CC BY
130
Сибирский медицинский журнал, 2009, № 7 © БАРДЫМОВА Т.П., КОЛЕСНИЧЕНКО Л.С., СЕРГЕЕВА Е.С., ТАРАБАН Н.В., МИХАЛЕВИЧ И.М., СЕРГЕЕВА М.П. — 2009
СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ГЛУТАТИОНА ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
Т.П. Бардымова1, Л.С. Колесниченко2, Е.С. Сергеева1, Н.В. Тарабан1, И.М. Михалевич1, М.П. Сергеева2 ('Иркутский государственный институт усовершенствования врачей, ректор — д.м.н., проф. В.В. Шпрах, кафедра эндокринологии, зав. — д.м.н., проф. Т.П. Бардымова; 2Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра общей биоорганической и бионеорганической химии,
зав. — д.м.н., проф. Л.С. Колесниченко)
Резюме. Установлено, что у больных сахарным диабетом 2 типа наблюдается разной степени дисбаланс в системе глутатиона в зависимости от длительности течения заболевания. Так, при длительности сахарного диабета до 5 лет изменения касаются только эритроцитов, при длительности диабета более 5 лет — присоединяются изменения в плазе.
Ключевые слова: больные сахарным диабетом 2 типа, восстановленный глутатион, глутатионзависимые ферменты.
GLUTATHIONE ANTIOXIDANT SYSTEM IN THE DIABETES MELLITUS
T.P. Bardymova1, L.S. Kolesnichenko2, E.S. Sergeeva1, N.V. Taraban1,1.M. Mikhalevich1, М.Р. Sergeeva2 (Irkutsk State Institute for Medical Advanced Studies, Irkutsk State Medical University)
Summary. It was established, that patients with diabetes mellitus of type 2 have the disbalance of glutathione antioxidant system that depends on duration of the disease. So, the patients with duration of diabetes mellitus till 5 years only red blood cells change when duration of diabetes is more 5 years — changes in plasma join.
Key words: patients with diabetes mellitus of type 2, reduced glutathione, glutathione enzymes.
Проблема сахарного диабета (СД) 2 типа по-прежнему остается одной из наиболее актуальных в системе здравоохранения [4, 6]. Количество больных СД прогрессивно увеличивается, и в настоящее время составляет более 4% населения Земли, а начальное нарушение углеводного обмена — нарушение толерантности к глюкозе, — имеют более 10% населения. Это позволило ВОЗ назвать распространенность диабета «неинфекционной эпидемией» [2].
Согласно общепринятым представлениям, ключевыми моментами в патогенезе СД 2 типа являются инсу-линорезистентность периферических тканей-мишеней и неадекватная секреция инсулина, необходимая для преодоления барьера инсулинорезистентности [3]. Окислительный стресс, возникающий в результате аутоокисления глюкозы, приводит к повреждению плазматических мембран тканей-мишеней и ^-клеток, способствуя прогрессированию инсулинорезистентности и снижению секреторных возможностей инсулярного аппарата за счёт апоптоза ^-клеток [7].
Регуляторные системы организма, ограничивающие накопление активных форм кислорода — естественные антиоксиданты, такие как витамин С, витамин Е, глута-тион и антиоксидантные ферменты. Одной из ведущих антиоксидантных ферментных систем в организме является глутатионовая антипероксидная система [5, 8].
Целью исследования явилось изучение состояния системы глутатиона крови у больных СД 2 типа в зависимости от длительности заболевания.
Материалы и методы
Проведено обследование 30 пациентов в возрасте от 47 до 68 лет (медиана 55 лет) с сахарным диабетом 2 типа: 11 мужчин (37%) и 19 женщин (63%), длительность заболевания — 7,00±0,93 лет. В группе больных СД 2 типа сравнительный анализ состояния системы глутатиона проведен в зависимости от длительности диабета. Первую подгруппу больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет (2,77±0,29 лет) составили 13 пациентов (мужчин — 5, женщин — 8), средний возраст — 54,4±0,80 лет. Вторая подгруппа со стажем заболевания более 5 лет (10,2±1,09 лет) сформирована из 17 больных СД 2 типа (мужчин — 6, женщин — 11), средний возраст — 56,8±1,42 лет. В контрольную группу вошли 29 человек сопоставимого возраста и пола.
