Роль нейрогуморальных факторов в персистенции асептического воспаления костной ткани у пациентов с диабетической нейроостеоартропатией

ОБОСНОВАНИЕ

Диабетическая нейроостеоартропатия (ДНОАП) является тяжелым осложнением сахарного диабета (СД), которое может привести к инвалидизации вследствие потери опороспособности конечности и снижению качества жизни пациента. Заболевание характеризуется прогрессирующей деструкцией костей и суставов на фоне неврологического дефицита. Своевременная диагностика в большинстве случаев позволяет инициировать адекватное лечение, предотвратить прогрессирование данного осложнения и избежать ампутации. Однако, несмотря на большое количество проводимых в настоящее время исследований, до конца не ясны патофизиологические механизмы формирования ДНОАП. Кроме того, не всегда клиническая и рентгенологическая картина свидетельствует о полном купировании асептического воспалительного процесса в костях и суставах стопы, что может приводить к тактическим ошибкам в ведении пациента и преждевременному окончанию лечения.

Таким образом, представляется крайне актуальным поиск новых маркеров, способных выступать предикторами активности ДНОАП.

Повышенный интерес к системе аргинин-вазопрессин (АВП) связан с открытием нового биомаркера копептина, который отражает ее активность. Измерение концентрации АВП является сложной задачей, что обусловлено пульсирующим характером их высвобождения, нестабильностью и быстрым выведением из плазмы. В отличие от АВП копептин остается стабильным в течение нескольких суток, поэтому более доступен для определения. Копептин является С-концевым фрагментом предшественника АВП (СТ-proAVP) и состоит из 39 аминокислот.

Копептин плазмы участвует в различных патологических процессах, особенно у пациентов с СД, включая развитие и прогрессирование диабетической нефропатии и сердечно-сосудистых заболеваний [1]. Кроме того, в литературе появляется все больше данных о роли копептина как биомаркера атеросклеротического поражения артерий у лиц с диабетом [2].

Исследование L. Potier и соавт. впервые продемонстрировало положительную и значимую связь между исходными концентрациями копептина в плазме и риском высоких ампутаций нижних конечностей в наблюдаемых и независимых когортах пациентов с диабетом 1 и 2 типов. Авторы предлагают использовать его определение для оценки риска потери конечности у лиц с нарушенным углеводным обменом [3].

Кальпротектин — белок, экспрессирующийся в активированных гранулоцитах и макрофагах человека при воспалении. Среди его функций активация НАДФН-оксидазы, толл-подобных рецепторов 4 и конечных продуктов гликирования [4].

По данным проведенных исследований, уровни кальпротектина и С-реактивного белка (СРБ) в сыворотке были значительно выше у пациентов с СД, осложненным и не осложненным нейропатией, чем у здоровых лиц (p<0,001; p=0,017; p<0,001 иp=0,001 соответственно). Уровни сывороточного кальпротектина и СРБ были выше у больных диабетической нейропатией, чем у пациентов без нарушения функции периферических нервов (p=0,021 и p<0,001 соответственно). Положительная корреляция была обнаружена между уровнями кальпротектина, СРБ и HbA1c. Результаты множественного логистического регрессионного анализа продемонстрировали важную связь между развитием нейропатии и уровнями СРБ и кальпротектина всыворотке у больных [4].

Глутатионпероксидаза-1 — один из ферментов, который замедляет процессы внутриклеточного перекисного окисления липидов. Пациенты со сниженной экспрессией гена глутатионпероксидазы-1 имели повышенный риск развития сердечно-сосудистых заболеваний [5][6].

Таким образом, представляется интересным изучить роль данных нейрогуморальных маркеров в формировании ДНОАП у лиц с СД 2 типа (СД2).

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценить уровни копептина, кальпротектина, СРБ и глутатионпероксидазы-1 в сыворотке крови пациентов с СД2 и ДНОАП по сравнению с их уровнями у больных с СД2 и нейропатией, но без поражения костей и суставов стопы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. ФГБУ «НМИЦ эндокринологии», отделение диабетической стопы.

Время исследования. Сбор материала проводился с ноября 2020 по май 2022 гг.

Изучаемые популяции (одна или несколько)

В исследование включены 88 пациентов с СД2 и разделены на 2 группы. 1-ю группу (n=43) составили больные ДНОАП, 2-ю группу (n=45) — лица с СД2 и нейропатией, но без поражения костей и суставов стопы.

