Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,039

Введение

Сахарный диабет (СД) – это группа заболеваний, при которых происходит нарушение углеводного обмена в виде стойкой гипергликемии, возникающей в результате нарушений продукции эндогенного инсулина или взаимодействия инсулина с рецепторами клеток[1]. Гипергликемия ведёт к нарушению эндотелия сосудов, что вызывает клеточную и органную дисфункцию, включая повреждения сердечно-сосудистой, почечной и нервной систем, ведущие к их недостаточности[2].

СД – весьма распространенное заболевание: по данным на 2023 год, насчитывается порядка 387 млн больных СД, что составляет около 8% населения планеты[3]. Прогнозируется, что к 2030 году число пациентов увеличится до 552 млн человек[4]. Социальная значимость СД обусловлена необходимостью постоянного мониторинга глюкозы, введения экзогенного инсулина (при СД 1 типа) и высоким риском инвалидизации[5]. Количество детей с СД 1 типа ежегодно увеличивается на 3–4%[6].

СД 1 типа возникает в результате дисфункции β-клеток поджелудочной железы[7]. Хроническая гипергликемия при СД приводит к повреждению органов, включая сердечно-сосудистую систему, почки и глаза[8]. У детей прогрессирование осложнений (нефропатия, ретинопатия) коррелирует с длительностью заболевания и качеством гликемического контроля.

Гликокаликс (ГК) – динамическая структура, покрывающая эндотелий сосудов. Она состоит из протеогликанов (синдеканы - SDC1, SDC4), гликозаминогликанов (гепарансульфат - HSPG, гиалуроновая кислота - НА) и адгезивных молекул[7]. ГК регулирует сосудистую проницаемость, предотвращает адгезию лейкоцитов и защищает эндотелий от оксидативного стресса[8].

HSPG – ключевой компонент ГК, обеспечивающий фильтрацию макромолекул. При СД гипергликемия стимулирует активность гепариназы, приводя к фрагментации HSPG[9]. Снижение уровня HSPG в ГК и повышение его фрагментов в крови ассоциировано с микроангиопатиями.
Эндокан-1 (ESM1) – дерматансульфат-протеогликан, модулирующий воспаление и ангиогенез[10]. При СД у детей повышенный уровень ESM1 связан с активацией NF-κB и эндотелиальной дисфункцией (ЭД).

HA обеспечивает механическую стабильность ГК. Гипергликемия активирует гиалуронидазы (HYAL1/2), что приводит к деградации HA на провоспалительные фрагменты, стимулирующие TLR-2/4. Это способствует развитию диабетической нефропатии и ретинопатии[11].
Ангиопоэтин-1 (ANGPT1) стабилизирует сосуды через рецептор Tie-2, подавляя воспаление и защищая ГК. При СД хроническая гипергликемия снижает уровень ANGPT1, ускоряя деградацию ГК. Однако компенсаторное повышение ANGPT1 при эндотелиальном стрессе может способствовать фиброзу[11].

СД ассоциирован с деградацией ГК, вызванной окислительным стрессом, воспалением и активацией протеаз. Гипергликемия индуцирует матриксные металлопротеиназы (ММР), разрушающие компоненты ГК. Снижение толщины ГК увеличивает сосудистую проницаемость, способствуя микро- и макрососудистым осложнениям[12].

Несмотря на значительный прогресс в изучении ЭД, большинство исследований сфокусировано на взрослой популяции, тогда как данные о педиатрических пациентах ограниченны. Это создает пробел в понимании ранних механизмов развития диабетических осложнений у детей, у которых длительность заболевания часто короче, а компенсаторные возможности организма выше.

Цель исследования. Изучение уровня маркеров гликокаликса (HSPG, ESM1, ANGPT1, HA) в сыворотке крови у детей с хроническим течением СД 1 типа, сопоставление их с группой сравнения (условно здоровыми детьми, не имеющими острых или хронических заболеваний, влияющих на структуру и функцию эндотелия), а также в зависимости от наличия или отсутствия осложнений течения заболевания.

