6 курс / Клинические и лабораторные анализы / Статья_Вельков_В_В_Гликозилированный_гемоглобин_в_диагностике_диабета

традиционные факторы кардиорисков стало ясным, что связь между изменениями

концентраций HbA1c и указанными показателями рисков сердечно-сосудистых заболеваний имеет линейный характер. Принципиально, что кардиориски начинают возрастать даже при концентрацияхHbA1c, меньших, чем 7%, а именно этот уровень HbA1c считается нормальным при терапии гликемий. Однако для лиц, не страдающих

кардиорисков даже после поправки на другие факторы риска ССЗ. Авторы делают парадоксальный вывод: у лиц, не страдающих диабетом, так называемые

"нормальные" уровни HbA1c (находящиеся между 4,6 и 6,0%) связаны с рисками сердечно-сосудистых заболеваний [17, 18].

Означает ли это, что для лиц, не страдающих диабетом, "нормальные значения" концентрации HbA1c должны находиться ниже 4,6%? Ответа пока нет.

Таким образом, HbA1c – это независимый фактор риска сердечно-сосудистых

заболеваний у лиц с диагностированным или недиагностированным диабетом. Следовательно, тест на HbA1c должен быть добавлен к тестам, оценивающим

сердечно-сосудистые риски.

9. HbA1c – «двойной» биомаркер, отражающий гипергликемию и гиперлипидемию.

.

Однако повышенные уровни HbA1c – это не только указание на повышенный риска ССЗ, но и показатель, позволяющий судить о количестве коронарных сосудов, пораженных стенозом. У больных СД II, страдающих сердечной болью, проводили ангиографию и одновременно определяли уровниHbA1c. Оказалось, что при Hb A1c – 6,68% стенозы в сосудах не обнаруживались, при Hb A1c – 8,0% поражен один сосуд, при Hb A1c – 8,83% – два сосуда, а при Hb A1c – 10,40% стенозом были поражены 3–4 сосуда.

Авторы делают вывод: "Чем выше уровеньHbA1c – тем больше поврежденных коронарных сосудов" [19].

Здесь же отметим, что аналогичная картина наблюдалась и при изучении связи повышенных базовых уровней СРБ с количеством пораженных стенозом коронарных сосудов у пациентов с сердечной болью. Так, при hsСРБ 0,5 - 0,6 мг/л (контроль) стенозов не наблюдалось, при 0,8 - 0,9 был поражен один сосуд, при 0,9 – 1,1 мг/л – два сосуда, при 1,3 – 1,4 мг/л - три сосуда были поражены стенозом. (20). Все это указывает

на высокую эффективность сочетанного измерения концентрацийHbA1c и высокочувствительного измерения уровней СРБ для количественнойоценки сердечнососудистых рисков при сахарном диабете (см. ниже). Действительно, именно атеросклероз

– первая причина смертности от СД II, риск развития сердечно-сосудистых заболеваний у диабетиков в 2–4 раза выше, чем у недиабетиков [21].

Но каков механизм развития сердечно-сосудистых осложнений гипергликемии? Как связаны между собой гипергликемия и гиперлипидемия? Как оказалось, при СД I сильно

применять HbA1c для оценки вероятности дислипидемии у пациентов с СДII независимо от их пола и возраста. В исследовании, включившем 2220 пациентов с СД II, (возрастом от 35 лет до 91 года, 1072 женщины, обнаружено, что 13,5 % пациентов имели хороший

11

уровень гликемического контроля (HbA1c <7 %), 51,8 % средний уровень гипергликемии

биомаркера (отражающего и гликемический контроль илипидный профиль) для своевременного начала одновременного понижения гипергликемии и гиперлипидемии у пациентов с СД обоих типов (24). Таким образом, тесная связь между гипергликемией и гиперлипидемией установлена неопровержимо. Но каков молекулярный механизм, ведущий от гипергликемии к гиперлипидемии?

