Влияние гипергомоцистеинемии на уровень антиоксидантных ферментов в крови и на степень выраженности диабетической невропатии у пациентов с сахарным диабетом типа 2

Резюме

Цель - определить влияние гипергомоцистеинемии на уровень антиоксидантных ферментов в крови и на степень выраженности диабетической невропатии (ДН) у пациентов с сахарным диабетом типа 2 (СД2).

Материал и методы. В исследовании приняли участие 30 пациентов с диагнозом "сахарный диабет типа 2 с диабетической невропатией". Исходя из уровня гомоцистеина в крови пациентов разделили на 2 группы: основную группу (1-ю) с гипергомоцистеинемией (n=14) и группу сравнения (2-ю) с нормальными значениями уровня гомоцистеина в крови (n=16). В обеих группах оценивали состояние периферической нервной системы (шкалы TSS и NIS-LL, стимуляционая электронейромиография) и показатели уровня ферментов антиоксидантной системы - супероксиддисмутазы (СОД) и глутатионпероксидазы (ГПО).

Результаты и обсуждение. В 1-й группе средние уровни СОД и ГПО были ниже по сравнению со 2-й группой (p<0,05), а средние значения баллов по шкале TSS и NIS-LL в 1-й группе были выше, чем во 2-й (p<0,05). В 1-й группе уровень гомоцистеина коррелировал с уровнем TSS (rs=0,2) и NIS-LL (rs=0,3) (p<0,05), с амплитудой сенсорного ответа (rs=-0,3) и скоростью распространения возбуждения (rs=-0,364) (p<0,05) икроножного нерва. Уровень гомоцистеина отрицательно коррелировал с ГПО (rs=-0,4) (p<0,05) и СОД (rs=-0,4) (p<0,05) в 1-й группе.

Заключение. Повышенный уровень гомоцистеина отрицательно влияет на уровень антиоксидантных ферментов и степень выраженности ДН.

Ключевые слова:гипергомоцистеинемия, антиоксидантные ферменты, диабетическая невропатия, оксидативный стресс, сахарный диабет типа 2

Для цитирования: Аметов А.С., Косян А.А., Пашкова Е.Ю.Влияние гипергомоцистеинемии на уровень антиоксидантных ферментов в крови и на степень выраженности диабетической невропатии у пациентов с сахарным диабетом типа 2 // Эндокринология: новости, мнения, обучение. 2019. Т. 8, № 2. С. 9-15. doi: 10.24411/2304-9529-2019-12001.

Cо стремительным ростом сахарного диабета (СД) во всем мире растет и частота его поздних осложнений, которые чреваты снижением трудоспособности и ухудшением качества жизни населения. Одним из наиболее распространенных осложнений СД является диабетическая невропатия (ДН). По мнению разных авторов, распространенность ДН достигает 90% среди больных СД. ДН, являясь основной причиной нетравматической ампутации нижних конечностей, приводит к снижению трудоспособности и увеличению инвалидности [1-4].

Теории патогенеза ДН многочисленны, но они все сводятся к двум основным взаимосвязанным патогенетическим механизмам - метаболическому и сосудистому. В основе развития метаболических и сосудистых нарушений при СД типа 2 (СД2) в условиях гипергликемии лежит активация оксидативного стресса [5].

Несмотря на то что изучению ДН посвящены многочисленные исследования, до сих пор механизмы ее развития полностью не раскрыты, и далеко не во всех случаях коррекция только традиционных факторов риска приводит к уменьшению проявлений ДН [6]. Следовательно, поиск недостающих звеньев патогенеза и их соответствующая терапия остаются чрезвычайно актуальной задачей.

В ряде недавних исследований говорится о новом факторе риска, поражающем нервную систему - повышенном уровне незаменимой аминокислоты гомоцистеина (гипергомоцистеинемия) [7]. Из данных отечественных и зарубежных исследователей следует, что гипергомоцистеинемия, активируя оксидативный стресс, приводит к прогрессированию микро- и макрососудистых осложнений СД [8-13].

