diaendoСахарный диабетDiabetes mellitus2072-03512072-0378Endocrinology research centre10.14341/DM12812diaendo-12812Research ArticleОригинальные исследованияOriginal StudiesИммуногистохимические особенности костной ткани стопы у больных диабетической нейроостеоартропатией при сахарном диабете 2 типаImmunohistochemical features of the bone tissue of the lower extremities in patients with type 2 diabetes mellitushttps://orcid.org/0000-0003-2474-9924ТокмаковаА. Ю.TokmakovaA. Yu.

Токмакова Алла Юрьевна - доктор медицинских наук; eLibrary SPIN: 7479-7043.

Москва

Alla Yu. Tokmakova - MD, PhD; eLibrary SPIN: 7479-7043.

alla-tokmakova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9753-3599КоганЕ. А.KoganE. A.

Коган Евгения Алтаровна - профессор, доктор медицинских наук; eLibrary SPIN: 2709-2449.

Москва

Evgeniya A. Kogan - MD, PhD, Professor; eLibrary SPIN: 2709-2449

koganevg@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3735-019XЗайцеваЕ. Л.ZaitsevaE. L.

Зайцева Екатерина Леонидовна - кандидат медицинских наук; eLibrary SPIN: 1075-3022.

117036, Москва, ул. Дм. Ульянова, д. 11

Ekaterina L. Zaitseva - MD, PhD; eLibrary SPIN: 1075-3022.

11 Dm.Ulyanova street, 117036 Moscow

zai.kate@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9717-5496ДемураС. А.DemuraS. A.

Демура Софья Александровна - кандидат медицинских наук; eLibrary SPIN: 9220-4883.

Москва

Sofia A. Demura - MD, PhD; eLibrary SPIN: 9220-4883

sarah3618@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7183-0456ЖарковН. В.ZharkovN. V.

Жарков Николай Владимирович - старший лаборант; eLibrary SPIN: 8812-9731

Москва

Nikolay V. Zharkov - senior laboratory assistant; eLibrary SPIN: 8812-9731

zharkov_n_v@staff.sechenov.ruКаландияМ. М.KalandiyaM. M.

Каландия Мария Малхазовна - клинический аспирант.

Москва

Mariya M. Kalandiya - PhD student

marika525@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6581-4521ГалстянГ. Р.GalstyanG. R.

Галстян Гагик Радикович - доктор медицинских наук, профессор; eLibrary SPIN: 9815-7509.

Москва

Gagik R. Galstyan - MD, PhD, Professor; eLibrary SPIN: 9815-7509

galstyangagik964@gmail.comНациональный медицинский исследовательский центр эндокринологииРоссияEndocrinology Research CentreRussian FederationПервый московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian Federation202104012022245448455Copyright © Токмакова А.Ю., Коган Е.А., Зайцева Е.Л., Демура С.А., Жарков Н.В., Каландия М.М., Галстян Г.Р., 20222022Токмакова А.Ю., Коган Е.А., Зайцева Е.Л., Демура С.А., Жарков Н.В., Каландия М.М., Галстян Г.Р.Tokmakova A.Y., Kogan E.A., Zaitseva E.L., Demura S.A., Zharkov N.V., Kalandiya M.M., Galstyan G.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dia-endojournals.ru/jour/article/view/12812Обоснование

Обоснование. Диабетическая нейроостеоартропатия (ДНОАП, стопа Шарко) — серьезное инвалидизирующее осложнение сахарного диабета как 1, так и 2 типа, которое при отсутствии своевременного адекватного лечения может приводить к формированию длительно не заживающих раневых дефектов стопы и значительно повышать риск высокой ампутации пораженной конечности. В настоящее время причины и механизм развития стопы Шарко до конца неясны. Крайне актуальными являются определение патофизиологических механизмов ее формирования и поиск достоверных маркеров-предикторов данной патологии.

Цель

Цель. Изучить иммуногистохимические особенности костной ткани стопы у пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) и ДНОАП по сравнению с лицами c СД2 без этого позднего осложнения.

Материалы и методы

Материалы и методы. В ходе хирургического вмешательства на стопе выполнен забор фрагмента скелета стопы для выполнения иммуногистохимического исследования маркеров рецепторов к PINP, PIIINP и конечным продуктам гликирования (КПГ) в группе больных с ДНОАП по сравнению с группой контроля.