10. HbA1c и гликозилирование аполипопротеина В.

Как говорилось, неэнзиматическому гликозилированию подвергаются любые белки. И аполипопротеин В – основной белок "атерогенного" Х-ЛПНП в том числе [25].

Оказалось, что Апо В у лиц c СД II гликозилирован в большей степени, чем у недиабетиков. Более того, частицы Х-ЛПНП, выделенные из плазмы диабетиков, оказались более чувствительны к окислению, что значительно повышало их атерогенный потенциал [26]. Известно также, что гликозилирование Х-ЛПНП значительно замедляет скорость катаболизма этих крайне атерогенных частиц, что повышает их концентрацию [27]. В общем, у диабетиков Апо В-100 гликозилирован в два раза интенсивнее, чем у

недиабетиков, и, таким образом, гипергликемия связана с повышенным гликозилированием Х-ЛПНП и повышенной интенсивностью его окисления, что делает Х-ЛПНП более атерогенным [28, 29].

Однако повышенные уровни HbA1с связаны не только с повышением атерогенности Х-ЛПНП. Показано, что повышение HbA1с и продолжительность диабета положительно связаны с повышенными триглицеридами, которые, в свою очередь, сильно связаны с инсулинрезистентностью [30].

Итак, гликозилирование приводит к химической модификации Х-ЛПНП, делает его более подверженным окислению, делает более мелкими его частицы и, в итоге, Х-ЛПНП становится крайне атерогенным, даже при практически нормальных своих уровнях. Но это не единственная дорога, ведущая от СД к ССЗ. Другая дорога, соединяющая СД и ССЗ, идет «через» повышенный базовый уровень С-реактивного белка.

11. О чем свидетельствуют повышенные базовые уровни С-реактивного белка при диабете?

Повышенные концентрации СРБ, наблюдаемые при различных воспалительных

концентрации СРБ меньше 5 мг/л констатировали отсутствие системного воспалительного ответа и полагали, что в норме СРБ вообще отсутствует и точное определение концентрации СРБ не считали клинически значимым.

Однако ситуация резко изменилась, когда для повышения чувствительности метода антитела к СРБ стали иммобилизовывать на частицах . Этолатексаувеличило чувствительность определения СРБ примерно 10 в раз. Метод был назван

12

высокочувствительной иммунотурбидиметрией с латексным усилением. Кратко:

высокочувствительное измерение СРБ- «hsСРБ» (hs – high sensitive). Нижняя граница такого измерения 0,05 мг/л. И было обнаружено, что в норме плазме всегда присутствуют т.н., базовые концентрации СРБ.

Базовая концентрация СРБ– это тот его уровень(менее 1 мг/л), который стабильно выявляется у практически здоровых ,лица также у пациентов при отсутствии острого воспалительного процесса или вне обострения заболевания. (31,32).

На основании многочисленных исследований закономерности изменений базовых уровня СРБ были сделаны принципиальные открытия механизмов патогенеза сердечнососудистых заболеваний, метаболического синдрома и некоторых ренальных патологий

(33 - 35).

Измерения базовых уровней СРБ при диабете также привели к важным открытиям. Так, базовые уровни СРБ измеряли в двух группах пациентов с СДI; в первой группе не было субклинических осложнений(ретинопатия, неропатия и нейропатия), пациенты второй группы имели по крайней мере одно из указанных осложнений. Базовые уровни СРБ у больных СД I составляли 2,6+/-0,4 мг/л, без СД I - 0,7+/-0,7 мг/л. Уровни СРБ в группе без осложнений составляли 2, 0+/-3,1 мг/л, с осложнениями 3,6+/-5.1 мг/л. При этом у пациентов с осложнениями уровни СРБ положительно коррелировали с общим холестерином, с Х-ЛПНП и с отношением общий холестерин/Х-ЛПВП. Полагается, что

у пациентов с СДI, но без осложнений, базовый уровень СРБ повышен в3 раза, у пациентов с СД I и осложнениями СРБ повышен в 5 раз (36).

