Сахарному диабету свойственно генерализованное поражение всех звеньев системы кровообращения, проявляющееся в дегенеративные изменениях мелких артерий, вен, капилляров и именуемое микроангиопатией, а также поражение крупных и средних артериальных сосудов - макроангиопатии [1, 5]. Диабетические ангиопатии формируются на фоне усиленной липопероксидации, которая считается значимым патогенетическим механизмом локальных нарушений микрогемодинамики и атеросклеротического поражения магистральных артерий [2, 3]. Сосудистые осложнения сахарного диабета в клинике и эксперименте реализуются путем развития и прогрессирования эндотелиальной дисфункции, в патогенезе которой центральное место занимают ПОЛ, нарушение продукции NO и преобладающее вазоконстрикторное влияние на сосуды в результате угнетения растворимой ГЦ и образования ц.3,5-ГМФ [7]. Все вышеизложенное позволило предположить, что необходимой составляющей патогенетической терапии является испытание эндогенных протекторных систем, обладающих способностью индуцировать продукцию оксида азота (NO) и ингибировать свободно-радикальное окисление [4, 6].

Цель исследования. Изучить состояние биохимических маркеров эндотелиальной дисфункции и характер гемодинамических изменений под влиянием антиоксидантов и гипоэнергетических веществ при экспериментальном сахарном диабете (ЭСД).

Материал и методы исследования

Исследование проведено на крысах-самцах линии Вистар одной возрастной группы, массой 220-250 г: интактных и с аллоксановым диабетом. Развитие диабета контролировали по уровню глюкозы крови, который определяли глюкозооксидазным методом, а концентрацию гликированного гемоглобина определяли колориметрически, используя тест-наборы фирмы «БиоХимМак». Животных брали в опыт по окончании остротоксического периода действия аллоксана, т.е. спустя 14 дней с момента развития ЭСД.

В эксперименте определяли интенсивность ПОЛ в мембранах эритроцитов, по концентрации конечного продукта - малонового диальдегида (МДА). О состоянии антиоксидантной системы судили по активности каталазы, супероксиддисмутазы и концентрации церулоплазмина в сыворотке крови. Содержание в плазме крови стабильных суммарных конечных метаболитов оксида азота (NO^2- , NO^3- , NOх) определяли, используя реактив Грисса. Макро- и микрогемодинамику исследовали ультразвуковым допплерографом у наркотизированных животных в 6 точках локации: брюшная аорта (БА), нижняя полая вена (НПВ), почечная артерия (ПАпр, ПАлев), микроциркуляторное звено. В каждой точке локации определяли M (средняя скорость, см/с), S (систолическая скорость, см/с), D (диастолическая скорость, см/с), Pi (пульсовой индекс, см/с) GD (градиент давления, мм.рт.ст) и рассчитывали RI (реографический индекс, у.ед).

Крысы были разбиты на следующие группы: контрольная группа - крысы с ЭСД без лечения; крысы с ЭСД + убихинон композитум, (коэнзим Q₁₀) в дозе 0,11 мкл/100 г веса животного в течение 30 дней; крысы с ЭСД, получавшие в течение 30 дней L-карнитин в дозе 25 мг/100 г веса. Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Microsoft Еxcel 2003. Результаты представлены в виде среднего значения (Mean) и ошибки среднего (SEM). Статистическую достоверность различий между двумя группами животных проверяли с помощью t-критерия Стьюдента. Уровнем статистической значимости считали р < 0,05. Исследования проводили до и после лечения.

Результаты исследования и их обсуждение

Данные показали, что у крыс с экспериментальным сахарным диабетом на фоне развивающейся гипергликемии повышалось содержание гликированного гемоглобина (HbAlc) с 5,3 ± 0,81 % до 8,6 ± 0,71 % (р < 0,001). Нарушение обмена глюкозы сопровождалось статистически достоверным повышением концентрации МДА в мембранах эритроцитов, снижением активности СОД, возрастанием активности каталазы и концентрации церулоплазмина, то есть развитием окислительного стресса. В этих условиях у крыс с СД концентрация суммарных метаболитов NO в плазме крови оказалась более низкой, чем у контрольных животных. Эти изменения сопровождались повышением сосудистого тонуса и нарушениями микроциркуляции, о чем свидетельствовали реографические показатели, характеризующиеся более высокими значениями индекса Гослинга, повышением плотности сосудистой стенки (PI), индекса Пурсело (RI) отражающий общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС) у животных с экспериментальным сахарным диабетом. Снижение средней (M) и систолической (S) скорости кровотока в сосудах микроциркуляторного русла отражало уменьшение скорости тканевого обмена (перфузии) и относились к ранним проявлениям сосудистых осложнений. В соответствии с нашими данными снижение средней скорости кровотока, повышение РI и RI сопровождались понижением содержания суммарных метаболитов NO в крови при ЭСД (табл. 1).