Механизмы активации оксидативного стресса в условиях гипергомоцистеинемии, как считают многие авторы, связаны с усиленным образованием гомоцистеиновой кислоты в организме [12]. Гомоцистеиновая кислота, вступая во взаимодействие с эндогенными тиолами, к которым относятся метионин, цистеин, таурин, глутатион, сероводород, липоевая кислота, полисульфиды и др., восстанавливается до гомоцистеина. В процессе восстановления гомоцистеиновой кислоты усиливается образование супероксид-анион-радикала (O-₂), что в условиях гипергомоцистеинемии приводит к истощению запасов антиоксидантной системы [14]. Антиоксидантная система представлена в организме ферментами [супероксиддисмутазой (СОД), каталазой и глутатионпероксидазой (ГПО)] и веществами с антиоксидантной активностью (витамины А, С, Е, фолиевая кислота, глутатион, коэнзим Q10 и др.). В норме антиоксидантная система работает как буфер, нейтрализуя свободные радикалы, а в условиях длительной гипергомоцистеинемии ресурсы антиоксидантной системы истощаются [15].

Учитывая, что повышенный уровень гомоцистеина при СД2 встречается более чем у 30% пациентов, изучение роли гипергомоцистеинемии в развитии диабетических осложнений, в том числе ДН, имеет важнейшее значение [16].

Цель - определение влияния гипергомоцистеинемии на уровень антиоксидантных ферментов в крови и на степень выраженности ДН у пациентов с СД2.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 30 пациентов в возрасте 45-65 лет с установленным диагнозом "СД2 с дистальной сенсомоторной диабетической полиневропатией".

Критерии включения:

установленный диагноз "СД2 с дистальной сенсомоторной диабетической полиневропатией";

■ возраст 45-65 лет;

■ уровень гликированного гемоглобина (НЬА) от 6,5 до 8,5%;

■ способность и желание пациента следовать протоколу исследования.

Критерии исключения:

СД типа 1;

■ тяжелая патология сердечно-сосудистой системы: инфаркт миокарда в последние 6 мес, нестабильная стенокардия, некомпенсированная сердечная недостаточность, неконтролируемая артериальная гипертензия (АД >200/110 мм рт.ст.);

■ тяжелая патология желудочно-кишечного тракта;

■ хроническая почечная недостаточность, уровень креатинина >130 мкмоль/л;

■ наличие острых осложнений СД;

■ недостаточность витамина В12;

■ прием препаратов и веществ, влияющих на обмен гомоцистеина и антиоксидантных ферментов (альфа-липоевая кислота, фолиевая кислота, витамины В12, В6 и др., диета с повышенным содержанием белка и злоупотребление алкоголем) в течение 3 нед до исследования, а также несоблюдение диетических рекомендаций СД в полном объеме;

■ наличие клинически значимых проявлений интеркур-рентного заболевания;

■ беременность, лактация.

Методы исследования включали общее клиническое обследование (осмотр, сбор анамнеза, клинический и биохимический анализы крови, анализ мочи, измерение артериального давления, ЭКГ) и оценку углеводного обмена путем определения уровня НЬА и глюкозы в венозной крови натощак, а также определение уровня витамина В12 (референс-ные значения 191-663 пг/мл), гомоцистеина (референсные значения 5,0-15,0 мкмоль/л), ферментов антиоксидантной системы - СОД и ГПО в венозной крови натощак. Референсные значения СОД в эритроцитах составляют 164-240 Ед/мл, а ГПО - 4171-10881 Ед/л.

Для оценки функционального состояния периферической нервной системы использовалась шкала общей оценки симптомов невропатии (Total Symptoms Score, TSS), что дает возможность с помощью опросника оценить частоту и интенсивность отдельных сенсорных симптомов невропатии: боли, жжения, онемения и парестезии за последние сутки, а также физикальное обследование с оценкой невропатических нарушений нижних конечностей по шкале неврологического дефицита NIS-LL (Neuropathy Impairment Score in the Lower Limbs).

