Хронические осложнения при сахарном диабете и их патогенез

Хронические осложнения сахарного диабета можно подразделить на микрососудистые, свойственные исключительно состоянию нарушения углеводного обмена и макрососудистые, которые могут быть и у лиц без диабета. К микрососудистым осложнениям относят диабетическую ретинопатию, нефропатию и нейропатию. Микрососудистые осложнения развиваются с одинаковой частотой как при сахарном диабете типа 1, так и типа 2, являясь результатом взаимодействия ряда метаболических, генетических и других факторов, среди которых наибольшее значение имеет фактор гипергликемии. Эпидемиологические и проспективные исследования свидетельствуют о наличии прямой зависимости между уровнем гликемии и степенью прогрессирования микрососудистых осложнений. Свидетельством того, что в основе различных проявлений микрососудистых осложнений лежит фактор гипергликемии, являются данные о сочетанном поражении глазного дна и почек, периферической нервной системы. Так, риск развития пролиферативной стадии диабетической ретинопатии в 5–10 раз выше у пациентов с протеинурической стадией нефропатии.

Каково влияние таких факторов, как возраст, пол, длительность заболевания? Пациенты с сахарным диабетом 1 типа, у которых дебют заболевания приходится на возраст до пубертата, имеют более высокий риск развития диабетической нефропатии и сопряженной с этим ранней летальности [1]. У пациентов с сахарным диабетом типа 2, с учетом пожилого возраста, (когда, как правило, развивается диабет) имеет место ряд дополнительных факторов, определяющих скорость прогрессирования микрососудистых осложнений диабета. Например, артериальная гипертония и дислипидемия часто могут предшествовать нарушению толерантности к углеводам, что значительно повышает риск ранних микроциркуляторных изменений. Влияние пола на частоту и степень микрососудистых нарушений являлось предметом интереса многих исследований, однако следует отметить, что существует ассоциация лишь в отношении более высокого риска развития диабетической полинейропатии у мужчин. Наряду со степенью компенсации длительность сахарного диабета является наиболее важным фактором, влияющим на частоту развития микроангиопатии. Данную ассоциацию было бы ошибочно упрощать до постулата – чем больше длительность, тем больше вероятность развития осложнений. Так, у больных с сахарным диабетом 2 типа уже в дебюте в 20–24% случаев выявляются клинически значимые проявления микрососудистых осложнений. Вместе с этим прослеживается очевидная зависимость развития сосудистых осложнений от длительности заболевания. Так, у пациентов с сахарным диабетом типа 1 с длительностью заболевания свыше 15–20 лет в 95% случаев регистрируются изменения глазного дна.

Патофизиология микрососудистых осложнений при сахарном диабете

Изменения в системе мелких сосудов, объединяемые термином микроангиопатии, носят функциональный и структурный характер. Характерной особенностью структурных изменений является утолщение базальной мембраны капилляров. Наиболее значительными функциональными нарушениями являются повышение проницаемости сосудистой стенки, гемодинамические нарушения, изменение вязкости крови, нарушение функции тромбоцитов. Толщина базальной мембраны коррелирует с давлением внутри капиллярной системы. У больных с сахарным диабетом происходит накопление коллагена типа IV, снижение сульфат протеингликана, хондроитин и дерматан сульфата, а также таких гликопротеинов, как ламинин, фибронектин и энактин [2]. Гипергликемия приводит к повышению внутриклеточных запасов протеинкиназы С путем синтеза de novo диацилглицерола из глюкозы [3]. Протеинкиназа С играет важную роль в обеспечении функции клеток в целом ряде ключевых направлений, включая передачу сигнала от гормонов, факторов роста, нейротрансмиттеров, лекарственных препаратов на внутриклеточные структуры. В гладкомышечных клетках сосудистой стенки протеинкиназа С модулирует синтез ДНК, гормон–рецепторную активность.

Повышение проницаемости капилляров и гемодинамические нарушения предшествуют структурным изменениям стенки капилляров. Наиболее показательным являются повышение внутриклубочкового давления и экскреция альбумина с мочой в ответ на гипергликемию при плохом метаболическом контроле заболевания. Тщательный контроль гликемии в течение 12 месяцев может нормализовать клубочковую фильтрацию [4]. Повышение кровотока отмечается также и в сетчатке. Подтверждением того, что гемодинамические нарушения, приводящие к повышению внутрикапиллярного давления, могут способствовать развитию и прогрессированию диабетической ретинопатии, является тот факт, что диабетическая ретинопатия у лиц с повышенным систолическим давлением встречается в 2 и более раз чаще, чем у нормотоников [5]. Более того, в ряде наблюдений показано, что снижение ретинального кровотока, имеющего место у лиц с повышением внутриглазного давления, замедляет развитие диабетической ретинопатии на стороне внутриорбитальной гипертензии [6].

