УДК: 616.379-008.64
Муха Н.В., Говорин А.В., Перевалова Е.Б., Зайцев Д.Н.
ФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия, 672039, Забайкальский край, г.Чита, ул. Горького, 39

Состояние энергетического обмена у больных с сахарным диабетом 1 типа, осложненным кетоциадозом

Резюме. Цель исследования. Изучение содержания неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК), глицерола в плазме, а также адениловых нуклеотидов в эритроцитах крови у больных сахарным диабетом 1 типа (СД-1), осложненным диабетическим кетоацидозом (ДКА).

Ключевые слова: сахарный диабет 1 типа, диабетический кетоацидоз, адениловые нуклеотиды

Контактное лицо:

Муха Наталья Вячеславовна
доцент кафедры факультетской терапии, кандидат медицинских наук; 672027, Забайкальский край, г.Чита,
ул.Токмакова д.46 кв.111, д.т. (3022) 23-63-06, сот.тел. 8-924-272-41-28; E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Mukha N.V., Govorin А.V., Perevalova E.B., Zajtsev D.N.
Chita State Medical Academy, 672039, Zabaykalsky Krai, Chita, st. Gorky, 39. Russia

The state of energy metabolism in patients with diabetes mellitus type 1, complicated by ketocyadosis.

Abstract. Aim. Study of the content of non-esterified fatty acids, glycerol in plasma, and adenylic nucleotides in erythrocytes in patients with type 1 diabetes mellitus complicated by diabetic ketoacidosis.

Key words: type 1 diabetes mellitus, diabetic ketoacidosis, adenyl nucleotides

Contact person:

Mukha Natalya Vyacheslavovna
associate professor of the department of faculty therapy, candidate of medical sciences; 672027, Zabaykalsky Krai,
Chita, st. Tokmakova st., 46, kv.111, telephone number: (3022) 23-63-06, 8-924-272-41-28;
E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В развитии различных патологических состояний ведущую роль занимают нарушения биологических энергетических процессов, которые в свою очередь координируют метаболические реакции клеток всего организма [2,4,7]. Важным звеном
клеточного метаболизма является адениловая система, способная реализовать выработку энергии и интегрировать последнюю с различными внутриклеточными реакциями [2,4,7]. При развитии диабетического кетоацидоза (ДКА) во всех органах
и тканях организма человека, в том числе и миокарде, развиваются острые метаболические нарушения, что лежит в основе нарушения энергетического и субстратного обменов [1,4,6,7,9]. Основным источником энергии в мышечной ткани
сердца являются жирные кислоты, которые при достаточном количестве кислорода утилизируются и, дают образование АТФ [1,2,4,6,7]. Известно, что при различных поражениях сердца развиваются значительные нарушения в уровне и
составе макроэргических фосфатов [2,5,6,10].

Цель работы. Изучить содержание неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК), глицерола в плазме, а также адениловых нуклеотидов в эритроцитах крови у больных СД-1, осложненным ДКА.
Материалы и методы. Изучено содержание адениловых нуклеотидов в эритроцитах крови у 198 больных СД–1, разделенных на три группы. Первую - составили 68 пациентов с СД-1, без ДКА; вторую - 88 с СД–1, осложненным ДКА легкой степени; третью - 42 с СД–1, осложненным ДКА умеренной и тяжелой степени. Больные 2 и 3-й групп поступали в стационар в состоянии декомпенсации заболевания. Диагноз СД-1 и степень тяжести ДКА определяли на основании соответствующих критериев национальных рекомендаций по диагностике и лечению больных СД [3]. Средний возраст пациентов составил 29,2±8,9 лет. Кровь для исследования забирали в 1-е сутки госпитализации. У пациентов 1-й группы компенсация углеводного обмена подтверждена показателями суточной гликемии, уровнем гликолизированного гемоглобина. Контрольную группу составили 32 здоровых человека без нарушений углеводного обмена и наличия факторов риска развития
сердечно-сосудистых заболеваний, сопоставимых по полу и возрасту с больными, включенными в 1, 2 и 3 -й группы. Концентрацию АТФ в эритроцитах определяли по методу П.М. Явербаума и соавт. (1984) [11], АДФ и АМФ - по H.U.Bergmeyer
(1965) [12]. Исследование проводилось до начала терапии кетоацидоза. Для оценки общего уровня НЭЖК использовали колориметрический метод определения медных солей (полуавтоматический биохимический анализатор «Stat Fax
3300», США). Для статистической обработки данных применялся пакет статистических программ Statistica 6,0. Перед проведением расчетов все вариационные ряды тестировались на нормальность при помощи метода оценки коэффициентов асимметрии и эксцесса. Распределение практически всех вариационных рядов не подчинялось критериям нормальности, поэтому в дальнейшем в анализе применялись методы непараметрической статистики. Значимость различий между группами оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Статистически значимыми считали различия при значениях p<0,05. Данные представлены в виде медианы и 25-го и 75-го персентилей (Ме (25;75 Р)).