Материалы и методы исследования. Представленная работа является открытым контрольным исследованием. Исследование было выполнено на базе ГБУЗ СК «ГДКБ им. Г.К. Филиппского» г. Ставрополя. В исследование вошли 60 детей, 30 из них с диагнозом СД 1 типа на стадии субкомпенсации заболевания (1-я группа), и 30 детей составили контрольную группу (2-я группа).

Исследование проводилось с разрешением локального этического комитета СтГМУ (протокол № 131 от 19.12.2024). Родители или законные представители детей давали письменное информированное добровольное согласие на участие в исследовании.

Пациенты из первой группы с СД 1 типа были госпитализированы в эндокринологическое отделение в плановом порядке с целью дообследования и коррекции дозы используемого инсулина. Средний возраст детей составил 14 [11-16] лет, из них 17 девочек и 13 мальчиков. Средняя длительность заболевания составила 5,8 года.

Критерии включения в I группу исследования:

· наличие добровольного информированного согласия законного представителя пациента;

· диагноз СД 1 типа в стадии субкомпенсации заболевания;

· возраст детей 3-17 лет.

Критерии исключения из I группы исследования:

· отказ от участия в исследовании одного из законных представителей пациента;

· наличие любой сопутствующей патологии, связанной с ЭД;

· возраст младше 3 лет и старше 17 лет.

Далее в ходе исследования пациенты из первой группы исследования были разделены на 2 подгруппы: имеющих осложнения СД (ангиопатия – 5 детей, ретинопатия – 10 детей, полинейропатия – 12 детей), что составило 16 детей из 30, из которых 11 девочек и 5 мальчиков, и не имеющих осложнения, что составило 14 детей из 30, из которых 6 девочек и 8 мальчиков, средний возраст детей данной группы составил 12 лет [11-15].

Вторую группу составили дети, обратившиеся в ГБУЗ СК «Городская детская поликлиника № 3» г. Ставрополя для прохождения диспансеризации. Средний возраст оставил 9 [5-12] лет, из них 16 девочек и 14 мальчиков.

Критерии включения во II группу исследования:

· отсутствие любых сопутствующих хронических заболеваний;

· возраст детей 3-17 лет;

· информированное добровольное согласие родителей или законных представителей на участие в исследовании.

Критерии исключения из II группы исследования:

· дети, имеющие любую сопутствующую хроническую патологию;

· возраст пациентов младше 3 лет;

· отказ родителей или законных представителей от участия в исследовании.

Забор сыворотки крови на определение концентрации исследуемых маркеров ЭД осуществлялся в 09.00 в плановом порядке. Сбор периферической венозной крови осуществляли методом рутинной венепункции. Исследование было выполнено на базе ООО «Центр клинической фармакологии и фармакотерапии» с использованием стандартных наборов для ИФА (USCN Life Science, Ухань, Китай). Определение содержания HSPG, ESM1, ANGPT1, HA основано на неконкурентном ИФА. Данный метод представляет собой высокоспецифичный метод количественного и качественного определения антигенов в биологических образцах. В основе метода лежит использование двух моноклональных или поликлональных антител, направленных к разным эпитопам целевого аналита. Данный подход обеспечивает высокую точность за счет двойной селективности связывания, минимизируя перекрестные реакции с другими молекулами.

Для статистического анализа использовали пакет программ Microsoft Excel, Statistica 10.0. Нормальность распределения оценивали с помощью теста Шапиро-Уилка. С учётом ненормального распределения данные были представлены как (Me [Q1-Q2]). Статистическую значимость различий в зависимости от распределения оценивали с применением U-критерия Манна-Уитни. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

У пациентов с СД 1 типа в сравнении с группой контроля зафиксировано статистически значимое повышение HSPG (p=0,000), ANGPT1 (p=0,009) и гиалуроновой кислоты (HA) (p=0,000). Уровень ESM1 не продемонстрировал значимых различий (p=0,597).

Средние показатели уровней данных маркеров представлены в таблице 1 и выражены в виде медианы и квартильного размаха.

Таблица 1

Сравнение уровней ANGPT1, HA, HSPG и ESM1 в сыворотке крови у детей с СД 1 типа в сравнении с контролем (Me [Q1-Q3])

Примечание: * статистически значимые отличия от группы контроля.

Источник: составлено авторами.

