Изучение влияния различных диетических рационов на показатели цитокинового статуса и апоптоза у больных сахарным диабетом 2 типа



страница1/10
Дата23.04.2016
Размер1.5 Mb.
Просмотров263
Скачиваний0
ТипДиссертация
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
ФГБУ «НИИ ПИТАНИЯ» РАМН

На правах рукописи

Семенченко Ирина Юрьевна

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДИЕТИЧЕСКИХ РАЦИОНОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЦИТОКИНОВОГО СТАТУСА И АПОПТОЗА У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА
Специальность 14.01.04 – Внутренние болезни

Диссертация

на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Научные руководители:

д.м.н. Шарафетдинов Х.Х.

д.м.н., профессор Сенцова Т.Б.

Москва – 2014


Оглавление


Введение

С.7

Глава 1. Обзор литературы

С.12

    1. Современные представления о патогенезе, диагностике и лечении сахарного диабета

    2. Современные методы оценки метаболизма у пациентов с СД 2 типа и ожирением

С.12
С.27



    1. Роль алиментарных факторов в коррекции метаболических нарушений у пациентов сахарным диабетом 2 типа

С.30


    1. Современные подходы к диетотерапии при сахарном диабете 2 типа

С.32


Глава 2. Материалы и методы исследования

С.41

2.1 Дизайн исследования

С.41

2.2 Клиническая характеристика пациентов

С.44

2.3 Описание методов исследования

С.46







2.3.1 Антропометрические исследования

С.46

2.3.2 Определение состава тела методом биоимпедансометрии

С.47


2.3.3 Оценка основного обмена методом непрямой калориметрии

С.47


2.3.4 Лабораторные методы исследования

С.48

2.4 Методика диетотерапии. Характеристика используемых диетических рационов у больных сахарным диабетом 2 типа

С.50


2.5 Статистические методы обработки данных

С.53

Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение

С.53

3.1 Оценка биохимических параметров у больных сахарным диабетом 2 типа с различной степенью ожирения.

С.53


3.1.1 Оценка антропометрических параметров и метаболограммы в условиях обмена покоя у больных сахарным диабетом 2 типа с различной степенью ожирения

С.56


3.1.2 Оценка параметров цитокиного статуса у больных сахарным диабетом 2 типа с различной степенью ожирения

3.1.3 Оценка параметров апоптоза у больных сахарным диабетом 2 типа с различной степенью ожирения

3.1.4 Оценка показателей ИПФР- 1 и ИПФР - 2 у больных сахарным диабетом 2 типа с различной степенью ожирения


С.58
С.59

С.60


3.2 Оценка эффективности персонализированной диетотерапии у больных сахарным диабетом 2 типа

С.67


3.2.1 Влияние персонализированных рационов на антропометрические параметры и показатели состава тела у больных сахарным диабетом 2 типа

С.67


3.2.2 Влияние персонализированных рационов на показатели углеводного и липидного обменау больных сахарным диабетом 2 типа

С.76


3.2.3 Влияние персонализированных рационов на показатели метаболограммы у больных сахарным диабетом 2 типа

С.83


3.2.4 Влияние персонализированных рационов на показатели цитокинового статуса у больных сахарным диабетом 2 типа.

С.91


3.2.5 Влияние персонализированных рационов на показатели апоптоза у больных сахарным диабетом 2 типа

С.98


3.2.6 Влияние персонализированных рационов на показатели ИПФР- 1 и ИПФР - 2 у больных сахарным диабетом 2 типа

С.103


Глава 4. Обсуждение результатов

С.109

Выводы

С.125

Практические рекомендации

С.127

Список литературы

С.128


Список обозначений и сокращений

АЛТ

- аланинаминотрансфераза

АСТ

- аспартатаминотрансфераза

ВЖ

- висцеральный жир

ВЖТ

- воспаление жировой ткани

ВОЗ

- Всемирная организация здравоохранения

ГЛП

- гиперлипопротеидемия

ГИ

- гликемический индекс

ИБС

- ишемическая болезнь сердца

ИМТ

- индекс массы тела

ИПФР 1,2

- инсулиноподобный фактор роста 1,2

ИР

- инсулинорезистентность

ЖМ

- жировая масса

МНЖК

- мононенасыщенные жирные кислоты

МСМ

- масса скелетной мускулатуры

МС

-метаболический синдром

НЖК

- насыщенные жирные кислоты

НТГ

- нарушенная толерантность к глюкозе

ОБ

- окружность бедер

ОТ

- окружность талии

ОХС

- общий холестерин

ПВ

- пищевые волокна

ПНЖК

- полиненасыщенные жирные кислоты

ПС

- пищевой статус

СД

- сахарный диабет

СЖК

- свободные жирные кислоты

ССЗ

- сердечно-сосудистые заболевания

ТГ

- триглицериды

ТМ

- тощая масса

ХС ЛПВП

- липопротеиды высокой плотности

ХС ЛПНП

- липопротеиды низкой плотности

ХС ЛПОНП

- липопротеиды очень низкой плотности

ЭП

- энтеральное питание

IL(ИЛ)-1β,4

- интерлейкины 1,4

Caspase 8, 9

- каспаза 8, 9

sCD153

- растворимая форма мембранной молекулы 153

sFas-L

- растворимый Fas - лиганд

Th1, Th2

- Т-лимфоциты (хелперы) 1 и 2 типа

TGF-β1

- трансформирующий фактор роста

TNF-α

- фактор некроза опухоли альфа


Введение

Актуальность темы

Сахарный диабет (СД) 2 типа относится к числу наиболее распространенных заболеваний в большинстве экономически развитых стран [7,30,59,170].