Критерии включения:

1. СД2;
2. возраст до 65 лет;
3. длительность СД2 менее 35 лет;
4. наличие ДНОАП (хроническая стадия).

Критерии невключения:

1. СД 1 типа;
2. наличие гиперпаратиреоза;
3. диабетическая нефропатия, хроническая болезнь почек 4–5-й ст.;
4. наличие острой стадии ДНОАП и остеомиелита (на основании данных анамнеза, клинической картины, результатов рентгенографии и МРТ).

Способ формирования выборки из изучаемой популяции (или нескольких выборок из нескольких изучаемых популяций)

Выборка формировалась путем сплошного включения наблюдений, другая — подбором пар к наблюдениям первой выборки.

Дизайн исследования

Работа выполнена в дизайне наблюдательного одноцентрового одномоментного контролируемого нерандомизированного исследования.

Описание медицинского вмешательства

Исследование проведено в многопрофильном специализированном эндокринологическом стационаре (отделение диабетической стопы ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России). Исследование биообразцов крови выполнено врачом-лаборантом клинико-диагностической лаборатории того же учреждения.

У пациентов выполнялся забор крови натощак в пробирки с последующим центрифугированием и получением сыворотки и плазмы.

У всех включенных в исследование пациентов были определены уровни:

• копептина;
• кальпротектина;
• СРБ;
• глутатионпероксидазы-1.

Методы

Все лабораторные исследования образцов сыворотки крови проводились в клинико-диагностической лаборатории ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России.

Определение исследуемых параметров осуществляли методом иммуноферментного анализа ELISA с использованием тест-систем в соответствии с инструкциями производителя: копептин (Phoenix Pharmaceuticals, USA), пределы обнаружения 0–100 нг/мл; кальпротектин (Buhlmann, Switzerland), минимальный детектируемый уровень 0,4 мкг/мл, ожидаемые значения в сыворотке 0,4–3,9 мкг/мл, ожидаемые значения в плазме 0,4–3,7 мкг/мл; СРБ, высокочувствительный (Biomerica, Germany), минимальный детектируемый уровень 0,1 мг/л, ожидаемые значения в сыворотке 0,068–8,2 мг/л; глутатионпероксидаза (Abfrontier, Korea), минимальный детектируемый уровень 1,56 нг/мл, референсный интервал неизвестен.

Рентгенологические исследования выполнены на рентгенодиагностической системе с дистанционным управлением Optima RF 420 (GE, Япония).

МРТ-исследование выполнялось на томографе GE Optima MR450w 1.5T (США) с использованием специализированной 8-канальной катушки GEM для исследований суставов голени и стопы.

Использовались следующие диагностические программы.

1. Стандартный протокол T2 с жироподавлением («Т2-fatsat») в сагиттальной проекции, с полем зрения в соответствии с анатомическими особенностями стопы, толщиной среза 4 мм.
2. Стандартный протокол T2 с жироподавлением («Т2-fatsat») с ориентацией по короткой оси, с полем зрения в соответствии с анатомическими особенностями стопы, толщиной среза 4 мм.
3. Стандартный протокол T2 с жироподавлением («Т2-fatsat») с ориентацией по длинной оси, с полем зрения в соответствии с анатомическими особенностями стопы, толщиной среза 4 мм.
4. Стандартный протокол T1 в сагиттальной проекции, с полем зрения в соответствии с анатомическими особенностями стопы, толщиной среза 3 мм.
5. Стандартный протокол T1 с ориентацией по длинной оси, с полем зрения в соответствии с анатомическими особенностями стопы, толщиной среза 3 мм.
6. Протокол «Cube Т1», толщиной среза 1,4 мм, с получением изотропных вокселей, с последующей объемной и мультипланарной реконструкцией.

Данный метод диагностики длится столько же, сколько и рутинное МРТ-исследование.

Диагностическими критериями хронической стадии ДНОАП являлись [7] описанные ниже.

Продолжительность хронической стадии более 6 мес. При осмотре характерная деформация стопы и/или голеностопного сустава, рентгенологически: остеопороз, параоссальные обызвествления, гиперостозы, вывихи и подвывихи суставов, фрагментация костных структур, по данным МРТ: остаточный отек костного мозга (остаточные явления отека костного мозга в виде слабого гиперинтенсивного МР-сигнала на последовательности Т2-взвешенных изображений в режиме жироподавления (PD Fat Sat, T2 STIR)), кортикальная мозоль, выпот, субхондральные кисты, деструкция суставов, фиброз, образование остеофитов, ремоделирование кости, нарушения хряща и связок, анкилоз, псевдоартроз.

