В ряде наших исследований с помощью

ВОЗРАСТНАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ
А- И В-КЛЕТОК ОСТРОВКОВ ЛАНГЕРГАНСА
ПРИ АНТИПСИХОТИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
Волков Владимир Петрович
канд. мед. наук, рецензент НП СибАК,
Россия, г. Тверь
E-mail: patowolf@yandex.ru
THE AGE-RELATED FUNCTIONAL MORPHOLOGY
OF А- AND В-CELLS OF LANGERGANS'S ISLANDS
AT ANTIPSYCHOTIC THERAPY
Volkov Vladimir
Candidate of medical sciences,
Reviewer of Non-Commercial Partnership "Siberian Association of Advisers"
Russia, Tver
АННОТАЦИЯ
Как физиологические возрастные изменения, так и патологические сдвиги,
обусловленные
свидетельствуют
побочным
о
действием
нарастании
антипсихотических
функциональной
препаратов,
активности
α-клеток
и угнетении таковой β-клеток островков Лангерганса. По мере увеличения
возраста больных и длительности антипсихотической терапии отмеченные
изменения суммируются и отягощают друг друга. Они могут стать
материальной основой развития сахарного диабета у пациентов, принимающих
антипсихотики.
______________________________
Волков В.П. Возрастная функциональная морфология α- и β-клеток островков Лангерганса
при антипсихотической терапии // Universum: Медицина и фармакология : электрон. научн.
журн. 2015. № 3 (16) . URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/1994
ABSTRACT
Both physiological age changes and the pathological shifts caused by side effect
of antipsychotic preparations testify to increase of functional activity α-cells
and oppression that β-cells Langergans's islands. In process of increase in age
of patients and duration of antipsychotic therapy, noted changes are summarized
and burden each other. They can become a material basis of development of diabetes
in the patients accepting antipsychotics.
Ключевые слова: островки Лангерганса, α- и β-клетки, функциональная
морфология, возраст, антипсихотики, побочное действие.
Keywords: Langergans's islands, α- and β-cells, functional morphology, age,
antipsychotics, side effect.
Антипсихотические препараты (АП), помимо лечебных свойств, обладают
широким спектром побочных эффектов относительно различных органов
и тканей [4; 19; 21].
Одним из наиболее серьёзных негативных следствий приёма АП служит
развитие метаболического синдрома [4; 11; 14; 21], часто осложняющегося
сахарным диабетом 2-го типа (СД) [15; 17; 22; 23].
Исходя из изложенного, можно ожидать, что побочное действие АП,
приводящее к возникновению СД, может быть реализовано через повреждение
эндокринной части поджелудочной железы, то есть клеточных популяций
островков Лангерганса (ОЛ), отвечающих за углеводный обмен. Известно,
что метаболизм глюкозы в организме контролируется двумя ключевыми
гормонами
—
глюкагоном
и
инсулином,
которые
продуцируются
соответственно α- и β-клетками [1; 13; 16; 24].
В ряде наших исследований с помощью морфометрического метода
установлено, что на морфофункциональное состояние ОЛ существенное
влияние оказывает как возраст индивида, так и побочное действие
(АП) [2; 3; 5; 7; 8].
Кроме того, фрагментарно прослежен суммарный эффект совместного
воздействия обоих указанных факторов на функциональную морфологию
α- и β-клеток и определено значение каждого из них в процессе обнаруженной
структурно-функциональной
перестройки [7; 9; 10].
Однако
этот
вопрос
нуждается в дальнейшем комплексном изучении с применением объективных
количественных
методов
исследования.
Соответствующие
сведения
в специальной литературе отсутствуют.
Поэтому целью настоящей работы является возрастная характеристика
морфофункционального состояния α- и β-клеток ОЛ в условиях проведения
антипсихотической терапии (АПТ), основанная на использовании нового
оригинального морфометрического подхода, разработанного нами для изучения
большинства эндокринных желёз [6; 7].
