Клинико-лабораторные, морфометрические признаки диабетического макулярного отека. Лечение

DOI: 
10.15275/pssr.2024.0403
Год & Том - Выпуск: 
Авторы: 
Шелковникова Т.В., Тахчиди Х.П., Вавин Г.В., Баркова Н.Ю.
Тип статьи: 
Резюме: 
Макулярный отек у пациентов с непролиферативной диабетической ретинопатией (НДПР-2, НДПР-3), препролиферативной диабетической ретинопатией (ППДР) протекает на фоне активации прокоагулянтов системы гемостаза (фВ, VIIIф, ПС, РФМК, фибриноген, тромбиновое время). Предложенное комплексное лечение снижает тромбогенную активность в микроциркуляторном русле сетчатки, уменьшает проницаемость эндотелия капилляров ретины и позволяет уменьшить толщину сетчатки в макуле вплоть до полного разрешения макулярного отека.
Цитировать как: 
Шелковникова Т.В., Тахчиди Х.П., Вавин Г.В., Баркова Н.Ю. Клинико-лабораторные, морфометрические признаки диабетического макулярного отека. Лечение. Психосоматические и интегративные исследования 2024; 10: 0403.

 

Введение

Диабетическая ретинопатия (ДР) является одной из лидирующих причин слепоты и инвалидизации населения вследствие патологии органа зрения. Среди причин слепоты до 50 лет ДР занимает первое место.  У пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД 2) ДР приводит к слабовидению у 10% и слепоте – у 2% пациентов.  Важной патогенетической составляющей прогрессирования ДР является дисбаланс в системе гемостаза и эндотелиальная дисфункция. Особый вклад в патогенез осложнений СД вносят специфические микрососудистые поражения, приводящие к нарушению зрения. Гипергликемия усиливает секрецию эндотелина (ЭТ-1) эндотелием, что способствует развитию эндотелиальной дисфункции у пациентов с диабетическими ангиопатиями. У пациентов с СД возрастает как системное (в крови), так и локальное (в тканях глаза, в слезной жидкости) содержание эндотелина. ЭТ-1 вызывает уменьшение кровотока в сетчатке и способствует гибели перицитов. У пациентов с диабетом 1-го типа уровень ЭТ-1 в плазме крови коррелирует с выраженностью микроангиопатии в сетчатке. ЭТ-1 участвует в развитии пролиферативной витреоретинопатии у больных с СД. ЭТ-1 участвует в формировании эпиретинальной мембраны за счет способности усиливать пролиферацию фибробластов, а также секрецию молекул межклеточного матрикса (коллагена I типа и фибронектина) в клетках пигментного эпителия сетчатки. В регуляции гемодинамики в сетчатке участвует ЭТ-3, его содержание увеличивается у пациентов с СД. Предполагается, что ЭТ-3, так как ЭТ-1, участвует в развитии микроангиопатий сетчатки. В патогенезе диабетической ретинопатии, ее прогрессировании принимают атактивное участие нарушения в плазмокоагуляционном и сосудисто-тромбоцитарном звеньях   системы гемостаза, эндотелиальная   дисфункция и соответственно комбинированная, генетическая тромбофилия. Эти факторы участвуют в нарушениях проницаемости гематоретинального барьера и, как следствие этого, способствуют возникновению диабетического макулярного отёка (ДМО) [1,2]. 

С современных позиций морфофункциональные изменения сосудистой стенки пациентов с сахарным диабетом обусловлены каскадом множественных нарушений процессов клеточного и тканевого обмена, вызванных длительной гликемией. Накопление продуктов метаболического пути обмена глюкозы, сорбитола и фруктозы приводит к внутриклеточному повышению осмотического давления, отеку эндотелия, нарушению глико- и фосфолипидного состава клеточных мембран. Происходят структурно-функциональные изменения в эндотелиальных клетках, утолщение базальной мембраны капилляров сетчатки и уменьшение количества перицитов. У пациентов с СД 2 в самых ранних стадиях процесс начинается с микроангиопатии, поражаются не только капилляры, но также прекапиллярные артериолы и посткапиллярные венулы.  Транссудация через стенку   капилляров приводит к плазморрагиям и ретинальному отеку: диффузному вследствие просачивания плазмы и локальному в результате образования микроаневризм. Первый заканчивается «мягким экссудатом» и кистевидными дегенерациями, а второй – «твердым экссудатом» (липосодержащие микрофаги и холестерол) [3,4].

  Нарушение функции эндотелия является одним из универсальных механизмов патогенеза сахарного диабета. В развитии ДР значительную роль играет состояние эндотелия и базальной мембраны. Эндотелий капилляров сетчатки, в отличие от капилляров увеального тракта, и, в частности, от хориокапилляров, не имеет пор. В связи с этим их проницаемость значительно меньше, чем у хориокапилляров. Стенки капилляров сетчатки являются структурами гематоретинального барьера, обеспечивающими селективную (избирательную) проницаемость различных веществ в транскапиллярном обмене между кровью и сетчаткой [5,6].

