16+
DOI: 10.18413/2658-6533-2023-9-3-0-8

Биологический возраст как фактор риска офтальмологических осложнений при сахарном диабете 2-го типа

Aннотация

Актуальность: Увеличение заболеваемости сахарным диабетом 2-го типа во многих странах одновременно сопровождается повышением частоты диабетической ретинопатии, представляющей наиболее опасное осложнение сахарного диабета 2-го типа. Одним из способствующих факторов развития диабетической ретинопатии может выступать биологический возраст, но последний остается неизученным у таких пациентов. Цель исследования:Изучение биологического возраста как фактора риска офтальмологических осложнений при сахарном диабете 2-го типа. Материалы и методы:Среди 580 пациентов 45-59 лет с диабетической ретинопатией при сахарном диабете 2-го типа определяли биологический возраст по методике Войтенко В. П. и др. [1984]. Сформировано три группы: пациенты с соответствием биологического и хронологического возраста (n=124), с превышением биологического возраста хронологического (n=357) и с превышением хронологического возраста биологического (n=99). В последующем анализе рассматривались первые две группы. В работе использованы критерий X2 и дискриминантный метод. Результаты:Среди пациентов 45-59 лет с сахарным диабетом 2-го типа с превышением биологического возраста величины хронологического распространенность диабетической ретинопатии составляла 19,82±1,32 случаев на 100 обследованных, тогда как среди пациентов 45-59 лет с сахарным диабетом 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста – 10,24±1,51 случаев на 100 обследованных. Хронологический возраст диагностирования диабетической ретинопатии в группе пациентов с превышением биологического возраста над хронологическим оказался более молодым – 47,69±1,24 лет против 50,23±0,92 лет в группе с соответствием биологического и хронологического возраста (p<0,01). Напротив, биологический возраст диагностирования диабетической ретинопатии в группе с превышением биологического возраста хронологического достоверно больше – 56,13±0,83 лет, чем в группе сравнения – 49,61±1,11 лет (p<0,001). Посредством дискриминантного метода и с учетом параметров биологического возраста разработаны дискриминантные модели, обеспечивающие дифференциацию названных пациентов. Заключение:Превышение биологического возраста хронологического является значимым фактором риска офтальмологических осложнений сахарного диабета 2-го типа – диабетической ретинопатии в 45-59 лет


Ведение. Увеличение заболеваемости сахарным диабетом (СД) 2-го типа среди взрослого трудоспособного населения происходит в настоящее время во многих странах. Согласно опубликованным данным Международной федерации диабета, количество пациентов с СД в мире достигло 463 миллионов, что опередило ранее прогнозируемые темпы прироста на 10-12 лет и к 2045 г. ожидается прирост на 51% - до 700 миллионов пациентов, среди которых доминируют лица с СД 2-го типа [1]. Распространенность СД 2-го типа в нашей стране также возрастает и в 2021 г. в среднем составляла 3148,5 на 100 000 населения со значительный вариабельностью в различных регионах и возрастных группах [2].

СД 2-го типа считается одним из ведущих факторов риска серьезных осложнений, связанных со здоровьем, и негативно влияющих на продолжительность и качество жизни в такой популяции [3]. Особенно опасными являются офтальмологические осложнения СД 2-го типа и, прежде всего, диабетическая ретинопатия (ДР), выступающая основной причиной нарушения зрения и слепоты, которая встречается среди людей с СД 2-го типа от 33,0% до 34,6% [3, 4]. Другими значимыми и хорошо изученными факторами риска ДР при СД 2-го типа называются продолжительность диабета, уровень контроля гликемии, артериальная гипертензия, липидный профиль, индекс массы тела, возраст, пол и социально-экономический статус пациента [5, 6, 7, 8].

Среди вышеперечисленных факторов риска ДР при СД 2-го типа исследователями особое внимание отводится хронологическому возрасту, поскольку с его повышением увеличивается частота ДР [9, 10], но при этом не анализируется биологический возраст пациентов с данным офтальмологическим осложнением СД 2-го типа. Биологический возраст как фактор риска ДР при СД 2-го типа в отечественных и зарубежных публикациях до настоящего времени не рассматривался, что определяет новизну и актуальность настоящей работы.

Цель исследования. Изучение биологического возраста как фактора риска офтальмологических осложнений при СД 2-го типа.

