CC BY
72
// Circulation. - 2006. - Vol. 113. - P.2790-2795.
11. Kellermann K., Jungwirth B. Avoiding stroke during cardiac surgery // Semin Cardiothorac Vasc Anesth. - 2010. - Vol. 14. - P.95-101.
12. Krenk L., Rasmussen L.S., Kehlet H. New insights into the pathophysiology of postoperative cognitive dysfunction // Acta Anaesthesiol Scand. - 2010. - Vol. 54. - P.951-956.
13. McKhann G.M., Grega M.A., Borowicz Jr L.M., et al. Stroke and encephalopathy after cardiac surgery: An update // Stroke. -2006. - Vol. 37. - P.562-571.
14. Maekawa K., Goto T., Baba T., et al. Abnormalities in the brain before elective cardiac surgery detected by diffusion-weighted magnetic resonance imaging // Ann ThoracSurg. - 2008. - Vol. 86. - P.1563-1569.
15. Mozheyko E.Y., Prokopenko S.V., Petrova M.M., et al. Correction of post-stroke cognitive impairments using computer
programs // Journal of the Neurological Sciences. - 2013. - Vol. 325. №1-2. - P.148-153.
16. Newman M.F., Mathew J.P., Grocott H.P., et al. Central nervous system injury associated with cardiac surgery // Lancet. -2006. - Vol. 368. - P.694-703.
17. Panza F., D'Introno A., Colacicco A.M., et al. Depressive symptoms, vascular risk factors and mild cognitive impairment. The Italian longitudinal study on aging. // Dement GeriatrCognDisord. - 2008. - P. 25. №4. - P.336-346.
18. Rudolph J.L., Schreiber K.A., Culley D.J., et al. Measurement of post-operative cognitive dysfunction after cardiac surgery: a systemic review // ActaAnaesthesiol Scand. - 2010. - Vol. 54. -P.663-677.
19. Selnes O.A., Gottesman R.F., Grega M.A., et al. Cognitive and neurologic outcomes after coronary-artery bypass surgery // N Engl J Med. - 2012. - Vol. 366. - P.250-257.
Информация об авторах:
Петрова Марина Михайловна - заведующий кафедрой поликлинической терапии, семейной медицины и здорового образа жизни с курсом ПО, д.м.н., профессор, e-mail: [email protected]; Прокопенко Семен Владимирович - заведующий
кафедрой нервных болезней с курсом медицинской реабилитации ПО, д.м.н., профессор, e-mail: [email protected]; Еремина Оксана Васильевна - докторант кафедры поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО, к.м.н., e-mail: eryomina@ mail.ru; Можейко Елена Юрьевна - доцент кафедры нервных болезней с курсом медицинской реабилитации ПО, д.м.н., e-mail: [email protected]; Каскаева Дарья Сергеевна - доцент кафедры поликлинической терапии, семейной медицины и ЗОЖ с курсом ПО, к.м.н., 660022, Красноярск, ул. П. Железняка, 1,
e-mail: [email protected].
Information About the Authors:
Petrova Marina Michajlovna - department of Polyclinic therapy and family medicine, Doctor of Medical Science, professor; e-mail: [email protected]; Prokopenko Semen Vladimirovich - department of neurological diseases with the course of medical rehabilitation, Doctor of Medical .Science, professor; e-mail: [email protected]; Eremina Oxana Vasilevna - department of Polyclinic therapy and family medicine, Candidate of Medical Science, e-mail: eryomina@ mail.ru; Mozheyko Elena Yur'evna -docent department of neurological diseases with the course of medical rehabilitation, Doctor of Medical Science, e-mail: [email protected]; Kaskaeva Darya Sergeevna - docent department of Polyclinic therapy and family medicine, 660022; 1, Partizan Zheleznyak Str., Krasnoyarsk, Russia, e-mail: dashakas.ru @mail.ru.