Одними из множества функций, выполняемых клетками эндотелия, являются: регулирование компонентов свертывания крови, таких как тромбин и фибрин; и ангиогенез – формирование новых кровеносных сосудов. Дисфункция эндотелия – это неадекватное снижение или увеличение образования в нем различных биологических веществ. На фоне СД закупорка прекапилляров (вследствие утолщения базальных мембран, пролиферации эндотелия, усиления склеивания тромбоцитов, реструкции эритроцитов, теряющих способность переносить кислород), приводит к ретинальной ишемии (кардинальный симптом), затем к ретинальной гипоксии, освобождению «вазопролиферативной субстанции», что, в свою очередь, обуславливает артериовенозное шунтирование, неоваскуляризацию сетчатки.

Компоненты эндотелиновой системы принимают участие в регуляции ангиогенеза в сетчатке.  В условиях гипоксии наблюдается повышение васкулярного эндотелиального фактора роста (VEGF) – сосудистого эндотелиального митогена, являющегося полипептидом и синтезирующегося в ретинальных клетках, а также в эндотелии и тромбоцитах. ЭТ-1 влияет на различные процессы при неоваскуляризации, влючая пролиферацию эндотелиальных клеток, миграцию, инвазию, продукцию протеаз, формирование сосудистой трубки. ЭТ-1 воздействует на васкуляризацию и за счет способности увеличивать экспрессию гена эндотелиального фактора роста VEGF, особенно в условиях гипоксии, так как способствует накоплению фактора, индуцируемого гипоксией HIF-I, который в свою очередь запускает синтез VEGF, а также самого ЭТ-1 [1,2,3,4].

VEGF – это двуликий ян; цитокин, участвующий   в обеспечении многих физиологических функций, в том числе и в образовании, сохранении сосудистой сети; влияющий на индукцию деления эндотелиальных клеток и их миграцию, активацию выживания эндотелиальных клеток посредством защиты их от апоптоза. У VEGF высокая аффинность к гепарину, то есть он может выполнять функцию антикоагулянта [1,3,4].

В медикаментозом лечении СД приоритетным направлением является компенсация нарушений углеводного обмена, улучшение микроциркуляции в сосудах мозга, почек, сетчатки [5,7,8].

 В лечении клинически значимых форм ДР и ДМО используют хирургическую коррекцию: пантериальную лазеркогуляцию сетчатки, фокальную субпороговую лазеркоагуляцию, микроимпульсное лазерное воздействие в парафовеа; витрэктомию; введение ингибиторов ангиогенеза в стекловидное тело [7,8]. Лечение пролиферативной диабетической ретинопатии (ПДР) в виде монотерапии, как панретинальной лазерной коагуляции, как и введение ингибиторов ангиогенеза в стекловидное тело, может быть связано с повышенным риском некоторых осложнений в виде случая кровоизлияния в стекловидное тело, тракционной отслойки сетчатки, через 1, 3 и 5 лет после начала терапии [9].   

Ученые школы Джонса и Хопкинса Глазного института Уилмера оценили частоту развития почечной недостаточности на фоне введение ингибиторов ангиогенеза в стекловидное тело у пациентов с ДР и ДМО. Авторы заключили, что практикующие офтальмологи и нефрологи должны знать о риске почечной недостаточности у пациентов, получающих интравитреальные анти-VEGF –препараты, а также учитывать, что ни одному из препаратов не следует отдавать предпочтение [10]. Введения ингибиторов ангиогенеза в стекловидное тело у пациентов с макулярными отеками ДР малоэффективно (менее 25%) и усугубляет течение основного заболевания [11]. 

Дисфункция эндотелия, ДМО и их коррекция полностью не изучены.

Цель. Изучение клинико-лабораторных и морфологических признаков ДМО у пациентов на фоне сахарного диабета 2 (СД 2). Сравнение эффективности медикаментозного лечения ДМО даларгином, сулодексидом и их комплексного применения в сочетании с лазеркоагуляцией сетчатки.

Материалы и методы

Нами наблюдались 40 пациентов (80 глаз) с ДР, на фоне СД-2. Из них 20 пациентов (40 глаз) с непролиферативной диабетической ретинопатией с умеренным проявлением (НПДР-2); 10 пациентов (20 глаз) с умеренно тяжелым проявлением непролиферативной диабетической ретинопатии (НПДР-3); 10 пациентов (20 глаз) с препролиферативной диабетической ретинопатией (ППДР). Стаж СД-2 – от 1 года до 10 лет.  На фоне лечения: инсулинопотребный (ИП) – 20 человек (50%), сахароснижающие препараты: диабетон мв + метформин – 20 человек (50%). Уровень глюкозы – 8,7 ± 2,4(ммоль/л). Возраст пациентов – 45-62 лет. Мужчины – 10 чел., женщины – 30 чел.