Повышение проницаемости капилляров

Роль повышенной клубочковой проницаемости в патогенезе диабетической нефропатии не вызывает сомнения. При сахарном диабете как 1, так и 2 типа субклиническая микроальбуминурия является предиктором последующей протеинурии и развития почечной недостаточности. Источником избыточной экскреции альбумина и IgG являются почечные клубочки, в то время как экскреция b2–микроглобулина, индикатора функции канальцевого аппарата почек, остается нормальной. Повышение экскреции альбумина с мочой является не только показателем высокого риска развития нефропатии, ретинопатии, нейропатии, но и летальности от сердечно–сосудистых катастроф. Таким образом, повышенная экскреция альбумина с мочой является отражением сосудистой дисфункции в широком смысле, включая как капилляры клубочков, сетчатки, так и интимы крупных сосудов.

Реологические нарушения

Важными составляющими микроангиопатии при сахарном диабете являются нарушение вязкости крови и дисфункция тромбоцитов. В основе нарушения функции тромбоцитов лежит нарушение баланса между системой простагландинов и простациклином, а также нарушение синтеза тканевого активатора плазминогена. У пациентов с проявлениями микроангиопатии выявлено также повышение фактора Вилленбрандта, гликопротеина, синтезируемого эндотелиальными клетками, определяющего степень адгезивности тромбоцитов к эндотелиоцитам [7].

Таким образом формированию микрососудистых аномалий при сахарном диабете способствует ряд метаболических и других факторов. На схеме 1 представлен патогенетический механизм развития ангиопатий, вызванных гипергликемией.

Схема 1. Патогенетический механизм развития микроангиопатии при сахарном диабете

Этиопатогенетические подходы к профилактике и лечению сосудистых осложнений сахарного диабета

На основе представлений о нарушениях метаболизма глюкозы – как важнейшего этиологического фактора диабетической макро– и микроангиопатии, а также с учетом результатов проспективных исследований по влиянию контроля диабета на предотвращение развития хронических осложнений диабета (DCCT, UKPDS), сложилась стратегия лечения, в том числе с определением целевых значений гликемии, уровня гликированного гемоглобина, артериального давления и показателей липидного спектра для больных с сахарным диабетом 1 и 2 типа, а также у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа (таблица 1, 2, 3). Применение данной тактики ведения пациентов действительно позволило заметно снизить частоту, скорость прогрессирования и тяжесть сосудистых осложнений. Однако, к сожалению, в реальной клинической практике мы вынуждены констатировать факт, что близких к нормальным показателей гликемии, артериального давления удается достичь лишь у небольшого процента больных. Следует напомнить также о возможных рисках, связанных с жестким контролем диабета. Прежде всего это риск гипогликемических ком, частота которых, при достижении больными состояния нормогликемии, может возрасти в 2–3 раза. Другим важным аспектом в связи со стремлением быстрой нормализации гликемии является вероятность ухудшения состояния глазного дна. Анализ работ, посвященных данному вопросу, позволяет сделать вывод, что так называемое раннее ухудшение состояния глазного дна имеет место у пациентов с исходно имеющимися изменениями на глазном дне, у которых снижение гликемии происходило достаточно быстро (в течение нескольких дней/недель) с исходно высоких показателей гликемии (свыше 13 ммоль/л). Обратимость изменений зависела от исходного состояния глазного дна. Если у пациентов имели место признаки начальной стадии диабетической ретинопатии, то ухудшения носили обратимый характер, более того, поддержание хорошего уровня гликемии в длительной перспективе позволяло замедлить последующее прогрессирование диабетической ретинопатии. В тех случаях, когда у пациентов имели место признаки препролиферативной или пролиферативной стадии ретинопатии, быстрое и значительное снижение гликемии приводило к необратимому ухудшению состояния глазного дна, вплоть до потери остроты зрения. Существуют гипотетические теории, объясняющие патофизиологические механизмы отрицательной динамики на глазном дне. Е. Kohner cчитает, что быстрое снижение гликемии сопровождается значительными изменениями гемодинамики в сосудистой системе сетчатки, что приводит к существенному снижению кровотока, а следовательно, к развитию ишемии сетчатки, последующей стимуляции ангиогенеза (рис. 1). По наблюдениям E. Chantelau, у пациентов с резким снижением уровня гликированного гемоглобина имело место повышение уровня инсулинподобного фактора роста (IGF–1), который, как известно, стимулирует процессы пролиферации сосудов глазного дна (рис. 2). На основании вышесказанного следует сделать следующие выводы: нормализация или компенсация углеводного обмена у больных сахарным диабетом является абсолютным условием профилактики и замедления прогрессирования сосудистой патологии. Вместе с тем, у пациентов, имеющих достаточно высокие показатели гликированного гемоглобина (HbA1c >10%), снижение гликемии должно осуществляться постепенно, в течение нескольких месяцев. Планируемой интенсификации лечения диабета должен предшествовать осмотр глазного дна офтальмологом. При наличии выраженных изменений глазного дна лазерфотокоагуляция должна предшествовать нормализации гликемии (а не наоборот).

