ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОРЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ С УРОВНЕМ ГЛЮКОЗЫ И ГЛИКИРОВАННОГО ГЕМОГЛОБИНА У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА

Аннотация:

Введение. Нарушения реологических свойств крови при сахарном диабете 2 типа (СД-2) может приводить к снижению микрососудистой перфузии. Основной механизм, вероятно, связан с ухудшением микрореологии эритроцитов, в том числе из-за высокого содержания глюкозы и гликозилирования белков мембран клеток. Цель исследования: провести анализ связи гемореологических характеристик цельной крови и эритроцитов с содержанием глюкозы и гликированного гемоглобина и выявить влияние ряда метаболических гормонов на микрореологию эритроцитов у больных СД-2. Материалы и методы. У 30 больных СД-2 регистрировали параметры гемореологического профиля. Наряду с измерениями вязкости, деформируемости эритроцитов (ДЭ) и их агрегации (АЭ) определяли содержание глюкозы, гликированного гемоглобина и белков плазмы (альбуминов, глобулинов, фибриногена). В in vitro исследованиях регистрировали микрореологические характеристики эритроцитов после их инкубации с глюкозой и рядом метаболических гормонов (инсулином, глюкагоном, адреналином). Результаты. Наиболее существенные отличия гемореологических профилей у больных СД-2 от данных здоровых лиц были в их микрореологической части. Значения глюкозы и гликированного гемоглобина более выражено коррелировали с показателями гемореологического профиля у больных СД-2, чем у здоровых лиц: коэффициент корреляции между АЭ и концентраций глюкозы у больных СД-2 составил 0,660, в контрольной группе — 0,480. Под влиянием инсулина ДЭ достоверно повышалась, а АЭ, напротив, снижалась (р<0,05). При инкубации эритроцитов с глюкагоном у больных СД-2 и у здоровых лиц АЭ была снижена на сходную величину. Адреналин в трех концентрациях умеренно повышал ДЭ (р<0,05), а наблюдавшийся прирост АЭ был наибольшим при низкой концентрации гормона (0,01 мкМ). Заключение. Анализ параметров гемореологического профиля у больных СД-2 свидетельствует о нарушениях текучести крови и снижении ее транспортных возможностей. Также было показано, что гормоны, участвующие в регуляции метаболизма, оказывают прямое воздействие на микрореологию эритроцитов. Ключевые слова: гемореологический профиль, диабет, глюкоза, гликированный гемоглобин, агрегация, деформируемость, эритроциты, инсулин, глюкагон, адреналин. ВВЕДЕНИЕ. Известно, что многие заболевания и патологические состояния сочетаются с нарушением текучести крови и ее транспортных возможностей из-за повышенной вязкости крови, плазмы, агрегации эритроцитов и снижения их деформируемости. При этом необходимо иметь в виду, что вязкость крови является важной детерминантой изменений гемодинамики. Во многих исследованиях было показано, что сахарный диабет связан с увеличением вязкости крови и снижением деформируемости эритроцитов. Было высказано предположение, что эти аномалии в реологии крови могут играть существенную роль в патогенезе диабетических сосудистых осложнений, в частности, повышают периферическое сосудистое сопротивление. Одним из факторов, влияющих на изменение реологических свойств цельной крови и ее форменных элементов при диабете, может быть высокий уровень глюкозы в крови. Так, было показано, что уровень гликированного гемоглобина (HbAlc) положительно коррелировал с вязкостью плазмы. Исследование основного белка цитоскелета эритроцитов бета-спектрина, а также анкирина и белка полосы 4.2 показало, что эти белки мембран эритроцитов у больных диабетом были выражено гликозилированы по сравнению с эритроцитами здоровых лиц. При этом деформируемость эритроцитов была снижена и заметно