Активность ферментов гликолиза, пентозофосфатного пути и транспортных АТФаз в эритроцитах при сахарном диабете

Аннотация

Настоящее исследование посвящено изучению состояния активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), гексокиназы (ГК), пируваткиназы (ПК), общей активности и изоферментного спектра лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в эритроцитах, суммарной активности АТФазы, Na⁺ , K⁺ и Mg²⁺-зависимой АТФазы в мембранах эритроцитов, уровня иммунореактивного инсулина в плазме крови, содержания глюкозы в плазме крови и эритроцитах больных сахарным диабетом.

Полный текст

Обследованы 84 пациента с сахарным диабетом в возрасте от 17 до 72 лет. Длительность заболевания составила от одного мес до 18 лет. Диабет первого типа диагностирован у 31 больного, второго — у 53. В контрольную группу вошли 22 здоровых человека. Больных обследовали в фазе декомпенсации диабета и нормализации обменных процессов.

Установлено, что в эритроцитах больных сахарным диабетом уровень глюкозы значительно выше, чем в плазме крови. При сахарном диабете первого типа содержание глюкозы в плазме крови составляло 9,50±0,10 ммоль/л, в эритроцитах — ,0±0,09 (Р<0,001), второго типа — соответственно 8,00±0,03 ммоль/л и 16,5±0,05 (Р<0,001). Уровень иммунореактивного инсулина в плазме крови больных сахарным диабетом второго типа имел тенденцию к снижению (Р<0,05). У больных инсулинозависимым сахарным диабетом активность ГК была значительно повышена, в то время как при втором типе прослеживалась тенденция к ее снижению — 0,0066±0,001 мкмоль/(мг∙мин) (Р<0,001) и 0,0038±0,006 мкмоль/(мг-мин) (Р<0,05). При первом типе без выявленных сосудистых осложнений активность ПК составила 0,009±0,0007 мкмоль/ (мг∙мин) (Р<0,05), ЛДГ— 0,018±0,002 мкмоль/(мг∙мин) (Р<0,05), Г-6-ФДГ — 0,0032±0,0007 мкмоль/(мг∙мин) (Р<0,001). Прогрессирование диабетической ангиопатии сопровождалось повышением активности ГК 0,013±0,003 мкмоль/ (мг∙мин) (Р<0,001) и ПК с 0,010±0,001 мкмоль/(мг∙мин ) ( Р<0,05) до 0,027±0,004 мкмоль/(мг∙мин) (Р<0,001), ЛДГ (0,0037±0,007 мкмоль/(мг∙мин) ; Р<0,001), Г-6-ФДГ ( 0,012±0,001 мкмоль/(мг∙мин); Р<0,001).

При прогрессировании диабетической ангиопатии у больных инсулинонезависимым сахарным диабетом отмечаются выраженное повышение активности ГК (Р<0,001), ПК (Р<0,001), общей активности ЛДГ (Р<0,001 ), Г-6-ФДГ (Р<0,001) и сдвиг изоферментного спектра ЛДГ в сторону катодной фракции. При сравнении изоферментного спектра ЛДГ у больных сахарным диабетом второго типа с диагностированной макроангиопатией процентное соотношение ЛДГ было следующим: ЛДГ₁ — 39,27±2,59 (Р<0,05), ЛДГ₂ — 36,15±2,38 (Р>0,05), ЛДГ₃—6,02±0,74 (Р<0,001), ЛДГ₄ — 18,65±1,01 (Р<0,001).

В мембранах эритроцитов больных при первом типе активность общей АТФазы снижается, что более выражено при диабетических ангиопатиях (соответственно 0,45±0,019 и 0,29±0,0024 мкмоль∙Ф_н∙мг^-1∙ч^-1; Р<0,001 ). Прогрессирование диабетических сосудистых нарушений при инсулинонезависимом сахарном диабете сопровождается некоторым повышением активности общей АТФазы (0,73±0,018 мкмоль∙Ф_н∙мг^-1∙ч^-1; Р>0,05). В тенях эритроцитов больных сахарным диабетом первого типа и генерализованной ангиопатией активность Mg^2±-зависимой АТФазы составила 0,25±0,024 мкмоль∙Ф_н∙мг^-1∙ч ^-1 (Р<0,001), второго типа — 0,69±0,025 мкмоль∙Ф_н∙мг^-1∙ч^-1. Значительное угнетение активности Na⁺, K⁺-зависимой АТФазы наблюдалось при диабетических ангиопатиях (при первом типе — 0,03±0,005, Р<0,001; втором типе — 0,04±0,008, Р<0,001, а у больных без выявленных сосудистых нарушений — соответственно 0,32±0,003 и 0,05±0,006 мкмоль∙Ф_н∙мг^-1∙ч^-1.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что при сахарном диабете и, особенно, прогрессировании диабетической ангиопатии происходят активация ряда ключевых ферментов гликолиза, одного из ключевых ферментов пентозофосфатного пути, угнетение активности мембраносвязанной Na⁺, K⁺-зависимой АТФазы и увеличение содержания в эритроцитах глюкозы.

При сахарном диабете проницаемость клеточных мембран, в том числе эритроцитарных, повышается, что может способствовать свободному поступлению глюкозы в клетки и согласуется с полученными нами данными. Можно предположить, что инсулин стимулирует транспорт глюкозы в эритроциты из плазмы, как это наблюдается в других типах клеток. Метаболические эффекты инсулина могут первично реализоваться на мембране эритроцитов без обязательной интернализации гормона.

Следовательно, в эритроцитах больных сахарным диабетом содержание глюкозы значительно выше, чем в плазме крови. В мембранах эритроцитов больных сахарным диабетом активность АТФазы и, особенно, Na⁺, K⁺-зависимой АТФазы угнетена. Прогрессирование диабетической ангиопатии сопровождается более выраженным снижением активности АТФазы.