Материалы и методы исследования. Исследование проведено в Тамбовском филиале «МНТК «Микрохирургия глаза» имени академика С.Н. Фëдорова» среди 580 пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа, проходивших стационарное обследование и лечение. Диагностика ДР и СД 2-го типа осуществлялась по результатам комплексного обследования и с учетом клинических рекомендаций Общероссийской ассоциации врачей-офтальмологов «Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отёк диабетический» [11]. У включенных в исследование 580 пациентов фиксировался хронологический возраст, а затем рассчитывался биологический возраст по методике Войтенко В.П. и др. [12] с учётом гендерной принадлежности.

На основе определения разности между биологическим возрастом и хронологическим пациенты 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа разделены на три группы: с соответствием биологического возраста хронологическому при разнице от -2,9 до +2,9 лет, с превышением биологического возраста хронологического +3,0 и более лет, с превышением хронологического возраста биологического при разнице между биологическим и хронологическим возрастом от -3,0 и более лет [13]. В результате выполненной процедуры соответствие биологического и хронологического возраста установлено у 124 человек, превышение биологического возраста хронологического – у 357 человек, превышение хронологического возраста биологического – у 99 человек. В последующем анализе при рассмотрении биологического возраста в качестве фактора риска ДР при СД 2-го типа изучены пациенты с соответствием и превышением биологического возраста хронологического, а пациенты с превышением хронологического возраста биологического не исследовались.

Сведения об основных медико-демографических параметрах заимствованы из официальной медицинской документации пациентов, по которым сравниваемые клинические группы существенно не различались (табл. 1). Все заболевания у пациентов находились в стадии компенсации.

При выполнении исследования соблюдались принципы надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice), а пациенты включались в исследование в случае получения от них письменного согласия.

При статистической обработке использовалась программа «Statistica 10.0», непараметрический критерий X² и дискриминантный анализ. Посредством последнего разрабатывались дискриминантные модели для дифференциации (классификации) пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста (класс G_1:0) и с превышением биологического возраста хронологического (класс G_2:1). Для оценки качества созданных дискриминантных моделей определялось расстояние Махаланобиса, диагностическая чувствительность и специфичность математических моделей.

Результаты и их обсуждение. Частота ДР при СД 2-го типа среди пациентов 45-59 лет, у которых наблюдалось соответствие биологического возраста хронологическому возрасту, составила в среднем 10,24±1,51 случаев на 100 обследованных. В группе пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с превышением биологического возраста величины хронологического возраста частота ДР оказалась практически в 2 раза выше с достоверным различием относительно предыдущей группы. При этом при СД 2-го типа среди пациентов 45-59 лет с превышением биологического возраста над хронологическим ДР развилась в более раннем возрасте – в 47,69±1,24 лет хронологического возраста. Среди же пациентов 45-59 лет с соответствием биологического возраста хронологическому ДР при СД 2-го типа развилась статистически значимо позже – в 50,23±0,92 лет хронологического возраста.

Биологический возраст проявления ДР при СД 2-го типа у пациентов 45-59 лет с несоответствием (превышением) биологического возраста хронологического статистически значимо выше по сравнению с пациентами аналогичного возраста с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста. Это указывает на то, что рассогласование биологического и хронологического возраста способствует проявлению ДР при СД 2-го типа в более позднем биологическом, но в более раннем хронологическом возрасте. Об этом свидетельствуют также статистически значимые различия в разнице возраста проявления обсуждаемого офтальмологического осложнения СД 2-го типа между группами с соответствием и рассогласованием хронологического и биологического возраста по величине хронологического возраста с разницей в 2,54±1,15 лет, а по величине биологического возраста – в 6,52±1,24 лет.

Все эти результаты показывают, что биологический возраст выступает фактором риска, повышающим частоту развития ДР при СД 2-го типа. Кроме того, биологический возраст, а именно опережение биологического возраста хронологического способствует проявлению (развитию) ДР при СД 2-го типа в более раннем хронологическом возрасте – на 8,44 лет раньше и в более позднем биологическом возрасте – на 6,52 лет позже. Поэтому скрининг ДР при СД 2-го типа в зрелом возрасте рекомендуется начинать с 47 лет (табл. 2).

Для поддержки принятия решений по скринингу ДР при СД 2-го типа на основе биологического возраста и с учётом представленных в таблице 2 результатов нами посредством дискриминантного метода разработаны дискриминантные модели для пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста и для пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического возраста хронологическому. Дискриминантная модель для пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста имеет вид:

 

у1=12,096х3+1,152х2-3,267,

 

где у1 – пациенты 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста,

х2 – величина биологического возраста,

х3 – величина разницы биологического и хронологического возраста.