Результаты

Результаты. В исследование включены 20 пациентов с СД2 и нейропатической формой синдрома диабетической стопы, которые были разделены на 2 группы: 10 пациентов с ДНОАП составили 1-ю группу, 10 пациентов без ДНОАП — 2-ю группу. Пациенты обеих групп были сопоставимы по возрасту, длительности СД2, уровню гликемического контроля. В результате иммуногистохимического исследования было зафиксировано значимое усиление интенсивности окрашивания маркеров рецепторов к N-терминальному пропептиду проколлагена I типа (PINP), N-терминальному пропептиду проколлагена III типа (PIIINP) и КПГ в группе пациентов с ДНОАП по сравнению с группой контроля (p<0,05).

Заключение

Заключение. Впервые проведено иммуногистохимическое исследование маркеров костной резорбции и КПГ у лиц с СД2 и ДНОАП. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении коллагенообразования и, как следствие, — формирования и резорбции кости у пациентов с ДНОАП: в 1-й группе выявлено статистически значимое повышение экспрессии PINP, PIIINP и КПГ.

Background

Background: Diabetic neuroosteoarthropathy is a serious disabling complication of diabetes mellitus, which, in the absence of timely correct treatment, can lead to high amputations of the affected limb. At present, the reasons and mechanism of the development of Charcot’s foot are not completely clear. It is extremely important to determine the pathophysiological mechanisms of DNOAP formation and to search for reliable markers-predictors of this pathology.

Aim

Aim: To study the immunohistochemical characteristics of the bone tissue of the lower extremities in patients with diabetic neuroosteoarthropathy in comparison with patients with diabetes mellitus without this pathology.

Materials and methods

Materials and methods: During the foot surgery, a bone fragment of the foot was harvested for immunohistochemical study of receptor markers for PINP, PIIINP, and RAGE in the group of patients with DNOAP compared with the control group.

Results

Results: The study included 20 patients with type 2 diabetes mellitus and were divided into 2 groups: 10 patients with DNOAP made up group 1, 10 patients without DNOAP — group 2.

Patients in both groups were comparable in AGE, experience with type 2 diabetes, and glycemic control.

During the immunohistochemical study, a significant increase in the staining intensity of receptor markers for PINP, PIIINP, and AGE was recorded in the group of patients with DNOAP compared with the control group (p <0.05).

Conclusion

Conclusion: For the first time, an immunohistochemical study of markers of bone resorption and AGE was carried out in persons with DNOAP. The results obtained indicate impaired collagen formation and, as a consequence, impaired bone formation and bone resorption in patients with DNOAP: in group 1, a statistically significant increase in the expression of PINP, PIIINP, and RAGE was revealed.