коррелировала с уровнем HbAlc. Известно, что изменения функционального состояния ряда белков мембраны (актин, гликофорин А, В и С, а также дематин) сочетаются со снижением деформируемости эритроцитов. Кроме того, важно заметить, что на реологические свойства крови при диабете, особенно на микрореологические параметры эритроцитов могут влиять гормоны, участвующие в регуляции метаболизма — инсулин, адреналин, глюкагон. Изменение микрореологии эритроцитов может существенно влиять на текучесть цельной крови и ее кислород-транспортный потенциал. Цель исследования: провести анализ связи гемореологических характеристик цельной крови и эритроцитов с содержанием глюкозы и гликированного гемоглобина и выявить влияние ряда метаболических гормонов на микрореологию эритроцитов у больных сахарным диабетом 2 типа (СД-2). МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Обследовано 30 больных СД-2 в возрасте от 40 до 60 лет и 30 здоровых лиц (группа контроля) в возрасте от 40 до 60 лет. Регистрацию всех параметров проводили утром, натощак, после ночного отдыха. Для оценки гемореологического эффекта препаратов химиотерапии кровь для анализа в объеме 10 мл с гепарином (5000 ME) в качестве антикоагулянта брали из локтевой вены без наложения жгута в асептических условиях клинической лаборатории опытным медперсоналом. Измеряли вязкость крови, плазмы и суспензии эритроцитов (суспензия эритроцитов в аутологической плазме и/или буфере со стандартизированным гематокритом, равным 40%). Вязкость регистрировали при помощи полуавтоматического капиллярного вискозиметра. При постоянных величинах геометрии капилляра (диаметр и длина рабочей части) приложенное движущее давление давало величины напряжения сдвига от 0,39 Н/м2 до 3,90 Н/м2. Для расчета величины напряжения сдвига (т) использовали формулу T = дельтаPxR/2L, где дельтаР — градиент приложенного давления; R—внутренний радиус измерительного капилляра; L — длина рабочей части измерительного капилляра. Показатель гематокрита (Hct) цельной крови и приготовленных суспензий эритроцитов измеряли на специальной микрогематокритной центрифуге СМ-70 (Elmi Ltd, Латвия). Концентрацию гемоглобина крови (Hb) измеряли посредством цианметгемоглобинового метода. Уровень HbAlc определяли иммунотурбидиметричесим методом. Содержание общего белка, альбуминов и глобулинов измеряли биуретовым методом. Рассчитывали отношение альбуминов к глобулинам как А/Г коэффициент. Фибриноген плазмы определяли методом Клауса при записи коагулограммы. Вязкость цельной крови (ВК), плазмы (ВП) и суспензии эритроцитов (ВС) измеряли с помощью капиллярного вискозиметра при шести скоростях сдвига (от 20 с-1 до 200 с-1)- Рассчитывали отношение Hct к вязкости крови (г|к) как показатель эффективности транспорта кислорода кровью (ТО2): TО2 = Hct/hк1. Агрегацию эритроцитов (АЭ) регистрировали агрегометром МА-1 (Myrenne, Германия). Деформируемость эритроцитов (ДЭ) оценивали двумя способами. 1)измеряли ВС при стандартном гематокрите (Hct = 40%) и постоянной величине вязкости суспензионной среды (изотонический раствор NaCl, вязкость—1,10 мПа х с); 2) определяли индекс удлинения эритроцитов (ИУЭ) в проточной микрокамере; на основе измерения длины (L) и ширины (W) вытянутых отдельных клеток рассчитывали ИУЭ как показатель их деформируемости: ИУЭ = (L-W)/(L +W). Для анализа молекулярных механизмов изменения микрореологических свойств эритроцитов суспензию эритроцитов (Hct = 40%) после трех отмываний путем центрифугирования в изотоническом растворе NaCl делили на несколько аликвот и инкубировали: 1) с глюкозой в концентрациях 2, 5 и 10 мМ; 2) с инсулином в концентрациях 1, 10 и 100 нМ; 3) с адреналином в концентрациях 1, 0,1 и 0,01 мкМ; 4) с глюкагоном в концентрации 