Материал и методы
Изучены ПЖ 26 и 29 лиц, умерших в возрасте моложе 35 и старше 60 лет
соответственно. Материал разделён на 4 группы: I и II гр. — 15 молодых
и 16 пожилых пациентов общесоматического стационара, не получавших АП;
III и IV гр. — молодые (11) и пожилые (13) психически больные, находившиеся
на АПТ длительностью более 1 года.
Пациенты
всех
групп
умерли
от
различных
остро
развившихся
заболеваний и при жизни не страдали нарушениями обмена и эндокринной
патологией,
а
также
панкреатитом
и
желчнокаменной
болезнью,
что верифицировано на аутопсии.
Парафиновые срезы из различных отделов поджелудочной железы
(головка, тело, хвост) окрашивались гематоксилином и эозином и по методу
Маллори.
Для оценки морфофункционального состояния популяций α- и β-клеток
использован, как сказано ранее, оригинальный алгоритм морфометрических
и количественных
методов,
положительно
зарекомендовавший
себя
в подобного рода исследованиях [6; 7]. При этом в качестве основных
критериев применены два морфометрических параметра: 1) V — плотность
клеточных элементов и 2) СДК — средний диаметр их ядер (кариона).
На основе этих данных вычислялся интегральный показатель — индекс
функциональной активности
(ИФА). Подробно
методика исследования
изложена в наших предыдущих публикациях [6; 7; 10].
Статистическая обработка полученных данных проведена методами
непараметрической статистики, отличающимися достаточной мощностью,
простотой, надёжностью и высокой информативностью [12; 18; 20].
Результаты и обсуждение
Результаты проведённого исследования (табл.) сводятся к следующему.
Таблица 1.
Возрастная характеристика α- и β-клеток ОЛ
при антипсихотической терапии
Группа
α-клетки
СДК
ИФА
V
44,61
5,47
1234
12,29
1234
169,66
234
5,40
34
45,81
234
51,69
6,64
14
17,16
14
132,53
1
5,22
34,59
1
51,09
6,72
14
17,17
14
132,44
1
5,19
1
34,37
1
50,87
7,18
123
18,26
123
131,83
1
5,20
1
34,28
1
V
β —клетки
СДК
ИФА
I
II
III
IV
Примечание: 1 — статистически значимые различия с гр. I
2 — статистически значимые различия с гр. II
3 — статистически значимые различия с гр. III
4 — статистически значимые различия с гр. IV
Сравнительный анализ показателей в группах I и II свидетельствует
о статистически значимых возрастных различиях, касающихся величин СДК
и ИФА α-клеток. При этом V указанных клеточных элементов остаётся
относительно
постоянной,
показывая
лишь
некоторую
тенденцию
к нарастанию. Иначе говоря, существенное повышение уровня секреторной
активности
α-клеток
в
процессе
позднего
онтогенеза
обусловлено
преимущественно гипертрофией отдельно взятых клеток, а не гиперплазией
клеточной популяции в целом. Аналогичную динамику демонстрируют
и количественные показатели у пациентов разного возраста, принимавших АП
(группы III и IV).
Напротив, динамика показателей, касающиеся β-клеток в группах I и II,
свидетельствует о снижении их функциональной активности, ассоциированном
с возрастом. Напротив, динамика показателей, касающиеся β-клеток в группах I
и
II,
свидетельствует
о
снижении
их
функциональной
активности,
ассоциированном с возрастом. Причём это происходит исключительно за счёт
сокращения численности (гипоплазии) пула β-клеток, свидетельством чего
является существенное снижение V у пожилых лиц. В то же время
функциональная активность отдельно взятых клеточных элементов с возрастом
не изменяется, о чём говорят практически стабильные значения СДК в группах
I и II, различия которых статистически незначимы.
Приведённые данные согласуются с опубликованными ранее [5; 9; 10]
и ассоциируются с повышенным риском развития старческого СД.
Примечательно, что воздействие АП на β-клетки является доминирующим
фактором, нивелирующим образом сказываясь на их состоянии и полностью
исключая влияние возраста. Это наглядно демонстрируют стабильные значения
изучаемых показателей данных клеточных элементов в группах III и IV.