На основе представлений о нарушениях метаболизма глюкозы – как важнейшего этиологического фактора диабетической макро– и микроангиопатии, а также с учетом результатов проспективных исследований по влиянию контроля диабета на предотвращение развития хронических осложнений диабета (DCCT, UKPDS), сложилась стратегия лечения, в том числе с определением целевых значений гликемии, уровня гликированного гемоглобина, артериального давления и показателей липидного спектра для больных с сахарным диабетом 1 и 2 типа, а также у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа (таблица 1, 2, 3). Применение данной тактики ведения пациентов действительно позволило заметно снизить частоту, скорость прогрессирования и тяжесть сосудистых осложнений. Однако, к сожалению, в реальной клинической практике мы вынуждены констатировать факт, что близких к нормальным показателей гликемии, артериального давления удается достичь лишь у небольшого процента больных. Следует напомнить также о возможных рисках, связанных с жестким контролем диабета. Прежде всего это риск гипогликемических ком, частота которых, при достижении больными состояния нормогликемии, может возрасти в 2–3 раза. Другим важным аспектом в связи со стремлением быстрой нормализации гликемии является вероятность ухудшения состояния глазного дна. Анализ работ, посвященных данному вопросу, позволяет сделать вывод, что так называемое раннее ухудшение состояния глазного дна имеет место у пациентов с исходно имеющимися изменениями на глазном дне, у которых снижение гликемии происходило достаточно быстро (в течение нескольких дней/недель) с исходно высоких показателей гликемии (свыше 13 ммоль/л). Обратимость изменений зависела от исходного состояния глазного дна. Если у пациентов имели место признаки начальной стадии диабетической ретинопатии, то ухудшения носили обратимый характер, более того, поддержание хорошего уровня гликемии в длительной перспективе позволяло замедлить последующее прогрессирование диабетической ретинопатии. В тех случаях, когда у пациентов имели место признаки препролиферативной или пролиферативной стадии ретинопатии, быстрое и значительное снижение гликемии приводило к необратимому ухудшению состояния глазного дна, вплоть до потери остроты зрения. Существуют гипотетические теории, объясняющие патофизиологические механизмы отрицательной динамики на глазном дне. Е. Kohner cчитает, что быстрое снижение гликемии сопровождается значительными изменениями гемодинамики в сосудистой системе сетчатки, что приводит к существенному снижению кровотока, а следовательно, к развитию ишемии сетчатки, последующей стимуляции ангиогенеза (рис. 1). По наблюдениям E. Chantelau, у пациентов с резким снижением уровня гликированного гемоглобина имело место (IGF–1), который, как известно, стимулирует процессы пролиферации сосудов глазного дна (рис. 2). На основании вышесказанного следует сделать следующие нормализация или компенсация углеводного обмена у больных сахарным диабетом является абсолютным условием профилактики и замедления прогрессирования сосудистой патологии. Вместе с тем, у пациентов, имеющих достаточно высокие показатели гликированного гемоглобина (HbA >10%), снижение гликемии должно осуществляться постепенно, в течение нескольких месяцев. Планируемой интенсификации лечения диабета должен предшествовать осмотр глазного дна офтальмологом. При наличии выраженных изменений глазного дна лазерфотокоагуляция должна предшествовать нормализации гликемии (а не наоборот).