В исследовании методом стимуляционной электромиографии по стандартной методике были обследованы моторные (общий малоберцовый нерв - nervus рeroneus и больше берцовый нерв - nervus tibialis) и сенсорные (икроножный нерв - nervus suralis) нервы нижних конечностей. Для оценки состояния моторных нервов определяли амплитуду моторного ответа (М-ответ), скорость распространения возбуждения (СРВ) по моторному нерву, резидуальную латентность (РЛ). Для оценки состояния сенсорного нерва определяли амплитуду сенсорного ответа, СРВ по сенсорному нерву.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием программ Microsoft Excel 2010, Statistica (версия 10.0). Сравнение средних количественных признаков в двух группах проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при уровне значимости р<0,05.

Для оценки связи между признаками внутри групп использовали коэффициент корреляции Спирмена. Для оценки тесноты связи между признаками использовали следующие критерии:

  • rs±0,3 - тесная слабая прямая или обратная связь;
  • ±0,4<rs<±0,7 - тесная умеренная прямая или обратная связь;
  • rs±0,7 - тесная сильная прямая или обратная связь.

Если коэффициент корреляции равен нулю, то связь между величинами практически отсутствует. Чем ближе модуль коэффициента корреляции к единице, тем более сильной является связь между измеряемыми величинами.

Пациенты, удовлетворяющие критериям включения, исходя из уровня гомоцистеина (референсные значения 5,0-15,0 мкмоль/л) были разделены на 2 группы: в 1-ю группу вошли 14 человек с повышенным уровнем гомоцистеина в крови, а во 2-ю - 16 человек с нормальным уровнем гомоцистеина в крови.

Поскольку уровень гомоцистеина в крови зависит от количества употребляемых животных белков (мясо, молоко), кофе и алкоголя, а также от количества выкуренных сигарет [17], были изучены дневники питания пациентов, по этим признакам группы были сопоставимые. Были выявлены 3 пациента из 1-й группы и 5 пациентов из 2-й группы, которые выкуривали до 20 сигарет в день, но значительной взаимосвязи факта курения с уровнем гомоцистеина в данном исследовании не наблюдалось.

Общая клиническая характеристика пациентов с СД2, включенных в исследование, представлена в табл. 1.

Достоверных отличий между двумя группами по основным показателям на момент исследования не выявлено (p>0,05).

Таким образом, основную когорту исследования составили пациенты в возрасте 53-64 лет с длительностью СД2 более 3 лет и показателем гликемии, близким к целевым значениям для данной категории пациентов.

Результаты

Оценка взаимосвязи уровня гомоцистеина с функциональным состоянием периферической нервной системы

После включения пациентов в исследование оценивали проявление невропатической симптоматики по шкале TSS и невропатические нарушения или невропатический дефицит нижних конечностей по шкале NIS-LL. В группе, где наблюдалась гипергомоцистеинемия, средние баллы TSS (12,37±1,04 против 5,07±2,7) и NIS-LL (14,57±2,5 против 8,5±1,6) были значительно больше, чем в группе с физиологическими показателями гомоцистеина в крови (p<0,05). Кроме этого, в группе с гипергомоцистеинемией наблюдалась положительная корреляция между уровнем гомоцистеина и показателями TSS (rs=0,2), NIS-LL (rs=0,3) (p<0,05) (рис. 1).

Корреляционный анализ электронейромиографических данных показал, что в 1-й группе уровень гомоцистеина отрицательно коррелировал с амплитудой сенсорного ответа (rs=-0,3) (p<0,05) и СРВ (rs=-0,364) (p<0,05) икроножного нерва (рис. 2).

Во 2-й группе значительная взаимосвязь баллов TSS, NIS-LL с уровнем гомоцистеина не наблюдалась. Но уровень гомоцистеина отрицательно коррелировал с амплитудой моторного ответа (rs=-0,2) малоберцового нерва.

Оценка взаимосвязи уровня гомоцистеина и ферментов антиоксидантной системы

В данном исследовании для оценки взаимосвязи гомоцистеина и ферментов антиоксидантной системы определяли его уровень, СОД и ГПО. Средние значения сывороточного уровня гомоцистеина в 1-й группе были значительно выше по сравнению со 2-й группой (p<0,05); кроме того, в 1-й группе средние значения СОД и ГПО были значительно ниже, чем в группе с нормальным значением сывороточного уровня гомоцистеина (p<0,05) (табл. 2).

