Патогенетическое обоснование использования иммунокорригирующей терапии в комплексном лечении сахарного диабета 1-го типа (экспериментально-клиническое исследование)

В настоящее время сахарный диабет является одной из ведущих медико-социальных проблем современной медицины.

Распространенность сахарного диабета в промышленно развитых странах составляет 5−6%, в России — 3% с неуклонной тенденцией к его увеличению. Каждые 10−15 лет число больных сахарным диабетом удваивается. По данным экспертов ВОЗ в 2000 году в мире насчитывалось более 160 млн. больных диабетом и примерно такое же количество людей имеет латентный и недиагностированный сахарный диабет. К 2010 году в мире будет более 230 млн. больных сахарным диабетом. [15, 17, 18, 56, 57, 129, 195].

Одной из наиболее тяжелых форм сахарного диабета является инсу-линзависимый сахарный диабет или сахарный диабет 1 типа. Распространенность сахарного диабета 1 типа в целом составляет 0,2−0,5%, а среди ближайших родственников лиц с этим заболеванием — 3−6%. На 1992 г. более 6 млн. людей в мире страдает сахарным диабетом 1 типа с дальнейшим неуклонным ростом заболеваемости, особенно в экономически развитых странах. В настоящее время заболеваемость сахарным диабетом 1 типа в Европе увеличилась в 2−3 раза по сравнению с 50-ми годами. Так, если в Российской Федерации в 1997 году было зарегистрировано 252 410 больных сахарным диабетом 1 типа, то по данным на 2000 год количество этих больных составило уже более 300 000 человек. [17, 18, 129, 222, 299] Эти данные еще раз свидетельствуют о неуклонном росте заболеваемости сахарным диабетом 1 типа.

Особая значимость сахарного диабета 1 типа состоит в том, что начинаясь, как правило, в молодом возрасте он становится причиной ранней инвалидизации и смертности за счет острых (диабетические комы) и хронических (ретино-, нефро-, нейропатии) сосудистых осложнений. Сахарный диабет 1 типа — одна из наиболее частых причин слепоты и смерти от уремии. Следует отметить, что продолжительность жизни больных при развитии патологии в детском возрасте составляет 50% от средней ожидаемой, причем, большинство детей с сахарным диабетом 1 типа в развивающихся странах погибают в течение 5 лет после постановки диагноза [55,57, 129, 198,237, 299].

Существенны так же экономические затраты на лечение и медико-социальную реабилитацию больных с сахарным диабетом 1 типа [58, 56, 129, 195, 222]. Следует также отметить недостаточно развитую в России, особенно в сельской местности, сеть диабетологической службы. Поэтому основную массу больных сахарным диабетом 1 типа ведут врачи-терапевты, что естественно снижает эффективность проводимого лечения.

Актуальность.

По современным представлениям сахарный диабет 1 типа рассматривается как органоспецифическое аутоиммунное заболевание, приводящее к гибели бета-клеток поджелудочной железы и развитию абсолютной инсулиновой недостаточности [13, 17, 202, 237, 384, 385]. Современные клинические подходы к лечению сахарного диабета 1 типа основаны на принципах адекватной заместительной инсулинотерапии, диетотерапии, рациональной физической нагрузки, самоконтроля и обучения пациентов [17, 18, 129, 202, 237].

Вместе с тем, инсулинотерапия не может в полной мере влиять на основные патогенетические звенья, ведущие к прогрессирующей деструкции бета-клеток поджелудочной железы (активация процессов ПОЛ, аутоиммунный процесс, и т. д.). Наблюдаемое в клинической практике в ранний период после начала инсулинотерапии «улучшение течения сахарного диабета» со снижением дозы вводимого инсулина («медовый месяц») связано, в первую очередь, с достижением компенсации метаболических нарушений и повышением функциональной активности оставшихся неразрушенными 10−20% бета-клеток поджелудочной железы. Это свидетельствует о наличии в организме компенсаторно-приспособительных механизмов, направленных на возмещение утраченных в ходе патологического процесса инсулинпродуцирующих клеток.