Статистический анализ

Статистический анализ проведен в программном пакете Statistica 13 (StatSoft, США). Описательная статистика количественных признаков представлена медианами, первым и третьим квартилями в виде Me [Q1; Q3]; качественных — в виде абсолютных и относительных частот — n/N (%). Сравнение двух независимых групп для количественных данных выполнено с помощью критерия Манна–Уитни (U-тест). Частоты бинарных признаков сравнивали между собой с помощью критерия Хи-квадрат (χ²). Корреляционный анализ количественных параметров проведен с помощью метода ранговой корреляции по Спирмену; оценка корреляции порядкового и количественного признаков — с помощью метода ранговой корреляции по Кендаллу. Критический уровень статистической значимости (р) при проверке статистических гипотез принят равным 0,05. При множественных сравнениях применяли поправку Бонферрони (Р0) путем коррекции критического уровня значимости. Значения р вдиапазоне от критического до 0,05 описаны как индикаторы статистической тенденции.

Этическая экспертиза

Локальный этический комитет при ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» МЗ РФ постановил одобрить возможность проведения данной научно-исследовательской работы, выписка из протокола № 19 от 25.11.2020 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Характеристика пациентов

После применения критериев невключения в исследование вошли 88 пациентов, которые были разделены на 2 группы. Первую группу составили лица с СД2 и ДНОАП — 43 человека. 2-я группа (контрольная) была сформирована из пациентов с СД2и нейропатией без ДНОАП — 45 человек.

Исследуемые группы были сопоставимы по возрастным характеристикам, длительности заболевания СД2 и уровню его контроля.

Всем пациентам группы 1 с ДНОАП была выполнена инфракрасная термометрия кожи стоп, значимых различий в температуре кожи симметричных участков стоп в группе 1 выявлено не было.

С целью подтверждения стадии ДНОАП была выполнена рентгенография в стандартных проекциях и МР-томография стопы. У всех пациентов подтверждено наличие хронической стадии ДНОАП. Средняя длительность хронической стадии ДНОАП составляла 15±7 мес.

В таблице 1 представлена клинико-лабораторная характеристика обследованных больных.

Всем пациентам был выполнен анализ крови на копептин, кальпротектин, СРБ.

Уровень копептина у пациентов с ДНОАП был статистически значимо выше, чем в группе без данной патологии. Медиана копептина в группе 1 составила 0,23 [ 0,15; 0,34], а в группе 2 — 0,12 [ 0,07; 0,20] (p<0,001).

Не было обнаружено значительной разницы в значениях кальпротектина и глутатионпероксидазы-1 между группами (p=0,186, р=0,264 соответственно)

Статистически значимое различие было верифицировано по уровню СРБ. В группе с ДНОАП медиана составила 7,11 [ 2,45; 16,51], в группе без ДНОАП — 2,19 [ 1,13; 5,57] (p<0,001) (табл. 2).

ОБСУЖДЕНИЕ

Репрезентативность выборок

В данное исследование были включены пациенты, проходившие лечение в отделении диабетической стопы ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России. За 31 мес удалось сформировать группы, полностью соответствующие критериям включения. Выборка репрезентативна, а полученные данные могут быть экстраполированы на общую популяцию.

Сопоставление с другими публикациями

Исследование нейрогуморальных маркеров сыворотки крови у пациентов с ДНОАП проводится впервые, в связи с чем сопоставление с другими публикациями затруднительно вследствие отсутствия последних в свободном доступе.

В ходе проведенного исследования группы пациентов значимо не отличались по возрасту, длительности СД и уровню его контроля. Также у всех больных было исключено наличие признаков терминальной почечной недостаточности.

Стандартное исследование состояния нижних конечностей с оценкой локальной температуры, уровней периферического кровотока и иннервации позволило выявить диабетическую нейропатию у всех обследованных пациентов, а анализ конфигурации стоп и голеностопных суставов, рентгенологическое и МРТ-исследования дали возможность сформировать группу ДНОАП. Отсутствие у лиц данной группы разницы температур кожи на пораженной и контрлатеральной конечностях, а также результат МРТ позволили исключить острую стадию поражения. Можно было ожидать, что хроническая (неактивная) стадия будет характеризоваться сопоставимыми с контрольной группой уровнями СРБ и копептина. Однако было выявлено статистически значимое различие уровней копептина и СРБ у пациентов исследуемых групп: данные показатели были значительно выше у пациентов с ДНОАП (p<0,001).