Корреляционный анализ показал, что в группе с гипер-гомоцистеинемиой наблюдается отрицательная связь межу уровнями гомоцистеина с ГПО (rs=-0,4) (p<0,05) и СОД (rs=-0,4) (p<0,05) (рис. 3).

Оценка взаимосвязи уровня ферментов антиоксидантной системы с функциональным состоянием периферической нервной системы

Корреляционный анализ данных показал, что в 1-й группе уровень ГПО отрицательно коррелировал с баллами TSS (rs=-0,2) (p<0,05), а также с РЛ большеберцового (rs=-0,62) (p<0,05) и малоберцового нерва (rs=-0,2) (p<0,05). Кроме того, была выявлена положительная корреляция между сывороточным уровнем ГПО и амплитудой сенсорного ответа (rs=0,699) (p<0,05) и СРВ (rs=0,54) (p<0,05) икроножного нерва.

В 1-й группе уровень СОД отрицательно коррелировал с баллами по шкале NIS-LL (rs=-0,42) (p<0,05). Уровень СОД положительно коррелировал с амплитудой моторного ответа (rs=0,2) (p<0,05), РЛ (rs=0,75) (p<0,05) и СРВ (rs=0,49) (p<0,05) малоберцового нерва, а также с амплитудой моторного ответа большеберцового нерва (rs=0,34) (p<0,05).

Во 2-й группе уровень ГПО отрицательно коррелировал с баллами по шкале NIS-LL (rs=-0,22). Наблюдалась положительная корреляция с амплитудой сенсорного ответа (rs=0,51) (p<0,05) и СРВ (rs=0,3) (p<0,05) икроножного нерва, а также с амплитудой моторного ответа большеберцового нерва (rs=0,55) (p<0,05).

Во 2-й группе уровень СОД положительно коррелировал с амплитудой сенсорного ответа (rs=0,599) (p<0,05) и СРВ (rs=0,6) (p<0,05) икроножного нерва, а также с амплитудой моторного ответа большеберцового нерва (rs=0,26) (p<0,05).

Обсуждение

Роль оксидативного стресса в развитии ДН, несомненно, очень существенна. Активные формы кислорода, которые бесконтрольно образуются во время активации оксидативного стресса, губительно влияют на нервную систему [18]. В данном исследовании была показана значительная корреляция между уровнями антиоксидантных ферментов и функциональным состоянием периферической нервной системы. В частности, на фоне снижения уровня ГПО в 1-й группе средние баллы TSS, РЛ большеберцового и малоберцового нервов увеличиваются, а амплитуда сенсорного ответа и СРВ уменьшаются. Кроме этого, снижение уровня СОД приводит к увеличению значения средних баллов NIS-LL и отрицательно влияет на амплитуду моторного ответа и СРВ малоберцового нерва, а также амплитуду моторного ответа большеберцового нерва. Анализ данных во 2-й группе показывает, что уровень СОД и ГПО положительно влияет на амплитуду сенсорного ответа и СРВ икроножного нерва, а также на амплитуду моторного ответа большеберцового нерва.

Одной из причин активации оксидативного стресса и истощения запасов антиоксидантной системы является гипергомоцистеинемия. В экспериментальных условиях было доказано, что даже субфизиологическая концентрация гомоцистеина (от 1 до 10 мкмоль/л) приводит к образованию активных форм кислорода [12]. А в исследовании N. Weiss и соавт. было продемонстрировано, что повышенный уровень гомоцистеина истощает запасы ГПО и самого глутатиона [14]. В данном исследовании статистический анализ данных показал, что гипергомоцистеинемия приводит к значительному снижению уровня антиоксидантных ферментов (СОД и ГПО), кроме этого, уровень гомоцистеина отрицательно коррелирует с уровнем СОД и ГПО.

И в зарубежной, и в отечественной литературе данные исследователей последних нескольких лет демонстрируют корреляцию между уровнем гомоцистеина и выраженностью ДН [19, 20].

