.
Статистическую обработку осуществляли на компьютере с помощью программы Med-Stat. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
У детей с СД 1 типа установлено увеличение интенсивности процессов ПОЛ и снижение АОЗ, нарушение кислородтранспортной функции эритроцитов. У больных всех групп происходило накопление первичных и вторичных продуктов липидной пероксидации, увеличение интенсивности хемилюминесценции в эритроцитах и сыворотке крови (см. таблицу).
Как видно из таблицы, у детей 1-й группы выявлено нарастание содержания ДК в 3,6 раза, МДА — в 2,9 раза по сравнению с контролем. Во 2-й и 3-й группах мы также отмечали увеличение уровня ДК и МДА по сравнению с контрольными значениями, причем у больных 3-й группы с продолжительностью заболевания от 7 до 12 лет и наличием поздних диабетических осложнений содержание продуктов ПОЛ было наиболее высоким. С увеличением продолжительности заболевания происходило нарастание интенсивности хемилюминесценции как в мембранах эритроцитов, так и в сыворотке крови. Несмотря на то, что во всех группах мы отмечали достоверное увеличение продуктов ПОЛ по сравнению с контролем, у детей 2-й группы с 
продолжительностью заболевания от 2 до 5 лет установлено снижение ДК по сравнению с 1-й группой в 1,2 раза, а в сравнении с 3-й группой — в 1,3 раза. Уровень высокотоксичного МДА во 2-й группе был ниже по сравнению с 1-й группой в 1,3 раза и в 1,8 раза по сравнению с 3-й группой. Интересно отметить, что показатели хемилюминесценции в мембранах эритроцитов во 2-й группе не снижались по сравнению с уровнем продуктов ПОЛ, продолжали нарастать с увеличением продолжительности заболевания. По-видимому, у детей с СД при длительности заболевания от 2 до 5 лет происходит включение механизмов, способствующих обрыву цепных реакций ПОЛ [2] до молекулярных продуктов и предотвращению накопления ДК и МДА. Интенсивность хемилюминесценции и высокое содержание ДК и МДА у больных 1-й и 3-й групп свидетельствуют о быстром образовании и накоплении высоко реакционных радикалов (OH,RO) [18], обладающих способностью вступать в реакцию цепного окисления липидов мембранных структур и способствующих накоплению продуктов пероксидации. 
На фоне интенсификации процессов ПОЛ у больных всех групп установлено снижение активности АОЗ. Как видно из рис.1, отмечалось снижение уровня ЦП, обладающего способностью перехватывать супероксидный радикал [25] и тормозить аутоокисление липидов [19, 24]. По сравнению с контрольными значениями у больных 1-й группы уровень ЦП был ниже в 1,4 раза, во 2-й группе в 1,3 раза и у больных 3 группы в 1,1 раза.
Изменения антиокислительной активности плазмы подтверждались снижением концентрации a-токоферола во всех группах в 3,2-4,3 раза по сравнению с контролем. В отличие от a-токоферола, уровень которого у больных всех групп был значительно сниженным по сравнению с контролем, уровень ЦП
постепенно повышался по мере увеличения продолжительности заболевания. Повышение активности ЦП у детей с длительностью СД от 7 до 12 лет можно объяснить нарастающей активностью хемилюминесценции в плазме, что свидетельствует о компенсаторно-приспособительной реакции, направленной на нейтрализацию гипероксидации [15, 17].
В эритроцитах мы также отмечали снижение системы АОЗ, что проявилось уменьшением антиперекисного эффекта каталазы во всех группах больных по сравнению с контролем (рис. 2) в 1,3-1,5 раза. Изменения каталазной активности эритроцитов имели разнонаправленный характер: во 2-й группе больных фиксировалось увеличение ферментативной активности в 1,1 раза по сравнению с 1-й группой и в 1,2 раза по отношению к 3-й группе. Увеличение активности каталазы во 2-й группе можно рассматривать как благоприятный фактор, направленный на снижение процессов ПОЛ в мембранах эритроцитов и дезинтоксикацию. Увеличение пероксидазной функции метгемоглобина во всех группах свидетельствует о процессах физиологического старения эритроцитов, т.е. происходит нарушение биологического восстановления метгемоглобина в гемоглобин, что проявляется функциональной неполноценностью эритроцитов [3] (метгемоглобин является мощным источником образования свободных радикалов в клетке). Однако во 2-й группе мы отмечали снижение пероксидазной функции метгемоглобина в 1,14 раза по сравнению с 1-й и 3-й группами, что свидетельствует о некотором восстановлении биологической функции гемоглобина. 
Нарастание уровня 2,3-ДФГ (рис. 3) свидетельствует о развитии тканевой гипоксии у больных всех групп.
2,3-ДФГ образуется в эритроцитах в процессе гликолиза, уменьшает сродство гемоглобина к кислороду и вызывает большую отдачу кислорода тканям [20]. Увеличение концентрации фосфата в эритроцитах является мерой компенсации, обеспечивающей оксигенацию тканей при низком pО2.
Таким образом, у детей с СД 1 типа установлено нарушение проантиоксидантного равновесия в клеточных мембранах и сыворотке крови, а также активизация процессов, приводящих к нарушению функциональных свойств эритроцитов. При развитии многих патологических состояний может развиваться неспецифический адаптационный синдром. В развитии большинства адаптационных реакций прослеживаются два этапа: начальный этап срочной, но несовершенной адаптации и последующий этап долговременной адаптации [14].
На основании данных, полученных нами, можно предположить, что у детей с впервые выявленным СД происходит «срочный» этап адаптации, проявляющийся в увеличении интенсивности свободнорадикальных процессов и содержания продуктов ПОЛ, снижении АОЗ, нарастании уровня 2,3-ДФГ в эритроцитах и сыворотке крови. Важной чертой этого этапа адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе физиологических возможностей, почти при полной мобилизации функционального резерва. При длительности СД от 2 до 5 лет по сравнению как с 1-й группой, так и при длительности диабета более 7 лет наблюдались снижение продуктов ПОЛ, активизация антиоксидантной системы, частичная нормализация функции гемоглобина и замедление процесса старения эритроцитов, а также снижение уровня 2,3-ДФГ, свидетельствующее об увеличении сродства гемоглобина к кислороду и снижении гипоксических явлений. Полученные данные свидетельствуют о том, что у детей с небольшой продолжительностью СД развивается долговременная адаптация к заболеванию. По мере увеличения продолжительности СД процесс долговременной адаптации нарушается.
Нарушение свойств липидного бислоя, как барьера и как структуры, не только сопровождает многие заболевания, но и во многих случаях является первопричиной развития патологического процесса в клетках ткани и организме в целом. В настоящее время накопилось огромное количество данных, свидетельствующих о важной, а подчас определяющей роли свободнорадикальных реакций в канцерогенезе, развитии атеросклероза, патологии почек, сердечной мышцы, болезнях печени, при действии большого числа токсических соединений, включая тяжелые металлы и многие другие.
Вследствие своей высокой реактивности активные формы кислорода (АФК), взаимодействуют с липидным компонентом мембраны клеток или органелл, реагируя с полиненасыщенными жирными кислотами, не только повреждают их структурную или функциональную целостность, но и генерируют целый ряд жирнокислотных радикалов, которые впоследствии взаимодействуют с другими липидами, белками, нуклеиновыми кислотами, запуская тем самым каскад переноса электронов, что и приводит к повреждению этих структур — начиная от повышенной проницаемости до лизиса клеток.
