The state of carbohydrate metabolism and the development of cerebrovascular diseases in patients with type 2 diabetes mellitus


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.4.61-67

K.V. Antonova (1), M.M. Tanashyan (1), M.Yu. Maksimova (1), N.V. Shakhparonova (1), T.I. Romantsova (2)

1) Scientific Center of Neurology, Moscow, Russia; 2) Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, Russia

Background. Cerebrovascular diseases (CVD) are often detected in patients with diabetes mellitus (DM). An increase in the glycated hemoglobin (HbA1c) level is associated with the development of microvascular complications; however, there is no information about a similar relationship in the genesis of acute or chronic forms of CVD. Objective. Evaluation of the role of carbohydrate metabolism parameters in the development of acute and chronic forms of CVD in patients with type 2 diabetes mellitus (DM2). Methods. The study included 167 patients with DM2 and ischemic CVD: group 1 (n=87) included patients with ischemic stroke (IS), group 2 (n=80) included patients with chronic CVD. General and neurological examinations, laboratory tests with determination glycemic and HbA1c levels, duplex scanning of the main arteries of the head (MAH), and neuroimaging (magnetic resonance imaging of the brain) were performed. Results. The development of both acute and chronic forms of CVD in diabetic patients usually occurs against the background of arterial hypertension, atherosclerosis of MAH, and an increase in body mass index on average 5 years after the diagnosis of diabetes. The same frequency of critical stenosis of the internal carotid artery (more than 70%) was detected in both groups – 34 and 37.5% for group 1 and 2, respectively. In patients of group 1 in 63.2% of cases an atherothrombotic subtype of IS occurred, and the incidence of atherosclerosis of MAH had a direct correlation with the duration of diabetes (r=0.26; p=0.02). There was a significantly higher level of glycemia and HbA1c (10.1 mmol/L and 8.4% versus 7.3 mmol/L and 7.6%) in patients with acute cerebral circulatory disorders (CCD) compared with patients with chronic CVD . Conclusion. The severity of carbohydrate metabolism disorders in DM2 patients is associated with the degree of «chronization» of the CVD. Insufficient glycemic control with an increase in glucose level to 10.1 mmol/L and HbA1c level to 8.4% creates favorable conditions for the progression of atherosclerosis with atherothrombosis, which are the leading pathogenetic mechanism for the occurrence of ischemic CVD in DM2 patients.


For citations: Antonova K.V., Tanashyan M.M., Maksimova M.Yu., Shakhparonova N.V., Romantsova T.I. The state of carbohydrate metabolism and the development of cerebrovascular diseases in patients with type 2 diabetes mellitus. Farmateka. 2019;26(4):61–67. (in Russian). DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.4.61-67 

Введение

Сахарный диабет (СД) – важный фактор риска развития цереброваскулярных заболеваний (ЦВЗ), которые относятся к основным причинам смерти больных СД 2 типа (СД2), занимая второе место после сердечной недостаточности. В условиях глобальной эпидемии СД как во всем мире, так и в нашей стране проблема ЦВЗ у больных СД приобретает все большее медико-социальное значение. Согласно статистическим данным, общая численность пациентов с СД в России на 31.12.2017 составила 4 498 955 (3,06% населения РФ), причем в 12,17% причиной смерти были нарушения мозгового кровообращения [1, 2].

Несмотря на значительные успехи борьбы с острыми нарушениями мозгового кровообращения (НМК) и снижение показателей смертности от них во всем мире, частота инсульта и его последствия значительно увеличились за последние три десятилетия [3]. Общеизвестна ассоциированная с образом жизни заболеваемость СД2, который является хорошо известным независимым фактором риска инсульта с такими потенцирующими его действие факторами риска, как ожирение, гипертензия и дислипидемия [4, 5]. Развитию и течению хронических форм цереброваскулярной патологии у больных СД2 уделялось меньше внимания, вероятно, ввиду их меньшей драматичности. Однако увеличившийся в популяции процент лиц с хроническими ЦВЗ, связанный как с увеличением продолжительности жизни, так и с достижениями ургентной ангионеврологии, а также коморбидные когнитивные нарушения и деменция активировали эту опцию научных исследований [6].