Осложнения СД: Гипертоническая болезнь и ИБС – 21чел., гиперхолестеринемия – 11 чел., макроангиопатия нижних конечностей – 4 чел., диабетическая нефропатия – 4 чел.

Офтальмологические исследования: стандартные методы исследования: визометрия, тонометрия, периметрия, прямая офтальмоскопия. Специальные методы исследования: осмотр глазного дна с линзой Гольдмана, осмотр глазного дна с асферичной линзой «+ 78», ФАГ глазного дна на Фундус-камере «Topkon», Япония; ОСТ на аппарате RTVu–100 фирмы Optovue (США); компьютерная периметрия.

Пациентам с диабетическим клинически значимым макулярным отёком проводилась лазеркоагуляция сетчатки по стандартным методикам фокальная «решетка», на лазерной установке «NIDEK» (Япония) Nd: YAG, λ= 532 нм по стандартной методике с параметрами: диаметр коагулятов 50-100 мкм, экспозиция – 0,1-0,15 с, количество коагулятов - 50-400. Использовали: даларгин 0,3-0,5 мл под конъюнктиву или парабульбарно № 10(патент № 2610145 «Способ лечения макулярного отека у пациентов с сосудистой патологией сетчатки» от 30.11.2015 г). Даларгин 1,0мл №10. внутримышечно, затем сулодексид 600 ЛЕ, внутримышечно № 10, потом по 250 ЛЕ сулодексид per, os 2 р/день – 30 дней.

Лабораторные специфические методы исследования системы гемостаза, отражающие эндотелиальную дисфункцию: определение активности фактора Виллебранда (наборы фирма «Dade Behring», Германия); активности протеина С с использованием хромогенных субстратов (наборы фирмы «Dade Behring», Германия; определение активности фактора VIII в плазме (с применением дефицитной по VIII фактору плазмы фирмы «Dade Behring», Германия). Работа проводилась на коагулометре CL-4 производства Benk Elektroniс, Германия (2005). Исследования проводились: в лаборатории гемостаза областной клинической больницы №1 города Кемерово.

Результаты исследований и обсуждение

По сравнению с контрольной группой у больных с ДР наблюдается активация компонентов системы гемостаза, ответственных за нарушения функции эндотелия. Более всего активируется фактор VIII: у пациентов с НПДР-2 на 25%, с НПДР-3 – на 39%, а у больных с ППДР – на 44 %.  Рост активности фактора VIII коррелирует с повышением активности фактора Виллебранда у пациентов с НПДР-2 по сравнению со здоровыми на 18%, у пациентов с НПДР-3 – на 28%, у пациентов с ППДР на 37%. Активность протеина С – также значительно возрастает у пациентов с НПДР-2 на 13%, у пациентов с НПДР-3 – на 22%, у пациентов с ППДР – на 39%, что связано с прогрессированием клинических проявлений ДР.

Таблица 1. Изменения в системе гемостаза у пациентов с диабетической ретинопатией

Показатели

Контрольная группа, n=20

НПДР-2, n=20

НПДР-3, n=10

ППДР, n=10

Активность фактора Виллебранда, %

108,9±4,4

128,6±2,7*

133±2,5**

145±2,8***

Активность фактора VIII, %

104±4,1

 

130,2±2,2*

142,2±3,8**

148,6±2,2***

Активность   протеина С, %

115,8±0,5

 

130,3±4,2*

138,5±3,2**

143±4,2***

*– достоверное различие с нормой p ≤0.05

** – достоверное различие между группами больных НДПР -2 и НПДР-3 p ≤0.05

***– достоверное различие между группами больных НПДР-3 и ППДР p ≤0.05

После лечения пациентов сулодексидом и комплексом даларгин+сулодексид наблюдается тенденция к нормализации лабораторных показателей, снижение активности соответственно: фактора Виллебранда у пациентов с НПДР-2 на 14% и 18%, с НПДР -3 на 16% и 20%, с ППДР на 20% и 25%.  Активность протеина С –  снижается у пациентов с НПДР-2 на 8%, и 10%; с НПДР-3 – на 9% и 12%; с ППДР на 14% 18%.  Одновременно идет и снижение фактора VIII.

У пациентов с НПДР-2 наблюдался фокальный макулярный отек в 75 % случаев; плоский диффузный макулярный отек – 25%.   У пациентов с НДПР-3 –    фокальный макулярный отек – в 50% и плоский диффузный отек – в 50% случаев. 

У пациентов с   ППДР наблюдался плоский диффузный макулярный отек –   75 %, и диффузный высокий макулярный отек – 25%. 

