Диабетическая полинейропатия (ДПН) - распространенное осложнение сахарного диабета типа 2 (СД2). Более 60% пациентов с СД2 страдают нейропатией различной формы, снижающей качество жизни [1]. Несмотря на большое число исследований по ДПН, в настоящее время нет ясности в вопросе, относится ли она к проявлениям микроангиопатии или представляет собой самостоятельное осложнение сахарного диабета (СД). В научных работах 1980-2000 гг. указывалось, что ДПН связана с эндотелиальной дисфункцией [2] и развивается в результате поражения эндоневральных сосудов. Была отмечена связь между толщиной базальной мембраны сосудов и плотностью нервных волокон в периферическом нерве при СД [3, 4]. Однако в настоящее время ДПН не относят к микроангиопатии. Более того, по некоторым данным установлено отсутствие связи полинейропатии с микроваскулярными нарушениями [5].
В данном исследовании одномоментно изучены особенности капиллярного кровотока и состояния сенсорных и моторных нервов пациентов с СД2, а также проведен корреляционный анализ параметров капиллярного кровотока с параметрами электрической активности нервов.
Цель исследования - оценить взаимосвязь изменений параметров микроциркуляторного русла, эндотелиальной функции (ЭФ) с параметрами электрической активности нервов и сравнить их между пациентами с СД2 групп разного гликемического контроля.
Материал и методы
Пациенты с СД2 групп удовлетворительного, умеренно нарушенного и грубо нарушенного гликемического контроля были сопоставимы по возрасту и полу. 1-ю группу составили 46 пациентов (54% мужчин) в возрасте 53,15± 8,71 года со средним уровнем гликированного гемоглобина (HbA1c) 6,28±0,46%, содержанием глюкозы крови - 6,78± 0,85 ммоль/л. Во 2-ю группу включены 64 пациента (55% мужчин) в возрасте 53,6±9,3 года с HbA1c 7,76±0,50%, уровнем глюкозы крови - 8,03±1,09 ммоль/л. 3-я группа представлена 51 человеком (51% мужчин) в возрасте 53,53± 8,54 года со средним HbA1c 10,45±1,15%, уровнем глюкозы крови - 9,9±1,74 ммоль/л.
Длительность СД2 в группах значимо не различалась: в 1-й группе - 3,45±3,12 года, во 2-й группе - 5,62±5,34 года и в 3-й группе - 6,45±6,8 года (р1=0,08, р2=0,48).
Содержание HbA1c глюкозы крови анализировали методом иммунотурбидиметрии (анализатор Labio 300).
Для исследования капиллярного кровотока в ногтевом ложе применен цифровой капилляроскоп ("Новые энергетические технологии", Россия). Капиллярный кровоток изучался в области эпонихия IV или III пальца кисти. Перед исследованием измеряли температуру кожи области исследования. Для визуализации капилляров использовали 2 увеличения (х125 и х400). Обзорную капилляроскопию проводили при увеличении х125. Изучали плотность капиллярной сети, степень извитости капилляров и их полиморфизм (линейные, извитые, с перекрестами, двойными петлями и т.д.). Более детальное исследование капилляров выполняли при увеличении х400, с измерением диаметров в артериальном (АО), переходном (ПО) и венозном (ВО) отделах капилляра, линейного размера периваскулярной зоны (ПЗ) (см. рисунок). Линейный размер ПЗ - это расстояние между дистальной точкой периваскулярного пространства и его проксимальной точкой, лежащей погранично к переходному отделу капилляра. Также оценивали скорость капиллярного кровотока.
Измерение скорости распространения пульсовой волны (СРПВ), ЭФ проведено аппаратом "Тонокард" (АМДТ, Россия), оснащенным чувствительными датчиками для фиксации в проекциях плечевой артерии и артерий запястья (лучевой и локтевой). Исследование ЭФ заключается в измерении дельты амплитуды пульсовой волны на запястье до 3-минутного пережатия плечевой артерии. Этот метод основан на способности эндотелия высвобождать оксид азота (NO) в условиях реактивной гиперемии: суть пробы сводится к оценке способности сосуда к расширению в ответ на повышение давления в нем за счет выработки NO и других вазодилататоров.
