Роль эндотелиальной дисфункции в развитии и прогрессировании сосудистых осложнений сахарного диабета 1-го типа у детей и подростков

Сахарный диабет 1-го типа (СД1) – одна из наиболее актуальных проблем современной эндокринологии. Широкое распространение хронических микрососудистых осложнений при СД1 у детей и подростков значительно ухудшает качество жизни, способствует ранней инвалидизации и преждевременной смерти, в том числе лиц молодого возраста [1, 2]. По данным различных авторов [1, 3–5] распространенность сосудистых осложнений среди детей и подростков с СД1 составляет от 60 до 80%, поэтому поиск новых факторов, способствующих развитию и прогрессированию хронических сосудистых осложнений СД1 с целью их коррекции и своевременной профилактики, остается актуальным.

Последнее время все больше внимания стали уделять роли эндотелия в развитии микро- и макрососудистых осложнений сахарного диабета [2, 4, 6–8]. Существенно изменилось представление о роли эндотелия сосудов в общем гомеостазе. Эндотелий, являясь эндокриноподоб-ным органом, синтезирует огромное количество биологически активных веществ (БАВ), играющих важную роль во многих метаболических процессах [9, 10]. Дисфункция эндотелия (ДЭ) возникает при воздействии повреждающих агентов, характерных для СД1 (хроническая гипергликемия, окислительный стресс, дислипидемия и др.), изменяется функциональная активность эндотелия, которая приводит к дисбалансу выработки БАВ, нарушению регуляции сосудистого тонуса, гемостаза, неоангиогенеза, развитию патологических иммунных процессов и др. [2, 5, 8–10].

Открытие эндотелинов в 1988 г. позволило объяснить ряд феноменов гемостаза в норме и патологии. Эндоте-лин 1–21 (ЭТ 1–21) является мощным вазоконстрикторным фактором, маркером эндотелиальной дисфункции, поражений печени и почек, а также артериальной гипертензии. По данным различных авторов при СД как 1-го, так и 2-го типов обнаружены высокие концентрации ЭТ 1–21, превышающие нормальные значения приблизительно в 3–3,5 раза [11, 12]. Предполагают, что ЭТ 1–21 является предиктором развития сосудистых осложнений как при СД 1-го, так и 2-го типов [2, 6, 7].

На сегодняшний день имеются лишь единичные работы зарубежных [11, 13] и российских авторов [4, 12, 14], посвященные исследованию функции эндотелия у детей и подростков с СД1. Полученные результаты противоречивы, что делает данную проблему актуальной и значимой.

Целью настоящего исследования явилось изучение роли эндотелина 1–21 у детей и подростков с сахарным диабетом 1-го типа в развитии и прогрессировании сосудистых осложнений с различной длительностью заболевания.

Материал и методы

Исследование уровня ЭТ 1–21 проведено у 71 пациента с СД1 (39 мальчиков, 32 девочки; 30 детей – средний возраст 11,9±0,23 лет, 41 подросток – средний возраст 16,9±0,16 лет), состоящих на диспансерном учете в эндокринологическом диспансере г. Томска, а также наблюдающихся в поликлиниках по месту жительства. Длительность сахарного диабета варьировала от 1 до 16 лет (средняя длительность заболевания – 6,2±0,44 лет). Больные не имели хронических заболеваний со стороны мочевыделительной и сердечно-сосудистой систем, острых осложнений сахарного диабета.

Пациенты с СД1 в зависимости от длительности заболевания были разделены на четыре группы: 1 – больные с длительностью заболевания до 3 лет (13 человек), 2 – от 3 до 5 лет (17 пациентов), 3 – от 5 до 10 лет (28 больных) и 4 группу составили 13 пациентов со стажем заболевания более 10 лет. Контрольная группа представлена здоровыми сверстниками (16 человек) – учащимися школ №76 и 90 г. Северска в возрасте от 11 до 18 лет (средний возраст – 14,6±0,78 лет), сопоставимыми по полу, возрасту, месту проживания с пациентами основной группы и не имеющими острых и хронических заболеваний на момент обследования.