© ЕЛСУКОВА О.С., НИКИТИНА Е.А., ЖУРАВЛЕВА О.Л. - 2015 УДК 616.379-008.64
возможности диагностики кардиальной нейропатии у больных с сахарным диабетом 2 типа и коморбидной патологией
Ольга Сергеевна Елсукова1,2, Елена Александровна Никитина2, Ольга Леонидовна Журавлева2 ('Кировская государственная медицинская академия, ректор - д.м.н., проф. И.В. Шешунов, кафедра внутренних болезней, зав. каф. - д.м.н., проф. Е.Н. Чичерина, 2Кировская клиническая больница №7 им. В.И. Юрловой,
гл. врач - А.А. Соболев)
Резюме. С целью исследования частоты кардиальной нейропатии и оптимизации ее диагностики у 30 больных с сахарным диабетом 2 типа и сопутствующей коморбидной патологией были проведены стандартные кардиова-скулярные тесты и суточное мониторирование ЭКГ с определением показателей вариабельности ритма сердца. При исследовании данной популяции, выявлена высокая распространенность кардиальной нейропатии у 83,3% больных по результатам «прикроватных тестов» и у 96,6% больных при проведении Холтеровского мониторирования. Выявлены преимущества суточного мониторирования ЭКГ в диагностике доклинической стадии кардиальной нейропатии у больных с ожирением и сопутствующей сердечно-сосудистой и дыхательной патологией.
Ключевые слова: сахарный диабет 2 типа, коморбидность, вариабельность ритма сердца, кардиальная автономная нейропатия.
FACILITIES OF CARDIAL NEUROpATHY DIAGNOSTICS IN pATIENTS SUFFERING FROM DIABETES MELLITUS TYpE 2 AND COMORBID pATHOLOGY
O.S. Elsukova1,2, E.A. Nikitina2, O.L. Zhuravleva2 (Kirov State Medical Academy, Russia)
Summary. For investigation of the frequency of cardial neuropathy and diagnostical optimization there were examined 30 patients with diabetes mellitus type 2 and comorbid pathology. Cardiovascular tests and 24 hour ECG monitoring with definition of indices of variability of cardiac rhythm were conducted. There was revealed a high prevalence of cardial neuropathy in 83,3% of patients by "bedside tests" and 96,6% by Holter monitoring. The advantages of 24 hour ECG monitoring in diagnostics of cardial neuropathy in preclinical stage were detected in the patients with obesity and accompanied cardiovascular and respiratory system pathologies.
Key words: Diabetes mellitus type 2, comorbidity, variability of cardiac rhythm, cardial autonomous neuropathy.
В ряду пандемий хронических заболеваний особое место в мире занял сахарный диабет (СД), демонстрирующий стремительную распространенность. Сегодня
это 382 млн больных, а к 2030 году ожидается 592 млн. По данным Государственного регистра больных СД в РФ на 01.01.2014 года зарегистрировано 3,96 млн боль-
ных, из них почти 90% составляют больные СД 2 типа [1]. Помимо высокой распространенности, СД является основной причиной инвалидизации и летальности больных вследствие развития сердечно-сосудистых осложнений атеросклеротического генеза [2]. Так, у больных с СД 2 типа в 2-4 раза выше риск смерти от ишемической болезни сердца (ИБС), в 6-10 раз выше риск развития инфаркта миокарда (ИМ), в 4-7 раз - ишемического инсульта и в 3-4 раза чаще развивается недостаточность кровообращения [7]. Кроме осложнений, течение СД неизменно сопровождают коморбидные заболевания, ухудшающие прогноз и увеличивающие риск полипраг-мазии [3]. Одним из коморбидных состояний, отягощающих сердечно-сосудистые осложнения, является кар-диальная форма автономной нейропатии. Кардиальная автономная нейропатия (КАН) увеличивает риск развития внезапной остановки сердца, безболевой ишемии миокарда, фатальных аритмий, апное во сне [11]. Установлено, что с момента появления клинической симптоматики КАН, ожидаемая смертность в течение следующих 5-6 лет может достигать 56% [5]. Таким образом, выявление вегетативной дисфункции в регуляции сердечной деятельности на доклиническом этапе важно для стратификации риска и последующего лечения. Однако КАН трудно распознать, так как ее проявления нередко трактуются как признаки соматической патологии. Поэтому КАН указана в диагнозе лишь у 2,7-3,3% от общего числа больных с этим осложнением СД, что говорит о большей распространенности доклинических форм, так и недостаточной диагностике этого заболевания клиницистами [4]. Облегчает диагностику несколько факторов. Во-первых, часто параллельное развитие КАН в контексте сенсорной или сенсомоторной поли-нейропатии, обусловленное общностью механизмов повреждения нервных волокон. Во-вторых, проводятся специальные пробы для оценки функции вегетативной системы (ВНС). Оценить деятельность ВНС можно с помощью методик анализа ритма сердца. В отношении больного с подозреваемой КАН существуют следующие методы исследования вариабельности сердечного ритма (ВСР), которые могут быть применены в клинической практике: методики интервалографии КЯ у постели больного («прикроватные тесты») и временного анализа при 24-часовой записи ЭКГ с последующей оценкой традиционных параметров. Следует отметить, что ожирение, сопутствующие сердечно-сосудистые заболевания являются факторами, ограничивающими проведение кардиоваскулярных тестов.
