Клинико-диагностическое значение нейтропных факторов при диабетической периферической полинейропатии у детей и подростков

© Коллектив авторов, 2008

Л.Л. Афонин, Н.В. Морозова, Г.А. Галкина, М.В. Комкова

КЛИНИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ НЕЙРОТРОПНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ ПОЛИНЕЙРОПАТИИ

У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

ФГУ Ростовский НИИ акушерства и педиатрии Ростмедтехнологий, г. Ростов-на-Дону, РФ

Интерес к изучению диабетической периферической полинейропатии (ДПНП) у детей с сахарным диабетом 1-го типа (СД1) существенно возрос в последнее время. Одним из механизмов развития ДПНП может быть изменение уровней нейротрофических факторов в крови. Целью нашего исследования явилось изучение уровней мозгового нейротрофического фактора (BDNF), инсулиноподобного фактора роста 1 (¡КР1), фактора некроза опухоли а (TNFа) в сыворотке крови детей и подростков с СД1 и диагностированной ДПНП. Мы обследовали 122 пациента с длительностью СД 1 от 3 мес до 14 лет. Все больные были распределены на 2 группы с учетом наличия или отсутствия у них ДПНП. Результаты исследования показали, что уровни BDNF и TNFa увеличивались при ДПНП, а концентрация IGF1 уменьшалась при развитии данного осложнения.

Interest in diabetic peripheral polyneuropathy (DPNP) in children with diabetes mellitus (DM) type I has quickened last time. Changed levels of serum neurotrophic factors can be one of mechanisms of DPNP development. So, objective of present study was to determine level of serum brain neurotrophic factor (BDNF), insulin-like growth factor 1 (IGF1) and tumor necrosis factor a (TNFa) in children and adolescents with DM type I and proved DPNP. Authors examined 122 patients with DM duration 3 months-14 years. All the patients were divided into 2 subgroups- with and without DPNP signs. The study showed that patients DPNP had increased serum BDNF and TNFa and decreased IGF1 in comparison with patients without DPNP.

Диабетическая периферическая полинейропа-тия (ДПНП), частота которой в детском и подростковом возрасте колеблется от 5 до 57%, значительно снижает качество жизни больных сахарным диабетом 1-го типа (СД1) [1-3].

Известно, что «золотым стандартом» в диагностике ДПНП является электромиография (ЭМГ), однако у детей и подростков имеют место некоторые ограничения в ее применении [4-6]. В связи с этим весьма актуальным является поиск других информативных критериев ранней диагностики данного осложнения у детей и подростков. Учитывая, что в последние годы активно изучается роль нейротроп-ных факторов в формировании патологии нервной системы [7-12], чрезвычайно важным представляется решение задачи ранней диагностики ДПНП у детей и подростков с позиции исследования у них содержания нейротропных факторов, участвую-

щих в патогенезе этого тяжелого осложнения СД1, а именно: мозгового нейротрофического фактора (BDNF), фактора некроза опухоли а (TNFа) и инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1).

Целью нашего исследования явилось изучение роли нейротропных факторов в формировании ДПНП и разработка ранних критериев ее диагностики у детей и подростков, страдающих СД1.

Материалы и методы исследования

Под наблюдением находились 130 детей и подростков в возрасте от 7 до 18 лет: 68 детей (52,3%) и 62 подростка (47,7%), больных СД1 с длительностью заболевания от 3 мес до 14 лет. На момент манифестации СД1 больные не имели патологии со стороны опорно-двигательного аппарата и нервной системы. Все больные были распределены на 2 группы с учетом наличия или отсутствия у них ДПНП. В 1-ю группу

вошли 46 детей и подростков (35,4%), не имеющих клинических и функциональных признаков ДПНП. 2-ю группу составили 84 больных с различной степенью выраженности полинейропатии (64,6%), которые были распределены на 2 подгруппы: 2а подгруппу составили 46 пациентов (35,4%) с субклинической стадией ДПНП, 2б подгруппу - 38 больных (29,2%) с клиническими проявлениями ДПНП.

Контрольную группу составили 20 детей и подростков без нарушений углеводного обмена и отягощенного неврологического анамнеза.