Методом стимуляционной электромиографии (ЭМГ) (прибор "Нейро-ЭМГ-микро", "Нейрософт", Иваново) изучали общий малоберцовый (двигательные волокна) и икроножный нерв. Оценивали следующие параметры: амплитуда f -ответа, скорость распространения возбуждения (СРВ), резидуальная латентность. Также анализировали производные показатели: снижение амплитуды f -ответа (%), снижение СРВ (%), повышение порога вызывания М-ответа (%), увеличение резидуальной латентности >3,0 (%), наличие низкоамплитудных F-волн и их выпадений (%).
Статистический анализ проводили с помощью пакета прикладных статистических программ SAS (Statistical Analysis System, SAS Institute, Cary, NC, США) с применением алгоритмов вариационной статистики, учитывающих тип и шкалу измерений каждого показателя. Для количественных показателей, измеренных по интервальной шкале (возраст, глюкоза и т.п.), рассчитывали среднее арифметическое значение, среднеквадратическое отклонение и стандартную ошибку среднего, являющуюся мерой точности оценки среднего значения. Также для количественных показателей вычисляли другие параметры выборочного распределения (медиану, интерквартильное расстояние и т.п.). Для качественных показателей, измеряемых по номинальной шкале, и для бинарных показателей, имеющих только 2 значения "наличие/отсутствие", а также для порядковых показателей, измеряемых по ранговой шкале, определяли частоту выявления показателя в процентах или частоту регистрации разных ранговых оценок показателя соответственно. К порядковым показателям относятся такие, для которых их числовые значения являются экспертными балльными оценками (например, тяжесть течения диабета).
При анализе межгрупповых различий для всех количественных показателей, измеренных по интервальной шкале (а также для ряда показателей, оцениваемых по ранговой шкале), рассчитывали значения t-критерия Стьюдента для независимых выборок по соответствующим рекомендованным формулам - в различных модификациях, учитывающих особенности распределения конкретных изучаемых показателей.
Результаты
Температура кожи исследуемой области в группах не различалась: 33,73±1,47, 33,70±1,38 и 33,95±1,04 oC - в 1-й, 2-й и 3-й группах соответственно (р1,2,3>0,4).
Размер ПЗ не различался у пациентов с СД2 групп разного гликемического контроля (р1,2,3>0,1) (табл. 1).
В группах с нарушением гликемического контроля отмечается сужение АО капилляров: во 2-й группе - 7,90±1,84 мкм, в 3-й группе - 7,32±1,62 мкм против 8,51±1,84 мкм в группе с компенсированным СД2 (р3<0,01). Повышение гликемии связано с интенсификацией гликирования и инфильтрированием сосудистой стенки продуктами гликирования. Таким образом, декомпенсация диабета более интенсивно приводит к магистрализации кровотока из-за нарушения перфузии крови через уменьшенные в просвете микрососуды с прогрессированием дистрофических процессов. По мере ухудшения гликемического контроля наряду с сужением АО капилляров отмечено увеличение коэффициента ремоделирования (КВО/АО). Этот показатель представляет отношение среднего диаметра ВО к среднему диаметру АО капилляров: во 2-й группе - 1,53±0,24, в 3-й группе - 1,59±0,22, р1=0,03 (р3<0,01). Увеличение этого параметра связано с развитием дистрофических процессов в тканях и органах, отражает как утолщение стенки капилляра, так и высокий тонус прекапиллярных отделов (артериол и артерий) в условиях СД2.
Повышение извитости капилляров, увеличение их полиморфизма отражают нарушение функции эндотелия и прогрессируют с ростом гипергликемии. Эти показатели отличаются со статистической значимостью в 3 группах пациентов. Извитость составила в 1-й группе 1,83±0,68 балла, во 2-й группе - 2,05±0,72, в 3-й группе - 2,29±0,54 (р1=0,1, р23<0,03). Полиморфизм в 1-й группе - 1,85±0,70 балла, во 2-й группе -2,08±0,60, в 3-й группе - 2,33±0,65 (р1=0,07, р23<0,03).
Отмечается снижение плотности капиллярной сети, связанное с ростом гипергликемии: во 2-й - 1,93±0,74 балла и 3-й группе - 1,73±0,53 балла (р2,3<0,03). У пациентов с удовлетворительным гликемическим контролем плотность сети определена в пределах нормальных значений (2,14±0,62 балла).
При анализе средней скорости капиллярного кровотока определено снижение этого показателя в 1-й (554,68± 480,19 мкм/с) и в 3-й группе (569,21±309,89 мкм/с), но без статистической значимости.
