Молекулярные нарушения мембран эритроцитов и тромбоцитов при сосудистых осложнениях сахарного диабета типа 1

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Молекулярные нарушения мембран эритроцитов и тромбоцитов при сосудистых осложнениях сахарного диабета типа 1
Кравец Е. Б., Рязанцева Н. В., Яковлева Н. М., Бутусова В. Н., Чудакова О. М., Сапрыкина Э. В.
Molecular disorders of erythrocyte and platelet membranes in vascular complications of type 1 diabetes mellitus
Kravets Ye.B., Ryazantseva N.V., Yakovleva N.M., Butusova V.N., Choudakova O.M., Saprykina E.V.
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
© Кравец Е. Б., Рязанцева Н. В., Яковлева Н. М. и др.
C целью определения роли нарушений структурно-функциональных свойств мембран эритроцитов и тромбоцитов в механизмах развития и прогрессирования сосудистых осложнений сахарного диабета (СД) типа 1 обследованы 92 больных (48 мужчин и 44 женщины) в возрасте от 18 до 55 лет с различными стадиями диабетической ретинопатии и нефропатии. Полученные результаты свидетельствовали о выраженных структурных и функциональных изменениях мембраны красных клеток крови и тромбоцитов при СД типа 1, имеющих однонаправленный характер нарушений (возрастание микровязкости липидной фазы, угнетение активности Na*, K*-АТФазы), степень выраженности которых коррелирует со степенью выраженности сосудистых осложнений. Поскольку состояние мембраны определяет реологические свойства клеток крови, в частности их микрореологические особенности, выявление изменений молекулярной организации мембран эритроцитов и тромбоцитов можно рассматривать в качестве патогенетического звена развития диабетических микроангиопатий.
Ключевые слова: сахарный диабет типа 1, диабетические ангиопатии, эритроцит, тромбоцит, мембрана, флюоресцентное зондирование, активность Na*, K*-АТФазы, агрегация.
The aim of the present study was to establish the role of disturbances of structural-functional properties of erythrocyte and platelet membranes in mechanisms of development and progression of vascular complications of type 1 diabetes. The subjects were 92 patients (48 men and 44 women, aged from 18 to 55) affected by type 1 diabetes in different stages of diabetic retinopathy and diabetic nephropathy. The results have shown the significant structural and functional changes of red blood cells and platelet membranes in type 1 diabetes mellitus. These changes (increase of microviscosity of lipid phase, inhibition of Na*, K*-АТPase activity) correlated with the degree of expression of vascular complications. Since the rheologic properties of blood cells, particularly its microrheologic features, are determined by the membrane status, the detection of changes in the molecular organization of erythrocyte and platelet membranes can be consider as a pathogenic link of diabetic microangiopathies.
Key words: type 1 diabetes mellitus, diabetic angiopathy, erythrocyte, platelet, membrane, fluorescent probe, Na*, K*-ATPase activity, aggregation.
УДК 616. 379−008. 64:616. 1−06
Введение
Сахарный диабет (СД) типа 1 является одной из актуальных медико-социальных проблем во всем мире. Ранняя инвалидизация и летальность больных связаны с наличием сосудистых ослож-
нений, особое место среди которых занимают диабетические микроангиопатии, во многом обусловленные нарушениями реологических свойств крови. Одним из патогенетических звеньев изменений реологического статуса крови является структурно-функциональная дестабилизация ее
клеточных компонентов (эритроцитов, тромбоцитов), возникающая при СД вследствие неэнзимо-патического гликирования белков, ослабления антиоксидантных систем и усиления перекисного окисления в мембране кровяных клеток [1, 2, 7, 11, 14, 15, 17, 23, 24]. Исследование молекулярной организации мембран эритроцитов и тромбоцитов, направленное на формирование новых представлений о функциональных нарушениях этих клеток крови при СД типа 1, позволяет разработать патогенетически обоснованные способы коррекции нарушений микрореологических свойств клеток крови при развитии диабетических микроангиопатий.
