Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

Сахарный диабет 2 типа (СД2) входит в число ведущих причин преждевременной смертности и инвалидизации населения во всем мире. По данным Федерального регистра Российской Федерации, распространенность СД2 среди взрослых достигает 6%, причем на долю этого типа приходится около 90% всех случаев диабета [1–3]. Результаты масштабного эпидемиологического обследования на 26620 чел. показали, что каждый второй пациент с впервые выявленным СД2 уже имеет сопутствующие сердечно-сосудистые и метаболические нарушения [2]. Это позволяет рассматривать СД2 как системное кардио-нефрометаболическое заболевание, ассоциированное с высоким риском осложнений и летальности [4–6].

Одним из наиболее тяжелых и прогностически неблагоприятных осложнений СД2 является диабетическая нефропатия (ДН), которая характеризуется прогрессирующим снижением скорости клубочковой фильтрации (СКФ) и развитием альбуминурии [1, 7]. В структуре хронической болезни почек (ХБП) у пациентов с СД2 лидирующее место занимает вторичное поражение почек, обусловленное как гипергликемией, так и сопутствующей артериальной гипертензией, и атеросклерозом [8, 9]. Частота ХБП в этой когорте неуклонно растет, что частично связано с увеличением продолжительности жизни больных благодаря современным методам терапии [10, 11].

В последние годы активно разрабатываются подходы к нефропротекции, направленные не только на контроль углеводного обмена, но и на коррекцию окислительно-восстановительного гомеостаза [12, 13]. Хроническая гипергликемия и накопление гликированного гемоглобина (HbA1c) индуцируют тканевую гипоксию и генерацию активных форм кислорода (АФК), которые запускают каскад реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ) [14, 15]. Образующиеся при этом первичные и вторичные продукты свободнорадикального окисления повреждают эндотелиоциты сосудов, нарушая баланс между прооксидантными и антиоксидантными системами почечной ткани [7, 16]. Одним из ключевых последствий оксидативного стресса является снижение активности эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) и, как следствие, уменьшение продукции оксида азота (NO). Дефицит NOx способствует вазоконстрикции, повышению артериального давления и усугублению дисфункции эндотелия [13].

У больных СД2 также наблюдается активация адгезивных молекул и повышение агрегационной способности тромбоцитов, что в сочетании с избыточной активацией системы гемостаза и недостаточностью вазодилатации приводит к нарушению микроциркуляции в клубочках и канальцах [7, 17].

Таким образом, оксидативный стресс играет центральную патогенетическую роль в развитии ДН, что обосновывает включение в комплексную терапию антиоксидантных препаратов наряду с современными сахароснижающими средствами [18, 19]. Среди антиоксидантов особое внимание привлекает убихинол (коэнзим Q10) – эндогенный компонент дыхательной цепи митохондрий, участвующий в синтезе АТФ и обладающий антигипоксическим действием [12, 20]. Сочетанное применение коэнзима Q10 с α-липоевой кислотой потенцирует системный антиоксидантный эффект [21].

В связи с вышеизложенным оценка эффективности комбинированной терапии, включающей как традиционные антидиабетические препараты, так и антиоксиданты (убихинол, α-липоевая кислота), в отношении метаболических и функциональных показателей почек у пациентов с СД2 является актуальной задачей, решение которой может способствовать улучшению результатов лечения и профилактики диабетической нефропатии.

Цель исследования – оценить эффективность комплексной терапии, включающей антидиабетические лекарственные средства в сочетании с антиоксидантами, в коррекции метаболических нарушений и функционального состояния почек у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и диабетической нефропатией.

Материал и методы исследования

Исследование выполнено на базе стационара Республиканского эндокринологического диспансера (РЭД, г. Владикавказ). Лабораторные исследования проведены в лаборатории патобиохимии Института биомедицинских исследований Владикавказского научного центра Российской академии наук (ИБМИ ВНЦ РАН, с. Михайловское). В исследование включены 60 пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) в возрасте от 45 до 65 лет (средний возраст 55,0±2,3 года) с длительностью заболевания от 5 до 10 лет. Распределение по полу: 32 мужчины, 28 женщин. Контрольную группу составили 15 практически здоровых лиц, сопоставимые по возрасту и полу, без нарушений углеводного обмена и других хронических заболеваний.