СРПВ увеличивается по мере ухудшения гликемического контроля: в 1-й группе - 8,34±1,31 м/с, во 2-й группе - 9,04± 1,71 м/с и в 3-й группе - 9,75±2,18 м/с (р1,3<0,01, р2=0,06) (табл. 1). Увеличение этого показателя у пациентов с СД2 отражает вазоспазм, прогрессирование атеросклероза с повышением жесткости артерий в условиях гипергликемии. Нарушение гликемического контроля приводит к снижению ЭФ: в 1-й группе - 45,68±26,86%, во 2-й группе -40,94±35,34%, в 3-й группе - 35,30±27,57% (см. табл. 1). При сравнении данного показателя между тремя группами достоверности не получено из-за существенного диапазона колебания ЭФ. Однако статистически значимо различался показатель частоты выявления сниженной ЭФ<30%: во 2-й группе - 42%, в 3-й группе - 55% против 24% в 1-й группе (p1,3<0,05). Доказана связь гипергликемии с увеличением вазоконстрикторов (в том числе эндотелина-1) и уменьшением вазодилататоров (в первую очередь NO) (см. табл. 1) [6].
При сравнении показателей стимуляционной ЭМГ выявлены следующие особенности (табл. 2). Амплитуда М-ответа n. suralis значимо различалась во всех 3 группах, с наибольшим значением в 1-й группе - 8,61±2,28 мкВ и наименьшим значением в 3-й группе - 4,8±2,33 мкВ (р1,2<0,05, р3<0,01). Распространенность увеличения амплитуды Af-ответа ≤5,0 мкВ: в 1-й группе - 0,09 (9%), во 2-й группе - 0,22 (22%) и в 3-й группе - 0,61 (61%) (р2<0,05, p3<0,01). Таким образом, определено влияние градаций гипергликемии на развитие аксональных нарушений сенсорного икроножного нерва. Выявленные изменения в группах подтверждают ранние метаболические аксональные (безмиелиновые) нарушения в нервах, возникающие даже при небольших колебаниях гликемии. СРВ n. suralis значимо снижена во 2-й и 3-й группах (37,78±3,35 и 37±3,75 м/с) по сравнению с 1-й группой - 40,64± 2,94 м/с (р1,3<0,05). Снижение СРВ отражает процесс демиелинизации, определенный у пациентов с умеренным и грубым нарушением гликемического контроля, в то время как у компенсированных по гипергликемии пациентов этот показатель в пределах нормы. Распространенность признака снижения СРВ n. suralis ≤40 м/с в 1-й группе - 0,45 (45%), во 2-й группе - 0,78 (78%), в 3-й группе - 0,83 (82,6%) (р3<0,05). Повышение порога вызывания Af-ответа выявлено у 100% пациентов 3-й группы и у 89% пациентов 2-й группы, в то время как в 1-й группе он увеличен только у 27,3% (р1,2,3<0,05).
Принято считать, что манифестирует ДПН с моторных нарушений, и далее присоединяются сенсорные нарушения. Результаты нашего исследования не противоречат этому утверждению. Нарушения электрических параметров общего малоберцового нерва в группе с умеренным нарушением гликемического контроля выражены так же, как и в группе с грубым нарушением гликемического контроля, по сравнению с компенсированными пациентами. Амплитуда f -ответа n. peroneus наибольшее значение имеет в 1-й группе -7,68±3,45 мВ, но снижена во 2-й группе - 4,76±2,90 мВ и в 3-й группе - 4,28±2,34 мВ (р1=0,03, р3<0,01). Это означает, что развитию аксональных нарушений в двигательном нерве способствуют даже небольшие колебания гликемии. Распространенность снижения амплитуды f -ответа n. peroneus: в 1-й группе - 0,18 (18%), во 2-й группе - 0,47 (47%), в 3-й группе - 0,39 (39%). СРВ n. peroneus значимо снижена во 2-й группе - 41,8±4,44 м/с и в 3-й группе - 40,67± 4,15 м/с по сравнению с его значением в 1-й группе -45,95±3,65 м/с. Снижение СРВ n. peroneus определено у декомпенсированных пациентов: у 33% пациентов 2-й группы и у 48% пациентов 3-й группы, в то время как в 1-й группе снижения СРВ не выявлено (0%), р1,3<0,01. Увеличение порога вызывания Af-ответа n. peroneus определено у 83% пациентов 3-й группы, у 73% пациентов 2-й групп, по сравнению с 1-й группой (45%), p3<0,04. Резидуальная латентность n. peroneus значимо увеличена в 3-й группе - 2,47±0,57 м, по сравнению со значением этого показателя в 1-й группе 1,96±0,58 мс. Также распространенность увеличения резидуальной латентности >3,0 мс отмечена у 17% пациентов в 3-й группе, у 36% - во 2-й группе по сравнению с 1-й группой, в которой увеличения латентности не выявлено (р1,3<0,05). Снижение амплитуды F-волн и их выпадения зафиксированы у 96% пациентов 3-й группы, 86% пациентов 2-й группы, против 54% пациентов первой группы (р3<0,01).