Таблица 2. Динамика отека сетчатки макулы в зависимости от способа лечения

Клинические формы ДР

Толщина сетчатки фовеа,  до лечения, мкм

Толщина сетчатки фовеа, после лечения, мкм

 

даларгин

сулодексид

комплекс

даларгин + сулодексид

комплекс даларгин + сулодексид + ЛКС

НПДР-2

 

220±14, 4

190±10,5

195±17,2

180±13.4

170±12.7

НПДР-3

 

310±13,7

260±15,9

280±16,7

240±14.8

200±17,5

ППДР

 

380 ±15,7

355±14,7

370±15.8

320±14,2

280±15,6

* – достоверное различие p ≤0.05

 

Макулярный отек у пациентов с НДПР-2, НДПР-3, ППДР протекает на фоне активации прокоагулянтов системы гемостаза (фВ, VIIIф, ПС, РФМК, фибриноген, тромбиновое время). Предложенное комплексное лечение снижает тромбогенную активность в микроциркуляторном русле сетчатки, уменьшает проницаемость эндотелия капилляров ретины и позволяет уменьшить толщину сетчатки в макуле вплоть до полного разрешения макулярного отека.

Заключение

1. Предложенный комплекс лечения ДМО снижает тромбогенную активность в микроциркуляторном русле сетчатки, проницаемость капилляров сетчатки, улучшается лимфоотток, что приводит либо к разрешению ДМО, либо к уменьшению толщины сетчатки в макуле.

2. При выборе метода лечения необходимо учитывать клинико-лабораторные показатели и морфометрические изменения макулы, характеризующие клиническую картину диабетического макулярного отека, используя комплексный подход к лечению с применением сулодексида, даларгина и лазеркоагуляции сетчатки.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки: 
  1. Н.Б. Чеснокова, Т.А. Павленко, О.В. Безнос, А.В Григорьев Роль эндотелиновой системы в патогенезе глазных болезней. Вестник офтальмологии 2020; 1: 117-123.  The Role Of The Endothelin System In The Pathogenesis Of Eye Diseases N.B. Chesnokova, T.A. Pavlenko, O.V. Beznos, A.V. Grigoryev https://Doi.Org/10.17116/Oftalma2020136011117
  2. Шелковникова Т.В., Баркова Н.Ю., Тахчиди Х.П., Кацадзе Ю.Л., Вавин Г.В., Шишлянникова Н.Ю. Клинико-лабораторная диагностика нарушений в системе гемостаза и комплексное лечение макулярного отека у пациентов с ранними клиническими формами диабетической ретинопатии. Больница – все для ЛПУ. Медицинский алфавит 2016; I (11): 54-58.
  3. Шелковникова Т.В., Тахчиди Х.П., Баркова Н.Ю., Вавин Г.В., Кацадзе Ю.Л., Шишлянникова Н.Ю. Некоторые аспекты патогенеза и комплексного лечения диабетического макулярного отека на фоне сахарного диабета 2 типа. Российская детская офтальмология 2018; 2: 14-19.
  4. Сергушев С.Г, Хомякова Е.Н.  Анти-VEGF препараты в терапии пациентов с диабетическим макулярным отеком. Клиническая офтальмология 2019; 19 (4): 238-244. Sergushev S.G., Khomyakova E.N. Anti-VEGF agents for the treatment of diabetic macular edema. Russian Journal of Clinical Ophthalmology 2019;19 (4): 238–244. DOI: 10.32364/2311-7729-2019-19-4-238-244.
  5. Шелковникова Т.В., Тахчиди Х.П., Баркова Н.Ю., Вавин Г.В., Кацадзе Ю.Л., Шишлянникова Н.Ю. Клинико-лабораторные изменения в системе гемостаза и морфометрические результаты комплексного лечения макулярного отёка у пациентов на фоне СД 2-го типа с ВА и без ВА. Современные технологии в офтальмологии 2018; 1: 413-417.
  6. Moore G.W. et al. Application of different lupus anticoagulant diagnostic algorithms to the same assay data leads to interpretive discrepancies in some samples. Research and Practice in thrombosis and Haemostasis (rpth) 2017; July l (1): 63-68.
  7. Шелковникова, Т.В., автор; ГБУЗ КО «Кемеровская областная клиническая офтальмологическая больница», патентообладатель. Способ лечения макулярного отека у пациентов с сосудистой патологией сетчатки. Патент РФ № 2614105. 30.11.2015.
  8. Дога А.В., Качалина Г.Ф., Педанова Е.К., Буряков Д.А. Сравнительное изучение эффективности и безопасности технологии комбинированного воздействия и традиционной лазеркоагуляции при лечении диабетического макулярного отёка. Сахарный диабет 2017; 20 (1): 68-74.
  9. Amer F. Alsoudi, MD; Karen M. Wai, MD; Euna Koo, MD et al. Progression to Pars Plana Vitrectomy in Patients With Proliferative Diabetic Retinopathy. JAMA Ophthalmol. 2024; 142 (7): 662-668. doi:10.1001/jamaophthalmol.2024.1844.
  10. Ophthalmology Retina, a journal of the American Academy of Ophthalmology. 2024 (9).
  11. Лихванцева В.Г., Капкова С.Г., Третьяк Е.Б., Рычкова С.И., Геворкян А.С., Борисенко Т.Е. Местные факторы, определяющие ответ на антиангиогенную терапию препаратами первой линии при макулярной неоваскуляризации. Клиническая офтальмология 2024; 24 (2): 69-77. DOI: 10.32364/2311-7729-2024-24-2-5.
Об авторах: 