Результаты и обсуждение. При изучении основных показателей энергетического метаболизма миокарда у всех больных СД-1 выявлены изменения, представленные в таблице 1.

Установлено значительное снижение содержания АТФ в эритроцитах крови во всех группах обследованных больных, более выраженное у пациентов с тяжелым ДКА, по сравнению с здоровыми лицами. Так, у пациентов с СД-1, осложненным тяжелым ДКА уровень АТФ был в 3,6 раз ниже, чем в контрольной группе (p<0,001). При этом обращает на себя внимание, что среди всех пациентов СД-1, именно в 3-й группе уровень АТФ оказался минимальным, и был существенно ниже аналогичного параметра групп СД-1, без ДКА и осложненным ДКА легкой степени на 50% и 63,8%, соответственно. Показатели АДФ и АТФ имели однонаправленный сдвиг. Уровень АДФ также снижался по сравнению со здоровыми лицами на 12,8%, 59,4% и 61,5%, соответственно в 1-й, 2-й и 3-й группах (p<0,001). Процент снижения данного параметра между группами пациентов с СД-1 без ДКА и больными СД-1, осложненным ДКА легкой и средне-тяжелой степени составил 53,4% и 55,8%, соответственно (p<0,001). Нужно отметить, что чем более выражена тяжесть ДКА, тем ниже уровень АДФ. Так, в группе пациентов СД-1, осложненного ДКА умеренной и тяжелой степени, концентрация АДФ была на 2,4% ниже (p=0,019).

Напротив, уровень АМФ был повышенным лишь в группах больных с СД-1 в стадию декомпенсации, и имеющие ДКА. Так, данный показатель у больных с СД-1, осложненный легким ДКА был выше на 80,1% и 69,1%, соответственно в группе пациентов с СД-1 без ДКА и здоровых лиц (p<0,001). При ДКА умеренной и тяжелой степени на 76,1% и 64,8%, соответственно выше представленным группам. По концентрации АМФ больные с СД-1 без ДКА статистически не отличались здоровых лиц, а пациенты с СД-1, осложненного ДКА между собой. Максимально полно отражают изменения в содержании макроэргических фосфатов у обследованных больных, коэффициенты АТФ/АДФ и АДФxАМФ/АТФ. Коэффициенты АТФ/АМФ в группе пациентов с СД-1, осложненным легким ДКА был ниже данного показателя здоровых лиц и пациентов с СД-1 без ДК на 8,2% и 7,3%, соответственно (p<0,001), а в группе больных с СД-1, осложненного умеренным и тяжелым ДКА на 19,4% и 18,6%, соответственно ((p<0,001). Обращает на себя внимание, что существенных различий данного параметра между группами контроля и СД-1без ДКА, а также 2-й и 3-й группами - не выявлено. «Фосфатный потенциал», характеризующий соотношение АДФ×АМФ/АТФ, у больных СД- 1, осложненным ДКА возрастал в 2,1 и в 2,2 раза по сравнению с 1-й группой и здоровыми лицами, соответственно (p<0,001). Нужно отметить, что в данном случае не выявлено существенных различий анализируемого показателя между группами контроля и СД-1 без ДКА, а также 2-й и 3-й группами.