В связи с этим важно отметить недавно полученные данные о наличии гена регенерации бета-клеток (reg-gene), а так же установленных феноменах «ацино-инсулярной трансформации», новообразования инсулин-продуцирующих клеток в протоковом эпителии [191, 197, 205, 227, 277].

Однако, несмотря на адекватную инсулинотерапию, первичную «ремиссию» заболевания, в течение относительно короткого периода времени наступает тотальная деструкция бета-клеток, что еще раз подчеркивает чисто заместительный характер проводимой терапии [202, 237, 379, 381].

Сформированная в настоящее время концепция сахарного диабета 1 типа как органоспецифического аутоиммунного заболевания, а так же данные о возможности восстановления утраченных инсулинпродуцирующих клеток ставят задачу разработки методов патогенетической терапии, направленных на блокаду (сдерживание) иммуно-метаболической агрессии против бета-клеток поджелудочной железы и развития абсолютной инсу-линовой недостаточности [15, 17, 129, 189, 190, 202, 237, 379].

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что процесс хронической иммуноопосредованной деструкции бета-клеток поджелудочной железы длительно предшествует клинической манифестации сахарного диабета 1 типа, наблюдаемой только после гибели 80−90% из всего пула инсулинпродуцирующих клеток [15, 17, 202, 203]. Эти данные говорят о необходимости начала патогенетической терапии, как минимум, на стадии преддиабета при еще сохраненном значительном количестве бета-клеток [189, 190, 202, 207, 237].

Вместе с тем, раннее применение методов патогенетической терапии при развитии сахарного диабета 1 типа предполагает максимально возможное сохранение, пусть в минимальном количестве, секреции инсулина оставшимися неразрушенными бета-клетками, с перспективой возможного повышения их функциональной активности. В этом плане важно отметить, что наличие эндогенной (остаточной) секреции инсулина у больных с сахарным диабетом 1 типа во многом определяет стабильное течение заболевания, замедление развития поздних сосудистых осложнений [18, 129, 202, 237].

На основании установленных к настоящему времени фактов о механизмах, участвующих в процессе деструкции бета-клеток поджелудочной железы, в качестве перспективных патогенетических методов профилактики и лечения сахарного диабета 1 типа рассматривается антиоксидантная и иммунотерапия, включающая в себя иммуносупрессию и иммуномодуля-цию, генотерапия [16, 17, 53, 129, 222, 385, 386]. Получены обнадеживающие экспериментально-клинические результаты при применении больших доз антиоксидантов (а-токоферола, аминогуанидина, селена, СОД и т. д), никотинамида, иммуносупрессантов (циклоспорина А, азатиоприна) в профилактике и лечении впервые выявленного сахарного диабета 1 типа [44, 45, 54, 146, 200, 225, 242, 264]. Применение этих препаратов ведет к ремиссии заболевания и длительному сохранению остаточной секреции бета-клеток поджелудочной железы.

В настоящее время проводятся Европейское и Канадское исследования по изучению эффективности никотинамида в качестве профилактического средства у лиц, имеющих диабетические предикторы (антитела к антигенам бета-клеток, инсулину, снижение 1-й фазы секреции инсулина).

В плане иммунотерапии сахарного диабета 1 типа рассматривается возможность снижение эффективности иммунной агрессии против бета-клеток поджелудочной железы путем раннего начала инсулинотерапии («обеспечение функционального покоя бета-клеток») — путем стимуляции толерантности к антигенам бета-клеток (пероральное введение антигенов) — путем Т-клеточной вакцинациииспользования так же селективной иммунотерапии (введение молекул-модуляторов апоптоза, антиидиотипических антителaHraCD4 и т. д.), линамида, витамина Дз, цитокинов (ИЛ-4, 10, 13) [129, 189, 190, 208, 214, 223, 229].

В качестве методов генотерапии рассматриваются воздействие на экспрессию генов регенерации бета-клеток, транскрипционных факторов PDX-1, анти-апоптозных генов, воздействие на гены антиоксидантной системы бета-клеток (СОД, Мп СОД) и т. д. [189, 190, 202, 237, 254, 281] Однако это направление ещё находится в начальной стадии исследования.