По данным Международной федерации диабета (2013), в настоящее время в мире СД диагностирован у 382 млн. человек [144], при этом имеется неуклонная тенденция к росту заболеваемости: с 1980 г. число больных СД 2 типа увеличилось более чем в два раза [82].

Прогнозируется, что к 2035 г. общая численность больных СД увеличится на 55% и составит 592 млн. человек [IDF, 2013], при этом более 90% которых будут иметь СД 2 типа. Социальная значимость СД определяется тяжелыми сосудистыми осложнениями (инфаркт миокарда, инсульт, гангрена нижних конечностей, нефропатия и др.), приводящими к ранней инвалидизации и высокой летальности [17,30,31,260].

Достижения последних лет в изучении механизмов развития СД 2 типа способствовали развитию принципиально новых взглядов на генез заболевания и его осложнений. В последние годы активно обсуждается роль хронического воспаления в развитии и прогрессировании атеросклероза, ожирения, метаболического синдрома, инсулинорезистентности (ИР) [195,227,236,283].

Ключевая роль в реализации воспалительной реакции и активации моноцитарно-макрофагального звена иммунитета принадлежит цитокинам, таким как фактор некроза опухоли-α (ФНО-α), интерлейкин-1 (IL-1, α- и β-формы), IL-6, трансформирующий фактор роста (ТФР-β) и др., в то время как IL-10 рассматривается в качестве эффекторного ингибитора воспаления [38,40]. Данные о повышении уровня маркеров воспаления (С-реактивного белка, ФНО-α, IL-1, IL-6), их взаимосвязь с тяжестью вегетативных нарушений и дисфункцией эндотелия у больных СД с ожирением, нефропатией, ретинопатией и кардиоваскулярной формой автономной нейропатии [107,112,143,238] расширяют и конкретизируют представление об иммунно-воспалительной модели заболевания.

Накопленные сведения о механизмах повреждения и адаптации клеток при различных патологических процессах определяют интерес исследователей к изучению маркеров апоптоза в формировании иммунного воспаления, аутоиммунных реакций, деструкции β-клеток. Имеются данные о регуляторной роли каспазы-8 в рецепторзависимой передаче сигналов апоптоза, инициирующей индуктора апоптоза – каспазы-9 [153,176]. Однако роль маркеров апоптоза в развитии и прогрессировании СД 2 типа остается недостаточно изученной [9,67].

В лечении СД 2 типа патогенетически обоснованными являются мероприятия, направленные на снижение избыточной массы тела, коррекцию метаболических нарушений и факторов риска развития сосудистых осложнений [110,243,249], при этом диетотерапия рассматривается как необходимая составная часть лечения при любом варианте медикаментозной сахароснижающей терапии. Однако персонализированные подходы к диетотерапии при СД 2 типа и ожирении с использованием биомаркеров различной молекулярной природы, в том числе, маркеров цитокинового статуса и сигнального апоптоза, до настоящего времени остаются неразработанными. Актуальным представляется изучение эффективности персонализированной диетотерапии больных СД 2 типа при включении в низкокалорийную диету специализированных пищевых продуктов, модифицированных по макро- и микронутриентному составу, имеющих низкие значения гликемического индекса (ГИ).

Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБУ «НИИ питания» РАМН в рамках тем №123 «Разработка системы нутритивной поддержки при различных заболеваниях у детей и взрослых», №132 «Исследование метаболома с использованием биомаркеров сахарного диабета 1 и 2 типа в процессе персонифицированной диетотерапии», №106 «Комплексное изучение параметров иммунного, биохимического и гематологического профиля в клинике и эксперименте с целью выявления биомаркеров, характеризующих нарушения пищевого статуса».

Цель исследования: Определить клиническое значение изучения цитокинового статуса и апопоза у больных сахарным диабетом 2 типа, получающих различные диетические рационы.

Основные задачи исследования


  1. Изучить особенности цитокинового статуса у больных СД 2 типа в зависимости от степени ожирения.

  2. Оценить показатели апоптоза у больных СД 2 типа с различными степенями ожирения.

  3. Оценить изменения цитокинового статуса и сбалансированности механизмов апоптоза при СД 2 типа в зависимости от наличия сосудистых осложнений.

  4. Изучить эффективность стандартной гипокалорийной диетотерапии в коррекции нарушений цитокинового статуса и апоптоза при СД 2 типа.

  5. Разработать персонализированные подходы к диетотерапии при СД 2 типа с сопутствующим ожирением.

  6. Определить эффективность персонализированного рациона в коррекции метаболических нарушений, нарушений цитокинового статуса и апоптоза у больных СД 2 типа.

  7. Установить эффективность персонализированной диетотерапии с включением специализированного пищевого продукта для энтерального питания с модифицированным углеводным, жировым и белковым составом у больных СД 2 типа.

Научная новизна

Впервые изучены особенности цитокинового статуса и апоптоза у больных СД 2 типа с сопутствующим ожирением.