Цель работы: оценить распространенность КАН у больных СД 2 типа и коморбидной патологией по результатам кардиоваскулярных тестов и показателям ВСР, полученных при проведении 24-часового мони-торирования, оптимизировать диагностику данного осложнения.
Материалы и методы
В работе представлены результаты обследования 30 больных с СД 2 типа, 13 мужчин и 17 женщин, возрастом 55 [52; 57] лет (от 39 до 67 лет), длительностью диабета 10 [7; 11] лет, уровнем НвА1с 9,6 [8; 10] %. Все обследуемые получали сахароснижа1ющую терапию, из них инсулин - 5 (16,7%), пероральные сахароснижаю-щие препараты - 18 (60%), комбинированную терапию - 7 (23,3%). В основе организации работы лежали положения Хельсинкской Декларации. Всеми больными подписано добровольное информированное согласие на проведение обследования.
Критерии исключения из исследования: острые осложнения СД, онкологические заболевания, обострение сопутствующих хронических заболеваний, острый коронарный синдром, острые нарушения церебрального кровообращения, хроническая почечная недостаточность (ХБП 3-5 стадии), злоупотребление алкоголем.
Диагностика периферической нейропатии (ПНП)
проводилась на основании жалоб больного с использованием шкалы NSS и неврологического осмотра с оценкой рефлексов и чувствительности (болевой, температурной, тактильной и вибрационной) в баллах по шкале NDS.
Для диагностики вегетативных нарушений всем больным выполнены кардиоваскулярные ЭКГ-тесты: проба с глубоким дыханием, проба 30:15, проба с активным ортостазом. О выраженности парасимпатических (вагусных) влияний на сердце судили по ВРС при выполнении пробы с заданным ритмом дыхания (6 дыханий в минуту). Результат выражали в виде отношения наибольшего значения интервала R-R на выдохе к его наименьшей величине на выдохе (E/I). Кроме того, оценивали вариабельность сердечного ритма (ВСР) сразу после активного перехода из горизонтального в вертикальное положение тела. Результат выражали в виде соотношения длительности 30-го и 15-го интервалов R-R (отношение 30/15). Для оценки выраженности парасимпатического компонента КАН использовали порядковую шкалу G. Jermendy, et al., в соответствии с которой нормальные показатели E/I (>15), 30/15 (>1,04) оценивали в 0 баллов, пограничные значения E/I (>11—14), 30/15 (>1,00-1,03) - в 1 балл, а патологические величины E/I (<10) и 30/15 (<1,00) - в 2 балла [9]. Аналогичного подхода придерживались при оценке симпатического компонента КАН, о выраженности которого судили по снижению систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД соответственно) в течение 3 минут после перехода в вертикальное положение при проведении пробы Шелонга. Постуральное падение САД и ДАД менее чем на 10 мм рт.ст. оценивали в 0 баллов, пограничное снижение САД (на 10-29 мм рт.ст.) - в 1 балл, проявления ортостатической гипотензии с уменьшением САД на 30 мм рт.ст. и более или ДАД на 10 мм рт.ст и более - в 2 балла [16]. По результатам проведенных тестов, определяли тип КАН, в зависимости от поражения того или иного отдела ВНС и ее степень тяжести по бальной системе, предложенной P.A. Low и с соавт.: лёгкая (1-3 балла), средняя (4-6 балла), тяжелая (более 7 баллов) [10]. Также каждому из обследуемых для диагностики КАН было проведено суточное мониторирование ЭКГ с последующей оценкой ВСР. Анализировались традиционные параметры ВСР, такие как SDNN, rMSDD, PNN50, циркадный индекс (ЦИ).
Гликированный гемоглобин, биохимические показатели исследовали на автоматическом анализаторе «CobasIntegra 400», уровень ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП рассчитывали по формуле Friedewald, C-пептид исследовали на автоматическом иммунохемилюминисцент-ном анализаторе «Immulite 2000» c вычислением при помощи математической модели НОМА2 индекса.
