ПОКАЗАТЕЛИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У ДЕТЕЙ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА

Аннотация

Актуальность. В патогенезе сахарного диабета (СД) 1 типа ключевую роль играет оксидативный стресс (ОС), оценка которого представляет интерес для мониторинга состояния больного.
Цель исследования — определение биохимических показателей ОС у детей с СД 1 типа.
Материал и методы. Обследованы 38 здоровых и 92 детей с сахарным диабетом I типа в возрасте от 12 до 16 лет в разные периоды заболевания без сопутствующей патологии. В крови определены показатели ОС и ферменты антиоксидантной защиты.
Результаты и обсуждение. Выявлено статистически достоверное повышение концентрации показателей ОС: диеновых конъюгатов, диенкетонов и малонового диальдегиды (МДА) в эритроцитах у детей с сахарным диабетом (СД) 1 типа в дебюте, в 3-ей стадии (клинический СД) без осложнений и при наличии микроангиопатии (ретинопатии, нефропатии) при сравнении со значениями показателей контрольной группы. Отмечено снижение активности антиоксидантного фермента — супероксиддисмутазы (СОД) в эритроцитах в дебюте и при клиническом СД при сравнении с контрольными показателями. При достижении целевых показателей гликемического контроля у детей с СД активность фермента возрастала по сравнению со значениями детей с гипергликемией (3-я стадия СД). Изменения активности каталазы эритроцитов имели ту же тенденцию и направленность, но различия небольшие и статистически недостоверные. Индекс окислительно-восстановительного статуса эритроцитов (ОВСЭ) – отношение содержания МДА эритроцитов к активности СОД, в 2 раза выше в группах детей в дебюте, в 3-ей стадии СД без осложнений и при наличии микроангиопатии по сравнению с группой контроля. При достижении целевых показателей гликемического контроля у детей с СД индекс ОВСЭ снижался, но не достигал значений контрольной группы.
Заключение. У детей с СД 1 типа имеет место ОС как результат дисбаланса между процессами пероксидации и активностью антиоксидантной системой. Индекс ОВСЭ можно рассматривать в качестве показателя выраженности ОС и прогноза заболевания у детей с СД 1 типа.

Annotation

Oxidative stress (OS) plays a key role in the pathogenesis of type 1 diabetes mellitus (DM), the assessment of which is of interest for monitoring the patient’s condition.
Aim. Determination of biochemical parameters of OS in children with type 1 diabetes mellites.
Material and methods. A total of 38 healthy and 92 children with type 1 diabetes mellitus aged 12 to 16 years at different stages of the disease without accompanying pathology were examined. OS parameters and antioxidant protection enzymes were determined in the blood.
Results and discussion. A reliable increase in the concentration of OS indicators was revealed: diene conjugates, diene ketones and malondialdehyde (MDA) in erythrocytes in children with type 1 diabetes mellitus (DM) at the onset, at the clinical manifestation (clinical DM) without complications and in the presence of microangiopathy (retinopathy, nephropathy) when compared with the values of the indicators in the control group. A decrease in the activity of the antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD), was noted in erythrocytes at the onset and in clinical diabetes mellitus when compared with the control values. When the target glycemic control values were achieved in children with diabetes mellitus the enzyme activity increased compared with the values of children with hyperglycemia. Changes in erythrocyte catalase activity had the same tendency and direction, but the differences were small and statistically insignificant. The index of erythrocyte oxidation-reduction status (EORS) — the ratio of the MDA content of erythrocytes to the activity of SOD, was 2 times higher in the groups of children at the onset, in stage of the clinical manifestation without complications and in the presence of microangiopathy compared with the control group. When the target glycemic control values were achieved in children with diabetes mellitus, the EORS index decreased, but did not reach the values of the control group.
Conclusion. The results of the study demonstrate that children with type 1 diabetes mellitus have OS as a result of an imbalance between peroxidation processes and the activity of the antioxidant system. The EORS index can be considered as an indicator of the severity of OS and the prognosis of the disease in children with type 1 diabetes mellitus.
Key words: type 1 diabetes mellitus; children; oxidative stress; diene conjugates; Dien ketones; malondialdehyde; superoxide dismutase; catalase

