Назад в библиотеку

Биохимические маркеры в слюне больных сахарным диабетом

Авторы: 1Andjelski–Radicevic B., 2Dozic R., 1Todorovic T., 1Dozic I.

1General and Oral Biochemistry, Faculty of Dental Medicine, University of Belgrade, Belgrade, Serbia;

2Faculty of Medical Sciences, University of Kragujevac, Kragujevac, Srbija

Перевод: Орловский Д.В.

Аннотация: Сахарный диабет является метаболическим синдромом характеризуется расстройством в метаболизме углерода гидраты, липидов и белков. Диагноз сахарного диабета устанавливается путем измерения уровня глюкозы в крови, используя стандартные методы. Частый контроль уровня глюкозы в крови может быть неудобным для пациентов из-за возможной боли во время взятия пробы крови взятия. В последние несколько лет анализируются биологические материалы с неинвазивной выборки, как слюна. Исследования подтвердили, что некоторые органические и неорганические компоненты слюны модифицируются у больных сахарным диабетом (глюкоза, липидные и белковые компоненты, окислительный стресс маркеров, электролиты). Помимо других маркеров, анализ глюкозы в слюне является попыткой найти неинвазивный и безболезненный способ для частого мониторинга концентрации глюкозы у больных сахарным диабетом. Сбор слюны не является простым и экономичным, он не требует ни дорогостоящего оборудования, ни специально обученный персонал. Слюна может быть принята много раз и в неограниченном количестве. Что касается данных о возможностях использования слюны в качестве биологического образца при сахарном диабете для мониторинга, который может быть альтернативой сыворотке крови или плазме, можно сделать вывод, что слюна становится все более важным в этом контексте.

Ключевые слова: сахарный диабет, электролиты, глюкоза, маркеры окислительного стресса, белки, слюна.

ВВЕДЕНИЕ

Сахарный диабет (СД) является метаболическим синдромом, характеризуется нарушениями в метаболизме углеводов, липидов и белков. Он считается хронической гипергликемией, как результат пробоя секреции инсулина или повышенной клеточной резистентности к действию инсулина. Этиологическая классификация СД: диабет типа 1 (разрушение β-ячейки, абсолютный дефицит инсулина), сахарный диабет 2 типа (преобладает резистентность к инсулину с относительной инсулиновой недостаточностью к секреторной недостаточности инсулина с резистентностью к инсулину), другие специфические типы диабета, гестационный диабет. Плохой гликемический контроль при этом заболевании приводит к ухудшению состояния здоровья и появлению различных осложнений, таких как ретинопатия, нефропатия, нейропатия, сердечно-сосудистые симптомы и т.д. [1]. Пациенты с диабетом склонны к осложнениям, таким как заболевания пародонта (гингивит, пародонтит), кариеса зубов, слюнных дисфункции, сухость во рту, полости рта заболеваний слизистой оболочки полости рта, инфекции (кандидоз) [27].

Диагноз СД устанавливается путем определения концентрации глюкозы в сыворотке крови с использованием стандартных методов. Тем не менее, измерение уровня глюкозы в крови через определенные промежутки времени вызывает дискомфорт у пациентов во время процедуры венепункции, почему многие пациенты не регулярно контролируют концентрацию глюкозы в крови. В последние годы были предприняты усилия, чтобы заменить анализ крови другими образцами биологического материала, которые могут быть собраны с помощью неинвазивной процедуры. Одним из этих образцов, безусловно, может быть слюна. Она имеет много преимуществ по сравнению с сывороткой, такие как недорогая и неинвазивная процедура сбора, в том числе легкость хранения и доставки [8-13].

СЛЮНА В КАЧЕСТВЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Слюна жидкости организма со сложным составом и определенными ролями. Анализ биохимических составляющих в слюне имеет большую помощь в диагностике заболеваний полости рта [14-17], а также мониторинге общего состояния здоровья организма [8]. На основании многочисленных исследований, было доказано, что существует модификация органических и неорганических компонентов слюны у больных сахарным диабетом [18, 19].

ГЛЮКОЗА

У пациентов с сахарным диабетом, как следствие гипергликемией, глюкоза продуктов метаболизма вызывает микрососудистые изменения в кровеносных сосудах и базальных мембран клеток слюнных желез и тканей полости рта [20]. Все эти изменения вызывают легкое перемещение глюкозы из крови в слюну и десневую жидкость. Существуют различные данные в литературе о взаимосвязи между концентрацией глюкозы в крови и слюне. Глюкоза присутствует в слюне здоровых субъектов [21, 22], но механизм его секреции пока не известен. Предлагаемые парноклеточные и внутриклеточные пути секреции еще гипотезы, которые еще не были проверены. У больных сахарным диабетом 1-го типа, существует доказательство увеличения [23, 24, 25] или снижения концентрации глюкозы в слюне [26] по сравнению с контролем (здоровья) группы. В слюне пациентов с сахарным диабетом 2 типа, концентрация глюкозы выше, чем у пациентов без СД [27, 28, 29]. Lasisi и Fasanmade [30] показали более высокую концентрацию глюкозы в слюне пациентов с сахарным диабетом по сравнению с недиабетиками, независимо от наличия заболеваний пародонта. Этот результат показал, что концентрация глюкозы в слюне зависит от его концентрации в сыворотке. Тем не менее, некоторые исследования не показали никакой корреляции между концентрацией глюкозы в крови и слюне у больных сахарным диабетом [28, 31, 32, 33]. Авторы полагают, что увеличенное присутствие глюкозы в слюне у больных сахарным диабетом может способствовать распространению микроорганизмов и способствовать их колонизации на зубах и слизистой оболочки полости рта. Анализ уровня глюкозы в слюне является попыткой найти неинвазивный и безболезненный метод для частого мониторинга уровня глюкозы в крови у больных сахарным диабетом.