Острая стадия ДНОАП проявляется выраженным отеком, гиперемией и гипертермией пораженной стопы. На фоне разгрузки пораженной конечности клинически значимым результатом является отсутствие разницы температур на симметричных участках стоп. Этот признак позволяет прекратить иммобилизацию и рекомендовать постоянное ношение индивидуальной ортопедической обуви и стелек. Однако у ряда больных вскоре регистрируются обострения ДНОАП и/или последующее формирование деформации стопы и голеностопного сустава. В настоящее время отсутствуют четкие критерии прекращения режима разгрузки конечности, а данных клинической и рентгенологической картины зачастую недостаточно, чтобы быть уверенными в купировании асептического воспаления костно-суставного аппарата стопы.

Копептин — белок, отражающий секрецию аргинина и вазопрессина, может являться маркером как оксидативного, так и теплового стресса. Было высказано предположение, что уровень копептина плазмы будет повышаться при дегидратации врезультате теплового стресса, развивающегося у профессиональных спортсменов, одновременно с активацией симпатоадреналовой системы и снижением клубочковой фильтрации [8].

Как известно, клиническая картина острой стадии ДНОАП демонстрирует наличие отека, локальной гипертермии и гиперемии стопы.

По данным проведенного исследования, у лиц с хронической ДНОАП регистрировалось повышение значений копептина. Возможно, его значения были выше на момент манифестации или обострения данного патологического состояния в стопе. Данная гипотеза требует дальнейшего исследования и подтверждения. Однако копептин может послужить маркером выраженности воспаления и поможет клиницистам определить верную тактику лечения.

Интересно, что в исследование включались только пациенты с хронической стадией ДНОАП, подтвержденной клинически и рентгенологически. Однако у включенных в исследование лиц с ДНОАП были значимо повышены уровни СРБ по сравнению с пациентами с СД без данного осложнения.

В исследовании А. Hingsammer и соавт. продемонстрированы статистически значимые различия в уровнях СРБ при различных стадиях ДНОАП: в острую стадию СРБ был значимо выше, чем в хроническую. Однако сравнения с группой контроля без ДНОАП не проводилось [9].

Повышение уровня СРБ у пациентов с ДНОАП можно объяснить наличием сохраняющегося асептического воспаления в костно-связывающем аппарате стопы, он может служить одним из прогностических маркеров течения ДНОАП.

Достоверной разницы в значениях кальпротектина и глутатионпероксидазы-1 получено не было (p>0,05).

Клиническая значимость результатов

Полученные данные о повышении значений копептина и СРБ у лиц с ДНОАП подтверждают предположение, что эти показатели могут послужить прогностическим маркером течения ДНОАП.

Ограничения исследования

Данное исследование было пилотным. Редкая распространенность ДНОАП ограничивает включение большого количества пациентов и формирование большей выборки. Требуется проведение дальнейших исследований на большей выборке.

Для определения прогностической значимости выявленных маркеров ДНОАП следует провести их исследование у лиц с ДНОАП в острой и подострой стадиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые проведено исследование выбранных нейрогуморальных факторов у лиц с ДНОАП и без данного осложнения СД. Полученные результаты свидетельствуют о наличии сохраняющегося воспаления у лиц с хронической стадией ДНОАП, несмотря на данные клинической и рентгенологической картины. Копептин и СРБ можно рассматривать как предполагаемые прогностические маркеры ДНОАП.

Однако данная находка требует дальнейшего изучения на большей выборке и на различных стадиях ДНОАП.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование выполнено в рамках НИР «Иммунологические, биохимические и гуморальные факторы и их роль в терапевтическом прогнозе при сахарном диабете 2 типа».

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Зайцева Е.Л. — сбор клинического материала, его анализ, написание статьи; Каландия М.М. — сбор клинического материала, его анализ, написание статьи; Никанкина Л.В. — проведение лабораторных исследований; Малышева Н.М. — проведение лабораторных исследований; Токмакова А.Ю. — разработка дизайна исследования, написание статьи; Галстян Г.Р. — разработка дизайна исследования, написание статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.

Благодарности. Авторы выражают благодарность сотрудникам отделения диабетической стопы ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, врачам-лаборантам за помощь в подготовке и получении результатов для данной публикации.