CC BY
4
DOI: 10.24412/2074-5036-2024-262-40-44 УДК: 616.153.455-008.61:636.8
Ключевые слова: собаки, сахарный диабет, гипергликемия, белковый обмен, прогноз
Key words: dogs, diabetes melius, hyperglycemia, protein metabolism, prognosis
Карпенко Л. Ю., Козицына А. И., Бахта А. А.
БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ БЕЛКОВОГО И АЗОТИСТОГО ОБМЕНОВ У СОБАК С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ГИПЕРГЛИКЕМИИ
BIOCHEMICAL MARKERS OF PROTEIN AND NITROGEN METABOLISM IN DOGS WITH DIABETES MELLITUS DEPENDING ON HYPERGLYCEMIA DEGREE
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины». Адрес: Российская Федерация, 196084, Санкт-Петербург, Черниговская ул., 5 St. Petersburg State University of Veterinary Medicine. Address: Russian Federation, 196084, Saint-Petersburg, Chernigovskaya st., 5
Карпенко Лариса Юрьевна - доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии
и физиологии. E-mail: [email protected]
Karpenko Larisa Yurievna - Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Biochemistry
and Physiology. E-mail: [email protected] Козицына Анна Ивановна - кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры биохимии и физиологии.
E-mail: [email protected] Kozitcyna Anna Ivanovna - PhD of Veterinary Sciences, Associate Professor of the Department of Biochemistry
and Physiology. E-mail: [email protected] Бахта Алеся Александровна - кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры биохимии
и физиологии. E-mail: [email protected] Bakhta Alesya Aleksandrovna - PhD of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Biochemistry
and Physiology. E-mail: [email protected]
Аннотация. Лечение сахарного диабета у собак подразумевает подбор дозы инсулина для контроля степени гипергликемии и лечение сопутствующих осложнений, минимизирования клинических проявлений. Целью представленного исследования было выявить наиболее значительные отклонения биохимических показателей белкового обмена сыворотки крови у собак с сахарным диабетом в зависимости от степени гипергликемии на первичном приеме, а также провести статистическую обработку полученных результатов и соотнести их с особенностями исхода и прогнозирования течения болезни. Выявлено, что нарушение обмена белка при разных степенях гипергликемии у собак проявляется с разной степенью интенсивности. Помимо непосредственно отрицательного азотистого баланса, выявлено предположительное нарушение онкотического равновесия крови в связи с обезвоживанием, причем даже при умеренной степени гипергликемии отмечались достоверные повышения уровня глобулинов крови. Самым прогностически значимым показателем является мочевина, ее повышение было связано с высоким риском летального исхода в течение трех месяцев после первичного приема. Таким образом, в ходе инсулинотерапии важно поддерживать оптимальный показатель глюкозы в крови, сопоставимый с физиологическими значениями, так как продолжающееся энергетическое голодание, а также нарушение осмотического давления крови на фоне гипергликемии предположительно являются важными факторами в прогрессировании болезни и уменьшении продолжительности жизни у собак.
Summary. Treatment of diabetes mellitus in dogs involves the selection of an insulin dose to control the degree of hyperglycemia and the treatment of concomitant complications, minimizing clinical complications. The purpose of the presented study was to identify the most significant deviations in the biochemical parameters of protein metabolism in dogs with diabetes mellitus, depending on the degree of hyperglycemia at the initial exam, as well as to conduct statistical processing of the results obtained and correlate them with the features of the outcome and prognosis of the course of the disease. It was revealed that protein metabolism disorders with different degrees of hyperglycemia in dogs manifest with varying degrees of intensity. In addition to the directly negative nitrogen balance, an alleged violation of the oncotic balance of the blood was revealed due to dehydration, and even with a moderate degree of hyperglycemia, significant increases in the level of blood globulins were noted. The most prognostically significant indicator is urea, its increase was associated with a high risk of death within three months after the initial intake. Thus, during insulin therapy, it is important to maintain an optimal blood glucose index comparable to physiological values, since continued energy starvation, as well as osmotic blood pressure disturbances with hyperglycemia, are presumably important factors in the progression of the disease and a decrease in life expectancy in dogs.