 

Для пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста дискриминантная модель определяется выражением:

 

у2=17,254х3+2,146х2-7,801,

 

где у2 – пациенты 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста,

х2 – величина биологического возраста,

х3 – величина разницы биологического и хронологического возраста.

 

Проверка качества классификации (дифференциации) пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста и пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста на основе синтезированных математических моделей по расстоянию Махаланобиса показала, что процент, ошибочно отнесённых пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста к группе пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста, составляет 10,82%. Удельный вес пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста, ошибочно классифицированных в группу пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста, составляет 11,69%. Это указывает, что созданные дискриминантные модели на необходимом для медицинских исследований уровне обеспечивают скрининг рассматриваемого офтальмологического осложнения СД 2-го типа у пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с несоответствием биологического и хронологического возраста и могут применяться в гериатрической практике (табл. 3).

Определение адекватности дискриминантных моделей по величинам диагностической чувствительности и диагностической специфичности с учётом использования биологического возраста показало, что диагностическая чувствительность при классификации пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием и несоответствием биологического и хронологического возраста составляет 0,91, а диагностическая специфичность – 0,90. Это говорит о высоком качестве классификации (дифференциации) указанных групп пациентов по величине биологического возраста.

Превышение биологического возраста величины хронологического у пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа, отражающее преждевременное старение и, установленное нами впервые, способствует увеличению частоты ДР, которая в указанной группе практически в 2 раза выше по сравнению с пациентами 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста. Это позволяет однозначно считать ускорение биологического возраста фактором риска развития данного офтальмологического осложнения при СД-2-го типа. Биологический возраст, по мнению специалистов, отражает индивидуальные особенности процессов старения на клеточном уровне и объективизирует физиологический резерв человека, что особенно важно при несовпадении его с хронологическим, который не позволяет адекватно оценить степень возрастных изменений в организме [14, 15].

У пациентов 20-80 лет с СД 2-го типа без ДР биологический возраст в среднем на 12,02 года больше, чем у людей без СД (p<0,001) [16], что указывает на связь СД 2-го типа с увеличением биологического возраста. В нашем исследовании превышение биологического возраста над хронологическим у пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа было значительным и составляло +8,41±1,86 лет, что указывает на преждевременное старение.

Однако меньшее различие между биологическим и хронологическим возрастом – увеличение всего на 2,69 года по сравнению с людьми без СД 2-го типа выявлено у пациентов с преддиабетом, что позволило авторам [16] предположить о наиболее значительном повышении биологического возраста относительно хронологического, происходящем после диагностирования СД 2-го типа. Кроме того, обнаружена умеренная прямая корреляция (r=0,65, p<0, 001) между биологическим и хронологическим возрастом у людей без СД 2-го типа. Эти результаты показывают значительное увеличение биологического возраста при СД независимо от возраста постановки диагноза. Однако эти данные не в полной мере можно экстраполировать на пациентов 45-59 лет с ДР при СД 2-го типа с ускорением биологического возраста, изученных нами, так как предыдущими авторами рассматривались пациенты 20-80 лет с СД 2-го типа и без ДР.

В другом исследовании [17], анализируемом пациентов с СД 2-го типа без ДР со средним хронологическим возрастом 57 лет биологический возраст составил 64 года, то есть наблюдалось превышение на +7 лет. Кроме того, авторами показана сильная ассоциация биологического возраста с параметрами микроциркуляции у пациентов с СД 2-го типа и отсутствие ее с хронологическим. Это указывает на большую информативность биологического возраста, чем хронологического.

В нашем исследовании доказаны не только превышение биологического возраста хронологического и влияние биологического возраста на увеличение частоты ДР при СД 2-го типа в 45-59 лет, но и разработаны дискриминантные модели с учётом биологического возраста, обладающие высокой диагностической чувствительностью и диагностической специфичностью, что позволяет их использовать для поддержки принятия решений по скринингу ДР при СД 2-го типа.

Заключение. Превышение биологического возраста хронологического у пациентов 45-59 лет с СД 2-го типа способствует увеличению частоты ДР, которая практически в 2 раза чаще встречается в этой группе по сравнению с пациентами 45-59 лет с СД 2-го типа с соответствием биологического и хронологического возраста. При ускорении биологического возраста ДР возникает на 2,54±1,15 лет раньше, чем при соответствии биологического и хронологического возраста. Поэтому биологический возраст необходимо рассматривать как фактор риска таких опасных офтальмологических осложнений СД 2-го типа как ДР.