Доказано, что у пациентов с СД 2 типа и ожирением формированию диабетических микроангиопатий способствует снижение концентрации противовоспалительных иммунорегуляторных субстанций при высокой степени активации апоптоза и провоспалительных цитокинов. Показано, что количественное содержание основных медиаторов межклеточного взаимодействия – провоспалительных цитокинов и маркеров апоптоза отражает тяжесть диабетических микроангиопатий при ожирении. Выявлен комплекс корреляционных взаимосвязей между воспалительно-метаболическими маркерами и биомаркерами апоптоза.

Впервые изучена эффективность персонализированной диетотерапии в коррекции метаболических расстройств, нарушений цитокинового статуса и апоптоза у больных СД 2 типа с сопутствующим ожирением.

Впервые показано, что эффективность персонализированной диеты с включением специализированного пищевого продукта, модифицированного макро- и микронутриентного состава, с низким ГИ сопровождается повышением уровня IL-4, снижением концентрации TGFβ-1 и IL-1β, тенденцией к нормализации уровня Сaspase-8 и -9 и sFas-L в сыворотке крови. Научно обоснована перспективность включения в комплексное лечение больных СД 2 типа с ожирением специализированного пищевого продукта с заданным химическим составом и низким ГИ.

Практическая значимость

Комплексное исследование метаболома у СД 2 типа и ожирением с использованием протеомного и нутриметаболомного анализа позволяет оптимизировать и персонализировать диетотерапию с целью повышения ее эффективности в коррекции клинико-метаболических нарушений и факторов риска развития сосудистых осложнений (гипергликемии, дислипидемии, артериальной гипертонии и др.).

Мониторинг показателей иммунорегуляторного статуса и сбалансированности процессов апоптоза наряду с применением биоимпедансного анализа и оценкой антропометрических показателей позволяет определить эффективность персонализированной диетотерапии при СД 2 типа при включении в рацион специализированного пищевого продукта с заданным химическим составом и низким ГИ.

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на XIV, XV Всероссийских конгрессах диетологов и нутрициологов (М., 2013, 2014), ХV конгрессе с международным участием “Парентеральное и энтеральное питание” (М., 2012), 6th International Conference on Advanced Technologies & Treatments for Diabetes (Paris, 2013), клинической конференции клиники ФГБУ «НИИ питания» РАМН (М., 2013).



Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в клиническую практику и используются в учебном процессе для ординаторов, аспирантов и врачей в клинике ФГБУ «НИИ питания» РАМН и на кафедре диетологии ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования».



Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 статьи в научном журнале, включенном в перечень российских рецензируемых научных журналов для опубликования основных научных результатов диссертаций.



Личный вклад соискателя

Все изложенные в диссертации результаты получены автором самостоятельно или при его непосредственном участии. Постановка задач, планирование клинических исследований, интерпретация полученных результатов осуществлялась совместно с научными руководителями или другими авторами публикаций.



Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из 4 глав, изложена на 161 странице, включает 23 таблицы и 30 рисунков. Список литературы включает 303 источника, из них 104 отечественных и 198 зарубежных.



Глава I. Обзор литературы

    1. . Современные представления о патогенезе, диагностике и лечении сахарного диабета 2 типа

Распространение сахарного диабета 2 типа в мире превышает все теоретические прогнозы, что соответствует указаниям о его драматической роли в истории мировой медицины [74,132]. Если 15 лет назад эксперты ВОЗ предполагали, что к 2025 г. число больных СД в мире составит 380 млн. человек, то, по данным Международной ассоциации диабета (IDF), в 2011 г. их численность уже достигла 366 млн., а, по прогнозам экспертов ВОЗ, к 2030 г. составит 552 млн. человек [104,193].

По данным ООН и ВОЗ, от СД каждые 7 секунд в мире умирает 1 больной, каждые 10 секунд заболевают 12 человека; ежегодно умирают около 4,6 млн. больных СД [30]. Полагают, что эпидемия СД будет продолжаться, даже если уровень ожирения останется неизменным [182,265].

В России в 2010 г., по данным регистра, зарегистрировано 2822634 пациента с СД 2 типа [7]. Кроме того, около 200 млн. человек в мире имеют нарушенную толерантность к глюкозе (НТГ), которая непосредственно предшествует возникновению СД 2 типа [77,83,84,265]. Отмечается тенденция к увеличению заболеваемости СД 2 типа у лиц моложе 30 лет и даже в детской и подростковой возрастной группах [27,84,85].

По данным разных исследователей, уже на этапе выявления СД 2 типа более 50% больных имеют различные стадии диабетических осложнений [1,6]. Пренебрежение неспецифической симптоматикой (слабость, утомляемость, головокружения, нарушения памяти и т.д.) или маски других заболеваний, нередкое отсутствие гипергликемии натощак и преобладание изолированной постпрандиальной гипергликемии у 50–70% больных, длительное отсутствие глюкозурии даже при плохой компенсации СД определяет «запаздывание» постановки диагноза в интервале 7-12 лет от манифестации [30].