Введение
Задачи ветеринарной эндокринологии состоят в изучении клеток и органов внутренней секреции у животных в состоянии нормы и при различных нарушениях, как первичных, так и вторичных. Болезни эндокринной системы, такие как сахарный диабет, гипотиреоз, гиперадренокортицизм и другие, встречаются у животных достаточно часто [4, 7, 10]. Эти заболевания могут серьезно влиять на качество жизни животных и требуют специализированного лечения и ухода, а также раннего выявления для повышения качества и продолжительности жизни животных. Многие эндокринные заболевания, например сахарный диабет, требуют постоянного наблюдения и мониторинга. Ветеринарный специалист должен помочь владельцам животных разработать и поддерживать план лечения, который включает диету, физическую активность, заместительную терапию и регулярные визиты к ветеринарному врачу [8].
Сахарный диабет у животных, включая собак и кошек, это состояние, при котором уровень глюкозы в крови повышается из-за недостаточного количества инсулина или нарушения его действия, что приводит к множественным отклонениям в работе органов и систем организма [1, 3]. Постепенно нарастает нарушение всех звеньев метаболических путей, что все дальше вовлекает организм в «порочный круг» гипергликемии [2, 3, 5].
Белки являются основными структурными компонентами клеток, тканей и органов, играют первостепенную роль в проведении всех биохимических процессов в организме, являются ключевыми регуляторами [1]. Белки, такие как антитела, иммуноглобулины и цитокины, играют важную роль в иммунной системе, защищая организм от инфекций, болезней и других внешних воздействий [6]. Белковый, аминокислотный и азотный обмены нарушаются при сахарном диабете. Так, например, при неадекватном контроле уровня глюкозы в крови и превышении почечного порога глюкозы (для собак это значение составляет 9-10 ммоль/л [9]), почки могут начать фильтровать избыток глюкозы и выделять ее в мочу, что в свою очередь может привести к повышенной протеинурии. Протеинурия является признаком повреждения почек, которое может быть связано с сахарным диабетом. Кроме этого, неконтролируемое течение сахарного диабета может привести к нарушению обмена аминокислот и белков тканей, в первую очередь, в мышцах, что может привести к мышечной дистрофии и потере мышечной массы, замедлению заживления ран и ухудшению иммунной функции организма [1, 8].
Лечение и контроль сахарного диабета часто подразумевает не столько поддержание оптимального уровня глюкозы крови, сопоставимого с физиологическими показателями, сколько снижение степени клинических проявлений, что может быть недостаточно для грамотной координации течения болезни с точки зрения патофизиологии. Целью представленного исследования было выявить наиболее значительные отклонения биохимических показателей белкового обмена сыворотки крови у собак с сахарным диабетом в зависимости от степени гипергликемии на первичном приеме, а также провести статистическую обработку полученных результатов и соотнести их с особенностями течения болезни.
Материалы и методы
В представленном исследовании был проведен анализ биохимических показателей крови 35 собак, содержащихся в домашних условиях. Отбор проб крови был произведен непосредственно перед постановкой диагноза «сахарный диабет». Возрастное распределение было от 5 до 15,4 лет (9,38±2,37 лет). Вес 13,96±9,47 кг. Всем собакам были проведены взвешивание, клинический осмотр, сбор анамнеза и установлен диагноз «сахарный диабет» (данные анамнеза, персистиру-ющая гипергликемия - уровень глюкозы в крови выше 10 ммоль/л). В дальнейшем была проведена оценка состояния животных в течение 3 месяцев после постановки диагноза. Основной метод лечения данных собак - инсулинотерапия.