ПОЛ играет важную роль как в нормальной жизнедеятельности клеток, так и в развитии патологического процесса. Перекиси липидов, образующиеся в норме, нельзя рассматривать только как клеточные шлаки, т.к. они являются активными интермедиаторами клеточного метаболизма. В тканях интактных животных, в сыворотке крови и форменных элементах здорового человека обнаружен низкий уровень эндогенных продуктов свободнорадикального окисления, большая часть которых приходится на долю гидроперекисей мембранных фосфолипидов.
Важная физиологическая роль процессов липопероксидации подтверждается работами, показавшими, что синтез простагландинов и лейкотриенов нуждается в образовании перекисей НЖК. Продукты липопероксидации участвуют в процессах фаго- и пиноцитоза. Значение ПОЛ связывают также с регуляцией проницаемости мембран, скоростью клеточного деления, состоянием окислительного фосфорилирования, гидроксилированием стерольного ядра холестерина и др. Для этих процессов достаточен уровень супероксидных радикалов 10 -12 -10 -11 М. Показано, что ПОЛ является механизмом разборки и обновления мембран.
Таким образом, ПОЛ является не только универсальным модификатором свойств биологических мембран, но и важным физиологическим регулятором их структуры и функций, фактором, устанавливающим и поддерживающим стационарное функционирование ферментов, каналообразователей, рецепторов.
При ряде патологических состояний, в том числе при сахарном диабете, происходит активация ПОЛ, которая может привести к целому ряду отклонений, в частности, к структурной перестройке мембран и нарушению клеточного метаболизма.
Данные показали, что диабетическая нефропатия, сопровождающаяся недостаточностью функционального состояния почек, приводила к протеинурии и нарушению азотовыделительной функции почек у всех больных до лечения. Уровень сахара крови был достоверно повышен во всех группах больных. Одновременно с этим отмечается активация процессов ПОЛ в состоянии декомпенсации, накапливаются в крови первичные продукты — гидропериси (ГП) и вторичные — МДА, а в эритроцитах идет накопление ГП, данные МДА существенно не отличаются.
Компенсаторно в условиях оксидативного стресса АОЗ активируется и повышается активность каталазы, которая расщепляет перекись водорода, как источника АФК. Более того, АФК разрушают оксид азота, как представителя вазодилятирующих факторов.
Данные по изучению микроциркуляции сосудов нижних конечностей у всех обследованных больных до лечения выявляют нарушения периферического регионарного кровообращения, о чем свидетельствуют данные лодыжечно-плечевого индекса (1,5±0,9 при норме 1,0). У большинства пациентов (55%) наблюдались сочетанные поражения магистральных и мелких сосудов. Магистральный тип кровотока у всех обследованных больных был нарушен.
Проведенные исследования показали высокую эффективность и быстроту наступления терапевтического действия. При сопоставлении полученных результатов обследования двух групп больных более заметное улучшение выявлено в группе больных, получавшей комплексное лечение, включающее базисную терапию с наружным применением глины «Тереклит» в виде аппликаций «получулки». Положительная динамика в субъективном и объективном статусе наблюдалась у большего количества больных, чем в контрольной группе больных, получавших только медикаментозную терапию.
Работа представлена на III общероссийскую конференцию «Новейшие технологические решения и оборудование», г. Кисловодск, 19-21 апреля 2005 г. Поступила в редакцию 23.03.2005 г.
Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система у больных сахарным диабетом 2 типа Текст научной статьи по специальности « Медицина и здравоохранение»
Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Бардымова Т. П., Колесникова Л. И., Петрова В. А.
Обследована группа больных бурятской национальности с сахарным диабетом 2 типа . Проведены исследования показателей перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы . У пациентов отмечена активация процессов перекисного окисления липидов и изменение ферментативного и не ферментативного звена антиоксидантной системы .
Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Бардымова Т.П., Колесникова Л.И., Петрова В.А.,
Lip >State institute of Physician’ Training, Irkutsk Research center of medical ecology ESSC SB RAMS, Irkutsk A group of patients of buryat population with diabetes mellitus of 2 type has been examined. Research of indices of lipid peroxidation processes and the systems of antioxidant protection in blood’ serum was done. The patients of buryat population have the activation of lipid peroxidation and status changes of enzymatic and nonenzimatic mechanisms of antioxidant protection.
Текст научной работы на тему «Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система у больных сахарным диабетом 2 типа»
Т.П. Бардымова, Ё.И. Колесникова, B.A. Петрова
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА
Государственный институт усовершенствования врачей (Иркутск)
ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН (Иркутск)
Обследована группа больных бурятской национальности с сахарным диабетом 2 типа. Проведены исследования показателей перекисного окисления липидов и. состояния антиоксидантной системы. У пациентов отмечена активация, процессов перекисного окисления липидов и изменение ферментативного и не ферментативного звена антиоксидантной системы.
Ключевые слова: сахарный диабет 2 типа, больные, этнические особенности, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система
LIPID PEROXIDATION AND ANTIOXIDATION SYSTEM IN PATIENTS WITH DIABETES MELLITUS OF 2 TYPE
T.P. Bardimova, L.I. Kolesnikova, V.A. Petrova State institute of Physician’ Training, Irkutsk Research center of medical ecology ESSC SB RAMS, Irkutsk
A group of patients of buryat population with diabetes mellitus of 2 type has been examined. Research of indices of lipid, peroxidation, processes and the systems of antioxidant protection, in blood’ serum, was done. The patients of buryat population, have the activation, of lipid, peroxidation, and. status changes of enzymatic and. non.enzim.atic mechanisms of antioxidant protection.
Key words: diabetes mellitus of 2 type, patients, ethnic peculiarities, lipid peroxidation, antioxidant system
Сахарный диабет (СД) по распространеннос- больных СД в мире составляет 150 млн. человек.
ти среди всех неинфекционных заболеваний за- По данным экспертов Всемирной Организации
нимает одно из лидирующих мест. Количество Здравоохранения к 2025 году прогнозируемое чис-
ло больных СД достигнет 300 млн. человек [2, 12]. Основная часть больных приходится на долю СД 2 типа (80 — 90 %) [2, 3]. Следует отметить, что фактическая распространенность СД 2 типа превышает регистрируемую в 3 — 5 раз, а среди лиц старше 65 лет СД достигает 20 % [2, 3, 12]. Кроме этого, необходимо учитывать лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе, которые по рекомендациям ВОЗ представляют начальную стадию диабета, как правило, СД 2 типа [2, 3]. Эти факторы определяют высокую значимость СД среди хронических неинфекционных заболеваний.
В настоящее время установлено, что в разных географических зонах заболеваемость СД неодинакова: заболеваемость повышается по мере удаления от экватора и имеет тенденцию к росту с юга на север и с востока на запад [3, 12]. В популяциях европейского происхождения распространенность СД 2 типа высокая (3—10 %), но СД почти не встречается среди населения Меланезии [2, 12]. В странах Азии количество больных диабетом может увеличиться в 2 — 3 раза к 2010 году.