При разделении группы детей с СД 1 типа на 2 подгруппы по наличию осложнений анализ показал, что уровень ANGPT1 был значительно выше у детей с СД 1 типа с осложнениями по сравнению с теми, кто не имел осложнений (p = 0,03). Аналогичная тенденция наблюдалась для HA, где медиана составила 407.0 [285.2-635.2] у детей без осложнений (p = 0.038). Для параметра HSPG различия между группами оказались статистически не значимыми (p=0,12). Уровень ESM1 также не продемонстрировал достоверных различий (p=0,08) (табл. 2.).

Таблица 2

Сравнение уровней HSPG, ESM1, ANGPT1 и HA у детей с СД без осложнений и имеющих осложнения течения СД (Me [Q1-Q3])

Примечание: * статистически значимые отличия от группы контроля и СД с осложнениями.

Источник: составлено авторами.

Повышение уровней ANGPT1 и HA у детей с осложнениями СД согласуется с данными об их роли в ангиогенезе и ремоделировании сосудов,что может приводить к органной дисфункции и микроциркуляторным нарушениям. ANGPT1, как регулятор сосудистой стабильности, может компенсаторно повышаться при эндотелиальном стрессе. Высокие уровни HA, маркера деградации внеклеточного матрикса, отражают прогрессирование микроангиопатий.
Отсутствие значимых различий по HSPG и ESM1, вероятно, связано с малой выборкой. Однако корреляция SDC1-ESM1 подтверждает их совместное участие в патогенезе ЭД [14].

Полученные данные согласуются с исследованиями, где ANGPT1 участвует в стабилизации эндотелия через активацию рецептора Tie-2. У детей с СД хроническая гипергликемия индуцирует оксидативный стресс, что приводит к компенсаторному повышению ANGPT1 для защиты микрососудов. Однако избыточная экспрессия ANGPT1 может способствовать фиброзу, что в последующем может приводить к развитию нефропатии и хронической почечной недостаточности у детей с СД.

Повышение HA у пациентов с осложнениями отражает активацию гиалуронансинтаз (HAS2) под влиянием гипергликемии. Это согласуется с целым рядом исследований, где HA коррелировал с толщиной базальной мембраны капилляров сетчатки у детей с диабетической ретинопатией. Интересно, что гендерные различия в уровнях HA могут быть связаны с модулирующим эффектом эстрогенов на синтез гиалуронана, данный фактор может быть интересным направлением дальнейших углубленных исследований эндотелиальной дисфункции как при СД, так и при иных патологиях, связанных с деградацией ГК[14].

Отсутствие различий по HSPG, возможно, объясняется его двойной ролью: на ранних стадиях СД HSPG подавляет воспаление, но при длительной гипергликемии его деградация усиливает проницаемость эндотелия[15]. ESM1 имеет противоречивые данные в литературе: в то время как одни авторы связывают его с ангиогенезом, другие отмечают отсутствие связи с микрососудистыми осложнениями.

Комбинация HA и ANGPT1 может служить предиктором осложнений у детей с СД, что особенно актуально для групп с длительностью заболевания >5 лет и гипергликемией. Внедрение этих маркеров в клиническую практику требует валидации в многоцентровых когортах, как подчеркивается в рекомендациях ISPAD.

Заключение

По итогам исследования выявлено достоверное увеличение HSPG, ANGPT1 и HA у детей с хроническим течением СД по сравнению с группой контроля, что доказывает развитие ЭД у детей на фоне течения СД.

Дальнейшее разделение детей с СД по наличию осложнений показало, что уровни ANGPT1 и HA могут служить важными маркерами для раннего выявления ЭД у детей с СД 1 типа, особенно у тех, кто имеет осложнения. Дальнейшие исследования должны быть направлены на верификацию этих данных и разработку новых подходов к профилактике и лечению осложнений СД.

Таким образом, полученные данные расширяют понимание ранних механизмов диабетических осложнений у детей и открывают новые возможности для персонализированного подхода в педиатрической эндокринологии. Дальнейшие исследования должны быть направлены на интеграцию биохимических маркеров в алгоритмы диагностики и профилактики микроангиопатий, что особенно актуально в свете роста заболеваемости СД среди детей.