По данным отдельных авторов, СД является настолько мощным фактором риска развития кардиальной патологии, что его можно приравнять к эквивалентам ИБС [260]. Еще более радикально утверждение, что больше всего больных диабетом умирают от заболеваний, обусловленных атеросклерозом, чем от совокупности других причин [59,190]. Ведущую роль макрососудистых осложнений в структуре летальности больных с СД 2 типа (поражение коронарных, церебральных и периферических артерий) доказывают экспертные данные [11,31]. Доля инфаркта миокарда (55%) и инсульта (29%) в 70 раз превышает таковую от микрососудистых осложнений и диабетической комы (1–4%)[301]. Диабетическая нейропатия осложняет течение СД в 60-90% и опасна развитием синдрома диабетической стопы. Констатация диабетической нефропатии у 41% больных СД 1–го и 2–го типов сопряжена с риском развития почечной недостаточности спустя 10 лет после манифестации процесса. Ангиоретинопатия, диагностируемая у 38% больных СД, в 25 раз повышает риск потери зрения (Дедов И.И. и соавт., 2008) [30]. Диабетическая нефропатия в 5–10% случаев приводит к терминальной почечной недостаточности, которая в структуре смертности больных СД 2 типа составляет 1,5–3%. Трансформация микроальбуминурической стадии диабетической нефропатии в протеинурическую происходит в 20–40% случаев в течение 10–летнего периода [30].

Эпидемические масштабы распространения СД 2 типа и высокая социально-экономическая значимость его микро - и макрососудистых осложнений, обусловливающих раннюю инвалидизацию и смертность, определяют необходимость разработки и внедрения в клиническую практику высокотехнологичных методов диагностики, лечения и профилактики данного заболевания [33,34,158].

Данные об инициации жестким гликемическим контролем снижения риска развития сосудистых осложнений разнятся: одни авторы свидетельствуют о долгосрочной проспективной зависимости прогрессирования осложнений СД от раннего метаболического контроля [87,225]. По мнению других исследователей, при уже диагностированном заболевании использование эффективных сахароснижающих препаратов позволяет предупредить бурное прогрессирование атеросклероза [4,6,301].

На основании результатов многоцентровых РКИ (DCCT, UKPDS), Европейская группа по изучению СД пришла к заключению о наиболее низком риске развития диабетических ангиопатий при НВА1с менее 6,5%, высоком - при плохой компенсации метаболических нарушений (НВА1с>7,5%)[50].

Вопросы патогенетических особенностей СД 2 типа, диагностики и новых эффективных средств контроля и профилактики осложнений, несмотря на многочисленность исследований, продолжают оставаться дискуссионными. Сложность и многоуровневость поражения при СД 2 типа предопределена двумя основными дефектами: снижением чувствительности к инсулину (или инсулинорезистентностью) и неадекватной секрецией инсулина для преодоления барьера инсулинорезистентности [11,145,215].

Традиционно в генезе несостоятельности инсулярного аппарата основную роль отводят наследственным и средовым факторам, однако относительно недавно стало известно, что генетическая детерминация к СД 2 типа «включается» уже в период органогенеза поджелудочной железы с непосредственной координацией секреции инсулина и глюконеогенеза [53].

К приобретенным факторам риска развития СД 2 типа относятся изменения метаболизма в организме и особенности образа жизни, в частности, избыточное потребление пищи, преимущественно за счет животных жиров, и низкая физическая активность [119,247].

Роль генетической составляющей в генезе СД 2 типа доказывают выявленные локусы предрасположенности - как в европейских, так и в азиатских популяциях. Обсуждается возможность модулирования частоты и выраженности генетических различий при заболевании, в том числе, ассоциаций полиморфизмов при ожирении для прогнозирования неблагоприятных осложнений [11,52,53,165,186,223,240].

Изначальная компенсация ИР достигается за счет гиперинсулинемии, нарушение толерантности к глюкозе развивается при возрастании ИР или снижении компенсаторных возможностей инсулиновой секреции либо при прогрессировании обоих дефектов [86,171].

Согласно данным, ИР встречается у 10% лиц без метаболических нарушений, возрастает до 66% при нарушении толерантности к глюкозе и достигает пиковых значений при сочетании СД 2-го типа с дислипидемией, гиперурикемией и АГ (95%)[30,54].

Теорию постепенного прогрессирования нарушений углеводного обмена подтверждают данные, что к манифестации заболевания функционирует только 50% от изначального количества β – клеток [6].

Хроническая гипергликемия участвует в патогенезе макро- и микроангиопатий, как непосредственно, так и опосредовано, инициируя несколько биохимических процессов, к которым относятся окислительный стресс, избыточное образование конечных продуктов гликозилирования, увеличение синтеза диацилглицерина и др. [11].

«Глюкозотоксическое» воздействие реализуется в структурно-функциональной дестабилизации в тканях, органах и системах организма, особенно, в сердечно - сосудистой, не только в микроциркуляторном русле, на уровне капилляров, но и в магистральных сосудах и миокарде [29,32,137].

Существенным фактом метаболической дезинтеграции при СД 2 типа выступают атерогенные изменения липидного профиля, коррелирующие, по утверждениям отдельных авторов, с повышением уровня глюкозы крови [59,77,126,143]. Сопряженное с гиперинсулинемией возрастание массы жировой ткани не только усугубляет ИР, создавая порочный круг, но и способствует усилению атерогенеза за счет количественных и качественных сдвигов с формированием гипертриглицеридемии, повышением уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и снижением липопротеинов высокой плотности (ЛПВП)[3,143,225]. Подобные нарушения трактуются как «диабетическая дислипидемия», которую нередко дополняет возрастание печеночных ферментов, в частности, АЛТ [123]. Установлен эффект липотоксичности, определяемый прямым воздействием на β-клетки поджелудочной железы свободных жирных кислот (СЖК), высвобождаемых вследствие интенсивного липолиза в висцеральных адипоцитах [297].

