Эндотелиальная дисфункция и нарушение лимфатического дренажа сердца в патогенезе кардиоваскулярных осложнений сахарного диабета

Полный текст

Численность больных сахарным диабетом (СД) в мире неуклонно растёт и по различным прогнозам к 2030 г. превысит 400 млн человек. Вследствие стремительного роста распространённости СД признан экспертами Всемирной организации здравоохранения неинфекционной эпидемией. Летальность при СД в 2–3 раза выше, чем у больных без СД [1].

В настоящее время разработаны и широко применяются высококачественные препараты инсулина и другие сахароснижающие средства в лечении СД, существенно увеличивающие продолжительность жизни больных. Однако эти препараты не могут обеспечивать полной компенсации нарушенного обмена веществ и предотвращать развитие многочисленных осложнений СД, среди которых основное место занимает поражение сердечно-сосудистой системы [2].

Частота ангиопатий при СД достигает 80–100% случаев. Многочисленные исследования в этой области свидетельствуют о том, что повреждающее действие гипергликемии на сосудистую стенку опосредовано свободными радикалами, образование которых увеличивается при хронической гипергликемии через повышение скорости аутоокисления ­глюкозы. Всё это в конечном счёте приводит к активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) и эндотелиальной дисфункции, которые сопровождаются усиленным выбросом в кровь фактора Виллебранда, простациклина, активатора плазминогена, тромбоглобулина и т.д. [3]. Развивается протромботическое состояние с изменением всех трёх компонентов, составляющих систему гемостаза: функции и структуры тромбоцитов, факторов коагуляции и целостности сосудистой стенки [4].

Именно такого рода нарушения лежат в основе изменения сосудов сердца в виде микроангиопатий, что сопровождается расстройствами микроциркуляции с морфологическими и функциональными изменениями миокарда. Микроангиопатии являются особенностью СД и носят генерализованный характер [5], поражающий всю систему микроциркуляции с нарушением метаболизма сердечной мышцы. При этом выявляют ангиографически нормальные венечные артерии [6].

Таким образом, при СД создаются благоприятные условия для накопления в межклеточном пространстве, в частности внутри кардиомиоцитов, потенциально токсических продуктов промежуточных звеньев окисления свободных жирных кислот, оказывающих пагубное влияние на клетки миокарда [7]. В то же время известно, что транспорт из межклеточных пространств токсичных метаболитов, крупномолекулярных частиц и остатков разрушенных клеток осуществляется в основном через лимфатическую систему [7–9]. Однако до настоящего времени состояние лимфатического дренажа сердца при СД не исследовано.

Этой тематике посвящён ряд наших исследований, разработана методика изучения лимфодренажа сердца на фоне экспериментального СД [10]. Учитывая всё это, целью настоящего исследования стало изучение роли активации ПОЛ и эндотелиальной дисфункции в нарушениях свёртываемости лимфы и лимфатического дренажа сердца при экспериментальном СД.

Согласно методике, разработанной на кафедре патологической физиологии Азербайджанского медицинского университета [10], опыты ставили на 25 кроликах породы шиншилла с массой тела 2,5–3,0 кг. В эксперименте использовали как самцов, так и самок. Животных в течение всего эксперимента содержали на стандартном рационе вивария. Эксперименты проводили в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых в экспериментах и других научных целях (март 1986 г.). Тема исследований была одобрена локальным этическим комитетом при Азербайджанском медицинском университете (протокол №3 от 11 апреля 2017 г. Председатель Р.О. Бегляров).

Для моделирования СД животным внутрибрюшинно вводили стрептозотоцин (Malakoff, France, Keocyt), растворённый в 1 мл 0,9% раствора натрия хлорида, в дозе 50 мг/кг. При этом накануне в течение ночи животные не получали пищи. Животные контрольной группы (6 кроликов) получали инъекции 0,9% раствора натрия хлорида.

Содержание глюкозы в крови определяли натощак в условиях пищевой депривации за 14 ч до забора крови на 5-е, 15-е, 30-е, 60-е и 90-е сутки после введения стрептозотоцина. Лимфу получали из дренированного грудного протока. Дренирование грудного лимфатического протока проводили под общей анестезией при помощи кетамина (8 мг/кг) и дифенгидрамина (0,15 мг/кг 1% раствора), которые вводили в ушную вену кролика.