План исследований: контрольная группа – практически здоровые люди без СД2 и других патологий (n=15), группа 1 – пациенты с нефропатией при поступлении, до лечения (n=15), группа 2 – пациенты на монотерапии метформином (n=15); группа 3 – пациенты с комплексной терапией – метформин + ингибиторы натрий-глюкозного контраспортера 2, ДПП-4, АПФ и обмена холестерина, группа 4 – с комплексом антидиабетических лекарственных средств + антиоксиданты убихинол и α-липоевая кислота (n=15). Контрольная группа обследуется однократно. Пациенты с СД2 – до лечения и через 30 дней в лаборатории патобиохимии для анализа данных метаболических и функциональных показателей.

У всех обследуемых определяли показатели гликемии: концентрацию глюкозы, уровень HbA1c, содержание общего белка, креатинина и мочевины в плазме крови общепринятыми методами. Изучали обмен холестерина, показатели перекисного окисления липидов и активность ферментов АОС: СОД, каталазы и церулоплазмина в плазме крови [19, 20]. Содержание суммарных метаболитов NOх исследовали модифицированным методом В.А. Метельской [20]. Для оценки функции почек использовали данные основных процессов мочеобразования. Расчет производили по формулам академика Ю.В. Наточина [20].

Проводили сравнительный анализ результатов лечения у пациентов с СД2 при стандартной и комплексной терапии, а также их отклонение от уровня данных контрольной группы. По клинико-лабораторным критериям ФГБУ «НМИЦ Эндокринологии»» Минздрава России оценивали выраженность заболевания и состояние компенсации СД2.

Исследование проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации (1975 г., пересмотр 2000 г.). Протокол одобрен Этическим комитетом ИБМИ ВНЦ РАН (протокол №6 от 26.12.2018). Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.

Статистическую обработку выполняли с использованием программ Microsoft Excel и Statistica 10.0. Данные представлены как среднее арифметическое (M) и стандартная ошибка среднего (SEM). Нормальность распределения оценивали по критерию Шапиро – Уилка. Для сравнения групп применяли t-критерий Стьюдента (для независимых выборок) и парный t-критерий (для динамики внутри групп). Различия считали статистически значимыми при p <0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Полученные данные показали стойкую гипергликемию, увеличение в 2 раза уровня гликированного гемоглобина (HbA1c). Нарушения процессов углеводного обмена вызвали гемическую гипоксию, активацию липопероксидации, вследствие продукции активных радикалов кислорода (АРК). Систематический процесс заболевания вызвал генерацию липо- и гидроперекисей, окислительная деструкция которых сопровождалась образованием диальдегида малоната. Эти результаты демонстрируют процесс перехода оксидативного в карбонильный стресс, вследствие возрастания уровня диальдегида малоната. В этих условиях выявлено понижение уровня ферментативной защиты от АРК, в частности СОД и увеличение уровней каталазы и церулоплазмина (табл.1). Дисбаланс между энзимами АОС является показателем реакции компенсации в стрессовой ситуации. Следует отметить подавление функциональной способности эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) у пациентов с СД2 до проведения лечения.

Таблица1

Анализ данных эффективности применения антиоксидантов в комплексной терапии на метаболические показатели крови при СД2 (М ± m)

Примечание: *** p < 0,001, ** p < 0,01, * p < 0,05 по сравнению с контролем; †† p < 0,001, † p < 0,01 по сравнению с группой до лечения; ‡‡ p < 0,001, ‡ p < 0,01 по сравнению с группой метформина; §§ p < 0,001, § p < 0,01 по сравнению со стандартной терапией. Сокращения: СД – сахарный диабет, HbA1c – гликированный гемоглобин, ГП – гидроперекиси, МДА – малоновый диальдегид, СОД – супероксиддисмутаза, ЦП – церулоплазмин, NOx – оксид азота, ОХС – общий холестерин, ЛПНП – липопротеины низкой плотности, ЛПВП – липопротеины высокой плотности. Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Следовательно, угнетение функции eNOS у пациентов с СД2 до лечения и, соответственно, продукции NO de novo является патогенетическим звеном развития общего патологического процесса – дисфункции эндотелия сосудов. Вспомогательную роль в этом механизме играет метаболизм холестерина (ХС). Полученные результаты показали статистически достоверное повышение содержания общего ХС, ХС ЛПНП и снижение ХС ЛПВП (табл.1).