Шелковникова Татьяна Васильевна – к.м.н., врач-офтальмолог высшей категории интраокулярной лазерной хирургии, Кузбасская клиническая больница им. С.В. Беляева, г. Кемерово, Россия

ORCHID iD 0000-0002-8857-3190 

e-mail: t.shelkovnikova@gmail.com

 

Тахчиди Христо Периклович – академик РАН, д.м.н., профессор, профессор кафедры офтальмологии ИМД РНИМУ им. Н.И. Пирогова, проректор по лечебной работе РНИМУ им. Н.И. Пирогова, директор Научно-исследовательского центра офтальмологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова

ORCHIDiD 0000-0002-5171-8261

ORCID: 0000-0002-0621-5905

SPIN: 7699-5089

e-mail: hpt1301@gmail.com

 

Вавин Григорий Валерьевич – к.м.н., доцент, руководитель курса клинической лабораторной диагностики кафедры медицинской биохимии, заведующий центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО Кемеровский Государственный медицинский университет Минздрава России, заместитель главного врача по клинико-диагностической службе Кузбасской областной клинической больницы им. С.В. Беляева;

e-mail: okb-lab@yandex.ru

ORCID: 0000-0003-0179-0983

 

Баркова Наталья Юрьевна – врач-офтальмолог высшей категории, функционалист ОКТ, ОКТ- ангиографии, Кузбасская клиническая больница им. С.В. Беляева, г. Кемерово, Россия

e-mail: nat.barkova@mail.ru

Поступила в редакцию 02 декабря 2024 г., Принята в печать 19 декабря 2024 г.

 

English version
Title: 
Clinical-laboratory, morphometric signs of diabetic macular edema
Authors: 
Shelkovnikova T.V., Takhchidi Kh.P., Vavin G.V., Barkova N.Y.
Abstract: 
Macular edema in patients with NDPR-2, NDPR-3, PPDR occurs on the background of activation of the hemostatic system procoagulants (vWF, factor VIII, PS, RFMC, firinogen, thrombin time). The proposed complex treatment reduces thrombogenic activity in the microvasculature of the retina, reduces the permeability of the capillary endothelium of the retina and helps to reduce thickness of the retina in the macula, until complete resolution of macular edema.
Keywords: 
diabetes mellitus, macular edema, hemostasis, procoagulant, comprehensive treatment
Cite as: 
Shelkovnikova T.V., Takhchidi Kh.P., Vavin G.V., Barkova N.Y. Clinical-laboratory, morphometric signs of diabetic macular edema. Psychosomatic and Integrative Research 2024; 10: 0403.

Introduction.

Diabetic retinopathy (DR) is a leading cause of blindness and visual disability. Among causes of blindness under 50 years of age, DR ranks first. In type 2 diabetes mellitus (T2DM) patients, DR causes low vision in 10% and blindness in 2%. A key pathogenetic component in DR progression is hemostasis system imbalance and endothelial dysfunction. Specific microvascular lesions leading to visual impairment significantly contribute to the pathogenesis of DM complications. Hyperglycemia enhances endothelin-1 (ET-1) secretion by the endothelium, promoting endothelial dysfunction in patients with diabetic angiopathies. In DM patients, systemic (blood) and local (eye tissues, tear fluid) ET-1 levels increase. ET-1 reduces retinal blood flow and promotes pericyte loss. In type 1 DM, plasma ET-1 levels correlate with retinal microangiopathy severity. ET-1 contributes to proliferative vitreoretinopathy in DM patients and participates in epiretinal membrane formation by enhancing fibroblast proliferation and secretion of extracellular matrix molecules (type I collagen, fibronectin) in retinal pigment epithelial cells. ET-3 also regulates retinal hemodynamics; its levels increase in DM patients and, like ET-1, likely contribute to retinal microangiopathies. Pathogenesis and progression of DR involve disturbances in plasma coagulation and vascular-platelet components of hemostasis, endothelial dysfunction, and combined genetic thrombophilia. These factors disrupt blood-retinal barrier permeability, contributing to diabetic macular edema (DME) [1,2].