Клинико-лабораторное обследование больных СД1 включало: оценку анамнестических данных, жалоб, общего состояния пациентов, объективного статуса, определение тактильной, температурной и вибрационной чувствительности нижних конечностей, анализ показателей гликемии, среднесуточного колебания гликемического профиля. Проводился осмотр глазного дна, ультразвуковое исследование нижних конечностей.

Уровень ЭТ 1–21 определяли количественным имму-ноферментным методом в сыворотке крови с помощью наборов фирмы «BIOMEDICA», кат. №BI-20052 на аппа- рате «LABSYSTEMS Мультискан MS №35200 7588». Нормальное значение медианы по данным, представленным в инструкции к реактиву, составляет 0,26 фмоль/мл.

Содержание гликированного гемоглобина (HbA1с) в капиллярной крови определяли иммунологическим методом на автоматическом клиническом химическом анализаторе «Hitachi-911» (Германия, 1996 г.) с помощью набора «Roche». Микроальбуминурию определяли иммуно-турбодиметрическим количественным методом в моче («Hitachi -911», Roche). Оценку липидного спектра плазмы крови определяли с помощью ферментативного колориметрического теста.

Полученные результаты обработаны с помощью стандартных методов вариационной статистики в программе Microsoft Excel (2007), а также с использованием программы STATISTICA 6.0 (StatSoft, США). Данные представлены как выборочное среднее и стандартная ошибка среднего (M±m). Нормальность распределения устанавливали по критерию Шапиро–Уилка. При нормальном распределении статистическую значимость различий вычисляли по критерию Стьюдента, в остальных случаях использовались непараметрические методы (Манна–Уитни, Колмогорова–Смирнова). Для изучения характера взаимосвязи между признаками вычисляли коэффициент корреляции Спирмена (r). Для опровержения гипотезы независимости по качественным признакам в таблицах сопряженности определяли критерий χ ² (Хи-квадрат) по Пирсону, при абсолютных частотах менее 10 рассчитывали точный критерий Фишера. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался 0,05.

Результаты и обсуждение

Анализ клинико-лабораторной характеристики пациентов с СД1 свидетельствует о том, что с увеличением длительности заболевания ухудшаются показатели компенсации углеводного обмена. Большинство пациентов находятся в состоянии хронической декомпенсации – 48 человек (67,6%, среднее значение HbA1с 8,09±0,25%), стадия субкомпенсации регистрировалась в 6 случаях (8,5%, HbA1с 6,18±0,07%). У 17 человек (23,9%) отмечалась хорошая компенсация (HbA1с 5,6±0,09%), при этом длительность заболевания СД1 составляла преимущественно до 3 лет. Представленные в таблице 1 данные свидетельствуют также и об усугублении в зависимости от стажа диабета выраженности дислипидемии (повышение атерогенных фракций холестерина, триглицеридов и липопротеидов низкой плотности), которая является одним из факторов риска развития эндотелиальной дисфункции. Диабетическая нефропатия (ДН) встречалась у 40 (56,3%) детей и подростков, из них у 32 (45,1%) диагностировалась стадия микроальбуминурии (МАУ) и у 8 (11,2%) больных – протеинурии (ПУ). Диабетическая ретинопатия имела место у 51 (71,8%) больного, периферическая полинейропатия – у 23 (32,4%) больных.

Был проведен анализ корреляционной зависимости уровня ЭТ 1–21 от возраста по группам. Статистически значимых корреляций не получено, в связи с чем можно говорить об отсутствии связи уровня ЭТ 1–21 с возрастом (табл. 2).

Отсутствовали значимые различия в содержании изучаемого показателя между детьми и подростками как в контрольной группе, так и в группе больных СД1. Так же не отмечено статистически значимых отличий между уровнем данного показателя и полом (табл. 3). Полученные нами результаты позволили не делить пациентов на подгруппы по возрасту.