Целью настоящего исследования явилось определение роли нарушений структурно-функциональных свойств мембран эритроцитов и тромбоцитов в механизмах развития и прогрес-сирования сосудистых осложнений СД типа 1.
Материал и методы
В исследование было включено 92 пациента с СД типа 1 (48 мужчин и 44 женщины) в возрасте от 18 до 55 лет с различными стадиями сосудистых осложнений. Первую группу обследованных составили 30 больных, имевших непро-лиферативную стадию диабетической ретинопатии и (или) диабетическую нефропатию в стадии микроальбуминурии- вторую группу — 40 пациентов с препролиферативной и пролиферативной стадиями диабетической ретинопатии и (или) диабетической нефропатией в стадии протеину-рии или хронической почечной недостаточности. В группу сравнения были включены 22 пациента с СД типа 1 без сосудистых осложнений. У обследованных больных учитывали степень компенсации углеводного обмена путем определения гликемии натощак, постпрандиальной гликемии, гликированного гемоглобина НЬА1с. Согласно Национальным стандартам сахарного диабета (федеральная целевая программа «Сахарный диабет», 2002) компенсацию углеводного обмена считали при показателе НЬА1с ниже 7,0%, субкомпенсацию — от 7,0 до 7,5% включительно, декомпенсацию — выше 7,5%.
Контрольную группу составили 25 практически здоровых лиц (14 мужчин и 11 женщин), сопоставимых по возрасту, с нормальной толерантностью к глюкозе, без наследственной предрасположенности к СД и без обострения хронических заболеваний.
Все пациенты были обследованы на момент госпитализации на фоне проведения интенсифицированной инсулинотерапии (суточная доза инсулина составляла от 0,6 до 0,7 ЕД на 1 кг массы тела). У всех больных СД типа 1 оценивали структурно-функциональный статус мембраны эритроцитов (спектральные характеристики взаимодействия липотропного зонда пирена с мембраной эритроцитов и активность Na+, K±АТФазы) — у 62% обследованных лиц исследовали мембраны тромбо-
цитов флюорофором пиреном, оценивали активность Na+, K±АТФазы в мембране тромбоцитов и агрегационную активность кровяных пластинок- у 51% больных оценивали морфологические свойства эритроцитов и их агрегационную активность.
Материалом исследования являлась венозная кровь, стабилизированная гепарином (25 ЕД/мл) или 3,8%-м раствором цитрата натрия (9: 1), и капиллярная кровь.
Мембраны эритроцитов выделяли путем ги-поосмотического гемолиза [21]. Выделение тромбоцитов осуществляли по методу К. В. Чури-на и соавт. [19].
В мембранной суспензии микробиуретовым методом определяли содержание белка. Проводи -ли флюоресцентное зондирование эритроцитар-ных и тромбоцитарных мембран флюорофором пиреном («Sigma», США). Взаимодействие мембран с флюоресцентным зондом регистрировали на спектрофлюориметре «Hitachi-MPF-4» (Япония). Микровязкость липидной фазы мембраны эритроцитов и тромбоцитов оценивали по степени эксимеризации пирена, мигрирующего в их гидрофобном компартменте, в среде следующего состава: NaCl — 145 ммоль, трис-HCl -10 ммоль (рН = 7,4). Раствор пирена (растворитель — этанол) добавляли в кювету с мембрана -ми красных клеток крови и тромбоцитов (содержание белка — 0,3 мг/мл) до конечной концен-
трации 10 мкмоль, инкубировали в течение 10 мин при постоянном помешивании. Определяли степень эксимеризации пирена в области ану-лярных и общих липидов, вычисляя отношение интенсивности флюоресценции эксимеров и ди-меров I470/I370 при длине волны возбуждающего света l = 285
и 340 нм соответственно, а также I370/I390 при 1 В = 340 нм для оценки полярности окружения молекул пирена [5]. Рассчитывали показатель миграции энергии с триптофановых остатков на пи-рен [3].