Убедительны доказательства индукции значительных сосудистых повреждений гипергликемией, что зависит от длительности и выраженности ее пиковых значений [20,33,34,186]. Подобные факты определяют возможность патогенетического воздействия на оксидативный стресс и эндотелиальную дисфункцию исключительно путем коррекции инсулиновой секреции и ИР [297].

В достижении оптимального гликемического контроля и снижении риска развития сосудистых осложнений наряду с базальной гликемией и гликированным гемоглобином важную роль играет постпрандиальная гликемия [1,235], ассоциирующаяся с повышением риска развития ретинопатии, увеличением толщины интимы-медии сонной артерии, снижением миокардиального объема крови и миокардиального кровотока. В этой связи, коррекция и мониторирование показателей гликемического контроля абсолютно необходимы с точки зрения профилактики макро- и микрососудистых осложнений у больных СД.

Следствием разработки и внедрения в практику молекулярно-генетических методов, нано-технологий, иммунологических и протеомных исследований стало углубленное понимание механизмов развития многих заболеваний, однако в генезе СД остается немало «белых пятен». Сложности их распознавания предопределены малоизученностью метаболических и иммунологических путей контроля гомеостаза, управляемых центральным многофункциональным звеном, консолидирующим информацию и направляющим сигналы для регуляции и распределения энергии в организме, сохранения ее «про запас» при необходимости экстренного обеспечения всех тканей и систем организма островковым аппаратом поджелудочной железы.

Расширение представлений о механизмах развития СД 2 типа базируется на векторизации научных изысканий в области конкретизации роли хронического воспаления в жировой ткани как инициального звена патогенеза, что особенно актуально при констатации избыточной массы тела или ожирения у подавляющего большинства больных [157,289,290].

Обсуждается многогранность роли жировой ткани в регуляции различных физиологических процессов, не только локально, но и системно, что резко контрастирует с прежними фактами об инертности данной субстанции, нацеленной лишь на поддержание энергетического гомеостаза в организме [178,180].

Патогенетическую взаимосвязь СД 2 типа и ожирения подчеркивает определение СД как «олигогенетического заболевания с комплексом генетических аномалий и ИР», сопряженного с нарушением метаболизма жиров в портальной системе и проявляющегося висцеральным накоплением жира [43,295]. Полагают значимость не самого факта избыточного количества жировой ткани, а «андроидного» типа ее распределения, при котором высокая степень липолиза катализирует избыточное поступление липопротеинов в клетки эндотелия и мышц, что, по-видимому, отражает суть понятия «липотоксичность», обсуждаемого в рамках изучения МС [288].

Открытие феномена воспаления жировой ткани позволило более детально исследовать модуляцию метаболических и иммунных процессов, напряженность которых оказалась наиболее высока в висцеральном жире [133,172,194]. Их уточнение представляется наиболее актуальным для превентивных терапевтических мер [44,99,192,196].

Анализ имеющихся в литературе научных данных в срезе выделения патогенетических звеньев развития СД при ВЖТ показал наиболее значимые: нарушение секреции адипокинов, индукция метаболических сдвигов, собственно воспалительная реакция, особенно – на внутриклеточном уровне [254,264,279].

Характеристика хронического слабовыраженного ВЖТ при СД 2 типа позволяет утверждать о следующих патофизиологических реакциях: клеточной лейкоцитарной инфильтрации, сосудистому стазу, фиброзу и оксидативному стрессу [207]. В клеточной инфильтрации висцерального жира наиболее значима роль макрофагов, количество которых возрастает в жировой ткани вслед за нейтрофилами и Т-лимфоцитами. Их способность к торможению превращения преадипоцитов в зрелые адипоциты определяет гипертрофию клеток, одновременно, в силу провоспалительной направленности, определяя апоптоз измененных жировых клеток [95,96,97,98]. Установлено, что гипоксия, развивающаяся вследствие стаза крови, усиливает стимулируемое макрофагами нарушение дифференцировки и метаболизма адипоцитов [141,187,280,281].

Формируется порочный круг диабетогенной перестройки «воспаление – ИР – ожирение – воспаление»: гипертрофия адипоцитов определяет избыточную продукцию адипокинов, которые возбуждают активность макрофагов, способствующих, в свою очередь, дальнейшей гипертрофии жировых клеток и нарастанию воспалительной реакции [166,198,229].

Эндотелиальная дисфункция характерна для многих состояний, ассоциированных с ВЖТ, в первую очередь, атеросклероза. Фибротические изменения при ожирении становятся возможны за счет возрастания соединительнотканного потенциала преадипоцитов, нередко их развитие приобретает необратимый характер [68,211]. Подобные сведения дали основание предположить, что фибробласты могут выступать новой терапевтической мишенью при хроническом воспалении [174].

