PROTEINOTsENTRIChESKAYa GIPOTEZA PATOGENEZA DIABETIChESKOY ENTsEFALOPATII

Abstract

Full Text

Введение. Существующие представления о патогенезе сахарного диабета 2-го типа (СД2) и его осложне- ний преимущественно выступают в виде составляющих трех теорий. Наиболее старая из них - глюкоцентри- ческая (с ключевыми словами инсулинорезистентность и гиперинсулинемия). В конце 80-х гг. прошлого века ей на смену пришла липоцентрическая теория (ключевым словом ожирение, или висцероабдоминальное ожи- рение). Наконец, в настоящее время наиболее бурно развиваются исследования в русле липокиновой (вариант липоцентрической)теории (с ключевым словом лептин) [1, 4]. При этом известно, что ОНМК при СД2 могут раз- виваться и при нормогликемии, аза нетромботический инсульт часто принимают декомпенсацию диабетической дисметаболической энцефалопатии, а ввозрасте до 40 лет в случае непродолжительного течения СД часто разви- ваются кровоизлияния в мозг [3]. Механизм же связи ожирения и метаболического синдрома до сих пор не изучен [2]. Более того, 40 % больных СД2 не имеют ожирения вообще. Здесь важно напомнить, что в физиологическом состоянии препятствуют гипергликемии регулирующие олигопептиды поджелудочной железы (С-пептид, сома- тостатин и др.), а не инрсулин, и гликирование белков, например, гемоглобина происходит до развития симптомов сахарного диабета. Жизнь, вообще-то, - это способ существования именно белковых тел. Цель работы. Используя иммунологические, гистологические методики и лабораторный эксперимент с адгезией бета-амилоидного пептида на поверхности моноцитов крови попытаться уловить белково-конформаци- онный компонент диабетической энцефалопатии. Материал и методы. У 20 пациентов (4 мужчин, 16 женщин)пожилого (62,4±3,14) и старческого (84,6±4,48) возраста с ДбЭ выполнены иммунологические анализы крови для определения спонтанной, индуци- рованной продукции и сывороточного содержания IL-1b, а также для изучения особенностей адгезии амилоид- ного пептида моноцитами. Оценку концентрации IL-1β проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА): Использовали тест-системы Интерлейкин-1 бета-ИФА-БеСТ (Вектор Бест, Россия). Постановку анализа проводили согласно инструкции производителя. В качестве индуктора использовали пирогенал (ФГБУ «ФНИцЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» МЗ РФ).Учет результатов адгезии β-амилоида к поверхности моноцитов проводили методом проточной цитометрии на цитофлюориметреNavios (BeckmanCoulter, США).Использовались монокло- нальные антитела против моноцитов и лейкоцитов, конъюгированных с красителями CD14 PE и CD45 APC соот- ветственно. В опытную пробирку добавляли раствор лиофилизированного бета-амилоидного пептида (ANASPEC, USA) и рассчитывали плотность экспрессии FAB фрагмента бета-амилоида на моноцитах (bA-FAB+CD14). Кроме того, в 19 случаях ДбЭ, осложнённой фатальными ишемическими инсультами проведено гистологическое иссле- дование головного мозга с окраской микротомных срезов гематоксилин-эозином, по Ван Гизону и конго красным. В качестве группы сравнения иммунологически обследовано 19 больных гипертензивной и атеросклеротической ДЭ в возрасте 84,36±4,0 года. Результаты исследования и их обсуждение. ИЛ-1b при диабетической (ДбЭ) и дисциркуляторной (ДЭ) энцефалопатии (M±mпг/мл) Таблица 1. спонтанная индуцированная сывороточное продукция продукция содержание ДбЭ (n=20) 1,0±0,0 1267,0±92,2* 1,0±0,0 ДЭ (n=10) 3,0±1,1 780,0±313,0* 1,0±0,0 Примечание:* - t=2,2; p <0,05 Интерлейкин 1 бета, как известно, синтезируется кратковременно, а не постоянно, и только в ответ на попадание в организм антигена (индуцированная продукция) и почти исключительно в гипоталамусе и гиппо- кампе. Являясь