Летова Т.Е., Гукасян А.А.

Днепропетровский национальный университет

современные методы исследования

сахарного диабета

Обзор литературы

В настоящее время большое внимание уделяется своевременной диагностике и лечению сахарного диабета на ранних этапах. По данным ВОЗ, около 180 миллионов человек во всем мире больны СД, а к 2030 году это цифра удвоится [1]. В 2005 году от диабета умерло 1,1 миллиона человек [2]. Согласно прогнозам ВОЗ, в следующие 10 лет количество смертей возрастет более чем на 50% [3, 4]. Установлено, что после 15 лет болезни сахарным диабетом 2% людей слепнут, у 10% развиваются острые нарушения зрения. Диабетическая нефропатия встречается у 50% больных сахарным диабетом. Сочетание нефропатии и нарушения кровообращения в нижних конечностях за счет развития атеросклероза повышает риск развития язв, гангрен и в итоге – ампутаций конечностей. От почечной недостаточности, вызванной сахарным диабетом, умирают 10–20% больных диабетом. Диабет также повышает риск развития инфаркта миокарда и инсульта. Около 50% больных диабетом погибают от сердечно–сосудистых заболеваний. Среди больных диабетом риск летального исхода в два раза выше, чем у тех, кто не болен диабетом [5]. Диабет и его осложнения имеют серьезные экономические последствия для индивидуумов, семей, системы здравоохранения [6].

Сахарный диабет диагностируется на основании жалоб пациентов и лабораторных показателей. Из жалоб наиболее частыми являются сухость во рту, жажда, частые мочеиспускания в дневное и ночное время, повышенный аппетит, беспричинное снижение веса. Другими жалобами могут быть снижение зрения, повышенная утомляемость, плохое заживление ран, гнойничковые высыпания на коже, зуд кожи, зуд в области промежности, грибковые заболевания кожи, кандидоз половых органов, снижение потенции у мужчин. У части больных диабетом могут отсутствовать любые из этих симптомов. Из лабораторных исследований, кроме общепринятых (глюкоза крови и мочи), для диагностики сахарного диабета используют нижеперечисленные методы [7].

Оральный тест толерантности к глюкозе. При повышении содержания глюкозы в крови или моче, обязательно применяют оральный тест толерантности к углеводам. Показатели, которые раньше считались нормальными, пересмотрены в сторону ужесточения. Диагноз сахарного диабета может быть установлен при выявлении уровня глюкозы натощак в крови более 7,0 ммоль/л (в нескольких анализах в разные дни), при однократном выявлении в крови уровня глюкозы утром натощак более 11,0 ммоль/л при наличии симптомов характерных для диабета; или через два часа после проведения сахарной нагрузки в ходе теста толерантности к глюкозе.

Причинами понижения толерантности к глюкозе являются:

1.     Снижение способности тканей утилизировать глюкозу — скрытый сахарный диабет, стероидный диабет.

2.     Повышение скорости абсорбции глюкозы из кишечника (например, при язве двенадцатиперсной кишки, после гастрэктомии, при гипертиреозе и других заболеваниях).

3.     Повышенная интенсивность гликогенолиза (распада гликогена) и глюконеогенеза, которая наблюдается, например, при гиперфункции надпочечников, гипертиреозе, феохромоцитоме, во время беременности и т. д.

4.     Поражения печени, ведущие к снижению скорости синтеза гликогена в этом органе.

Повышенная толерантность к глюкозе характеризуется снижением уровня глюкозы натощак ниже 3,3 ммоль/л и уплощением пика кривой содержания глюкозы крови. Причинами повышенной толерантности к глюкозе являются:

1.     Нарушение переваривания и всасывания сахаров в тонком кишечнике.

2.     Избыточная секреция инсулина при гиперплазии, аденоме или раке островков Лангерганса поджелудочной железы.

Определение ацетона. Ацетон в моче – сигнал тревоги. Контроль ацетона имеет важное значение, так как его появление в моче указывает на недостаточную дозу инсулина, а иногда, при ацетоне в утренней или ночной порции мочи и головной боли по утрам - на незамечаемую больным ночную гипогликемию.