сахарный диабет 2 типанейроостеоартропатиямаркерыкостный метаболизмморфологияиммуногистохимическое исследованиеtype 2 diabetesdiabetic footneuroosteoarthropathymarkersbone metabolismmorphologyimmunohistochemistryAGEИсследование выполнено в рамках НИР «Иммунологические, биохимические и гуморальные факторы и их роль в терапевтическом прогнозе при сахарном диабете 2 типа». Авторы выражают благодарность сотрудникам отделения диабетической стопы ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Мин­здрава России, врачам-лаборантам и сотрудникам кафедры патологической анатомии ПМГМУ им. Сеченова (Сеченовский университет) за ­помощь в подготовке и получении результатов для данной публикацииReferencesSvendsen OL, Rabe OC, Winther-Jensen M, Allin KH. How Common Is the Rare Charcot Foot in Patients With Diabetes? Diabetes Care. 2021;44(4):e62-e63. doi: https://doi.org/10.2337/dc20-2590Frykberg RG, Belczyk R. Epidemiology of the Charcot Foot. Clinics in Podiatric Medicine and Surger. Elsevier BV; 2008 Jan;25(1):17–28. doi:10.1016/j.cpm.2007.10.001 VStrotman PK, Reif TJ, Pinzur MS. Charcot Arthropathy of the Foot and Ankle. Foot & Ankle International. SAGE Publications; 2016;37(11):1255–1263. doi: https://doi.org/10.1177/1071100716674434Strotman PK, Reif TJ, Pinzur MS. Charcot Arthropathy of the Foot and Ankle. Foot & Ankle International. SAGE Publications; 2016 Oct 8;37(11):1255–63. doi:10.1177/1071100716674434Mascarenhas JV, Jude EB. The Charcot Foot as a Complication of Diabetic Neuropathy. Curr Diab Rep. 2014;14(12):1-9. doi: https://doi.org/10.1007/s11892-014-0561-6Mascarenhas J V., Jude EB. The Charcot Foot as a Complication of Diabetic Neuropathy. Curr Diab Rep. 2014;14(12):1-9. doi:10.1007/s11892-014-0561-6Wautier JL, Schmidt AM. Protein glycation: A firm link to endothelial cell dysfunction. CircRes. 2004;95(3):233-238. doi: https://doi.org/10.1161/01.RES.0000137876.28454.64Wautier JL, Schmidt AM. Protein glycation: A firm link to endothelial cell dysfunction. CircRes. 2004;95(3):233-238. doi:10.1161/01.RES.0000137876.28454.64Saito M, Soshi S, Fujii K. Effect of hyper- and microgravity on collagen post-translational controls of MC3T3-E1 osteoblasts. J Bone Miner Res. 2003;18(9):1695-1705. doi: https://doi.org/10.1359/jbmr.2003.18.9.1695Saito M, Soshi S, Fujii K. Effect of hyper- and microgravity on collagen post-translational controls of MC3T3-E1 osteoblasts. JBoneMinerRes. 2003;18(9):1695-1705. doi:10.1359/jbmr.2003.18.9.1695Seibel MJ. Biochemical markers of bone turnover: part I: biochemistry and variability. Seibel MJ Clin Biochem Rev. 2005;26(4):97-122.Biochemical markers of bone turnover: part I: biochemistry and variability. SeibelMJClinBiochemRev. 2005 Nov; 26(4):97-122.]Kanazawa I. Interaction between bone and glucose metabolism. Endocr J. 2017;64(11):1043-1053. doi: https://doi.org/10.1507/endocrj.EJ17-0323Kanazawa I. Interaction between bone and glucose metabolism. Endocr J. 2017;64(11):1043-1053. doi:10.1507/endocrj.EJ17-0323Lee EJ, Park JH. Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE), Its Ligands, and Soluble RAGE: Potential Biomarkers for Diagnosis and Therapeutic Targets for Human Renal Diseases. Genomics Inform. 2013;11(4):224. doi: https://doi.org/10.5808/gi.2013.11.4.224Lee EJ, Park JH. Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE), Its Ligands, and Soluble RAGE: Potential Biomarkers for Diagnosis and Therapeutic Targets for Human Renal Diseases. Genomics Inform. 2013;11(4):224. doi:10.5808/gi.2013.11.4.224McCabe LR. Understanding the pathology and mechanisms of type I diabetic bone loss. J Cellular Biochem. 2007;102:1343–1357. doi: https://doi.org/10.1002/jcb.21573McCabe LR. Understanding the pathology and mechanisms of type I diabetic bone loss. Journal of Cellular Biochemistry 2007 102 1343–1357. doi:10.1002/jcb.21573Sanguineti R, Puddu A, Mach F, et al. Advanced glycation end products play adverse proinflammatory activities in osteoporosis. Mediators Inflamm. 2014;2014:975872. doi: https://doi.org/10.1155/2014/975872Sanguineti R, Puddu A, Mach F, Montecucco F, Viviani GL. Advanced glycation end products play adverse proinflammatory activities in osteoporosis. MediatorsofInflammation 2014 2014 975872. doi:10.1155/2014/975872Farlay D, Armas LA, Gineyts E, et al. Nonenzymatic glycation and degree of mineralization are higher in bone from fractured patients with type 1 diabetes mellitus. J Bone Mineral Res. 2016;31(1):190–195. doi: https://doi.org/10.1002/jbmr.2607Farlay D, Armas LA, Gineyts E, Akhter MP, Recker RR, Boivin G. Nonenzymatic glycation and degree of mineralization are higher in bone from fractured patients with type 1 diabetes mellitus. JournalofBoneandMineralResearch 2016 31 190–195. doi:10.1002/jbmr.2607Volk SW, Shah SR, Cohen AJ, et al. Type III collagen regulates osteoblastogenesis and the quantity of trabecular bone. Calcif Tissue Int. 2014;94(6):621-631. doi: https://doi.org/10.1007/s00223-014-9843-xVolk SW, Shah SR, Cohen AJ, et al. Type III collagen regulates osteoblastogenesis and the quantity of trabecular bone. CalcifTissueInt. 2014;94(6):621-631. doi:10.1007/s00223-014-9843-x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.