Клиническое значение оценки роли дисфункции эндотелия в патогенезе диабетической ангиопатии - Диссертация

Известно, что в общей структуре заболевания доля СД типа 1 не превышает 10 - 15%, основную часть (85 - 90%) пациентов составляют лица с СД типа 2. За последнее десятилетие в РФ отмечен рост числа пациентов как СД 1 типа, в основном у детей (на 35,7%) и подростков (на 68,9%), так и СД типа 2 (на 45,5 %). Данная работа направлена на изучение роли ДЭ в патогенезе и клинике ДАП путем определения количественного содержания циркулирующих маркеров ДЭ в крови пациентов с СД, совершенствование методов ранней диагностики сосудистых осложнений СД на доклинической стадии при помощи дополнительных методов лабораторной диагностики. Целью настоящего исследования является оценка роли эндотелиальной дисфункции в развитии ДАП, а также повышение качества ранней диагностики сосудистых осложнений СД путем разработки и апробации в клинической практике метода количественного определения циркулирующих маркеров ДЭ (эндотелина-1, фактора фон Виллебранда, эндотелиальной синтазы оксида азота). Впервые установлено, что уровни вазоконстрикторного фактора эндотелина-1 и тромбогенного ФФВ значительно повышены, а уровень е-NOS снижен в сыворотке крови у пациентов с СД по сравнению с группой здоровых лиц, а также пациентами с АГ.Учитывая различия в структурной организации, скорости образования в эндотелии, направленности действия все вещества эндотелиального происхождения можно условно разделить на несколько групп: - факторы, образование которых происходит в эндотелии непрерывно с целью поддержания оптимального гемореологического баланса. факторы, синтез и накопление происходит в эндотелии постоянно, однако выделение в кровь или экспрессия происходит только под влияние дополнительных стимулов. Воздействуя на К - Са каналы на мембране различных типов клеток, оксид способен тормозить адгезию и агрегацию тромбоцитов, уменьшать адгезию лейкоцитов и миграцию моноцитов в сосудистую стенку, регулировать процессы ремоделирования, пролиферации гладкомышечных клеток и синтеза коллагена. В результате воздействия повреждающих факторов различной природы нарушается способность клеток эндотелия обеспечивать оптимальное течение всех эндотелий - зависимых процессов, уменьшается образование релаксирующих факторов, тогда как синтез вазоконстрикторов возрастает, увеличивается тромбогенный потенциал сосудистой стенки, нарушаются процессы межклеточного взаимодействия [44]. Эндотелиальные клетки также реагируют с клетками в кровяном русле, эндотелин-1 и другие факторы освобождаются из эндотелиальных клеток в кровь, где их хемотаксическое действие может индуцировать лейкоциты и тромбоциты мигрировать в сосудистую стенку.В исследование были включены 124 пациента с СД 1 и 2 типа, 30 пациентов с АГ без установленных форм нарушений углеводного обмена и 30 относительно здоровых донора отделения переливания крови ГУЗ «Клиническая больница № 4». Основную группу исследуемых составили 124 пациента с СД 1 и 2 типа, 51 мужчина и 73 женщины в возрасте от 18 до 79 лет, средний возраст которых составил 53,4±14,1 лет. Сравнительная характеристика гендерно - возрастных отличий пациентов с СД 1 и 2 типа, пациентов с АГ и лиц контрольной группы представлена в таблице № 2. Превышение среднего возраста в группе пациентов с СД 2 типа по сравнению с пациентами с СД 1 типа, как и преобладание женщин в группе больных с СД 2 типа также можно объяснить эпидемиологическими особенностями указанных заболеваний. Группа пациентов СД 1 типа представлена 31 пациентами, из них 23 мужчины (74,2%) и 8 женщин (25,8%).В исследование были включены три группы пациентов: пациенты с СД 1 и 2 типа, группа пациентов с АГ и контрольная группа здоровых добровольцев. Группа пациентов с АГ включена в исследование с целью сравнительной оценки уровней циркулирующих маркеров эндотелиальной дисфункции у больных с диабетической и «недиабетической» ангиопатией. Всем пациентам проводилось стандартное общеклиническое и лабораторное обследование, включающее в себя опрос и сбор анамнеза, физикальное обследование и антропометрию, инструментальное обследование. Состояние углеводного обмена оценивалось по данным исследования «тощаковой гликемии», суточному профилю гликемии, величине Hb A1c, уровню базального и стимулированного С-пептида. Диагностика ДН включала 3-кратное исследование альбумина в утренней порции мочи с использованием диагностических тест - полосок «Микраль - тест» («La Roche», Швейцария).Изучен характер распределения уровней циркулирующих маркеров ДЭ (эндотелина-1, ФФВ, e-NOS) в группах пациентов с СД, АГ и контрольной группе здоровых лиц. Представленные в таблице № 8 данные указывают на достоверное превышение уровней эндотелина-1 и ФФВ в основной группе аналогичных показателей в группах сравнения и контроля, а также достоверно значимое снижение уровня е-NOS у больных с СД в сравнении с пациентами, страдающими АГ и здоровыми участниками исследования. Таким образом, используя оптимальное пороговое значение исследуемых показателей в группе контроля, стало возможным оценить количество пациентов, имеющих повышен