Статистическую обработку данных выполняли с помощью пакета программ BIOSTAT 9.0 for Windows. Для оценки характера нормальности распределения данных применяли критерий Шапиро-Уилкса. Определение в выборке имело статистически значимое отличие от нормального, поэтому применялись методы непараметрической статистки. Результаты представлены в виде Me (Q25;Q75).
Результаты и обсуждение
В исследованной группе отмечена высокая распространенность макро- и микрососудистых осложнений на фоне высокой частоты сопутствующих заболеваний (табл. 1, 2).
Из коморбидной патологии преобладали заболевания: гипертоническая болезнь (ГБ) - 28 (93,3%), ожирение - 17 (68%) с абдоминальным распределением жировой клетчатки 0Т=104 [100; 108] см и неалкогольная жировая болезнь печени (НАБЖ) - 14 (46,6%). По данным литературы, большинство больных СД 2 типа имеют хотя бы одно коморбидное заболевание, при этом у 40% из них - три и более [3,15].
Таблица 1
Клиническая характеристика исследуемых больных
Показатель Значение
Возраст, годы 55 [52; 59]
Длительность течения СД, годы 10 [5,2; 11,7]
ИМТ, кг/м2 30,6 [27,3; 32,9]
ОТ, см 104 [100; 108]
ДПНП н/к, сенсомоторная форма 100% [n=30]
ДРП, непролиферативная стадия 30% [n=9]
ДНФП 23,3% [n=7]
ИБС 20% [n=6]
ЦАС 70% [n=21]
ОАС сосудов н/к 56,7% [n=17]
ГБ, % 93,3 [n=28]
Ожирение, % 68 [n=17]
НАБЖ, % 46,6 [n=14]
Гипотиреоз, % 40 [n=12]
ИМВП, % 33,3 [n=10]
Таблица 2
Клиническая характеристика исследуемых больных
Показатель Значение
НвА1с, % 9,6 [9,3; 11,1]
ОХС, ммоль/л 5,7 [5,2; 6,5]
ХС ЛПНП, ммоль/л 3,33 [2,6; 3,9]
ХС ЛПВП, ммоль/л 1 [0,85; 1,22]
ТГ, ммоль/л 2,99 [2,6; 4,0]
СКФ, мл/мин/1,73 м2 80,3 [746; 90,8]
Гликемия натощак, ммоль/л 8,9 [7,7; 10,1]
С-пептид, нг/мл 3,3 [2,4; 4,6]
НОМА2 В,% 180,1 [141,8; 210,7]
НОМА2 S,% 11,6 [8,4; 15,2]
НОМА2 IR, ед 8,7 [4,3; 11,9]
Постпрандиальная гликемия, ммоль/л 11,9 [8,6; 14,2]
С-пептид, нг/мл 6,1 [4,7; 7,5]
НОМА2 В,% 214,3 [153; 452]
НОМА2 S,% 5,3 [4,6; 8,6]
НОМА2 IR, ед 18,9[11,7; 21,7]
Проанализирован вегетативный статус больных с СД 2 типа. Были выявлены изменения в состоянии парасимпатической и симпатической регуляции деятельности сердца. О нарушении парасимпатической иннервации свидетельствовали положительные и пограничные значения тестов с медленным глубоким дыханием (ТГД) у 24 (80%) больных, средние значения которого составили 12 [9; 14], и 30:15 у 17 (56,7%) обследуемых, со средними значениями 1,03 [1,00;1,04]. Таким образом, показатель парасимпатической дисфункции составил 2,5 [2; 4] балла. Постуральное снижение АД свидетельствовало о нарушениях симпатической регуляции, выявлено у 50 (50%) больных. При этом снижение САД на 1 и 2 минуте составило 10 [10; 5] мм рт.ст, ДАД - 5 [5; 5] мм рт.ст. Таким образом, показатель симпатической дисфункции составил 2,5 [2,5; 1,5] балла. В целом показатель парасимпатической и симпатической дисфункции - 3,5 [2; 6] балла.
Благодаря проведению «прикроватных тестов» КАН выявлена у 25 (83,3%) больных (табл. 2). Определен тип и степень тяжести нарушений. Среди типов КАН преобладал вагусно-симпатический у 15 (60%) обследуемых, соответственно вагусный у 9 (36%) и симпатический у 1 (4%) больных. При этом легкая степень тяжести (1-3 балла) выявлена у 13 (52%) больных, средняя - у 11 (44%) и тяжелая - у 1 (4%) больных. По данным изученной литературы, использование данных тестов считается достаточным для выявления раннего, субклинического вегетативного поражения. Они предложены как
Таблица 3
Показатели вегетативного статуса больных СД по результатам кардиоваскулярных тестов
стандарт для диагностики диабетической КАН на конференции в Сан-Антонио в 1998 году [12].