ЛИПИДНЫЙ СТАТУС

Существует также расстройство жирового обмена у больных сахарным диабетом, что является следствием нарушенного метаболизма глюкозы и изменения в секреции инсулина и действия инсулина. В результате системной дислипидемии, была продемонстрирована высокая концентрация фракций липидов в крови и слюне у этих пациентов. Повышенный уровень холестерина в слюне пациентов с диабетом типа 1 [26] был подтвержден, поскольку у пациентов с сахарным диабетом 2 типа концентрация холестерина и триглицеридов увеличилась и в сыворотке, и в слюне по сравнению с контрольной группой [34]. Концентрация холестерина в слюне коррелируется с концентрацией в сыворотке. У здоровых людей, эта положительная корреляция может быть использована для отбора особей с высоким уровнем холестерина в сыворотке [35].

МАРКЕРЫ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА

Окислительный стресс играет важную роль в патогенезе и осложнений сахарного диабета. Гипергликемия приводит к увеличению производства свободных радикалов кислорода и нарушению антиоксидантных защитных механизмов [36]. Наиболее существенное негативное влияние свободных радикалов полиненасыщенных окислительных жирных кислот в клеточных мембранах, известных как перекисное окисление липидов, которые могут повредить плазматическую мембрану. Конечный продукт перекисного окисления липидов является короткой цепью малонового диальдегида (МДА), который служит в качестве биохимического маркера степени окислительного повреждения в клеточных мембранах. Согласно результатам наших исследований, увеличилось МДА в слюне пациентов с периодонтальной болезнью по сравнению с группой здоровых субъектов [37, 38]. Этот маркер увеличился в слюне пациентов с сахарным диабетом 2 типа [34, 39], что указывает на увеличение МДА может быть высоким маркером риска развития осложнений у больных с плохо контролируемым диабетом. Тем не менее, другие исследования показали более низкую концентрацию МДА в слюне пациентов с сахарным диабетом, чем в контрольной группе [33]. Анализ общей антиоксидантной активности слюны у пациентов с сахарным диабетом было предметом нескольких исследований. Повышенные уровни глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, супероксиддисмутазы и мочевой кислоты были продемонстрированы в слюне этих пациентов [34, 40]. Повышенный уровень антиоксидантов в слюне и сыворотке крови диабетический ответ к разрушающему воздействию свободных радикалов во время окислительного стресса. На основании представленных результатов можно сделать вывод о том, что свободные радикалы и окислительный стресс могут играть важную роль в патогенезе сахарного диабета. До тех пор, пока существует баланс между производством свободных радикалов и антиоксидантной активности слюнных системы защиты не будет окислительного повреждения тканей. В случае дисбаланса между образованием свободных радикалов и/или слюнной антиоксидантной способности нейтрализации их, окислительный стресс, который может быть биохимической основой для заболеваний полости рта у больных сахарным диабетом, может произойти.

БЕЛКИ

Были найдены различные данные в литературе относительно концентрации общего белка в слюне больных сахарным диабетом. Исследования показали, что концентрация общего белка в слюне больных сахарным диабетом ниже [18, 41, 42, 43], значительно возросло [19, 31, 32, 44, 45], или без разницы в контрольной группе [25, 27, 30, 46]. Наши исследования показали более низкую концентрацию белков в слюне пациентов с сахарным диабетом 1 типа по сравнению с диабетом типа 2 [18], в отличие от других авторов [19]. Наиболее распространенный белок крови, альбумин, был обнаружен в более высоких концентрациях в слюне диабетический по сравнению с слюной здоровых детей, но без статистической значимости [26]. Другие авторы указывали пониженную концентрацию альбумина в слюне пациентов с сахарным диабетом 2 типа [32]. Никакой разницы в концентрации альбумина в слюне между пациентами с диабетом типа 1 и контрольной группой, а также между 1-го типа и сахарный диабет 2 типа, не было также показано [47]. Эти данные в соответствии с результатами нашего исследования [18]. Различные результаты о концентрации белков у пациентов с диабетом, можно объяснить тем фактом, что анализ проводили на различных стадиях заболевания, или в различных типах диабета. Концентрацию общего белка было наиболее вероятно, зависит от типа и способа сбора слюны, метода стимуляции, расхода, измерения, суточных, скорости и продолжительности центрифугирования.

