Нарушения в системе клеток крови и костного мозга на этапах прогрессирующего развития сахарного диабета у мышей

Цель: изучить динамику состояния клеток крови и костного мозга (КМ) при прогрессирующем течении сахарного диабета (СД) в зависимости от степени тяжести нарушения показателей тканевого метаболизма

Материалы и методы. Использована генетическая модель СД2 у мутантных мышей db/db (опытная группа n=30). Контролем служили здоровые мыши той же линии – db/+m (n=10) и линии В10 (n=5).В течение 6 – 6,5 мес. контролировали динамику клинических показателей (глюкоза крови, HbA1c, масса тела) и показателей окислительного метаболизма в тканях с помощью аппарата «Лазма-СТ». В течение того же срока исследовали состояние клеток крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и КМ. Статистическую обработку результатов проводили с предварительным использованием теста Шапиро – Уилкса; достоверность различий с контролем оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента, при p<0,05.

Результаты. В развитии СД2 выявлено 3 стадии прогрессирующего нарушения метаболизма: 1 – стадия адаптации (1-2 мес.); II –стадия прогрессирующей дисадаптации (2,5-4,5 мес.); III – стадия декомпенсации (с 5 -6,5 мес. до гибели).Установлено, что у мышей с СД2 уже в I стадии в крови снижено содержание эритроцитов, Hb и лейкоцитов; во II и особенно в III стадиях - повышение тромбоцитов и %-содержания нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов, снижение лимфоцитов. В КМ в I, II и на ранних сроках III стадии сохраняется высокий процент живых клеток; на поздних сроках III стадии часто выявляется низкий процент живых клеток; на всех сроках III стадии отчётливо снижено общее содержание клеток в КМ.

Заключение. По мере прогрессирования СД2 в КМ затормаживаются процессы кроветворения. Индивидуальная оценка состояния КМ и его клеток на стадиях прогрессирующего развития СД2 может оказаться полезной для прогностических целей.

1. Saeedi P, Petersohn I, Salpea P, Malanda B, Karuranga S, Unwin N et al. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9 edition. Diabetes Res Clin Pract. 2019 Nov; 157: 107843. doi: 10.1016/j.diabres.2019.107843.

2. Henning RJ. Type 2 diabetes mellitus and cardiovascular disease. Future Cardiol. 2018 Nov; 14 (6): 491–509. doi: 10.2217/fca-2018-0045.

3. Hosseini MS, Rostami Z, Saadat A, Saadatmand SM, Naemi E. Anemia and microvascular complications in patients with type 2 diabetes mellitus. Nephrourol Mon. 2014 Jul 5; 6 (4): e19976. doi: 10.5812/numonthly.19976.

4. Malandrino N, Wu WC, Taveira TH, Whitlatch HB, Smith RJ. Association between red blood cell distribution width and macrovascular and microvascular complications in diabetes. Diabetologia. 2012 Jan; 55 (1): 226–235. doi: 10.1007/s00125-011-2331-1.

5. Alamri BN, Bahabri A, Aldereihim AA, Alabduijabbar M, Alsubaie MM, Alnaqeb D et al. Hyperglycemia effect on red cells indices. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019 Mar; 23 (5): 2139–2150. doi: 10.26355/eurrev_201903_17259.

6. Benites BD, Gilli SC, Saad ST. Obesity and inflammation and the effect on the hematopoietic system. Rev Bras Hematol Hemoter. 2014 Mar; 36 (2): 147–151. doi: 10.5581/1516-8484.20140032.

7. Luo XM, Yan C, Zhang YJ, Meng LJ, Lu GT, Yin JM, Feng YM. Diabetic Bone Marrow Cell injection accelerated acute pancreatitis progression. J Immunol Res. 2021 Aug 21; 2021: 5123823. doi: 10.1155/2021/5123823.

8. Kojima H, Kim J, Chan L. Emerging roles of hematopoietic cells in the pathobiology of diabetic complications. Trends Endocrinol Metab. 2014 Apr; 25 (4): 178–187. doi: 10.1016/j.tem.2014.01.002.

9. Xie D, Zhao X, Chen M. Prevention and treatment strategies for type 2 diabetes based on regulating intestinal flora. Biosci Trends. 2021 Nov 21; 15 (5): 313–320. doi: 10.5582/bst.2021.01275.

10. Wu J, Yang K, Fan H, Wei M, Xiong Q. Targeting the gut microbiota and its metabolites for type 2 diabetes mellitus. Front Endocrinol (Lausanne). 2023 May 9; 14: 1114424. doi: 10.3389/fendo.2023.1114424.

11. Ruze R, Liu T, Zou X, Chen JSY, Xu R, Yin X, Xu Q. Obesity and type 2 diabetes mellitus: connections in epidemiology, pathogenesis and treatments. Front Endocrinol (Lausanne). 2023 Apr 21; 14: 1161521. doi: 10.3389/fendo.2023.1161521.

12. Szerafin L, Jakó J. Haematological aspects of the gut flora. Orv Hetil. 2019 May; 160 (20); 774–779. doi: 10.1556/650.2019.31403.

13. Бабаева АГ, Тишевская НВ, Геворкян НМ. О морфогенетических свойствах РНК лимфоидных и стволовых клеток при восстановительных процессах. М.: Изд-во НИИ морфологии человека РАН, 2016; 272.

14. Izadi M, Nejad ASH, Moazenchi M, Masoumi S, Rabbani A, Kompani F et al. Mesenchymal stem cell transplantation in newly diagnosed type-1 diabetes patients: a phase I/II randomized placebo-controlled clinical trial. Stem Cell Res Ther. 2022 Jun 20; 13 (1): 264. doi: 10.1186/s13287-022-02941-w.

