Clinical and laboratory markers of early diagnosis of diabetic polyneuropathy

Full Text

Введение

Своевременная диагностика диабетической полинейропатии (ДПН) является актуальной проблемой, что обусловлено растущими темпами ее распространения и высокой медико-социальной значимостью [1, 2]. Несвоевременность выявления ДПН во многом обусловлена наличием субклинической стадии, при которой повреждение нервной системы развивается в отсутствии жалоб со стороны пациента [3–5]. Важную роль в диагностике субклинической стадии может играть лабораторное исследование нейротрофических факторов и их взаимодействие с рецепторами [6–9].

Цель исследования – изучение содержания мозгового нейротрофического фактора и тропомиозинового рецептора киназы типа В в сыворотке крови пациентов на ранней стадии диабетической полинейропатии. 

Материалы и методы исследования

Выполнено одномоментное обсервационное исследование типа «случай – контроль». Исследование проведено с соблюдением этических принципов проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов, изложенных в Хельсинкской декларации Всемирной организации здравоохранения, и на его проведение получено одобрение этического комитета ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» МЗ РФ. Критериями включения в основную группу являлись наличие сахарного диабета 2-го типа и письменное согласие на участие в исследовании. К критериям невключения в исследование относились возраст менее 18 лет, недееспособность, беременность, сопутствующая неврологическая патология, онкологические заболевания, острые инфекционные процессы, отказ пациента от участия в исследовании.

В исследовании участвовали 75 человек. Основную группу составили 64 пациента с сахарным диабетом 2-го типа в возрасте 62 [56, 0; 68, 0] лет. Среди обследованных преобладали женщины, составившие 79,7 % (51 от 64), мужчины составили 20,3 % (13 от 64). Длительность заболевания сахарным диабетом составила в среднем 10,0 [1, 00; 17, 00] г. Группа контроля состояла из 11 практически здоровых добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту с основной группой.

В ходе клинического обследования проводилась оценка жалоб, анализ истории заболевания и стандартное неврологическое клиническое обследование.

Степень периферической нейропатии оценивалась в соответствии с критериями тяжести ДПН, принятых экспертной группой в г. Торонто, и Американской диабетической ассоциации о диабетической нейропатии [5]. Оценка интенсивности боли проводилась с использованием визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) и специальной шкалы скрининга PainDetect для выявления нейропатического компонента боли. Субъективный анализ степени полинейропатии проводился с использованием опросников общего симптоматического (TSS) и нейропатического симптоматического (NSS) счета.

Неврологическое обследование включало количественную оценку нарушений болевой, температурной, тактильной, вибрационной чувствительности, изменения сухожильных рефлексов нижних конечностей, которую выражали в общих баллах по шкале нейропатического дисфункционального счета (NDS). Объективную оценку тактильной чувствительности проводили с помощью монофиламента Семмес – Вейнштейна. Порог болевой чувствительности был оценен с использованием иглы неврологического молоточка. Оценка температурной чувствительности проводилась с использованием металлических и прорезиненных наконечников неврологического молотка. Для оценки порога вибрационной чувствительности использовался градуированный камертон с частотой 128 Гц.

Степень дисфункции периферического нерва оценивалась с помощью электронейромиографического исследования (ЭНМГ), выполненного на приборе VikingQuest (Nicolet, США). Оценивались скорость распространения возбуждения (СРВ), амплитуда и латентность М-ответа малоберцовых нервов и амплитуда, латентность и сенсорного S-ответа и СРВ икроножных нервов с обеих сторон. В нашем исследовании использовались 2-й и 3-й электронейромиографические критерии, предложенные P. Dick et al. [3] в качестве объективных признаков нарушения нервной проводимости: уменьшение амплитуды моторного ответа менее 3,5 мВ, скорость проведения импульса менее 40 м/с, увеличение резидуальной латентности более 3,0 мс, выявленные в двух или более периферических нервах нижних конечностей.

Компенсация углеводного обмена определялась по уровню гликозилированного гемоглобина (HbA1c), содержание которого оценивали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на анализаторе D-10 (Roche, Швейцария).