Modern perspectives indicate that morphofunctional changes in the vascular wall of DM patients result from a cascade of cellular and tissue metabolic disturbances caused by chronic hyperglycemia. Accumulation of glucose metabolism pathway products (sorbitol, fructose) leads to intracellular osmotic pressure elevation, endothelial edema, and disruption of glycolipid and phospholipid membrane composition. Structural-functional changes occur in endothelial cells, including retinal capillary basement membrane thickening and pericyte loss. In early T2DM stages, microangiopathy affects capillaries, precapillary arterioles, and postcapillary venules. Transudation through capillary walls causes plasma hemorrhages and retinal edema: diffuse (plasma leakage) or localized (microaneurysm formation). The former results in "soft exudates" and cystoid degeneration; the latter in "hard exudates" (lipid-laden macrophages and cholesterol) [3,4].

Endothelial dysfunction is a universal mechanism in DM pathogenesis. The state of the endothelium and basement membrane plays a significant role in DR development. Unlike uveal tract capillaries (e.g., choriocapillaris), retinal capillaries lack pores, resulting in significantly lower permeability. Retinal capillary walls form the blood-retinal barrier, ensuring selective permeability for transcapillary exchange between blood and the retina [5,6].

Endothelial cells regulate coagulation components (thrombin, fibrin) and angiogenesis. Endothelial dysfunction involves inadequate reduction or increase in production of biological substances. In DM, precapillary occlusion (due to basement membrane thickening, endothelial proliferation, enhanced platelet adhesion, erythrocyte restructuring impairing oxygen transport) leads to retinal ischemia (cardinal symptom), then retinal hypoxia, and release of "vasoproliferative substances," causing arteriovenous shunting and retinal neovascularization.

Endothelin system components regulate retinal angiogenesis. Hypoxia increases vascular endothelial growth factor (VEGF), a polypeptide endothelial mitogen synthesized in retinal cells, endothelium, and platelets. ET-1 influences neovascularization processes (endothelial cell proliferation, migration, invasion, protease production, tube formation) and enhances VEGF gene expression, particularly under hypoxia, by promoting hypoxia-inducible factor HIF-1α accumulation, which triggers VEGF and ET-1 synthesis [1–4].

VEGF is a double-edged sword: a cytokine involved in vascular network formation/maintenance, endothelial cell division/migration, and endothelial cell survival via anti-apoptotic effects. Its high heparin affinity allows anticoagulant functions [1,3,4].

Medical DM treatment prioritizes compensation of carbohydrate metabolism disorders and improvement of microcirculation in brain, kidney, and retinal vessels [5,7,8].

Treatment of clinically significant DR and DME includes surgical correction: panretinal laser photocoagulation, focal/subthreshold laser photocoagulation, micropulse laser to the parafovea; vitrectomy; intravitreal antiangiogenic injections [7,8]. Monotherapy for proliferative DR (PDR) – panretinal laser photocoagulation or intravitreal antiangiogenics – may increase risks of vitreous hemorrhage or tractional retinal detachment at 1, 3, and 5 years post-therapy [9].

Wilmer Eye Institute researchers assessed renal failure incidence after intravitreal antiangiogenics in DR/DME patients. Ophthalmologists and nephrologists should be aware of this risk; no single anti-VEGF agent is preferable [10]. Intravitreal antiangiogenics for DME are ineffective (<25%) and may worsen underlying disease [11]. Endothelial dysfunction, DME, and their correction remain incompletely understood.

Aim.

To study clinical-laboratory and morphological signs of DME in T2DM patients. To compare efficacy of DME pharmacotherapy with Dalargin, Sulodexide, and their combination with laser photocoagulation.

Materials and methods.

We observed 40 patients (80 eyes) with DR, on the background of DM-2. Of these, 20 patients (40 eyes) with moderate nonproliferative diabetic retinopathy (NPDR-2); 10 patients (20 eyes) with moderate severe nonproliferative diabetic retinopathy (NPDR-3); 10 patients (20 eyes) with preproliferative diabetic retinopathy (PPDR). The experience of SD-2 is from 1 to 10 years.  On the background of treatment: insulin–consuming (IP) – 20 people (50%), sugar-lowering drugs: diabeton mv + metformin - 20 people (50%). The glucose level is 8.7 ± 2.4 (mmol/l). The age of the patients is 45-62 years. Men – 10 people, women – 30 people.

DM Complications: Hypertension/CHD (n=21); Hypercholesterolemia (n=11); Lower limb macroangiopathy (n=4); Diabetic nephropathy (n=4).

Ophthalmic Examinations: standard examination methods: visometry, tonometry, perimetry, direct ophthalmoscopy. Special research methods: examination of the fundus with a Goldman lens, examination of the fundus with an aspherical lens "+ 78", fundus PHAGE on a Fundus camera "Topkon", Japan; OST on an RTVu–100 device manufactured by Optovue (USA); computer perimetry.