До недавнего времени в медицине вовсе не учитывался тот факт, что в воздухе, выдыхаемом человеком, присутствует ацетон. Причем в довольно изрядных количествах – от 1 до 5 миллиграммов на кубометр. К тому же ацетон в выдыхаемом воздухе появляется намного раньше, чем в моче. Его концентрация создается в организме за счет неполного окисления жиров и белков. В результате образуется энергия, недостаток которой и приводит зачастую к сахарному диабету, т.е. имеется прямая зависимость между СД и содержанием ацетона в воздухе, выдыхаемом человеком. Концентрация ацетона у здоровых людей не превышает 3-5 мг/м3. Концентрация глюкозы в крови, измеренная параллельно, составляет 4-8 ммоль/л. Ацетон в моче при использовании традиционных методов определения не идентифицируется. У людей, болеющих сахарным диабетом, концентрация ацетона достигает 8-10 мг/м3 при нормальном содержании глюкозы в крови 4-8 ммоль/л.

         Ацетон обычно появляется в крови и моче тогда, когда уровень глюкозы в крови превышает 14,5–16 ммоль/л или в моче обнаруживается более 2–3% сахара в течении нескольких дней. При получении таких результатов больной обязательно должен проверить мочу на содержание в ней ацетона.

В моче может появляться и так называемый «голодный» ацетон — это происходит после состояния гипогликемии. Существуют реактивно-индикаторные полоски для определения кетонов в моче.

Определение концентрации инсулина. Инсулин – гормон, вырабатываемый β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы и учас­твующий в регуляции метаболизма углеводов и поддержании постоянного уровня глюкозы в крови. Инсулин­ первоначально синтезируется как прогормон, затем внутри клетки подвергается процессингу и депонируется в гра­нулах. Внутри этих гранул дисульфидные связи между цепями А и В инсулина и С-пептидом разрываются, и в результате образуется молекула инсулина. Одна из задач инсулина в периферическом метаболизме сводится к влиянию на центральную регуляцию энергетического баланса.

         Определение концентрации инсулина в крови необходимо для дифференциации различных форм СД, выбора  лечебного препарата, подбора оптимальной терапии, установления степени недостаточности β-клеток. Повышенное содержание инсулина в присутствии низких концентраций глюкозы может быть показателем патологической гиперинсулинемии, связанной с незидиобластозом и опухолями клеток островков Лангерганса. Повышенный уровень инсулина во время голодания в присутствии как нормальных, так и повышенных концентраций глюкозы, а также одновременное повышение инсулина и глюкозы в ответ на введение глюкозы являются показателем инсулин-резистентных форм непереносимости глюкозы, а также других инсулин -резистентных состояний. СД I типа характеризуется пониженным, а II типа - нормальным или повышенным базальным уровнем инсулина.

Определение рецепторов к инсулину. Рецепторы инсулина локализованы на внешней поверхности клеточной мембраны. Они вступают во взаимодействие с инсулином и передают соответствующую информацию внутриклеточным компонентам, ответственным за биологическое действие гормона. Во всех изученных тканях рецепторы инсулина обладают одинаковой специфичностью связывания. В клинических исследованиях изучение рецепторов к инсулину проводится на моноцитах крови. Изменения в инсулиновых рецепторах моноцитов отражают состояние инсулинового аппарата в наиболее важных тканях-мишенях, в частности печеночной и жировой. Любые изменения количества рецепторов на моноцитах характерны для всех тканей организма. У лиц с ожирением, у больных СД, резистентных к инсулину, выявляется снижение количества  рецепторов к инсулину на моноцитах крови.

Измерение проинсулина в сыворотке помогает диагностировать инсулиному. Повышенные уровни характерны для СД II типа, впервые диагностированного СД I типа и других клинических ситуациях, среди которых диабет при беременности и ожирении, функциональная гипогликемия и гиперинсулинемия, а также возрастные изменения.

С-пептид – это фрагмент молекулы проинсулина, в результате отщепления которого образуется инсулин. Инсулин и С-пептид секретируются в кровь в эквимо­лярных количествах. Время полураспада С-пептида в крови длиннее, чем у инсулина. Поэтому соотношение C-пептид/инсулин составляет 5:1. С-пептид биологичес­ки неактивен и подвергается относительно меньшей трансформации в печени.