Активность Na+, K±АТФазы в мембранах эритроцитов и тромбоцитов определяли методом А. М. Казеннова и соавт. [9] по нарастанию содержания неорганического фосфора Р, в инкубационной среде следующего состава, ммоль: NaCl — 125, KCl — 25, MgCl2 — 3, ЭДТА — 0,5, АТФ — 2, трис-HCl — 50 (рН = 7,4). Инкубацию проводили при температуре 37 °C в течение 1 ч. Реакцию останавливали добавлением 20%-й трихлоруксус-ной кислоты. Активность Na+, K±АТФазы рассчитывали как разницу между активностью АТФазы, измеренной в условиях, описанных выше, и активностью АТФазы, определенной в среде того же состава (но без NaCl) с добавлением 125 ммоль КС.
Поверхностную архитектонику эритроцитов оценивали методом сканирующей электронной микроскопии. Образцы периферической крови подвергали двойной фиксации и дегидратации по методике Г. И. Козинца, Ю. А. Симоварта [10]. Препараты изучали в сканирующем электронном микроскопе РЭМ-200 (Украина) при ускоряющем напряжении 35 кВ, силе тока 0,63 А, под углом наклона 35°. В каждом препарате подсчитывали 1 000 эритроцитов, определяя количественное содержание их морфологических форм по классификации Г. И. Козинца, Ю. А. Симоварта [10] и Б. В. Ионова, А. М. Чернуха [8].
Особенности обратимой агрегации эритроцитов оценивали с использованием фотометрического способа, основанного на свойстве крови изменять свою оптическую плотность в зависимости от степени агрегированности эритроцитов [18]. Измеряя интенсивность света, проходящего через пробу крови, с одновременной регистраци-
ей величины механического воздействия, разрушающего агрегаты клеток, определяли показатели обратимой агрегации эритроцитов, характеризующие: минимальную механическую прочность агрегатов ио, В- максимальную механическую прочность агрегатов Ud, В- полупериод спонтанной агрегации эритроцитов т, с- амплитуду фотометрического сигнала А, мм, характеризующего количество клеток, участвующих в процессе обратимой агрегации. На основании измеренных показателей рассчитывали индекс агрегации Ja = Ud/т, усл. ед., характеризующий соотношение агрегационных и дезагрегационных процессов, а также коэффициент агрегации эритроцитов, усл. ед., по формуле К = ио ¦ Ud ¦ А/т.
Агрегационные свойства тромбоцитов оценивали при помощи анализатора агрегации тромбоцитов АМS-600 (Белоруссия). В качестве индуктора агрегации тромбоцитов был использован адреналин. При постановке адреналининду-цированной агрегации к 0,45 мл богатой тромбоцитами плазмы добавляли 0,05 мл стандартизированного раствора адреналина. Регистрировали показатели: степень агрегации, %, время агрегации, с, и количество тромбоцитов.
Достоверность различий показателей между сравниваемыми группами устанавливали с помощью непараметрического и-критерия Манна- Уитни. Корреляционный анализ проводили по методу Спирмена. Кластеризацию результатов исследования выполняли по методу К-средних. Критический уровень значимости р при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.
Результаты и обсуждение
Анализ клинико-лабораторных показателей обследованных больных СД типа 1 показал, что наибольший стаж заболевания (в среднем (16,9 ± 1,0)года) отмечался у пациентов второй клинической группы, имевших II и III стадии диабетической ретинопатии и (или) нефропатии, по сравнению с пациентами, входящими в группу больных с начальными стадиями сосудистых осложнений ((11,3 ± 1,5) года, р & lt- 0,001), и пациентами, не имевшими диабетических микроангио-патий ((3,1 ± 0,6) года, р & lt- 0,001). Дебют заболе-
Бюллетень сибирской медицины, 1 4, 2006 3.