Об авторах

Список литературы

ЛИТЕРАТУРА
Дедов И.И., Петеркова В.А., Кураева Т.Л. Российский консенсус по терапии сахарного диабета у детей и подростков. Сахарный диабет. 2010; 13(5):1-8. DOI: 10.14341/2072-0351-6048.
Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Исаков М.А. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета, статус 2017 г. Сахарный диабет. 2018; 21(3):144-59. DOI: 10.14341/DM9686.
Сопрун Л.А., Утехин В.И., Гвоздецкий А.Н., Акулин И.М., Чурилов Л.П. Антропогенные факторы окружающей среды как триггеры сахарного диабета 1-го типа у детей. Педиатр. 2020; 11(2):57-65. DOI: 10.17816/PED11257-65.
Sies H. Oxidative stress: Introductory remarks. In: Sies H., еd. Oxidative stress. London: Academic Press; 1985:1-8. DOI: 10.1016/b978-0-12-642760-8.50005-3.
Иванов В.В., Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Литвяков Н.В., Перекуча Н.А., Носарева О.Л. и др. Окислительный стресс в патогенезе сахарного диабета 1 типа: роль ксантиноксидазы адипоцитов. Бюллетень сибирской медицины. 2017; 16 (4): 134-43. DOI: 10.20538/1682-0363-2017-4-134–143.
McGrowder D.A, Anderson-Jackson L., Crawford T.V. Biochemical evaluation of oxidative stress in type 1 diabetes. In: Escher A, editor. Type 1 Diabetes [Internet]. InTech; 2013. Available from: http://dx.doi.org/10.5772/45927.
Chen X., Xie N., Feng L., Huang Y., Wu Y., Zhu H. et al. Oxidative stress in diabetes mellitus and its complications: From pathophysiology to therapeutic strategies. Chinese Medical Jornal (Engl.).2025; 138(1):15-27. DOI: 10.1097/CM9.0000000000003230.8.
Darenskaya M.A., Kolesnikova L.I., Kolesnikov, S.I. Oxidative stress: pathogenetic role in diabetes mellitus and its complications and therapeutic approaches to correction. Bull. Exp. Biol. Med. 2021; 171(2):179-89. DOI: 10.1007/s10517-021-05191-7.
Conti G., Caccamo D., Siligato R., Gembillo G., Satta E., Pazzano D. et al. Association of higher advanced oxidation protein products (AOPPs) levels in patients with diabetic and hypertensive nephropathy. Medicina. 2019; 55(10):675. DOI: 10.3390/medicina55100675.
VanderJagt D.J., Harrison J.M., Ratliff D.M., Hunsaker L.A., Vander Jagt D.L. Oxidative stress indices in IDDM subjects with and without long-term diabetic complications. Clin. Biochem. 2001; 34(4):265-70. DOI: 10.1016/s0009-9120(01)00204-1.
Быков Ю. В., Батурин В. А., Воробьева А. П., Вартанян А. А. Оценка оксидативного статуса у детей с сахарным диабетом 1-го типа. Медицина. 2022; 10(4):31-41. DOI: 10.29234/2308-9113-2022-10-4-31-41.
Меньщикова Е. Б., Зенков Н. К. Современные подходы при анализе окислительного стресса, или как измерить неизмеримое. Acta Biomedica Scientifica. 2016; 1 (3-2 (109)):174-80. DOI: 10.12737/article_590823a565aa50.41723117.
Макаров В.А., Ильенко Т.Л., Башкина О.А. Клинико-диагностическое значение определения малонового диальдегида при выраженном кетоацидозе у детей. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013; (10-2):248-51.
Пласер З., Видлакова М., Кузела Л. Перекисное окисление липидов при повреждении печени и стеатозе. Обзор чехословацкой медицины. 1970; 16(1):29-39.
Гуленко О.Н., Леонов В.В., Федотова А.А., Дворянкина Е.В., Павлова О.Н. Некоторые особенности дифференциации концентрации диеновых конъюгатов в сыворотке крови и тканях крыс. Интерактивная наука. 2021; 8 (63):12-5.
Коробейников Э.Н. Модификация определения продуктов ПОЛ в реакции с тиобарбитуровой кислотой. Лабораторное дело. 1989; 1:8-9.
Данилова Л.А., ред. Справочник по лабораторным методам исследования. СПб: Питер; 2003.
Beutler E. Red cell metabolism. A manual of biochemical methods. 3rd ed. New York [a.o.]: Grune and Stratton; 1984.
Субботина Т.Н. Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы крови у детей и подростков с инсулинзависимым сахарным диабетом. Дисс. канд. биол. наук. Тюмень; 2003.