Преимущество анализа С-пептида заключается в том, что он позволяет отличить эндогенный инсулин от инсулина, введенного в организм извне с инъекцией, так как в отличие от инсулина, С-пептид не вступает в пере­крестную реакцию с антителами к инсулину. Определение С-пептида в сыворотке крови позволяет оценивать функцию β-клеток поджелудочной железы у больных СД, получающих инсулин. При СД, особенно I типа, уровень С-пеп­тида в крови снижается, что говорит о недостаточности эндогенного инсулина. Исследование концентрации С-пеп­тида позволяет оценить секрецию инсулина в различных клинических ситуациях.

Определение С-пептида дает также возможность ин­терпретации колебаний уровня инсулина при задержке его в печени. У больных диабетом, имеющих антитела к ин­сулину, связывающие проинсулин, иногда наблюдаются ложноповышенные уровни С-пептида за счет перекрестно реагирующих с проинсулином антител. У больных с ин­сулиномой концентрация С-пептида в крови значительно увеличена.

Определение гликозилированного гемоглобина (НЬА1с) – это гемоглобин, в котором молекула глюкозы конденсируется р-концевым валином р-цепи молекулы гемоглобина. Гли­козилированный гемоглобин имеет прямую связь с уровнем глюкозы в крови и является показателем компенсации углеводного обмена на протяжении последних 120 дней. Скорость образования НЬА1с зависит от величины гипергликемии, а нормализация его уровня в крови происходит через 4-6 недель  после достижения эугликемии. В связи с этим содержа­ние НЬА1с определяют в случае необходимости контроля углеводного обмена и подтверждения его компенсации у больных диабетом в течение длительного времени. По рекомендации В03 (2002 г.) определение содержа­ния НЬА1с в крови больных СД следует проводить 1 раз в квартал. Этот показатель широко используется как для скрининга населения и беременных женщин для выявления нарушения углеводного обмена, так и для контроля лечения больных СД.

Определение глюкагона. Глюкагон – пептидный гормон, синтезируемый α-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Глюкагон является одним из антагонистов ин­сулина, способствует образованию глюкозы в печени. Нормальная секреция гормона обеспечивает надежный контроль над поддержанием постоянства уровня глюко­зы крови. Недостаток инсулина при СД сопровождается избытком глюкагона, который, собственно, и является причиной гипергликемии. Значительное увеличение концентрации глюкагона в крови является признаком глюкагономы – опухоли α-клеток. Почти во всех случаях нарушается толерантность к глюкозе и развивается СД. Диагностика заболевания основана на обнару­жении в плазме крови очень высокой концентрации глюкагона. У новорожденных, если мать больна диабе­том, нарушена секреция глюкагона, что может играть важную роль в развитии неонатальной гипогликемии. Гипогликемическая стимуляция выброса глюкагона отсутствует у больных СД І типа. Дефицит глюкагона может отражать общее снижение массы ткани подже­лудочной железы, вызванное воспалением, опухолью или панкреатэктомией. При дефиците глюкагона обнаруживают отсутствие подъема его уровня в тесте стимуляции аргинином.

Определение панкреатического пептида. Более 90% панкреатического пептида обнаруживается в поджелудочной железе. Концентрация пептида в плазме крови резко повышается после приема пищи и гипогликемии, вызванной введением инсулина. Метаболизм панкреатического пептида происходит главным образом в печени и почках. Основная роль панкреатического пептида в организме – регуляция скорости и количества  экзокринной секреции поджелудочной железы и желчи. При СД в стадии декомпенсации уровень пептида в крови повышается, а при компенсации углеводного обмена концентрация его в крови нормализуется. Повышение уровня панкреатического пептида выявляется при доб­рокачественных и злокачественных опухолях, исходящих из островков поджелудочной железы, а также при карци­ноидном синдроме.