На момент обследования кроме определения уровня ЭТ 1–21 одномоментно измеряли уровень гликированного гемоглобина. С однократно измеренным HbA1c была обнаружена статистически значимая положительная корреляционная связь только при стаже диабета более 10 лет (табл. 4). В работах Суриковой С.В. и соавт. (2008), Schneider J.G. и соавт. (2002) также не получены ожидаемые результаты между уровнями эндотелина и гликированного гемоглобина у детей и подростков, больных са-

Таблица 1

Клинико-лабораторная характеристика детей и подростков с сахарным диабетом 1-го типа при различной длительности заболевания и контрольной группы

Показатели Контрольная группа Группы пациентов с СД 1-го типа в зависимости от длительности заболевания 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа Всего n=16 n=13 n=17 n=28 n=13 Пол, м/ж 8/8 9/2 7/10 15/13 8/5 Возраст, лет 14,6±0,78 11,4±0,38 15,2±0,53 15,0±0,49 17,3±0,26 Длительность СД, годы 1,8±0,17 3,7±0,12 6,6±0,22 12,5±0,51 HbA1c,% 6,3±0,22 6,8±0,50 7,9±0,38 7,5±0,46 Триглицериды, 0,5±0,06 р1–4=0,01* 0,6±0,09 р2–4=0,015* 0,91±0,17 1,0±0,07 1,5±0,33 ммоль/л р1–5=0,006* р2–5=0,009* р3–5=0,025* ЛПВП 1,3±0,15 1,6±0,14 1,6±0,14 1,6±0,06 1,4±0,13 ЛПНП 1,8±0,22 р1–4=0,014* р1–5=0,014* 2,2±0,31 2,6±0,24 2,7±0,12 2,7±0,28 ЛПОНП 0,6±0,45 0,6±0,5 0,6±0,14 0,5±0,03 0,8±0,17 Коэффиц-т атероген-ности 1,6±0,33 1,6±0,28 2,1±0,19 2,0±0,10 2,3±0,24 р – достигнутый уровень статистической значимости критерия различия между группами, * – статистически значимые различия (р<0,05): р1–4 – контрольной и 3-й группами, р1–5 – контрольной и 4-й группами, р2–4 – 1-й и 3-й группами, р2–5 – 1-й и 4-й группами, р3–5 – 2-й и 4-й группами.

Таблица 2

Зависимость уровня ЭТ 1–21 от возраста в исследуемых группах пациентов

Коэффициент корреляции Возраст 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа Эндотелин 1–21 r = –0,3 р = 0,34 r = 0,3 р = 0,27 r = –0,1 р = 0,54 r = –0,5 р = 0,05 r – коэффициент корреляции Спирмена, р – достигнутый уровень значимости критерия проверки гипотезы об отсутствии статистической взаимосвязи (корреляция статистически значима при p ≤0,05).

Таблица 3

Уровень эндотелина 1–21 у детей и подростков с сахарным диабетом 1-го типа в зависимости от пола и возраста

Показатель Распределение пациентов по возрасту р Распределение пациентов по половой принадлежности р Дети Подростки Мальчики Девочки n=30 n=41 n=41 n=30 Уровень ЭТ 1–21, фмоль/мл 0,728±0,05 1,067±0,14 0,639 0,863±0,11 1,007±0,14 0,111 р – достигнутый уровень значимости критерия различий.

Таблица 4

Зависимость уровня ЭТ 1–21 от уровня гликированного гемоглобина в исследуемых группах пациентов

Коэффициент корреляции HbA1c, % 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа Эндотелин 1–21, r = –0,3 r = 0,3 r = 0,19 r = 0,6* фмоль/мл р = 0,45 р = 0,29 р = 0,36 р = 0,036 r – коэффициент корреляции Спирмена, р – достигнутый уровень значимости критерия проверки гипотезы об отсутствии статистической взаимосвязи, * – корреляция статистически значима (р<0,05).

харным диабетом 1-го типа. Отсутствие четкой корреляционной взаимосвязи возможно связано с тем, что развитие эндотелиальной дисфункции происходит более медленно, с постепенным прогрессированием и связано с более длительной декомпенсацией процесса, и в данном случае оценивать стоит не однократно измеренный уровень гликированного гемоглобина, а возможно средний показатель за последние 2–3 года.