Диагноз сахарного диабета у всех пациентов подтвержден клинико-лабораторными исследованиями, использованы диагностические критерии СД и других нарушений углеводного обмена [1].
Исследование проводили путем определения содержания восстановленного глутатиона (GSH) и активности глутатионзависимых ферментов: глутатион-трансферазы (ГТ), глутатионредуктазы (ГР) и глутати-онпероксидазы (ГПО) в плазме и эритроцитах крови. Концентрацию GSH определяли с реактивом Элмана, активность ГТ, ГР и ГПО стандартными спектрофотометрическими методами. Концентрацию GSH выражали в мкмоль/л в плазме и в ммоль/л в эритроцитах, активность ферментов — в нмоль/мин на 1 мг белка.
Статистическую обработку проводили по формулам математической статистики. В описании представлены средние значения результатов исследования в группах (М) и значения стандартной ошибки (т). Для установления значимого различия использовался ^критерий Стьюдента, различия считали значимыми при р<0,05.
Результаты и их обсуждение
Проведенный сравнительный анализ установил разную степень дисбаланса в системе глутатиона при СД 2 типа в зависимости от длительности течения диабета. В таблице 1 представлена сравнительная характеристика показателей системы глутатиона у больных СД 2 типа в зависимости от длительности заболевания.
Как показано в таблице 1, у больных СД 2 типа с меньшей длительностью диабета обнаружены сдвиги системы глутатиона изолированно в эритроцитах.
Так, у больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет была снижена концентрация GSH до 1,09±0,09 ммоль/л (контроль — 1,78±0,15 ммоль/л), уменьшение составило 39% (р<0,01). Нами показано, что снижение концентрации GSH в эритроцитах происходило на фоне взаимного усиления активности ГТ и ГР в эритроцитах на 50% и 96% соответственно относительно контрольной группы.
У больных СД 2 типа с длительностью заболевания более 5 лет изменения в системе глутатиона носили более широкий характер и затрагивали процессы как в эритроцитах, так и в плазме. У больных в этой подгруппе было зарегистрировано параллельное снижение содержания GSH в плазме (до 10,2±1,99 ммоль/л, р<0,05) и
Таблица 1
Сравнительная характеристика концентрации восстановленного глутатиона и активности глутатионзависимых ферментов у больных СД 2 типа с разной длительностью заболевания
Показатель Субстрат Единицы измерения Контрольная группа Больные СД 2 типа (стаж до 5 лет) Больные СД 2 типа, (стаж более 5 лет)
GSH плазма мкмоль/л 15,7±1,47 15,8±3,37 10,2±1,99 й *
эр-ты ммоль/л 1,78±0,15 1,09±0,09 н ** 2 о * ±* 0н
ГТ плазма нмоль/мин на 1 мг белка 2,10±0,30 1,46±0,29 8 о * ±* 5н ,9 0
эр-ты 3,36±0,37 5,03±0,73 н * 3,53±0,62
ГР плазма нмоль/мин на 1 мг белка 0,41±0,02 0,36±0,05 0,49±0,08
эр-ты 3,34±0,34 6,53±0,86 н ** 6,39±1,34 н **
ГПО плазма нмоль/мин на 1 мг белка 2,48±0,20 3,12±0,24 3,27±0,30 н *
эр-ты 25,4±2,22 30,9±1,78 23,7±2,17
Примечание: значимость различий по отношению к контролю: * — р<0,05, ** — р<0,01; ё — снижение показателя, ё — увеличение показателя.
в эритроцитах (до 1,10±0,12 ммоль/л, р<0,01). Регрессия восстановленного глутатиона составила 35% и 38% соответственно по отношению к группе контроля.