Определение микроальбуминурии. Нефропатия как осложнение СД является основной причиной смертности больных. Диагностика диабетичес­кой нефропатии базируется на данных микроальбумину­рии, частота определений которой зависит от времени начала заболевания и типа СД. У больных СД I типа определение микроальбуминурии проводят ежегодно. У больных, страдающих СД II типа, определение микроальбуминурии проводят 1 раз в 3 месяца с момента диагностики заболевания. При появлении протеинурии мониторинг прогрессирования диабетической нефропа­тии включает определение 1 раз в 5-6 месяцев скорости клубочковой фильтрации (проба Реберга), уровня креа­тинина и мочевины в сыворотке крови и экскреции белка с мочой, а также артериального давления. У больных СД I типа 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 диабетом уровень микроальбумина может превышать норму в 10-100 раз. Данный маркер отражает также риск развития сердечно-сосудистых осложнений при СД I и ІІ типов.

Определение липидного профиля. Исследования последних лет по­казали, что основная роль в патогенезе сосудистых осложнений СД принадлежит гипергликемии, а при СД II типа еще и нарушению липидного обмена. Нарушение  обмена липидов напрямую связано с избыточной массой тела. С увеличением индекса массы тела (ИМТ) повы­шается частота гиперхолестеринемии, причем уровень общего холестерина обычно выше у лиц с абдоминаль­ным типом ожирения. Кроме того, с увеличением ИМТ повышается уровень триглицеридов, снижается уровень холестерина ЛВП и повышается уровень холестерина ЛНП. Такой тип липидного профиля характерен для предшественника СД II типа – синдрома инсулиноре­зистентности.

Определение лептина. Сахарный диабет 2 типа - удел пациентов с избыточной массой тела. Около 70–80% таких больных имеют избыточную массу тела или ожирение. Именно ожирение и наследственная (генетическая) предрасположенность являются основными факторами, провоцирующими возникновение данного заболевания.

Жировая ткань – это тоже эндокринный орган (как и поджелудочная железа) и продуцирует свои гормоны и биоактивные вещества. Ее гормон – лептин в обычных условиях выделяется в ответ на прием какой либо пищи и поступает, посредством крови, в головной мозг в центры голода и насыщения, формируя ощущение сытости и прекращения чувства голода. При нарушении действия лептина, клеточной чувствительности к нему (что происходит при сахарном диабете), чувство сытости не наступает, несмотря на большое количество съеденной пищи. Это приводит к развитию избыточной массы тела. Чем больше становится жировой ткани, тем больше вырабатывается лептина. Избыток лептина в крови приводит к тому, что центры насыщения головного мозга прекращают реагировать на него и развивается лептинорезистентность (нечувствительность клеток к лептину) и инсулинорезистентность (нечувствительность клеток к собственному инсулину). В свою очередь это приводит к тому, что высокий уровень собственного инсулина не способен снизить концентрацию глюкозы в крови. Высокие концентрации лептина, инсулина, глюкозы и жиров в крови - это квартет, несущий страдания пациентам с сахарным диабетом 2 типа.

HLA – типирование. СД I типа, несмотря на острое начало, имеют длительный скрытый период. Принято выделять 6 стадий в развитии заболевания. Первая стадия – генетической предрасположенности, характеризуется наличием или отсутствием генов, ассоциированных с СД I типа. Наиболее информативными генетическими маркерами СД I типа являются HLA антитела, особенно II класса – DR 3, DR 4 и DQ. При наличии этих антигенов риск развития заболевания возрастает многократно.

Установлено HLA-галлотипы высокого риска и защитные. Изучение генетических маркеров, тесно ассоциированных с СД I типа, предоставляется целесообразно и необходимым для проведения дифференциального диагноза между типами СД при наличии заболевания после 30 лет. «Классические» галлотипы, характерные для СД I типа, выявляются у 37,5% больных.