В проведенном исследовании у детей и подростков, больных СД1, с увеличением длительности заболевания отмечался рост уровня ЭТ 1–21. Средний уровень ЭТ 1–21 в сыворотке у больных 1-й и 2-й групп (0,674±0,05 и 0,634±0,06 фмоль/мл соответственно) статистически значимо не отличался от показателей обследованных контрольной группы (0,526±0,07 фмоль/мл). Таким образом, при длительности СД1 менее 5 лет имеют место начальные проявления эндотелиальной дисфункции, которые в комплексе с другими факторами прогрессируют. Это подтверждается тем, что в наиболее многочисленной 3-й группе пациентов средний уровень ЭТ 1–21 был статистически значимо выше по сравнению с пациентами контрольной и 2-й групп (р<0,006 и р<0,037 соответственно), составляя в среднем 0,970±0,12 фмоль/мл. В связи с чем можно предполагать, что повышение уровня ЭТ 1–21 и, как следствие, развитие эндотелиальной дисфункции играет важную роль в патогенезе СД1 при длительности заболевания более 5 лет. Необходимо отметить, что с увеличением стажа прогрессируют микрососудис-тые осложнения СД1, возможно в их развитии играет определенную роль повышение уровня ЭТ 1–21. В группе больных с длительностью заболевания более 10 лет ЭТ 1–21 в среднем составил 1,427 ± 0,34 фмоль/мл и был статистически значимо выше по сравнению с 1-й, 2-й и контрольной группами (р<0,019, р<0,016 и р<0,004 со-

Таблица 5

Уровень эндотелина 1–21 у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа в зависимости от длительности заболевания

Показатель Контрольная группа Группы пациентов с сахарным диабетом 1-го типа в зависимости от длительности заболевания 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа n=16 n=13 n=17 n=28 n=13 Эндотелин 1–21, фмоль/мл 0,526±0,07 0,674±0,05 0,634±0,06 0,970±0,12 1,427±0,34 Критический р1–3 =0,291 р1–4=0,006* р1–5=0,004* р1–2=0,291 р2–4 =0,247 р2–5=0,019* р2–3 =0,645 р3–5 =0,016* р3–4=0,037* - р4–5=0,178 уровень значимости (р) р – достигнутый уровень значимости критерия различия между группами, * – различия статистически значимы (р<0,05). Уровни значимости различий: р1–2 – контрольной и 1-й группы, р1–3 – контрольной и 2-й группы, р1–4 – контрольной и 3-й группы, р1–5 – контрольной и 4-й группы, р2–3 – 1-й и 2-й групп, р2–4 – 1-й и 3-й групп, р2–5 – 1-й и 4-й групп, р3–4 – 2-й и 3-й групп, р3–5 – 2-й и 4-й групп, р4–5 – 3-й и 4-й групп.

ответственно). Данные, представленные в таблице 5, свидетельствуют о том, что уровень ЭТ 1–21 увеличивается в зависимости от длительности заболевания, усугубляя проявления эндотелиальной дисфункции. Полученные нами данные согласуются с результатами других исследователей [11, 12].

С учетом отсутствия нормативных показателей эндо-телина 1–21 среди здоровых детей и подростков нами проведено ранжирование данного показателя в зависимости от перцентильных рядов. Среди контрольной группы 25 и 75 перцентилям соответствовали следующие показатели эндотелина 1–21 – 0,205 и 0,802 фмоль/мл соответственно. Согласно полученным результатам, уровень эндотелина 1–21 считали повышенным в том случае, если данный показатель превышал 75 перцентилей (более 0,802 фмоль/мл). Среди детей и подростков с СД1 в 1-й группе пациентов повышенный уровень ЭТ 1–21 встречался у 15%, во 2-й группе – у 25%, в 3-й группе – у 48%, и в 4-й – у 54% больных сахарным диабетом 1-го типа.

В нашем исследовании была проведена оценка зависимости частоты микрососудистых осложнений от уровня ЭТ 1–21. Согласно ранжированию показателя у обследованных контрольной группы, пациенты с СД1 были разделены по уровню ЭТ 1–21 на две группы: с нормальным уровнем эндотелина 1–21 (44 человека) и повышенным (27 человек). Пациентов с СД1 с низким уровнем ЭТ 1–21 (менее 0,205 фмоль/мл) в нашем исследовании не встречалось.

