Морфофункциональное состояние апудоцитов желудка у больных сахарным диабетом 2 типа

Скоплениями апудоцитов в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) продуцируется более 30 цитокинов, влияющих на различные процессы жизнедеятельности организма. Гастрин образуется в G-клетках антральной части желудка и, кроме того, в небольшом количестве синтезируется в слизистой оболочке тонкой кишки [1]. Высвобождение гастрина из G-клеток подчинено механизму обратной связи: в ответ на действие различных факторов высвобождается гастрин, стимулирующий секрецию соляной кислоты (HCL), а ее избыток ингибирует дальнейший выброс гастрина. Гастрин относится к важным эндогенным гормонам, от которого зависят не только физиологические функции желудка, но и развитие патологического процесса в нем, в том числе и язвообразования. Повышение уровня гастрина в крови коррелирует с повышенной продукцией кислоты в желудке. У больных с язвенной болезнью желудка (ЯБЖ) в подавляющем большинстве случаев обнаруживается гипергастринемия [1–3].

Соматостатин выявляется в d-клетках ЖКТ и поджелудочной железы. В желудке эти клетки располагаются в собственном слое слизистой оболочки антрального отдела, преимущественно в непосредственной близости от клеток, продуцирующих гастрин, что подтверждает влияние соматостатина на секрецию этого гормона. Своеобразие распределения этих клеток, а именно их разбросанность среди других эндокринных клеток ЖКТ и поджелудочной железы представляет морфологическую основу для высвобождения и местного действия гормона на соседние клетки-мишени [2–4].

Существуют работы [2–7], в которых прослеживается связь между повышением уровня гастрина и снижением уровня соматостатина в крови со степенью инфицированности слизистой оболочки желудка (СОЖ) H.pylori. По мнению ряда авторов [5–8], Helicobacter pylori является стимулятором выработки гастрина в антральном отделе желудка.

Целью настоящего исследования явилось изучение содержания гастроинтестинальных гормонов в плазме крови, морфофунк­ционального состояния G- и D-клеток у пациентов с патологией желудка в сочетании с сахарным диабетом 2 типа (СД2).

Материал и методы исследования

Под нашим наблюдением находились 84 больных (муж. – 33, жен. – 51) с ЯБЖ и хроническим гастритом (ХГ) в возрасте от 49 до 70 лет (средний возраст 65 лет). У 46 пациентов указанные заболевания протекали на фоне СД 2. Пациенты с СД 2 были включены в две исследуемые группы – 21 пациент в 1А (ЯБЖ+СД) группу и 25 – в 1Б (ХГ+СД) группу. Средняя продолжительность СД составила 9,5±0,9 лет. Средний уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) – 11,2±0,6%. Группы сравнения были представлены больными без СД 2: 17 пациентов с ЯБЖ – 2А и группа из 21 больного с ХГ – 2Б группа. Во всех группах пациенты были сопоставимы по полу и возрасту. Из 21 больного ЯБЖ в сочетании с СД 2 из-за грубых нарушений целостности стенки лишь у 17 пациентов в периульцерозной зоне удалось верифицировать апудоциты.

Для полуколичественной оценки степени инфицированности H.pylori желудка применяли гистологический метод. Метод включал в себя производство парафиновых срезов с биоптатов СОЖ края язвы (периульцерозной зоны), антрального и фундального отделов желудка, с последующей их окраской по Гимзе по стандартному протоколу. В случае обнаружения инфекции H.pylori в гистологических препаратах, полуколичественную характеристику обсеменения данными бактериями СОЖ проводили следующим образом. При наличии не более 20 микробных тел в поле зрения микроскопа при увеличении 630, оценивали как слабую степень обсеменения (+), средняя степень обсеменения (++) имела место при количестве H.pylori до 50 в поле зрения, высокую степень контаминации (+++) определяли при количестве H.pylori более 50 в поле зрения.

Иммуногистохимическое (ИГХ) исследование проводили в соответствии со стандартным протоколом. Был использован набор маркеров: хромогранин А, соматостатин и гастрин.

Подсчет окрашенных G и D клеток осуществляли при увеличении в 400 раз под микросколпом «Ампливал» (Германия). Их количество определяли в 10 полях зрения каждого из препаратов.

Определение гастрина-17 и соматостатина-14 производили иммуноферментным анализом. Контрольную группу составили 10 практически здоровых лиц, у которых исследовали средний нормальный уровень гастрина и соматостатина натощак.

Статистическую обработку данных проводили с использованием статистического пакета программы Statistica vers.6 с использованием непараметрического критерия Манна–Уитни. Статистические данные приведены как среднее арифметическое М±δ, где δ – среднеквадратичное отклонение.

Результаты и обсуждение

На рис.1 и в табл.1 представлены результаты количественной плотности клеток G и D у пациентов с сочетанной патологией и их функциональное состояние.