Далее нами проведены 2 корреляционных анализа: 1-й - для оценки взаимосвязи гипергликемии с микроваскулярными и неврологическими нарушениями (табл. 3), 2-й - для изучения связи между нейропатией и микроциркуляторными изменениями (табл. 4).
Выявлена корреляционная связь между уровнем глюкозы крови натощак и всеми исследуемыми параметрами микроциркуляции (р<0,05). Обратная корреляция определена у глюкозы крови с диаметром всех отделов капилляра (АО, ПО, ВО), с плотностью сети. Это означает, что повышение гликемии способствует сужению капиллярной петли, снижению плотности капиллярной сети. Прямая корреляция определена у глюкозы крови с коэффициентом ремоделирования, со степенью извитости капилляров и их полиморфизмом. Таким образом, гипергликемия способствует ремоделированию капилляров, их скручиванию и дисформии. У HbA1с определены схожие связи, за исключением показателей диаметра ПО и ВО капилляра.
У глюкозы крови выявлены корреляционные связи с параметрами макроциркуляции: СРПВ, отражающей повышенную жесткость артерий, и с ЭФ (р<0,05). У HbA1с с эндотелиальной функцией связи не выявлено, но определена связь с ее производным показателем - наличием сниженной ЭФ менее 30%.
У глюкозы крови определены корреляционные связи с большинством изучаемых параметров стимуляционной ЭМГ (р<0,05). Найдены прямые корреляции гликемии с наличием амплитуды М-ответа n. suralis ниже нормы, с наличием порога вызывания f -ответа n. suralis выше нормы, с наличием порога вызывания f -ответа n. peroneus выше нормы, с наличием низкоамплитудных F-волн n. peroneus с их выпадениями. Также выявлена обратная корреляция глюкозы с амплитудой M-ответа n. suralis. У HbA1c определены дополнительные корреляции (р<0,05): прямая - с наличием снижения СРВ n. suralis и n. peroneus; обратная - с СРВ n. suralis и n. peroneus, с амплитудой M-ответа n. peroneus. Из всех параметров стимуляционной ЭМГ только показатель резидуальной латентности не связан с фактором гликемии.
В исследовании G.L. Pittenger и соавт. также определили корреляцию HbA1c с показателями сенсомоторной нейропатии [7].
Выявленные корреляционные связи подтверждают результаты сравнения показателей микроциркуляции и электрической активности нервов между пациентами групп удовлетворительного, умеренно нарушенного, грубо нарушенного гликемического контроля. Полученные данные не противоречат другим проведенным исследованиям в отношении связи гипергликемии с микроваскуляр-ными нарушениями [1, 8, 9] и в отношении гипергликемии с развитием ДПН [10-12].
В корреляционном анализе между параметрами капиллярного кровотока и параметрами ЭМГ n. suralis и n. peroneus определена только одна статистически значимая корреляция (р<0,05). У параметра "плотность капиллярной сети" выявлена прямая корреляция со СРВ икроножного нерва и обратная - с наличием повышенного порога вызывания f -ответа малоберцового нерва.
В связи с опубликованными данными о положительном влиянии ингибиторов АПФ [13], сартанов [14], блокаторов протеинкиназы С [15] на состояние периферических нервов при диабетической нейропатии мы решили оценить корреляционную связь макроваскулярных параметров (СРПВ, ЭФ) с показателями электрической активности нервов. Выявлены корреляционные связи электрических параметров нервов с макроваскулярными параметрами. Определена связь между ЭФ и амплитудой f -ответа n. suralis. Выявлена корреляционная связь СРПВ со следующими показателями (р<0,05): с повышением порога вызывания M-ответа n. suralis и n. peroneus, с СРВ n. peroneus, с наличием выпадений и низкоамплитудных F-волн у n. peroneus.