В последние несколько лет, в связи с технологическим развитием, использовались более специфические и чувствительные методы для обнаружения всех белков слюны или пептидов, известных как слюнная протеома. Анализ и идентификация протеомы важен не только для понимания устной патофизиологии, но и потому, что он может быть полезен в качестве потенциального биомаркера для системного заболевания. Исследователи подтвердили около тысячи слюнных белков с различной ролью в обменных процессах, регуляции иммунной системы, клеточной адгезии и связи и т.д. В слюне больных сахарным диабетом 2 типа, протеома 487 белков, в том числе 65 белков, которые имеют существенное значение для дифференциации больного пациента из контрольной группы [48, 49, 50]. Большинство из этих белков участвуют в процессах обмена веществ и иммунного ответа.

ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Изменения в сыворотке концентрации электролитов могут повлиять на системное заболевание. Тем не менее, они могут влиять на слюну и ее роль в деминерализации, поддержании буферной емкости, уменьшая ощущение запаха и т.д. Слюна насыщена ионами кальция, которые находятся в равновесии с гидроксиапатитами ионами зубной эмали. Кроме того, ионы кальция из слюны играют роль в связывании различных неорганических и органических веществ на поверхности зубной эмали. Эти ионы также играют определенную роль в эмалевой деминерализации [8, 51]. Концентрация кальция в слюне меняется в зависимости от концентрации слюнных белков, скорости потока слюнной и секреции слюнных желез [52]. У больных сахарным диабетом продемонстрировано увеличение концентрации кальция в слюне по сравнению с контрольной группой [19, 25, 53]. Некоторые авторы полагают, что высокая концентрация кальция в слюне является благоприятным показателем здоровья полости рта. Тем не менее, существуют противоречивые результаты в литературе [23, 31, 44, 54]. Предполагается, что более низкая концентрация ионов кальция в слюне пациентов с сахарным диабетом связана с уменьшением скорости потока, или с увеличением концентрации специфических белков, которые делают специальные облигации с фосфатом кальция. Мата и др. [19] показали более низкие концентрации магния, цинка и калия в слюне пациентов с диабетом, что связано с нарушением функции слюнных желез секреторной емкости. В нашем исследовании концентрация калия в слюне пациентов с сахарным диабетом была выше, чем у здоровых людей [18]. Это согласуется с другими результатами, которые нашли изменения активности NaKATPase, в связи с изменениями в базальной мембране слюнных желез ацинусов [44], или уменьшения секреции слюнных [30] у больных сахарным диабетом. Концентрация калия может быть снижена [19, 42] или без изменения в слюне пациентов с сахарным диабетом [45]. Те же авторы сообщают противоречивые результаты для концентрации натрия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Зная возможности использования слюны в качестве биологической пробы при диагностике сахарного диабета, в качестве альтернативы сыворотке крови, можно сделать вывод, что эта секреция приобретает все большее значение в этом контексте. Сбор слюны легок и безболезнен для пациента, не требует ни дорогостоящего оборудования, ни специально обученный персонал. Кроме того, можно получить слюну несколько раз в неограниченных количествах. Однако, недостаток заключается в том, что слюна не отражает реальную концентрацию всех параметров крови. Существует проблема с чрезвычайно высокой вязкостью слюны, из-за существующих мукополисахаридов и мукопротеины, которые могут препятствовать аналитической процедуры. Несмотря на эти обстоятельства, ограничивающих, обширные исследования, проводимые с помощью более сложных методов, предполагает, что слюна будет диагностической жидкостью в будущем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care. 2010; 33 (Suppl 1):S62-9.
  2. Andelski-Radicevic B, Zelic O, Mirkovic S, Todorovic T. Stanje tkiva parodoncijuma kod pacijenata sa diabetes mellitus-om u populaciji Beograda. Vojnosanit Pregl. 2008; 65:799-802.
  3. Ship JA. Diabetes and oral health. J Am Dent Assoc. 2003; 134:4-10.
  4. Lamster IB, Lalla E, Borgnakke WS, Taylor GW. The relationship between oral health and diabetes mellitus. J Am Dent Assoc. 2008; 139 (Suppl):19S-24S.
  5. Gandara BK, Morton TH. Non-periodontal oral manifestations of diabetes: a framework for medical care providers. Diabetes Spectrum. 2011; 24:199-205.
  6. Bastos AS, Leite AR, Spin-Neto R, Nassar PO, Massucato EM, Orrico SR. Diabetes mellitus and oral mucosa alterations: prevalence and risk factors. Diabetes Res Clin Pract. 2011; 92:100-5.
  7. Ronningen KS, Enersen M. Diabetes and oral health. Norks Epidemiologi. 2012; 22:47-53.
  8. Todorovic T, Dozic I. Pljuvacka i oralno zdravlje. Beograd: Cigoja stampa; 2009.
  9. Bhargavi Krishna A, Ashalatha G, Venkat Baghirath P, Rajani Kanth AV, Malathi N. Saliva as a diagnostic bio fluid. J Orofac Sci. 2010; 2:66-77.
  10. Kaufman E, Lamster IB. The diagnostic applications of saliva: a review. Crit Rev Oral Biol Med. 2002; 13:197-212.