Забор образцов крови осуществляли в утренние часы, натощак, путем венепункции кубитальной вены с использованием вакуумных систем для забора крови c активатором свертывания (Greiner VACUETTE^®, Greiner Bio-one, Graz, Austria) после 12-часового голодания. Сыворотку крови отделяли путем центрифугирования образцов при 2000g не позднее чем через 60 мин после забора крови.

Исследование концентрации мозгового нейротрофического фактора (brain-derived neurotrophic factor – BDNF) и его специфического тропомиозинового рецептора тирозинкиназы типа В (tropomyosin receptor kinase B – TrkB) в сыворотке пациентов проводилось методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием стандартных наборов тест-систем для исследования BDNF (SEA011Hu; Cloud-Clone Corp., Китай), а для рецептора тирозинкиназы типа В (SEC183Hu; Cloud-Clone Corp., Китай). Оптическую плотность проб регистрировали на вертикальном фотометре StatFax 3200 (Awareness, США).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ Statistica v. 10 (StatSoft Inc., США). Для каждого массива данных рассчитывали параметры описательной статистики: среднюю арифметическую (М), стандартное отклонение (SD), медиану (Me) и интерквартильный диапазон (25–75%-ный процентиль), а также минимальное (min) и максимальное (max) значение. Характер распределения полученных результатов оценивали с использованием критерия Шапиро – Уилка. Полученные результаты позволили отвергнуть нулевую гипотезу о нормальном характере их распределения, что послужило основанием для использования непараметрических методов при выполнении дальнейшего статистического анализа. Независимые выборки сравнивали с использованием H-критерия Краскела – Уоллиса. Для оценки вероятности справедливости нулевой гипотезы для двух групп использовался порог р < 0,05, при сравнении трех групп и более – р < 0,017.

Результаты и их обсуждение

На основании клинических и электронейромиографических исследований пациенты основной группы были разделены на три подгруппы: 1-я – 11 пациентов без ДПН; 2-я – 14 больных с субклиническими проявлениями ДПН; 3-я – 39 человек с клинически манифестной диабетической полинейропатией (таблица).

 

Сравнительная характеристика пациентов основной группы

Показатель	Группа			H-критерий	p
	1-я (подгруппа без ДПН)	2-я (cубклиниче-ская ДПН)	3-я (клинически явная ДПН)
Количество обследованных (мужчины/женщины)	11 (2/9)	14 (4/10)	39 (7/32)	–	–
Возраст пациентов, лет	58,25 [52, 00; 64, 00]	60,00 [54, 00; 72, 0]	58,95 [53, 00; 70, 00]	0,776	0,747
Длительность СД, лет	9,92 [1, 00; 16, 00]	8,00 [1, 00; 12, 00]	10,50 [5, 00; 20, 00]	3,254	0,249
Гликемия натощак, ммоль/л	7,65 [6, 57; 14, 00]	9,10 [6, 38; 12, 00]	11,73 [6, 75; 15, 00]	0,602	0,721
HbA1c, %	7,00 [5, 50;8, 50]	7,50 [6, 75; 10, 0]	9,50 [8, 55; 14, 00]	1,475	0,007
ВАШ, баллы	3,67 [0, 00; 5, 70]	4,25 [0, 00; 7, 0]	4,55 [0, 00; 8, 00]	6,702	0,035
PainDetect, баллы	2,00 [0, 00; 3, 00]	2,50 [0, 00; 4, 00]	16,50 [10, 00; 25, 00]	31,175	0,000
TSS, баллы	0,58 [0, 00; 1, 33]	0,64 [0, 00; 1, 99]	5,48 [3, 33; 6, 99]	26,423	0,000
NSS, баллы	1,08 [0, 00; 2, 50]	1,34 [0, 00; 8, 00]	5,16 [3, 00; 7, 00]	29,288	0,000
NDS, баллы	10,42 [4, 00; 17, 00]	17,83 [14, 00; 22, 00]	17,91 [16, 0; 22, 00]	10,812	0,004
S-ответ, мВ	10,0 [8, 5; 12, 0]	4,23 [1, 5; 6, 82]	3,25 [0, 00; 6, 5]	19,83	0,000
Латентность, мс	1,65 [1, 25; 2, 4]	3,41 [2, 0; 4, 22]	3,95 [2, 52;4, 85]	12,75	0,025
СРВ, м/с (икроножный н.)	56,5 [48, 0; 63, 2]	33,4 [24, 0; 41, 63]	33,6 [22, 0;45, 5]	16,17	0,012
M-ответ, мВ	5,69 [4, 82;6, 47]	2,22 [0, 83; 3, 41]	1,8 [0, 2; 3, 3]	22,28	0,000
Латентность, мс	1,8 [0, 7; 2, 5]	3,22 [2, 89; 4, 3]	3,46 [2, 47; 4, 5]	13,51	0,001
СРВ, м/с (малоберцовый нерв)	57,79 [48, 0; 67, 54]	32,55 [27, 0; 42, 5]	28,55 [20, 58; 36, 0]	13,57	0,001