Результаты частотного анализа сосудистых осложнений сахарного диабета 1-го типа у детей и подростков в зависимости от содержания ЭТ 1–21 представлены в таблице 6. Полученные данные свидетельствуют о том, что частота развития осложнений в несколько раз выше среди пациентов с повышенным уровнем ЭТ 1–21 по сравнению с больными, имеющими значения показателя между 25 и 75 перцентилями, что указывает на влияние уровня ЭТ 1–21 в развитии и прогрессировании хронических осложнений СД1 (табл. 6).

Таблица 6

Частота встречаемости хронических осложнений сахарного диабета 1-го типа среди детей и подростков в зависимости от уровня эндотелина 1–21

Осложнения	Нормальный уровень ЭТ 1–21 (0,205–0,802 фмоль/мл)		Повышенный уровень ЭТ 1–21 (>0,802 фмоль/мл)		χ 2 (при р)	Точный критерий Фишера
	n=44		n=27
	n	%	n	%
Диабетическая нефропатия	18	40,9	22	81,5	11,2 (р=0,0008)	р=0,0008
Диабетическая ретинопатия	28	63,6	23	85,2	3,8 (р=0,048)	р=0,043
Диабетическая периферическая полинейропатия	11	22,7	12	44,4	7,1 (р=0,008)	р=0,006

χ ² – хи-квадрат Пирсона, р – достигнутый уровень значимости критерия проверки гипотезы о статистической независимости.

По данным различных авторов, получены неоднозначные результаты, касающиеся роли эндотелиальной дисфункции в развитии и прогрессировании сосудистых осложнений СД1. Часть исследователей обнаружили более высокие концентрации этого гормона в крови у больных с диабетическими микро- и макроангиопатиями по сравнению с пациентами без осложнений, что предполагает участие этого фактора в развитии поздних сосудистых осложнений сахарного диабета [11, 16]. В работе В.Н. Панфиловой и соавт. (2008) сравнение значений эн-дотелина в зависимости от изменений на глазном дне детей и подростков с СД1 не выявило статистических различий. Также не были выявлены различия при распределении концентраций эндотелина в зависимости от стадии диабетической полинейропатии. По данным Rold a n-Pallar e s M. и соавт. (2007) у пациентов с СД1 при наличии диабетической ретинопатии уровень эндотелина был значительно выше по сравнению с контрольной группой. Авторы пришли к выводу, что ДЭ принимает участие в развитии диабетической ретинопатии. В работе А.А. Афонина и соавт. были получены противоположные данные, выявлена зависимость ЭД в возникновении, развитии и прогрессировании периферической полинейропатии.

Проведенные собственные исследования и данные литературы позволяют заключить, что в центре запуска патологических реакций, приводящих к развитию сосудистых осложнений, находится поврежденная клетка эндотелия сосудов. В патогенезе эндотелиальной дисфункции при сахарном диабете играют роль факторы про-гресирования ДН (гипергликемия, дислипидемия, внут-риклубочковая гипертензия и цитокины), которые вызывают глубокое повреждение сосудистого эндотелия и приводят к выбросу «медиаторов» повреждения (ангиотензины, эндотелины, цитокины, С-реактивный белок, фактор некроза опухоли и др.), способствуя инициации и прогрессированию диабетических микроангиопатий [5].