Актуальность исследования.

Проблема сахарного диабета во всем мире не теряет актуальности. По заключению экспертов ВОЗ сахарный диабет (СД) отнесен к числу социально значимых заболеваний. Наряду с сердечно - сосудистой патологией и онкологическими заболеваниями СД в настоящее время представляет собой серьезную популяционную угрозу. Тогда как в 80-90 гг. прошлого столетия СД рассматривался лишь как одна из 10 главных причин смертности, то в настоящее время последствия СД и вызванных им осложнений становятся ведущей причиной инвалидизации и преждевременной смертности, определяя важнейшие проблемы мирового здравоохранения [16,19,110].

Несмотря на несомненные успехи современной диабетологии, продолжается неуклонный рост числа больных СД. В течение первого десятилетия XXI века число больных СД возросло со 170 млн. до 366 млн. человек, а к 2030 году ожидается увеличение количества пациентов с СД до 522 млн. человек [36]. Эта общемировая тенденция характерна для большинства стран, включая Россию, вне зависимости от их экономического статуса и эффективности системы здравоохранения.

Угрожающий рост заболеваемости СД диктует необходимость широких эпидемиологических исследований с целью изучения закономерностей распространения отдельных видов заболевания, а также зависимость их развития от соотношения генетических факторов и факторов внешней среды. Известно, что в общей структуре заболевания доля СД типа 1 не превышает 10 - 15%, основную часть (85 - 90%) пациентов составляют лица с СД типа 2. Несомненно, распространенность СД в целом возрастает именно за счет пациентов пожилого возраста, так как помимо зарегистрированных случаев существует популяция лиц с недиагностированным СД или другими формами нарушения углеводного обмена.

За последнее десятилетие в РФ отмечен рост числа пациентов как СД 1 типа, в основном у детей (на 35,7%) и подростков (на 68,9%), так и СД типа 2 (на 45,5 %). Общее число больных СД увеличилось на 1,09 млн. человек. [19]

Продолжительность и качество жизни больных СД зависит от формирования и прогрессирования тяжелых сосудистых осложнений. Установлено, что риск развития слепоты вследствие диабетической ретинопатии (ДР) у пациентов с СД в 20 раз превышает этот показатель в общей популяции. Диабетическая нефропатия (ДН) в 25 раз увеличивает риск развития хронической почечной недостаточности (ХПН) по сравнению с лицами без СД [78].

Диабетическая макроангиопатия (ДМАП) в последние годы все чаще рассматривают как состояние-эквивалент сердечно - сосудистых заболеваний. Две трети пациентов с СД 2 типа умирает от сердечно - сосудистых осложнений: инфаркта миокарда (ИМ), инсульта, ишемической гангрены [1,48,89].

Результаты проведенных многоцентровых клинических исследований DSST, UKPDS, ADVANCE [74,117,121]показывают, что частота развития поздних осложнений достоверно связана с качеством компенсации СД. Пристальное изучение природы заболевания, метаболических и клинических последствий хронической гипергликемии, поиск новых диагностических подходов и терапевтических концепций позволяет утверждать, что адекватный гликемический контроль возможен и необходим на любом этапе ведения больных СД, однако по разным данным качество компенсации углеводного обмена более чем у половины пациентов остается неудовлетворительным [17]. Таким образом, создаются благоприятные условия для формирования сосудистых осложнений СД.