Согласно полученным данным (см. табл. 1), концентрация регуляторных пептидов у больных с ЯБЖ и ХГ значительно колебалась. У пациентов с СД2 в сочетании с ЯБЖ и ХГ уровени гастрина и соматостатина оказались низкими и при оценке результатов на основании статистического анализа были выявлены достоверные различия между уровнями гастро­интес­тина­льных гормонов у больных СД2 и пациентами сравниваемых групп (p<0,05).

Согласно приведенным данным, количественная плотность эпителиоцитов СОЖ, иммунопозитивных к гастрину, была достоверно снижена у пациентов СД2. Аналогичная картина наблюдалась и у пациентов с ХГ в обеих группах.

Содержание эпителиоцитов, иммунопозитивных к соматостатину, также было достоверно (p<0,05) снижено в группах пациентов СД2 (см. табл. 1 и рис. 1).

Таким образом, при сочетании ЯБЖ или ХГ с СД2 по сравнению с изолированной патологией желудка отмечено:

• уменьшение количественной плотности G-клеток

• уменьшение количественной плотности D-клеток

• снижение уровня гастрина

• снижение уровня соматостатина

Известно, что инфекции H.pylori придается ведущая роль в изменении желудочной секреции и основной мишенью для H.pylori среди эпителиоцитов СОЖ служат G-клетки.

В табл. 2 представлены данные по количественному соотношению эпителиоцитов у пациентов в зависимости от инфицированности H.pylori.

Таким образом, в биоптатах больных СД2, инфицированных H.pylori, по сравнению с биоптатами из аналогичных зон неинфицированных H.pylori пациентов имеется очевидное увеличение плотности G-клеток (р<0,05) как в исследуемой, так и в контрольной группах. Количество G-клеток у пациентов СД2 одинаково высоко в группах инфицированных в сравнении с неинфицированными пациентами СД2 и ЯБЖ.

Количество D-клеток в группе больных, инфицированных H.pylori, достоверно меньше по сравнению с группой больных, неинфицированных H.pylori (р<0,05), у пациентов СД2 и ЯБЖ. Количество D-клеток у пациентов исследуемой и контрольной групп отличались недостоверно (р>0,05). В группах пациентов с ХГ прослеживается аналогичная закономерность.

Нами проанализированы плотность иммунореактивных клеток по отношению к плотности H.pylori, результаты которого представлены на рис. 2.

В ходе анализа морфометрических показателей исследуемых эпителиоцитов СОЖ, иммунореактивных к гастрину и соматостатину, в зависимости от степени инфицированности Н.pylori выявлено, что количество гастрин-иммунопозитивных клеток было достоверно больше при второй степени инфицированности Н.pylori у пациентов СД2 с патологией желудка, однако, при третьей степени инфицированности Н.pylori количество G-клеток снижалось. Вероятно, это было связано с высокой частотой гастрита с поражением желез и атрофией СОЖ при СД2.

Анализ количества хромогранина А в каждой обследуемой группе показал, что у наблюдаемых нами пациентов ЯБЖ и ХГ в сочетании с СД2 достоверно меньше, количество эндокринных клеток в СОЖ в сравнении с контрольной группой: 23% против 56% соответственно (р<0,05).

Общеизвестно, что при СД в результате метаболических сдвигов формируются микроангиопатии, которые имеют генерализованный характер. Изменения сосудов обнаруживаются в различных органах и тканях, в том числе и в СОЖ. Мы предполагаем, что атрофические изменения СОЖ у пациентов сочетанной патологии являются следствием нарушения микро­циркуляторного русла, снижающего при этом регенераторный потенциал СОЖ.

Из рис. 3 видно, что у пациентов с СД2 в отличие от контрольной группы достоверно чаще наблюдался гастрит с поражением желез и атрофией СОЖ (47,4% против 29,5% соответственно, р<0,05 в 1-й группе, и 43% против 18,7% соответственно во 2-й группе р<0,05) , который наиболее часто ассоциировался со значительной степенью микробной колонизации. Вероятно, это является одной из причин изменения количественной плотности эпителиоцитов, иммунопозитивных к гастрину, и соматостатина.

Учитывая то, что наши пациенты с сочетанной патологией имели различную давность заболевания СД2, мы решили оценить ее влияние на количественную плотность эпителиоцитов желудка. На рис. 4 представлены результаты этого исследования.

Полученные данные свидетельствуют, что пациенты СД2, с длительностью заболевания более 10 лет имеют достоверно меньшее количество эндокринных клеток. Проведенный анализ морфологического состояния апудоцитов, показал, что процентное соотношение G/D-клеток в группах пациентов СД2 в сочетании с патологией желудка изменено по сравнению с группой контроля.

Известно, что эпителиальные клетки инфицированной СОЖ приобретают свойства макрофагов и экспрессируют DR-антигены главного комплекса гистосовместимости и секретируют цитокины. Цитокины, высвобождаемые СОЖ при Hp-ассоциированном гастрите вызывают нарушения функции эндокринных клеток [5]. С другой стороны, при поражениях СОЖ H.pylori снижается концентрация соматостатина. Таким образом, влияние этого «естественного ограничителя» секреции гастрина на G-клетки недостаточно. Установлено, что тормозит активность D-клеток ИЛ-8, секретируемый эпителиоцитами под действием H.pylori и клетками воспалительного инфильтрата слизистой оболочки желудка [4, 9].