Смирнова М.Д., Свирида О.Н., Виценя М.В., Кузьмина А.Е., Ланкин В.З., Тихазе А.К. и др. Использование мельдония для улучшения адаптации пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями к воздействию жары и коррекции связанного с ней окислительного стресса. Кардиология. 2014; 54(7):53-9.
Dave G.S., Kalia K. Hyperglycemia induced oxidative stress in type-1 and type-2 diabetic patients with and without nephropathy. Cell Mol. Biol. (Noisy-le-grand). 2007; 53(5):68-78.
Ighodaro O.M. Molecular pathways associated with oxidative stress in diabetes mellitus. Biomedicine and Pharmacotherapy. 2018; 108:656-62. ISSN 0753-3322, DOI: 10.1016/j.biopha.2018.09.058.
Скобелева К.В., Тыртова Л.В. Участие ренин-ангиотензин-альдостероновой системы в развитии диабетической нефропатии при сахарном диабете 1 типа (обзор литературы). Нефрология. 2021; 25(2):43-51. DOI: 10.36485/1561-6274-2021-25-2-43-51.
Киреев Р.А., Курмачева Н.А., Игнатов В.В. Перекисное окисление липидов, антиоксидантная защита и содержание 2,3 дифосфоглицерата у детей, больных сахарным диабетом 1 типа. Сахарный диабет. 2001; 4(1):6-9.
Kostopoulou E., Livada I., Partsalaki I., Lamari F., Skiadopoulos S., Rojas-Gil A.P. et al. The role of carbohydrate counting in glycemic control and oxidative stress in patients with type 1 diabetes mellitus (T1DM). Hormones (Athens). 2020; 19(3):433-8. DOI: 10.1007/s42000-020-00189-8.
Kostopoulou E., Kalaitzopoulou E., Papadea P., Skipitari M., Rojas-Gil A.P., Spiliotis B.E. et al. Oxidized lipid associated protein damage in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: New diagnostic/prognostic clinical markers. Pediatr. Diabetes. 2021; 22(8):1135-42. DOI: 10.1111/pedi.13271.
Gonzalez-Dominguez A., Savolainen O., Dominguez-Riscart J., Landberg R., Lechuga A., González-Domínguez R. Probing erythrocytes as sensitive and reliable sensors of metabolic disturbances in the crosstalk between childhood obesity and insulin resistance: findings from an observational study, in vivo challenge tests, and ex vivo incubation assays. Cardiovasc. Diabetol. 2024; 23:336. DOI: 10.1186/s12933-024-02395-9.
Sobhi W., Khenchouchea A. Involvement of oxidative stress in type 1 diabetes. Am. J. Biomed. Sci. Res. 2020; 6(6):529-37. AJBSR.MS.ID.001100. DOI: 10.34297/AJBSR.2020.06.001100.
Быков Ю.В., Батурин В.А., Воробьева А.П., Вартанян А.А. Нарушение антиоксидантной функции у детей с диабетическим кетоацидозом. Тихоокеанский медицинский журнал. 2024; (1):39-42. DOI: 10.34215/1609-1175-2024-1-39-42.
Литвиненко Л. А. Влияние гипергликемии на состояние антиокислительной защиты эритроцитов у детей с сахарным диабетом и in vitro. Проблемы эндокринологии. 1991; 37 (3):6-8.
Khan M.A., Anwar S., Aljarbou A.N., Al-Orainy M., Aldebasi Y.H., Islam S. et al. Protective effect of thymoquinone on glucose or methylglyoxal-induced glycation of superoxide dismutase. Int. J. Biol. Macromol. 2014; 65(4):16-20. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2014.01.001.
Ishrat N., Khan H., Patel O.P.S., Mahdi A.A., Mujeeb F., Ahmad S. Role of glycation in type 2 diabetes mellitus and its prevention through Nymphaea species. Biomed. Research International. 2021; 2021:7240046. DOI: 10.1155/2021/7240046.
Suys B., de Beeck L.O., Rooman R., Kransfeld S., Heuten H., Goovaerts I. et al. Impact of oxidative stress on the endothelial dysfunction of children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: protection by superoxide dismutase. Pediatr. Res. 2007; 62(4): 456-61. DOI: 10.1203/pdr.0b013e318142581a.
Попыхова Э.Б., Степанова Т.В., Лагутина Д.Д., Кириязи Т.С., Иванов А.Н. Роль сахарного диабета в возникновении и развитии эндотелиальной дисфункции. Проблемы Эндокринологии. 2020; 66(1):47-55. DOI: 10.14341/probl12212.

