Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Инсулинзависимый сахарный диабет (СД1) – самое частое из эндокринных заболеваний у подростков. В последние годы в РФ отмечается стабильный рост количества детей с СД1 во всех возрастных группах [1]. Как было показано в ходе фундаментальных исследований Diabetes Control and Complications Trial и Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications, достижение максимально близких к нормальным показателей гликемии в дебюте заболевания имеет решающее значение в профилактике отдаленных осложнений СД1, приводящих к инвалидизации и значительно ухудшающих качество жизни молодых пациентов. Между тем СД1 у подростков характеризуется лабильным течением, что связано как с проявлением пубертатной инсулинорезистентности на фоне повышенной продукции контринсулярных гормонов, так и с ранним возникновением специфических микро- и макрососудистых осложнений [2; 3].

Несмотря на то что в педиатрической популяции диабетические микроангиопатии протекают субклинически, начальные проявления диагностируются уже спустя несколько лет после манифестации заболевания и часто прогрессируют в периоде пубертата. Вместе с тем значительная часть сосудистых изменений у детей и подростков являются обратимыми, а ранняя диагностика и коррекция выявленных осложнений позволит предотвратить их дальнейшее прогрессирование во взрослом возрасте.

Общими патофизиологическими механизмами формирования микроангиопатий являются метаболические нарушения, включающие гипергликемию, дислипидемию, избыток гликозилированных белков, приводящих к изменению ультраструктуры базальной мембраны капилляров вследствие кумуляции мукополисахаридов и липидов. Структурным изменениям сосудистой стенки предшествуют функциональные нарушения: повышение капиллярной проницаемости, гемодинамические и реологические нарушения, дисфункция тромбоцитов. Однако у части подростков, несмотря на целевой уровень гликемии и гликированного гемоглобина, нормолипопротеинемию и высокую приверженность лечению, диабетические ангиопатии развиваются в кратчайшие сроки после дебюта СД и отличаются злокачественным течением, что предполагает наличие сопутствующих механизмов повреждения сосудистой стенки, таких как генетическая предрасположенность и иммуновоспалительный компонент [4].

Известно, что дисфункция иммунной системы, ассоциированная с СД1, не только индуцирует процесс аутоиммунной деструкции β-клеток поджелудочной железы, но также участвует в формировании микрососудистых осложнений. Иммуновоспалительные реакции, затрагивающие сосудистую стенку, возникают в результате воздействия на эндотелий повреждающих факторов, к которым относятся, прежде всего, гипергликемия, дислипидемия, окислительный стресс, нарушения коагуляционной системы [5]. Важная роль в этом патологическом процессе отводится активированным моноцитам, а также цитокинам, хемокинам, молекулам адгезии, осуществляющим межклеточную кооперацию. На сегодняшний день существуют только единичные работы, посвященные изучению клеточного звена адаптивного иммунитета у подростков с СД1 и ассоциированными с ним осложнениями.

Необходимо отметить, что абсолютная инсулиновая недостаточность в период бурного физического и полового развития может изменять адаптационные возможности иммунной системы. Активация гипоталамо-гипофизарной системы в период пубертата способствует увеличению продукции соматотропного, тиреоидных гормонов, половых стероидов и глюкокортикоидов. Указанные изменения приводят не только к последовательному становлению репродуктивной сферы, но и оказывают выраженное влияние на углеводный, липидный обмен, иммунный статус, что и определяет необходимость выделения подростков в особую группу наблюдения. В совокупности гормонального воздействия пубертатный период, по мнению А.А. Баранова, Л.А. Щеплягиной (2006), характеризуется снижением иммунной реактивности организма, ингибированием макрофагов, подавлением продукции ими монокинов [6].

Исследования, проведенные с участием взрослых пациентов, продемонстрировали нарушение функции иммунокомпетентных клеток при СД как в сторону их активации, так и в сторону ингибирования. По мере прогрессирования заболевания увеличивалось количество клеток и структур, продуцирующих цитокины [7]. При этом отмечался дисбаланс в сторону гиперпродукции провоспалительных субстанций, обладающих деструктивным действием на сосудистую стенку и нервную ткань.