Рис. 1. Предполагаемый механизм влияния IGF-1 на прогрессирование диабетической ретинопатии

Рис. 2. Динамика уровня IGF плазмы (А); уровня HbA1c (B) до и после улучшения гликемического контроля у больных сахарным диабетом 1 типа

Проблема диабетических ангиопатий требует новых подходов к диагностике, лечению и профилактике, включая выявление генетического риска и прогнозирование развития диабетической ангиопатии. Согласно теоретической модели соотношения между генетической предрасположенностью и метаболическими факторами развития сосудистых осложнений, приблизительно у 20% пациентов генетическая предрасположенность к развитию осложнений достаточно низка. Это означает, что несмотря на уровень гликемии, осложнения диабета развиваются крайне редко или в достаточно отдаленные сроки от момента начала заболевания. Идентификация таких пациентов позволила бы ставить более конкретные цели лечения, то есть главным в лечении данной категории больных было бы устранение симптомов гипергликемии, профилактика кетоацидотической и гипогликемической комы. Эти пациенты не нуждаются в интенсивном лечении, требующем больших затрат и усилий. У 5% пациентов, к сожалению, развитие сосудистых осложнений носит прогрессирующий характер вне зависимости от степени компенсации заболевания. Скорее всего, что именно в этой группе пациентов необходимо применение всего арсенала патогенетически оправданной терапии, направленной на устранение негативного влияния гипергликемии, других факторов, способствующих развитию ангиопатий. В этом ряду следует отметить препараты, уже применяемые в клинической практике: ингибиторы альдозоредуктазы, использование которых в связи с неоднозначными данными по эффективности и безопасности было временно ограничено. К другой группе препаратов относятся препараты a–липоевой кислоты. Липоевая кислота относится к группе нативных антиоксидантов. a-липоевая кислота способствует восстановлению интраневрального кровообращения путем восстановления запасов NO–синтазы, а значит, повышения продукции NO, регулирующего тонус сосудов в системе интраневрального кровообращения. Окислительный стресс, как известно, активирует ядерный фактор транскрипции NF–kB, который, в свою очередь, повышает продукцию эндотелина–1 и тканевого эндотелиального фактора, участвующих в формировании и прогрессировании ангиопатий. a-липоевая кислота, обладая способностью нейтрализовать свободные радикалы, в значительной мере может снизить их негативное влияние на клетки эндотелия, а также воспрепятствовать развитию необратимых структурных изменений сосудистой стенки капилляра, снизить вероятность окклюзионной микроангиопатии.

Наконец, оставшееся большинство пациентов (около 75%) имеют разную степень генетической предрасположенности. В каждом конкретном случае следует учитывать индивидуальные особенности пациента, в том числе обращая особое внимание на психосоциальный статус больного.

Литература:

1. Kofoed–Enevoldsen A., Borch–Johnsen K. Declining incidence of persistent proteinuria in Type 1 diabetic patients in Denmark. Diabetes 1987; 36: 205–209.

2. Williamson JR, Tilton RG, Chang K. Basement membrane abnormalities in diabetes mellitus: relationship to clinical microangiopathy. Diabetes Metabolism reviews; 1998; 4:339–370.

3. Lee T., Saltsman A., Ohashi H., King G. Activation of protein kinase C by elevation of glucose concentration; proposal for a mechanism in the developement of diabetic vascular complications. Proc Ntl Acad Sci 1989; 86: 5141–5145.

4. Wiseman MJ, Saunders AJ, Keen H, Viberty G. Effect of glomerular filtration rate and kidney size in insulin–dependent diabetics. N Engl J Med 11985; 312: 617–621.

5. Knowler W., Bennett T., Ballintine E.: Increased incidence of retinopathy in diabetics with elevated blood pressure. N Engl J Med 1989; 302: 903–908.

6. Behrendt T., Duane T. Unilateral complications in diabetic retinopathy. Trans Am Acad Ophthalmol Otol 1990; 74:28–32.

7. Jenssen T., Feldt–Rasmusеn B.. Features of endothelial dysfuntion in early diabetic nephropathy. Lancet 1999; I: 461–463.

8. DCCT Research Group. Diabetes Control and Complications Trial (DCCT): results of feasibility study. Diabetes Care 1987; 10: 1–19.