Взаимосвязи между молекулами, отражающими нарушения клеточного дыхания, степень окислительного стресса, и гликированным гемоглобином при ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа

Введение. Патогенетическая роль биохимических изменений в развитии диабетической ретинопатии (ДР) несомненна и обуславливает важность исследований, раскрывающих нарушения метаболизма как отдельных молекул, так и показывающих взаимосвязи между ними. Исходя из общности процессов тканевого дыхания, обмена моносахаридов, триптофана, активации перекисного окисления липидов, представляет интерес изучение взаимосвязи между метаболитами данных путей при ретинопатии.

Цель. Сравнительный анализ и поиск корреляционных взаимосвязей между показателями метаболитов кинуренинового пути, промежуточных продуктов перекисного окисления липидов и гликированным гемоглобином (HbA1c) в крови у пациентов с ретинопатией на фоне сахарного диабета (СД) 2 типа.

Материалы и методы. Всего обследовано 126 пациентов, из них 21 здоровый человек, 21 пациент с «преддиабетом», 21 пациент с СД 2 типа и 63 пациента с СД 2 типа и ДР различной степени тяжести. У всех участников исследования в плазме крови определяли содержание кинуренинов (кинуренин (KYN), 3-гидроксикинуренин (3-НKYN), кинуреновая кислота (KYNA)) и малонового диальдегида (МДА) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Уровень HbA1c выявляли спектрофотометрически.

Результаты. В группе лиц с «преддиабетом» значения всех изучаемых показателей в плазме крови повышались относительно контрольной группы. В группе пациентов с СД 2 типа уровни KYN, 3-НKYN и МДА достоверно превышали таковые в группе лиц с «преддиабетом». В группе лиц с ДР все показатели оставались высокими, значения 3-НKYN и KYNA демонстрировали статистическую разницу по сравнению с группой больных СД. При проведении корреляционного анализа выявлены связи между показателями HbA1 и KYN (r=0,77; p ˂ 0,001), 3-НKYN (r=0,80; p ˂ 0,001), KYNA (r=0,72; p ˂ 0,001) и МДА (r=0,84; p ˂ 0,001), а также НKYN и МДА (r=0,50; p=0,002). Корреляции были между показателями HbA1c и шкалой глазного дна (r=0,82; p ˂ 0,001).

Заключение. Повышенный уровень гликозилированного гемоглобина и продуктов липопероксидации в крови при ретинопатии на фоне СД 2 типа, рост концентраций KYN, 3-HKYN, KYNA, наличие корреляционных связей между перечисленными показателями служат основой для доказательства взаимосвязи неконтролируемой гипергликемии с изменением клеточного дыхания и развитием окислительного стресса. Гипоксическое влияние и накопление промежуточных продуктов метаболизма кинуренинового пути способствует прогрессирующему нервно-сосудистому поражению сетчатки, активации процессов перекисного окисления липидов и воспалению.

1. Kang Q., Yang C. Oxidative stress and diabetic retinopathy: Molecular mechanisms, pathogenetic role and therapeutic implications // Redox Biol. 2020. Vol.37. Article number: 101799. https://doi.org/10.1016/j.redox.2020.101799

2. Wang J., Li M., Geng Z., Khattak S., Ji X., Wu D., Dang Y. Role of oxidative stress in retinal disease and the early intervention strategies: a review // Oxid. Med. Cell Longev. 2022. Vol.2022. Article number: 7836828. https://doi.org/10.1155/2022/7836828

3. Yang Z., Tan T.E., Shao Y., Wong T.Y, Li X. Classification of diabetic retinopathy: Past, present and future // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022. Vol.13. Article number: 1079217. https://doi.org/10.3389/fendo

4. Carpi-Santos R., de Melo Reis R.A., Gomes F.C.A., Calaza K.C. Contribution of müller cells in the diabetic retinopathy development: focus on oxidative stress and inflammation // Antioxidants (Basel). 2022. Vol.11, Iss.4. Article number: 617. https://doi.org/10.3390/antiox11040617

5. Vermot A., Petit-Härtlein I., Smith S.M.E., Fieschi F. NADPH oxidases (NOX): An overview from discovery, molecular mechanisms to physiology and pathology // Antioxidants (Basel). 2021. Vol.10, Iss.6. Article number: 890. https://doi.org/10.3390/antiox10060890

6. Kozieł K., Urbanska E.M. Kynurenine pathway in diabetes mellitus-novel pharmacological target? // Cells. 2023. Vol.12, Iss.3. Article number: 460. https://doi.org/10.3390/cells12030460

7. Соловьев Н.В. Возможность фармакологической коррекции, NMDA-индуцированной эксайтотоксичности сетчатки производными 3-гидроксипиридина // Современные технологии в офтальмологии. 2023. №2(48). C. 64– 70. EDN: XYFKRQ. https://doi.org/10.25276/2312-4911-2023-2-64-70

8. Xie N., Zhang L., Gao W., Huang C., Huber P.E., Zhou X., Li C., Shen G., Zou B. NAD+ metabolism: pathophysiologic mechanisms and therapeutic potential // Signal Transduct. Target. Ther. 2020. Vol. 5, №1. Article number: 227. https://doi.org/10.1038/s41392-020-00311-7

9. Sano H., Nakamura A., Yamane M., Niwa H., Nishimura T., Araki K., Takemoto K., Ishiguro K.I., Aoki H., Kato Y., Kojima M. The polyol pathway is an evolutionarily conserved system for sensing glucose uptake // PLoS Biol. 2022. Vol. 20, №6. Article number: e3001678. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001678

10. Shabalala S.C., Johnson R., Basson A.K., Ziqubu K., Hlengwa N., Mthembu S.X.H,. Mabhida S.E., Mazibuko-Mbeje S.E., Hanser S., Cirilli I., Tiano L., Dludla P.V. Detrimental effects of lipid peroxidation in type 2 diabetes: exploring the neutralizing influence of antioxidants // Antioxidants (Basel). 2022. Vol.11, №10. Article number: 2071. https://doi.org/10.3390/antiox11102071

11. Фефелова Е.В., Саклакова О.А., Максименя М.В., Коцюржинская Н.Н., Караваева Т.М., Терешков П.П. Метаболиты кинуренинового пути обмена триптофана в развитии ангиопатий при сахарном диабете // Забайкальский медицинский вестник. 2023. №2. С. 173-189. https://doi.org/10.52485/1998617320232173