Большое медико-социальное значение СД 2 типа обусловлено не только широкой распространенностью заболевания, но и ранней инвалидиза-цией и высокой смертностью больных вследствие поздних сосудистых осложнений. Смертность больных СД 2 типа в 2 — 3 раза превышает смертность среди населения [9]. Патогенез сосудистых осложнений многофакторный. Ведущим патогенетическим механизмом СД является гипергликемия, на фоне которой развивается оксидативный стресс с продукцией активных форм кислорода [1,
4, 5]. В связи с этим, в настоящее время широко ведутся исследования по изучению перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы при сахарном диабете. Широкая вариабельность распространенности СД в разных странах и популяциях побуждают к изучению этнических особенностей заболевания.
В связи с этим, целью нашей работы явилось изучение перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиоксидантной системы (АОС) у больных СД 2 типа бурятской национальности.
Обследовано 16 пациентов с сахарным диабетом 2 типа в стадии суб- и декомпенсации в возрасте от 38 до 57 лет. Все больные проживали в Республике Бурятия. Контрольную группу составили 16 практически здоровых лиц бурятской национальности соответствующего возраста. Диагноз СД 2 типа у всех пациентов подтвержден клинико-лабораторными исследованиями.
Определение продуктов перекисного окисления липидов и показателей антиоксидантной системы проводили спектрофлюорометрическими методами.
Сравнение результатов производили по формулам математической статистики. Серии сравнивали между собой по средним с помощью критерия 1. Разницу сравниваемых показателей считали достоверной при р i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Двойные связи у. е. 2,77 ± 0,43 * 1,64 ± 0,15
Кетодиены и сопряженные триены у. е. 0,34 ± 0,09 0,17 ± 0,04
Антиокислительная активность у. е. 19,44 ± 1,99* 13,64± 1,59
а-токоферол мкМ/л 11,95 ± 1,42* 7,72 ± 0,83
Ретинол мкМ/л 2,64 ± 0,20 2,70 ± 0,34
ови мкМ/л 2,59 ± 0,14 2,96 ±0,23
овво мкМ/л 1,60 ± 0,14 2,12 ± 0,16**
СОД У. е. 1,59 ± 0,03* 1,38 ± 0,05
Примечание: * — p i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
У больных бурятской национальности с сахарным диабетом 2 типа установлена активация процессов перекисного окисления липидов. Так, у больных сахарным диабетом 2 типа повышались процессы перекисного окисления липидов относительно контрольной группы за счет накопления первичных и вторичных продуктов пероксидации липидов. Окислительный стресс у больных сахарным диабетом, может приводить к формированию сосудистых осложнений и ухудшать течение заболевания.
1. Балаболкин М.И. Роль окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений диабета / М.И. Балаболкин, Е.М. Клебанова // Проблемы эндокринологии. — 2000. — № 6. — С. 29 — 34.
2. Дедов И.И. О регистре сахарного диабета / И.И. Дедов, Ю.И. Сунцов, С.В. Кудрякова // Проблемы эндокринологии. — 1995. — № 3. — С. 4 — 7.
3. Дедов И.И. Сахарный диабет / И.И. Дедов, М.В. Шестакова. — М., 2003. — 455 с.
4. Ланкин В.З. Антиоксиданты в комплексной терапии атеросклероза: pro et contra / В.З. Ланкин, А.К. Тихазе, Ю.Н. Беленков // Кардиология. — 2004. — № 2. — С. 72-81.
5. Смирнова О.М. Свободно-радикальное окисление и антиоксидантная защита при сахарном диабете: Пособие для врачей / О.М. Смирнова, Т.В. Никонова, И.И. Дедов. — М., 2003. — 40 с.
6. Cytosolic triglycerides and oxidative stress in central obesity: the missing link between excessive atherosclerosis, endothelial dysfunction, and beta-cell failure? / S.J. Bakker, R.G. Uzerman, T. Teerlink et al. // Atherosclerosis. — 2000. — Vol. 148. — P. 17 — 21.
7. Haffner S.M. Clinical relevance of the oxidative stress concept / S.M. Haffner // Metabolism. — 2000. — Vol. 2, Suppl. — P. 30 — 34.
8. Jain S.K. Vitamin E supplementation restores glutathione and malondialdehyde to normal concen-
trations in erythrocytes of type 1 diabetic children / S.K. Jain, R. McVie, T. Smith // Diabetes Care. — 2000. — Vol. 23, N 9. — P. 1389-1394.
9. Kannel W.B. Diabetes and cardiovascular risk factors: the Framingham Study / W.B. Kannel, D.L. McGee // Circulation. — 1979. — Vol. 59, N 8. — P. 13.
10. Primary and secondary prevention of atherosclerosis: is there a role for antioxidants? /
G. Paolisso, R. Esposito, M.A. D’Alessio, M. Bar-bieri // Diabetes Metab. — 1999. — Vol. 25, N 4. -P. 298-306.
11. WestI.C. Radicals and oxidative stress in diabetes / I.C. West // Diabet. Med. — 2000. -Vol. 17, N 3. — P. 171-180.
12. Zimmet P. Challenges in diabetes epidemiology — from West to the East / P. Zimmet // Diabetes Care. — 1992. — Vol. 15. — P. 232-252.
Нарушения системы перекисного окисления липидов при сахарном диабете 2-го типа (обзор литературы) Текст научной статьи по специальности « Медицина и здравоохранение»
Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Мокрый В.Я., Зяблицев С.В., Борис Р.Н.
В обзоре представлены современные данные о состоянии проблемы сахарного диабета 2-го типа и роли оксидативного стресса . За последнее десятилетие количество пациентов, больных сахарным диабетом, увеличилось более чем на 150 млн по всему миру, 90 % случаев это сахарный диабет 2-го типа . По прогнозам Всемирной организации здравоохранения, к 2030 году сахарный диабет станет седьмой по значению причиной смертности в мире. При сахарном диабете создаются идеальные условия для развития оксидативного стресса , основную роль в котором играет перекисное окисление липидов . Оксидативный стресс составляет основу сосудистых осложнений и поражает β-клетки, что приводит к прогрессированию заболевания. Раннее выявление признаков оксидативного стресса и его коррекция являются приоритетным заданием предикативной и профилактической медицины.
Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Мокрый В.Я., Зяблицев С.В., Борис Р.Н.,
Violations of the System of Lip >The review presents the data on the current state of the problem of diabetes mellitus type 2 and the role of oxidative stress . Over the last decade, the number of patients with diabetes mellitus has increased by more than 150 million worldw >oxidative stress , the main role in which is played by lipid peroxidation . Oxidative stress in particular is the basis of vascular complications and affects -cells, leading to disease progression. Early detection of oxidative stress symptoms and its correction is a priority task of predicative and preventive medicine.