Данное исследование тоже демонстрирует статистически значимую связь между уровнем гомоцистеина и выраженностью проявления ДН в условиях гипергомоцистеинемии. В частности, в условиях гипергомоцистеинемии средние баллы TSS и NIS-LL были значительно выше, а с увеличением уровня гомоцистеина наблюдался их рост.

Статистический анализ электрофизиологических данных в основной группе выявил, что амплитуда сенсорного ответа и СРВ икроножного нерва отрицательно коррелируют с повышенным уровнем гомоцистеина.

Надо отметить, что в основном исследования, которые оценивали влияние уровня гомоцистеина на выраженность ДН, проводились у пациентов с недостаточностью витамина В12 [19, 20]. Как известно, недостаток витамина В12 отрицательно влияет на функциональное состояние периферической нервной системы, поскольку сам может стать причиной развития невропатии [21, 22].

В данном исследовании одним из критериев исключения являлся дефицит витамина В12, в нем принимали участие пациенты с физиологическими значениями уровня этого витамина в крови (см. табл. 1).

Заключение

Результаты данного исследования свидетельствуют о том, что у пациентов с СД2:

■ функциональное состояние периферической нервной системы тесно связано с уровнем антиоксидантных ферментов и гомоцистеина в крови;

■ повышение уровня гомоцистеина, отрицательно коррелируя с уровнем антиоксидантных ферментов в крови, негативно влияет на степень выраженности ДН.

Возможная коррекция уровня гомоцистеина в крови должна стать важным критерием при выборе патогенетически обусловленной терапии ДН у пациентов с СД2.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1. Tesfaye S., Boulton A.J., Dickenson A.H. Mechanisms and management of diabetic painful distal symmetrical polyneuropathy // Diabetes diabetic foot ulcers // N. Engl. J. Med. 2004. Vol. 351. P. 48-55.

2. Boulton A.J., Kirsner R.S., Vileikyte L. Clinical practice. Neuropathic Care. 2013. Vol. 36. P. 2456-2465.

3. Singh N., Armstrong D.G., Lipsky B.A. Preventing foot ulcers in patients with diabetes // JAMA. 2005. Vol. 293. P. 217-228.

4. Gore M., Brandenburg N.A., Dukes E., Hoffman D.L. et al. Pain severity in diabetic peripheral neuropathy is associated with patient functioning, symptom levels of anxiety and depression, and sleep // J. Pain Symptom Manage. 2005. Vol. 30. P. 374-385.

5. Brownlee M. The pathobiology of diabetic complications: a unifying mechanism // Diabetes. 2005. Vol. 54. P. 1615-1625/

6. Богданов Э.И., Талантов В.В., Мухамедзянов Р.З. Диабетические нейропатии // Вестн. неврол. 2000. № 3/4. С. 59-67.

7. Obeid R., Herrmann W. Mechanisms of homocysteine neurotoxicity in neurodegenerative diseases with special reference to dementia // FEBS Lett. 2006. Vol. 580, N 13. P. 2994-3005.

8. Wang H., Cui K., Xu K., Xu S. Association between plasma homocysteine and progression of early nephropathy in type 2 diabetic patients // Int. J. Clin. Exp. Med. 2015. Vol. 8, N 7. P. 11 174-11 180.

9. Li J., Shi M., Zhang H., Yan L. et al. Relation of homocysteine to early nephropathy in patients with type 2 diabetes // Clin. Nephrol. 2012. Vol. 77, N 4. P 305-310.

10. Brazionis L., Rowley K., Itsiopoulos C., Harper C.A. et al. Homocysteine and diabetic retinopathy // Diabetes Care. 2008. Vol. 31, N 1. P. 50-56.

11. Rudy A., Kowalska I., Str^czkowski M., Kinalska I. Homocysteine concentrations and vascular complications in patients with type 2 diabetes // Diabetes Metab. 2005. Vol. 31, N 2. P 112-117.