Породное разделение собак представляет собой следующее распределение: 26 % собак (п=9) были беспородными, 17 % собак (п=6) - таксы, 11 % собак (п=4) - йоркширские терьеры. Ла-брадоры, самоедские собаки, цвергшнауцеры, чихуахуа были представлены по 2 особи (по 6 % соответственно), остальные породы были представлены по 1 особи (3 %) - вельш корги пем-брок, карликовый пудель, лайка, пекинес, спаниель, той-терьер, померанский шпиц и ягд-терьер. Выявлено преобладание мелких и средних пород собак - 63 % особей весили менее 15 кг (п=22), однако, это может быть связано с условиями и территорией проведения исследования - частная ветеринарная клиника, г. Санкт-Петербург. При оценке полового распределения было выявлено умеренное преобладание самок - 54 % собак были самками (п=19), 46 % были самцами (п=16).
Объектом исследования являлась сыворотка крови. В сыворотке крови определяли уровень общего белка, альбумина, глобулина, мочевины, креатинина, глюкозы. Определение показателей крови проводили по общепринятым методикам.
В ходе опыта в зависимости от степени гипергликемии на первичном осмотре собаки были разделены на 3 группы: 1 группа включала животных с умеренной гипергликемией (n=11, уровень глюкозы на момент первичного приема от 16 до 22 ммоль/л, 19,69±2,05 ммоль/л), 2 группа включала собак с гипергликемией средней степени (n=14, уровень глюкозы на момент первичного приема от 22 до 29 ммоль/л, 25,42±1,78 ммоль/л), 3 группа включала собак с гипергликемией значительной степени (n=10, уровень глюкозы на момент первичного приема более 30 ммоль/л, 38,00±7,54 ммоль/л).
Статистическая обработка полученных данных включала вычисление среднего арифметического, определение стандартного отклонения, определение достоверности с помощью t-критерия Стьюдента, а также определение степени корреляции с помощью программы Microsoft Excel 2007.
Результаты исследований
В таблице 1 представлены результаты биохимических показателей крови собак с сахарным диабетом в зависимости от степени гипергликемии. Достоверные отклонения были выявлены в отношении уровня глобулинов у собак с умеренной степенью гипергликемии (p<0,05) по сравнению с группой 2, а также в отношении уровня глобулинов (p<0,1) и уровня мочевины (p<0,05) собак со средней степенью гипергликемии относительно 3 группы. Так в первой группе уровень глобулинов был достоверно ниже, чем во второй группе на 19,64 %, во второй группе уровень глобулина был достоверно выше, чем в третьей на 12,01 %, а уровень мочевины достоверно выше во второй группе, чем в третьей, на 92,63 % соответственно.
После проведения корреляционного анализа полученных результатов выявлена положительная корреляция высокой силы (0,87) между по-
казателями мочевины и креатинина сыворотки крови, а также положительная корреляция высокой степени между показателями уровня общего белка и количеством альбуминов и глобулинов (0,69 и 0,70 соответственно) у всех собак. При оценке степени корреляции по группам выявлены следующие отклонения. В 1 и 2 группах сохранялась положительная корреляция высокой степени между показателями уровня альбуминов сыворотки крови и общим белком (0,73 и 0,84 соответственно), в то время как в 3 группе эта зависимость снижается до умеренной степени (0,5). Также по мере увеличения уровня глюкозы наблюдается постепенное снижение силы корреляции между показателями уровня глобулинов и общего белка - 0,72, 0,76 и 0,57 и соотношением мочевины и креатинина - 0,99, 0,62 и 0,56 в 1, 2 и 3 группах соответственно. Касательно степени корреляции уровня глюкозы с другими показателями в 1 группе выявлена заметная положительная корреляция с уровнем общего белка (0,67), во второй группе заметная положительная корреляция с уровнем мочевины (0,57), а в третьей группе заметная положительная корреляция с уровнем альбуминов (0,65) и положительная корреляция высокой степени с уровнем креати-нина сыворотки крови (0,79).
