Распространенность сахарного диабета 2 типа (СД 2) ежегодно непрерывно растет. В 2015 году количество пациентом с сахарным диабетом составило 415 миллионов человек в мире, к 2040 году ожидается увеличение числа больных до 642 миллионов, по данным Международной диабетической федерации (IDF). В России насчитывается 3 миллиона 870 тысяч больных СД 2. В связи с распространенностью ожирения, избыточного питания, гиподинамии возникает риск развития СД 2 с микро- и макрососудистыми осложнениями, ведущими к потере трудоспособности больных [9]. Среди висцеральных поражений при СД 2 весомое место занимают изменения органов пищеварения от 30 до 83% [3]. Пищеварительная и эндокринная системы тесно взаимосвязаны. В регуляции инсулинемии и гликемии физиологическая роль печени общеизвестна. Многочисленные исследователи выявляют частое поражение печени у больных СД 2 с развитием неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) [2; 3; 6; 8].
Цель исследования – оценить клинико-функционально-морфологическое состояние печени у больных СД 2.
Материалы и методы
Проведено исследование 54 больных СД 2 в возрасте 45,2±0,46 года, со стажем заболевания 6,08±1,39 года. Среди пациентов СД 2 было преобладание женщин 53,7%. Отягощенная наследственность в отношении СД 2 наблюдалась у 18 пациентов (33,3%). Для суждения о нормальных параметрах изучаемых показателей исследовано 36 условно здоровых лиц (контрольная группа), сопоставимых по полу и возрасту, обследование которых исключило изменение, влияющее на состояние внутренних органов. При исследовании мы пользовались классификацией и диагностическими критериями сахарного диабета, предложенными Комитетом экспертов ВОЗ 1999-2015 гг. [1]. У всех пациентов целевой уровень HbA1c составил менее 7%. При проведении исследования HbA1c менее 7% был выявлен только у 48,1% больных, HbA1c от 7 до 7,5% у 44,4%, HbA1c от 7,5 до 8% у 7,4% пациентов. Индекс массы тела (ИМТ) у больных СД 2 составил 28,3 ± 1,7 кг/м2, что достоверно было выше наших значений данного показателя у здоровых лиц (23,71 ± 1,32 кг/м2) (р<0,01). Более чем у 75% больных СД 2 имелись поздние осложнения заболевания. Диабетическая сенсомоторная нейропатия диагностирована у 70,4% больных СД 2. Непролиферативная ретинопатия выявлена у 46,3% больных, препролиферативная у 13%, пролиферативная у 5,6% больных. Диабетическая нефропатия у больных СД 2 выявлялась на стадии микроальбуминурии у 24,1% больных. Артериальная гипертензия диагностирована у 61,1% больных СД 2.
Уровень общего холестерола у больных СД 2 превышал показатель здоровых лиц (6,7 ± 1,2 ммоль/л, р<0,01). Гипертриглицеридемия отмечалась у всех больных СД 2 (2,78 ± 0,29 ммоль/л), р<0,01). Уровень холестерола липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) достоверно был выше у больных СД 2, чем в группе здоровых лиц (4,72 ± 0,11 ммоль/л, р<0,01). Уровень холестерола липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) был ниже нормы, чем у большинства больных СД 2 (0,84 ± 0,09 ммоль/л, р<0,01). Все пациенты с СД 2 получали метформин, и более 80% из них – сахароснижающие препараты сульфонилмочевины.
Функциональное состояние печени у больных с СД 2 оценивалось комплексом диагностических методов обследования. Изучали основные биохимические показатели, характеризующие состояние печени: аланинаминотрансферазу (АлАТ), аспартатаминотрансферазу (АсАТ), гамма-глутамилтранспептидазу (ГГТП), щелочную фосфатазу (ЩФ). Пигментный обмен в печени оценивали по уровню общего билирубина и его компонентов в сыворотке крови. Белковосинтезирующая функция печени изучалась по уровню общего белка крови и его фракций турбодиметрическим методом. Применялась тимоловая проба, чувствительная к повышению g- и β-глобулинов и отражающая активность патологического процесса в печени. Определяли уровень фибриногена. А для оценки способности гепатоцитов к синтезу витамина К-зависимых факторов свертывания крови определяли протромбиновый индекс и время свертывания.
Углеводный обмен оценивали по содержанию глюкозы и HbA1c в крови. Определение уровня концентрации глюкозы в капиллярной крови выявляли глюкозооксидазным методом с помощью стандартных наборов GOD-PODGlucose (Kone,Финляндия). Концентрацию HbA1c в сыворотке крови определяли иммунотурбодиметрическим методом.