Для определения стадии диабетической полинейропатии использовали классификацию P. Dyck и P. Thomas [13]. Согласно рекомендациям, разработанным Г.И. Сивоус и соавт. и утвержденным МЗ РФ (2002), для выявления ДПНП у детей и подростков исследовали только нижние конечности [4].

Для определения степени тяжести ДПНП проводили количественную оценку имеющихся расстройств в соответствии со шкалой нейропатического дисфункционального счета (НДС) [14]. ЭМГ проводили на компьютерном электромиографе «Нейромиан» российского предприятия «Медиком ЛТД» (г. Таганрог).

Для определения степени компенсации СД1 определяли уровень гликированного гемоглобина (HbA1C) микроколоночным ионообменным методом («Human», Германия).

Определение уровней BDNF и IGF1 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа наборами фирмы DSL (США).

Уровень TNFa в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа наборами фирмы СYTIMMUNE (США).

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием Excel-2003 и пакета прикладных программ Statistica-6 [15]. Первоначально был проведен анализ данных с использованием описательной статистики, при этом оценивали значения медианы и интерквартильного размаха (75-25%). Для оценки вероятности справедливости нулевой гипотезы использовали порог р=0,05. С целью выявления взаимосвязи и взаимовлияния различных факторов использовали коэффициент корреляции по Спирмену (R). Оценку наличия статистически значимых отличий между выделенными группами проводили с использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни; для анализа различия частот в двух независимых группах объектов исследования использовали точный критерий Фишера.

Результаты и их обсуждение

Анализ клинических данных выявил, что среди больных, не имеющих ДПНП (1-я группа), преобладали дети (31 ребенок и 15 подростков, 67,4% и 32,6% соответственно), в группе больных с ДПНП (2-я группа) - подростки (37 детей и 47 подростков, 44,1% и 55,9% соответственно), преимущественно за счет 2б подгруппы (в 2а подгруппе с субклиническими проявлениями ДПНП было 25 детей и 21 подросток, 54,3% и 45,7% соответ-

ственно; в 2б подгруппе с клинической стадией заболевания - 12 детей и 26 подростков, 68,4% и 31,6% соответственно). Выявлена прямая корреляционная взаимосвязь между длительностью течения СД1 и формированием у них ДПНП: при длительности заболевания до 1 года преобладали пациенты без ДПНП (84,6%), в то время как с увеличением длительности заболевания возрастал удельный вес больных, имеющих ДПНП, и при длительности СД1 более 10 лет частота больных во 2б подгруппе составляла 86,9%. При этом статистически обоснованные различия установлены между пациентами всех групп, ошибка вероятности (р) не превышала 0,004.

Учитывая несомненную роль степени компенсации СД на формирование диабетических осложнений, в том числе ДПНП, была дана оценка компенсации углеводного обмена по уровню НЬА1с. Установлено, что оптимальный уровень НЬА1С (менее 7,6%) преобладал в 1-й группе - у 67,4% , субоптимальный (7,6-9%) - наблюдался у 47,8% пациентов подгруппы 2а с субклинической стадией поли-нейропатии и высокий риск (более 9%) превалировал в клинической подгруппе 2б - у 84,2%.

При оценке различных видов чувствительности и рефлексов нижних конечностей с помощью шкалы НДС установлено превалирование нарушений со стороны сенсорной сферы над двигательной. При этом чувствительные нарушения различной степени выраженности отмечены у пациентов всех обследуемых групп с преимущественным преобладанием у больных с клиническими признаками ДПНП. В то же время, согласно разработанной шкале НДС, сумму баллов от 0 до 4, принятую за вариант нормы, имели не только все пациенты 1-й группы, но и больные 2б подгруппы (с жалобами на боли в ногах, онемение и парестезии), что дает основание усомниться в абсолютной информативности данной шкалы при постановке диагноза ДПНП.