Исследования последних лет свидетельствуют об особом значении в патогенезе сахарного диабета 1 типа нарушений функционирования регу-ляторных (супрессорных) механизмов иммунной системы и дисфункции тимуса. Одной из причин дисфункции регуляторных Т-лимфоцитов может быть врожденное или приобретенное нарушение деятельности тимуса, как центрального органа иммунной системы. Нарушение его функции, в частности снижение продукции гормонов, может быть одной из причин образования аутореактивных клонов Т-лимфоцитов, цитотоксических по отношению к бета-клеткам поджелудочной железы. Следует так же отметить, что помимо иммунотропной, тимические гормоны обладают широкоспектральной метаболической активностью, влияют на течение процессов физиологической и репаративной регенерации [9, 12, 21, 27, 31, 85, 157].

Эти результаты послужили основанием для начала исследований по оценке эффективности тимических пептидов в профилактике и патогенетической терапии сахарного диабета 1 типа. Предварительные немногочисленные исследования по использованию гормонов тимуса в профилактике и лечении сахарного диабета 1 типа дали обнадеживающие результаты [36, 37, 38, 47, 69, 86, 87, 160]. Хотя это направление еще находится на начальном этапе исследования, и многие аспекты действия гормонов тимуса на различных стадиях сахарного диабета 1 типа не изучены [186, 217, 228,235,251,332].

Именно поэтому, углубленному исследованию влияния гормонов тимуса на развитие и течение сахарного диабета 1 типа и посвящено данное экспериментально-клиническое исследование.

Цель работы — разработка и обоснование патогенетических подходов к профилактике и лечению сахарного диабета 1 типа, направленных на сохранение и повышение функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы.

Задачи исследования:

1. Изучить влияние пептидов тимуса на развитие экспериментального сахарного диабета.

2. Изучить влияние различных схем введения пептидов тимуса на динамику клинических, гормонально-метаболических показателей при развившемся экспериментальном сахарном диабете.

3. Изучить влияние пептидов тимуса на морфологические показатели в поджелудочной железе крыс при экспериментальном сахарном диабете.

4. Провести сравнительный анализ влияния раздельного и сочетанного применения пептидов тимуса и а-токоферола на течение экспериментального сахарного диабета.

5. Изучить влияние пептидов тимуса на гормонально-метаболические показатели у интактных животных.

6. На основании проведенных исследований разработать оптимизированную схему иммунотерапии при экспериментальном сахарном диабете.

7. Провести анализ состояния клеточного и гуморального звеньев иммунитета и их взаимосвязь с гормонально-метаболическими показателями у больных с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа.

8. Изучить влияние пептидов тимуса на динамику иммунологических и гормонально-метаболических показателей у больных сахарным диабетом 1 типа.

9. Провести комплексную оценку влияния иммунотерапии на клиническое течение сахарного диабета 1 типа.

Научная новизна.

1. Впервые показано наличие у пептидов тимуса, входящих в состав Т-активина, протективного эффекта в развитии экспериментального ал-локсани стрептозотоцининдуцированного сахарного диабета.

2. Впервые получены данные о терапевтическом эффекте Т-активина в лечении экспериментального сахарного диабета:

— повышение и длительное сохранение функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы;

— снижение активности процессов ПОЛ (антиоксидантное действие) в плазме крови;

— увеличение относительной массы тимуса (ТИ) и селезенки (СИ);

— морфологические данные, свидетельствующие о наличии восстановительных процессов в инсулинпродуцирующих структурах поджелудочной железы (новообразование бета-клеток и островков Лангерган-са).

3. Впервые показано, что введение Т-активина больным с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа приводило к снижению количества лимфоцитов, экспрессирующих активационные антигены, повышению функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы, сопровождалось антиоксидантным действием, в результате чего снижалась суточная доза вводимого инсулина, наблюдалась стабилизация клинического течения заболевания.

Практическая ценность работы.

Результаты проведенных экспериментальных исследований показали возможность профилактики развития сахарного диабета 1 типа путем применения пептидов тимуса (Т-активин) на доклинической стадии развития заболевания, что позволяет рекомендовать их к апробации в клинической практике.