При АПТ длительностью свыше 1 года наблюдаются существенные
различия показателей, определяющих возрастной уровень функциональной
активности α-и β-клеток на фоне проводимого лечения, что обусловлено
побочным инсулотоксическим действием АП. Изучение этих показателей
в группах пациентов одного возраста при приёме АП и отсутствии такового
выявляет определённые закономерности, в частности разнонаправленность
векторов изменений α- и β-клеток.
Так, сравнение результатов как у молодых пациентов (группы I и III),
так и у пожилых (группы II и IV) не выявляет достаточно существенных
различий V α-клеток, особенно в пожилом возрасте. В отличие от этого
величины СДК и ИФА статистически значимо нарастают в сравниваемых
парных
группах,
по выработке
указывая
глюкагона
на
усиление
вследствие
функционирования
процесса
клеточной
α-клеток
гипертрофии,
развивающейся под воздействием АП.
Противоположную направленность демонстрирует динамика изменений
β-клеток. Приём АП в молодом возрасте (группы I и III) сопровождается
статистически значимым снижением величин всех изучаемых показателей.
Это отражает существенное угнетение функциональной активности указанных
клеточных элементов, обусловленное побочным действием АП, что несёт
в себе серьёзную угрозу развития СД у подобного рода пациентов.
Вместе с тем у пожилых лиц (группы II и IV) длительная АПТ не ведёт
к заметным
морфофункциональным
сдвигам
β-клеток.
По-видимому,
в процессе старения организма жизненный ресурс и реактивность этих клеток
снижаются в такой степени, что данные клеточные элементы становятся
рефрактерными к повреждающему воздействию АП.
Кроме
того,
АПТ
у
молодых
пациентов
приводит
к морфофункциональным сдвигам как α-, так и β-клеток, сопоставимым
с наблюдаемыми у пожилых интактных лиц, о чём наглядно свидетельствует
сравнение значений изучаемых показателей в группах II и III.
Заключение
Таким образом, динамика как физиологических возрастных изменений,
так и патологических сдвигов, обусловленных побочным действием АП, внутри
каждой
клеточной
Напротив,
векторы
популяции
этой
ОЛ
динамики
имеет
однонаправленный
относительно
друг
характер.
друга
идут
в диаметрально противоположных направлениях.
По мере увеличения возраста больных и длительности АПТ отмеченные
изменения суммируются и отягощают друг друга, приводя к более ранним
и тяжёлым структурно-функциональным нарушениям инсулярного аппарата
ПЖ. При этом повреждающее действие АП нередко является доминирующим
патогенным агентом, определяющим глубину, тяжесть и сроки развития
поражения α- и β-клеток ОЛ. В силу этого указанные патологические сдвиги
при АПТ развиваются уже в сравнительно молодом возрасте, практически
не изменяясь в последующем. Однако статистически значимых различий
в тяжести морфофункциональных нарушений изученных клеточных элементов
ОЛ, ассоциированных с возрастом, при использовании АП и без такового
не наблюдается.
Выявленные
в
ходе
исследования
изменения
главных
клеточных
популяций ОЛ, ответственных за углеводный обмен в организме, могут стать
материальной основой развития СД у пациентов, принимающих АП,
что обусловлено
побочным
инсулотоксическим
действием
указанных
лекарственных средств.
Список литературы:
1.
Возрастные особенности эндокринных желез. — 23.05.2012. [Электронный
ресурс].
—
Режим
доступа:
http://otherreferats.allbest.ru/medicine/00192290_0.html
(дата
URL:
обращения:
05.02.2014).
2.
Волков В.П. К вопросу о функциональной морфологии эндокринной части
поджелудочной железы при антипсихотической терапии // Актуальные
вопросы патологической анатомии в мирное и военное время: сб. науч. тр.
Всероссийской конф., посвящённой 155-летию кафедры патологической
анатомии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, г. СанктПетербург, Россия, 18 апр. 2014. — СПб.: ВМедА, 2014. — С. 47—50.
3.
Волков В.П.
Морфометрические
изменения
островков
Лангерганса
при нейролептической терапии // Врач. — 2014. — № 12. — С. 76—78.
4.