Атерогенные ЛПНП легко подвергаются окислению, что показано при инкубации липопротеиновых частиц с эндотелиоцитами сосудов в присутствии факторов, стимулирующих СРО. Помимо этого, взаимодействие МДА с концевыми аминогруппами белковых молекул, в частности с Апо В100, вызывает его превращение в апопротеин В48, что сопровождается снижением его афинности к ХС ЛПНП. Отсутствие адекватной этой реакции способствует нарушению транспорта ЛПНП в клетки тканей, что повышает уровень ХС в плазме крови. В этих условиях ЛПНП перехватывают скавенджер-рецепторы макрофагов сосудистой стенки, обеспечивая их проникновение в клетки сосудов и развитие ускоренного атерогенеза. Эти изменения способствуют снижению уровня микроциркуляторной гемодинамики в нефроне и нарушению функции клубочково-канальцевых структур. Систематизация результатов основных процессов мочеобразования свидетельствует о снижении уровня скорости клубочковой фильтрации (СКФ) у пациентов СД2, что сопровождается повышением содержания креатинина в плазме крови. Анализ канальцевых процессов демонстрирует пониженный уровень канальцевой реабсорбции воды и натрия и повышение величины суточного диуреза. Параллельно нарушается электролитовыделительная функция почек: происходит повышение экскреции натрия, а также белка с мочой из-за нарушенного уровня их реабсорбции в канальцевом аппарате нефрона, а также уменьшение содержания калия в моче. Установлено увеличение креатинина в крови, снижение его клиренса – СКФ мл/мин/1,72 м2 и понижение содержания общего белка в плазме крови (табл.2).

Таблица2

Динамика метаболических показателей в крови и мочевыделительной функции почек у пациентов с СД2 (M±m)

Примечание: *** p < 0,001, ** p < 0,01, * p < 0,05 по сравнению с контролем; †† p < 0,001, † p < 0,01 по сравнению с группой до лечения; ‡‡ p < 0,001, ‡ p < 0,01 по сравнению с группой метформина; §§ p < 0,001, § p < 0,01 по сравнению со стандартной терапией. Сокращения: СКФ – скорость клубочковой фильтрации, RH₂O – реабсорбция воды, ENa – экскреция натрия, RNa – реабсорбция натрия, ЕК – экскреция калия.

Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Следовательно, показанная инициация свободнорадикальных процессов, дефицит NO, повышение содержания ХС ЛПНП, а также нарушение полярности и микровязкости сосудистой стенки сочетаются с недостаточной микроциркуляцией почек, повышением проницаемости фильтрующего барьера клеток и мембран канальцевого аппарата почек, показателем которых является полиурия, натрийурез, протеинурия у пациентов СД2 до лечения. Общепринятый алгоритм лечения метформином у пациентов с диабетической нефропатией не показал эффективного положительного сдвига в функции почек, а также показателей системы ПОЛ-АОС и содержания NOx. Таким образом, у пациентов с СД2 до начала лечения выявлена совокупность патологических сдвигов: активация свободнорадикального окисления, дефицит оксида азота (NO), повышение уровня атерогенных липопротеинов (ХС ЛПНП), а также нарушение структурно-функциональных свойств сосудистой стенки. Эти изменения сопровождались нарушением микроциркуляции в почках, повышением проницаемости фильтрационного барьера клубочков и канальцевого эпителия, что клинически проявлялось полиурией, натрийурезом и протеинурией.

Монотерапия метформином, применявшаяся у пациентов группы 2, не привела к достоверному улучшению функционального состояния почек, а также не оказала существенного влияния на показатели системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» (ПОЛ–АОС) и уровень NOx. Это обусловливает необходимость поиска более эффективных подходов к лечению диабетической нефропатии.