12. Являются повышенные базовые уровни СРБ причиной СД II?

Как правило, причина предшествует следствию. И действительно, как оказалось, повышенные базовые уровни СРБ предшествуют развитию СД II и, тем самым, предсказывают его. В течение длительного срока наблюдали 5245 мужчин и обнаружили, что hsСРБ > 4.18 мг/л связан с трехкратным увеличением риска возникновения СДII в

результаты которого опубликованы в 2007 г подтвердил, что повышенный уровень hsСРБ 2.3 (1.3–4.2) мг/л действительно (независимо от индекса массы тела, общего холестерина и артериального давления) связан с риском СД2. Более того, оказалось, что одна из мутаций в гене СРБ (гаплотип 4) приводит к повышению риска СД II (38).

Таким образом, кажется все более очевидным, что именно повышение базовых уровней СРБ (или изменение его активности из-за мутации) приводит к СД II. Но как? Уже есть первое указание на возможный механизм. Как известно, при СД II, клетки не реагируют на инсулин из-за нарушения передачи сигнала от инсулина, идущего через трансмембранный инсулиновый рецептор (IR), затем идущего от инсулинового рецептора к особому белку - субстрату инсулинового рецептора (IRS), который находится внутри клетки и так далее. Передача сигнала – это цепь реакций фосфорилирования, начинаемых

присоединением инсулина к инсулиновому рецептору. После контакта с инсулином рецептор IR «становится протеикиназой» - приобретает способность фосфорилировать свой субстрат IRS, а фосфорилированный субстрат инсулинового рецептора IRS передает сигнал дальше по цепи сигнальных белков– до гликогенсинтазы. Как оказалось,

13

фосфорилированный субстрат рецептора инсулинаIRS, плохо фосфорилируется инсулиновым рецетором (IR), связанным с инсулином. В результате у клеток снижается чувствительность к инсулину. Отметим, что все это показано пока толькоin vitro, с использованием культуры L6 миоцитов (39).

Насколько, однако, оправдано представление, что именно инициация вялотекущего воспаления, связанная с повышением базового уровня СРБ, ведет к

повышением уровней маркеров воспаления (40).

И более того, обнаружилось, что повышенный уровень HbA1c связан с патологически повышенной индукцией провоспалительных цитокинов и с повышением базовых уровней СРБ (41). Образцы цельной крови 89 больных СД II 24 часа инкубировали с липополисахаридом (ЛПС - индуктор воспаления) и затем измеряли HbA1c, базовые уровни СРБ и концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-6, ИЛ-1 бета. Как оказалось, при отсутствии ЛПС уровни ИЛ-1 бета, ИЛ-6 были низкими и не были связаны с базовыми уровнями СРБ. Но после воздействия индуктора воспаления ЛПС уровни ИЛ-1 бета, ИЛ-6 и hsСРБ возросли. Причем, чем выше был уровень HbA1c – тем сильнее возрастали уровни СРБ и интерлейкинов, в особенности резко индуцировался синтез ИЛ-6. Вот итог этих измерений (41).

неспецифический иммунитет (41). Это, в свою очередь, может приводить к повышению базовых уровней СРБ и к инсулинрезистентности.

Таким образом, можно предположить, что механизм патогенеза СД I следующий:

1)Образование дефицита инсулина –>

2)гипергликемия ->

3)гликозилирование АроВ в составе Х-ЛПНП ->

4)СРБ «опознает» модифицированный Х-ЛПНП –>

5)индукция воспаления в сосудах –>

6)гиперлипидемия ->

7)атерогенез.

Механизм патогенеза СД II в данный момент представляется следующим:

1)Индукция воспаления в сосудах ->

2)повышение базового уровня СРБ –>

3)СРБ «патологически» фосфорилирует субстрат рецептора инсулина –>

4)инсулинрезистентность – >

5)гипергликемия ->

6)гликозилирование Апо В в составе Х-ЛПНП, ->

7)СРБ «опознает» модифицированный Х-ЛПНП –>

8)утяжеление воспаления в сосудах –>

9)гиперлипидемия ->

10)атерогенез.