Полученные экспериментально-клинические данные позволяют рекомендовать включение пептидов тимуса (Т-активина) в комплексную терапию впервые выявленного сахарного диабета 1 типа в качестве средства патогенетической терапии, направленной на нормализацию течения иммунологических процессов и коррекцию метаболических нарушений, с целью блокады (сдерживания) дальнейшей прогрессирующей гибели оставшихся неразрушенными в дебюте заболевания бета-клеток поджелудочной железы.

Введение

пептидов тимуса в поддерживающем режиме ведет не только к длительному сохранению, но и, что важно особо подчеркнуть, повышению функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы, что свидетельствует о наличии восстановительных (репаративных) процессов в инсулинпродуцирующих структурах. При этом происходило существенное снижение суточной дозы экзогенно вводимого инсулина, что помимо медицинских аспектов имеет существенное экономическое значение.

Предложенный метод иммунотерапии сахарного диабета 1 типа позволяет существенно повысить эффективность проводимого лечения за счет стабилизации клинического течения заболевания, что является основой профилактики развития сосудистых, инфекционных и других осложнений заболевания, а также улучшить качество жизни пациентов.

Внедрение результатов исследования в практику.

Материалы исследования включены в цикл лекций и практических занятий по патофизиологии, морфологии, иммунологии, эндокринологии и диабетологии для студентов 3−6 курсов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов, врачей факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов Смоленской государственной медицинской академии. Практические рекомендации, вытекающие из полученных результатов, апробированы и внедрены в областной клинической больнице, где выполнялось настоящее исследование, областном диабетологическом центре и в других лечебных учреждениях Смоленской области.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Т-активин обладает протективным эффектом в развитии экспериментального сахарного диабета.

2.

Введение

Т-активина при развившемся экспериментальном сахарном диабете ведет к частичному восстановлению и длительному сохранению функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы.

3.

Введение

Т-активина больным с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа ведет к снижению гиперэкспрессии на лимфоцитах актива-ционных антигенов, снижению активности процессов ПОЛ, повышению функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы, снижению дозы вводимого инсулина, стабилизации клинического течения заболеванияи может быть рекомендовано в качестве патогенетической терапии в комплексном лечении впервые выявленного сахарного диабета 1 типа.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации доложены и обсуждены на:

1) межобластных (Смоленская, Брянская, Калужская, Тульская, Орловская, Калининградская) научно-практических конференциях врачей-эндокринологов, диабетологов, терапевтов (1991, 1999, 2002, 2003);

2) на совместных заседаниях Смоленских отделений обществ патофизиологов, морфологов, биохимиков, фармакологов, биологов, иммунологов (1991, 1995, 2000, 2003);

3) на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической фармакологии» (Смоленск, 1994);

4) на научно-практической конференции молодых ученых России, посвященной 50-летию АМН РФ (Москва, 1994);

5) на XIII Европейском Диабетологическом конгрессе (Австрия,.

1995);

6) на Национальных научно-практических конференциях «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека» (Смоленск, 1999, 2001);

7) на Международной научно-практической конференции «Загрязнение окружающей среды и здоровье населения» (Смоленск, 1999);

8) на II Всероссийском съезде эндокринологов (Челябинск, 1991), III Всероссийском съезде эндокринологов (Москва, 1996), I Российском диабетологическом конгрессе (Москва, 1998), IV Всероссийском конгрессе эндокринологов (Санкт-Петербург, 2001).

ВЫВОДЫ.

1. Пептиды тимуса, входящие в состав Т-активина, блокируют индукцию экспериментального аллоксани стрептозотоцининдуцированного сахарного диабета.

2.

Введение

Т-активина крысам с развившимся экспериментальным АИСД и СИСД приводило к снижению уровня гликемических показателей, повышению уровня инсулина в плазме крови, снижению показателей активности процессов ПОЛ, нормализации клинической картины, повышению массы тимуса.

3. Отмена введения Т-активина при АИСД и СИСД вела к «рецидиву» заболевания: нарастанию гипергликемии, инсулинопении, активации процессов ПОЛ.