Волков В.П.
Нейролептическая
болезнь
//
Актуальная
внутренняя
медицина: теоретические проблемы и практические задачи: коллективная
научная монография / под ред. В.П. Волкова. — Новосибирск: Сибирская
ассоциация консультантов, 2012. — Гл. 4. — С. 85—118.
5.
Волков В.П.
Некоторые
особенности
функциональной
морфологии
эндокринной части поджелудочной железы в возрастном аспекте //
Инновации в науке: сб. ст. по материалам XХX междунар. науч.-практ.
конф. № 2 (27). Часть II. — Новосибирск: СибАК, 2014. — С. 74—84.
6.
Волков В.П. Новый подход к оценке морфофункционального состояния
щитовидной железы // Universum: Медицина и фармакология: электрон.
научн. журн. — 2014 — № 12 (13). [Электронный ресурс]. — Режим
доступа:
URL:
http://7universum.com/ru/med/archive/item/1798
(дата
обращения: 12.12.2014).
7.
Волков В.П. Новый подход к оценке морфофункционального состояния
эндокринных желёз // Universum: Медицина и фармакология: электрон.
научн. журн. — 2014 — № 9 (10). [Электронный ресурс]. — Режим
доступа:
URL:
http://7universum.com/ru/med/archive/item/1589
(дата
обращения: 11.09.2014).
8.
Волков В.П. Особенности функциональной морфологии эндокринной
части
поджелудочной
железы
при
антипсихотической
терапии
//
Современная медицина: актуальные вопросы: сб. ст. по материалам
ХXIX междунар. науч.-практ. конф. № 3 (29). — Новосибирск: СибАК,
2014. — С. 17—26.
9.
Волков В.П. Состояние инсулярного аппарата при антипсихотической
терапии в зависимости от возраста // Современная медицина: актуальные
вопросы: сб. ст. по материалам XXX междунар. науч.-практ. конф. № 4
(30). — Новосибирск: СибАК, 2014. — С. 7—12.
10. Волков В.П. Функциональная морфология α-клеток островков Лангерганса
поджелудочной железы в возрастном аспекте // Инновации в науке: сб. ст.
по материалам XXXIX междунар. науч.-практ. конф. № 11 (36). —
Новосибирск: СибАК, 2014. — С. 176—184.
11. Горобец Л.Н.
Нейроэндокринные
дисфункции
терапия. — М.: Медпрактика-М, 2007. — 312 с.
и
нейролептическая
12. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев
статистики в медико-биологических исследованиях. — 2-е изд. — Л.:
Медицина, 1973. — 141 с.
13. Инсулин и его роль в организме. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
URL: http://patofiziologiya-chel.ru (дата обращения: 11.02.2014).
14. Мосолов С.Н.,
Кабанов С.О.
Метаболические
нарушения
при
антипсихотической терапии // Соц. клин. психиатрия. — 2003. — Т. 13,
Вып. 2. — С. 162—171.
15. Оганов Р.Г. Современные представления о метаболическом синдроме:
понятие, эпидемиология, риск развития сердечно-сосудистых осложнений
и сахарного диабета // Междунар. эндокринол. журн. — 2008. — № 6(18). —
С. 36—42.
16. Поджелудочная железа: гистология. [Электронный ресурс]. — Режим
доступа: URL: http://revolution.allbest.ru/medicine/00172149_0.html (дата
обращения: 05.02.2014).
17. Проблема ожирения в Европейском регионе ВОЗ и стратегии ее решения /
под ред. F. Branca, H. Nikogosian, T. Lobstein. — ВОЗ, 2009. — 392 с.
18. Сепетлиев Д.
Статистические
методы
в
научных
медицинских
исследованиях. — М.: Медицина, 1968. — 420 с.
19. Соматические
терапии:
побочные
механизмы
эффекты
развития,
современной
клинические
антипсихотической
проявления,
роль
в ограничении эффективности лечения шизофрении и методы коррекции /
Д.С. Данилов, В.А. Хохлова, И.А. Лапина [и др.] // Рос. мед. вести. —
2008. — Т. XIII, № 3. — С. 23—33.