В последние годы ведется активное изучение различных функциональных и структурных изменений, развивающихся в сосудах разного калибра в условиях хронической гипергликемии. Доказано, что воздействие конечных продуктов гликозилирования (КПГ) изменяет метаболизм основного вещества соединительной ткани, а именно входящих в ее состав гликозамингликанов, вызывая вначале нарушение проницаемости базальной мембраны сосудов, а в дальнейшем структурные повреждения сосудистой стенки [29,86]. Изменение цитокинового статуса у пациентов с СД подтверждает участие хронического воспаления и иммунопатологических реакций в патогенезе диабетической ангиопатии (ДАП) [65]. Одним из важнейших механизмов прогрессирования тяжелой органной патологии, в том числе ишемической болезни сердца (ИБС), артериальной гипертензии (АГ), сердечной недостаточности (СН), цереброваскулярной болезни (ЦВБ), СД, ВИЧ-инфекции, гестоза считают нарушение функции эндотелия сосудов [2,22,40,47,62]

Изучение роли дисфункции эндотелия (ДЭ) в развитии генерализованного поражения сосудистого русла различной этиологии, в том числе ДАП, позволило предположить, что начальные структурные и функциональные изменения сосудов происходят задолго до формирования клинических признаков ангиопатии [41].

Эндотелиальный дисбаланс имеет место на ранних стадиях ДР и ДН, закрепляя структурные изменения в сосудах по мере прогрессирования заболевания, а состояние отдельных маркеров может отражать вероятность неблагоприятного сосудистого сценария в развитии диабетических ДМАП [1,48].

Данная работа направлена на изучение роли ДЭ в патогенезе и клинике ДАП путем определения количественного содержания циркулирующих маркеров ДЭ в крови пациентов с СД, совершенствование методов ранней диагностики сосудистых осложнений СД на доклинической стадии при помощи дополнительных методов лабораторной диагностики. Диссертационное исследование выполнено в рамках научного направления кафедры факультетской терапии ВОЛГГМУ. Тема утверждена Ученым советом ВОЛГГМУ (протокол № 2) 14.10.2011 г.

Цель исследования

Целью настоящего исследования является оценка роли эндотелиальной дисфункции в развитии ДАП, а также повышение качества ранней диагностики сосудистых осложнений СД путем разработки и апробации в клинической практике метода количественного определения циркулирующих маркеров ДЭ (эндотелина-1, фактора фон Виллебранда, эндотелиальной синтазы оксида азота).

Задачи исследования

1. Анализ различных вариантов ДАП у пациентов с СД в зависимости от типа диабета, длительности заболевания и степени гликемического контроля.

2. Определение содержания эндотелина -1, ФФВ и е -NOS в крови пациентов с СД, сравнительный анализ полученных результатов с показателями контрольных групп здоровых лиц и пациентов с АГ.

3. Изучение особенностей изменения уровней эндотелина-1, ФФВ и е-NOS у пациентов с различным типом и длительностью СД, степенью гликемического контроля, характером сахароснижающей терапии, наличием ДАП и ее клиническим вариантом.

4. Оценка взаимосвязи уровней циркулирующих маркеров ДЭ с общепринятыми клиническими и лабораторными показателями, отражающими развитие ДАП.

5. Анализ диагностической информативности определения уровней эндотелина -1, ФФВ и е-NOS в крови пациентов с СД с целью повышения точности диагностики ДАП и выявления доклинических стадий ДАП.

Научная новизна

Впервые с целью объективизации и раннего выявления ДАП проведено количественное определение комплекса циркулирующих маркеров дисфункции эндотелия в сыворотке крови у пациентов СД в сравнении с больными АГ и здоровыми лицами. Впервые установлено, что уровни вазоконстрикторного фактора эндотелина-1 и тромбогенного ФФВ значительно повышены, а уровень е -NOS снижен в сыворотке крови у пациентов с СД по сравнению с группой здоровых лиц, а также пациентами с АГ. Впервые выявлены достоверные различия по частоте и выраженности ДЭ у пациентов с сосудистыми осложнениями СД в сравнении со здоровыми лицами и пациентами с АГ. Впервые проведен анализ и установлена зависимость повышения уровней эндотелина -1, ФФВ и снижения уровня е-NOS от длительности СД, уровня гликемического контроля, клинического варианта, тяжести и распространенности ДАП.

Впервые установлено, что нарушение эндотелиального статуса у пациентов с различной длительностью СД усугубляется с увеличением стажа заболевания, максимальные значения эндотелина-1 и ФФВ зафиксированы у больных с длительным течением СД (более 15 лет). Снижение уровня е-NOS было характерно для любого периода заболевания.

