Вільнорадикальний гомеостаз у хворих на цукровий діабет, які зазнали малоінвазивних оперативних втручань з приводу уретеролітіазу


Метою дослідження було вивчення метаболічного гомеостазу (малоновий діальдегід та діонові кон’югати у плазмі, мембранах еритроцитів та в сечі) в осіб із цукровим діабетом 2-го типу, яким проводилась транс­уретеральна контактна літотрипсія.

У дослідженні брали участь 63 учасники. До І (n = 27) групи увійшли пацієнти з цукровим діабетом та каменем верхнього відділу сечовода, до ІІ (n = 27) – з цукровим діабетом і каменем нижнього відділу сечовода. Контоль становили особи ІІІа (n = 18) групи з випадками самостійного відходження каменю та ІІІб (n = 9) – здорові особи. До ліквідації обструкції рівні малонового діальдегіду та діонових кон’югат у плазмі і мембранах еритроцитів, ліпідів сечі були підвищеними в середньому в 1,6, 1,4 та 1,7 раза, що вірогідно корелювало з високою бактеріурією та рівнями уринарного мікроальбуміну. Після відновлення уродинаміки у пацієнтів з цукровим діабетом (трансуретеральна контактна літотрипсія або самовідходження) встановлено зниження продуктів перекисного окислення ліпідів у плазмі та еритроцитах, підвищення їх вмісту в сечі, а також значне підсилення ліпідурії. Таким чином, встановлено, що перебіг процесів перекисного окислення ліпідів при цукровому діабеті на фоні обструкції відбувається більш агресивно у порівнянні з хворими без цукрового діабету.

Ключові слова: цукровий діабет, сечокам’яна хвороба, перекисне окислення ліпідів, трансуретеральна контактна літотріпсія.

Встановлено, що під час запальних процесів важливу роль відіграють активні форми кисню, що впливають на стан клітинних біомембран, зумовлюючи процес так званого вільнорадикального окислення (ВРО) та пов’язаний з ним каскад змін у загальному гомеостазі організму людини [2].

Класичним прикладом порушення метаболічного гомеостазу вважаются гломерулопатії, що супроводжуються гематурією, протеїнурією та іншими ознаками змін у ВРО. Саме різке коливання останніх є пусковим механізмом до пролонгації та поглибшення загальної реакції в нирковій тканині. На теперішній час є багаторічні дослідження провідних українських та закордонних учених з приводу визначення ролі системи ВРО в патогенезі пієлонефриту, що вказують на значну питому вагу метаболічних порушень у формуванні хронічного запального процесу в нирках [1, 4, 7, 9, 12].

Особливого значення зміни ВРО набувають в умовах обструкції верхніх сечових шляхів, переважну більшість випадків якої становлять епізоди калькульозного генезу. За даними світової літератури, саме сечокам’яна хвороба (СКХ) має показовий клінічний перебіг щодо розгляду активації вільних радикалів в біомембранах організму.

Паритет систем перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) та антиоксидантного захисту (АОЗ) є важливою умовою стабільності загального гомеостазу, тому активація першої та пригнічення другої є головною моделлю порушення даної гомеостатичної ланки [11].

Підсилення процесів ВРО в умовах калькульозної обструкції призводить до порушення існуючого в фізіологічних умовах балансу між анти- та прооксидантними системами, або так званого оксидантного стресу. Останній є патофізіологічною основою змін пенетрації клітинних мембран, функціонування мембранозалежних ферменів і спричиняє розвиток тяжких порушень клітинного метаболізму та суттєві зміни у гомео­стазі [6].

У наукових працях, присвячених впливу методів дезінтеграції сечових каменів, висловлюється загальна думка про ушкодження місцевих тканин під час різних видів літотрипсії. Так, під час екстра­корпоральної ударно-хвильової літотрипсії відбувається пошкодження ниркової паренхіми ударною хвилею, що супроводжується руйнацією ліпідних компонентів мембран еритроцитів, ендотеліальних і мезангіальних клітин, з розвитком деструкції в мембранах нефроцитів та збільшенням виділення із сечею продуктів ПОЛ – малонового діальдегіду (МДА), діонових кон’югат (ДК), основ­них мембранних фосфоліпідів та їхніх цитотоксичних лізоформ [3].