В то же время характер и выраженность иммунных отклонений у подростков с СД1, их влияние на развитие хронических осложнений изучено недостаточно, а понимание патогенеза сосудистых осложнений СД может способствовать профилактике, ранней диагностике и эффективному лечению выявленных нарушений. В этой связи целью исследования явилось определение роли факторов врожденного и адаптивного иммунитета в формировании микроангиопатий при СД1 у подростков.

В исследование были включены 140 пациентов с СД1 и 36 соматически здоровых подростков с нормальной массой тела, не имеющих нарушений углеводного обмена и отягощенной по сахарному диабету наследственности (контрольная группа). Наблюдаемые пациенты с СД1 были распределены на две группы: I группа – подростки с декомпенсацией СД1 (n=65); II группа – с оптимальным и субоптимальным гликемическим контролем (n=75). Проведенный в соответствии с Федеральными клиническими рекомендациями (протоколами) по ведению детей с эндокринными заболеваниями (2014) скрининг на выявление начальных признаков микрососудистых осложнений позволил диагностировать диабетическую ангиопатию у 43,1% обследованных в I и 30,7% во II группе, диабетическую периферическую нейропатию у 43,1% в I и 33,33% во II группе, нефропатию в стадии микроальбуминурии у 20,0% в I и 9,3% во II группе соответственно. В зависимости от наличия или отсутствия микроциркуляторных нарушений группы были подразделены на подгруппы: Iа (n=50), IIа (n=38) – с наличием микроангиопатий; Iб (n=15), IIб (n=37) – с неосложненным течением заболевания.

Критерии включения: пациенты с диагнозом сахарный диабет 1 типа, установленным согласно «Алгоритмам медицинской специализированной помощи больным сахарным диабетом» (2017); возраст пациентов от 14 до 18 лет; длительность заболевания и продолжительность заместительной инсулинотерапии более 6 месяцев. Критерии исключения: обострение хронических очагов инфекции или появление острых воспалительных заболеваний; тяжелая сопутствующая патология.

Популяционный и субпопуляционный состав лимфоцитов и моноцитов периферической крови, уровень экспрессии Toll-like рецепторов (TLR) определяли методом лазерной проточной цитофлюориметрии, используя реагенты фирмы Immunotex (Франция), Caltag (США), FITC (изотиоцианатфлуоресцеин) – меченые CD3+, CD4+, CD8+, CD16+, СД19+, СD282+, СD284+, HLADR+ и PE (фикоэритрин)-меченые CD14+. Пробоподготовку для удаления эритроцитов проводили с использованием лизирующего раствора OptiLise C фирмы Immunotex (Франция). Результаты учитывали на проточном цитофлюориметре BECKMAN COULTER EPICS XL-II (США) в соответствии с рекомендациями производителя. Концентрации триглицеридов (ТГ), общего холестерина (ОХС) и его фракций: липопротеидов высокой (ЛПВП) и низкой плотности (ЛПНП), β-липопротеидов (β-ЛП), исследовали энзиматическим колориметрическим методом на автоматическом анализаторе «САПФИР-400» реагентами фирмы Randox (Великобритания). При определении статистической обоснованности различия исследуемых групп применялся критерий Манна-Уитни для независимых групп и критерий Вилкоксона для зависимых групп при допустимом уровне первого рода.

Сравнительный анализ особенностей течения заболевания у подростков изучаемых подгрупп выявил зависимость между уровнем гликемического контроля, длительностью СД1 и наличием осложнений.

Средняя продолжительность диабета в Iа подгруппе составила 7,25 (5,5;9) года, что в 2,5 раза превышала данный показатель в Iб (р<0,05). Большая часть подростков подгруппы Iа (60%) имела продолжительность СД 5-10 лет, у 18% пациентов длительность СД составила менее 5 лет, 22,0% болели СД1 более 10 лет. У 73,33% подростков подгруппы Iб стаж СД1 не превышал 5 лет. У всех пациентов подгруппы Iа, болеющих СД1 более 10 лет, выявлены ранние признаки сосудистых осложнений, что подтверждает данные литературы о несомненном влиянии длительной декомпенсации заболевания на развитие осложнений [8].