Для более полной оценки обмена адениловых нуклеотидов мы использовали коэффициент энергетического заряда эритроцитов (ЭЗЭ): ЭЗ=АТФ/(АДФ+АМФ), характеризующий соотношение энергосинтезирующей и энергоутилизирующей
систем клеток [7]. Выявлено, что в группе пациентов с СД-1, осложненным ДКА данный параметр снижался на 57,6% и 62,1%, соответственно в группах легкого и умеренно-тяжелого ДКА, по сравнению с больными с СД-1 без ДКА и здоровыми лицами (p<0,001). Разницы рассчитываемого коэффициента между группами контроля и СД-1 без ДКА, а также 2-й и 3-й группами не было. Снижение величины ЭЗЭ может служить информативным прогностическим признаком тяжести патологического процесса в организме [7].
Следующим этапом нашего исследования было изучение содержания НЭЖК, глицерола в плазме больных СД-1 [таблица 2].

Установлено, что увеличение концентрации НЭЖК отмечалось у всех пациентов с СД-1 и составило 116,4%, 159,8% и 173,6%, соответственно в первой, второй и 3-й группах от аналогичного параметра контрольной группы (р<0,001). При
сравнении исследуемого показателя между пациентами с СД-1, осложненным ДКА с больными СД-1 без ДКА также выявлены статистически значимые различия (р<0,001). Так у пациентов с СД-1, осложненным ДКА умеренно-тяжелой степени уровень НЭЖК был на 49,2% выше, чем аналогичный показатель у больных с СД-1 без ДКА (p<0,001), и, на 8,8% выше соответствующей величины группы СД-1, осложненным ДКА легкой степени (p=0,035). У больных с СД-1, осложненным
умеренно-тяжелым ДКА отмечен наиболее низкий показатель концентрации глицерола. Так, величина глицерола у больных с СД-1, осложненным ДКА умеренной и тяжелой степени был ниже на 41,9% и 18,7%, соответственно по сравнению с контрольной группой и пациентами с СД-1 без ДКА (p<0,001).  Разница в исследуемом параметре между группами, осложненным ДКА составила 9,1% (p=0,017). При оценке коэффициента СЖК/ глицерол, который характеризует темпы утилизации жирных кислот, выявлено его повышение в сыворотке крови больных с СД-1. Максимальный коэффициент СЖК/ глицерол выявлен у больных СД-1 в стадию декомпенсации, осложненным ДКА. Отмечено повышение значения коэффициента у больных с СД-1, осложненным ДКА умеренно-тяжелой степени на 91,7% и 84,8%, по сравнению с больными контрольной группы и СД-1 без ДКА, соответственно (p<0,001). В группах ДКА разница данного показателя составила 13,8% (p=0,005).

Таким образом, ДКА приводит к энергетическoму дeфициту в миoкарде. Индикаторoм степeни повреждeния энергетического обмeна клеток можно считать уровень адeниловых нуклеотидов и, в первую очередь, АТФ, отражающий завершающий этап накопления энергии тканью [8]. При ДКА развиваются выраженные метаболические нарушения, которые вероятно и являются причиной формирования острой метаболической кардиопатии. В основе развития последней всегда лежит несоответствие между расходом энергии функционирующих структур миокарда, с одной стороны, и их восстановлением — с другой [1,4,6,7,9]. На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что для больных с СД-1, осложненным ДКА характерен синдром нарушения утилизации жирных кислот миокардом. Данное состояние характеризуется увеличением содержания жирных кислот в крови при относительном уменьшении содержания глицерола [8]. Избыток жирных кислот в организме всегда отражается на метаболизме клеток сердца и может приводить к нарушению генерации энергии и, возможно, к формированию дистрофии миокарда [2,13,14,15] Действие жирных кислот формирует состояние, которое можно назвать метаболическим стресс-синдромом, основу которого составляет токсическое действие НЭЖК на клеточные структуры [13,15]. Избыток жирных кислот повышает потребление миокардом кислорода, приводит к разобщению окислительного фосфорилирования, торможению митохондриальных ферментов и снижению скорости энергообеспечения мышечного сокращения [2,14,15].