Поряд з цим, через існуючу калькульозну обструкцію різного ступеня виразності триває пригнічення системи АОЗ, що характеризується підвищенням активності моноцитів, макрофагів, лізосомальних протеїназ, зниженням вмісту в плазмі продуктів неферментативного (сполуки глутатіону, НАД(Ф)Н₂, аскорбату) та ферментативного (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидази, церулоплазмін-трансферин) механізмів даної ланки ВРО. Таким чином, загальновизнані значні порушення стану ВРО під час СКХ зумов­лені головними складовими: обструкцією та триваючим інфекційним запаленням у нирковій тканині [1, 7, 8].

Вказані порушення стають загрозливими не тільки для органа, а й взагалі для життя в умовах цукрового діабету (ЦД). Для останнього характерне ураження верхніх сечових шляхів, що тривають у вигляі нефроангіопатії і мають прогресуючий характер. В умовах ЦД уролітіаз набуває руйнівного перебігу, передусім через значно більшу інфікованість, зменшення антибактеріальної функції сечі, підвищену адгезію бактерій до клітин уротелію та схильність до гнійного запалення в паренхімі. Другою характеристикою цього тандему є обструкція в умовах наявної ішемічної нефропатії з атеросклерозом ниркових судин (так звана діабетична нефропатія).

На думку науковців, хворі на ЦД є досить гетерогенною групою у відношенні до наявних факторів ризику виникнення інфекції як важливої складової патогенезу калькульозної обструкції [12].

Відсутність достатньої кількості даних не дає змоги скласти цілісну уяву щодо функціонування системи ПОЛ-АОЗ у хворих на СКХ в умовах ЦД 2-го типу, при різних варіантах клінічного перебігу та різних заходах відносно дезінтеграції каменів, в динаміці перед- та післяопераційного періоду. Не повністю визначено стан неферментативної ланки АОЗ, немає даних про найбільш слабкі ланки в системі АОЗ при обструктивній патології. Не вказані найбільш інформативні показники АОЗ, що можна використати з метою оцінки сучасних антиоксидантних препаратів у комплексній терапії таких станів.

Таким чином, необхідне більш детальне вивчення стану метаболічного гомеостазу при ЦД 2-го типу в умовах калькульозної обструкції, яка потребує літотрипсії з визначенням ролі ВРО та клінічної цінності його маркерів.

Мета дослідження полягала у визначенні стану метаболічного гомеостазу в осіб із СКХ та ЦД 2-го типу за умов ліквідації гострої обструкції малоінвазивними методами дезінтеграції каменів.

Матеріали та методи дослідження

Було обстежено 63 хворих на СКХ, з яких у 27 (42,8%) мав місце камінь верхньої третини сечовода (І група), а у 36 (57,2%) хворих – камінь нижньої третини сечовода (ІІ група). Пацієнти були віком 38-67 років, середній вік становив 42,5 ± 2,57 року. Анамнез ЦД – у середньому 8,5 ± 0,7 року, в усіх випадках 2-го типу, веріфікований ендокринологами за критеріями ВООЗ. Розподіл досліджуваних за статтю: 57,0% чоловіків і 43,0% жінок. Калькульозний пієлонефрит зареєстровано у 100% хворих, гострий обструктивний пієлонефрит – 47,6%. Контрольна група була розподілена на дві підгрупи. До ІІІа увійшли 18 осіб аналогічного віку з каменем нижньої третини сечовода та консервативною тактикою щодо «вигнання» такого (водні навантаження, діуретики, фізіотерапія); до ІІІб – 9 осіб без ознак обструкції та пієлонефриту (так званий здоровий контроль). Пацієнти контрольної групи не хворіли на ЦД.

Діагноз СКХ було верифіковано на амбулаторному етапі за допомогою клініко-анамнестичних, лабораторних та інструментальних методів дослідження згідно з протоколами МОЗ, що включали визначення морфофункціонального стану сечових шляхів та стану виразності симптомів ЦД класичними методами.

Дослідження проводили до та після дезінтеграції каменів методом трансуретеральної контактної літотрипсії (ТУКЛ). Метою визначення активності процесу ПОЛ за рівнем вторинних (МДА крові та сечі) і первинних (ДК) продуктів ліпідної пер­оксидації [10]. Виявляли продукти ПОЛ у плазмі крові, мембранах еритроцитів і сечі. Отримані дані опрацьовано статистично за таблицею Стьюдента – Фішера, було визначено коефіцієнт достовірності (р). Результати дослідження наведено в таблицях 1, 2 [5].