REFERENCES
Dedov I.I., Peterkova V.A., Kuraeva T.L. The Russian consensus on the treatment of diabetes mellitus in children and adolescents. Sakharnyi diabet. 2010; 13(5):1-8. DOI: 10.14341/2072-0351-6048. (in Russian)
Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K., Zheleznyakova A.V., Isakov M.A. Diabetes mellitus in Russian Federation: prevalence, morbidity, mortality, parameters of glycaemic control and structure of glucose lowering therapy according to the Federal Diabetes Register, status 2017. Sakharnyy diabet. 2018; 21(3):144-59. DOI: 10.14341/DM9686. (in Russian)
Soprun L. A., Utekhin V. I., Gvozdeckij A. N., Akulin I.M., Churilov L.P. Anthropogenic environmental factors as triggers of type 1 diabetes in children. Pediatr. 2020; 11(2):57-65. DOI: 10.17816/PED11257-65. (in Russian)
Sies H. Oxidative stress: Introductory remarks. In: Sies H., ed. Oxidative stress. London, Academic Press; 1985:1-8. DOI: 10.1016/b978-0-12-642760-8.50005-3.
Ivanov V.V., Shakhristova E.V., Stepovaya E.A., Litvyakov N.V., Perekucha N.A., Nosareva O.L. et al. Oxidative stress in the pathogenesis of type 1 diabetes: the role of adipocyte xanthine oxidase. Byulleten’ sibirskoy meditsiny. 2017; 16 (4):134-43. DOI: 10.20538/1682-0363-2017-4-134–143. (in Russian)
McGrowder D.A, Anderson-Jackson L., Crawford T.V. Biochemical evaluation of oxidative stress in type 1 diabetes. In: Escher A, editor. Type 1 Diabetes [Internet]. InTech; 2013. Available from: http://dx.doi.org/10.5772/45927.
Chen X., Xie N., Feng L., Huang Y., Wu Y., Zhu H. et al. Oxidative stress in diabetes mellitus and its complications: From pathophysiology to therapeutic strategies. Chinese Medical Jornal (Engl.).2025; 138(1):15-27. DOI: 10.1097/CM9.0000000000003230.
Darenskaya M.A., Kolesnikova L.I., Kolesnikov S.I. Oxidative stress: pathogenetic role in diabetes mellitus and its complications and therapeutic approaches to correction. Bull. Exp. Biol. Med. 2021; 171(2):179–89. DOI: 10.1007/s10517-021-05191-7.
Conti G., Caccamo D., Siligato R., Gembillo G., Satta E., Pazzano D. et al. Association of higher advanced oxidation protein products (AOPPs) levels in patients with diabetic and hypertensive nephropathy. Medicina. 2019; 55(10):675. DOI: 10.3390/medicina55100675.
VanderJagt D.J., Harrison J.M., Ratliff D.M., Hunsaker L.A., Vander Jagt D.L. Oxidative stress indices in IDDM subjects with and without long-term diabetic complications. Clin. Biochem. 2001; 34(4):265-70. DOI: 10.1016/s0009-9120(01)00204-1.
Bykov Yu. V., Baturin V. A., Vorob’eva A. P., Vartanyan A. A. Assessment of the oxidative status in children with type 1 diabetes mellitus. Meditsina. 2022; 10(4):31-41. DOI: 10.34215/1609-1175-2024-1-39-42. (in Russian)
Men’shchikova E. B., Zenkov N. K. Modern approaches to oxidative stress estimation, or how to measure the immeasurable. Acta Biomedica Scientifica. 2016; 1 (3-2 (109)):174-80. DOI: 10.12737/article_590823a565aa50.41723117. (in Russian)
Makarov V.A., Il’enko T.L., Bashkina O.A. Clinical and diagnostic significance of the determination of malondialdehyde in severe ketoacidosis in children. Aktual’nye problemy gumanitarnykh i estestvennykh nauk. 2013; (10-2):248-51. (in Russian)
Plaser Z., Vidlakova M., Kuzela L. Lipid peroxidative processes in liver damage and steatosis. Obzor chekhoslovatskoy meditsiny. 1970; 16(1):29-39. (in Russian)
Gulenko O.N., Leonov V.V., Fedotova A.A., Dvoryankina E.V., Pavlova O.N. Some features of differentiation of concentration of diene conjugates in blood serum and tissues of rats. Interaktivnaya nauka. 2021; 8 (63):12-5. (in Russian)
Korobeynikov E.N. Modification of the determination of lipid peroxidation products in a reaction with thiobarbituric acid. Laboratornoe delo. 1989; 1:8-9. (in Russian)
Danilova L.A., ed. Handbook of laboratory research methods [Spravochnik po laboratornym metodam issledovaniya]. St.Petersburg: Piter; 2003. (in Russian)
Beutler E. Red cell metabolism. A manual of biochemical methods. 3rd ed. Grune and Stratton, Inc. New York; 1984:188.