О липидном обмене судили по уровню общего холестерола, триглицеридов, ЛПНП и ЛПВП. Общий холестерол и триглицериды в сыворотке крови оценивали энзиматическим методом с использованием стандартных наборов фирмы Cormay (Польша). ЛПНП и ЛПВП определяли по формуле W. Friedwald [4]. Данные исследования липидного обмена интерпретировали согласно практическим рекомендациям, изложенным в руководстве по гиперлипидемии под редакцией G.R. Thompson [10]. С целью исключения вирусного поражения печени проводилось исследование на сывороточные маркеры вирусных гепатитов (HBsAg, HCV).
Для оценки состояния печени и желчевыводящей системы использовалось ультразвуковое исследование (УЗИ) на аппарате Kombison-530.
С диагностической целью у 18 больных с СД 2 с гепатомегалией проведена чрескожная биопсия печени, показания к которой соответствовали рекомендациям А.Ф. Блюгера с соавторами (1984). Биопсия проводилась одноразовым набором для чрескожной биопсии печени («Гепафикс») фирмы B. Braun (Германия). Образцы делились на две части. Для световой микроскопии использовали фиксацию в 10%-ном нейтральном формалине. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином в комбинации с реакцией Перлса, по Ван Гизону с докраской эластических волокон резорцин-фуксином Вейгерта, реактивом Шиффа. Образцы для электронной микроскопии фиксировали в охлажденном до 4 °С 4%-ном параформальдегиде и дофиксировали в 1%-ном OsO4, обрабатывали по методике [5]. Полутонкие срезы окрашивали азуром II и реактивом Шиффа. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца и исследовали в электронном микроскопе JEM 1010. Степень активности процесса определяли согласно индексам гистологической активности (индекс R.G. Knodell).
Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась с помощью программного обеспечения Statistica 8.0. Применялись методы непараметрической статистики. Данные исследований представлены в виде M ± m, где М – среднее арифметическое значение, m – ошибка среднего. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05. Проводили расчет коэффициента ранговой корреляции Спирмена при анализе порядковых признаков (rs).
Результаты и обсуждения
В результате проведенного исследования у 54 больных СД 2 было выявлено, что, помимо характерных клинических проявлений сахарного диабета, наблюдался болевой синдром в правом подреберье у 22,2% пациентов. Диспепсический симптомокомплекс (тошнота, чувство горечи во рту) выявлен у 18,5% больных СД 2. Астеновегетативный синдром отмечался у 46,3% пациентов. При объективном исследовании небольшое увеличение печени на 2-3 см отмечено у 27,8% больных СД 2. Гепатомегалия у больных СД 2 связана с НАЖБП и обусловлена инсулинорезистентностью, ведущей к уменьшению содержания гликогенов печени, что мобилизует жиры из депо и приводит к избыточному поступлению в печень свободных жирных кислот, которые ресинтезируются в триглицериды, и при этом нарушается транспорт липидов из печеночных клеток. НАЖБП при СД 2 является прямым следствием нарушения углеводного и жирового обменов. У больных СД 2 частота встречаемости НАЖБП имела прямую корреляционную зависимость от величины ИМТ (rs= 0,682; р<0,001). ИМТ у больных СД 2 составил 28,3 ± 1,7 кг/м2, что достоверно выше, чем у здоровых лиц (р<0,01). УЗИ органов брюшной полости проводилось всем больным СД 2. Нарушение эхоархитектоники печени в виде диффузного усиления эхосигналов наблюдалось у всех пациентов с гепатомегалией.
При исследовании биохимических показателей функциональных проб печени у больных СД 2 было выявлено снижение белковосинтезирующей функции печени. Содержание альбуминов было достоверно ниже у больных СД 2 (44,7 ± 2,9%), чем в группе здоровых лиц (56,12 ± 0,64%) (p<0,01). Было выявлено повышение глобулинов всех фракций у больных СД 2, но особенно g-глобулинов – 17,6 ± 0,6 г/л, при норме – 12,1 ± 1,2 г/л (p<0,01). Выраженное повышение глобулинов следует расценивать как проявление реакции купферовских клеток и гистиоцитарной реакции в перипортальных мезенхимальных клетках, которые обусловливают повышенную выработку глобулинов вследствие влияния на них воспалительного процесса в мезенхиме печени, а также недоокисленных продуктов обмена и желчных кислот, циркулирующих в крови у больных СД 2. При этом отмечалось повышение средних показателей тимоловой пробы до 3,62 ± 0,52 ЕД при норме у здоровых лиц – 0,93 ± 0,03 (p<0.01), что можно объяснить нарушением функции печени, регулирующей постоянство коллоидного состава белков сыворотки крови.