Результати та їх обговорення

У науковій літературі ми не знайшли даних відносно більш виразних змін за умов розташування каменю у верхній третині сечовода в порівнянні з такими при локалізації калькульозної обструкції в нижній третині. Проте можна припустити, що наявність каменю в нижніх відділах сечовода дає більш оптимістичні прогнози відносно руйнації, якої калькульозна обструкція завдає нирковій паренхімі. Особливими умовами, що різко обтяжують перебіг обструкції та гомеостатичні зміни, є ЦД. Так, під час дослідження нами було встановлено високий рівень бактеріурії (у 76,6% випадків титри в сечі становили ≥ 10⁷ КУО/мл) та уринарного мікроальбуміну, наявність класичних уропатогенів (E. coli., Klebsiella pn., Staph. aur., штами Proteus), високі профілі глюкоземії та глюкозурії. Такий фон суттєво відображався на загальному стані та зумовлював значні зсуви в метаболічному гомеостазі.

Вік, наявність супутньої соматичної патології, соціальні чинники слід вважати першим фактором активізації процесів ПОЛ. Другий фактор складається з особливостей анамнезу, характеру змін у нирці, умов формування СКХ та виникнення обструкції.

Під час надходження до стаціонару у пацієнтів І групи спостерігалася гостра обструкція з розвитком ниркової кольки, симптомами гострого запалення у верхніх сечових шляхах, порушенням функції нирок через обструкцію та декомпенсацію глікемічних профілів плазми крові. В усіх випадках з метою компенсації перебігу ЦД хворі були переведені на інсулінотерапію згідно з алгоритмами МОЗ. До початку лікування відмічалось достовірне посилення процесів ПОЛ через підвищення вмісту МДА в 1,7, а ДК у 1,4 раза в плазмі крові при порівнянні з контролем (ІІІб група). У контролі з обструкцією (ІІІа група) вміст МДА та ДК був підвищеним у 1,4 та 1,3 раза відповідно. Активація ПОЛ в еритроцитах у хворих І групи була значною. Так, вміст МДА був на 61,7%, а рівень ДК на 23,0% вищими у порівнянні з групою ІІІб. При цьому в групі ІІІа вміст МДА та ДК в еритроцитах був також підвищеним – на 41,5 та 19,3% – у порівнянні зі здоровим контролем. У сечі вміст МДА був підвищений на 34,4%, рівень ДК виріс майже втричі, а вміст ліпідів у сечі різко підвищився у 4,5 раза у порівнянні з групою ІІІб. В осіб ІІІа групи відбувалися аналогічні зміни, однак вони не були достовірними, що розглядалося як ознака порушення уродинаміки, з прогнозом подальшого різкого підвищення вмісту сполук ПОЛ через ліквідацію обструкції.

Руйнація клітинних біомембран на різних рівнях (ниркові канальці, уротелій сечового тракту), за даними світлової мікроскопії, в І та ІІ групах була значною, хоча і досягала свого максимуму після ТУКЛ, коли було встановлено збільшення кількості уротелію > 4,2 раза. Важливу роль у підвищенні вмісту маркерів ПОЛ відігравали фагоцитарні процеси та інфекція – у понад 98,0% визначено великий вміст лейкоцитів та клітин Штенгеймера – Мальбіна як маркера високої активності запалення в нирковій паренхімі. Поряд з цим визначено високі рівні мікроальбуміну в сечі (у 57,2 ± 2,5%, > 100 нг/мл) як показника порушення функції ниркових канальців при діабетичній нефропатії.

У хворих ІІ групи процеси ПОЛ були невірогідно менш напруженими, але в порівнянні з контро­льними групами дещо підсиленими (у випадку порівняння з ІІІб групою – значно більш достовірно). Зміни метаболічного гомеостазу в І та ІІ групах були аналогічними, тому порівняння між ними не мало сенсу. Підвищення екскреції МДА та ДК із сечею в цих групах вказує на різке зростання пероксидації ліпідів на фоні гострого запального процесу та стану місцевих і загальних факторів, актуальних для ЦД 2-го типу. Отримані результати вказують на значні зміни метаболізму мембранних ліпідів у клітинах нефротелію при ЦД. Рівень МДА у плазмі хворих І та ІІ груп зростав (р < 0,05), як і показники ДК.