Впервые показано, что неудовлетворительный гликемический контроль в наибольшей степени влияет на уровень эндотелина-1 у пациентов с СД 1 и 2 типа, что позволяет рассматривать этот показатель как дополнительный критерий оценки эффективности терапевтической стратегии. Методом корреляционного анализа выявлена достоверная взаимосвязь уровня эндотелина-1 с показателем качества контроля углеводного обмена Нв А1с.

Впервые показана взаимосвязь между уровнем ФФВ и показателем скорости клубочковой фильтрации (СКФ) как свидетельство активации тромбогенного потенциала в локальных микроциркуляторных бассейнах, в частности, сосудах почек.

Впервые на основании проведенного ROC-анализа доказана высокая информативность метода лабораторной диагностики ДАП на ранних стадиях путем определения количественного содержания уровней циркулирующих маркеров ДЭ эндотелина -1, ФФВ и е-NOS в сыворотке крови пациентов с СД и обоснована целесообразность его применения в клинической практике.

Научно-практическая значимость работы и внедрение результатов исследования

Научная значимость настоящего исследования заключается в том, что установлена патогенетическая роль ДЭ в развитии различных клинических вариантов ДАП. Практическая значимость исследования заключается в разработке нового диагностического метода, позволяющего оценить вероятность наличия сосудистых осложнений СД на основании определения циркулирующих маркеров ДЭ в крови. Развитие ДР можно прогнозировать при уровне эндотелина-1 выше 1,78 фмоль/мл, ДН при уровне эндотелина-1 выше 1,81 фмоль/мл. Поражение крупных сосудов достоверно связано с повышением эндотелина-1 выше 1,78 фмоль/мл, уровня ФФВ выше 5,37 ед/мл и снижением уровня е-NOS менее 266,0 пг/мл. Значение уровня эндотелина-1 выше 1,78 фмоль/мл ассоциировано с развитием диабетической полинейропатии (ДП).

Разработанный метод внедрен и используется на практике в ГУЗ «Клиническая больница № 4», ГУЗ «Клиническая больница скорой медицинской помощи № 7», ГУЗ «Клиническая больница № 11» г. Волгограда.

Положения, выносимые на защиту

1. Патогенетический механизм развития сосудистых осложнений у пациентов с СД 1 и 2 типа тесно связан с нарушением функции эндотелия, объективной характеристикой которого служит повышение уровней эндотелина -1, ФФВ, снижение уровня е-NOS, превышающее аналогичные показатели у пациентов с СД без признаков ДАП, АГ и здоровых лиц.

2. Повышение уровней эндотелина-1, ФФВ и снижение содержания е-NOS главным образом зависит от наличия, тяжести и распространенности поражения сосудистого русла, длительности СД, качества компенсации углеводного обмена.

3. Наиболее значительное изменение уровней эндотелина -1, ФФВ и е-NOS имело место при сочетании манифестных форм диабетической микро- и макроангиопатии, что подтверждает патогенетическое значение ДЭ в развитии сосудистых осложнений СД.

4. Степень выраженности ДЭ коррелирует с наличием общепринятых факторов сердечно-сосудистого риска: избыточной массой тела, высоким уровнем Нв А1с, гиперхолестеринемией, гиперкоагуляцией, АГ.

5. Диагностическая эффективность определения маркеров ДЭ по данным ROC-анализа составила 62-63%, что дает основание рекомендовать их использование с целью диагностики ДАП.

Апробация работы

Результаты работы были представлены на VIII Международной научно - практической конференции «Внезапная смерть: от оценки риска к профилактике». Санкт-Петербург. 2012 г, V Всероссийском Форуме «Вопросы неотложной кардиологии». Москва.2012., IV Ежегодной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов ФГБУ « Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова». Санкт-Петербург. 2012 г, Международном образовательном форуме «Российские дни сердца». Москва. 2013г.

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из которых 3 представлены статьями. В изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертационных исследований, опубликованы 2 статьи.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из части первой - обзора литературы и части второй - собственных исследований, включающей главы: клиническая характеристика пациентов, включенных в исследование, методы исследования, 5 глав, содержащих результаты собственных исследований, обсуждение полученных результатов, выводы и практические рекомендации. Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц, 8 рисунков. Библиографический указатель состоит из 125 источников, из них 62 представлено источниками отечественной и 63 зарубежной литературы [12].

Часть 1