Для коррекции избыточного процесса ПОЛ, нарушений системы антиоксидантной защиты, сниженной концентрации оксида азота и гемодинамических изменений экспериментальным животным вводили соответственно убихинон-коэнзим Q₁₀ и L-карнитин. Результаты свидетельствуют о существенном снижении концентрации МДА в крови под влиянием убихинона-коэнзима Q₁₀ и L-карнитина. При сравнительном анализе результатов ингибирования ПОЛ наиболее эффективным оказался препарат, содержащий Q₁₀. Анализ данных состояния АОС показал, что достоверно возросла активность СОД в эритроцитах, а повышенные данные каталазы и церулоплазмина достоверно снизились, хотя активность каталазы по сравнению с контролем осталась повышенной, как проявление клеточной компенсаторной реакции. На фоне лечения в 2-х группах экспериментальных крыс с сахарным диабетом статистически достоверно повысилась концентрация оксида азота в сыворотке крови. При сравнивании результатов, полученных под влиянием убихинона-коэнзима Q₁₀ и L-карнитина обнаружилось, что наиболее высокая концентрация NO, достигшая исходных контрольных значений, произошла на фоне убихинона-коэнзима Q₁₀.

Коррекция дисфункции эндотелия на фоне лечения в 2-х группах исследованных животных сопровождалась улучшением микроциркуляторной гемодинамики, что проявлялось повышением средней и систолической скоростей кровотока, снижением упруго-эластических свойств сосудов микроциркуляторного (плотности сосудистой стенки) и периферического сосудистого сопротивления. Эти гемодинамические изменения свидетельствуют о повышении процессов перфузии, обусловленном снижением сосудистого сопротивления - реографический индекс и повышением средней и систолической скоростей кровотока. При сравнительном анализе полученных данных наиболее эффективным оказался убихинон-композитум Q₁₀ (см. табл. 1).

Проведен корреляционный анализ для выяснения эффективности действия антиоксидантов на процессы ПОЛ и ферменты АОЗ. Представленные данные во всех 3-х группах исследованных животных показали наличие прямой сильной корреляционной связи между концентрацией МДА и активностью каталазы (r = +0,57, р < 0,001) и церулоплазмина (r = +0,52, р < 0,001) и обратной связи между уровнем снижения концентрации МДА и повышением активности СОД в плазме крови (r = -0,54, р < 0,001). Одновременно происходило повышение концентрации NO и корреляционный анализ показал наличие отрицательной сильной связи соответственно под влиянием убихинона-коэнзима Q₁₀, и L-карнитина (r = -0,59; r = -0,60; р < 0,001).

Таблица 1

Динамика изменения показателей микрогемодинамики в норме при экспериментальном сахарном диабете и на фоне корригирующей терапии

Примечания:

¹¹¹¹) - p < 0,001; ¹¹¹) - p < 0,01; 1¹) - p < 0,02; ¹) - p < 0,05 достоверность относительно контроля;

²²²²) - p < 0,001; ²²²) - p < 0,01; ²²) - p < 0,02; ²) - p < 0,05 достоверность относительно экспериментального сахарного диабета.

Таблица 2

Изменение биохимических показателей крови на фоне корригирующей терапии при ЭСД.

Примечания:

1111) - p < 0,001; 111) - p < 0,01; 11) - p < 0,02; 1) - p < 0,05 достоверность относительно контроля;

2222) - p < 0,001; 222) - p < 0,01; 22) - p < 0,02; 2) - p < 0,05 достоверность относительно экспериментального сахарного диабета.

Выводы

Таким образом, восстановление функции эндотелия вследствие угнетения интенсивности липопероксидации, возрастания активности ферментов антиокислительной системы и повышения концентрации суммарных метаболитов NO приводило к улучшению гемодинамических показателей, под влиянием препаратов: убихинон-коэнзима Q₁₀ и L-карнитин. Наиболее эффективным оказался убихинон-коэнзим Q₁₀.

Рецензенты:

Брин В.Б., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ГОУ ВПО СОГМА Росздрава, г. Владикавказ;

Джиоев И.Г., д.м.н., профессор, заведующий ЦНИЛ ГОУ ВПО СОГМА Росздрава, г. Владикавказ.

Работа поступила в редакцию 11.11.2011.