10 мкМ. Суспензии эритроцитов (Hct = 40%), приготовленные в растворе Рингера с добавление декстрана-200 (10 ХАЕС-стерил, Fresenius Kabi, Германия), инкубировали с каждым препаратом в течение 15 минут при 37°С. В качестве контроля использовали суспензии эритроцитов в изотоническом растворе без добавления препаратов. После инкубации измеряли АЭ, ДЭ и ВС и рассчитывали изменения микрореологических характеристик как разницу с контролем (инкубация клеток без препарата), выраженную в процентах. Статистическая обработка полученных результатов выполнена с использованием программы Statistica 6.0 (StatSoft Inc., США). Проверку выборочного распределения проводили с помощью теста Шапиро-Уилка. Достоверность различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента. За уровень статистически значимых различий принимали изменения при р<0,05 и р<0,01. Гипотеза о взаимосвязи данных проверялась по коэффициентам ранговой корреляции Спирмена. Данные представлены как среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонение (М±а). РЕЗУЛЬТАТЫ. У больных СД-2 концентрация инсулина в крови составила 20,94±3,94 МкЕд/мл, что находилось в нормальных пределах; при этом концентрации глюкозы составила 10,90±0,80 ммоль/л, превышая на 163% данный показатель у здоровых лиц. Уровень HbAlc в крови больных СД-2 составил 8,09±0,20%, что было на 75% больше, чем у здоровых лиц (р<0,05). Обнаружена заметная положительная корреляция между величиной HbAlc и значениями глюкозы в плазме крови больных СД-2 (r=0,560). Изменение параметров гемореологическго профиля при диабете второго типа У больных СД-2 была выявлена более высокая ВК: при высоких скоростях сдвига (свыше 100 с-1) она на 29% (р<0,05) превышала показатели здоровых лиц. При относительно низкой скорости сдвига (менее 20 с-1) отмечена примерно такая же разница в вязкости (рис. 1). Основная причина увеличения ВК при СД-2, вероятно, связана с большей ВП (2,20+0,12 мПахс), величина которой была на 15% (р<0,05) выше этого показателя у здоровых лиц (1,92±0,05 мПа х с). Кроме того, заметное снижение ДЭ (на 12-14%) тоже вносило вклад в прирост ВК у больных СД-2. Необходимо заметить, что другая важная реологическая характеристика крови — показатель гематокрита, не была существенно изменена у больных СД-2. Различия не превышали 2%: 46,33±1,56% у больных СД-2 и 47,15±1,03% у здоровых лиц. Итак, изменения гемореологического профиля у больных СД-2 сочетались со снижением текучести крови и ее транспортного потенциала. Последний, рассчитанный на основании отношения Hct/BК1, был достоверно меньше на 23% (р<0,05). На прирост ВК при низких скоростях сдвига могла повлиять и выраженная АЭ, которая была на 77% выше (р<0,05), чем в группе контроля (рис. 1). Анализ комплекса реологических параметров крови, представленного как гемореологический профиль, показал, что наиболее существенные отличия от данных здоровых лиц были в его микрореологической части (рис. 1). Это прежде всего касалось АЭ (разница с контролем — 77%) и ДЭ (разница с контролем — 14%). При этом усредненная разница макрореологических характеристик профиля (ВК, ВП, Hct) между контролем и данными больных СД-2 составила 24,6% на один показатель, тогда как для микрореологических параметров разница была равна 34,3%. Содержание глюкозы и гликированного гемоглобина более выражено коррелировало с рядом показателей гемореологического профиля у больных СД-2, чем в контрольной группе (табл. 1). Более выражено и положительно АЭ коррелировала с содержанием глюкозы и холестерином крови у больных СД-2. Кроме того, у здоровых лиц при более высоком уровне альбумина плазмы была выявлена более низкая АЭ при выраженной отрицательной корреляции этих параметров (табл. 1). Влияние