В ходе проведения оценки выживаемости в течение трех месяцев после постановки диагноза выявлено, что среди собак первой группы с умеренной гипергликемией 4 особи пали в течение недели (36 %), среди собак второй группы со средней степенью гипергликемии 6 особей были подвергнуты эвтаназии по показаниям (43 %), 1 особь пала в течение недели (7 %), а среди собак третьей группы со значительной степенью гипергликемии 3 особи были подвергнуты эвтаназии по показаниям и 3 особи пали в течение недели (по 30 %). В таблице 2 представлено сравнение показателей белкового обмена сыворотки
Таблица 1
Биохимические показатели белкового обмена сыворотки крови собак с сахарным диабетом в зависимости от степени гипергликемии (M±m)
Показатель Ед. изм. Референсные значения Собаки, больные сахарным диабетом (n=35)
1 группа (n=11) 2 группа (n=14) 3 группа(n=10)
Общий белок г/л 50-72 68,10±8,63 71,09±10,34 68,24±5,47
Альбумин г/л 24-45 36,25±5,98 33,05±7,09 34,70±4,98
Глобулины г/л 26-46 31,86±5,92* 38,11±5,94** 33,53±5,23
Мочевина ммоль/л 2,5-8 14,57±13,27 12,54±10,37*** 24,15±8,05
Креатинин мкмоль/л 50-125 216,61±191,00 153,05±128,83 208,64±73,62
Примечание: * - р<0,05 при сравнении с группой 2, ** - р<0,1 при сравнении с группой 3, *** - р<0,05 при сравнении с группой 3
Таблица 2
Сравнение биохимических показателей белкового обмена сыворотки крови собак с сахарным диабетом
в зависимости от исхода (M±m)
Показатель Ед. изм. Собаки, больные сахарным диабетом (п=35)
1 группа (п=11) 2 группа (п=14) 3 группа(п=10)
Живые (п=7) Летальный исход (п=4) Живые (п=7) Летальный исход (п=7) Живые (п=4) Летальный исход (п=6)
Общий белок г/л 66,18±9,58 71,46±5,13 72,92±8,46 69,26±11,65 70,22±4,14 66,91±5,84
Альбумин г/л 34,53±5,85 39,26±4,92 32,37±6,74 33,72±7,36 34,98±1,77 34,52±6,25
Глобулины г/л 31,66±7,23 32,20±2,13 40,53±5,72 35,69±5,12 35,25±5,41 32,39±4,77
Мочевина ммоль/л 7,29±3,62 27,31±24,80 11,36±7,92 13,72±12,22 17,92±8,16* 28,31±4,53
Креатинин мкмоль/л 93,31±23,99 432,38±388,44 124,53±80,19 181,57±158,55 198,87±98,46 215,15±49,64
Примечание: * - р<0,05 при сравнении с группой с другим исходом
крови собак в зависимости от исхода. Летальные исходы фиксировались в течение трех месяцев после постановки диагноза, всем собакам была назначена и проводилась необходимая заместительная и поддерживающая терапия [8].
Достоверное изменение выявлено в отношении уровня мочевины сыворотки крови у собак третьей группы (значительная степень гипергликемии) - р<0,05. Так уровень мочевины был достоверно выше у собак третьей группы с летальным исходом, чем у собак с благоприятным исходом в течение 3 месяцев после постановки диагноза, на 58 %. Кроме того, при оценке степени достоверности изменений показателей крови между группами собак, вне зависимости от степени гипергликемии, также было выявлено достоверное (р<0,05) снижение уровня мочевины у собак с благоприятным исходом (п=18) по сравнению с собаками с неблагоприятным исходом (п=17) на 96 %.