У всех наблюдаемых нами больных СД 2 с НАЖБП отмечалась выраженная гиперхолестеринемия. Средний показатель общего холестерола у больных СД 2 составил 6,7 ± 1,2 ммоль/л при средних показателях здоровых лиц 5,1 ± 0,6 ммоль/л (p<0,01), при этом отмечалось повышение уровня ЛПНП до 4, 72±0,11 ммоль/л при норме у здоровых лиц 3,17±0,56 ммоль/л (p<0,05) и снижение уровня ЛПВП до 0,84 ± 0,09 ммоль/л при норме 1,2±0,8 моль/л (p<0,05). Также отмечалось повышение уровня триглицеридов до 2,78±0,29 ммоль/л при норме у здоровых лиц – 1,76 ± 0,49 ммоль/л (p<0,05).
Усиленное образование триглицеридов и секретирование их в кровь характерно для больных СД 2 с НАЖБП, когда постоянная гипергликемия подавляет окисление жирных кислот, за счет чего и усиливается синтез триглицеридов. Кроме того, у больных СД 2 за счет нарушения транспорта липидов из печеночных клеток повышается уровень β-липопротеидов до 52,4 ± 3,7 ЕД, что достоверно выше, чем в группе здоровых лиц – 44,1 ±3,7 ЕД (p<0,01).
Пигментный обмен печени оценивали по уровню общего билирубина и его компонентов в сыворотке крови больных. У больных СД 2 с НАЖБП повышение уровня общего билирубина отмечалось у отдельных больных, и в среднем по группе он составил 15,6 ± 3,4 мкмоль/л, что не имело достоверной разницы с группой здоровых лиц – 12,8 ±0,7 мкмоль/л (p>0,05). Определение ЩФ у больных СД 2 с НАЖБП выявило ее увеличение до 134,8 ± 27,9 Ед/л, что достоверно выше нормы здоровых лиц – 64,6 ± 8,9 Ед/л (p<0,001). При определении ГГТП отмечалось ее увеличение до 98,4 ±8,51 Ед/л, что достоверно отличалось от показателей ГГТП здоровых лиц – 42,0 ± 3,77 Ед/л (p<0,001). При изучении активности аминотрансфераз у больных СД 2 с НАЖБП установлено умеренное повышение АлАТ до 0,7 ±0,11 мкмоль/ч.мл, что достоверно выше, чем в группе здоровых лиц – 0,3 ± 0,04 мкмоль/ч.мл, (р< 0,01). АсАТ также имело тенденцию к повышению у больных СД 2 с НАЖБП до 0,69 ± 0,09 мкмоль/ч.мл по сравнению с группой здоровых лиц – 0,3 ±0,03 мкмоль/ч.мл, (р<0,01). По синтетической функции гепатоцитов в отношении синтеза витамина К-зависимых факторов свертывания крови судили по величине протромбинового времени (ПТВ) и активированного частичного тромбопластинового времени (АФЧ ТВ), которые не выходили за нижнюю границу нормы.
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что изменения показателей белкового, липидного, пигментного и ферментативного обмена у больных СД 2 с НАЖБП указывает на многообразие метаболических нарушений, которые обуславливают различные изменения во всех органах и системах. Поражение печени у больных СД 2 вызывает нарушения клеточного метаболизма и тесно с ним связанных окислительно-восстановительных процессов, которые обуславливают нарушения микроциркуляции и способствуют развитию диабетических ангиопатий, а также дистрофические изменения в различных тканях и органах. Сложные метаболические нарушения и тесно с ними связанные поражения сосудов и органов при СД 2 во многом определяются функциональным состоянием гепатобилиарной системы.