Примечание: данные представлены в формате – Me [Q1; Q3], где Me – медиана, Q1 – 25%-ный квартиль; Q3 – 75%-ный квартиль.

 

Данные сывороточной концентрации BDNF и его рецептора – TrkB – практически не различались у больных без ДПН и обследованных контрольной группы. Медиана содержания и интерквартильный диапазон BDNF в подгруппе без ДНП составили 0,84 [0, 50; 1, 26] нг/мл и статистически значимо не отличались от результатов контрольной группы, которые составили 0,98 [0, 54; 1, 15] нг/мл (р = 0,643). Медиана содержания и интерквартильный диапазон рецептора TrkB у больных без ДНП составили 2,15 [1, 88; 2, 93] нг/мл и также статистически значимо не отличались от результатов контрольной группы – 2,03 [1, 54; 2, 70] нг/мл (р = 0,948).

Результаты исследования BDNF и его рецептора TrkB в подгруппе больных с субклиническими проявлениями полинейропатии характеризовались промежуточными значениями. Количество BDNF в сыворотке пациентов с субклинической ДПН составило в среднем 2,97 [2, 44; 3, 37] нг/мл, что достоверно превысило показатели первой и контрольной групп (р = 0,017, р = 0,022 соответственно, рисунок, а).

Средний уровень TrkB составил 4,29 [3, 48; 5, 62] нг/мл, что также выше соответствующих значений пациентов 1-й группы (р = 0,032) и группы контроля (р = 0,025), как продемонстрировано на рисунке, б.

 

Рис. Содержание в сыворотке исследованных подгрупп: а – BDNF, нг/мл: диаграмма размаха количественного содержания мозгового нейротрофина в сыворотке исследованных подгрупп. Диаграммы размаха включают в себя медиану (точечное изображение), верхний и нижний квартили (25–75 %), верхнюю и нижнюю границы полученных значений (min–max). По оси Х указаны порядковые номера исследованных групп. По оси Y представлены количественные показатели сывороточного уровня BDNF; б – TrkB, нг/мл: диаграмма размаха количественного содержания рецептора мозгового нейротрофина в сыворотке исследованных подгрупп. Диаграммы размаха включают в себя медиану (точечное изображение), верхний и нижний квартили (25–75 %), верхнюю и нижнюю границы полученных значений (min–max). По оси Х указаны порядковые номера исследованных групп. По оси Y представлены количественные показатели сывороточного уровня TrkB

 

Наиболее высокие значения сывороточной концентрации мозгового нейротрофина и его рецептора TrkB обнаружены в 3-й группе. Содержание BDNF в сыворотке пациентов с клинически выраженной ДПН составило 4,28 [2, 94; 5, 86] нг/мл, что статистически значимо превышало соответствующий показатель как 2-й группы (р = 0,037), так и группы лиц без ДПН (р = 0,001) и группы контроля (р = 0,001). Уровень сывороточного рецептора TrkB у пациентов с клиническими проявлениями ДПН составил 4,41 [3, 95; 6, 36] нг/мл, что достоверно выше по отношению к данным 1-й группы (р = 0,015) и группы здоровых лиц (р = 0,007), однако статистически значимых отличий от результатов пациентов с субклинической ДПН по данному показателю не было выявлено (р = 0,751).