Обсуждение результатов
Гипоальбуминемия была выявлена у 2 собак из второй группы (14 % от группы и 6 % от общего поголовья). Гиперальбуминемии в представленной выборке собак отмечено не было. Уровень глобулина ниже референсных значений отмечался у 2 собак из первой группы (18 % от группы и 6 % от всего поголовья), причем только в одном случае уровень альбумина был компенсаторно повышен до уровня верхней границы референсных значений. Гиперглобулинемия сопровождала только 1 случай среди собак второй группы (7 % от группы и 4 % от общего поголовья). В отношении общего белка гипопротеинемия незначительной степени была выявлена только у собак первой и второй групп - по 1 особи из каждой (9 % от поголовья первой группы, 7 % от поголовья второй группы и 6 % от общего поголовья). Гиперпротеинемия
была выявлена у 11 собак (31 % от общего поголовья), из которых 3 собаки из первой группы (27 %), 5 собак из второй группы (36 %) и 2 собаки из третьей группы (20 %). В 64 % случаев гипер-протеинемии уровни альбуминов и глобулинов находились на верхних границах референсных значений, что указывает на обезвоживание как основную причину данных изменений.
Примечательно, что у собак второй группы уровень глобулинов был достоверно выше, чем в первой и третьей группах, что указывает на более высокую степень обезвоживания у данных животных или о наличии сопутствующей воспалительной гаммапатии, сопровождающей воспалительные, онкологические или иммуно-опосредованные состояния [8]. Также это может говорить об ускоренном распаде белка у животных первой и третьей групп, а также указывать на нарушение онкотического давления крови из-за усиления осмотической роли глюкозы.
При оценке уровня азотемии важно обратить внимание на концентрации мочевины и креати-нина в крови. Однако для оценки работы почек наиболее информативным является уровень креа-тинина, так как он более точно отражает скорость клубочковой фильтрации, а на уровень мочевины сыворотки крови часто оказывают влияние прере-нальные причины [8]. Мочевина является продуктом утилизации ядовитого аммиака, образующегося в ходе процессов преобразования аминокислот. При сахарном диабете многие ткани претерпевают энергетический голод на фоне недостатка поступления глюкозы в клетки, в результате чего происходит потребление энергии из других субстратов организма, в том числе из аминокислот. Кроме того, следует упомянуть, что основным местом образования мочевины в организме является печень. У собак сахарный диабет часто может вовлекать эк-
зокринную часть поджелудочной железы, быть как следствием, так и причиной развития панкреатита, а также вовлекать прочие органы пищеварения, такие как печень. Это объясняет снижение уровня мочевины у двух собак в первой и второй группе, кроме того, болезнь печени также объясняет и более низкое значение глюкозы в крови - так как печень является депо гликогена. Примечательно, что собака с наименьшим значением мочевины в крови пала в течение недели.
Уремия наблюдалась в 18 случаях из 35 (51 %), причем только в 78 % случаев она сопровождалась повышением уровня креатинина. Также следует отметить, что именно уровень мочевины был достоверно повышен в 3 группе собак относительно второй, а относительно первой группы имел тенденцию к повышению. Если обратить внимание именно на третью группу с наиболее выраженной степенью гипергликемии, то у собак с неблагоприятным исходом уровень мочевины был достоверно выше по сравнению с собаками с благоприятным исходом в течение 3 месяцев после постановки диагноза. В отношении креа-тинина такой тенденции отмечено не было, что указывает на высокую роль белкового голодания и азотистого баланса в патогенезе сахарного диабета у собак. Однако, следует отметить, что у павших животных имелась тенденция к повышению уровня креатинина сыворотки крови по сравнению с собаками с благоприятным исходом в течение 3 месяцев после постановки диагноза.