Текст научной работы на тему «Нарушения системы перекисного окисления липидов при сахарном диабете 2-го типа (обзор литературы)»
МОКРИЙ В.Я.1, ЗЯБЛ1ЦЕВ С.В.2, БОРИС Р.М.3
1 Нашональний медичний ун’терситет iMeHi О.О. Богомольця
2 Укранський науково-практичний центр ендокринно!xipypnï, трансплантат’Ï ендокринних органв i тканин МОЗ Укра!ни, м. Ки’/в
3 Кивський медичний ун’терситет Укра1нсько1 асо^ацИ народноÏ медицини
ПОРУШЕННЯ СИСТЕМИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕННЯ АП^В ПРИ ЦУКРОВОМУ Д|АБЕТ1 2-го ТИПУ (ОГЛЯД АПЕРАТУРИ)
Резюме. В оглядi наведен сучасн дан щодо стану проблеми цукрового д’абету 2-го типу та ролi окси-дативного стресу. За останне десятилття кльксть па^енлв, хворих на цукровий дiабет, зросла бльше нiж на 150 млн по всьому св’т; 90 % випадюв — це цукровий ^абет 2-го типу. За прогнозами Всесв^ньо)’ органiзацií охорони здоров’я, до 2030 року цукровий д1абет стане сьомою за значенням причиною смертности у свт. При цукровому д1абет! створюються iдеальнi умови для розвитку оксидативного стресу, основну роль в якому в^грае перекисне окислення лiпiдiв. Саме оксидативний стрес становить основу судинних ускладнень та уражае $-кл’пини, що призводить до прогресування захворювання. Ранне вияв-лення ознак оксидативного стресу та його корек^я е прюритетним завданням предикативно’1′ / профлак-тично’1′ медицини.
Ключовi слова: цукровий д1абет 2-го типу, перекисне окислення лiпiдiв, оксидативний стрес.
International journal of endocrinology
Цукровий дiабет (ЦД) 2-го типу — одне з най-поширешших захворювань, що е глобальною ме-дичною проблемою i становить загрозу для здоров’я людства [1]. Якщо у 2000 р. кшьысть хворих на ЦД у свт становила 171 млн оаб (2,8 %), то у 2014 р. — 386 млн, а до 2035 р. експерти Мiжнародноl дiабе-тично! федерацп прогнозують збшьшення кшькосп хворих у свт на 55 % — до 592 млн оаб [2]. Ана-лопчна тенденщя характерна й для Украши, де на сьогодш нараховуеться понад 1,3 млн хворих на ЦД 2-го типу, а ютинна поширешсть захворювання принаймш втричi вища, що шдтверджують конт-рольш ешдемюлопчш дослщження [1, 3].
Профшактика ЦД та його ускладнень стала прюритетним медико-сощальним завданням [4]. Меди-ко-сощальна важливють ЦД 2-го типу обумовлена навиь не стшьки поширешстю ще! патологи [4], скшьки розвитком ускладнень, пов’язаних з ушко-дженням ендотелш мшроциркуляторного русла су-дин, в основi якого лежить гiперглiкемiя та штенси-фшащя перекисного окислення лшщв (ПОЛ) [5].
Гiперглiкемiя натще, а також швидш та значнi змши рiвня глюкози протягом доби призводять до надмiрного глiкування й шактиваци антиоксидан-тiв. Виснаження антиоксидантних ферментатив-
них систем — активностi супер оксиддисмутази, каталази та глутатiону належить до ознак хрошч-ного оксидативного стресу [6], як сприяють розвитку та прогресуванню ускладнень ЦД 2-го типу [7]. Взагалi при ЦД 2-го типу виникають iдеальнi умови для розвитку оксидативного стресу: збшьшу-еться вмiст субстратiв окислення (глюкози та лшь дiв), зменшуеться вмют природних антиоксидантiв (а-токоферолу, глутaтiону) й актившсть антиоксидантних систем [8].
На фош гiперглiкемiï активуеться велика кшь-кiсть метaболiчних мехaнiзмiв, результатом яких е утворення активних форм кисню (АФК) та форму-вання оксидативного стресу [6]: активащя полю-лового шляху окислення глюкози, при якому глюкоза перетворюеться на сорбггол, що призводить до виснаження коензиму NADPH, необхщного для утворення глутатюну — важливого антиоксиданту; зменшення NADPH призводить до зниження актив-ностi глутaтiону та розвитку оксидативного стресу;
Адреса для листування з авторами: Зяблщев С.В.
© Мокрий В.Я., Зяблщев С.В., Борис Р.М., 2015 © «Мжнародний ендокринолопчний журнал», 2015 © Заславський О.Ю., 2015
Обзор литературы /Literature Review/
надмiрне перетворення сорбгтолу у фруктозу, шд впливом сорбгголдегшрогенази, що призводить до шдвищення рiвня дiацилглiцеролу, який, у свою чергу, активуе протешкшазу С; одним iз найважли-вiших джерел АФК е активашя NADРH-оксидази в ендотелiальних та гладком’язових клiтинах (цей фермент активуеться шд впливом протешкшази С, кшцевих продуктiв глiкування iнсулiну та анпотен-зину II); дихальний ланцюг у мiтохондрiях також вiдiграе важливу роль у продукцп АФК. За нормаль-них умов практично весь кисень використовуеться в мiтохондрiях для синтезу АТФ i тiльки 1—2 % — у пероксисомах для синтезу супероксиду [9, 10]; за ЦД це вшношення змщуеться в бш синтезу супероксиду [6, 11, 12].
Одшею з найважливших ланок у патогенезi ЦД 2-го типу та його ускладнень вважаеться саме вшь-норадикальне окислення лiпiдiв та бшшв [6, 13 — 16]. У результат вiльнорадикального окислення лiпiдiв утворюеться велика кшьшсть продуктiв, до яких належать: гидроперекиси лiпiдiв (первиннi продук-ти ПОЛ) — нестшш речовини, що легко шддають-ся подальшим перетворенням з утворенням бшьш стiйких продукпв (альдегiдiв, кетонiв, низькомо-лекулярних кислот), токсичш для клiтини, призво-дять до порушення функцiй мембран i запуску по-дальших патохiмiчних каскадiв; дiеновi кон’югати (утворюються шляхом вшщеплення атома водню вiд молекули полшенасичено! жирно! кислоти, най-частiше — арахщоново!); перекиснi радикали — Н-, ОН-, НО2-; малоновий дiальдегiд (МДА) (утворюеться в процес окисно! деструкцп лiпiдiв, належить до вторинних продукпв ПОЛ) [17]; шифовi осно-ви (кiнцевi продукти) — кон’юговаш сполуки, що утворюються з полшенасичених жирних кислот, дiальдегiдiв та шших вторинних продуктiв ПОЛ 19.
Для оцшки iнтенсивностi ПОЛ найчастiше вико-ристовують кiлькiсне визначення дiенових кон’югант та МДА [18, 19, 21]. За шдвищенням показникiв МДА в плазмi кровi можна оцiнити метаболiчнi порушення, навiть на доклiнiчнiй стадп захворювання [22, 23]. У недавшх дослiдженнях [24], вмiст дiенових кон’югант, трiенових кон’югант i МДА у пащенпв iз ЦД 2-го типу був збшьшений порiвняно iз здоровими особами на 51, 73,3 та 64 % вшповшно. При збшьшеш тривалост захворювання та в перюд декомпенсацп спостермло-ся статистично значуще збiльшення первинних i про-мiжних продуктiв ПОЛ [25].
ПОЛ, становлячи основу для розвитку оксида-тивного стресу [26, 27], розпочинаеться з шщаци ланцюга реакцш, результатом яких е утворення супероксидного О2- и пдроксильного ОН- радика-лiв [19, 28]. Розпад перекиав лiпiдiв призводить до утворення АФК та шщацп нових ланцюпв пере-кисного окислення. Не вс радикали продовжують реакцiю окислення, частина взаемодiе мiж собою, утворюючи неактивш продукти, що призводить до обриву ланцюгово! реакци. Окрiм спонтанного об-
риву, ланцюгову реакцiю можуть перервати антиок-сиданти 18.