В связи с недостаточной эффективностью монотерапии, в настоящем исследовании была разработана схема комплексного лечения, включающая современные антидиабетические препараты (ингибиторы НГЛТ‑2, ДПП‑4), ингибитор АПФ, аторвастатин, а также антиоксиданты эндогенного происхождения – убихинол (коэнзим Q10) и α-липоевую кислоту. Применение данной комплексной терапии в группе 4 сопровождалось выраженной положительной динамикой метаболических показателей. Уровень глюкозы крови снизился на 46,4%, а HbA1c – на 22,2% относительно исходных значений (p <0,001). Указанные изменения сочетались с улучшением кислородного обеспечения структур нефрона, что, вероятно, способствовало восстановлению энергетического метаболизма и функциональной активности почечной ткани. Отмечается повышение транспорта кислорода в структуры нефрона, сопровождающееся торможением оксидативного стресса по данным снижения содержания диальдегида малоната на 39,7% и возрастания функции СОД на 78,0%, а также выраженного повышения NOх на 91,9%.

Эти позитивные изменения способствовали снижению величины кровяного давления – АД. Ингибирование адгезивно-агрегационных свойств форменных элементов крови, окислительного стресса с участием комплекса лекарственных средств и антиоксидантов способствовало восстановлению гидрофобности фосфолипидов клеточных мембран и позитивной динамике системной и почечной гемодинамики.

Положительную роль в устранении процесса дисфункции эндотелия сосудов сыграл и липидный профиль, характеризующийся снижением уровня ЛПНП на 38,8% и увеличением ЛПВП на 75,4%. Совокупность изменений биохимических показателей способствовала повышению содержания NOх и нормализации артериального давления. Одновременно выявлено улучшение функциональных показателей деятельности почек: возрастание СКФ, транспорта воды и ионов Na, снижение натрийуреза и содержания белка в моче у пациентов с СД2 на фоне комплексной терапии (табл.2). Количественный анализ подтверждает описанное положение повышенными показателями СКФ, транспорта воды и натрия соответственно на 46,4; 1,3; 1,8%. Ингибирующая роль антиоксидантов на интенсивность оксидативного стресса демонстрирует понижение содержания ионов Na, белка в моче и объема мочевыделения, соответственно на 25,6; 54,6; 37%. Следовательно, комплексная терапия диабетической нефропатии подтвердила свою эффективность.

Заключение

У пациентов с сахарным диабетом 2 типа, осложненным диабетической нефропатией, ключевыми патогенетическими механизмами являются оксидативный стресс и эндотелиальная дисфункция. Нарушение гликемического контроля ведет к активации свободнорадикального окисления, снижению продукции оксида азота и прогрессирующему ухудшению функционального состояния почек. Монотерапия метформином не обеспечивает достаточной коррекции этих нарушений, что подтверждается отсутствием значимой динамики показателей перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты и функции почек у пациентов 2-й группы. Включение в комплексную терапию антиоксидантов (убихинол, α-липоевая кислота) наряду с современными антидиабетическими и нефропротективными средствами (ингибиторы НГЛТ‑2, ДПП‑4, АПФ, аторвастатин) способствует: значимому снижению интенсивности перекисного окисления липидов (уровень МДА снизился на 39,7%, p < 0,001); восстановлению активности антиоксидантных ферментов (активность СОД возросла на 14,2%, p < 0,001); повышению уровня NOx на 25,8% (p < 0,001), что свидетельствует об улучшении эндотелиальной функции; коррекции липидного профиля (снижение ХС ЛПНП на 38,8%, повышение ХС ЛПВП на 75,4%); улучшению основных процессов мочеобразования: увеличение СКФ на 23,1% (p < 0,001), повышение реабсорбции воды и натрия, снижение протеинурии на 59,0% (p < 0,001) и диуреза на 37% (p < 0,001).

Таким образом, полученные результаты демонстрируют, что комбинированная терапия с включением антиоксидантов (убихинол, α-липоевая кислота) превосходит по эффективности стандартные схемы лечения и может рассматриваться как перспективный подход к нефропротекции у больных сахарным диабетом 2 типа.