При анализе параметров Холтеровского монитори-рования выявлено снижение следующих показателей: 8БЫ№, гМвББ, РЫ№0 и циркадного индекса
(ЦИ). Таким _ ,
Таблица 4
Показатели вегетативного статуса больных СД по результатам суточного ЭКГ мониторинга
Показатель Значение
Изменения показателей вариабельности
сердечного ритма
умеренно/резко снижены 80% (n=24)
отсутствуют 20% (n=6)
SDNN 106 [89,7; 119,7]
SDNNi 41 [36,2; 53,2]
rMSDD 21 [20; 25]
PNN50 3,5 [3; 12]
ЦИ 1,16 [1,12; 1,22]
Наличие КАН,% 96,6 (n=29)
Показатель Значение
Вариабельность сердечного ритма (показатели парасимпатической регуляции)
тест с глубоким дыханием 12 [9; 14]
положительный/пограничный 80% (n=24)
отрицательный 20% (n=6)
Тест 30/15 1,03 [1,00; 1,04]
положительный/пограничный 56,7% (n=17)
отрицательный 43,3% (n=13)
Показатель парасимпатической дисфункции 2,5 [2; 4]
Тест Шелонга (показатели симпатической регуляции)
положительный/ пограничный 50% (n=15)
отрицательный 50% (n=15)
Показатель симпатической дисфункции 2,5 [2,5; 1,5]
Порядковый показатель парасимпатической и симпатической дисфункции, баллы 3,5 [2; 6]
Тип кардиальной автономной нейропатии
Вагусный 36% (n=9)
Вагусно-сипатический 4% (n=1)
Симпатический 60% (n=15)
Степень тяжести по прикроватным пробам
Легкая (1-3 балла) 52% (n=13)
Средняя (4-6 баллов) 44% (n=11)
Тяжелая (более 7 баллов) 4% (n=1)
Наличие КАН,% 83,3 (n=25)
образом, кар-диальная ней-ропатия выявлена у 29 (96,6%) больных (табл. 4). ВСР, рассчитанная по 24-часовой холтеровской записи, является более чувствительной, чем прикроватные тесты
в диагностике КАН [13]. В проведенных клинических исследованиях доказано, что сниженная ВСР может использоваться как ранний признак диабетической КАН, являющаяся предиктором повышенной смертности и аритмических осложнений у больных с СД [8,14].
R. Freeman с соавт. доказана высокая корреляция между нарушениями, выявленными при проведении «прикроватных» тестов (пробы Вальсальвы, тест 30:15 и изменение ЧСС при глубоком дыхании), и изменениями индексов ВСР - более чем в 83% случаев обе диагностические системы позволили сделать идентичные заключения [6]. При проведении нашего исследования также наблюдалась высокая частота совпадений между нарушениями выявленных при проведении прикроватных тестов и изменениями показателей ВРС.
Таким образом, проведенное исследование показало высокую распространенность кардиальной формы автономной нейропатии у больных с СД и коморбидной патологией. Связи с чем больным СД 2 типа с ожирением и сопутствующими заболеваниями, такими как гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь, с целью диагностики доклинической стадии кардиальной автономной ней-ропатии, оптимально проведение суточного ЭКГ мониторирования, обладающего высокой чувствительностью и специфичностью. В клинической практике с целью диагностики доклинической стадии КАН, необходимо предусмотреть проведение «прикроватных тестов» и суточного ЭКГ мониторирования следующим больным: с индексом массы тела более 25 кг/м2, с коморбидной патологией,
принимающих бета-адреноблокаторы, антиаритмические препараты, блокаторы кальциевых каналов не-дигидропиридинового ряда (верапамил, дилтиазем), а так же в случае выявления сомнительных результатов «прикроватных тестов». Применение данного алгоритма делает возможным оценку автономной дисфункции в широкой клинической практике.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Прозрачность исследования. Исследование не имело
спонсорской поддержки. Исследователи несут полную ответственность за предоставление окончательной версии рукописи в печать.
Декларация о финансовых и иных взаимодействиях. Все авторы принимали участие в разработке концепции и дизайна исследования и в написании рукописи. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами. Авторы не получали гонорар за исследование.