Актуальшсть i необхiднiсть прогнозування пору-шень у системi антиоксидантного захисту обумов-лена i тим, що каскад вшьнорадикальних реакцiй запускаеться ще до кшшчно! машфестаци ЦД 2-го типу [30, 31]. Навиь незалежно вш ступеня ком-пенсацп вуглеводного обмшу прослiдковуеться чп»-кий зв’язок мiж iнтенсивнiстю вiльнорадикального окислення, дислiпiдемiею та триглiцеридемiею, якi, у свою чергу, згубно впливають на функцюнальну актившсть P-клiтин [30, 32]. Активнi форми кис-ню в Р-кли-инах шдшлунково! залози окислюють фосфолiпiди мiтохондрiальних мембран, що призводить до витоку протошв iз дихального ланцюга та зменшення утворення АТФ, який е критичним параметром у процеш синтезу шсулшу [33]. Окисна модифiкацiя бшшв та ПОЛ тiсно зв’язанi мiж собою, формують патологiчне коло, що призводить до подальшого прогресування оксидативного стресу. ПОЛ, у свою чергу, гальмуе утворення лшопроте!-шв високо! щiльностi [34], що стае передумовою до розвитку атеросклерозу[35].
При моделюванш ЦД 2-го типу на дослшних мишах на 14-ту добу експерименту виявлено де-структивш змiни ендотелш судин мшроциркуля-торного русла гiпофiза, якi е ознакою дiабетичноl мшроангюпатп, що розвиваеться за фонi гшергль кемп та високо1 активностi процеав оксидацп [5].
У сучаснiй лiтературi широко представленi до-слiдження з оцшки патолопчно1 ролi штенсифь кацп ПОЛ, переконливо показано накопичення в кровi та тканинах маркерiв оксидативного стресу у пашенпв iз ЦД 2-го типу [36]. Проте даш про змшу активностi антиоксидантно1 систем у вшповшь на активацiю вшьнорадикального окислення у хворих на ЦД 2-го типу доволi суперечливi [24]. Доведено, що зниження активност антиоксидантних фермен-тiв належить до одше1 з важливих причин розвитку оксидативного стресу [37]. За умови компенсацп вуглеводного обмшу вшбуваеться вiрогiдне зниження вмюту молекулярних продуктiв ПОЛ ^ено-вих кон’югат — на 35 %, трiенових кон’югат — на 14,69 %, МДА — на 49,1 %). Одночасно вшзначаеть-ся шдвищення активност супероксиддисмутази на 80,5 % [25]. Незважаючи на зниження молекулярних продукпв ПОЛ i збiльшення активностi антиоксидантних ферменпв за умови покращення гль кемiчних показникiв, оксидативний стрес повною мiрою не компенсуеться: порiвняно з контролем рiвень дiенових кон’югат залишаеться пiдвищеним на 51,8 %, МДА — на 29,6 %, тодi як актившсть супероксиддисмутази знижуеться на 33,1 %. Також доведено, що статистично значуща активашя вшьнорадикального окислення порiвняно з контролем наявна навпъ при компенсованому нетривалому ЦД 2-го типу: штенсившсть вшьнорадикального окислення збшьшувалася на 27 %, а антиоксидант-на актившсть знижувалася на 32 % [13, 25].
В експериментах in vitro за шдтримки активнос-Ti супероксиддисмутази та каталази наростання показнишв оксидативного стресу й ураження ен-дотелш не спостерiгалося навiть за умов ппергль кеми [6].
Доведено, що ЦД 2-го типу — переважно вшьно-радикальна патологiя. ПОЛ i розвиток оксидативного стресу поряд iз гiперглiкемieю формують основу патогенезу цього захворювання. Це обумовлюе необхiднiсть подальшого дослiдження механiзмiв активностi ПОЛ при ЦД 2-го типу, що може дати можливють профшактики розвитку метаболiчних порушень.
1. Паньшв В.1. Цукровий dia6em 2-го типу: як уникнути помилок i тдвищити ефективтсть лкування / В.1. Пань-шв // Мiжнародний ендокринологiчний журнал. — 2013. — № 4. — С. 79-84.
2. International Diabetes Federation, Diabetes Atlas. — 5th ed. — International Diabetes Federation; 2014.
3. Соколова Л.К. Сахарный диабет 2-го типа. Роль семейного врача // Укр. мед. часопис. — 2012. — № 1(87). — С. 70-73.
4. Mayer-Davis E.J. Type 2 diabetes in youth: epidemiology and current research toward prevention and treatment // J. Am. Diet. Assoc. — 2008. — Vol. 108, № 4 (Suppl. 1). — S45-S51.
5. Журашвська О.Я., Титик В.В., Журашвська В.М., Пер-цович В.М. Роль процеав перекисного окислення лiпiдiв у розвитку дiабетичних мжроангюпатт // Здобутки клiнiчноí i експериментальног медицини. — 2014. — № 12. — С. 232.
6. Аметов А. С., Соловьева О.Л. Окислительный стресс при сахарном диабете 2-го типа и пути его коррекции//Проблемы эндокринологии. — 2011. — № 6 — С. 52-56.
7. Занозина О.В., Рунов Т.П., Беляков К.М. и др. Роль сво-боднорадикального опосредованного окислительного стресса в развитии диабетической полинейропатии // Сахарный диабет. — 2004. — № 3. — С. 22-24.
8. Tappia P.S., Dent M.R., Dhalla N.S. Oxidative stress and redox regulation of phospholipase D in myocardial disease // Free Radic. Biol. Med. — 2006. — Vol. 41. — P. 349-361.
9. Осипенко А.Н., Марочков А.В., Акулич Н.В. Дисфункция пероксисом как одна из возможных причин развития синдрома полиорганной недостаточности // Бюллетень РАМН. — 2012. — № 4(86).
10. Зиновик А.В., Гусина Н.Б. Нарушение биогенеза перок-сисом (клиника, диагностика, лечение). — Минск: ГУ РНПЦ «Мать и дитя», 2011. — С. 6.
11. Ramachandran A., Levonen A.L., Brookes P.S. et al. Mitochondria, nitric oxide, and cardiovascular dysfunction // Free Radic. Biol. Med. — 2002. — Vol. 33. — P. 1465-1474.
12. Brand M.D., Affourtit C., Esteves T.C. et al. Mitochondrial su peroxide: production, biological effects, and activation ofuncoupling proteins // Free Radic. Biol. Med. — 2004. — Vol. 37. — P. 755-767.
13. Попова Т.Н., Агарков А.А., Веревкин А.Н. Интенсивность свободнорадикальных процессов в печени крыс при са-
Обзор литературы /Literature Review/
харном диабете 2-го типа и введении эпифамина // Экспериментальные статьи. — 2013. — Т. 5, № 4. — С. 129-133.
14. Ishonina O.G., Mikashinovich Z.I., Olempieva E.V., Kovalenko T.D. Comparative characteristics of antioxidant status in women with diabetes type 2 of different age groups // Adv. Gerontol. — 2011. — Vol. 24(4). — P. 645-649.
15. Бардымова Т.П., Колесникова Л.И., Петрова В.А. Перекисное окисление липидов, антиоксидантная система у больных сахарным диабетом IIтипа//Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2005. — № 6(44). — С. 11-13.