20. Фадеев В.В Представление данных в оригинальных работах и их
статистическая обработка // Пробл. эндокринол. — 2002. — Т. 48, № 3. —
С. 47—48.
21. Цыганков Б.Д., Агасарян Э.Т. Анализ эффективности и безопасности
современных и классических антипсихотических препаратов // Журн.
неврол. психиат. — 2010. — Т. 110, № 9. — С. 64—70.
22. Юнилайнен О.А., Старостина Е.Г. Влияние антипсихотических препаратов
на обмен веществ: лекция // Ожирение и метаболизм. — 2012. — № 3. —
С. 11—13.
23. Haupt D., Newomen J. Hyperglycemia and antipsychotic medications // J. Clin.
Psychiatry. — 2001. — V. 62, Suppl. 27. — P. 15—26.
24. Lefèbvre Р. Diabetes as a paracrinopathy of the islets of Langerhans //
Eur. Endocrinol. — 2011. — V. 7, N. 2. — P. 79—83.
References:
1.
Age
features
of
endocrine
glands.
Available
at:
http://otherreferats.allbest.ru/medicine/00192290_0.html (accessed: 05 February
2014).
2.
Volkov V.P. On the issue of the functional morphology of the endocrine
pancreas during antipsychotic treatment. Aktual'nye voprosy patologicheskoi
anatomii v mirnoe i voennoe vremia: sb. nauch. tr. Vserossiiskoi konf.,
posviashchennoi
155-letiiu
kafedry
patologicheskoi
anatomii
Voenno-
meditsinskoi akademii im. S.M. Kirova, g. Sankt-Peterburg, Rossiia, 18 apr.
2014. [Topical issues of pathological anatomy in peace and war: collection of
scientific works of All-Russian conference dedicated to the 155th anniversary
of the Department of Pathological Anatomy of the Military Medical Academy
named after S.M. Kirov, Saint-Petersburg, Russia, April 18, 2014], St. Petersburg,
VMedA Publ., 2014. pp. 47—50 (In Russian).
3.
Volkov V.P. Morphometric changes in the islets of Langerhans in the neuroleptic
therapy. Vrach. [Doctor], 2014, no. 12, pp. 76—78 (In Russian).
4.
Volkov V.P.
Neuroleptic
disease.
Aktual'naia
vnutrenniaia
meditsina:
teoreticheskie problemy i prakticheskie zadachi: kollektivnaia nauchnaia
monografiia. [Current internal medicine: theoretical problems and practical
tasks: collective monograph], Novosibirsk, Siberian association of consultants
Publ., 2012, part 4, pp. 85—118 (In Russian).
5.
Volkov V.P. Some features of the functional morphology of the endocrine
pancreas in age aspect. Innovatsii v nauke: sb. st. po materialam XKhX
mezhdunar. nauch.-prakt. konf. № 2 (27). Chast' II. [Innovations in science:
collection of articles on materials of XXX Intern. scientific and practical
conference № 2 (27). Part II],
Novosibirsk, SibAK Publ., 2014. pp. 74—84
(In Russian).
6.
Volkov V.P. A new approach to the assessment of morpho-functional state of
the thyroid gland. Universum: Meditsina i farmakologiia: elektron. nauchn.
zhurn. — 2014 — № 12 (13). [Universum: Medicine and Pharmacology: the
electronic
scientific
journal,
2014,
№
12 (13)].
Available
at:
http://7universum.com/ru/med/archive/item/1798 (accessed: 12 February 2014).
7.
Volkov V.P. A new approach to the evaluation of morphofunctional state of the
endocrine glands. Universum: Meditsina i farmakologiia: elektron. nauchn.
zhurn. — 2014 — № 9 (10). [Universum: Medicine and Pharmacology: the
electronic
scientific
journal,
2014,
№
9 (10)].
Available
at:
http://7universum.com/ru/med/archive/item/1589 (accessed: 11 September 2014).
8.