Средняя продолжительность заболевания в подгруппах IIа и IIб составила 9 (6;11) лет и 4 (1,7;6) соответственно. Стаж диабета менее 5 лет имели 18,42% подростков в подгруппе IIа, и в 3 раза больше пациентов в подгруппе IIб (р<0,05). Длительность заболевания более 10 лет регистрировалась у 42,11% пациентов IIа подгруппы и в 7,8 раза реже у обследованных в подгруппе IIб (р<0,05). Продолжительность СД 5-10 лет была сопоставимой в IIа и IIб подгруппах. Таким образом, по мере прогрессирования заболевания увеличивалась доля пациентов с диабетическими микрососудистыми осложнениями.

Принимая во внимание значительное возрастание риска развития диабетических ангиопатий у пациентов с дислипидемией, был проведен анализ наиболее значимых компонентов липидограммы.

По результатам исследования в группе декомпенсации СД (I группа) прослеживалась тенденция к повышению концентраций атерогенных фракций липидов у подростков с осложненным течением СД1. Так, средние значения ТГ составили в Iа подгруппе 1,2 (0,84;1,87) ммоль/л, в Iб – 1,03 (0,71;1,66) ммоль/л. Концентрация β-ЛП у пациентов Iа подгруппы превышала его уровень у подростков Iб подгруппы на 8,3%, однако достоверных различий по этим параметрам не обнаружено. Вместе с тем средний уровень ОХС у пациентов Iб подгруппы превосходил популяционные нормативы и средние значения данного параметра у обследуемых Iа подгруппы на 13,7% (р>0,05). Изучение содержания ЛПВП и ЛПНП, КА позволило установить примерно равные средние концентрации у пациентов с осложненным и неосложненным течением СД1 в группе декомпенсации.

Оценка показателей жирового обмена в группе компенсации СД1 (II группа) установила, что у подростков с осложненным течением заболевания регистрировались достоверно более высокие уровни ОХС, ТГ и β-ЛП. Концентрация ОХС в подгруппе IIа достигала верхней границы референсных значений - 5,15 (4,33;5,74) ммоль/л и превышала аналогичный показатель в подгруппе IIб в 1,2 раза (р<0,05). Средние значения атерогенных ТГ и β-ЛП в подгруппе IIа не выходили за пределы нормы, однако были выше таковых в подгруппе IIб в 1,5 и 1,3 раза соответственно (р<0,05 и р<0,01). Следовательно, высокий уровень атерогенных фракций липидов на фоне абсолютного дефицита инсулина является дополнительным фактором, способствующим ранней инициации сосудистых осложнений.

Сахарный диабет 1 типа характеризуется наличием реактивных аутоантител и цитотоксических Т-лимфоцитов, вовлеченных в процесс деструкции β-клеток поджелудочной железы, что приводит к абсолютному дефициту инсулина. Проведенный нами анализ показал, что развитие сосудистых осложнений при СД1 сопровождалось значительными изменениями иммунного статуса. Результаты исследования субпопуляционного состава Т-лимфоцитов у подростков с различной тяжестью СД1 приведены в таблице 1. В группе декомпенсации СД1 у пациентов с осложненным течением по сравнению с подростками без ангиопатий и контрольной группой отмечено увеличение содержания CD3+ лимфоцитов (р<0,05). В обеих подгруппах I группы относительное количество CD4+ нарастало по отношению к показателям контрольной группы (р<0,05), при этом максимальный уровень регистрировался в подгруппе Ia. Содержание Т-хелперов было выше в подгруппах IIа и IIб, чем в контрольной группе, в 1,4 и 1,1 раза соответственно (р<0,05), что подтверждает данные [9] о том, что Т-лимфоциты участвуют в регуляции воспалительного каскада при сосудистых осложнениях СД1.

Таблица 1

Показатели иммунного статуса у пациентов исследуемых групп

Примечание:

* <0,05 по сравнению c контролем;

▲<0,05 между Ia и Ib подгруппой;

∆<0,05 между II a и IIb подгруппой.