14

Разумеется, к возникновению и развитию гипергликемии могут приводить и другие механизмы. Механизмы, приведенные здесь, подчеркивают важную роль воспалительного

процессах, ведущих к сосудистым осложнениям, 4) о тяжести сердечно-сосудистых осложнений.

13. HbA1c – предиктор ишемических инсультов.

То, что у лиц, страдающих диабетом, повышен риск ишемических инсультов, – факт хорошо известный [43–47]. Действительно, недавно еще раз была убедительно показана связь между инсультами и уровнями HbA1c у больных, страдающих СД II. Оказалось, что у лиц, у которых произошли фатальные инсульты, HbA1c был более высокий, чем у тех, кто пережил инсульт [48].

Является ли их причиной длительная гипергликемия? Есть ли связь между уровнями HbA1c и уровнями риска инсультов? Для ответа на эти вопросы концентрацииHbA1c измеряли у 167 лиц, перенесших инсульт, у 680 лиц, не имевших инсульта и диабета, и у 1635 лиц, страдавших диабетов, 89 из которых перенесли инсульт. Была обнаружена четкая взаимосвязь между повышенными уровнямиHbA1c и повышенными рисками инсультов в последующие8–10 лет. Авторы убеждены, что «хронически повышенная гликемия может принимать участие в возникновении и развитии инсультов как у , лиц страдающих диабетом, так и у лиц, его не имеющих». Разумеется, у диабетиков риск инсультов гораздо выше, чем у тех, кто диабета не имеет. Наибольший риск имеют лица, у которых HbA1c выше 6,8%, что в 4 раза превышает риск инсультов у лиц без диабета, у

HbA1с и соответствующими повышениями кардиорисков и рисков инсультов -погра ничных значений концентрацийHbA1с, которые бы отделяли риски, связанные с диабетом, от рисков, с диабетом не связанных, обнаружено не было. По мнению авторов, взаимосвязь между повышенными кардиорисками и повышеннымHbA1с обусловлена скорее гликемическим статусом, нежели диагностированным диабетом как таковым [48].

Весьма покзательны результаты большого проспективного исследования, результаты которого опубликованы в 2007 году (49). 10489 мужчин и женщин возрастом от40 до 79 лет наблюдали в течение 8,5 лет. Было зарегистрировано 164 случая инсультов. После поправок на возраст, пол и на факторы сердечно-сосудистых рисков обнаружено, что с повышением уровней HbA1c от 5% до 7% возрастают и риски инсультов. Однако, в отличие от линейного повышения сердечно-сосудистых рисков (см. рис.6), весьма похоже, что связь повышения уровней c HbA1c c повышением риска ишемических инсультов имеет четкий пороговый характер. аналогичный связи повышенных уровнейHbA1c с

15

микрососудистыми осложнениями (ретинопатия, нефропатия, рис.7).Резкое возрастание риска инсультов происходит при уровнях HbA1c равных или выше 7% (49).

В целом, риск ишемических инсультов возрастает с повышением концентрации

повышенный уровень HbA1с – это независимый фактор риска инсульта как у лиц, страдающих диабетом, так и у недиабетиков [48,49].

14. HbA1с и hsСРБ в нефрологии

Как уже говорилось, СРБ как маркер хронического субклинического воспаления связан с развитием середчно-сосудистых заболеваний и острых коронарных событий, а так же с преддиабетическими нарушениями метаболизма глюкозы. Как оказалось, при ренальных патологиях тоже существует связь между повышенными базовыми уровнями CРБ и HbA1c. Исследовали 134 пациента, перенесших трансплантацию почки и ранее не имевших диабета. Неожиданно обнаружилось, что повышенные у таких больных базовые уровни hsСРБ связаны с повышенными уровнямиHbA1c и с пониженной

чувствительностью к инсулину. Одновременно были понижены уровни Х-ЛПВП и повышены триглицериды. В целом, при почечной недостаточности повышенные

базовые уровни СРБ связаны с субклиническими преддиабетическиминарушениями гомеостаза глюкозы, что в дальнейшем может приводить к ССЗ (50).