12. Jacobsen D.W. Hyperhomocysteinemia and oxidative stress // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000. Vol. 20. P 1182-1184,

13. Аметов А.С., Косян А.А. Роль гомоцистеина в развитии диабетической полиневропатии и эндотелиальной дисфункции // Эндокринология: новости, мнения, обучение. 2019. Т. 8, № 1. С. 32-39.

14. Weiss N., Zhang Y.Y., Heydrick S., Bierl C. et al. Overexpression of cellular glutathione peroxidase rescues homocyst(e)ine-induced endothelial dysfunction // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2001. Vol. 98, N 22. P. 12 503-12 508,

15. Аметов А.С., Камынина Л.Л., Рождественская О.А., Пашкова Е.Ю. Положительные метаболические и антиоксидантные свойства тесто-стерон-заместительной терапии при сочетании сахарного диабета типа 2 и гипогонадизма // Эндокринология: новости, мнения, обучение. 2016. № 3. С. 83-93.

16. Hoogeveen E.K., Kostense PJ., Jakobs C. et al. Hyperhomocysteinemia increases risk of death, especially in type 2 diabetes: 5-year follow-up of the Hoorn Study // Circulation. 2000. Vol. 101. P 1506-1511.

17. Stanger O., Herrmann W., Pietrzik K. et al. Consensus paper on the rational clinical use of homocysteine, folic acid and B-vitamins incardiovascular and thrombotic diseases: guidelines and recommendations // Clin. Chem. Lab. Med. 2003. Vol. 41. P 1392-1403.

18. Pop-Busui R., Sima A., Stevens M. Diabetic neuropathy and oxidative stress // Diabetes Metab. Res. Rev. 2006. Vol. 22, N 4. P 257273.

19. Wile D.J., Toth C. Association of metformin, elevated homocysteine, and methylmalonic acid levels and clinically worsened diabetic peripheral neuropathy // Diabetes Care. 2010. Vol. 33, N 1. P 156-161.

20. Roy R.P., Ghosh K., Ghosh M., Acharyya A. et al. Study of Vitamin B 12 deficiency and peripheral neuropathy in metformin-treated early type 2 diabetes mellitus // Indian J. Endocrinol. Metab. 2016. Vol. 20. P 631-637.

21. Nardin R.A., Amic A.N., Raynor E.M. Vitamin B(12) and methylmalonic acid levels in patients presenting with polyneuropathy // Muscle Nerve. 2007. Vol. 36, N 4. P 532-535.

22. Markle H.V. Cobalamin // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 1996. Vol. 33. P. 247-356.

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Александр Сергеевич Аметов
Заведующий кафедрой эндокриноло­гии, заведующий сетевой кафедрой ЮНЕСКО по теме "Биоэтика сахарного диабета как глобальная проблема" ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России (Москва)"
Вскрытие
Медицина сегодня
Уважаемые коллеги, до XI-го Национального конгресса с международным участием имени Н.О. Миланова "Пластическая хирургия, эстетическая медицина и косметология" осталось 3 дня

Уважаемые коллеги, до XI-го Национального конгресса с международным участием имени Н.О. Миланова "Пластическая хирургия, эстетическая медицина и косметология" осталось 3 дня! С 29 ноября по 1 декабря 2022 года в Москве пройдет XI Национальный конгресс "Пластическая хирургия,...

X конференция с международным участием "Креативная кардиология и кардиохирургия. Новые технологии диагностики и лечения заболеваний сердца"

6-7 декабря 2022 года состоится юбилейная X конференция с международным участием "Креативная кардиология и кардиохирургия. Новые технологии диагностики и лечения заболеваний сердца", которая будет проходить в очном и онлайн-формате в ФГБУ "НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева"...

Приглашаем 1 и 2 декабря в Москву на яркий профессиональный праздник - итоговую всероссийскую Школу РОАГ!

Приглашаем 1 и 2 декабря в Москву на яркий профессиональный праздник - итоговую всероссийскую Школу РОАГ! Школа в Москве занимает особое место в образовательном цикле Школ РОАГ. На ней подводятся итоги прошедшего сезона, обсуждаются темы, которые вызывают наибольший интерес...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»