вания во второй клинической группе наступал в более раннем возрасте, в среднем составив (16,0 ± 1,7) года, по сравнению с больными первой группы ((22,2 ± 2,0) года, р & lt- 0,01) и пациентами группы сравнения ((28,1 ± 1,7) года, р & lt- 0,001).
У обследованных больных второй клинической группы отмечался более высокий уровень НЬА1с ((10,3 ±
± 0,5)%) по сравнению со значениями в группе с начальными стадиями сосудистых осложнений ((8,7 ±
± 0,4)%, р & lt- 0,05) и в группе больных без диабетических микроангиопатий ((6,4 ± 0,2)%, р & lt- 0,001).
Больные С Д типа 1 с сосудистыми осложнениями в зависимости от фазы компенсации угле-
водного обмена были разделены на две подгруппы (табл. 1). При этом у пациентов с I стадией диабетической ретинопатии и (или) нефропатии, находившихся в фазе декомпенсации углеводного обмена, отмечался меньший стаж заболевания ((9,1 ± 1,7) года) по сравнению с таковым у обследованных в фазу субкомпенсации углеводного обмена ((13,4 ± 2,4) года). У больных со II и III стадиями сосудистых осложнений в фазе декомпенсации средний стаж заболевания также оказался меньше ((15,7 ± 1,2) года), чем у обследованных в фазу субкомпенсации ((18,5 ± 1,8) года). Полученные данные свидетельствовали о более быстром развитии сосудистых осложнений у пациентов с СД типа 1 при длительной декомпенсации и неудовлетворительном самоконтроле за состоянием углеводного обмена.
Таблица 1
Клинико-лабораторная характеристика обследованных больных с СД типа 1 (Х ± m)
Показатель Больные СД
без сосудистых осложнений (n = 22) с I стадией диабетической ретинопатии и (или) нефропатии со II и III стадиями диабетической ретинопатии и (или) нефропатии
НЬА1с, %
7,0−7,5 (n = 15) & gt- 7,5 (n = 15) 7,0−7,5 (n = 16) & gt- 7,5 (n = 24)
Стаж С Д типа 1, лет 3,1 ± 0,6 13,4 ± 2,4* 9,1 ± 1,7* 18,5 ± 1,8* 15,7 ± 1,2*v
Дебют С Д типа 1, лет 28,1 ± 1,7 25,2 ± 2,9 19,3 ± 2,6* 16,4 ± 2,6*# 15,7 ± 2,3*
Уровень НЬА1с, % 6,4 ± 0,2 7,3 ± 0,1* 10,0 ± 0,5*# 7,8 ± 0,3* 12,8 ± 0,6*v!& lt-
Уровень глюкозы натощак, ммоль/л 6,2 ± 0,3 7,9 ± 0,2* 11,8 ± 0,6*# 7,9 ± 0,3* 12,8 ± 0,4*v!& lt-
Инсулинотерапия, ЕД на 1 кг массы тела 0,57 ± 0,05 0,62 ± 0,03 0,60 ± 0,04 0,64 ± 0,04 0,77 ± 0,13
Общий холестерин сыворотки крови, 4,8 ± 0,2 5,1 ± 0,2 5,2 ± 0,2 5,2 ± 0,2 5,5 ± 0,2
ммоль/л
Триглицериды сыворотки крови, ммоль/л 1,2 ± 0,1 1,4 ± 0,1 1,4 ± 0,1 1,6 ± 0,1* 1,6 ± 0,1*
АД систолическое, мм рт. ст. 114,8 ± 1,5 125,7 ± 3,0* 122,9 ± 3,2* 137,5 ± 5,2* 153,3 ± 6,8*v!& lt-
АД диастолическое, мм рт. ст. 73,9 ± 1,0 82,3 ± 2,3* 81,1 ± 2,3* 91,6 ± 3,5* 98,8 ± 3,0*v
Примечание. * - р & lt- 0,05 по сравнению с показателями у больных СД типа 1, не имеющих сосудистых осложнений- # -р & lt- 0,05 по сравнению с показателями у больных СД типа 1 с I стадией сосудистых осложнений, находящихся в фазе субкомпенсации углеводного обмена-
v р — & lt- 0,05 по сравнению с показателями у больных СД типа 1 с I стадией сосудистых осложнений, находящихся в фазе декомпенсации углеводного обмена- х — р & lt- 0,05 по сравнению с показателями у больных СД типа 1 со II и III стадиями сосудистых осложнений, находящихся в фазе субкомпенсации углеводного обмена.