Заключение
По ходу представленного исследования выявлено, что нарушения обмена белка при разных степенях гипергликемии у собак проявляется с разной степенью интенсивности. Помимо непосредственно отрицательного азотистого баланса выявлено предположительное нарушение онкотического равновесия крови в связи с обезвоживанием, причем даже при умеренной степени гипергликемии отмечались достоверные повышения уровня глобулинов крови. Самым прогностически значимым показателем является мочевина, ее повышение было связано с высоким риском летального исхода в течение трех месяцев после первичного приема. Причем повышение уровня мочевины имело умеренную корреляцию с повышением уровня креатинина сыворотки крови, как маркера работы почек, что позволяет предположить высокую роль белкового голодания и азотистого баланса в патогенезе сахарного диабета у собак. Таким образом, важно поддерживать оптимальный показатель глюкозы в крови, сопоставимый с физиологическими значениями, в ходе инсулинотерапии, так как про-
должающееся энергетическое голодание, а также нарушение осмотического давления крови на фоне гипергликемии предположительно являются важными факторами в прогрессировании болезни и уменьшении продолжительности жизни. В дальнейшем исследование планируется расширить с увеличением размера выборки животных, захватом и анализом отдельных осложнений, породных особенностей, тактики лечения и успеха ремиссии, а также с особенностями рациона, анализом продолжительности и качества жизни.
Список литературы
1. Биохимия органов и тканей : учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 06.04.01 -Биология (уровень магистратуры), для изучения дисциплины Биохимия органов и тканей. СПб.: СПбГАВМ, 2019. 175 с. - EDN ZCLRVZ.
2. Гильдиков Д. И. Изменение белкового обмена при сахарном диабете у собак и кошек / Д. И. Гильдиков, В. H. Бай-матов // Российский ветеринарный журнал. Мелкие домашние и дикие животные. 2009. № 4. С. 7-9. - EDN LDFSKR.
3. Гильдиков Д. И. Показатели пигментного и липидного обменов у собак и кошек при сахарном диабете / Д. И. Гильдиков, В. H. Байматов // Ветеринария. 2010. № 2. С. 5457. - EDN KZKPKT.
4. Ершова О. H. Сравнительная характеристика показателей белкового обмена у собак с йодной недостаточностью и аутоиммунным тиреоидитом / О. H. Ершова, П. А. По-листовская, А. О. Ушаков // Знания молодых для развития ветеринарной медицины и АПК страны: материалы международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 19-20 ноября 2019 года. СПб.: СПбГАВМ, 2019. С. 96-97. - EDN HGOFRJ.
5. Иванюк В. П. Аспекты биохимического и клинического статуса собак при сахарном диабете / В. П. Иванюк, О. Ю. Мещеряков, Г. H. Бобкова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 6. С. 85-90. - EDN PMTEMW.
6. Силич Д. Д. Видовые особенности содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови животных при беременности / Д. Д. Силич, П. А. Полистовская, П. Д. Бохан // Материалы 72-й международной научной конференции молодых ученых и студентов СПбГАВМ, Санкт-Петербург, 09-18 апреля 2018 года / СПб.: СПбГАВМ, 2018. С. 149151. - EDN XMJKPJ.
7. Сравнительная характеристика уровня тиреоидных гормонов и йода у собак с аутоиммунным тиреоидитом и йодной недостаточностью / О. H. Ершова, К. П. Иванова, А. А. Бахта, М. Богданова // Знания молодых для развития ветеринарной медицины и АПК страны : материалы международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 19-20 ноября 2019 года. СПб.: СПбГАВМ, 2019. С. 94-95. - EDN VHBUXT.
8. Nelson R.W. Small Animal Internal Medicine. / R. W. Nelson, C. G. Couto. Sixth ed. St. Louis Missouri: Elsevier/Mosby; 2020. 1578 p.
9. Thrall M. A. Veterinary Hematology Clinical Chemistry and Cytology. / M. A. Thrall, G. Weiser, R. W. Allison, T. W. Campbell. Third ed. Chichester: Wiley Blackwell; 2022. 1042 p.
10. Thyroid hormones levels evaluation in pregnant Saanen goats / P. Polistovskaya, A. Bakhta, L. Karpenko [et al.] // Reproduction in Domestic Animals. 2019. Vol. 54, No. S3. P. 107. - EDN ZXZUCW.