Работа поступила в редакцию: 20.02.2015 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бондарь А.А., Демина А.А., Шабельникова О.Ю. Состояние сердца и сосудов при кардиоваскулярной форме автономной нейропатии у больных сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. - 2014. - №2. - С.41-46.
2. Дедов И.И. Инновационные технологии в лечении и профилактике сахарного диабета и его осложнений // Сахарный диабет. - 2013. - №3. - С.4-10.
3. Елсукова О.С., Никитина Е.А., Журавлева О.Л. Изучение коморбидной патологии у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Современная медицина: актуальные вопросы. - 2014. - №31. - С.27-36.
4. Мухтарова Р.Р. Ранняя диагностика кардиоваску-лярной формы диабетической автономной нейропатии // Актуальные проблемы медицины. - 2013. - Т. 1. №5. - С.75-79.
5. Ewing D.J., Campbell I.W., Clark B.F. The natural history of diabetic autonomic neuropathy // Q. J. Med. - 1980. - Vol. 49. -P.95-108.
6. Freeman R., Weir G., Kahn J.K., King G.L. The peripheral nervous system and diabetes - Philadelphia: Lippincot, 2002. -538 p.
7. Haffner S.M., Lehto S., Ronnemaa T., et al. Mortality from coronary artery disease in subject with type 2 diabetes and nondiabetic subjects with and without myocardial infarction // The New England Journal of medicine. - 1998. - Vol. 339. №4 -P.229-234.
8. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society
of Pacing and Electrophysiology // Circulation. - 1996. - Vol. 93.
- P1043-1065.
9. Jermendy G., Davidovits Z., Khoor S. Silent coronary artery disease in diabetic patients with cardiac autonomic neuropathy // Diabet care. - 1994. - №17. - P.1231-1232.
10. Low P.A., ed. Clinical Autonomic disorders. - Philadelphia: Lippincot-Raven, 1997. - P.179-208.
11. Maser R.E., Lenhard M.J. Cardiovascular Autonomic Neuropathy Due to Diabetes Mellitus: Clinical Manifestations, Consequences, and Treatment // Clinical Endocrinology & Metabolism. - 2005. - Vol. 90. №10. - P.5896-5903.
12. Piette J.D., Kerr E.A. The Impact of Comorbid Chronic Conditions on Diabetes Care // Diabetes Care. - 2006. - Vol. 29.
- P.725-731.
13. Spallone V., Ziegler D., Freeman R., et al. Cardiovascular autonomic neuropathy in diabetes: clinical impact, assessment, diagnosis, and management // Diabetes / Metabolism Research and Reviews. — 2011. — Vol. 27. №7. - P.639-653.
14. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiolology. Heart rate variability. Standards of measurements, physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996. - Vol. 93. -P.1043-1065.
15. Toyry J.P., Niskanen L.K., Lansimies E.A., et al. Autonomic neuropathy in the development of stroke in patients with non-insulindepend diabetes mellitus // Stroke. - 1996. - Vol. 27. -P.1316-1318.
16. Vinik A.I., Maser R.E., Mitchell B.D., Freeman R. Diabetic autonomic neuropathy // Diabet care. - 2003. - №26. - P.1553-1579.
REFERENCES
1. Bondar I.A., Demin A.A., Shabelnikova O.Yu. Morphological and functional parameters of the heart and vessels in patients with type 2 diabetes mellitus and cardiovascular autonomic neuropathy // Sakharniy diabet. - 2014. - №2. - P.41-46. (in Russian)
2. Dedov I.I. Novel technologies for the treatment and prevention of diabetes mellitus and its complications // Sakharniy diabet. - 2013. - №3. - P.2-10. (in Russian)
3. Elsukova O.S., Nikitina E.A., Zhuravleva O.L. Research of comorbid diseases among patients with diabetes mellitus type 2 // Sovremennaya medicina: aktualniye voprosy. - 2014. - №31. -P.27-36. (in Russian)
4. Mukhtarova R.R. Early detection of cardiovascular type of diabetic autonomic neuropathy // Aktualniye problemy mediciny. - 2013. - Vol. 1. №5. - P.75-79. (in Russian)
5. Ewing D.J., Campbell I.W., Clark B.F. The natural history of diabetic autonomic neuropathy // Q. J. Med. - 1980. - Vol. 49. -P.95-108.