С целью диагностики субклинической и подтверждения клинической стадий ДПНП проводили ЭМГ. Наиболее часто измененными ЭМГ-пара-метрами были амплитуда М-ответа при стимуляции моторного нерва, потенциал действия (ПД) при стимуляции чувствительного нерва, резиду-альная латентность (РЛ) при исследовании двигательного нерва, свидетельствующие прежде всего о вовлеченности тонких волокон, что является характерным для нарушения аксонального транспорта. Снижение скорости распространения возбуждения (СРВ) по двум нервам голени как по двигательному, так и по чувствительному выявлено при нарастании тяжести ДПНП. Наиболее существенные изменения ЭМГ-параметров выявлены у детей и подростков с клиническими проявлениями ДПНП. Следует отметить, что ЭМГ-пара-метры являются ценным диагностическим критерием в постановке диагноза ДПНП, особенно на

А.А. Афонин, Н.В. Морозова, Г.А. Галкина, М.В. Комкова

23

Рис. 1. Содержание TNFa в сыворотке крови больных СД1 с учетом формирования у них ДПНП.

Здесь и на рис. 2 и 3: а - контрольная группа, б - 1-я группа, в - подгруппа 2а, г - подгруппа 2б.

10 лет показатель был в 2 раза ниже, чем у детей и подростков с длительностью СД менее 1 года.

По мере формирования и прогрессирования полинейропатии уровень ЮИ имел характер ступенчатого снижения (рис. 2). При этом достоверно значимые отличия получены между всеми исследуемыми группами. Это дало основание думать, что снижение данного показателя у пациентов, страдающих СД1, может являться фактором риска как развития ДПНП, так и прогрессирования данного осложнения.

доклинической стадии [4, 11], однако имеющиеся существенные недостатки, такие как возможность проведения процедуры только у детей старше 7 лет, болезненность при раздражении нервов, длительность выполнения, необходимость психоэмоционального настроя ребенка, ограничивают применение ЭМГ.

В связи с тем, что в настоящее время не существует универсальных критериев диагностики субклинической стадии ДПНП в детском и подростковом возрасте, нами было предпринято изучение содержания ряда нейротропных факторов, участвующих в патогенетических механизмах формирования ДПНП. С этой целью в сыворотке крови детей и подростков, больных СД1, определяли концентрацию ТОТа, ЮП и BDNF.

Установлено, что содержание TNFa было в 2 раза выше у пациентов с СД1 по сравнению с контрольной группой (рис. 1). При этом отмечено ступенчатое повышение показателя по мере увеличения длительности заболевания, что, по-видимому, связано с более выраженными метаболическими нарушениями у детей с длительным течением СД.

Выявлена также отчетливая закономерность нарастания концентрации TNFa по мере формирования и прогрессирования ДПНП. Так, во 2б подгруппе отмечено двукратное увеличение TNFa в сравнении с контрольной группой и 1-й группой. Полученные данные свидетельствуют о вовлечении TNFa в процесс формирования ДПНП.

Следует отметить, что нами выявлена прямая зависимость повышения уровня TNFa с длительностью ДПНП, шкалой НДС, ухудшением метаболических параметров по уровню НЬА1С, а также ЭМГ-показателем - РЛ. Обратная зависимость установлена с амплитудой М-ответа. Следовательно, повышение уровня TNFa при СД1, может являться фактором риска формирования и прогрессиро-вания полинейропатии у детей и подростков.

При изучении содержания в сыворотке крови IGF1 обнаружено более чем двукратное снижение его концентрации у больных СД1 в сравнении с контрольной группой. Обращает внимание, что по мере увеличения общей длительности СД1 выявлялось неуклонное снижение уровня этого показателя. Так, у пациентов с длительностью СД более

Рис. 2. Содержание IGF1 в сыворотке крови больных СД1 с учетом формирования у них ДПНП.

Установлена корреляционная связь между уровнем IGF1 и возрастом пациентов на момент манифестации СД, длительностью ДПНП, суммой баллов по шкале НДС, степенью компенсации заболевания (НЬА1С), а также ЭМГ-показателями. Полученные результаты свидетельствуют о том, что снижение уровня IGF1 при СД1 у детей и подростков способствует развитию и прогрессирова-нию ДПНП.

Анализ содержания уровня BDNF выявил значительное его повышение в сыворотке крови у наблюдаемых больных СД относительно контроля. Характер изменений содержания BDNF в зависимости от длительности СД свидетельствует о росте значений данного показателя при увеличении длительности болезни до 10 лет.