16. Боровков Н.Н., Занозина О.В., Аминева Н.В. Окислительный стресс и система гемостаза у больных сахарным диабетом 2-го типа. Возможности антиоксидантной терапии // Вестник современной клинической медицины. — 2010. — Т. 3, прил. 1. — С. 136-139.
17. Некрасов Э.В. Методы анализа перекисного окисления липидов в медико-биологических исследованиях // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. — 2012. — № 6. — С. 98103.
18. Коровина Н.А., Захарова И.Н., Обыночная Е.Г. Применение антиоксидантов в педиатрической практике //[Елек-троннийресурс] — http: media consilium/03 09/- 2004
19. Суханова Г.А., Серебров В.Ю. Биохимия клетки. — Томск: Чародей, 2000. — С. 91-142.
20. Frei B., Stocker R., Ames B.N. Antioxidant defenses and lipid peroxidation in human blood plasma // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1988. — № 85. — P. 9748-9752.
21. Щербаков А.Е. Исследование показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в комплексе мероприятий вторичной профилактики инсультов // [Елек-троннийресурс] — http: www.rusmedserv.com/- 2000
22. Барабой В.А., Сутковой Д.А. Окислительно-антиок-сидантный гомеостаз в норме и патологии / Под ред. Ю.А. Зозули. — К.: Чернобыльинтеринформ, 1997. — Ч. 1, 2.
23. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. — М, 1993. — Т. 1-2. — 779 c.
24. Занозина О.В., Боровков Н.Н., Балаболкин М.И. и др. Необходимость и достаточность использования антиокси-дантов в терапии больных сахарным диабетом 2-го типа // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2006. — Прил. 1. — C. 112-118.
25. Занозина О.В. Роль окислительного стресса в развитии и прогрессировании поздних осложнений сахарного диабета 2-го типа. Возможности антиоксидантной терапии: Автореф. дис. д-ра мед. наук [14.01.04]/ О.В. Занозина. — Нижний Новгород, 2010.
26. Пристром А.М., Бенхамед М., Оксидативный стресс и сердечно-сосудистые заболевания //Лечебное дело. — 2012. — № 1(23). — С. 21-28.
27. Бардымова Т.П., Колесникова Л.И., Долгих М.И. Пе-рекисное окисление липидов, антиоксидантная система у больных сахарным диабетом и факторы внешней среды // Бюллетень ВСНЦСО РАМН. — 2006. — № 1(47).
28. Казимирко В.К., Мальцев В.И. Лнтиоксидантная система и ее функционирование в организме человека // [Елек-троннийресурс] — http: www.health-ua.com/- 2004
29. Vickers T., Young I.S., McEneny J. Lipoprotein oxidation and atherosclerosis // Biochem. Soc. Trans. — 2001. — Vol. 29, Pt. 2. — P. 358-362.
Обзор литературы /Literature Review/
30. Занозина О.В. Роль окислительного стресса в развитии и прогрессировании поздних осложнений сахарного диабета 2-го типа. Возможности антиоксидантной терапии // Международный эндокринологический журнал. — 2010. — № 7(31).
31. Занозина Ю.А., Яшанова М.И., Щербатюк Т.Г. и др. Проблемы ограничения окислительного стресса у больных с впервые выявленным сахарным диабетом 2-го типа с помощью метформина // Сахарный диабет. — 2013. — № 3. — С. 118-123.
32. Sharma R.B., Alonso L.C. Lipotoxicity in the pancreatic beta cell: not just survival and function, but proliferation as well?// Curr. Diab. Rep. — 2014. — Vol. 14(6). — P. 492. doi: 10.1007/ s11892-014-0492-2.
33. Ma Z.A. The role of peroxidation ofmitochondrialmembrane phospholipids in pancreatic fi-cell failure // Curr. Diabetes Rev. — 2012 — Vol. 8(1). — P. 69-75.
34. Горюшкина О.А., Васильева Е.М. Антиоксидантная терапия в коррекции оксидативного стресса у больных ише-
мической болезнью сердца с сахарным диабетом 2-го типа // Вестник новых медицинских технологий. — 2013. — Т. ХХ, № 2. — С. 156.
35. Morgantini C , Meriwether D., Baldi S. et al. HDL lipid composition is profoundly altered in patients with type 2 diabetes and atherosclerotic vascular disease // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. — 2014. — Vol. 24 (6). — P. 594-599. doi: 10.1016/j. numecd.2013.12.011.
36. Аметов А. С. Вклад современных исследований в понимание природы сахарного диабета 2-го типа и перспективы лечения // Терапевтический архив. — 2014. — № 1. — С. 4-9.
37. Lankin V.Z, Tikhaze A.K. Atherosclerosis as a free radical pathology and antioxidative therapy of this diseas / Tomasi A., Ozben T., Skulachev V.P. (eds.) Free radicals, nitric oxide, and inflammation: molecular, biochemical, and clinical aspects//IOS Press, NATO Sci Series, 2003 — № 344. — P. 218-231.
Мокрый В.Я.1, Зяблицев С.В.2, Борис Р.Н.3
1 Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца
2 Украинский научно-практический центр эндокринной хирургии, трансплантации эндокринных органов и тканей МЗ Украины, г. Киев
3 Киевский медицинский университет Украинской ассоциации народной медицины
НАРУШЕНИЯ СИСТЕМЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2-го ТИПА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Резюме. В обзоре представлены современные данные о состоянии проблемы сахарного диабета 2-го типа и роли оксидативного стресса. За последнее десятилетие количество пациентов, больных сахарным диабетом, увеличилось более чем на 150 млн по всему миру, 90 % случаев — это сахарный диабет 2-го типа. По прогнозам Всемирной организации здравоохранения, к 2030 году сахарный диабет станет седьмой по значению причиной смертности в мире. При сахарном диабете создаются идеальные условия для развития оксидатив-ного стресса, основную роль в котором играет перекисное окисление липидов. Оксидативный стресс составляет основу сосудистых осложнений и поражает ß-клетки, что приводит к прогрессированию заболевания. Раннее выявление признаков оксидативного стресса и его коррекция являются приоритетным заданием предикативной и профилактической медицины.
Ключевые слова: сахарный диабет 2-го типа, перекисное окисление липидов, оксидативный стресс.
Mokryi V. Ya.1, Ziablitsev S.V.2, Borys R.M.3
1 National Medical University named after O.O. Bohomolets, Kyiv
2 Ukrainian Scientific and Practical Centre for Endocrine Surgery, Transplantation of Endocrine Organs and Tissues of the Ministry of Healthcare of Ukraine, Kyiv
3 Kyiv Medical University of the Ukrainian Association of Traditional Medicine, Kyiv, Ukraine
VIOLATIONS OF THE SYSTEM OF LIPID PEROXIDATION IN TYPE 2 DIABETES MELLITUS (LITERATURE REVIEW)
Summary. The review presents the data on the current state of the problem of diabetes mellitus type 2 and the role of oxidative stress. Over the last decade, the number of patients with diabetes mellitus has increased by more than 150 million worldwide; 90 % of cases — diabetes mellitus type 2. According to forecasts of the World Health Organization, by 2030, diabetes mellitus will become the seventh leading cause of death in the world. In diabetes mellitus there are ideal conditions for the development of oxidative stress, the main role in which is played by lipid peroxidation. Oxidative stress in particular is the basis of vascular complications and affects P-cells, leading to disease progression. Early detection of oxidative stress symptoms and its correction is a priority task of predicative and preventive medicine.