Subbotina T.N. Lipid peroxidation and the state of the blood antioxidant system in children and adolescents with insulin-dependent diabetes mellitus. Diss…. Tyumen’; 2003.
Smirnova M.D., Svirida O.N., Vicenya M.V., Kuz’mina A.E., Lankin V.Z., Tihaze A.K. et al. The use of meldonium to improve the adaptation of patients with cardiovascular diseases to the effects of heat and to correct the associated oxidative stress. Kardiologiya. 2014; 54(7):53-9. (in Russian)
Dave G.S., Kalia K. Hyperglycemia induced oxidative stress in type-1 and type-2 diabetic patients with and without nephropathy. Cell Mol. Biol. (Noisy-le-grand). 2007; 53(5):68-78.
Ighodaro O.M. Molecular pathways associated with oxidative stress in diabetes mellitus. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2018; 108:656-62. ISSN 0753-3322, DOI: 10.1016/j.biopha.2018.09.058.
Skobeleva K.V., Tyrtova L.V. The involvement of the renin-angiotensin-aldosterone system in the development of diabetic nephropathy in type 1 diabetes mellitus (literature review). Nefrologiya. 2021; 25(2):43-51. DOI: 10.36485/1561-6274-2021-25-2-43-51. (in Russian)
Kireev R.A., Kurmacheva N.A., Ignatov V.V. Lipid peroxidation, antioxidant protection and 2,3 diphosphoglycerate content in children with type 1 diabetes mellitus. Sakharnyy diabet. 2001; 4(1):6-9. DOI: 10.14341/2072-0351-6099. (in Russian)
Kostopoulou E., Livada I., Partsalaki I., Lamari F., Skiadopoulos S., Rojas-Gil A.P. et al. The role of carbohydrate counting in glycemic control and oxidative stress in patients with type 1 diabetes mellitus (T1DM). Hormones (Athens). 2020; 19(3):433-8. DOI: 10.1007/s42000-020-00189-8.
Kostopoulou E., Kalaitzopoulou E., Papadea P., Skipitari M., Rojas-Gil A.P., Spiliotis B.E. et al. Oxidized lipid associated protein damage in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: New diagnostic/prognostic clinical markers. Pediatr. Diabetes. 2021; 22(8):1135-42. DOI: 10.1111/pedi.13271.
Gonzalez-Dominguez A., Savolainen O., Dominguez-Riscart J., Landberg R., Lechuga A., González-Domínguez R. Probing erythrocytes as sensitive and reliable sensors of metabolic disturbances in the crosstalk between childhood obesity and insulin resistance: findings from an observational study, in vivo challenge tests, and ex vivo incubation assays. Cardiovasc. Diabetol. 2024; 23: 336. DOI: 10.1186/s12933-024-02395-9.
Sobhi W., Khenchouchea A. Involvement of oxidative stress in type 1 diabetes. Am. J. Biomed. Sci. Res. 2020; 6(6):529-37. AJBSR.MS.ID.001100. DOI: 10.34297/AJBSR.2020.06.001100.
Bykov Yu.V., Baturin V.A., Vorob’eva A.P., Vartanyan A.A. Decreased antioxidant capacity in children with diabetic ketoacidosis. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal. 2024; (1):39-42. DOI: 10.34215/1609-1175-2024-1-39-42. (in Russian)
Litvinenko L.A. Effect of hyperglycemia on the status of antioxidant protection of erythrocytes in children with diabetes mellitus and in vitro. Problemy endokrinologii. 1991; 37 (3):6-8. (in Russian)
Khan M.A., Anwar S., Aljarbou A.N., Al-Orainy M., Aldebasi Y.H., Islam S., et al. Protective effect of thymoquinone on glucose or methylglyoxal-induced glycation of superoxide dismutase. Int. J. Biol. Macromol. 2014; 65(4):16-20. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2014.01.001.
Ishrat N., Khan H., Patel O.P.S., Mahdi A.A., Mujeeb F., Ahmad S. Role of glycation in type 2 diabetes mellitus and its prevention through Nymphaea species. Biomed. Research International. 2021; 2021:7240046. DOI:10.1155/2021/7240046.
Suys B., de Beeck L.O., Rooman R., Kransfeld S., Heuten H., Goovaerts I. et al. Impact of oxidative stress on the endothelial dysfunction of children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: protection by superoxide dismutase. Pediatr. Res. 2007; 62(4): 456-61. DOI: 10.1203/pdr.0b013e318142581a.
Popykhova E.B., Stepanova T.V., Lagutina D.D., Kiriyazi T.S., Ivanov A.N. The role of diabetes in the onset and development of endothelial dysfunction. Problemy endokrinologii. 2020; 66(1):47-55. DOI: 10.14341/probl12212. (in Russian)

Ключевые слова