У пациентов с длительностью заболевания более 10 лет отмечалось снижение уровня BDNF. При этом выявлено, что у 8 пациентов 2б подгруппы с клинической стадией ДПНП содержание BDNF было в 2 раза ниже относительно контрольных данных. Все пациенты этой группы были старше 15 лет, с неудовлетворительным контролем и тяжелым лабильным течением СД1, крайне выраженной метаболической декомпенсацией, с сопутствующими диабетическими осложнениями. У 6 юношей и девушек диагностирована наиболее тяжелая (2Б) стадия полинейропатии. У этих же пациентов выявлены наиболее патологические ЭМГ-параметры. Все выявленные нарушения свидетельствуют не только о вовлечении в патологический процесс аксонального аппарата, но и о происходящих процессах демиелинизации.

Выявленное повышение уровня BDNF по мере формирования ДПНП (рис. 3) подтверждается полученными при статистической обработке значимыми различиями между группой контроля и все-

в

г

10500

9000

ц

s 7500

M в 6000

fe 4500

Й

U M 3000

1500

1111

Рис. 3. Содержание BDNF в сыворотке крови больных СД1 с учетом формирования у них ДПНП.

ми группами наблюдаемых пациентов. Статистически обоснованные различия выявлены также между 1-й группой и 2а подгруппой. Различий между 2а и 2б подгруппами не обнаружено. Повышение концентрации нейротрофина, вероятно, обусловлено рефлекторной экспрессией BDNF шванновскими клетками в ответ на начинающиеся дегенеративные изменения аксонального аппарата с целью улучшения нейротрофики периферических нервов.

При проведении сравнительного анализа лабораторных, клинических и электрофизиологических параметров установлено, что при повышении уровня BDNF выше 9000 пкг/мл у детей и подростков с СД1 без клинических признаков ДПНП появляются начальные патологические изменения ЭМГ (увеличение РЛ и ПД, снижение амплитуды М-ответа). Данная ЭМГ-характеристика свидетельствовала о субклинической стадии ДПНП.

Важно обратить внимание, что у 9 пациентов 1-й группы (без клинических и ЭМГ-признаков полинейропатии) показатель BDNF был выше уровня 9000 пкг/мл. При проведении повторного ЭМГ-исследования через 6-12 мес у 7 пациентов выявлена отрицательная динамика. Таким образом, по результатам ЭМГ и объективного исследования у этих пациентов была диагностирована субклиническая стадия диабетической полиней-ропатии. В то же время у больных 1-й группы с показателями BDNF ниже 9000 пкг/мл и ЭМГ-кар-тиной, соответствующей возрастным параметрам, не выявлено отрицательной динамики клинических и функциональных тестов при повторном исследовании в период 1-1,5 года.

Таким образом, повышение уровня BDNF выше 9000 пкг/мл у детей и подростков с СД1 может являться ранним прогностическим признаком формирования субклинической стадии ДПНП, предшествующим электрофизиологическим изме-

нениям. Точность данного метода составила 85,28%, чувствительность - 89,47%, специфичность - 78,26%.

По результатам проведенной статистической обработки нами выявлена прямая зависимость уровня BDNF с длительностью ДПНП, суммой баллов по шкале НДС, НЬА1С, TNFa, а также ЭМГ-параметрами - РЛ и ПД. Обратная зависимость повышения уровня BDNF установлена с амплитудой М-ответа.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют об участии нейротропных факторов (TNFa, IGF1, BDNF) в патогенетических механизмах формирования ДПНП у детей и подростков, страдающих СД1. Разработанные критерии ранней диагностики субклинической стадии ДПНП по уровню BDNF, предшествующие ЭМГ-измене-ниям и позволяющие своевременно назначать лечебные мероприятия, открывают перспективу снижения частоты развития тяжелых форм этого инвалидизирующего осложнения СД1.

Выводы

1. У детей и подростков, страдающих СД1, установлено достоверное повышение в сыворотке крови уровня TNFa и BDNF, а также снижение концентрации IGF1. Наиболее выраженные изменения со стороны изучаемых показателей отмечаются у больных с ДПНП, особенно в клинической стадии заболевания. У подростков с клинической стадией ДПНП, длительностью заболевания более 10 лет, выраженной метаболической декомпенсацией и множественными осложнениями СД1 снижение уровня BDNF в 2 раза по сравнению с контрольными данными свидетельствует об истощении резервных возможностей и о демиелинизации нервных волокон.