глюкозы на микрореологические характеристики эритроцитов in vitro Поскольку у больных СД-2 содержание глюкозы в крови было более чем в 1,5 раза выше, чем в контрольной группе, то было важно исследовать прямые эффекты ее разных уровней в отношении микрореологии эритроцитов. После инкубации эритроцитов с глюкозой в концентрациях от 1,0 до 10,0 мМ статистически достоверных изменений ДЭ не было выявлено. При этом различия с контролем (отсутствие в агрегирующей среде инкубации глюкозы) не превышали 3-6%. Анализ динамики АЭ установил ее достоверное снижение относительно контроля при 5 мМ глюкозы в среде инкубации, а при более высоком ее уровне (10 мМ) отмечен умеренный, но достоверный прирост (р<0,05) этого микрореологического показателя (рис. 2). Влияние инсулина на микрореологические характеристики эритроцитов in vitro При исследовании влияния инсулина в концентрации 10 в -8 степени М на микрореологию эритроцитов здоровых лиц было показало, что ДЭ достоверно повышалась после инкубации. На это указывало снижение ВС на 12% (р<0,05) и увеличение ИУЭ на 19% (р<0,05), а АЭ снижалась на 12% (р<0,05). У больных СД-2 направленность изменений микрореологических характеристик эритроцитов была сходной, однако имелись некоторые количественные различия (рис. 3). Было проведено исследование дозозависимого влияния инсулина на микрореологические характеристики эритроцитов у больных СД-2. Клетки инкубировали с инсулином в концентрациях 100, 10 и 1 нМ. Анализ результатов установил, что под влиянием инсулина наблюдалось снижение ВС и АЭ. При относительно больших концентрациях (100 нМ) эффект инсулина на ВС и АЭ был более выраженным (рис. 4). Влияние глюкагона на микрореологические характеристики эритроцитов in vitro. При диабете нарушается секреция глюкагона. Следовательно, его влияние на циркулирующие клетки крови может изменяться. У здоровых лиц после инкубации эритроцитов с глюкагоном их агрегация несколько увеличилась (на 7%), однако этот прирост не был статистически достоверным (р>0,05). Важно заметить, что АЭ при инкубации с глюкагоном у больных СД-2 была снижена на сходную величину (на 8%). У больных СД-2 после инкубации с глюкагоном ДЭ практически не менялась, а у здоровых лиц несколько повышалась (рис. 5). Однако прирост ИУЭ на 6% тоже не был статистически достоверным. У здоровых лиц после инкубации с глюкагоном было обнаружено достоверное (р<0,05) снижение ВС на 11% (с 3,51±0,18 мПахс до 3,10±0,07 мПа х с). Влияние адреналина на микрореологические характеристики эритроцитов in vitro При инкубации эритроцитов с адреналином в трех концентрациях было обнаружено умеренное (р<0,05) снижение ВС на 8-10% (рис. 5). ИУЭ после инкубации с адреналином увеличивался на 12-14%. Однако не было достоверной разницы в приросте ИУЭ при инкубации эритроцитов с разной концентрацией адреналина в суспензионной среде. Что касается АЭ, то наблюдали ее прирост в этих условиях (рис. 6): от 20% при относительно большой концентрации адреналина (1,0 мкМ) и до 57% (р<0,05) при относительно низкой концентрации гормона (0,01 мкМ). ОБСУЖДЕНИЕ. Анализ гемореологических показателей у больных СД-2 показал более высокую ВК, чем в контроле. Известно, что изменение ВК и, следовательно, текучести крови зависит от 4 факторов: значений Hct, ВП, АЭ и ДЭ. Полученные данные свидетельствуют о том, что показатель гематокрита достоверно не отличался у больных СД-2 от его величины в группе контроля. Действительно, в работах, посвященных анализу изменений гематокрита у лиц с диабетом, тоже не выявлено статистически достоверных различий этого показателя по сравнению с данными здоровых лиц. Вероятно, основной причиной увеличения ВК при СД-2 является выраженный прирост ВП. При этом ВК у больных СД-2 