Одним из наиболее грозных осложнений СД1 явля-

Таблица 7

Клинико-лабораторная характеристика пациентов с СД1 и уровень эндотелина 1–21 в зависимости от выраженности диабетической нефропатии

Показатели Контрольная группа Группы пациентов с сахарным диабетом 1-го типа в зависимости от стадии ДН НАУ МАУ ПУ n=16 n=31 n=32 n=8 Пол, м/ж 8/8 19/12 17/15 5/3 Возраст, лет 14,6±0,78 12,9±0,44 16,0±0,37 17,4±0,38 Длительность СД, годы - 4,0±0,45 7,2±0,63 10,1±1,23 HbA1c,% - 6,5±0,17 7,5±0,29 9,3±0,94 Эндотелин 1–21, фмоль/мл 0,526 ± 0,07 0,717±0,08 0,876±0,09 1,914± 0,45 Критический уровень значимости р1–2=0,178 р1–3=0,005* р1–4=0,001* р2–3=0,022* р2–4=0,001* р3–4=0,023* - р – достигнутый уровень значимости критерия различия между группами, * – различия статистически значимы (р<0,05). Уровни значимости различий: р1–2 – контрольной и НАУ групп, р1–3 – контрольной и МАУ групп, р1–4 – контрольной и ПУ групп, р2–3 – НАУ и МАУ групп, р2–4 – НАУ и ПУ групп, р3–4 – МАУ и ПУ групп.

ется диабетическая нефропатия. Микроальбуминурия, как начальная стадия, развивается в среднем через 5 лет от дебюта заболевания. Нами проанализирована взаимосвязь уровня ЭТ 1–21 с диабетическим поражением почек в зависимости от уровня альбуминурии. Для этого пациенты с СД1 были разделены на группы следующим образом: пациенты с нормальной экскрецией альбумина с мочой (НАУ) – 31 человек, с микроальбуминурией (МАУ) – 32 больных, с протеинурией (ПУ) – 8 обследованных, их характеристика представлена в таблице 7.

Анализ показателя эндотелина 1–21 в сыворотке крови больных СД1 с учетом развития у них диабетической нефропатии выявил более выраженную ДЭ у пациентов с поражением почек на стадии протеинурии не только по сравнению с контрольными данными, но и относительно больных СД1, не имеющих ДН, и при наличии ДН на стадии МАУ. Более высокий уровень ЭТ 1–21 свидетельствует о прогрессировании эндотелиальной дисфункции у больных СД1 по мере формирования ДН с преобладанием процессов вазоконстрикции.

Уровень ЭТ 1–21 статистически значимо различался у пациентов с микроальбуминурией по сравнению с пациентами, имеющими нормальную экскрецию альбумина с мочой, и контрольной группой. Полученные данные демонстрируют, что повышенный уровень ЭТ 1–21 выявлялся у больных уже на ранних стадиях ДН, степень повышения носит умеренный характер и увеличивалась по мере прогрессирования диабетической нефропатии. ЭТ 1–21, как маркер ДЭ, ассоциирована с таким показателем как альбуминурия. Аналогичные результаты получены в работах зарубежных и российских авторов [12, 17]. Таким образом, эндотелиальная дисфункция играет важную роль при развитии начальных стадий диабетической нефропатии и совместно с другими факторами участвует в течении и прогрессировании данного осложнения.

Роль влияния эндотелиальной дисфункции на функцию почек в настоящее время изучена недостаточно. Участие ЭТ 1–21 в патогенетических механизмах развития диабетической нефропатии подчеркивается различными авторами [2, 4, 17]. Факторы эндотелия относятся к «медиаторам» прогрессирования гломерулосклероза. ЭТ 1–21 обладает митогенным и ростстимулирующим действием, вызывая пролиферацию мезангиальных клеток и гиперпродукцию мезангиального матрикса. Именно эти процессы лежат в основе развития гломерулосклероза [2, 4].

Выводы

• 1.    Эндотелиальная дисфункция при сахарном диабете 1-го типа у детей и подростков проявляется повышением вазоконстрикторного пептида эндотелина 1–21, который приобретает диагностическое значение с увеличением длительности заболевания.

• 2.    Установлена зависимость частоты микрососудистых осложнений от уровня эндотелина 1–21. При повышенных значениях данного показателя относительно контрольной группы частота развития диабетической нефропатии, ретинопатии и полинейропатии была выше по сравнению с пациентами, имеющими нормальный уровень данного гормона.

• 3.    Исследование показало, что имеется связь между развитием и прогрессированием диабетической нефропатии и повышенным уровнем эндотелина 1–21 уже на стадии микроальбуминурии, со статистически значимым повышением на стадии протеинурии.