Після проведення ТУКЛ в усіх випадках хворим було встановлено сечоводний стент для відновлення уродинаміки в умовах обструкції та наявності ЦД. Дані, отримані через 7 днів після проведення оперативного лікування і викладені в таблиці 2, вказують на деякі статистично достовірні закономірності перебігу процесів ПОЛ. Так, у хворих І групи було відзначено значне вірогідне підвищення вмісту МДА та ДК (на 1,6 та 1,35 раза) в сечі після відновлення уродинаміки. Поряд з цим вміст цих показників у плазмі крові знижувався, а в біомембранах еритроцитів знижувався недостовірно або був стабільним. Таким чином, можна припустити, що ліквідація обструкції сприяє зменшенню процесів ПОЛ в плазмі та нирковій тканині, проте при ЦД такі процеси відбуваються досить повільно. Так, в групі ІІІа рівні МДА та ДК в плазмі крові знижувались більш швидко, ніж в І та ІІ. В останніх групах стан ПОЛ був стабільно однаковим, тому розбіжностей за умов різного розташування каменю виявлено не було. У сечі рівень ПОЛ зростав після ліквідації обструкції, що було зумовлено відновленням уродинаміки та підвищенням елімінації продуктів ПОЛ. При дослідженні встановлено високий рівень ліпідурії до ТУКЛ, який підсилювався під час активного оперативного втручання і тривав деякий час, що узгоджується з даними літератури. Осад сечі як універсальний показник відображає стан запалення в сечовій системі і є більш грубим показником, ніж МДА, ДК та ліпіди сечі у визначенні стану метаболічного гомеостазу під час гострої калькульозної обструкції у хворих на ЦД 2-го типу.

Таким чином, вивчення показників системи ПОЛ дає змогу дослідити їхню кореляцію зі ступенем активації запального процесу в нирках і включити останні до діагностичних схем при гострій калькульозній обструкції і супутньому ЦД.

Висновки

• Дослідження маркерів метаболічного гомео­стазу – МДА, ДК та ліпідів в різних субстратах – вказує на високий рівень процесів ПОЛ, що відбуваються під час калькульозної обструкції у хворих на СКХ із супутнім ЦД 2-го типу.
• Зсуви в метаболічному гомеостазі при СКХ за умов супутнього ЦД відрізняються більшою тривалістю та більш виразною декомпенсацією і потребують швидкого відновлення уродинаміки.
• Визначення рівнів ліпідурії є технічно простим і вірогідним тестом для визначення стану метаболічного гомеостазу після літотрипсії та відновлення уродинаміки.

Список використаної літератури

1. Возіанов О. Ф., Нікуліна Г. Г., Пасєчніков С. П., Бухалов Ю. В. Клінко-лабораторна оцінка активності запального процесу в нирках при гострому пієлонефриті. Лабораторна діагностика. 1997. № 1. С. 17-21.

2. Голованов С. А. Дрожжева В. В. Состояние перекисного окисления липидов у больных нефролитиазом и хроническим пиелонефритом в стадии ремиссии. Урология и нефрология. 1995. № 2. С. 21-22.

3. Голод Е. А., Даренков А. Ф., Кирпатовский В. И., Яненко Э. К. Перекисное окисление липидов в почечной ткани больных нефролитиазом и хроническим пиелонефритом. Урология и нефрология. 1995. № 5. С. 8-10.

4. Зурігат Самер Ахмед. Стан перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) у хворих на пієлонефрит при ультрафіолетовому опроміненні (УФО) ауто крові. Здоровье мужчины. 2004. № 2. С. 23-25.

5. Кольцова Н. І., Децик О. З., Рожко М. М. та ін. Соціальна медицина і організація охорони здоров’я. Івано-Франківськ, 1999. – 304 с.

6. Ларионов Г. М., Люлько А. В., Пепенин В. Р. и др. Мембраномодуляция в медицине. Днепропетровск: Пороги. 1997. – 186 с.