У больных СД 2 типа с длительностью заболевания более 5 лет реагируемым ферментом в эритроцитах была только ГР. Так, глутатионредуктазная активность в эритроцитах увеличивалась на 91% по отношению к контрольной группе. Вполне вероятно, что длительность СД приводит к формированию адаптивных реакций в клетках и способствует их устойчивости («привыканию»). СД с меньшей длительностью заболевания (до 5 лет) больше характеризуется механизмами диза-даптации и полиферментным дисбалансом в эритроцитах, которые могут отражать метаболические процессы в других клетках. Это подтверждается клиническими проявлениями болезни с формированием и прогрессированием макро- и микрососудистых осложнений, характер и частота которых зависят от длительности патологического процесса. Если пользоваться спортивной терминологией, то можно провести сравнение с бегом стайеров и спринтеров, у которых резервные возможности включаются на разных этапах: у спринтеров (или
больных с длительностью СД до 5 лет) — быстро, а у стайеров (или больных с длительностью диабета более 5 лет) — отсрочено, но могут быть и исчерпаны. Разная выраженность активации основных глута-тионзависимых ферментов при СД 2 типа может раскрывать особенности некоторых метаболических закономерностей течения заболевания с формированием его осложнений, а также отдельные механизмы ангиопротекции.
У больных СД 2 типа с длительность заболевания более 5 лет отмечались разнонаправленные сдвиги активности ГТ и ГПО в плазме. Было установлено снижение активности ГТ в плазме на 55% и увеличение активности ГПО в плазме на 32% относительно данных группы контроля (рис. 5). Энзимы характеризуются внутриклеточной деятельностью, в плазме ферменты могут косвенно отражать тканевые процессы и структурные повреждения. Ферментативная активность в плазме может указывать на наличие дополнительных факторов альтерации. Наблюдаемое снижение активности ГТ в плазме у больных СД 2 типа возможно является отражением самого СД, когда снижается проницаемость клеточных мембран в результате инсулинорезистентности. В этой связи ГПО выполняет «заместительную» роль, увеличивая свою активность. Следует отметить, что ГТ является многофункциональным ферментом, а ГПО, в основном, защищает от активных форм кислорода, и снижение глутатионтрансферазной активности в плазме на фоне стабильности в эритроцитах скорее всего может способствовать прогрессированию диабета.
Таким образом, у больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет реагировали только эритро-цитарные компоненты системы глутатиона (снижение GSH, активация ГР и ГТ), а при длительности заболевания более 5 лет — к снижению GSH и повышению активности ГР в эритроцитах дополнительно присоединялись изменения в плзаме (снижались GSH и глутати-онтрансферазная активность на фоне активации ГПО).
ЛИТЕРАТУРА
1. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом / Под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой. — 2-е изд. — М., 2006. — С. 8-9.
2. Аметов А.С., Кочергина И.И., Елизарова Е.П. Опыт применения дибикора при сахарном диабете 2-го типа // Проблемы эндокринологии. — 2007. — №4. — С. 44- 50.
3. Антонова К.В., Недосугова Л.В. Роль и место тиоктовой кислоты в комплексной терапии сахарного диабета // Трудный пациент. — 2008. — №10. — С. 17-22.
4. Дедов И.И., Кураева Т.Л., Петеркова В.А. Сахарный диабет у детей и подростков: рук. для врачей. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. — 160 с.
5. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков Ю.Н. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях: пособие для врачей — М.: РКНПК МЗ РФ, 2001. — 77 с.
6. Bloomgarden Z.T. Type 2 diabetes in the young: the evolving epidemic // Diabetes Care. — 2004. — 27. — P. 998-1010.
7. Evans J., Goldfine I., Maddux B., Grodsky G. Are Oxidative Stress-Activated Signaling Pathways Mediators of Insulin Resistance and BetaCell DysfUnction? // Diabetes. — 2003. — V. 52 (1). — P. 1-8.
8. Kulinsky V.I., Kolesnichenko L.S. The glutathione system. 1. Syntesis, transport, glutathione transferases, glutathione peroxidase. — Biochemistry (Moscow). Supp. Series B: Biomedical Chemistry. — 2009. — V.3, N2. — P. 129-144.
9. Meigs J., Larson M., Fox C., Keaney J., et al. Association of Oxidative Stress, Insulin Resistance, and Diabetes Risk Phenotypes The Framingham Offspring Study // Diabetes Care. — 2007. — V 30. — P. 2529-2535.
Адрес для переписки: 664079, Иркутск, м-н Юбилейный, 100, ИГИУВ. Бардымова Татьяна Прокопьевна — д.м.н., проф., зав. кафедры