Клинико-лабораторные показатели у обследованных пациентов с СД типа 1 при меньших объемах выборки достоверно не отличались от данных, представленных в табл. 1.
Ранее было показано, что при СД типа 1 имеются нарушения поверхностной архитектоники эритроцитов [11, 12], способствующие снижению деформируемости последних и нарушению функ-
циональной способности красных кровяных клеток. При этом у ригидных эритроцитов нарушается не только присущая им газотранспортирую-щая функция, но и замедляется их продвижение по микроциркуляторному руслу, вследствие чего возникает повышенная адгезия трансформированных эритроцитов на эндотелии, образуются микротромбы, что в конечном итоге приводит к
повышению вязкости крови и нарушению ее реологических свойств.
В ходе электронно-микроскопического исследования у пациентов с СД типа 1 были обнаружены изменения формы красных клеток крови, степень выраженности которых зависела от стадии сосудистых осложнений. У всех больных СД типа 1 выявлено отчетливое нарастание морфологической неоднородности эритроцитарного пула (табл. 2, рисунок), о чем свидетельствовало достоверное по сравнению с нормой снижение содержания двояковогнутых дискоцитов и увеличение количества переходных, предгемолитических и дегенеративных форм эритроцитов. Наиболее выраженные изменения поверхностной архитектоники эритроцитов были обнаружены у больных второй клинической группы, при этом количество переходных форм эритроцитов в 1,4 раза, предгемолитических — в 2,6 раза и дегенеративных — в 2,4 раза превосходило аналогичные показатели у здоровых доноров (р & lt- 0,001). Интересным оказалось отсутствие
достоверных различий содержания морфологических форм эритроцитов у пациентов с сосудистыми осложнениями в за

Статистика по статье
  • 1
    читатели
  • 3
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц. сети

Ключевые слова
  • САХАРНЫЙ ДИАБЕТ ТИПА 1,
  • ДИАБЕТИЧЕСКИЕ АНГИОПАТИИ,
  • ЭРИТРОЦИТ,
  • ТРОМБОЦИТ,
  • МЕМБРАНА,
  • ФЛЮОРЕСЦЕНТНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ,
  • АКТИВНОСТЬ NA+,
  • K±АТФАЗЫ,
  • АГРЕГАЦИЯ

Аннотация
научной статьи
по медицине и здравоохранению, автор научной работы & mdash- Кравец Е. Б., Рязанцева Н. В., Яковлева Н. М., Бутусова В. Н., Чудакова О. М., Сапрыкина Э. В.

C целью определения роли нарушений структурно-функциональных свойств мембран эритроцитов и тромбоцитов в механизмах развития и прогрессирования сосудистых осложнений сахарного диабета (СД) типа 1 обследованы 92 больных (48 мужчин и 44 женщины) в возрасте от 18 до 55 лет с различными стадиями диабетической ретинопатии и нефропатии. Полученные результаты свидетельствовали о выраженных структурных и функциональных изменениях мембраны красных клеток крови и тромбоцитов при СД типа 1, имеющих однонаправленный характер нарушений (возрастание микровязкости липидной фазы, угнетение активности Na+, K±АТФазы), степень выраженности которых коррелирует со степенью выраженности сосудистых осложнений. Поскольку состояние мембраны определяет реологические свойства клеток крови, в частности их микрореологические особенности, выявление изменений молекулярной организации мембран эритроцитов и тромбоцитов можно рассматривать в качестве патогенетического звена развития диабетических микроангиопатий.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой