Введение

В настоящее время во многих работах показано, что ишемическая болезнь сердца (ИБС), особенно в сочетании с нарушениями углеводного обмена, является социально значимым заболеванием и часто приводит к развитию неблагоприятных исходов у пациентов [9]. Усиление процессов перекисной модификации биомолекул нередко играет ключевую роль в прогрессировании осложнений при ИБС и сахарном диабете (СД), что связано с формированием окислительного стресса (ОС), возникающего в условиях дисбаланса функционирования прооксидантно-антиоксидантной системы [5]. Субстратами при усилении свободнорадикального окисления (СРО), помимо клеточных мембран, могут являться полиненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав циркулирующих липопротеиновых комплексов. Кроме того, увеличение концентрации циркулирующих липопротеиновых комплексов может оказывать дополнительное повреждающее действие на сами клетки. В научной литературе показана важность контроля за липидными показателями крови как при лечении ИБС, так и при терапии СД [10]. Состояние гомеостаза в крови и полости рта при СД имеет ряд особенностей: повышенное содержание глюкозы оказывает негативное влияние на ткани, снижая потенциал их АОС, особенно в крови и ротовой жидкости (РЖ) [8]. Не менее важным аспектом лабораторной диагностики является поиск удобного биологического субстрата, который позволит осуществлять систематический мониторинг и скрининг состояния АОС и уровня СРО в организме [6]. РЖ может быть использована наряду с кровью в качестве такого альтернативного биосубстрата, отвечающего требованиям: неинвазивности, безопасности, возможности многократного забора в практически неограниченном количестве. В настоящее время в научной литературе еще не имеется достаточно сведений о возможности применения РЖ для оценки уровня ОС в организме и прогнозирования развития неблагоприятных исходов, что требует разработки новых алгоритмов лабораторной диагностики.

В связи с вышеизложенным целью настоящей работы явилось изучение взаимосвязи показателей липидного и углеводного обменов в крови, перекисного окисления и состояния АОС в крови и РЖ пациентов с ИБС и СД 2 типа для создания алгоритма лабораторной диагностики нарушений СРО при данных патологических состояниях.

Материалы и методы

Биологическим материалом для исследования были кровь и РЖ больных с ИБС (группа 1, n=30, средний стаж заболевания 9,3 года), СД 2 типа (группа 2, n=20, средний стаж заболевания 8,9 года) и при сочетании ИБС и СД 2 типа (группа 3, n=30, средний стаж заболеваний 14,1 года); контрольную группу составили 20 человек.

Отбор и обследование пациентов осуществлялись на базе отделений кардиологии 1 и 2 ГБУЗ «Краснодарский краевой клинический госпиталь для ветеранов войн им. профессора В.К. Красовитова» (г. Краснодар), отделение эндокринологии ГБУЗ «Краевая клиническая больница № 1 имени профессора С.В. Очаповского». Распространенность осложнений оценивали, исходя из поставленных в лечебных учреждениях клинических диагнозов.

Для оценки уровня ОС в биологических жидкостях определяли продукты перекисной модификации биомолекул, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой (ТБК), а также глутатион (GSH) как ключевой низкомолекулярный субстрат, характеризующий состояние эндогенной АОС. Среди показателей ферментного звена АРЗ определяли активность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ). Определение продуктов окислительной модификации биомолекул проводили на основании количественной оценки окрашенного комплекса, полученные результаты выражали в микромолях ТБК-продуктов (ТБК-РП) на 1 л РЖ или плазмы крови [2]. Определение глутатиона проводили на основании его взаимодействия с 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойной) кислотой [1; 7]. Активность СОД определяли по методу В.А. Костюка и соавт. [4]. Метод основан на способности СОД тормозить реакцию аутоокисления кверцетина за счет дисмутации супероксидного анион-радикала, образующегося при окислении кверцетина в присутствии N,N,N1,N1-тетраметилэтилендиамина в аэробных условиях. Активность каталазы определяли колориметрическим методом по М.А. Королюку и соавт. [3]. Принцип метода основан на способности пероксида водорода давать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс.

Состояние липидного обмена определяли по уровню холестерина (ХС), триглицеридов (ТрГ), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), липопротеинов высокой плотности (ЛПВП); состояние углеводного обмена оценивали по уровню глюкозы и содержанию HbA1c. Исследования проводили на биохимическом анализаторе с помощью стандартных наборов и реактивов фирмы Sigma.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли методами вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента. Достоверным считали различие при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Проведенными исследованиями установлено, что у пациентов в группах 1, 2 и 3 наблюдалось развитие ОС, которое сопровождалось повышением уровня продуктов перекисной модификации биомолекул и уменьшением антиоксидантного потенциала в крови и РЖ (табл. 1). В крови пациентов в этих группах наблюдалось закономерное снижение показателей антиоксидантной защиты, наиболее выраженное в третьей группе для показателей супероксиддисмутазы (на 55,6%, p<0,05), каталазы (на 50,1%, p<0,05), глутатиона (на 29,5%, p<0,05), что отражает существенные нарушения в функционировании АОС, особенно при сочетанном течении ИБС и СД 2 типа. При этом увеличение продуктов перекисной модификации у них в крови составило: у больных с ИБС - 114,1% (p<0,05), у больных с СД 2 типа - 182,4% (p<0,05), а при сочетании ИБС и СД 2 типа количество ТБК-продуктов возрастало на 285,5% (p<0,05), что свидетельствует об усилении процессов СРО, особенно у больных с патологией сердечно-сосудистой системы на фоне нарушений углеводного обмена (табл. 1).

Таблица 1 - Показатели липидного и углеводного обменов в крови, уровня СРО и состояния АОС крови и ротовой жидкости у пациентов с ИБС и СД 2 типа

* - р<0,05 в сравнении с показателями контрольной группы.

При исследовании таких же показателей в РЖ были выявлены аналогичные изменения для показателей антиоксидантной защиты, более выражены они также в третьей группе для показателей каталазы (снижение на 50,3%, p<0,05), супероксиддисмутазы (снижение на 48,9%, p<0,05) и GSH (снижение на 32,4%, p<0,05), что сопровождалось увеличением содержания продуктов окислительной модификации - уровень ТБК-РП повышался при ИБС на 105,3% (p<0,05), при СД 2 типа - на 226,3% (p<0,05), при сочетании ИБС и СД 2 типа - на 343,9% (p<0,05). Это может быть связано как с рекреторной функцией слюнных желез и накоплением в РЖ моносахаридов при декомпенсации СД, так и с выраженными нарушениями функционирования гематосаливарного барьера при диабете в условиях формирования макро- и микроангиопатий. Подобные изменения в целом соответствуют степени тяжести патологического процесса, что требует применения в комплексной терапии данных заболеваний препаратов с антиоксидантными свойствами.

Принимая во внимание полученные результаты, характеризующие уровень СРО и состояние АОС, для разработки оптимального алгоритма диагностики и мониторинга ОС при ИБС и СД 2 типа, был проведен корреляционный анализ между ними и показателями липидного и углеводного обменов. Установлено, что коэффициент корреляции ТБК-РП, отражающего базальный уровень СРО, составил для крови: r_{ТБК-РП/ХС} = +0,43 (p<0,05), r_{ТБК-РП/ЛПНП}= +0,88 (p<0,05), r_{ТБК-РП/ЛПВП} = -0,45 (p<0,05), r_{ТБК-РП/ТрГ} = +0,66 (p<0,05), r_{ТБК-РП/глюкоза} = +0,78 (p<0,05), r_{ТБК-РП/HbA1c} = +0,94 (p<0,05), что подтверждает существенную роль неконтролируемых свободнорадикальных процессов в развитии нарушений липидного и углеводного обменов. При оценке диагностической значимости неинвазивных методов обследования с помощью корреляционного анализа уровня СРО в РЖ и показателей липидного и углеводного обменов крови было установлено, что коэффициенты корреляции ТБК-РП и показателей липидного обмена статистически значимо не отличаются от аналогичных данных в крови, хотя и несколько меньше их в абсолютных значениях (r_{ТБК-РП/(ХС, ЛПНП, ЛПВП, ТрГ)}= +0,33, +0,88*, -0,35, +0,57*, *-p<0,05), в то время как корреляции ТБК-РП и показателей углеводного обмена даже превышают аналогичные данные по крови (r_{ТБК-РП/(глюкоза, HbA1c)}= +0,83*, +0,96*, *-p<0,05), что позволяет использовать РЖ в лабораторном алгоритме оценки тяжести метаболических нарушений у данных категорий пациентов. Такие данные показывают, что более значимую роль в инициации и поддержании повышенного уровня СРО у пациентов играют именно нарушения углеводного обмена, особенно при декомпенсации СД они могут иметь решающее значение при формировании поздних осложнений (микроангиопатия, полинейропатия). Исходя из вышесказанного логично предположить, что увеличение содержания глюкозы в крови при диабетической гипергликемии может способствовать интенсификации пероксидации ЛПНП с их последующей атерогенной модификацией. Хотя в научной литературе сведения о влиянии глюкозы на процессы пероксидации ЛПНП немногочисленны и неоднозначны [8].

Среди показателей липидного обмена следует указать, что содержание общего ХС умеренно коррелирует с показателями СРО, в то время как уровень ЛПНП, являющихся атерогенной фракций липидного спектра, коррелирует с ТБК-РП значительно сильнее (r=+0,88, p<0,05), что указывает на большую диагностическую информативность для клиники именно определения показателей липидного спектра (ЛПНП, ЛПВП) крови совместно с ТБК-РП и ТБК-РП (Fe²⁺) в крови и РЖ, нежели традиционного общего ХС в крови. При анализе состояния эндогенной АОС и показателей углеводного и липидного обменов установлено, что наибольшая обратная корреляционная взаимосвязь наблюдается также между содержанием GSH в крови и уровнем ЛПНП (r= -0,91* в крови, r= -0,84* в РЖ, *-p<0,05), в то время как коэффициенты корреляции GSH с другими фракциями липидного спектра существенно ниже: r_{GSH/(ХС, ЛПВП, ТрГ)}= -0,35, +0,41, +0,61* (*-p<0,05), что показывает большую уязвимость фракции ЛПНП для СРО в условиях истощения ключевых тиоловых компонентов эндогенной АОС и может вести к формированию осложнений у таких пациентов. Содержание GSH в крови также имело обратную корреляционную взаимосвязь и с показателями углеводного обмена, причем наибольшее значение было у коэффициента для GSH/HbA₁с (r_{ТБК-РП/(глюкоза, HbA1c)}= -0,79*, -0,93*, *-p<0,05). При анализе взаимосвязей между показателями АОС в РЖ и состоянием липидного и углеводного обменов в крови установлено (r_{GSH/(ХС, ЛПНП, ЛПВП, ТрГ, глюкоза, HbA1c)}= -0,40, -0,84*, +0,37, -0,60*, -0,84*, -0,97*, *-p<0,05), что они статистически значимо не отличаются от аналогичных коэффициентов корреляции в крови, а следовательно, могут быть использованы как неинвазивные лабораторные тесты для оценки метаболического статуса в условиях ОС.

С целью дополнительного подтверждения данных, полученных при корреляцинном анализе лабораторных показателей, был также проведен анализ взаимосвязи уровня биохимических показателей ферментного звена АОС и частоты поздних осложнений (макро- и микрососудистых) у пациентов 1, 2 и 3 групп (табл. 2), в результате которого установлено, что активность КАТ и СОД в крови статистически значимо коррелирует с суммарной частотой микроангиопатий (ангиоретинопатия, нефропатия, ангиопатия нижних конечностей, полинейропатия: r_{(КАТ, СОД)/микроангиопатии} = -0,81*, -0,80* *-p<0,05) и в меньшей степени с суммарной частотой макрососудистых осложнений (ИБС, стенокардия, постинфарктный кардиосклероз, нарушения мозгового кровообращения, дисциркуляторная энцефалопатия: r_{(КАТ, СОД)/макроангиопатии} = -0,55*, -0,54*, *-p<0,05).

Таблица 2 - Клиническая характеристика обследованных категорий пациентов

При анализе данных, полученных при изучении РЖ (r_{(КАТ, СОД)/микроангиопатии,}= -0,85*, -0,77*; r_{(КАТ, СОД)/макроангиопатии,}= -0,47, -0,55*, *-p<0,05), коэффициенты корреляции существенно не отличались от аналогичных показателей в крови, что можно применять в клинической практике для неинвазивного мониторинга состояния пациентов с ИБС и СД 2 типа, особенно при анализе риска развития микрососудистых осложнений на амбулаторном этапе.

Таким образом, на основании выполненных исследований был разработан следующий лабораторный алгоритм для мониторинга процессов СРО у пациентов при ИБС и СД 2 типа.

1. На первом этапе выполняется определение липидного спектра и гликозилированного гемоглобина в крови с одновременной оценкой содержания ТБК-РП и GSH в РЖ. При повышении уровня липидов и HbA₁c проводится коррекция метаболических нарушений с помощью гиполипидемических средств и сахароснижающей терапии, дополнительно при повышении уровня ТБК-РП целесообразна коррекция с помощью антиоксидантов прямого действия (липофильной и гидрофильной природы), при снижении уровня GSH обосновано назначение тиолсодержащих препаратов (липоевая кислота, глутатион).

2. На втором этапе после достижения показателей адекватного контроля углеводного и липидного обменов продолжается мониторинг состояния СРО и АОС путем определения ТБК-РП и GSH в РЖ с целью своевременной коррекции процессов СРО, а также дополнительно оценивается в РЖ активность ферментного звена АОС (СОД и КАТ) с целью своевременного прогнозирования возможного развития микро- и макрососудистых осложнений, с дальнейшим назначением профилактических мероприятий и ангиопротекторов пациентам с пониженной активностью ферментов антирадикальной защиты.

Преимущества такого подхода заключаются в том, что исследование РЖ возможно проводить амбулаторно, так как ее получение можно осуществлять неинвазивно и это не требует профессиональной подготовки от пациентов и персонала.

Выводы

Изменения показателей СРО и состояния АОС достоверно кореллируют с нарушениями липидного (ЛПНП, ТрГ) и углеводного (HbA₁с) обменов при ИБС и СД 2 типа. Исследование РЖ позволяет достаточно точно контролировать состояние процессов СРО в организме уже на ранних стадиях развития ОС. Изучение содержания ТБК-РП и уровня глутатиона в РЖ при ИБС и СД 2 типа перспективно проводить для неинвазивного мониторинга уровня ОС и последующего назначения в комплексной терапии препаратов с антиоксидантной направленностью. Определение активности СОД и КАТ позволяет прогнозировать развитие микрососудистых осложнений и своевременно назначать корригирующие мероприятия и ангиопротекторы пациентам с пониженной активностью ферментного звена АОС.

Рецензенты

Каде Азамат Халидович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей и клинической патофизиологии, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, г. Краснодар.

Быков Илья Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой фундаментальной и клинической биохимии, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, г. Краснодар.