7. Никулина Г. Г.. Король Л. В., Садовникова Л. В. Достижения и перспективы исследования антиоксидантной системы при урологических и нефрологических заболеваниях. Лабораторная діагностика.1998. № 1. С. 3-7.

8. Спиридоненко В. В. Стан перекисного окислення ліпідів у хворих з єдиною ниркою, ураженою сечокам’яною хворобою. Здоровье мужчины. 2004. № 2. С. 157-159.

9. Пепенин С. В. Роль перекисного окисления липидов в диагностике пиелонефрита единственной почки. Український медичний альманах. 2000. Т. 3, № 2. С. 126-128.

10. Стальная И. Д., Гаришвилви Т. Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. Современные методы в биохимиии. Москва: Медицина. 1977. С. 66-68.

11. Hassan H. M. Superoxidedismutase: an antioxidant defens enzyme. J. Cell. Biochem. 1988. Suppl. 12A. P. 30-33.

12. Stapleton A. Urinary tract infections in patient with diabetes. Amer. J. Med. 1997. Vol. 113 (Suppl. 1A). P. 72-75.

Свободнорадикальный гомеостаз у пациентов с сахарным диабетом, которым проводилось малоинвазивное оперативное вмешательство по поводу уретеролитиаза

А.Ю. Гурженко

Целью исследования было изучение метаболического гомеостаза (малоновый диальдегид и дионовые конъюгаты в плазме, мембранах эритроцитов и в моче) у лиц с сахарным диабетом 2-го типа, которым проводили трансуретеральную контактную литотрипсию.

В исследовании принимали участие 63 участника. В I (n = 27) группу вошли пациенты с сахарным диабетом и камнем верхнего отдела мочеточника, во II (n = 27) – с сахарным диабетом и камнем нижнего отдела мочеточника. Контоль составляли лица Ша (n = 18) группы со случаями самостоятельного отхождения камня и IIIб (n = 9) – здоровые лица.

До ликвидации обструкции уровни малонового диальдегида и дионовых конъюгат в плазме и мембранах эритроцитов, липидов мочи были повышены в среднем в 1,6, 1,4 и 1,7 раза, что достоверно коррелировало с бактериурией и высокими уровнями уринарного микроглобулина. После восстановления уродинамики у лиц с сахарным диабетом (трансуретеральная контакт­ная литотрипсия или самоотхождение) выявлено снижение продуктов перекисного окисления липидов в плазме и эритроцитах и повышение их в моче, а также значительное усиление липидурии. Таким образом, выявлено, что течение процессов перекисного окисления липидов при сахарном диабете на фоне обструкции протекает более агрессивно по сравнению с калькулезной обструкцией у лиц без сахарного диабета.

Ключевые слова: сахарный диабет, мочекаменная болезнь, перекисное окисление липидов, трансуретеральная контактная литотрипсия.

The oxidation homeostasis condition of the patients with 2 Diabetes mellitus under endoscopical interference with ureterolithyasis

A.Yu. Gurzhenko

The aim of the study was evaluation of metabolic homeostasis (malonic dialdehyde and dionic conjugates in plasma, erythrocyte membranes and urine) in patients with type 2 diabetes mellitus who underwent ureterolithotripsy.

The study involved 63 participants. The I (n = 27) group included patients with 2 type diabetes mellitus and stone in the upper part of the ureter, and II (n = 27) – with 2 type diabetes mellitus and a stone in the low part of the ureter. The control 3a group (n = 18) consisted of cases of idependent stone discharge and IIIb (n = 9) – healthy individuals.

Prior to the elimination of obstruction, the levels of malonic dialdehyde and dionic conjugates in plasma and erythrocyte membranes as well as urine lipids were increased on average 1,6, 1,4 and 1,7 times, which reliably correlated with bacteriuria and high levels of urinary microglobulin. After urodynamics recovery in patients with diabetes mellitus (transureteral contact lithotripsy or self-descent), a decrease of lipid peroxidation products in plasma and erythrocytes and their increase in urine were found, as well as a significant increase of lipiduria. Thus, it was revealed that the course of lipid peroxidation processes in diabetes mellitus associated with obstruction is more aggressive compared with calculous obstruction in people without diabetes mellitus.

Keywords: diabetes mellitus, urolithiasis, lipid peroxidation, ureterolithotripsy.