Key words: type 2 diabetes mellitus, lipid peroxidation, oxidative stress.
«Порочный круг» взаимосвязи перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков у больных сахарным диабетом 2-го типа Текст научной статьи по специальности « Медицина и здравоохранение»
Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Занозина Ольга Владимировна, Сорокина Юлия Андреевна, Боровков Николай Николаевич, Щербатюк Татьяна Григорьевна
Настоящее исследование основано на результатах наблюдений 28 больных, страдающих сахарным диабетом 2-го типа . Современными методами оценивались молекулярные продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков (ОМБ) и активность ферментативной антиоксидантной системы. Показано, что активация свободно-радикального окисления (СРО) присутствует даже при компенсированном недлительно текущем СД2, содержание ранних маркёров окислительной деструкции белка выше как в покое (АДФГс) на 33% (p= 0,001), так и индуцированных (АДФГи) на 75% (p=0,0186). Полученные нами данные позволяют, вероятно, говорить об этапности развития СРО, а также подтверждают мысль о том, что в спокойном состоянии (без индукторов, которыми являются свободные радикалы) окислено модифицированные белки являются нейтральными в плане дальнейшего углубления ОС. При дальнейшей генерации радикалов (вследствие гипергликемии, гликозилирования, ослабления антиоксидантной защиты) происходит активация ОМБ, которая стимулирует ПОЛ, служит дополнительным источником СР, инактивирует антиоксидантные ферменты, что формирует так называемый «порочный круг СРО».
Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Занозина Ольга Владимировна, Сорокина Юлия Андреевна, Боровков Николай Николаевич, Щербатюк Татьяна Григорьевна,
«Vicious circle» of the correlation of lip >We performed a comparing analysis of 28 subjects suffering from T2DM. Molecular products of perox >
Текст научной работы на тему ««Порочный круг» взаимосвязи перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков у больных сахарным диабетом 2-го типа»
«ПОРОЧНЫЙ КРУГ» ВЗАИМОСВЯЗИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА
О.В. Занозина, Ю.А. Сорокина, Н.Н. Боровков, Т.Г. Шербатюк,
ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»
Занозина Ольга Владимировна — e-mail: zwx2@mail.ru
Настоящее исследование основано на результатах наблюдений 28 больных, страдающих сахарным диабетом 2-го типа. Современными методами оценивались молекулярные продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков (ОМБ) и активность ферментативной антиоксидантной системы. Показано, что активация свободнорадикального окисления (СРО) присутствует даже при компенсированном недлительно текущем СД2, содержание ранних маркёров окислительной деструкции белка выше как в покое (АДФГс) — на 33% (p=0,001), так и индуцированных (АДФГи) — на 75% (р=0,018Б). Полученные нами данные позволяют, вероятно, говорить об этапности развития СРО, а также подтверждают мысль о том, что в спокойном состоянии (без индукторов, которыми являются свободные радикалы) окислено модифицированные белки являются нейтральными в плане дальнейшего углубления ОС. При дальнейшей генерации радикалов (вследствие гипергликемии, гликозилирования, ослабления антиоксидантной защиты) происходит активация ОМБ, которая стимулирует ПОЛ, служит дополнительным источником СР, инактивирует антиоксидантные ферменты, что формирует так называемый «порочный круг СРО».
Ключевые слова: сахарный диабет 2-го типа, окислительный стресс, компенсация углеводного обмена, окислительная модификация белков,
перекисное окисление липидов.
We performed a comparing analysis of 28 subjects suffering from T2DM. Molecular products of perox >
Key words: diabetes mellitus type 2, oxidative stress, good glycemic control, oxidatively modified proteins, peroxide oxidation of lipids.
Сахарный диабет (СД) является прогрессирующим сердечно-сосудистым заболеванием [1]. В настоящее время общепризнана роль хронической гипергликемии в развитии поздних осложнений СД. Гипергликемия натощак и в постпрандиальном периоде, а также острые колебания содержания глюкозы приводят к избыточному гли-козилированию и активации окислительного стресса (ОС), что способствует развитию и прогрессированию осложне-
ний сахарного диабета 3. Общепринято, что при декомпенсации СД 2-го типа выраженность ОС максимальна 6, но не все признают активацию ОС при компенсированном СД 2-го типа.
Согласно данным А.И. Ляйфер и др. (1993), при СД компенсация обменных процессов не нормализует реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), но благоприятно влияет на систему противоперекисной защиты [9]. Это под-
держивается и другими авторами. [10]. Если вопрос о выраженности ПОЛ у больных СД 2-го типа в период декомпенсации в настоящее время ни у кого не вызывает сомнения, то относительно содержания окислительно модифицированных белков (ОМБ) у больных СД 2-го типа до недавнего времени не существовало единого мнения. Согласно данным С. Dominguez et al. (1998), I. Grattaglianoet al. (1998), D. Suzuki et al. (1998), содержание окисленных белков при СД повышалось. По данным К. Krapfenbauer et al. (1998), М. Portero—Olin et al. (1999) количество модифицированных белков не изменялось [11]. М.А. Флёров и соавт. (2003) показали, что у детей, больных СД 1-го типа, отмечено повышение индуцированных окислено модифицированных белков на 73% и спонтанных — на 50% [12]. При наличии нефропатии уровень ОМБ увеличивался вдвое по сравнению с больными детьми без нефропатии и в 5 раз по сравнению с нормой [12]. Существование сложной 3-уровневой антиоксидантной защиты в нормальных условиях сводит до минимума опасность свободнорадикальной агрессии [10]. Тем не менее, было показано, что снижение активности СОД более чем на 50% приводит к неуправляемому свободнорадикальному окислению и гибели клетки [10].
Цель исследования: уточнить взаимосвязь перекисно-го окисления липидов и окислительной модификации белков у больных сахарным диабетом при небольшой длительности заболевания при удовлетворительной компенсации углеводного обмена.
Настоящее исследование основано на результатах наблюдений 28 больных, страдающих сахарным диабетом 2-го типа. Средний возраст — 51 [49; 59] год, длительность заболевания — около 1 года. Гликированный гемоглобин -6,9%. Группу контроля составили 14 пациентов, сопоставимых по полу и возрасту, но не страдающих сахарным диабетом. Диагноз СД 2 и степень компенсации углеводного обмена устанавливались согласно рекомендациям ВОЗ (1999 г.) и Национальным стандартам оказания медицинской помощи больным сахарным диабетом [13].