15. Nguyen LT, Hoang DM, Nguyen KT, Bui DM, Nguyen HT, Le HTA et al. Type 2 diabetes mellitus duration and obesity after the efficacy of autologously transplanted bone marrow-derived mesenchymal stem/stromal cells. Stem Cells Transl Med. 2021 Sep; 10 (9): 1266–1278. doi: 10.1002/sctm.20-0506.

16. Zhu Yu, Jia Y, Wang Y, Xu J, Chai Y. Impaired Bone Regenerative Effect of exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells in type 1 Diabetes. Stem Cells Transl Med. 2019 Jun; 8 (6): 593–605. doi: 10.1002/sctm.18-0199.

17. Степанова ОИ, Клесов РА, Семенов ХХ, Помыткин ИА, Онищенко НА, Каркищенко ВН. Способ неинвазивного изучения тканевых нарушений при сахарном диабете 2-го типа у мышей db/db с помощью лазерной допплеровской флуометрии. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2023; 67 (2): 118–129. doi: 10.25557/0031-2991.2023.02.118-129.

18. Amend SR,ValkenburgKC,PientaKJ. Murine Hind Limb Long Bone Dissection and Bone Marrow Isolation. J Vis Exp. 2016 Apr 14; (110): 53936. doi: 10.3791/53936. PMID: 27168390; PMCID: PMC4941920.

19. Kimura T, Kaneto H, Kanda-Kimura Y, Shimoda M, Kamei S, Anno T et al. Seven-year observational study on the association between glycemic control and the new onset of macroangiopathy in Japanese subjects with type 2 diabetes. Intern J Med. 2016; 55: 1419–1424. https://doi.org/10.2169/internalmedicine.55.4952.

20. Mazzanti L, Faloia E, Rabini RA, Staffolani R, Kantar A, Fiorini R et al. Diabetes mellitus induces red blood cell plasma membrane alterations possibly affecting the aging process. Clin Biochem. 1992 Feb; 25 (1): 41–46. doi: 10.1016/0009-9120(92)80044-h.

21. Nada AM. Red cell distribution width in type 2 diabetic patients. Diabetes Metab Syndr Obes. 2015 Oct 30; 8: 525–533. doi: 10.2147/DMSO.S85318.

22. Verma M, Paneri S, Badi P, Raman PG. Effect of increasing duration of diabetes mellitus type 2 on glycated hemoglobin sensitivity. Indian J Clin Biochem. 2006 Mar; 21 (1): 142–146. doi: 10.1007/BF02913083.

23. Wang ZS, Song ZC, Bai JH, Li F, Wu T, Qi J, Hu J. Rea blood cell count as an indicator of microvascular complications in Chinese patients with type 2 diabetes mtllitus. Vasc Health Risk Manag. 2013; 9: 237–243. doi: 10.2147/VHRM.S43211.

24. Kimura T, Kaneto H, Kanda-Kimura Y, Shimoda M, Kamei S, Anno T et al. Seven-year observational study on the association between glycemic control and the new onset of macroangiopathy in Japanese subjects with type 2 diabetes. Intern Med. 2016; 55 (11): 1419–1424. doi: 10.2169/internalmedicine.55.4952.

25. Sharif-Askari FS, Sharif-Askari NS, Guella A, Alabdullah A, Al Sheleh HB, AlRawi AMH et al. Blood Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio and Urine IL-8 Levels Predict the Type of Bacterial Urinary Tract Infection in Type 2 Diabetes Mellitus Patients. Infect Drug Resist. 2020 Jun 2; 13: 1961–1970. doi: 10.2147/IDR.S251966.

26. He J, Bian X, Song C, Zhang R, Yuan S, Yin D, Dou K. High neutrophil to lymphocyte ratio with type 2 diabetes mellitus predicts poor prognosis in patients undergoing percutaneous coronary intervention: a large-scale cohort study. Cardiovasc Diabetol. 2022 Aug 13; 21 (1): 156. doi: 10.1186/s12933-022-01583-9.

27. He X, Qi S, Zhang X, Pan J. The relationship between the neutrophil-to-lymphocyte ratio and diabetic retinopathy in adults from the United States: results from the National Health and nutrition examination survey. BMC Ophthalmol. 2022 Aug 17; 22 (1): 346. doi: 10.1186/s12886-022-02571-z.

28. Darwish NM, Elnahas YM, AlQahtany FS. Diabetes induced renal complications by leukocyte activation of nuclear factor κ-B and its regulated genes expression. Saudi J Biol Sci. 2021 Jan; 28 (1): 541–549. doi: 10.1016/j.sjbs.2020.10.039.

29. Arıcan G, Kahraman HÇ, Özmeriç A, İltar S, Alemdaroğlu KB. Monitoring the Prognosis of Diabetic Foot Ulcers: Predictive Value of Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio and Red Blood Cell Distribution. Width Int J Low Extrem Wounds. 2020 Dec; 19 (4): 369–376. doi: 10.1177/1534734620904819.

30. Gautier SV, Shevchenko OP, Tsirulnikova OM, Kurabekova RM, Lugovskaya SA, Naumova EV et al. The hematopoietic stem cell number in the peripheral blood of pediatric recipients correlates with the outcome after living donor liver transplantation. Pediatr Transplant. 2015 Aug; 19 (5): 531–537. doi: 10.1111/petr.12482.

31. Bichari C, Anand L, Rooge S, Kumar D, Saxena P, Shubham S et al. Bone marrow stem cells and their niche components are adversely affected in advanced cirrhosis of the liver. Hepatology. 2016 Oct; 64 (4): 1273–1288. doi: 10.1002/hep.28754.