Секреция жировой тканью с ее ауто-, пара- и эндокринной функциональной активностью большого количества биологически активных молекул обусловливает развитие осложнений, среди которых наиболее значима ИР [248,254,297]. Сообщается о функциональной активности бурой жировой ткани [278]. Имеются отдельные сообщения о существенном возрастании при ожирении маркеров хронического воспалительного процесса – С – реактивного белка, фибриногена, лейкоцитов, однако исследования о наличии аналогичных параллелей при СД 2 типа и ожирении единичны [225]. Отмечено возрастание синтеза и активности инсулиноподобного фактора роста–1 и ингибитора–1 активатора плазминогена, причем оба субстрата стимулируют пролиферацию и рост кардиомиоцитов и гладкомышечных клеток стенки сосудов, определяя формирование микро- и макроангиопатий [261].

Исследования последних лет позволяют уточнить, что модуляция метаболических и иммунных процессов в висцеральном жире осуществляется за счет адипокинов, вклад которых в патогенез СД 2 типа считается основополагающим [101,170,197,236,276]. Спектр секретируемых гормоноподобных субстанций весьма велик – к ним причисляют адипонектин, лептин, резистин, адипсин, ИАП-1, апелин, оментин, васпин, ретинол-связывающий протеин-4, компоненты ренин-ангиотензиновой системы, провоспалительные цитокины (ФНО-α, ИЛ-6 и ИЛ-1), хемокины (МСР-1 и RANTES), а также ряд других [276,279]. Однако до сих пор предметом дискуссий выступает источник их синтеза – адипоциты или макрофаги? Имеются утверждения об их тесном взаимодействии, определяющем вариабельность свойств этих биологически активных молекул [115].

Согласно одной из моделей развития осложнений СД 2 типа, стимуляция хронической гипергликемией и гиперинсулинемией провоспалительных эффекторов иммунной системы усиливает инсулинорезистентность, способствуя ухудшению течения диабета [129,242].

Интерес к изучению роли цитокиновой регуляции в патогенезе воспаления, лежащего в основе развития и прогрессирования микроангиопатий при СД, продиктован востребованностью в анализе прогностической оценки уровня этих провоспалительных молекул у больных и обсуждением возможности эффективного лечения заболевания и профилактики развития диабетических осложнений [227,237,299].

Цитокины - основные межклеточные медиаторы иммунной системы, участники многих физиологических и патологических реакциях организма, условно подразделяемые на два субкласса: собственно цитокины и хемокины, имеющие свойства хемоаттрактантов [21,39].

Сведения о роли цитокинов в патогенезе СД немногочисленны и противоречивы, особенно в отношении их уровня и продукции на разных стадиях заболевания [107,196,236,274]. Большинство данных подобного рода получено в эксперименте на животных со спонтанным аутоиммунным СД и на изолированных бета-клетках человека in vitro. Полагают, что одни цитокины приводят к функциональному угнетению и гибели β-клеток, другие - защищают их от этого воздействия [101]. Несмотря на факт выделения цитокинов класса Th1 и Th2 и соответствие свойственной аутоиммунным заболеваниям парадигме Th1-Th2, функциональные особенности подобной модели при СД 2 типа остаются малоизученными [14,28,79].

С учетом разделения цитокинов по биологическому действию на провоспалительные (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-1β, ИЛ-12, ИФН-γ, ФНО-α, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор/ГМ-КСФ) и противовоспалительные (ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13), представляется значимым установление их роли в развитии диабетических ангиопатий [75,89].

Полагают, что вследствие активности каскада провоспалительных цитокинов и снижения адипонектина наблюдается накопление жира в адипоцитах, печени, мышцах, β - клетках поджелудочной железы одновременно с усилением липолиза и развитием ИР жировых клеток [196,297]. Имеются данные об ассоциации возрастания уровней ФНО-α, IL – 6 и адипонектина наряду со снижением концентрации лептина в популяции американских мексиканцев с СД 2 типа [284].

Согласно сообщениям, наиболее высокий уровень ИЛ-1 с провоспалительным действием и активацией иммунных реакций отмечали на ранних этапах развития диабетической ангиопатии [51,152,170,269]. Обсуждается возможность разового увеличения продукции ИЛ-1β и вовлеченности в формирование стресс-индуцированного висцерального ожирения при неоднократном стрессовом воздействии [264].

В исследованиях показано, что при СД 2 типа его концентрация в крови прямо коррелирует с уровнем гликемии, что приводит к прогрессированию воспаления и индукции резистентности к инсулину при ожирении [135,152,184,202]. В экспериментальных опытах на животных была доказана перспективность создания антагониста ИЛ-1β для долгосрочного контроля гликемии и, таким образом, снижения риска развития диабетических ангиопатий [156].

Сведения об ИЛ-4, обладающем выраженным действием на рост и дифференцировку многих видов иммунокомпетентных клеток (B, T, ЕK, ЕK-T, тучных клеток и др.) и принимающем участие в регуляции ангиогенеза, противоречивы [40]. Сообщается, что функциональный полиморфизм гена IL-4 играют важную роль в патогенезе диабетической нефропатии [206].

Согласно одним данным, продукция данного цитокина у детей с СД 1 типа при гипергликемии резко возрастала и сохранялась на одном уровне в течение часа после коррекции состояния [269].

В другом исследовании сообщается, что IL-4 улучшает чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе, препятствует накоплению липидов, обусловливая снижение веса и жировой массы. Полагают, что повышение уровня ИЛ-4 при ИБС на фоне СД носит компенсаторный, контррегуляторный характер по отношению к провоспалительным цитокинам и стабилизирует течение заболевания [244]. Представляют научный интерес сведения, что преинкубация ИЛ-4 с островковыми клетками поджелудочной железы человека полностью предотвращает апоптоз, индуцируемый сочетанным воздействием ИЛ-1 + ФНО-α + ИФН-γ [157].