Гликозилированный гемоглобин (HbA1c) определялся на жидкостном хроматографе Bio-Rad со стандартными наборами (France). Интегральную интенсивность (Imax) и общую антиоксидантную активность (ОАА) определяли методом индуцированной хемилюминесценции. Imax, максимальная интенсивность свечения, косвенно свидетельствующая об активности радикалообразования, измерялась в mV, ОАА — в относ. ед. Диеновые конъюгаты (ДК), триеновые конъюгаты (ТК), малоновый диальдегид (МДА) определялись на аппарате Helios (Thermo Spectronic, USA) и измерялись в ед. опт. пл/г.о.л. Для определения окислительной модификации белков (ОМБ) был использован метод, предложенный Levine (1990) в модификации метода Е.Е. Дубининой (1995). Оценивали ОМБ по уровню карбонильных производных, выявляемых в реакции с 2,4-динитрофенилгидразином: альдегид-
динитрофенилгидразоны (АДФГ) и кетон-динитрофенилгидразоны (КДФГ). Анализировали спонтанную и металлзависимую (индуцированную) окислительную модификацию белков. Оптическая плотность образовавшихся соединений регистрировалась при дли-
нах волн 270 и 363 нм, измерение проводилось в относ. ед. [14]. Для определения активности супероксиддисмутазы (СОД) использовался метод, разработанный №Ыатн (1972), в адаптации Е.Е. Дубининой и др. (1988). Для определения активности каталазы (КАТ) использовался метод, разработанный АеЫ (1970), в адаптации Королюк и др. (1988), Чевари и др. (1991). Определение активности глута-тионпероксидазы проводили по методике А.Г. Гаврилова (1986). Активность выражали в ед. активности на мг гемоглобина в минуту (ед. акт./мг НЬ мин.) [14].
Полученные в ходе исследования результаты обрабатывались статистически общепринятыми методами статистики на компьютере 1ВМ РС при помощи пакета прикладных программ для обработки медицинской и биологической информации БТАТ1БТ1СА 6.0 (StatSoft,Inc.,США). Осуществлялось определение средней (М), стандартного отклонения №). Характер распределения определялся при помощи критериев Шапиро-Вилко и Колмогорова-Смирнова. Параметрические данные описывались в виде средней (М) и стандартного отклонения №) в формате М+SD. Непараметрические данные описывались в виде медианы, нижнего квартиля (25 процентиль) и верхнего квартиля (75 процентиль) в формате (Ме [25р; 75р]). При нормальном распределении переменных для определения различий между двумя зависимыми и независимыми группами использовался парный и непарный ^критерий Стьюдента, а при непараметрическом — критерий Вилкоксона и Манна-Уитни соответственно [15].
Результаты и их обсуждение
Нами показано, что активация свободно-радикального окисления (СРО) присутствует даже при компенсированном не длительно текущем СД 2. Интенсивность СРО в этой группе больных была статистически значимо увеличена (р i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
При оценке молекулярных продуктов перекисного окисления липидов оказалось, что содержание ДК, ТК, МДА, ОШ у больных СД 2-го типа также статистически значимо превышало содержание аналогичных показателей у пациентов из группы контроля (таблица 2).
Доказано, что наличие дефицита активности антиокси-дантных ферментов является одной из важных причин развития окислительного стресса [16], компенсация углеводного обмена у СД 2-го типа сопровождается безусловным снижением интенсивности СРО [10]. По сравнению с контролем, у больных с недлительно текущим и компенсированным СД 2-го типа активность СОД снижена на 33,1% (р=0,041), что требует дополнительного терапевтического воздействия.
Молекулярные продукты ПОЛ и активность антиоксидантных ферментов у больных СД 2 (М±SD)
Показатель Компенсированный СД 2-го типа (n=28) Контроль (n=14)
ДК, ед. опт. пл/ г.о.л 0,27±0,04 0,13±0,007 р=0,032
ТК, ед. опт. пл/ г.о.л 0,031±0,007 0,008±0,003 р=0,027
МДА, ед. опт. пл/ г.о.л 2,46±0,541 0,173± 0,050 р=0,006
ОШ, отн. ед./г.о.л 49,13±8,24 36,21±5,69 р i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Содержание ОМБ у больных СД 2-го типа в различных группах М [25p;75p]); (М±SD)
Показатель Компенсированный СД 2-го типа (n=21) Контроль (n=14) P
АДФГс, отн. ед. 0 0 О R 00 °,^ 00 0 ,0 0 0,000 [0,0002;0,0003] 0,001
АДФГи, отн. ед. 0,001 [0,0006;0,0007] 0,000 [0,0003;0,0008] 0,019
КДФГс, отн. ед. 0,0036±0,00084 0,0004±0,00001 i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
1. Дедов И.И., Шестаков М.В. Сахарный диабет: руководство для врачей. М.: Универсум Паблишинг, 2003. 456 с.
2. Monnier L., Colette С., Owens D.R. Integrating glycaemic variability in the glycaemic disorders of type 2 diabetes: a move towards a unified glucose tetrad concept. Diabetes Metab. Res. Rev. 2009. Vol. 25. P. 393-402.
3. Zaccardi F., Pitocco D., Ghirlanda G. Glycemic risk factors of diabetic vascular complications: the role of glycemic variability. Diabetes Metab. Res. Rev. 2009. Vol. 25. P. 199-207.
4. Baynes J.W. Role of oxidative stress in development of complications in diabetes. Diabetes. 1991. Vol. 40. P. 405-412.
5. Giugliano D., Ceriello А., Paolisso G. Oxidative stress and diabetic vascular complication. Diabetes Care. 1996. Vol. 19. P. 257-267.
6. Haidara М.А. et al. Role of oxidative stress in development of cardiovascular complications in diabetes mellitus. Curr.Vasc. Pharmacol. 2006. Vol. 4. № 3. P. 215-227.
7. Evans J. et al. Oxidative Stress and Stress-Activated Signaling Pathways: A Unifying Hypothesis of type 2 Diabetes. Endocrine Reviews. 2002. Vol. 23. № 5. P. 599-622.
8. Ceriello A. Hyperglycaemia: the bridge between non-enzymatic glycation and oxidative stress in the pathogenesis of diabetic complication. Diabetes Nutr. Metab.
9. Ляйфер А.И., Солун М.Н. Система перекисного окисления липидов -антиоксидантная защита и роль её нарушений в патогенезе сахарного диабета и ангиопатий. Пробл. эндокринол. 1993. № 1. С. 57-59.
10. Недосугова Л. В. Окислительный стресс при сахарном диабете типа 2 и возможности его медикаментозной коррекции: Автореф. дис. . докт. мед. наук: 14.00.03; 03.00.04. Москва, 2006. 375 с.
11. Бондарь И.А., Климонтов В.В., Поршенников И.А. Окислительная модификация белков при диабетических микроангиопатиях. Сахарный диабет.
12. Флеров М.А., Смирнов Н.Н., Светлова З.В. Перекисное окисление белков плазмы крови больных сахарным диабетом типа 1. Проблемы эндокринологии. 2003. Т. 49. № 4. С. 3-4.
13. Дедов И.И., Шестакова М.В. « Алгоритмы лечения больных сахарным диабетом» методические рекомендации. М.: МедиаСфера, 2011. 84 с.
14. Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма. СПб.: Фолиант,
15. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: МедиаСфера, 2006. 312 с.
16. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков ЮН. Антиоксиданты в комплексной
терапии атеросклерозарго et contra: пособие для врачей. М.: Медпрактика, 2003. 40 с.
17. Губский Ю.И. и др. Токсикологические последствия окислительной модификации белков при различных патологических состояниях (обзор литературы). Современные проблемы токсикол. 2005. № 3. С. 20-26.
18. Дубинина Е.Е., Пустыгина А.В. Окислительная модификация протеинов, её роль при патологических состояниях. Укр. бiохiм журн. 2008. Т. 80. № 6. С. 5-18.