Скорость лимфооттока определяли по объёму лимфы, оттекающей из дренированного грудного протока в единицу времени. Степень выраженности ПОЛ в лимфе определяли по содержанию в лимфе диеновых конъюгатов по методу В.Б. Гаврилова с соавт. [11], содержание малонового диальдегида — по методу Л.И. Андреева с соавт. [12], содержание восстановленного глутатиона — по методу G.H. Ellman [13].

Состояние системы свёртывания, антисвёртывания и фибринолиза лимфы оценивали по комплексу общепринятых тестов, таких как активированное частичное тромбопластиновое время, протромбиновое время, фактор Виллебранда, тромбиновое время, концентрация фибриногена, растворимые фибрин-мономерные комплексы, продукты деградации фибриногена, антитромбин-III и фибринолитическая активность, на полуавтоматическом коагулометре Хумаклот-Дуо (Германия) с помощью готовых наборов реактивов фирмы Хуман (Германия) и Коагулотест (Россия).

Состояние дренажной функции лимфатической системы сердца изучали с введением лимфотропного красителя [0,25% раствора Эванса синего (Т-1824) из расчёта 0,1 мг на 100 г массы сердца] туберкулиновой иглой, субэпикардиально в заднебоковую стенку левого желудочка в области верхушки сердца [10]. Определение скорости выведения лимфотропного красителя проводили на уровне «надсердечного» лимфатического ствола, в отделе, примыкающем к сердечному лимфатическому узлу. При этом регистрировали время от момента инъекции до появления красителя в лимфе, протекающей по «надсердечному» лимфатическому стволу (I — этап выведение), а также время полного выведения лимфотропного красителя из сердца (II — этап выведения) [10].

Статистический анализ полученных данных проводили с применением программы Statistica 6,0 в редакции электронных таблиц Excel. Все данные приведены в виде средних арифметических значений и их стандартного отклонения (M±m). Статистический анализ осуществляли с помощью t-критерия Стьюдента для данных с нормальным распределением. Для сравнения относительных показателей использовали точный критерий Фишера. Для сравнения дискретных величин применяли непараметрические критерии: для несвязанных выборок — парный критерий Манна–Уитни, для связанных — критерий Уилкоксона. Достоверность коэффициентов различий принимали при значении р <0,05.

В табл. 1 представлены результаты определения показателей ПОЛ в лимфе. Из табл. 1 видно, что при моделировании СД стрептозотоцином концентрация маркёров активации ПОЛ значительно увеличивается. Как показали результаты биохимического анализа, уже на 5-е сутки с начала моделирования СД содержание диеновых конъюгатов в лимфе превышало исходный уровень на 66,6%, а вторичного продукта ПОЛ малонового диальдегида — более чем в 2,6 раза (р <0,001).

 

 

По мере увеличение срока с начала моделирования СД у животных содержание диеновых конъюгатов и малонового диальдегида увеличивалось. При этом было отмечено заметное снижение антиоксидантного потенциала, которое в наших исследованиях оценивали по содержанию в лимфе восстановленного глутатиона. Так, через 30 сут содержание в лимфе восстановленного глутатиона снижалось на 73,8% исходного значения (р <0,05). Неуклонный рост содержания продуктов ПОЛ в лимфе регистрировался в течение 30 мин исследования. При этом содержание диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в лимфе превышало исходные значения в 3,2 и 2,2 раза соответственно (р <0,001), а затем возникала некоторая тенденция к уменьшению на фоне снижения антиоксидантного потенциала лимфы. К концу исследования содержание восстановленного глутатиона в лимфе уменьшалось до 66,6% исходного (р <0,001). Такие же значения были получены в ранее проведённых нами исследованиях [10].

Результаты исследования свёртываемости лимфы представлены в табл. 2, из которой следует, что при моделировании стрептозотоцинового СД происходит значительное повышение свёртываемости лимфы, что характеризовалось снижением показателей свёртываемости лимфы, таких как активированное частичное тромбопластиновое, протромбиновое и тромбиновое время.