Фактор некроза опухоли (ФНО-α) – один из маркеров координации воспалительного ответа и цитокинового каскада, продуцируемый преимущественно мононуклеарными фагоцитами, регулирует межклеточное взаимодействие, усиливает секрецию простагландинов и индуцирует синтез острофазовых белков [51,112,277,282]. In vivo показано, что ФНО-α - один из главных цитокинов, индуцирующих апоптоз инсулинпродуцирующих клеток [10].Отдельными исследованиями доказана способность жировой ткани больных СД и ожирением к продукции ФНО-α, что способствует прогрессированию атеросклеротического поражения сосудов [150]. У больных СД, страдающих ожирением, жировая ткань способна в больших количествах продуцировать TNF-α, поддерживая, таким образом, воспали-тельную активность и способствуя прогрессированию атеросклеротического поражения сосудов [51].

По данным ряда авторов, ФНО-α может участвовать в развитии дисфункции эндотелиальных клеток у больных с метаболическим синдромом еще до развития у них СД типа 2 [40,51]. Ухудшение заживления трофических язв при СД соотносят с нарушением процессов пролиферации, дифференцировки, апоптоза, аномальной продукцией макрофагов и ухудшением васкуляризации одновременно с возрастанием ФНО-α [300].

Сообщается о снижении цитокинпродуцирующей способности клеток иммунной системы при тяжелом течении СД вследствие иммуносупрессии, что определяет высокую частоту осложнений и неблагоприятный прогноз течения заболевания, что позволяет предполагать негативную роль провоспалительных цитокинов в генезе заболевания [238].

Подобные эффекты детально изучены на примере интегрального маркера воспалительного процесса – ФНО-α, высокие концентрации которого в жировой ткани действуют на адипоциты паракринно и нарушают сигнальные пути инсулина [143]. На внутриклеточном уровне регулятором ВЖТ выступает фактор транскрипции NF-kB, направленность которого - поддержание воспаления за счет активации экспрессии генов цитокинов и молекул адгезии [128].

Ассоциация TNF-α полиморфизмов генов с СД 2 типа была широко исследована, но с противоречивыми результатами. Сообщается о возможности прогнозирования развития преддиабета на основании генетического полиморфизма ФНО-α 238G / A (RS 361 525)[143].

Основой развития диабетических микроангиопатий является повреждение эндотелия [60]. Регуляторную и координирующую функцию между клетками помимо цитокинов обеспечивают факторы роста, что позволяет рассматривать их в качестве маркеров тяжести повреждений тканей [60].

Показана возможность гликозилирования факторов роста фибробластов и активации/дезактивации его эффектов, прямая их активация гипергликемией [72]. Согласно данным исследований in vitro, в культуре эндотелиальные и гладкомышечные клетки сосудистой стенки, фибробласты и макрофаги синтезируют разнообразные факторы роста, которые могут участвовать в аутокринном или паракринном регулировании роста артериальной стенки [80,100,242].

Основной фактор роста фибробластов и трансформирующий фактор роста бета-1 позиционируют как главные регуляторы продукции мезангиального матрикса и гипертрофии мезангиальных клеток [19,239].

Фактор роста фибробластов оказывает стимулирующее влияние на пролиферацию эндотелиоцитов, развитие диабетической ретинопатии и других процессов неоваскуляризации [173]. TGF-β1 может стимулировать и подавлять дифференцировку клеток и модулирует активность фактора роста фибробластов [125,214]. Однако данные о клиническом значении уровней факторов роста у больных с СД 2 типа и ожирением малочисленны или получены в основном in vitro, что не позволяет использовать их в ранней диагностике сосудистых осложнений.

Исследовательский интерес к изучению роли ИПФР продиктован их функциональными особенностями: связью с пролиферацией, апоптозом и выживаемостью клеток [20,225,250,270,285]. О вовлеченности ИПФР-1 в различные метаболические нарушения сообщается во многих исследованиях, тогда как доказательства возможности использования ИПФР-2 как маркера ИР при высоком риске развития ССЗ и МС представлена менее убедительно и требует дальнейшего изучения [142,200,217]. Полагают, что снижение уровня ИПФР-2 может прогнозировать развитие ожирения у нормовесных больных с СД 2 типа [217].

Проблема исследования молекулярных механизмов апоптоза и его роли в развитии аутоиммунных заболеваний, в том числе, различных типов СД, стала в последние годы одной из трудных и актуальных для медико-биологических наук [13,46].

Согласно традиционным представлениям, апоптоз - сложный активный процесс, в результате которого осуществляется не только физиологически запрограммированная гибель клеток при эмбриогенезе и нормальной жизнедеятельности тканей для поддержания клеточного гомеостаза организма [65,73,81,268,298]. Регуляция его реализуется за счет комплекса биохимических, молекулярных и генетических факторов, индуцируемых эндо - и экзогенными сигналами [185].