про-воспалительным цитокином, участвует в повреждении тканей, в частности в гибели В-кле- ток островков Лангерганса, что вомногом определяет дальнейшее развитие заболевания. Однако, в таких случаях должно быть существенное увеличение остаточного сывороточного интерлейкина [5, 6], чего не обнаружено в нашем исследовании. Более того, при изучении анализов крови больной церебральной амилоидной ангиопатией [7] статус ИЛ-1b был аналогичным: 25 - 1584 - 1 пг/мл, что в данном случае объяснялось стимуляцией цитокина амилоидным белком. В свою очередь ИЛ-1бета, воздействует на глиальные клетки цНС, вызывает продукцию гепатоцитами белков острой фазы, например, амилоида А, т.е. активирует диспротеиноз с появлением аномально- го фибриллярного белка в межуточной ткани и в стенках сосудов[8]. Адгезия моноцитами бета-амилоидного пептида при диабетической (ДбЭ) и дисциркуляторной (ДЭ) энцефалопатии Таблица 2. Группы больных (1), (2), (3) Дбэ (1) пожилые (9 чел.) Дбэ (2) старые (9 чел.) Дэ (3) старые (9 чел.) Возраст (лет) 62,4±3,14 84,6±4,48 83,6±4,48 Моноциты, связавшие амилоид ( %) 93,6±8,8 98,95±1,9 91,7±6,15 Плотность экспрессии амилоида на поверхности моноцитов 5,7±2,2 (1) 15,7±3,8 (2) 7,3±1,8 (3) Примечание: t 1-2 - 5,99; p 1-2 <0,05; t 2-3 - 3,99; p 2-3 <0,05 Несмотря на зависимость экспрессии амилоида от возраста больных и, естественно, от длительности заболевания (в данном случае интенсивности гликирования белков), что можно расценивать и как признак стар- ческого амилоидоза, но достоверность различий между больными ДЭ и ДбЭ одного возраста всё-таки обращает внимание на существенный вклад гипергликемии в процесс конформации белков (в данном случае токсичность бета-амилоида в деле нарастания когнитивных нарушений, характерных для ДбЭ, а не для ДЭ). Для уточнения особенностей адгезии амилоида моноцитами приводим результирующие гистограммы этого эксперимента у двух больных (см. рис 1 и рис.2). Очевидна разница в конфигурации гистограмм, площади их основания и в количестве пиков концентраций адгезированных веществ на поверхности моноцитов крови. Плазматическая мембрана изучаемых клеток, как известно, пронизана множеством рецепторов к различ- ным стимулам, таким как рецепторы АТФ (показатели местного повреждения тканей), toll-like рецепторы TLR, кото- рые реагируют на молекулы, высвобождаемые гибнущими клетками (DAMPS: damage-associatedmolecularpatterns) или патогенами (PAMPS: pathogenassociatedmolecularpatterns) [9].Поэтому возможно, что высокая адгезия у пациен- тки с большим стажем заболевания связана с тем, что при длительном воспалительном процессе амилоид связыва- ется не только со специфическими рецепторами к амилоиду, но и с другими рецепторами, взаимодействующими с DAMP (собственными антигенами, которые появляются при разрушении тканей). При этом, как правило имеется взаимосвязь высокой плотности амилоида и про-воспалительного цитокина IL-1b. Тем более это вероятно, что при специальном изучении аутопсийных материалов [10] нами выявлено смещение танатогенеза ДбЭв сторону полимор- бидной соматической патологии. Так, несмотря на клинические диагнозы ОНМК, выставленных во всех посмертных эпикризах, патологоанатомическое подтверждение острых инфарктов мозга найдено только в 40 % случаев. В 15 % сосудистые нарушения квалифицированы как декомпенсация на фоне ранее произошедших повторных лакунарных инсультов, судя по найденным в 60 % случаев кистам подкорковых структур, что характерно для развитой ДбЭ. В 45 % заключениях ПАО указана гипердиагностика ОНМК, а причина летального исхода помещена в т.