Антитела к клеткам островков Лангерганса (ICA). Выработка специфических аутоантител к β-клеткам островков Лангерганса ведет к разрушению последних по механизму антителозависимой цитотоксичности. Это приводит, к нарушению синтеза инсулина и клиническим признакам СД I. Аутоиммунные механизмы разрушения клеток могут иметь наследственную природу и/или запускаться некоторыми внешними факторами, такими как вирусные инфекции, воздействие токсических веществ и различные формы стресса. СД I типа характеризуется наличием асимптоматической стадии предиабета, которая может длиться в течении нескольких лет. Нарушение синтеза и секреции инсулина в этот период может быть выявлено только с помощью теста определения толерантности к глюкозе. В большинстве случаев у лиц асимптоматическим течением СД I выявляются аутоантитела к клеткам островков Лангерганса и/или антитела к инсулину. Определение уровня ICA может служить для ранней диагностики и выявления предрасположенности СД I типа.

         ICA определяются у 70% больных с впервые выявленным СД I типа, а у людей не страдающих СД ICA обнаруживается в 0,1-0,5% случаев. Определение уровня ICA у больных с СД II может помочь в выявлении диабета еще до появления соответствующих клинических симптомов. У больных СД II типа при выявлении ICA можно с большей вероятностью предположить развитие инсулиновой зависимости.

Антитела к инсулину (IAA). Антитела к инсулину находят у 35–40% пациентов с впервые выявленным СД I типа. Имеется абсолютная связь между появлением антител к инсулину и антител к островковым клеткам. Антитела к инсулину могут наблюдаться в стадии предиабета и симптоматических явлений СД I типа. Антиинсулиновые антитела также могут появляться у пациентов после лечения инсулином.

Декарбоксилаза глутаминовой кислоты (GAD). В исследованиях послед-них лет был найден антиген, представляющий собой главную мишень для аутоантител, связанных с развитием инсулинозависимого диабета – декарбоксилаза глутаминовой кислоты. Это мембранный фермент, осуществляющий биосинтез тормозного нейромедиатора ЦНС млекопитающих – гамма–аминомасляной кислоты. Он был впервые выявлен у пациентов с генерализованными неврологическими расстройствами. Антитела к GAD это очень иформативный маркер для идентификации предиабета, а также выявление индивидуумов с высоким риском развития СД I типа. Во время асимптоматического развития диабета антитела к GAD могут детектироваться у пациентов за 7 лет до клинического проявления болезни. По данным зарубежных авторов, частота обнаружения аутоантител у больных с «классическим» СД I типа составляет: ICA – 60–90%, IAA – 16–69%, GAD – 22–81%. Определение этих маркеров позволяет в 97% случаях дифференцировать СД I типа от II типа, когда клиника СД I типа маскируется под II тип [8].

         Определение антител против клеточных компонентов β-клеток островков Лангерганса, против декарбоксилазы глутаминовой кислоты и инсулина в периферической крови важно для выявления в популяции предрасположенных  лиц и родственников больных диабетом, имеющих генетическую предрасположенность к СД I типа. Этот тест имеет огромное значение для диагностики аутоиммунного процесса, направленного против островковых клеток.

Таким образом, в нашей работе мы попробовали:

1.     Проанализировать возможные диагностические тесты.

2.     Проанализировать дополнительные тесты для диагностики.

3.     Связать лабораторные исследования с клиникой и лечением СД.

Больным СД лучше вовремя поставить правильный диагноз и проводить профилактику осложнений, чем потом их лечить, тем более, в большинстве случаев это очень трудно или почти невозможно.

Список литературы:

1.     Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Лечение сахарного диабета и его осложнений: Учеб. Пособие-М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. – 512 с. 

2.     Дедов И.И., Шестакова М.В., Максимова М.А. Федеральная целевая программа «Сахарный диабет». – Москва, 2002. – 84 с.

3.     www.who.int/mediacentre/factsheets/fs312/ru/Информационный бюллетень ВОЗ № 312.

4.     Питерс – Хармел Э., Матур Р., Сахарный диабет. Диагностика и лечение.- М. Практика, 2008.

5.     Попова Ю.С. Сахарный диабет.- СПб.: Крылов, 2008.

6.     Поликлиника 2007 – 4, 38─42с.

7.     Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. 2-е изд. - М. Медицина, 2002.

8.     Клиническое руководство по лабораторным тестам. Перевод с англ. под ред. В.В. Меньшикова. М. "ЮНИМЕД-пресс" 2003.