Натуральные киллерные клетки (NK) представляют собой основной источник IFN-γ, действующего как главный регулятор иммунного ответа. Повышение уровня IFN-γ способствует сдвигу иммунного ответа в сторону Th1 типа, приводя к иммунологически опосредованному разрушению тканей поджелудочной железы. У пациентов обеих подгрупп с микроваскулярными осложнениями (Ia, IIa) уровень CD16+ превышал данный показатель у подростков соответствующих групп без ангиопатий и обследованных контрольной группы. У пациентов Iа подгруппы по сравнению с подростками Iб и контрольной группой выявлено увеличение содержания NK-клеток в 1,7 и 2,4 раза соответственно (р<0,05). В группе удовлетворительного контроля содержание CD16+ было выше у подростков IIа подгруппы, чем у пациентов IIб и контрольной группы, в 1,8 и 2,0 раза соответственно (р<0,05), что согласуется с данными [10; 11] о том, что NK-клетки оказывают повреждающее действие на сосудистый эндотелий при СД1.

У пациентов обеих подгрупп 1 группы уровень В-лимфоцитов был значительно выше, чем у обследованных контрольной группы (р<0,05). Пациенты IIа подгруппы также продемонстрировали увеличение содержания CD19+ лимфоцитов в 1,5 раза (р<0,05) по сравнению с контрольной группой, что согласуется с данными [12] о роли В-лимфоцитов, продуцирующих иммуноглобулины против β-клеток поджелудочной железы, в патогенезе сосудистых осложнений при СД1.

Определение уровня маркера поздней активации HLA-DR позволило установить более высокие значения у пациентов I группы с осложненным и неосложненным течением заболевания при сравнении с контрольной группой (р<0,05). У подростков II группы с ангиопатиями уровень HLA-DR лимфоцитов превышал показатели контрольной группы в 1,3 раза (р<0,05).

Традиционно CД1 считается заболеванием клеточного звена адаптивного иммунитета, но существуют доказательства того, что компоненты врожденной иммунной системы, такие как Toll-like рецепторы (TLR), участвуя в распознавании микробных инфекций и эндогенных сигналов, таких как гипергликемия, дислипопротеинемия, приводят к активации сигнальных путей, экспрессии воспалительных медиаторов и индукции иммунных реакций [13].

Таблица 2

Экспрессия TLR рецепторов у пациентов исследуемых групп

Примечание:

* <0,05 по сравнению c контролем;

▲<0,05 между Ia и Ib подгруппой;

∆<0,05 между II a и IIb подгруппой.

В нашей работе в подгруппе Iа с подгруппой Iб и контрольной группой выявлены достоверные экспрессии TLR – 2 () и TLR – 4 (CD284+) на периферической крови (р<0,05). В подгруппе IIа количество моноцитов, экспрессирующих TLR–2, превышало показатели в подгруппе IIб и контрольной группе в 1,9 раза (р<0,05) (табл. 2). Аналогичные сдвиги выявлены и по содержанию CD14+CD284+. Их уровень в подгруппе IIа превышал контрольную группу в 1,9 раза (р<0,05) (табл. 2), что согласуется с данными [14; 15] о том, что TLR-2 и TLR-4 играют критическую роль в развитии СД1 и формировании эндотелиальной дисфункции и микроваскулярных осложнений при этом заболевании.

Таким образом, медиаторами эндотелиального воспалительного ответа, играющего важную роль при микрососудистых осложнениях, являются молекулы врожденного иммунитета (TLR-2 и TLR-2), экспрессия которых увеличивается на фоне гипергликемии и гиперлипидемии. Выявленная активация факторов врожденной и адаптивной иммунной системы при СД1 может вызывать каскад внутриклеточных сигнальных событий, что приводит к гиперпродукции провоспалительных цитокинов, хемокинов, выбросу вазоактивных молекул, прокоагулянтных белков и повреждению эндотелия, являющегося органом-мишенью и конечной точкой воздействия для всего спектра провоспалительных субстанций.

Следовательно, повышение количества NK-клеток, моноцитов, экспрессирующих TLR-2, TLR-4, может рассматриваться как ранние маркеры развития микроангиопатии, а дальнейшее изучение иммунных механизмов позволит выявлять доклинические признаки поражения сосудов и своевременно использовать адекватные лечебные мероприятия.