Таким образом, сочетанное определение HbA1 и hsСРБ весьма целесообразно для оценки рисков развития диабета и ССЗ у пациентов с почечными патологиями.

В целом, еще раз подчеркнем, что сочетанное измерение HbA1c hsСРБ надежно

указывает на три ключевых показателя тяжести диабета– на гипергликемию, на гиперлипидемию и на субклинический воспалительный процесс в стенках сосудов.

15. HbA1c - предиктор микрососудистых осложнений

происходят: 1) гипоксия периферических тканей, 2) частичное шунтирование кровотока и 3) нарушение метаболизма в различных тканях. Но гликозилируется, как уже говорилось,

накопления гликозилированного альбумина в базальных мембранах пропорциональна степени его гликозилирования и, следовательно, тяжести гипергликемии. Особое сродство имеет гликозилированный альбумин к капиллярам почечных клубочков.

Гликозилирование коллагена ведет к гликозилированию базальных мембран, что снижает трансмембранный транспорт. Наиболее опасным является гликозилирование мембран клубочков почек. Гликозилированный коллаген приобретает способность связываться с гликозилированным и негликозилированным альбумином иммуноглобулином G, что вызывает избыточное образование иммунных комплексов. Присоединение альбумина повышает толщину базальных мембран, иммуноглобулин образует повреждающий мембрану комплементный комплекс. Более того, повышение уровня гликозилированного коллагена ведет к уменьшению его растворимости эластичности, а также к снижению его чувствительности к протеолитическим ферментам.

16

Это вызывает преждевременное старение и нарушение функции соответствующей ткани или органа, стимулирует образование контрактур, часто сопутствующих сахарному диабету.

В целом, при сахарном диабете гликозилированию подвергаются практически все белки и в результате:

1)гликозилированный гемоглобин приобретает повышенное сродство к кислороду, что ведет к гипоксии периферических тканей;

2)гликозилированные белки хрусталика ведут к нарушению светопропускания;

3) гликозилирование миелина ведет к нарушению проведения импульсов по нервным волокнам и к развитию нейропатии;

4)гликозилированные белки базальных мембран вызывают нарушения почечной фильтрации и, в итоге, нефропатию почечных клубочков;

5)гликозилированный коллаген повреждает строму органов и тканей, нарушает транскапиллярный обмен, ведет к нарушению гидратации соединительной ткани ("морщинистая кожа");

6)гликозилированные белки коронарных сосудов нарушают кровоснабжение миокарда;

7)гликозилированный альбумин ведет к нарушению транспортной функции, патологии почечных клубочков;

8)гликозирование аполипопротеина В приводит к атеросклерозу, ишемической болезни сердца, инфарктам и инсультам.

Рис. 7. Риск развития микрососудистых осложнений диабета и уровни HbA1с

ретинопатия. Повышение HbA1c на 1% было связано с повышением риска заболеваний периферической сосудистой системы на 28% [51]. Однако эти риски обратимы. Согласно данным трех независимых широкомасштабных исследований, снижение концентрации HbA1c на 1% приводило к значительному снижению риска ретинопатий, нефропатий, нейропатий и сердечно-сосудистых заболеваний (табл. 2), (52).

17

Т а б л и ц а 2

Снижение рисков микрососудистых и макрососудистых осложнений диабета при снижении концентрации HbA1c на 1% (52).