Выводы.
1. У больных с СД-1, осложненным ДКА выявлены существенные изменения в адениловой системе, характеризующиеся значительным снижением содержания АТФ, АДФ в эритроцитах, при одновременном увеличении концентрации АМФ.
2. Коэффициенты АТФ/АМФ, АДФ×АМФ/АТФ и ЭЗЭ статистически значимо изменялись в группе пациентов с СД-1, осложненным ДКА по сравнению с аналогичными показателями больных СД-1 без ДКА. Различий коэффициентов АТФ/АМФ, АДФ×АМФ/АТФ и ЭЗЭ между группами контроля и СД-1 без ДКА, а также у пациентов с СД, осложненным ДКА между собой не выявлено.

Литература
1. Аметов А.С. Сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания /Аметов А.С., Курочкин И.О., Зубков А.А. // Русский медицинский журнал. – 2014. - 22 (13). - С. 948-953.
2. Говорин А.В. Некоронарогенные поражения миокарда / Говорин А.В. – Новосибирск: «Наука», 2010. – 231 с.
3. Дедов И.И. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом (8-й выпуск) / Дедов И.И., Шестакова М.В., Александров А.А. и др. // Сахарный диабет. – 2017. – Т.20. – № 3 (приложение) – С. 1-112.
4. Кушнаренко Н.Н. Клиническое значение содержания неэстерифицированных жирных кислот и адениловых нуклеотидов в крови больных первичной подагрой с синдромом инсулинорезистентности [Электронный ресурс] / Кушнаренко Н.Н. // Забайкальский медицинский вестник. – 2012. - № 1. – С. 4-8. – Режим доступа: http://medacadem. chita.ru/zmv (20.02.2012).
5. Меерсон Ф.З. Компенсаторная гиперфункция, гипертрофия и недостаточность сердца // Руководство по кардиологии: в 4 томах / Под ред. Е.И. Чазова.-М.,1982.-Т.1.-С. 306-329.
6. Ольбинская Л.И. Коронарная и миокардиальная недостаточность / Ольбинская Л.И., Литвицкий П.Ф. - М.: Медицина, 1986. - 272с.
7. Рубин В.И. Обмен адениловых нуклеотидов и методы его исследования / Рубин В.И., Захарова Н.Б., Целик Н.И. и др. - Саратов, 1983. - 17 с.
8. Стрюк Р.И. Прогностическая роль адренорецепции клеточных мембран в развитии гипертрофии левого желудочка у больных гипертонической болезнью / Стрюк Р.И., Длусская И.Г. // Кардиология. – 2001. – 4. – С.44–48.
9. Султанова Л.М. Диагностика и лечение кетоацидоза при сахарном диабете у детей / Султанова Л.М., Гайсина Л.Р., Шайдуллина М.Р. // Русский медицинский журнал. – 2008. – 3 (27). - С.43-45.
10. Энерт А.В. Кардиоваскулярные нарушения при сахарном диабете 1-го типа у детей и подростков (обзор литературы) / Энерт А.В., Кравец Е.Б., Иванов С.Н. // Сибирский медицинский журнал. – 2009. - 2(4). – С. 77-84.
11. Явербаум П.М. Методика определения АТФ в эритроцитах / Явербаум П.М., Издебская Л.И. // Лабораторное дело. - 1986. - №1. - С. 32-34.
12. Bergmeyer H.U. Methods of enzymatic analysis / Bergmeyer H.U. - Weinheim Verlag, Chemie, 1965. - 1963 p.
13. Goldberg I.J. Lipid metabolism and toxicity in the heart / Goldberg I.J., Trent C.M., Schulze P.C. // Cell Metab. – 2012. – Vol. 15 (6). – P. 805-812.
14. Sun X. High free fatty acids level related with cardiac dysfunction in obese rats / Sun X., Pan H., Tan H., Yu Y.// Diabetes Res. Clin. Pract. – 2012. – Vol. 95 (2). – P. 251-259.
15. Van de Weijer T. Lipotoxicity in type 2 diabetic cardiomyopathy / van de Weijer T., Schrauwen-Hinderling V.B., Schrauwen P.// Cardiovasc. Res. – 2011. – Vol. 92 (1). – P. 10–18.