н. соматичес- кую декомпенсацию, развившуюся вследствие полиморбидной патологии: сердечно-лёгочная недостаточность (45 % случаев), эндогенная онкологическая и гангренозная интоксикация при ОАСНК (40 % случаев), другая висцеральная отягощённость: некроз кишечника, инфаркт почки, рак поджелудочной железы и пр. (15 % случаев). Интересно, что уровень гипергликемии, а, следовательно, и гликирования белков, был существенно выше при соматической, чем при сосудистой декомпенсации: 16,44±5,05; 6,0±0.5; 7,85±1,1 ммоль/л соответственно. Рис.1: Б-ная Б, 63 года, длительность ДбЭ3 года. Индекс плотности адгезии амилоида 3,5 Рис.2: Б-ная Д, 94 года, длительность ДбЭ 20 лет. Индекс плотности адгезии амилоида 49,7 есть основание полагать, что также как моноциты крови ведут себя и микроглиоциты за барьером цНС, поскольку эти клетки «не просто знакомые, а родня» (kithandkin) [11]. Тогда дифференцированная активация мик- роглии может способствовать элиминации бета-амилоида из нервной ткани. Результаты изучения аутопсийного материала с выявлением достаточно частого положительного окра- шивания срезов мозговой ткани конго рот: 17 % против 5,5 % других публикаций [12] представлены в табл. 3. Таблица 3. Гистопатологическиеособенностидиабетической и дисциркуляторной энцефалопатии ДИАБЕТИЧЕСКАЯ ЭНЦЕФАЛОПАТИЯ ДИСЦИРКУЛЯТОРНАЯ ЭНЦЕФАЛОПАТИЯ Некроз стенок сосудов с множественными микроге- моррагиями в паренхиму мозга (15 %) Некроз стенок сосудов с единичными микрогеморраги- ями в паренхимумозга (4 %) Склероз сосудов с перивазальнойатрофией нейронови микрополостямис глиальной инфильтрацией (25 %) Склероз сосудов с перивазальнойатрофией нейроно- вислабо выраженнойглиальной инфильтрацией (10 %) Ангиодистрофические очаги собразованием лакун и криблюр, лейкоареозоми множественными фокусами глыбчатого распада паренхиматозной ткани, т.н. энцефалолиз (60 %) Ангиодистрофические очаги с диффузным разрежени- ем нейропиля, лейкоареозом и фокусами глыбчатого распада паренхиматозной ткани (20 %) Амилоиднаяангиопатияпочек, головного мозга, легких, печени (17 %) Амилоид при окраске конго рот не выявлен. Известно, что одним из основных путей элиминации бета-амилоида является фагоцитоз и протеолитичес- кая деградация периваскулярными макрофагами моноцитарного происхождения [13, 14]. На экспериментальных моделях показано, что моноциты периферической крови способны проникать в цНС и эффективно участвовать в клиренсе бета-амилоида. У пациентов с болезнью Альцгеймера, например, отмечено снижение способности моно- цитов периферической фагоцитировать бета-амилоид по сравнению с донорами [15].Клетки микроглии распозна- ют бета-амилоид посредством скавенджер-рецепторов, прежде всего SCARA-1 [16], однако дальнейшая активация и развитие воспалительных процессов связаны с активацией толл-подобных рецепторов (TLR-4, TLR-2), CD14, CD36 [17]. В патогенезе болезни клетки микроглии, моноциты и макрофаги, по-видимому, играют двоякую роль. На ранних стадиях в ответ на накопление бета-амилоида активность иммунных клеток повышается. По мере про- грессирования заболевания клетки не только теряют способность к удалению бета-амилоида, но и секретируют про-воспалительные медиаторы,такие как IL-1b, усугубляющие повреждение мозга [18]. Заключение. Таким образом, на пути к «диабету мозга», т.е. амилоидозу болезни Альцгеймера больные метаболическим сахарным диабетом 2-го типа проходят воспалительно-дегенеративную стадию токсического амилоидогенногогипокампальногоапоптоза с когнитивной дисфункцией. Эту стадию можно зарегистрировать с помощью иммунологических методов (определение индуцированного интерлейкина 1b и моноцитов крови, адге- зирующихбета-амилоидный пептид). Вывод. В диагностику диабетической энцефалопатии с позиции её протеино-центрического патогенеза следует включать тесты, выявляющие возможную конформацию белков.