Кроме того, при инфицировании штаммами cagA(+) отмечается повышение общего уровня пепсиногенов и уменьшение соотношения уровней пепсиногенов А/С, что повышает агрессивные свойства желудочного сока и возможно оказывает более глубокое влияние на количество и соотношение G- и D-клеток [6, 10].

Вероятнее всего, существует связь с активностью воспалительного процесса, где основную роль играют такие цитокины, как интерлейкин-1, фактор некроза опухолей (ФНО), которые выделяются клетками воспалительного инфильтрата собственной пластинки слизистой оболочки. Секреция гастрина резко возрастает при стимуляции ИЛ-1 и ФНО, для которых на мембране G-клеток имеются соответствующие рецепторы [11].

Возможным дополнительным фактором, влияющим на выработку гастрина и соматостатина, является опосредованное воздействие на G- и D-клетки локальной щелочной микросреды бактерий, обусловленной образованием аммиака. Роль соматостатина не ограничивается регуляцией продукции HCL. Показано, что он непосредственно подавляет пролиферацию H.pylori, то есть увеличивает резистентность организма к инфекции [6, 12].

Влияние H.pylori на желудочную секрецию не только прямое, но и опосредованное – вследствие развития ХГ, а его обратная эволюция требует значительного времени. При длительном течении СД 2 воспалительная инфильтрация нарастает, выявляются признаки склероза стромы и атрофические изменения. Сосудистые изменения в СОЖ, имеющие характер диабетических микроангиопатий, отмечены как в начальном периоде заболевания, так и при длительном течении болезни. Вследствие атрофических, дисрегенераторных изменений эпителиоцитов снижается синтез ферментов, сорбция на мембране эпителиоцитов дисахаридаз, пептидаз, щелочной фосфатазы. Это вызывает нарушение как полостного, так и мембранного пищеварения и сопровождается нарушением процессов гидролиза пищевых веществ, всасывания и внутриклеточного пищеварения.

H.pylori-ассоциированный гастрит при СД 2 сопровождается атрофией и кишечной метаплазией СОЖ. Более высокая частота атрофии и кишечной метаплазии СОЖ у больных СД 2 объясняется свойственными этому заболеванию вегетативными, метаболическими и микроциркуляторными расстройствами, способствующими нарушению клеточного обновления. Нарушению микроциркуляции способствуют H.pylori-колонизации. Продуктом, необходимым для защиты H.pylori, является мочевина, которая образуется при распаде эритроцитарного гемоглобина, а эритроцитарный гемоглобин, в свою очередь, появляется на поверхности эпителия при повреждении стенок кровеносных сосудов СОЖ.

Заключение

Таким образом, общую последовательность изменений в количественном составе апудоцитов СОЖ при СД2 можно представить в виде следующей схемы: метаболические нарушения, обусловленные наличием СД2 и его длительностью, осложнениями, локальные нарушения трофики, ускорение экструзии (отторжения) эпителиоцитов создают питательную среду (погибшие клетки) и возможность для колонизации H.pylori, которая, в свою очередь, размножаясь, повреждает мукоциты, и тем больше, чем интенсивнее степень колонизации. Происходит нарушение регенерации, «упрощение» дифференцировки клеток и сбой в ней (кишечная метаплазия), что завершается в конечном итоге, атрофией СОЖ различной степени и что приводит в конечном итоге к нарушению количества и соотношения друг к другу G- и D-клеток.

В последнее время отмечают, что больные СД2 относятся к группе риска по инфицированию H.pylori, в результате нарушений моторно-эвакуаторной, секреторной функции гастродуоденальной зоны, депрессии иммунитета, неудовлетворительной компенсации, длительности заболевания более 5 лет и характерных гистологических изменений СОЖ. Особое место в поражении желудка при СД занимает аутоиммунный гастрит, развивающийся у больных диабетом. Обнаружено, что у 15–20% пациентов, страдающих СД 2, в крови выявляются антипариетальные антитела. У лиц, не страдающих диабетом, эти антитела выявляются в 2–3 раза реже. Антипариетальные антитела направлены против антипортера H+/K+-АТФазы, и хроническое их воздействие на желудок может вести к развитию гипо- или ахлоргидрии, гипергастринемии, а также железо- и В12-дефицитной анемии. Действительно, у больных СД 2 с положительным титром антипариетальных антител выявляется пони­женный уровень базальной секреции кислоты, коррелирующий с содержанием железа (уменьшение кислотности ведет к нарушению всасывания ионов железа). Также у этой группы больных отмечается повышение концентрации в крови гастрина, уровень которого коррелирует с титром антипариетальных антител. Титр антител коррелирует с выраженностью и распространенностью процессов атрофии слизистой желудка. Для более подробного изучения и выявления изменений необходимо дифференцировать ультраструктуру клеток у инфицированных и неинфицированных пациентов, исследовать уровни провоспалительных цитокинов.