При синдроме гепатомегалии для верификации диагноза у 18 больных СД 2 была проведена чрескожная биопсия печени. При светомикроскопическом исследовании биоптатов печени у больных СД 2 выявлены популяции гепатоцитов с умеренным полиморфизмом; преобладала очаговая клеточно-инволютивная дистрофия (парциальная или тотальная опустошенность цитоплазматического матрикса) со снижением содержания гликогена. Липидная инфильтрация гепатоцитов также имела очаговый характер, липидные включения колебались от мелких до крупновезикулярных, занимающих весь объем цитоплазмы и формирующих иногда мелкие кисты. В большинстве случаев в цитоплазме гепатоцитов выявлялись скопления крупных гранул бурого пигмента. Главным событием в патологии печени явились изменения ядер: выраженный полиморфизм и трансформация в перстневидные структуры (7). При колебании размеров и анизохромии отмечалось большое количество крупных гиперхромных ядер и двуядерных клеток, разнообразие перстневидных ядер по размерам и тинкториальным свойствам. Интрануклеарно выявлялась ШИК-позитивная субстанция различных характеристик: гомогенная, хлопьевидная, рыхлая или достаточно плотная, гликогенизация ядер. Эндотелий сосудов портальных трактов и синусоидов имел признаки дегенерации: истончение эндотелиальной выстилки, уплощение ядер, нечеткая структурированность цитоплазмы. Обращала на себя внимание значительно утолщенная эпителиальная базальная мембрана. Наиболее важными событиями паренхиматозного компартмента печени была дистрофия гепатоцитов смешанного генеза – клеточная инволютивная (снижение синтеза белка), гетерогенность содержания гликогена и липидная инфильтрация (наиболее выраженная при ожирении). Ядра гепатоцитов подвергались деградации и гликогенизации. В целом все это отражает изменения белково-липидно-углеводного обмена. В этих наблюдениях отмечена гиперплазия клеток ИТО с перегруженной липидными вакуолями цитоплазмой. Отмечена значительная коллагенизация пространств Диссе. Клетки Купфера достаточно многочисленны и полиморфны, содержат крупные ядра округлой или неправильной формы, единичные профили гранулярной цитоплазматической сети, везикулярные элементы пластинчатого комплекса, свободные рибосомы и гетерогенные лизосомы. Клетки ИТО, локализующиеся в перисинусоидальных пространствах, накапливали крупные липидные капли, в некоторых клетках видны единичные профили гранулярной цитоплазматической сети и митохондрии.
При СД 2 электронно-микроскопическое исследование выявило компенсаторно-приспособительные изменения гепатоцитов и других клеточных популяций печени – эндотелиоцитов, синусоидов, клеток ИТО и Купфера. Ультраструктурные особенности паренхиматозных клеток печени зависили от степени капилляризации синусоидов и склероза пространств Диссе, что приводило к определенной «автономизации» гепатоцитов с активацией всех полюсов плазмолеммы. Она формировала множественные микроворсинки не только на синусоидальном полюсе с передислокацией митохондрий, но и на латеральных поверхностях при расширении интергепатоцеллюлярных пространств. В этих условиях не просматривались ультраструктурные признаки активной белоксинтезирующей функции гепатоцитов, на первый план выступали процессы глюконеогенеза, в том числе с гликогенизацией ядер, формирования гранул липофусцина и в меньшей степени – липидная инфильтрация, более выраженная при наличии ожирения у этих больных.
Заключение
По результатам исследования клинико-функционально-морфологического состояния печени у больных СД 2 выявлено, что болевой синдром в правом подреберье отмечался у 22,2% больных, диспептический симптомокомплекс в виде тошноты и горечи во рту выявлялся у 18,5% больных, астеновегетативный синдром – в 46,3% случаев. При объективном исследовании небольшое увеличение печени на 2-3 см отмечалось у 27,8% больных СД 2. Гепатомегалия у больных СД 2, связанная с НАЖБП, имела прямую корреляционную зависимость от величины ИМТ (rs=0,682; p<0,01). По данным УЗИ, нарушение эхоархитектоники печени в виде диффузного усиления эхосигналов наблюдалось у всех пациентов с гепатомегалией. При исследовании биохимических показателей функционального состояния печени у больных СД 2 было выявлено незначительное изменение белковосинтезирующей функции печени. Активность ЩФ и аминотрансфераз у больных СД 2 существенно не отличалась от группы здоровых лиц, за исключением ГГТП, которая превышала норму более чем в 2 раза. Нарушение пигментного обмена печени было выявлено лишь у единичных больных СД 2 за счет небольшого повышения общего билирубина. У всех наблюдаемых нами больных СД 2 с НАЖБП отмечалась выраженная гиперхолестеринемия до 6,7 ± 1,2 ммоль/л, при этом отмечалось повышение уровня ЛПНП до 4,72±0,11 ммоль/л и снижение уровня ЛПВП до 0,84 ± 0,09 ммоль/л, также отмечено повышение уровня триглицеридов до 2,78±0,29 ммоль/л. При синдроме гепатомегалии у 18 больных СД 2 была проведена чрескожная биопсия печени. Морфологические изменения печени проявлялись стеатозом с дистрофией гепатоцитов сложного генеза со снижением содержания гликогена. Липидная инфильтрация гепатоцитов колебалась от мелко- до крупновезикулярной, занимающей весь объем цитоплазмы. Отмечалась гликогенизация и деградация ядер гепатоцитов при ультраструктурном исследовании. Эндотелий сосудов портальных трактов и синусоидов имел признаки деградации со значительно утолщенной базальной мембраной. В целом все это отражает изменение белково-липидно-углеводного обмена у больных СД 2 с НАЖБП.