Маркеры, характеризующие гликемический статус и развитие нейрональных нарушений у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа (1091720), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Наиболее выражено сцепление с генами главногокомплекса гистосовместимости MHC класса II, в частности, с аллелями HLA-DR и HLA-DQ [7].В группу высокого генетического риска попадают ближайшие родственники больных СД1,однако, чаще всего заболевают дети с неотягощенной наследственностью по СД1. В нашейпрактике из 260 детей с СД1 только 4 имели родственников с этим заболеванием. Политературным данным частота встречаемости СД1 у идентичных близнецов составляет 40% [8].Следовательно, не-генетические факторы также играют важную роль в развитии болезни.Поиск «агента», который мог бы быть причиной аутоиммунной атаки затруднен тем, что междуначалом процесса и его последствиями – клиническими проявлениями – проходит многовремени (месяцы или даже годы).
К этому моменту «следы» агента могут быть потеряны.Вирусам как причине возникновения СД1 в литературе уделено очень много внимания.В качестве кандидатов рассматриваются цитомегаловирус, ротавирус и другие [9-11], нонаиболее вероятным называют вирус Коксаки B4 из семейства энтеровирусов [12-15]. Самоераннее предположение о связи вируса Коксаки и СД1 датируется 1969 годом. Такой вывод былсделан на основании данных о высоком титре антител к вирусу Коксаки у пациентов с впервыевыявленным диабетом по сравнению со здоровыми донорами [16]. В дальнейшем теория былаподтверждена более современным методом – ПЦР [17] и на животной модели [13]. Одним изподтверждений данного предположения является факт обнаружения вируса в клетках островковподжелудочной железы [15], [18].
Вирусная теория базируется на способности вирусов кмолекулярной мимикрии [19]. Так, было обнаружено сходство в строении белковых эпитоповвирусов и белков β-клеток – GAD и IA-2 [20].Ещё одна пристально изучаемая теория возникновения диабета – нейрональная.11Ведущие исследователи в этой области, учёные из Канады, опираются на сходство в строениинейрональной ткани и ткани эндокринной части поджелудочной железы, а именно оболочки,окружающей островок Лангерганса, состоящей из шванновских клеток. По этой теории,исследуемой на модельной системе СД1 – мышах со спонтанным диабетом (Non-obese diabetic,NOD-мыши,) шванновские клетки экспрессируют белки, имеющие нейрональную природу:S100β, глиальный фибриллярный кислый белок (ГФКБ) и декарбоксилазу глутаминовойкислоты (GAD).
Эти аутоантигены могут являться первичной мишенью для Т-лимфоцитов,разрушающих β-клетки [21-23].В качестве других потенциальных природных факторов рассматриваются бактерии,белки коровьего молока [24, 25], протеины пшеницы [26], недостаточность витамина D [27].Впрочем, эти теории не получили особого распространения.2.1. Экспериментальные модели для исследования СД1Животные модели широко используются для исследования диабета. Ранние опыты спанкреатэктомией у собак подтвердили главную роль поджелудочной железы в гомеостазеглюкозы, что привело к открытию инсулина.
Сегодня большинство исследований проводится нагрызунах. Нехирургические методы исследования основываются на введении токсинов –стрептозотоцина и аллоксана. Другая модель – врожденный диабет у мышей без ожирения –NOD-мыши. Модельные системы диабета позволяют исследовать осложнения, гестационныйдиабет, действие лекарственных препаратов, трансплантацию островковых клеток.2.1.1. Токсический диабетТоксический диабет основан на способности некоторых химических веществ вызыватьселективную деструкцию панкреатических β-клеток. Стрептозотоцин (рис.
1А) наиболее частоприменяется для моделирования диабета 1-го типа у крыс. Это производное нитрозомочевины,был выделен из Streptomyces achromogenes, грамм-положительной бактерии, как антибиотикширокого спектра действия и противоопухолевый препарат. Стрептозотоцин является мощнымалкилирующим агентом и благодаря своей структуре, схожей с молекулой глюкозы,транспортируется внутрь клетки, подавляет функцию глюкокиназы, вызывает множественныеразрывы в цепи ДНК [28]. Однократное введение стрептозотоцина в большой дозе (70-80 мг/кгвеса) или ввдение малых доз (40 мг/кг веса) в течение нескольких дней вызываетинсулинопению и диабет у крыс. На фоне токсического воздействия также имеет местоаутоиммунная деструкция β-клеток, приводящая к инсулитам [28].12Рисунок 1. А - молекула стрептозотоцина; Б – молекула аллоксана.Аллоксан (мезоксалипомочевина, эритровая кислота, 2,4,5,6-пиримидинэтетрон) –обладаетспособностьюизбирательноуничтожатьβ-клетки,чтоиспользуетсядлямоделирования СД1 у грызунов.