4. Проведение повторного курса Т-активина крысам с «рецидивом» сахарного диабета приводило к нормализации гормонально-метаболических и клинических показателей, что свидетельствует о необходимости введиния пептидов тимуса в поддерживающем режиме с целью стабилизации течения заболевания.

5.

Введение

Т-активина крысам с экспериментальным сахарным диабетом в поддерживающем режиме способствовало развитию ремиссии и стабилизации течения АИСД и СИСД.

6. Отмена введения Т-активина крысам с АИСД и СИСД в «поддерживающем» режиме вело к рецидиву заболевания.

7. При морфологическом анализе поджелудочной железы крыс с экспериментальным сахарным диабетом, получавших Т-активин, получены данные, свидетельствующие о наличии восстановительных процессов инсулинпродуцирующих структур (новообразование Р-клеток и островков Лангерганса в поджелудочной железе).

8. Т-активин в монотерапии экспериментального сахарного диабета обладает антиоксидантной активностью, сопоставимой с таковой у а-токоферола. Сочетанная терапия Т-активином и а-токоферолом ведет к более выраженному ингибированию процессов ПОЛ, чем при монотерапии. Монотерапия экспериментального сахарного диабета а-токоферолом не ведет к существенному повышению функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы.

9.

Введение

Т-активина интактным крысам, не оказывая влияния на гликемические показатели и содержание инсулина в плазме крови, снижает интенсивность процессов ПОЛ, что может свидетельствовать о наличии у них прямой антиоксидантной активности.

10. С целью стабилизации течения экспериментального сахарного диабета, длительного сохранения и повышения функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы введение Т-активина необходимо проводить в постоянном (поддерживающем) режиме.

11. У больных с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа иммунологические изменения в крови носят гетерогенный характер. Наиболее выраженные изменения в иммунном статусе связаны с гиперэкспрессией на лимфоцитах активационных антигенов (CD23+, CD71+, CD95+, CD-DR+), снижению количества ТФЧ-РОК, повышению содержания ЦИК в плазме крови.

12.

Введение

Т-активина больным с впервые выявленным сахарным диабетом 1 типа вело к нормализации иммунологических показателей (снижению количества активированных лимфоцитов, ЦИК, повышению содержания ТФЧ-РОК, нормализации иммунорегуляторного индекса).

13. На фоне введения Т-активина происходило существенное повышение функциональной активности бета-клеток поджелудочной железы, снижение гликемических показателей, суточной дозы вводимого инсулина, нормализация активности процессов ПОЛ.

14.

Введение

Т-активина в поддерживающем режиме вело к стабилизации клинического течения заболевания (без эпизодов декомпенсации), длительному сохранению эндогенной секреции инсулина, улучшению качества жизни при полном отсутствии побочных эффектов от проводимой иммунотерапии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. С учетом полученных экспериментальных данных о наличии у пептидов тимуса протективного эффекта в индукции развития СД 1 типа рекомендуется использование Т-активина у пациентов на стадии преддиабета с целью профилактики развития у них СД 1 типа.

2. У больных в дебюте сахарного диабета I типа, для оценки степени активности иммунологических процессов и их динамики в ходе проводимой терапии, наиболее информативным является определение наличия экспрессии на лимфоцитах активационных антигенов (CD23, CD71, CD95, CDHLA-DR).

3. У больных с впервые выявленным СД 1 типа рекомендовано применение Т-активина в комбинации с интенсифицированной инсулинотерапи-ей, что позволяет снизить активность экспрессии на лимфоцитах активационных антигенов, повысить функциональную активность Р-клеток поджелудочной железы, снизить дозу вводимого инсулина и одновременно улучшить компенсацию в большей степени, по сравнению со стандартной терапией.

4. Использование Т-активина в поддерживающем режиме позволяет длительно поддерживать стабильным иммунологический гомеостаз, сохранять остаточную секрецию Р-клеток поджелудочной железы, стабилизировать течения заболевания и повысить качество жизни пациентов по сравнению со стандартной терапией.

5. Использование Т-активина в комплексном лечении сахарного диабета I типа позволяет нормализировать не только иммунологический, но и метаболический гомеостаз и в частности процессы ПОЛ, что является одной из основ профилактики в развития поздних осложнений сахарного диабета.