Несмотря на накопленные данные о значимой роли апоптоза при патологических состояниях, обусловленных влиянием различных повреждающих факторов, роль нарушений его механизмов в генезе СД 2 типа у больных с ожирением остается малоизученной, несмотря на отдельные факты об апоптической активации β-клеток образцов панкреатической ткани при аутопсии [63,81,303]. Точная причина такой апоптотической активации неизвестна, однако существует предположение о существовании молекул, токсичных по отношению к β-клеткам поджелудочной железы [10]. Полагают, что в апоптотический каскад панкреатических β-клеток in vitro вовлечены глюкоза и цитокины, причем каждый из цитокинов может быть как индуктором апоптоза, так и ингибитором [231].

Одними из экзогенных факторов, запускающих апоптоз, являются «рецепторы смерти» семейства провоспалительного цитокина - фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), в число которых входят ФНО-Р1, Fas (Fibloblast associated), DR3 (Death Receptor 3), DR4, DR5 , DR6 и другие. В случае Fas-зависимого апоптоза, рецептор Fas (FasR (CD95, APO-1)) индуцирует апоптотической сигнал путем связывания со своим лигандом - Fas лигандом (FasL (CD95L)) - "FasR / FasL "система [10,298].

Современный виток развития диабетологии характеризуется накоплением данных об активации Fas/FasL-опосредованного апоптоза иммуноцитов при аутоиммунном СД и его варианте LADA (медленно прогрессирующего сахарного диабета у взрослых), однако участие его в генезе СД 2 типа до сих пор дискутабельно [9,67].

Согласно отдельным сообщениям, высокая концентрация глюкозы индуцирует апоптотическую гибель β-клеток поджелудочной железы и, в дополнение к потенциальной роли в дисфункции β-клеток при СД 2 типа, приводить к деструкции оставшихся β-клеток при установлении диагноза СД 1 типа [67].

При определении механизмов глюкозо-индуцированной токсичности по отношению к островкам поджелудочной железы задействованы предположения о возможности индукции глюкозой панкреатической продукции ИЛ-1β, что приводит к активации NF-κB, повышению экспрессии FasR (CD95, APO-1) и апоптозу β-клеток поджелудочной железы как следствия привлечения Fas лиганда (FasL (CD95L)) - триггера апоптоза [121,136,224,294].

С выделением различных сигнальных путей апоптоза появились данные о более высокой его скорости при активации «внешнего» пути, поэтому его роль в деструкции панкреатических -инсулоцитов полагают более существенной [224]. «Внутренний» — является митохондриальным и обусловлен повреждением ДНК в результате токсического воздействия на клетку. Обсуждение индукторов глюкозо-индуцированного апоптоза β-клеток предполагает анализ участия каспаз – инициирующих (8, 9, 10 и 12) и эффекторных (3, 6, 7 и 14), что стало возможным с учетом регистрации различных проявлений апоптоза, в частности, сигнальной трансдукции клеток [231]. Активация эффекторных каспаз способствует протеолизу ядерных белков, обеспечивающих поддержание гомеостаза и репарацию клеточного компартамента, как и белков – регуляторов клеточного цикла, структурных белков и т.д. [9].

Механизмы активации инициирующих каспаз могут быть различными. Изучены три основных пути развития каскада активации каспаз: связанный с взаимодействием индуктора апоптоза со специфическими рецепторами; рецепторный путь с активацией одного из расположенных на клеточной мембране рецепторов, воспринимающих внешний сигнал, например Fas/CD95, TNF-α [67,212]. Активация Fas-рецептора Fas-лигандом ведет к присоединению к рецептору адаптора FADD (Fas-associated protein with death domain), который связывается с Caspase 8, индуцирует ее и впоследствии – прокаспазу 3. Вариант, сопряженный с активацией Caspase 9 в результате образования гетеродимеров из белков семейства Всl-2. Иной путь активации каcпаз — при помощи сериновой протеиназы - гранзима В [153,176,224].

С учетом доказанной роли специфических рецепторов в индукции апоптоза, полагаем обоснованным исследование роли Fas-рецептора (CD95) и его лиганда (FasL) в генезе СД 2 типа у больных с ожирением [266].

Среди факторов, определяющих различную чувствительность клеток к Fas-индуцированному апоптозу, выделяют не только нарушение функции самого Fas-рецептора, но и влияние митохондриальных белков семейства Всl-2 [121]. Исследование роли механизмов митохондриальных изменений как инициального фактора активации апоптоза показало, что вследствие выхода белков из клетки, одним из которых является цитохром С, образуется апоптосомный комплекс – вследствие его комбинации с фактором Apaf-1 (apoptotic protease-activating factor-1) и прокаспазой 9, далее конвертирующейся в Caspase 9. Индукция комплексом Caspase 3 приводит к деградации ДНК – конечной и необратимой стадии апоптоза [139].

С учетом фрагментарности и неоднозначности данных о роли активации проапоптозных молекул в патогенезе СД 2 типа, представляется значимым исследование роли биомаркеров программированной клеточной гибели в развитии эндотелиальной и кардиальной дисфункции.

Отсутствие единых представлений о характере метаболических сдвигов у больных СД 2 типа и ожирением на внутриклеточном уровне оставляют риторическими вопросы их прогностической ценности для доклинической диагностики диабетогенных осложнений.

Представленные в научной литературе причинно-следственные связи между гипергликемией и осложнениями СД 2 типа контрастируют с низкими возможностями современной диагностической базы, предлагаемой для ведения больных с НТГ, что реализуется в невозможности прогнозирования диабетических микроангиопатий и своевременного терапевтического воздействия [24].



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал