• 2008
• 2009
• 2010

The aim of this research was to demonstrate and analyze the impact of hyperglycemia in diabetes mellitus type 2 on monocytes ultrastructure of venous blood in patients with unstable angina. We studied 38 patients (age 48–71 years) with type 2 diabetes of different severity and unstable angina and 11 patients without diabetes. Investigation of ultrastructure of monocytes was carried out in all patients using electronic microscope at the increase by 3000-5000 times. It was shown that presence of type 2 diabetes causes degenerative changes in monocytes, as well as appearance of secretory macrophages, monocytes, producing inflammatory cytokines and causing angina destabilization. Especially pronounced changes of monocytes were observed in type 2 diabetes duration of more than 10 years duration accompanied by severe course of unstable angina.

Ключові слова: цукровий діабет 2-го типу, нестабільна стенокардія, ультраструктура моноцитів

Цукровий діабет (ЦД) 2-го типу – обмінно-ендокринне захворювання, яке характеризується хронічною гіперглікемією внаслідок відносної недостатності інсуліну. Він розвивається як результат впливу різноманітних ендокринних, імунних, екзогенних чинників або їх поєднання [7, 2]. За даними дослідників Міжнародного інституту діабету (Австралія), до 2010 р. прогнозується зростання кількості хворих на ЦД 2-го типу в світі до 215,6 млн. ЦД 2-го типу – одне з найпоширеніших у світі та складних для лікування захворювань [3]. Складність лікування хворих на ЦД 2-го типу обумовлена високою частотою розвитку у них серцево-судинних захворювань. Ішемічна хвороба серця (ІХС) при ЦД 2-го типу зустрічається частіше, розвивається в більш ранньому віці, протікає важче, ніж у загальній популяції [1, 4]. ЦД 2-го типу – клінічно гетерогенна та етіологічно мультифакторна патологія. Незалежно від типу ЦД у хворих у різні строки від початку захворювання формуються тканинні, органні та судинні порушення, які є основною причиною смерті хворих на ЦД 2-го типу. Гіперглікемія, інсулінорезистентність, підвищений рівень вільних жирних кислот, наявні при ЦД, призводять до порушень функції ендотелію та гладеньких клітин судин, підвищують ризик інтраваскулярного тромбоутворення, які і визначають погіршення серцево-судинного прогнозу. Дані літератури засвідчують існування не одного, а відразу кількох патологічних чинників, які значно пришвидшують розвиток ІХС [4, 6]. До таких факторів належать: компенсаторна гіперінсулінемія, інсулінорезистентність, артеріальна гіпертензія, атерогенна дисліпідемія, гіпертрофія лівого шлуночка, абдомінальний тип ожиріння, підвищення агрегації тромбоцитів, зростання активності інгібітора тканинного активатора плазміногену, активація перекисного окиснення ліпідів та імунне запалення. В останнє десятиліття досягнуто значних успіхів у розкритті патогенезу ЦД 2-го типу, його діагностиці та лікуванні [2]. Проте ще реєструють високий рівень захворюваності та смертності. До цього часу недостатньо вивчено вплив ЦД 2-го типу на морфо-функціональні зміни клітин крові за умов гіперглікемії.

Мета дослідження – з’ясувати вплив цукрового діабету 2-го типу в поєднанні з нестабільною стенокардією на ультраструктурні особливості моноцитів венозної крові залежно від тривалості і тяжкості перебігу захворювання.

 Матеріал і методи

Обстежено 38 пацієнтів (23 жінки та 15 чоловіків) віком 48–71 рік із ЦД 2-го типу різного ступеня тяжкості та нестабільною стенокардією (НС). До групи порівняння увійшли 11 осіб з НС без ЦД 2-го типу. Дослiдження ультраструктури моноцитів проводили в усiх обстежуваних пацiєнтiв. Для цього у них натще брали з лiктьової вени 10 мл венозної кровi у силікогенізовану пробірку. Кров змiшували у пробiрцi з 2 % розчином цитрату натрiю у спiввiдношеннi 9:1 та центрифугували при 150 G протягом 10 хв до утворення осаду еритроцитiв. Надосадову частину кровi переносили у чисту пробiрку i центрифугували ще 10 хв при 300 G. Отриманий осад білих клiтин промивали какодилатним буфером i переносили у 1 % розчин осмiю на 60 хв для фiксацii, пiсля чого клiтини промивали у какодилатному буферi, а потiм зневоднювали у спиртових розчинах зростаючої концентрацiї (30, 50, 70, 90 %) i у 100 % ацетонi по 10 хв. Далi ці зразки кровi у формі плівки занурювали в сумiш епону та аральдиту i полiмеризували в желатинових капсулах при температурi 60 °С. Ультратонкi зрiзи готували на ультрамiкротомi «УМТП-3» за допомогою скляних ножiв. Перед дослiдженням зрiзи контрастували у цитратi свинцю за методом E. Reynolds. Контрастованi зрiзи дослiджували та фотографували в електронному мiкроскопi «УЕМВ-100-Л» при збiльшеннi у 5000 разiв.

Результати та їх обговорення

У пацієнтів групи порівняння моноцити були округлої форми із бобовидним, або підковоподібним, ядром, оточеним смужкою цитоплазми, в якій містилися 3–5 мітохондрій, цитогранули і слабо розвинений комплекс Гольджі (рис. 1). Спостерігали також мікроміхурці, поодинокі лізосоми та короткі канали ендоплазматичної сітки [6].

Рис. 1. Ультраструктура моноцита з класичним ядром бобовидної форми (1). У цитоплазмі значна кількість мітохондрій (2). Горбики (3) по окружності моноцита. Збільшення 1:5000.

У пацієнтів з ЦД 2-го типу моноцити були переважно більші за розмірами, зовнішня оболонка утворювала багато невеликих горбиків та псевдоподій, що свідчило про активацію моноцитів та їх підвищену схильність до взаємодії з іншими клітинами крові чи судинним ендотелієм. У цитоплазмі багатьох моноцитів збільшувалася кількість цитогранул і мікроміхурців, з’являлися численні первинні і вторинні лізосоми. Первинні лізосоми були різної величини та щільності, а деякі з них – дегранульовані. У цитоплазмі більшості була присутня значна кількість мітохондрій з гіпертрофованим матриксом (рис. 2).

Рис. 2. Моноцит із збільшеним за розмірами ядром, що містить маленьке ядерце (1). В цитоплазмі – лише 3 гіпертрофовані мітохондрії (2), майже відсутній апарат Гольджі та немає лізосом. Цитоплазматична оболонка утворює численні вирости (3). Навколо прикріплені тромбоцити з малою кількістю l-гранул. Пацієнт віком 66 років. ЦД 2-го типу тривалістю 10 років. Збільшення 1:5000.

Ядра деяких клітин були гіпертрофовані (із збільшеним об’ємом ядерного хроматину), вони набували неправильної форми з масивними виступами та інвагінаціями. Також незначна кількість моноцитів в ядрі містили ядерця неправильної форми, з нерівномірно розподіленим хроматином (рис. 3, 4).

Рис. 3. Ультраструктура моноцита з множинними псевдоподіями, великим ядром, на периферії якого розташоване кільцеподібне ядерце (1). В цитоплазмі містяться мітохондрії округлої форми та дрібні включення (2). Пацієнт віком 56 років. ЦД 2-го типу тривалістю 10 років. Збільшення 1:5000.

Рис. 4. Ультраструктура моноцита з гіпертрофованою цитоплазмою та ядром неправильної форми (1). На периферії розташовані гіпертрофовані мітохондрії (2 ). Цитоплазматична мембрана утворює численні горбики і виступи, якими контактує з дегранульованими тромбоцитами (3). Пацієнт віком 66 років. ЦД 2-го типу тривалістю10 років. Збільшення 1:4000.

Понад 10 % усіх досліджуваних моноцитів мали ознаки моноцитів-макрофагів, яких не було виявлено в групі порівняння. Моноцити-макрофаги були значно більших розмірів, овальної форми, з великою за об’ємом цитоплазмою, в якій були добре розвинені зерниста ендоплазматична сітка і комплекс Гольджі; містилася значна кількість різних за розмірами мікроміхурців, цитогранул та мітохондрій. У деяких моноцитах-макрофагах була суттєво збільшена кількість лізосом, заповнених щільним вмістом, а також фагосом (рис. 5). Ядра моноцитів-макрофагів втрачали підковоподібну форму і набували округлої чи подовгастої конфігурації, зменшувалося співвідношення ядро/цитоплазма. Цитоплазматичні вирости у них подовжувалися, та спостерігався їх контакт з іншими клітинами крові, зокрема з тромбоцитами.

Рис. 5. Ультраструктура моноцита-макрофага. В цитоплазмі моноцитів-макрофагів – мітохондрії, групи лізосом з щільним вмістом (1), добре розвиненим ендоплазматичним ретикулумом, багато мікроміхурців (2). Ядро дводольної будови (3). Пацієнтка віком 62 роки. ЦД 2-го типу тривалістю 12 років. Збільшення 1:5000.

Приблизно 10 % моноцитів та моноцитів-мікрофагів мали ознаки дегенеративних змін, зокрема зовнішньої цитоплазматичної мембрани. Як відомо, деструкція цитоплазматичної мембрани є передвісником некрозу клітин. Цим змінам передувала вакуолізація цитоплазми, дегрануляція лізосом, набряк і лізис крист у мітохондріях та інші дегенеративні зміни органел.

Висновки

1. Наявність цукрового діабету 2-го типу призводить до виникнення дегенеративних змін в моноцитах, а також до появи секреторних моноцитів-макрофагів, які, як відомо, здатні продукувати запальні цитокіни і викликати дестабілізацію ішемічної хвороби серця.
2. Моноцити-макрофаги переважно були виявлені при декомпенсації цукрового діабету і значній тривалості захворювання (більше 10–15 років), що супроводжувалося тяжким перебігом нестабільної стенокардії, наявністю постінфарктного кардіосклерозу, ехокардіографічними ознаками дегенеративних змін у міокарді і зниженням фракції викиду лівого шлуночка.

Лiтература

1. Єфімов А.С. Діабетичні макроангіопатії / А.С. Єфімов, О.О. Сергієнко. – К.: Укр. інст. ендокр. та обміну речовин ім. Комісаренка, 2005. – 128 с.
2. Маньковский Б.Н. Основные достижения диабетологии в 2007–2008 гг. // Здоров'я України. – 2008. – № 9. – С. 24-25.
3. Панькив В.И. Эпидемиология сахарного диабета // Проблемы эндокринологии. – 1995. – № 3. – С. 44-46.
4. Тронько Н.Д., Бахтиярова А.А., Касярум В.П. и др. Осложнения сахарного диабета: предупреждаем, диагностируем, побеждаем // Здоров’я України. – № 10. – 2008. – С. 40-41.
5. Хем А.М., Кормак Д.Д. Гистология. – М.: Мир, 1992. – 1, 2 т.
6. Atkinson M.A. Atlas of Diabetes. – N.Y.: Press, 2000. – 345 p.
7. Halles C.N., Barker D.J.P. Type 2 diabetes mellitus // Diabetologia. – 1992. – Vol. 35. – P. 595-601.