Volkov V.P. Features of the functional morphology of the endocrine pancreas
during antipsychotic treatment. Sovremennaia meditsina: aktual'nye voprosy:
sb. st. po materialam KhXIX mezhdunar. nauch.-prakt. konf. № 3 (29). [Modern
medicine: current issues: collection of articles on materials of XXIX intern.
scientific and practical conference № 3 (29)], Novosibirsk, SibAK Publ., 2014.
pp. 17—26 (In Russian).
9.
Volkov V.P. Status of insular apparatus during antipsychotic treatment
depending on age. Sovremennaia meditsina: aktual'nye voprosy: sb. st. po
materialam XXX mezhdunar. nauch.-prakt. konf. № 4 (30). [Modern medicine:
current issues: collection of articles on materials of XXX intern. scientific and
practical conference № 4 (30)], Novosibirsk, SibAK Publ., 2014. pp. 7—12
(In Russian).
10. Volkov V.P. Functional morphology of α-cells of Langerhans islets of the
pancreas in age aspect. Innovatsii v nauke: sb. st. po materialam XXXIX
mezhdunar. nauch.-prakt. konf. № 11 (36). [Innovations in science: collection of
articles on materials of XXXIX Intern. scientific and practical conference №
11 (36)], Novosibirsk, SibAK Publ., 2014. pp. 176—184 (In Russian).
11. Gorobets L.N. Neuroendocrine dysfunction and neuroleptic therapy. Moscow,
Medpraktika-M Publ., 2007. 312 p. (In Russian).
12. Gubler E.V., Genkin A.A. Application of nonparametric statistics in biomedical
research. Leningrad, Meditsina Publ., 1973. 141 p. (In Russian).
13. Insulin i ego rol' v organizme. Available at: http://patofiziologiya-chel.ru
(accessed: 11 February 2014).
14. Mosolov S.N., Kabanov S.O. Metabolic disorders in the antipsychotic treatment.
Sots. klin. psikhiatriia. [Social clinical psychiatry], 2003, vol. 13, ed. 2,
pp. 162—171 (In Russian).
15. Oganov R.G. Modern understanding of the metabolic syndrome: definition,
epidemiology, risk of cardiovascular disease and diabetes. Mezhdunar.
endokrinol. zhurn. [International endocrinological journal], 2008, no. 6(18),
pp. 36—42 (In Russian).
16. Pancreas:
Histology. Available
at:
http://revolution.allbest.ru/medicine/00172149_0.html (accessed: 05 February
2014).
17.
Branca F., Nikogosian H., Lobstein T. The problem of obesity in the WHO
European Region and the strategies for response. WHO, 2009. 392 p.
(In Russian).
18. Sepetliev D. Statistical methods in medical research. Moscow, Meditsina Publ.,
1968. 420 p. (In Russian).
19. Danilov D.S., Khokhlova V.A., Lapina I.A. Systemic side effects of modern
antipsychotic therapy: mechanisms of development, clinical manifestations, role
in limiting the effectiveness of the treatment of schizophrenia and correction
methods. Ros. med. vesti. [Russian medical news], 2008, vol. XIII, no. 3,
pp. 23—33 (In Russian).
20. Fadeev V.V. Presentation of data in the original papers and statistical
processing. Probl. endokrinol. [Problems of endocrinology], 2002, vol. 48,
no. 3, pp. 47—48 (In Russian).
21. Tsygankov B.D., Agasarian E.T. An analysis of the efficacy and safety of
modern and classical antipsychotics. Zhurn. nevrol. psikhiat. [Journal of
neurologic psychiatry], 2010, vol. 110, no. 9, pp. 64—70 (In Russian).
22. Iunilainen O.A., Starostina E.G. Influence of antipsychotics on metabolism:
lecture. Ozhirenie i metabolism.
[Obesity and metabolism], 2012, no. 3,
pp. 11—13 (In Russian).
23. Haupt D., Newomen J. Hyperglycemia and antipsychotic medications. J. Clin.
Psychiatry, 2001, vol. 62, suppl. 27, pp. 15—26.
24. Lefèbvre Р. Diabetes as a paracrinopathy of the islets of Langerhans.
Eur. Endocrinol., 2011, vol. 7, no. 2, pp. 79—83.