6. Freeman R., Weir G., Kahn J.K., King G.L. The peripheral nervous system and diabetes - Philadelphia: Lippincot, 2002. -538 p.
7. Haffner S.M., Lehto S., Rönnemaa T., et al. Mortality from coronary artery disease in subject with type 2 diabetes and nondiabetic subjects with and without myocardial infarction // The New England Journal of medicine. - 1998. - Vol. 339. №4 -P.229-234.
8. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Circulation. - 1996. - Vol. 93.
- P.1043-1065.
9. Jermendy G., Davidovits Z., Khoor S. Silent coronary artery disease in diabetic patients with cardiac autonomic neuropathy // Diabet care. - 1994. - №17. - P.1231-1232.
10. Low P.A., ed. Clinical Autonomic disorders. - Philadelphia: Lippincot-Raven, 1997. - P.179-208.
11. Maser R.E., Lenhard M.J. Cardiovascular Autonomic Neuropathy Due to Diabetes Mellitus: Clinical Manifestations, Consequences, and Treatment // Clinical Endocrinology & Metabolism. - 2005. - Vol. 90. №10. - P.5896-5903.
12. Piette J.D., Kerr E.A. The Impact of Comorbid Chronic Conditions on Diabetes Care // Diabetes Care. - 2006. - Vol. 29.
- P.725-731.
13. Spallone V., Ziegler D., Freeman R., et al. Cardiovascular autonomic neuropathy in diabetes: clinical impact, assessment, diagnosis, and management // Diabetes / Metabolism Research and Reviews. — 2011. — Vol. 27. №7. - P.639-653.
14. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiolology. Heart rate variability. Standards of measurements, physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996. - Vol. 93. -P.1043-1065.
15. Toyry J.P., Niskanen L.K., Lansimies E.A., et al. Autonomic neuropathy in the development of stroke in patients with non-insulindepend diabetes mellitus // Stroke. - 1996. - Vol. 27. -P.1316-1318.
16. Vinik A.I., Maser R.E., Mitchell B.D., Freeman R. Diabetic autonomic neuropathy // Diabet care. - 2003. - №26. - P.1553-1579.
Информация об авторах:
Елсукова Ольга Сергеевна - ассистент кафедры внутренних болезней Кировской государственной медицинской академии, заведующая эндокринологическим отделением районного эндокринологического центра Кировской клинической
больницы №7, к.м.н., 610014, Кировская область, г. Киров, ул. Красина 56, тел. (8332) 465112, e-mail: [email protected]; Никитина Елена Александровна - врач-эндокринолог Кировской клинической больницы №7, 610014, Кировская область, г. Киров, ул. Красина 56, е-mail: [email protected]; Журавлева Ольга Леонидовна, врач-эндокринолог Кировской клинической больницы №7, 610014, Кировская область, г. Киров, ул. Красина 56, е-mail: [email protected].
Information About the Authors:
Elsukova Olga Sergeevna - assistant of internal diseases department at Kirov State Medical Academy, head of endocrinological department at regional endocrinological centre of Kirov clinical hospital №7, candidate of Medical Science, 610014, Kirovskaya oblast, Kirov, ul. Krasina 56, tel. (8332) 465112, е-mail: [email protected]; Nikitina Elena Alexandrovm - endocrinologist of Kirov clinical hospital №7, 610014, Kirovskaya oblast, Kirov, ul. Krasina 56, е-mail: [email protected]; Zhuravleva Olga Leonidovna -endocrinologist of Kirov clinical hospital №7, 610014, Kirovskaya oblast, Kirov, ul. Krasina 56, е-mail: [email protected].