Проведение корреляционного анализа установило прямую зависимость между длительностью сахарного диабета и уровнем сывороточного BDNF (R = 0,524; p = 0,02). Выявлена слабая положительная прямая связь между уровнем гликированного гемоглобина HbA1c и уровнем TrkB в сыворотке крови (R = 0,482; p = 0,01). Выраженность нейропатической боли по PainDetect прямо коррелирует с содержанием BDNF (R = 0,402; p = 0,001) и обратно зависима от уровня TrkB (R = –0,383; p = 0,001). По результатам анализа обнаружена обратно пропорциональная связь между степенью аксонального повреждения нерва, представленной на ЭНМГ снижением амплитуды М-ответа, и количественным содержанием BDNF (R = –0,242; p = 0,03). В то же время ЭНМГ-показатели демиелинизирующего процесса в большей степени коррелируют с содержанием TrkB в сыворотке: получена обратная зависимость TrkB со СРВ (R = –0,359; p = 0,003) и прямая корреляция с латентностью малоберцового нерва (R = 0,311; p = 0,001). Достоверных корреляций между содержанием BDNF и его рецептора в сыворотке не было получено (R = 0,274; p = 0,08).

Согласно проведенному исследованию, уровни мозгового нейротрофического фактора и его рецептора в сыворотке пациентов с сахарным диабетом без ДПН соответствуют показателям группы контроля. В то же время установлено значительное повышение сывороточных уровней BDNF и его рецептора TrkB у пациентов с диабетической полинейропатией, в том числе субклинической стадии, по сравнению со здоровыми лицами.

Количество мозгового нейротрофина, определяемого в сыворотке, увеличивается на субклинической стадии ДПН и коррелирует с длительностью сахарного диабета. Ранняя экспрессия BDNF свидетельствует об активации репаративных процессов в ответ на повреждение нервного волокна. Данный механизм компенсации периферической нервной системы в условиях гипергликемии является проявлением нейропластичности и может обусловливать отсутствие клинической симптоматики даже при частичном разрушении нервов в течение определенного периода, что представляет собой субклиническую стадию ДПН.

Повышение сывороточного уровня TrkB происходит задолго до стадии формирования клинических проявлений и зависит от степени декомпенсации углеводного обмена, что во многом определяет «качественную» характеристику нейропластичности при ДПН и может использоваться в качестве скрининга нейропатии на ранней стадии диабета. Рецептор также принимает участие в развитии нейропатической боли, хотя конкретные механизмы действия системы BDNF-TrkB требуют дальнейшего изучения. 

Выводы 

1. Усиление экспрессии циркулирующих в сыворотке мозгового нейротрофического фактора и его высокоаффинного рецептора происходит на начальном этапе повреждения периферических нервных волокон и коррелирует со степенью компенсации углеводного обмена, длительностью сахарного диабета и выраженностью нарушения нервного проведения.
2. Полученные данные позволяют рассматривать повышение уровня указанных факторов в сыворотке как маркеры субклинической стадии диабетической полинейропатии.

About the authors

Yu. V. Karakulova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7536-2060
SPIN-code: 5066-6556

MD, PhD, Professor, Head of Department of Neurology and Medical Genetics

Russian Federation, Perm

D. Yu. Sosnin

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1232-8826
SPIN-code: 4204-6796
Scopus Author ID: 36020670100

MD, PhD, Professor, Department of Faculty Therapy № 2, Occupational Pathology and Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Perm

T. A. Filimonova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: julia.karakulova@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Neurology and Medical Genetics

Russian Federation, Perm

I. V. Nekrasova

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Acad-emy of Sciences

Email: julia.karakulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6706-5912

Candidate of Biological Sciences, researcher, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of RAS

Russian Federation, Perm

References

Supplementary files

Comments on this article