Таким образом, макроваскулярная патология в виде эндотелиальной дисфункции, повышенного тонуса артерий или их жесткости в большей степени связана с изменением электрической активности нервов, чем состояние микроциркуляторного русла. В работе Н. Isojarvi было определено влияние гиперинсулинемии, гиперлипидемии на развитие нарушений n. suralis, n. medianus, n. peroneus у пациентов с избыточной массой тела и ожирением [16]. В другой работе была определена связь периферической полинейропатии и метаболического синдрома [7]. С учетом ожирения у пациентов указанных исследований можно предположить у них наличие макроваскулярной патологии (эндотелиальная дисфункция, увеличение жесткости артерий).
Выводы
1. Изменения показателей стимуляционной ЭМГ у пациентов с СД2 подтверждают ранние метаболические аксональные (безмиелиновые) нарушения в нервах, возникающие даже при умеренном нарушении гликемического контроля. Моторная нейропатия по сравнению с сенсорной в большей степени выражена при умеренном нарушении гликемического контроля.
2. Микроциркуляторные и макроциркуляторные нарушения определяются в условиях умеренной гипергликемии.
3. Взаимосвязи в развитии микроциркуляторных и неврологических нарушений практически не выявлено, за исключением связи плотности капиллярной сети с СРВ n. suralis и с порогом вызывания fA-ответа n. peroneus. Макроваскулярные нарушения в виде увеличения СРПВ и снижения ЭФ в большей степени связаны с изменением электрической активности нервов, чем состояние микроциркуляторного русла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Glycemic Targets. ADA // Diabetes Care. 2015. Vol. 38, suppl. 1. P. S33-S40.
2. Dinh T. Microvascular changes in the diabetic foot // The Diabetic Foot. 2nd ed. 2006. Р. 131-147.
3. Giannini C., Dyck P.J. Pathologic alterations in human diabetic polyneuropathy // Diabetic Neuropathy. 2nd ed. Phyladelphia, 1999. P. 279-295.
4. Giannini C., Dyck P.J. Ultrastructural morphometric features of human sural nerve endoneuronal microvessels // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 1993. Vol. 52. P. 361-369.
5. Зоходне Д.В. Сахарный диабет и пластичность нейронов // Эндокринология. Новости. Мнения. Обучение. 2015. № 4. С. 61-67.
6. Sarwar N., Gao P., Seshasai S.R. et al. Diabetes mellitus, fasting blood glucose concentration and risk of vascular disease: a collaborative meta-analysis of 102 prospective studies // Lancet. 2010. Vol. 375. P. 2215-2222.
7. Pittenger G.L. et al. Small fiber neuropathy is associated with the metabolic syndrome // Metab. Syndr. Relat. Disord. 2005. Vol. 3, N 2. P. 113-121.
8. Schiekofer S., Balletshofer B., Andrassy M. Endothelial dysfunction in diabetes mellitus // Semin. Thromb. Hemost. 2000. Vol. 26, N 5. Р. 503-511.
9. Shore A.C. Capillaroscopy and the measurement of capillary pressure // Br. J. Clin. Pharmacol. 2000. Vol. 50, N 6. P. 501-513.
10. Raccah D., Fabreguetts C., Azulay J.P., Vague P. Erythrocyte +Na+K-ATPase activity, metabolic control, and neuropathy in IDDM patients // Diabetes Care. 1996. Vol. 19, N 6. Р. 564-568.
11. Raccah D., Lamotte-Jannot M.F., Issautier T., Vague P. Effect of experimental diabetes on Na/K-ATPase activity in red blood cells, peripheral nerve and kidney // Diabetes Metab. 1994. Vol. 20, N 3. Р. 271-274.
12. Stirban A. Microvascular dysfunction in the context of diabetic neuropathy // Curr. Diab. Rep. 2014. Vol. 14, N 11. Р. 541.
13. Reja A. et al. Is ACE inhibition with lisinopril helpful in diabetic neuropathy? // Diabet. Med. 1995. Vol. 12, N 4. P. 307-309.
14. Sola S. et al. Irbesartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation in the metabolic syndrome // Circulation. 2005. Vol. 111, N 3. P. 343-348.
15. Casellini C.M. et al. A 6-month, randomized, double-masked, placebo-controlled study evaluating the effects of the protein kinase C-β inhibitor ruboxistaurin on skin microvascular blood flow and other measures of diabetic peripheral neuropathy // Diabetes Care. 2007. Vol. 30, N 4. P. 896-902.
16. Isojarvi H. et al. Association of insulin and cholesterol levels with Peripheral nervous system function in overweight adults: a 3-year follow-up // J. Clin. Neurophysiol. 2017. Vol. 34, N 6. P. 492-496.