 

Информация о финансировании

Финансирование данной работы не проводилось.

Список литературы

  1. Дедов ИИ, Шестакова МВ, Викулова ОК, и др. Эпидемиологические характеристики сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным регистра сахарного диабета на 01.01.2021. Сахарный диабет. 2021;24(3):204-221. DOI: https://doi.org/10.14341/DM12759
  2. Дедов ИИ, Мокрышева НГ, Шестакова МВ, и др. Контроль гликемии и выбор антигипергликемической терапии у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и COVID-19: консенсусное решение совета экспертов Российской академии эндокринологов. Сахарный диабет. 2022;25(1):27-49. DOI: https://doi.org/10.14341/DM12873
  3. Ting DSW, Cheung CY, Nguyen Q, et al. Deep learning in estimating prevalence and systemic risk factors for diabetic retinopathy: a multi-ethnic study. npj Digital Medicine. 2019;2:24. DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-019-0097-x
  4. Murthy GVS. Situational analysis of diabetic retinopathy screening in India: How has it changed in the last three years? Indian Journal of Ophthalmology. 2021;69(11):2944-2950. DOI: https://doi.org/10.4103/ijo.ijo_1242_21
  5. Xie Y, Gunasekeran DV, Balaskas K, et al. Health Economic and Safety Considerations for Artificial Intelligence Applications in Diabetic Retinopathy Screening. Translational Vision Science and Technology. 2020;9(2):22. DOI: https://doi.org/10.1167/tvst.9.2.22
  6. Barkmeier AJ. Toward Optimal Screening for Diabetic Retinopathy: Balancing Precision and Pragmatism. Mayo Clinic Proceedings. 2021;96(2):282-284. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2020.12.008
  7. Клёсова ЕЮ, Азарова ЮЭ, Суняйкина ОА, и др. Валидация краткого опросника для оценки вклада средовых факторов риска в развитие возраст-зависимых заболеваний на примере сахарного диабета 2 типа и ишемической болезни сердца. Научные результаты биомедицинских исследований. 2022;8(1):130-138. DOI: https://doi.org/10.18413/2658-6533-2022-8-1-0-10
  8. Kang Q, Yang C. Oxidative stress and diabetic retinopathy: Molecular mechanisms, pathogenetic role and therapeutic implications. Redox Biology. 2020;37:101799. DOI: https://doi.org/10.1016/j.redox.2020.101799
  9. Mansour SE, Browning DJ, Wong K, et al. The Evolving Treatment of Diabetic Retinopathy. Clinical Ophthalmology. 2020;14:653-678. DOI: https://doi.org/10.2147/OPTH.S236637
  10. Augustine J, Troendle EP, Barabas P, et al. The Role of Lipoxidation in the Pathogenesis of Diabetic Retinopathy. Frontiers in Endocrinology. 2021;11:621938. DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2020.621938
  11. Астахов ЮС, Нероев ВВ, Шестакова МВ, и др. Клинические рекомендации «Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отек диабетический». М.: Общероссийская общественная организация «Ассоциация врачей-офтальмологов»; 2020.
  12. Маркина ЛД. Определение биологического возраста человека методом В.П. Войтенко. Владивосток: Владивостокский государственный медицинский университет; 2001.
  13. Тренева ЕВ, Булгакова СВ, Курмаев ДП, и др. Анализ циркадианных ритмов секреции кортизола у мужчин с признаками ускоренного старения и их клинико-организационное значение. Современные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2022;1:208-219. DOI: https://doi.org/10.24412/2312-2935-2022-1-213-224
  14. Бенберин ВВ, Танбаева ГЗ, Искакова СА, и др. Изучение факторов, влияющих на биологический возраст долгожителей Алматы. Успехи геронтологии. 2017;30(1):27-30.
  15. Дубашевский РА. Биологический возраст и темпы старения людей старческой группы и долгожителей с полиморбидностью. Научное обозрение. Педагогические науки. 2019;5(4):49-52.
  16. Bahour N, Cortez B, Pan H, et al. Diabetes mellitus correlates with increased biological age as indicated by clinical biomarkers. GeroScience. 2022;44(1):415-427. DOI: https://doi.org/10.1007/s11357-021-00469-0
  17. Глазкова ПА, Красулина КА, Глазков АА, и др. Корреляция параметров кожной микроциркуляции крови с биологическим возрастом у пациентов с сахарным диабетом. Успехи геронтологии. 2021;34(6):863-839. DOI: https://doi.org/10.34922/AE.2021.34.6.007