 

 

На 5-е сутки с начала моделирования в лимфе отмечено заметное повышение уровня фактора Виллебранда, превышающее исходный уровень на 26,1% (р <0,05). На 30-е сутки с начала моделирования активированное частичное тромбопластиновое время и тромбиновое время по сравнению с исходными значениями уменьшались на 42,2 и 32,9% соответственно (р <0,01). В лимфе присутствовали маркёры внутрисосудистой активации свёртываемости лимфы — растворимые фибрин-мономерные комплексы и продукты деградации фибриногена. При этом отмечено значительное снижение активности антитромбина-III.

С увеличением времени с начала моделирования нарушения внутрисосудистого свёртывания лимфы усугублялись. Так, на 60-е сутки с начала моделирования в лимфе выявлялись маркёры эндотелиальной дисфункции (фактор Виллебранда), растворимые фибрин-мономерные комплексы и продукты деградации фибриногена на фоне угнетения фибринолитической активности. Подобная динамика разворачивания событий в системе свёртывания лимфы сохранялась до конца исследований.

Данное исследование показало, что скорость лимфооттока из грудного протока на фоне стрептозотоцинового СД подвергалась фазным изменениям. Так, незначительно повысившаяся на 5-е сутки с начала эксперимента скорость лимфооттока из грудного протока (р <0,05) в последующем начинала постепенно уменьшаться и на 30-е сутки составляла 81,8% исходного значения (р <0,01). Такая динамика сохранялась в течение всего опыта.

Исследования дренажной функции лимфатической системы при экспериментальном СД подтвердили эти предположения. Результаты исследований представлены в табл. 3, из которой видно, что на фоне экспериментального СД у кроликов заметно угнетается дренажная функция лимфатической системы сердца, что подтверждается увеличением продолжительности I и II этапов выведения лимфотропного красителя из сердца. Причём на 30-е сутки исследования I этап увеличивался на 28,1% по сравнению с исходным уровнем (р <0,05). Динамика изменений была однонаправленной, и к концу исследований продолжительность I этапа превышала исходный уровень уже на 57,9% (р <0,001). Изменение продолжительности выведения лимфотропного красителя из сердца на II этапе возникало, начиная со 2-го месяца эксперимента, и превышало исходный уровень на 22,2% (р <0,05), в затем (90-е сутки) — на 32,7% (р <0,001).

 

 

Таким образом, результаты исследований показали, что при моделировании СД значительно нарушается дренажная функция лимфатической системы тканей, создаются благоприятные условия для накопления токсичных метаболитов на клеточном и органном уровнях [10]. В наших исследованиях на фоне экспериментального СД активация ПОЛ сопровождалась эндотелиальной дисфункцией, которая приводила к нарушению свёртываемости лимфы и лимфатического дренажа сердца.

Сопоставляя данные настоящего исследования с литературными [7–10], можно заключить, что на фоне стрептозотоцинового СД внутрисосудистая активация свёртываемости лимфы и угнетение лимфатического дренажа тканей на уровне грудного протока негативно влияют на дренажную функцию лимфатической системы сердца, что способствует накоплению в межклеточном пространстве миокарда токсичных продуктов нарушенного метаболизма. Это в свою очередь усугубляет эндотоксикоз на клеточном и органном уровнях, ­создавая ­благоприятные условия для возникновения кардиоваскулярных осложнений. В свете этого, с учётом полученных результатов, считаем целесообразным дальнейшее изучение состояния свёртываемости лимфы и лимфатического дренажа сердца при кардиоваскулярных осложнениях на фоне СД.

Вывод

Активация липопероксидации и внутрисосудистого свёртывания лимфы с последующим угнетением лимфатического дренажа тканей на уровне грудного лимфатического протока, в частности сердца, создавая благоприятное условие для накопления токсичных продуктов нарушенного метаболизма в миокарде, способствует развитию кардиоваскулярных осложнений.

 

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

Об авторах

Мамед Хасы оглы Алиев

Азербайджанский медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Айтен Ягуб гызы Мамедзаде

Азербайджанский медицинский университет

Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Улкен Джафар гызы Агамалыева

Азербайджанский медицинский университет

Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Гасан Гюльага оглы Шахвердиев

Азербайджанский медицинский университет

Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Джамиля Тельман гызы Алиева

Азербайджанский медицинский университет

Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Севиндж Ибрагим гызы Гаджиева

Азербайджанский медицинский университет

Email: rjafarova@bk.ru
Азербайджан, г. Баку, Азербайджан

Список литературы

Дополнительные файлы