Основная роль в развитии сосудистых поражений при СД2 отводится гипергликемии. Именно с хронической гипергликемией и образованием конечных продуктов гликирования связывают развитие осложнений при СД [7]. Полагается, что избыточное гликирование может быть ключевым фактором в развитии метаболической памяти, поскольку его продукты производятся и накапливаются необратимо в организме больных СД в зависимости от степени и продолжительности гипергликемии и играют центральную роль в патофизиологии диабетических осложнений [8]. Гипергликемия и инсулинорезистентность являются триггером эндотелиальной дисфункции и атеросклеротических процессов [9], лежащих в основе патогенеза ЦВЗ. Клеточный апоптоз, увеличение числа молекул межклеточной адгезии и хроническое сосудистое воспаление способствуют дальнейшему развитию атеросклероза [10]. Прогрессирование атеросклероза играет ведущую роль в реализации острого НМК – ОНМК [11]. Все это приводит к тому, что ЦВЗ развиваются у 21% больных уже в первые 6 лет после выявления СД2 [12]. С другой стороны, с повышением уровня гликозилированного гемоглобина (HbA1c) увеличивается риск нарушений ритма сердца [13], что определяет наличие кардиального источника эмболии и развитие кардиоэмболического ишемического инсульта (ИИ).

Традиционно оценивался уровень гликемии у пациентов на фоне возникновения ОНМК. Как было показано ранее, риск развития инсульта напрямую связан с гипергликемией [14].

В последние годы все больше внимания уделяется не только гипергликемии в острейший период НМК, но и значению HbA1c в увеличении риска развития инсульта [15]. Для пациентов с хроническими ЦВЗ патогенетическая связь СД2, его длительность и качество гликемического контроля с состоянием сосудистой стенки магистральных артерий головы остаются недостаточно изученными.

Цель исследования: оценить роль параметров углеводного обмена в развитии острых и хронических форм ЦВЗ у больных СД2.

Методы

Работа выполнена в дизайне открытого сравнительного исследования.

В исследование были включены 167 пациентов с СД2 и ишемическими ЦВЗ, наблюдавшихся в ФГБНУ «Научный центр неврологии», разделенных на две группы: в первой (n=87) были пациенты с ишемическими ОНМК, во второй (n=80) – пациенты с хроническими ЦВЗ (ХЦВЗ). Настоящее исследование служит продолжением работы по изучению влияния СД2 на течение и исходы ИИ, результаты которой опубликованы ранее [16].

Исследование было проведено на базе ФГБНУ.

Все пациенты группы 1 были госпитализированы в острейший период НМК и получали лечение в соответствии с протоколом медицинской помощи при ИИ. В качестве клинических критериев оценки неврологического дефицита пациентам группы 1 была проведена оценка по шкале инсульта Национального института здоровья (NIHSS) [17]. Во группу 2 были включены пациенты как вне острого периода ИИ (не менее полугода после перенесенного НМК), так и с подостро нарастающей хронической ишемией головного мозга (по типу дисциркуляторной энцефалопатии).

Для верификации диагноза проводилось дуплексное сканирование магистральных артерий головы на ультразвуковом приборе Toshiba Viamo (Корея), а также магнитно-резонансная томография головного мозга на магнитном резонансном томографе Siemens 1,5 Тесла (США).

Пациентам проведены общесоматический и неврологический осмотры, общеклинические и биохимические исследования. Определены следующие показатели всех пациентов: уровень глюкозы для пациентов группы 1 в течение 1 часа от поступления в стационар [18], для больных группы 2 – в первые сутки от поступления в стационар натощак; липидный профиль (общий холестерин – ОХС, липопротеиды высокой плотности – ЛПВП, липопротеиды низкой плотности – ЛПНП, триглицериды), уровень НbA1c. Все биохимические показатели, а также уровень НbA1c определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Konelab 30I (Финляндия) с использованием наборов реагентов фирмы Randox (Великобритания). Уровень глюкозы определяли гексокиназным методом, НbA1c – иммунотурбодиметрическим методом.

Дополнительное медицинское вмешательство в рамках исследования не предусматривалось. Пациенты получали сахароснижающую терапию в соответствии с алгоритмами оказания медицинской помощи больным СД [19].

Основными показателями, оцениваемыми в ходе исследования, стали параметры углеводного обмена: уровни гликемии, HbA1c, длительность анамнеза СД2, а также признаки поражения прецеребральных артерий: наличие атеросклероза брахиоцефальных (магистральных) артерий, наличие гемодинамически значимых стенозов внутренней сонной артерии (ВСА).

Соответствие исследования нормам биомедицинской этики подтверждено заключением Локального комитета по этике (протокол № 11/14 от 19.11.2014).

Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался. Статистическая обработка проведена на Intel-совместимом персональном компьютере с использованием программ Microsoft Excel 2000, пакета прикладных программ Statistica (StatSoft Inc. версия 6.0, USA). Согласно дизайну исследования, для проверки гипотезы о нормальности распределения применялся критерий Колмогорова–Смирнова. При нормальном распределении признаков результаты описывались в виде среднее значение±стандартное отклонение. При распределении признака, отличного от нормального, данные представлены как медиана значений (значение верхнего и нижнего квартилей). Для проверки гипотезы о различии использованы критерии Манна–Уитни, U-тест, Вилкоксона. Для сравнения пропорций в двух независимых группах применяли критерий Фишера и χ2-критерий. За уровень статистической значимости принимали р<0,05.

Результаты исследования

У пациентов обеих групп основными сосудистыми процессами, лежащими в основе ЦВЗ, оказались артериальная гипертензия и атеросклероз (табл. 1).

При оценке распространенности ИБС отмечена тенденция в большей частоте встречаемости у больных ОНМК (55,2 против 41,25%; р=0,072973). При этом у больных ОНМК значимо чаще отмечены нарушения сердечного ритма (26,8 против 12,5%; р=0,010245). Следует отметить, что при оценке ведущего патогенетического подтипа инсульта обнаружено преобладание атеротромботического генеза (63,2%). Индекс массы тела (ИМТ) в обеих группах был сопоставим: 32,0±5,5 и 30,8±4,15 кг/м2 соответственно в группах 1 и 2 (р=0,0964).

Выраженность неврологической симптоматики у пациентов с ОНМК при оценке с использованием шкалы NIHSS составила 9,0±5,3 балла.

В группе больных хроническими ЦВЗ 38 (47,5%) пациентов имели анамнестические указания на перенесенные ранее НМК, у 42 (52,5%) заболевание имело подострое течение. У всех пациентов группы 2 отмечены клинические проявления в виде вестибуло-атактического, цефалгического, астенического и мнестического синдромов, у пациентов, перенесших НМК ранее, выявлены двигательные и чувствительные нарушения различной степени выраженности.

При оценке параметров углеводного и липидного обменов (табл. 2) отмечено, что развитие ИИ у больных СД2 произошло на фоне повышения уровня HbA1c в среднем до 8,4% и сопровождалось гипергликемией 10,1 ммоль/л. У пациентов с хроническими формами ЦВЗ эти показатели были значимо ниже: 7,6±1,8%; р=0,013636 и 7,3±1,8 ммоль/л; р=0,000000 соответственно (рис. 1).

При этом только 22 (25,3%) пациента с ОНМК имели значения HbA1c<7%, тогда как у большинства (65 [74,7%]) больных зарегистрирован уровень HbA1c>7%. В группе пациентов с ХЦВЗ у 29 (36,25%) больных значения HbA1c составили <7% и 51 (63,76%) пациентов имели уровень HbA1c>7%.

Показатели липидного обмена в группах значимо отличались, развитие НМК произошло на фоне повышения уровней ОХС и ЛПНП. Дислипидемия способствует повышению риска инсульта и характерна для пациентов с ИИ [20].

При оценке ассоциации показателей углеводного обмена с клиническими и лабораторными параметрами выявлены следующие взаимосвязи. Обнаружена значимая корреляция уровня HbA1c и глюкозы натощак при поступлении (r=0,5; р=0,000000) больных как ОНМК, так и группы ХЦВЗ (r=0,68; р=0,000000). Кроме того, отмечена связь уровня HbA1c и числа баллов по шкале NIHSS (r=0,3; p= 0,048915) у пациентов с ОНМК.

Нами не выявлено связи между уровнем HbA1c и длительностью заболевания СД у больных ХЦВЗ (r=0,09; p=0,414049), тогда как у пациентов с ОНМК обнаружена прямая зависимость между длительностью анамнеза СД и уровнем HbA1c (r=0,36; p=0,000721) (рис. 2). Для гликемии такой взаимосвязи с длительностью заболевания не получено.

Для оценки влияния длительности заболевания СД2 на течение сосудистого поражения был проведен анализ распространенности атеросклеротического поражения МАГ (по результатам ультразвукового дуплексного исследования) у пациентов обеих групп в зависимости от длительности течения СД. Проведенное исследование позволило выявить прямую зависимость между тяжестью поражения МАГ и длительностью СД2 (коэффициент корреляции Спирмена r=0,26; р=0,024213).

Обсуждение

В настоящем исследовании проведена оценка роли параметров углеводного обмена у пациентов с СД2 в реализации ИИ и развитии хронических форм ЦВЗ. Показано, что возникновению ОНМК у больных СД2 способствует неудовлетворительный гликемический контроль. Хроническая гипергликемия ассоциирована с прогрессированием атеросклеротического процесса в магистральных артериях головы. Распространенность атеросклероза брахиоцефальных артерий у больных ОНМК напрямую зависит от длительности СД2, что приводит к реализации ОНМК в основном по атеротромботическому подтипу на фоне более выраженных метаболических изменений: повышения не только гликемии в среднем до 10,1 ммоль/л, но и уровня HbA1c до 8,4%. Эти показатели отличаются у пациентов с хроническим формами ЦВЗ, у которых гликемия и уровень HbA1c повышены в меньшей степени – до 8,4 ммоль/л и 7,6%.

На сегодняшний день четко продемонстрирован вклад гипергликемии в развитие острых церебральных катастроф, однако роль качества гликемического контроля (а точнее, как показали результаты нашей работы, его отсутствия) и длительности хронической гипергликемии в реализации разных форм ЦВЗ изучены не в полной мере.

Вышеупомянутая неопределенность роли выраженности и продолжительности углеводных нарушений в развитии разных форм ишемических ЦВЗ побудила нас провести анализ гликемических и негликемических факторов, отличающих пациентов с острыми и хроническими ЦВЗ.

Как в группе с ОНМК, так и у пациентов с ХЦВЗ отмечена высокая распространенность значимого стеноза ВСА (34 и 37,5% соответственно). Такое выраженное атеросклеротическое поражение брахиоцефальных артерий находит подтверждение в результатах исследования секционных случаев ИИ с летальным исходом пациентов с СД2. Основной причиной нефатальных инфарктов в упомянутой работе стал атеростеноз артерий головного мозга [21].

В условиях длительного воздействия повышенного содержания глюкозы активизируются патогенетические механизмы, определяющие механизм развития ОНМК у больных СД2, что подтверждается выявленным в нашей работе основным патогенетическим подтипом в структуре ИИ. Преобладание атеротромботического подтипа (63%) на фоне значимой взаимосвязи распространенности сосудистого поражения с продолжительностью заболевания СД2 подчеркивает значение хронической гипергликемии для формирования условий и реализации церебральных сосудистых катастроф. Отмеченное в нашей работе развитие ЦВЗ у пациентов с длительностью СД около 5 лет совпадает с данными других источников [17]. Однако если подходить к развитию ЦВЗ как к осложнениям СД2, то следовало бы расценивать и ОНМК, и ХЦВЗ как следствие прогрессирования заболевания СД с течением времени, что очень спорно, т.к. не имеет столь очевидной причинно-следственной связи при развитии специфических диабетических микрососудистых осложнений.

Результаты нашего исследования подчеркивают негативную роль отсутствия адекватного гликемического контроля в формировании условий для как развития хронической ишемии мозга, так и возникновения острой сосудистой мозговой катастрофы. Показано, что развитие ИИ у больных СД2 происходит на фоне повышенных средних значений уровней HbA1c и глюкозы плазмы крови, находящихся в прямой зависимости. Эта взаимосвязь свидетельствует не столько о наличии острой стрессовой реакции в ответ на повреждение вещества мозга, но в большей степени говорит о плохом контроле гликемии до развития инсульта как о факторе, способствующем гипергликемии в острейшем периоде НМК. Наличие прямой зависимости повышения уровня HbA1c от длительности анамнеза СД в группе больных ОНМК говорит о важной роли своевременного достижения и длительного поддержания параметров углеводного обмена в целевом диапазоне.

При оценке таких факторов риска, как ожирение и артериальная гипертензия, отмечено, что в обеих группах больных ЦВЗ развились на фоне повышения ИМТ и при наличии у всех пациентов АГ без значимых отличий между группами, что отражает роль дополнительных факторов риска инсульта у больных СД [9]. Цереброваскулярная патология с достаточно большой частотой (42,3–55%) сочеталась с ИБС, отмеченной в обеих группах с тенденцией к преобладанию у пациентов с ОНМК. Значимо чаще у пациентов с острым инсультом выявлены нарушения ритма сердца (в 26,8 при 12,5% у пациентов с ХЦВЗ), что стало причиной развития для части (21,9%) больных кардиоэмболического инсульта. Многообразие тромбооклюзирующих процессов в церебральных артериях вносит вклад в гетерогенность ИИ [22]. Наличие выраженного атеросклероза МАГ в обеих группах пациентов ставит вопрос об ангиохирургической коррекции, показания к которой имеют пациенты с различными проявлениями ЦВЗ [23].

Заключение

Выраженность нарушений углеводного обмена у больных СД связана со степенью «остроты» ЦВЗ. Недостаточный гликемический контроль с повышением значений глюкозы до 10,1 ммоль/л и уровня HbA1c до 8,4% создает благоприятные условия для прогрессирования атеросклероза с реализацией атеротромбоза – ведущего патогенетического механизма возникновения ишемических НМК у больных СД2.


About the Autors


Corresponding author: Ksenia V. Antonova, PhD, Scientific Center of Neurology, Moscow, Russia; e-mail: kseniya.antonova@mail.ru
Address: 80, Volokolamskoe Highway, Moscow 125367, Russian Federation


Similar Articles


Бионика Медиа