Patients with diabetic clinically significant macular edema underwent retinal laser coagulation using standard focal "grid" techniques, on a NIDEK laser installation (Japan) Nd: YAG, λ= 532 nm according to a standard technique with parameters: coagulate diameter 50-100 microns, exposure 0.1–0.15 s, number of coagulates 50-400. Used: dalargin 0.3-0.5 ml under conjunctiva or parabulbar No. 10 (patent No. 2610145 "Method of treating macular edema in patients with retinal vascular pathology" dated 11/30/2015). Dalargin 1.0ml No. 10. intramuscularly, then sulodexide 600 LE, intramuscularly No. 10, then 250 LE sulodexide per, os 2 r / day – 30 days.

Laboratory-specific methods of studying the hemostasis system reflecting endothelial dysfunction:

determination of Willebrand factor activity (kits from Dade Behring, Germany); protein C activity using chromogenic substrates (kits from Dade Behring, Germany); determination of factor VIII activity in plasma (using factor VIII-deficient plasma from Dade Behring, Germany). The work was carried out on a CL-4 coagulometer manufactured by Benq Elektronik, Germany (2005). The research was conducted in the laboratory of hemostasis of the Regional Clinical Hospital No. 1 in Kemerovo.

Results and Discussion.

Compared with the control group, patients with DR have activation of the components of the hemostasis system responsible for endothelial dysfunction. Factor VIII is most activated: in patients with NPDR-2 by 25%, with NPDR-3 – by 39%, and in patients with PPDR – by 44%.  An increase in the activity of factor VIII correlates with an increase in the activity of Willebrand factor in patients with NPDR-2 compared with healthy ones by 18%, in patients with NPDR-3 by 28%, in patients with PPDR by 37%. Protein C –activity also significantly increases in patients with NPDR-2 by 13%, in patients with NPDR-3 by 22%, in patients with PPDR – by 39%, which is associated with the progression of clinical manifestations of others.

Table 1. Hemostasis System Changes in Diabetic Retinopathy Patients

Parameter

Control (n=20)

NPDR-2 (n=20)

NPDR-3 (n=10)

PPDR (n=10)

vWF Activity, %

108.9 ± 4.4

128.6 ± 2.7*

133 ± 2.5**

145 ± 2.8***

Factor VIII Activity, %

104 ± 4.1

130.2 ± 2.2*

142.2 ± 3.8**

148.6 ± 2.2***

Protein C Activity, %

115.8 ± 0.5

130.3 ± 4.2*

138.5 ± 3.2**

143 ± 4.2***

**p≤0.05 vs control; **p≤0.05 NPDR-2 vs NPDR-3; *

**p≤0.05 NPDR-3 vs PPDR*

 

 

 

 

After treatment of patients with sulodexide and the dalargin+sulodexide complex, there is a tendency to normalize laboratory parameters, a decrease in the activity of the Willebrand factor in patients with NPDR-2 by 14% and 18%, with NPDR-3 by 16% and 20%, with PPDR by 20% and 25%, respectively.  The activity of protein C – decreases in patients with NPDR-2 by 8% and 10%; with NPDR-3 by 9% and 12%; with PPDR by 14% and 18%.  At the same time, there is a decrease in factor VIII.

Patients with NPDR-2 had focal macular edema in 75% of cases; flat diffuse macular edema in 25%.   In patients with NDPR-3, 50% of cases have focal macular edema and 50% have flat diffuse edema. 

Patients with PPDR had flat diffuse macular edema - 75%, and diffuse high macular edema – 25%.
 

Table 2. Macular Retinal Thickness Dynamics by Treatment

DR Form

Baseline

Post-Dalargin

Post-Sulodexide

Post-Dalargin+Sulodexide

Post-Combination+LPC

NPDR-2

220±14.4

190±10.5

195±17.2

180±13.4

170±12.7*

NPDR-3

310±13.7

260±15.9

280±16.7

240±14.8

200±17.5*

PPDR

380±15.7

355±14.7

370±15.8

320±14.2

280±15.6*

* – p≤0.05 significant difference*

 

 

 

 

 

DME in NPDR-2, NPDR-3, PPDR occurs with procoagulant activation (vWF, FVIII, PC, SFMC, fibrinogen, thrombin time). The proposed comprehensive treatment reduces thrombogenic activity in retinal microvasculature, decreases retinal capillary endothelial permeability, and reduces macular retinal thickness up to complete DME resolution.

Conclusion

  1. The proposed DME treatment complex reduces thrombogenic activity in retinal microvasculature and retinal capillary permeability, improves lymphatic drainage, leading to DME resolution or reduced macular retinal thickness.
  2. Treatment selection must consider clinical-laboratory markers and macular morphometric changes characterizing DME, using a comprehensive approach combining Sulodexide, Dalargin, and retinal laser photocoagulation.

The authors declare no conflict of interest.