Аллоксан накапливается в β-клетках посредством поглощенияс помощью транспортера GLUT2 глюкозы и вызывает окисление ДНК и белков за счетобразования активных форм кислорода. Действие свободных радикалов приводит кдеструктивному процессу β-клеток [29].На моделях токсического диабета были зафиксированы признаки аутоиммунногодиабета – гипоинсулинемия, гипергликемия, появление островковых аутоантител [30, 31] ихарактерные для диабета нейрональные нарушения [32-35].2.1.2. Спонтанный диабетДиабетические мыши без ожирения (NOD-мыши) также часто используются какмодели с медленно развивающимся диабетом, имеющим сходство с диабетом 1-го типачеловека.NOD-мыши впервые были выведены для изучения катаракты. Они имеют полиморфизмв гене, который кодирует MHC II.
В возрасте 4-5 недель у мышей развивается инсулит, а затемпроисходит субклиническая деструкция β-клеток с образованием инсулитов, т.е. инфильтрациилимфоцитов в область островка. Клинический диабет развивается на 12-30 неделе. У NODмышей обнаруживаются аутоантитела к инсулину [36, 37] и к островковым клеткам [38] иразвиваются нейропатии [39, 40].2.2. Стадии развития диабета первого типаПредпосылками для развития СД1 служат наличие генетической предрасположенности(полиморфизм генов HLA II класса, кодирующих DR 3, DR 4 и DQ) и воздействие каких-либо13факторов окружающей среды (вирусная инфекция, стресс, питание, лекарственные препараты).Совокупность этих факторов приводит к запуску аутоиммунного процесса. Схема развитядиабета во времени изображена на рисунке 2.Большую роль в патогенезе СД1 играет хронический воспалительный процесс.Воспаление при СД1 характеризуется несколькими стадиями [2, 41]:-индукцияаутоиммуннойатакипротивпанкреатическихβ-клеток.Провоцирующий агент – какой-либо внешний или высвобожденный β-клетками антиген захватывается антигенпрезентирующими клетками и презентируется через MHC класса II.АнтигенраспознаетсяТ-лимфоцитамиCD4+,врезультатеТ-лимфоциты становятсяактивированными, т.е.
диабетогенными;- образование и развитие инсулита. CD4+ и CD8+ клетки, привлекаемыехемоаттрактантами, мигрируют в поджелудочную железу к очагу воспаления – островку,окружают его, образуя инфильтрат. Воспалительный инфильтрат состоит преимущественно изТ-лимфоцитов (CD8+ клетки численно превосходят CD4+), небольшого количества Bлимфоцитов и макрофагов [42]. В это же время в периферической крови подавляются Тсупрессоры (Treg –регуляторные Т-клетки) и активируются эффекторные Т- лимфоциты (T –хелперы, или Т-цитотоксические клетки);- разрушение β-клеток. К месту воспаления посредством медиаторов воспаления(ИНФ-γ, ФНО-α, CXCL10) привлекаются другие клетки иммунной системы – макрофаги,нейтрофилы, натуральные киллеры. Был предложен Fas/FasL механизм деструкции β-клеток,т.е. посредством апоптоза.
Было показано, что β-клетка экспрессирует Fas, а инфильтрованныелимфоциты – FasL [42, 43]. Разрушение β-клеток происходит в доклинический период. В этовремя в крови можно обнаружить специфические аАТ к компонентам β-клеток: кдекарбоксилазе глутаминовой кислоты (GAD), тирозинфосфатазе (IA-2), инсулину (IAA),островковым клеткам (ICA-2). Эти антитела появляются задолго до манифестации (за нескольколет) и служат единственными иммунологическими маркерами для выявления людей группыриска и прогнозирования заболевания (по увеличению титра). На этой стадии ещё сохраняетсянормальная секреция инсулина. Глюкоза остаётся в пределах нормы, но возможно нарушениетолерантности;- цикличность процесса.
Сигнал от апоптозных β-клеток приводит к повторномурекрутированию аутореактивных Т-клеток. При второй волне разрушения β-клеток в процессвовлекается перфорин, выбрасываемый цитотоксическими клетками СD8+. Дальнейшееразрушение вновь вызывает высвобождение β-клеточных антигенов, и иммунологическиенарушения принимают выраженный характер, что приводит к прогрессирующему снижениюсекреции инсулина. Новая волна разрушения β-клеток является более серьёзной и приводит к14почти полному истощению β-клеточной массы и, следовательно, полной потери функции.Между тем, аутоиммунное воспаление может стимулировать пролиферацию β-клеток, так что βклеточная масса временно частично восстанавливается.
Кроме того, Т-супрессорный ответиногда может превалировать над Т-эффекторным. Такие «ремиссии» β-клеток случаются напротяжении всего аутореактивного процесса;- манифестация СД1. В результате остаётся только 10-30% β-клеточной массы и тогдаСД1 диагностируется - отмечается высокое содержание глюкозы в крови, потеря веса, жажда,полиурия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