2. Корреляционные взаимосвязи, выявленные между содержанием TNFa, IGF1, BDNF и возрастом пациентов на момент манифестации СД1, длительностью основного заболевания, НЬА1С, возрастом на момент установления ДПНП, длительностью и тяжестью этого осложнения, шкалой НДС, а также ЭМГ-показателями, свидетельствуют об участии нейротропных факторов в патогенезе формирования и прогрессирования ДПНП при СД1 у детей и подростков.

3. Повышение в сыворотке крови детей и подростков, больных СД1, содержания BDNF более 9000 пкг/мл, предшествующее ЭМГ-изменениям, может служить ранним диагностическим маркером формирования субклинической стадии ДПНП.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Лечение сахарного диабета и его осложнений. Руководство для врачей. М.: Медицина, 2005: 512.

2. Болотова Н.В., Райгородская Н.Ю., Худошина С.В. Маг-нитотерапия в комплексном лечении диабетической полинейропатии у детей. Педиатрия. 2006; 2: 56-60.

3. Дедов И.И., Кураева Т.Л., Петеркова ВА., Щербачева Л.Н. Сахарный диабет у детей и подростков. М.: Медицина, 2002; 391.

4. Сивоус Г.И., Строков ИА, Касаткина Э.П. Диабетическая периферическая сенсорно-моторная полиневропатия у детей и подростков: нейрофизиология, патогенез, клиника, диаг-

О.А. Чикулаева, О.Б. Безлепкина, В.А. Петеркова

25

ностика. Пособие для врачей. М., 2002: 24.

5. Гехт Б.М., Меркулова Д.М., Касаткина Л.Ф., Самойлов М.И. Клиническая и электромиографическая оценка эффективности реабилитации двигательных функций при демиели-низирующих полиневропатиях. Мед. техника. 2000; 2: 6-13.

6. Зенков Л.Р., Ронкин МА. Функциональная диагностика нервных болезней. М.: Медпресс, 2004: 488.

7. Петрухин А.С., Терентьев АА., Голосная Г.С. и др. Использование специфических белков нервной ткани в диагностике внутрижелудочковых кровоизлияний и перивентрику-лярной лейкомаляции у новорожденных. Клиническая нейро-химия. 2004; 21(6): 293-301.

8. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М. Роль окислительного процесса в патогенезе сосудистых осложнений диабета (лекция). Проблемы эндокринологии. 2000; 6: 32-37.

9. Гомазков О А. Системы нейрохимической регуляции при патологии мозга. Биомедицинская химия. 2004; 50(4): 321-343.

10. Bieke F, Schrijvers I, De Vriese An S, Flyvbjerg A. The Endocrine Society From Hyperglycemia to Diabetic Kidney Diseases: The Role of Metabolic, Hemodynamic, Intracellular

Factors and Growth Factors. Cytokines Endocrine Reviews. 2004; 25(6): 971-1010.

11. Szalecki M, Pankowska E, Jarosz-Chabd P, et al. Evalution of TNF-alpha receptor and VEGF in children with IDDM. Abstracts for the 31st Annual Meeting of the International Society for Pediatric and adolescent Diabetes (ISPAD). Pediatric, Diabetes. Krakow. 2005: 34-35.

12. ChengQ, Yeh HH. PLCgamma signaling underlies BDNF potentiation of Purkinje cell responses. Neuroreport. 2005:16(2): 175-178.

13. Dyck PJ, Thomas PK. Diabetic Neuropathy. W.B. Saunders company, 1999: 573.

14. Young RJ, Macintyre CC, Martyn CN, et al. Progresssion of subclinical polyneuropathy in young patients with type 1 (insulin-dependent) diabetes: Associations with glycaemic control and microangiopathy (microvascular complications). Diabetologia. 1986; 29: 156-161.

15. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладной программы Statistica. М.: Медиа сфера, 2003: 305.

© Коллектив авторов, 2008

г\ л

л г с,

D л Г"7>