References: 

1. N.B. Chesnokova, T.A. Pavlenko, O.V. Beznos, A.V. Grigoriev The role of the endothelin system in the pathogenesis of eye diseases. Bulletin of Ophthalmology 2020; 1: 117-123.  The Role Of The Endothelin System In The Pathogenesis Of Eye Diseases N.B. Chesnokova, T.A. Pavlenko, O.V. Beznos, A.V. Grigoryev      https://Doi.Org/10.17116/Oftalma2020136011117

2. Shelkovnikova T.V., Barkova N.Yu., Takhchidi H.P., Katsadze Y.L., Vavin G.V., Shishlyannikova N.Yu. Clinical and laboratory diagnostics of disorders in the hemostasis system and comprehensive treatment of macular edema in patients with early clinical forms of diabetic retinopathy. The hospital is everything for medical institutions. Medical Alphabet 2016; I (11):54-58.

3. Shelkovnikova T.V., Takhchidi H.P., Barkova N.Yu., Vavin G.V., Katsadze Yu.L., Shishlyannikova N.Yu. Some aspects of the pathogenesis and complex treatment of diabetic macular edema on the background of type 2 diabetes mellitus. Russian Pediatric Ophthalmology 2018; 2: 14-19.

4. Sergushev S.G., Khomyakova E.N. Anti-VEGF drugs in the treatment of patients with diabetic macular edema. Clinical Ophthalmology 2019; 19 (4): 238-244. Sergushev S.G., Khomyakova E.N. Anti-VEGF agents for the treatment of diabetic macular edema. Russian Journal of Clinical Ophthalmology 2019;19 (4): 238–244. DOI: 10.32364/2311-7729-2019-19-4-238-244.

5. Shelkovnikova T.V., Takhchidi H.P., Barkova N.Yu., Vavin G.V., Katsadze Yu.L., Shishlyannikova N.Yu. Clinical and laboratory changes in the hemostasis system and morphometric results of complex treatment of macular edema in patients with type 2 diabetes with and without VA. Modern technologies in ophthalmology 2018; 1:413-417.

6. Moore G.W. et al. Application of different lupus anticoagulant diagnostic algorithms to the same assay data leads to interpretive discrepancies in some samples. Research and Practice in thrombosis and Haemostasis (rpth) 2017; July l (1): 63-68.

7. Shelkovnikova, T.V., author; Kemerovo Regional Clinical Ophthalmological Hospital, patent holder. A method of treating macular edema in patients with retinal vascular pathology. RF Patent No. 2614105. 11/30/2015.

8. Doga A.V., Kachalina G.F., Pedanova E.K., Buryakov D.A. Comparative study of the effectiveness and safety of combined exposure technology and traditional laser coagulation in the treatment of diabetic macular edema. Diabetes mellitus 2017; 20 (1): 68-74.

9.  Amer F. Alsoudi, MD; Karen M. Wai, MD; Euna Koo, MD et al. Progression to Pars Plana Vitrectomy in Patients With Proliferative Diabetic Retinopathy. JAMA Ophthalmol. 2024; 142 (7): 662-668. doi:10.1001/jamaophthalmol.2024.1844.

10. Ophthalmology Retina, a journal of the American Academy of Ophthalmology. 2024 (9).

11. Likhvantseva V.G., Kapkova S.G., Tretyak E.B., Rychkova S.I., Gevorkyan A.S., Borisenko T.E. Local factors determining the response to first-line antiangiogenic therapy with macular neovascularization. Clinical Ophthalmology 2024; 24 (2): 69-77. DOI: 10.32364/2311-7729-2024-24-2-5.

About the authors: 

Shelkovnikova Tatiana Vasilyevna, PhD, ophthalmologist of the highest category of intraocular laser surgery ORCHID iD 0000-0002-8857-3190 S.V. Belyaev Kuzbass Clinical Hospital, Kemerovo, Russia; e-mail: t.shelkovnikova@gmail.com Hristo Periklovich Takhchidi, ORCHIDiD 0000-0002-5171-8261, ORCID: 0000-0002-0621-5905 SPIN: 7699-5089 Vice-Rector for Medical Work of the Pirogov Russian National Research Medical University, Director of the Scientific Research Center of Ophthalmology of the Pirogov Russian National Research Medical University, Professor of the Department of Ophthalmology of the Pirogov Russian National Research Medical University, Academician of the Russian Academy of Sciences, MD, Professor. e-mail: hpt1301@gmail.com Grigory V. Vavin, PhD, Associate Professor, Head of the Clinical Laboratory Diagnostics Course at the Department of Medical Biochemistry, Head of the Central Research Laboratory at Kemerovo State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Deputy Chief Physician for the Clinical and Diagnostic Service of the Kuzbass Regional Clinical Hospital named after S.V. Belyaev; e-mail: okb-lab@yandex.ru ORCID: (https://orcid.org/0000-0003-0179-0983) Natalia Barkova, ophthalmologist of the highest category, functionalist of OCT, OCT angiography Kuzbass Clinical Hospital named after S.V. Belyaev, Kemerovo, Russia nat.barkova@mail.ru

Notes: 
Received on 02 December 2024, Accepted on 19 December 2024