Особо подчеркнем, что диабетическая нефропатия– одна из основных причин развития хронической почечной недостаточности и, как следствия, смертности больных. Микроальбуминурия – маркер ранней диагностики микроангиопатии при диабетической нефропатии. Исследование на микроальбуминурию позволяет выявлять обратимые

бумина"), обнаружение которого зависит как от длительности заболевания, так и от типа СД. У больных диабетом уровень микроальбумина может превышать норму в10–100 раз. У лиц, страдающих СД I, обнаружить доклиническую стадию нефропатии можно, проводя мониторинг артериального давления и определяя экскрецию микроальбумина. Обычно

уже на ранней стадии нефропатии при наличии только микроальбуминурии выявляется умеренное, но прогрессивно увеличивающееся артериальное давление. У больных СДI

заболевания. При появлении протеинурии мониторинг прогрессирования диабетической нефропатии включает определение скорости клубочковой фильтрации(проба Реберга) 1 раз в 5–6 месяцев, уровней креатинина и мочевины в сыворотке крови, экскреции белка с мочой, а также артериального давления. Весьма значимо, что "микроальбумин" отражает также риск развития сердечно-сосудистых осложнений при диабетах I и II типов [53].

16. HbA1c – предиктор патологий беременности при СД

Полная компенсация диабета имеет ключевое значение при решении вопроса о сохранении беременности у женщин, страдающ0их сахарным диабетом. Важнейший

HbA1c и риск спонтанных абортов. Действительно, еще в 1989 г. было сообщено о том, что в течение первого триместра беременности при уровняхHbA1c выше 12,7% риск спонтанных абортов и возникновения врожденных патологий плода достигает39% [54, 55].

18

Рис. 8. Зависимость частоты самопроизвольных абортов в первом триместре беременности у женщин, больных СД, от уровня в крови HbA1c

уровнем hsСРБ, повышенным в течение 5-19 недели беременности, имеют высокий риск

18. Сочетанное измерение HbA1c и hsСРБ для оценки рисков нарушений развития плода.

При уровнях HbA1c выше 8% риск серьезных врожденных патологий плода

реализацию генетической программы развития и приводит к таким патологически последствиям [54 - 56].

19

Т а б л и ц а 3

Зависимость частоты возникновения врожденных пороков развития новорожденных от уровня HbA1c в крови женщин с СД

в первом триместре беременности

Но, как затем оказалось, при более широкомасштабном исследовании беременных женщин с СД I, к повышенному риску врожденных патологий плода (в два раза превышающему средний показатель по популяции) приводят концентрации HbA1c (первый триместр), которые обычно считаются "отличными" или «хорошими" – от 6,3 до 7%. При уровне HbA1c, равном 12,9%, риск врожденных патологий плода был в два раза выше, чем при HbA1c, равном 7% [56].

Кврожденным порокам развития плода, связанным с повышенным уровнем HbA1c

уматери, относятся также последующее развитие уребенка ожирения и нарушенной толерантности к глюкозе. Исследование связи повышенного уровня HbA1c у женщин с СД 1 на 35 – 40 неделе беременности с уровнем СРБ в пуповинной крови их детей показало, что уровни СРБ у таких детей повышены до 0,17 мг/л против 0,14 мг/л. Авторы

беременных женщин (как с диабетом, так и без него) и в пуповинной крови новорожденных позволяет надежно оценить риски развития плода.

Уровни HbA1c нормальные для беременных женщин. В 2005 г, показано, что у здоровых беременных женщин уровеньHbA1c составляет 4,3–4,7%. Из этого следует весьма важная рекомендация: целью контроля гликемии у беременных женщин,

страдающих СД I, должны быть концентрацииHbA1c: в первом триместре беременности - ниже 5% и во втором триместре - ниже 6% [62,63].

Уровень hsСРБ при нормальной беременности - ниже 2,4 мг/л,

В целом, определение НbА1с незаменимо для женщин, больных диабетом, как при планировании беременности, так и во время ее протекания. Установлено, что повышенный уровень НbА1с на протяжении 6 месяцев до зачатия и в течение I триместра беременности коррелирует с ее неблагоприятным исходом. Жесткий контроль уровня гликемии позволяет значительно снизить частоту неблагополучгых исходов беременности и вероятность пороков развития плода.

20