более выражено коррелировала с ВП: коэффициент корреляции составил 0,524, а в контроле только 0,300. Поскольку было выявлено заметное снижение ДЭ, то это могло внести свой вклад в прирост ВК у больных СД-2. О вкладе ДЭ в ВК у больных СД-2 свидетельствовала положительная корреляция последней с ВС (r=0,478), а также отрицательная связь с ИУЭ (r=-0,412). При низких скоростях сдвига ВК сильно зависит от АЭ. Было установлено, что АЭ более выражено и положительно коррелировала с содержанием глюкозы и холестерина в крови больных СД-2. С другой стороны, известно, что альбумин угнетает АЭ. Поэтому вполне закономерно, что у здоровых лиц при более высокой концентрации альбумина выявлена более низкая АЭ, которая выражено и отрицательно коррелировала с уровнем этого белка плазмы. Как показали опыты in vitro, при инкубации эритроцитов с глюкозой в концентрациях от 1,0 до 10,0 мМ статистически достоверных изменений ДЭ не наблюдали, тогда как при анализе изменений АЭ было найдено ее достоверное снижение относительно контроля при 5 мМ глюкозы в среде инкубации, а при более высокой концентрации в суспензии клеток (10 мМ) отмечался ее достоверный прирост. Важно заметить, что корреляция между АЭ и концентраций глюкозы была более выраженной у больных СД-2 (r=0,660) по сравнению со здоровыми лицами (r=0,480). Известно, что эритроциты могут специфически связывать инсулин, поскольку на их мембранах экспонированы рецепторы к нему. При исследовании влияния инсулина на микрореологию эритроцитов здоровых лиц было показало, что ДЭ достоверно повышалась после инкубации на 19% (р<0,05), а АЭ — снижалась на 12% (р<0,05). У больных СД-2 направленность изменений микрореологических характеристик эритроцитов были сходными, однако имелись некоторые количественные различия. Эти изменения могут быть связаны со способностью инсулина активировать тирозиновые киназы эритроцитов, что сопровождается приростом ДЭ и уменьшением АЭ. На углеводный обмен глюкагон оказывает противоположное инсулину действие, и при диабете его секреция нарушается. Инкубация эритроцитов с этим гормоном достоверно не изменяла АЭ у здоровых лиц, имелся лишь 6% ее прирост. У больных СД-2, напротив, АЭ была снижена при инкубации с глюкагоном на сходную величину (на 8%). У здоровых лиц глюкагон умеренно повышал ДЭ. Этого не наблюдалось у больных СД-2. Позитивные сдвиги микрореологии эритроцитов у здоровых лиц могли быть обусловлены стимулированием аденилатциклазы глюкагоном, поскольку известно, что при активации этого сигнального пути наблюдается повышение ДЭ. При инкубации эритроцитов с адреналином в трех концентрациях было установлено умеренное снижение ВС на 8-10% (р<0,05). Что касается АЭ, то напротив, наблюдали ее прирост в этих условиях: от 20% при относительно большой концентрации адреналина (1,0 мкМ) и до 57% (р<0,05) при относительно низкой концентрации гормона (0,01 мкМ). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, полученные данные гемореологического профиля больных СД-2 свидетельствуют о нарушениях текучести крови и снижении ее транспортных возможностей. Этому может способствовать высокая концентрация глюкозы и гликозилирование мембран эритроцитов, что сочетается с приростом их агрегации и снижением деформируемости. Также было показано, что гормоны, участвующие в регуляции метаболизма, оказывают прямое воздействие на микрореологию эритроцитов. Изменение их содержания, а также возникающие нарушения состояния молекулярных клеточных мишеней при диабете могут неблагоприятно влиять на микрореологические свойства эритроцитов.

Авторы:

Издание: Тромбоз гемостаз и реология
Год издания: 2018
Объем: 9с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.46-54. Библ. 25 назв.
Просмотров: 129