© БОРИСЕНКО А.Ю., ДЖИОЕВ Ю.П., ПАРАМОНОВ А.И., БУКИН Ю.С., СТЕПАНЕНКО Л.А., КОЛБАСЕЕВА О.В., ЗЛОБИН И.В.- 2015 УДК 576.8
использование биоинформационных программных методов для поиска crispr/cas систем в геномах штаммов staphylococcus aureus
Андрей Юрьевич Борисенко1, Юрий Павлович Джиоев1-2, Алексей Игоревич Парамонов2, Юрий Сергеевич Букин3, Лилия Александровна Степаненко1, Ольга Владимировна Колбасеева1, Владимир Игоревич Злобин1 ('Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, НИИ Биомедицинских технологий, директор - акад. РАН, д.м.н., проф. В.И. Злобин; 2Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека, Иркутск, и.о. директора - д.м.н., проф. Л.В. Рычкова; 3Лимнологический институт СО РАН, директор - акад. РАН, д.б.н., проф. М.А. Грачев)
Резюме. Целью исследования являлось разработка программного алгоритма поиска структур CRISPR/Cas-системы в геномных последовательностях штаммов Staphylococcus aureus. Использовали методы программного моделирования MacSyFinder (Macromolecular System Finder, ver. 1.0.2.). Поиск точной гомологии последовательностей осуществляли посредством установленных вспомогательных пакетов makeblastdb (версии 2.2.28), HMMER (ver. 3.0). Впервые поисковыми программными методами в геномных последовательностях Staphylococcus aureus были выявлены сайты CRISPR/Cas систем. Представлены кассетные сайты CRISPR со структурами последовательностей - спейсеров и межспейсерных повторов. Определены структуры и позиции Cas белков, показано, что выявленная CRISPR/Cas-система относится к IIIA типу. Разработан алгоритм программного поиска сайтов CRISPR/Cas-системы, позволяющий проводить биоинформационный поиск.
Ключевые слова: биоинформатика, CRlSPR/Cas система, Staphylococcus aureus.
THE USE OF BIOINFORMATIC SOFTWARE METHODS FOR SEARCH CRISpR / CAS SYSTEMS IN GENOMES
OF THE STRAINS OF staphylococcus aureus
A.Y. Borisenko1, Y.P. Dzhioev1-2, A.I .Paramonov2, Y.S. Bukin3, L.A. Stepanenko1, O.V. Kolbaseeva1,I.V. Zlobin1 (Irkutsk State Medical University, Irkutsk, Russia; 2Scientific Center for Problems of Family Health and Human Reproduction, Irkutsk, Russia; 3Limnological Institute of SB RAS, Irkutsk)
Summary. The aim of the study was to develop a software algorithm of search structures CRISPR / Cas-system in the genome sequences of strains of Staphylococcus aureus. The method of software simulation MacSyFinder (Macromolecular System Finder, ver. 1.0.2.) has been used. The search of exact sequence homology was carried out by establishing the subsidiary packages makeblastdb (version 2.2.28), HMMER (ver. 3.0), for the first time the search of software methods in genomic sequences Staphylococcus aureus identified sites CRISPR / Cas systems. The cluster sites CRISPR with structures of sequences - spacers and mezhspeysernyh repetitions were presented. The structure and the position of Cas proteins have been determined, it has been shown that this CRISPR / Cas-system refers to a type IIIA. The algorithm of search software sites CRISPR / Cas-system allowing to conduct a bioinformatic search, has been developed.
Key words: bioinformatics, CRISPR / Cas system, Staphylococcus aureus.
В современной медицине по-прежнему актуальными остаются инфекции, вызываемые стафилококками. Они способны вызывать широкий спектр заболеваний - от «малых» кожных инфекций до тяжелых септических состояний с возможным летальным исходом [1,2,3]. Антибиотикотерапия из-за множественной устойчивости бактерии становится неэффективной и во многом является причиной возникновения новых высоко патогенных форм бактерий [3]. Поэтому, чтобы вернуть прежние позиции в области антибактериальной терапии, необходимы новые подходы к поиску и созданию эффективных способов и технологий борьбы с патогенными микроорганизмами [5,7]. Одной из передовых технологий исследования генетической природы бактерий стал метод расшифровки генов и геномов методом секвенирования. Современная технология сек-венирования позволяет быстро получать информацию о последовательностях ДНК в огромных объемах. Для обработки этих данных широко применяются методы биоинформатики. [5,7].
Исследования геномов при помощи биоинформационных программ, основанных на математических методах компьютерного анализа, открывают новый путь в изучении молекулярных процессов и поиска решений многих медицинских проблем. Такие решения имеют дополнительное преимущество при работе с патогенными и условно-патогенными микроорганизмами: они снижают вероятность развития лекарственной резистентности [12].
Длительное время считалось, что бактерии беззащитны в отношении бактериофагов. Однако в последние годы была открыта система "адаптивного иммунитета" у бактерий, названная CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) [6,8,11,12]. Эта система позволяет интегрировать в определенные области генома бактерий ДНК-фрагменты бактериофагов. CRISPR локус представляет собой набор коротких палиндромных повторов ДНК, разделенных спейсера-ми - участками ДНК одинаковой длины, но различающимися по последовательности нуклеотидов. В непо-
