Preview

Сахарный диабет

Расширенный поиск

Метаболические биомаркеры у больных сахарным диабетом 2 типа и сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса

https://doi.org/10.14341/DM13028

Содержание

Перейти к:

Аннотация

ОБОСНОВАНИЕ. Половина всех пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) имеют сохраненную фракцию выброса (ХСН-сФВ). Применение для лечения ХСН-сФВ препаратов, эффективных при сердечной недостаточности с уменьшенной фракцией выброса (ХСН-нФВ), снижает частоту госпитализации, но не влияет на частоту сердечно-сосудистой или общей смертности у пациентов с сохраненной фракцией выброса. Поиск биомаркеров ХСН, направленный на определение различающихся патологических фенотипов ХСН, является актуальной научной проблемой.

ЦЕЛЬ. Изучить межгенные связи биомаркеров метаболических нарушений, повреждения миокарда и оценить их роль в развитии ХСН у больных сахарным диабетом 2 типа (СД2).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Исследовали частоты полиморфизмов генов нарушения липидного, углеводного обменов у пациентов с ХСН-сФВ и СД2 (48 человека), ХСН-нФВ и СД2 (46) и пациентов с метаболическим синдромом (МС) без ХСН (68), средний возраст пациентов во всех группах 69,7 лет ±5,3 лет. ДНК выделяли из венозной крови по методике фирмы производителя. Полиморфизмы генов определяли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Возможные связи исследуемых полиморфизмов с клиническими и лабораторными данными, а также ассоциации между клиническими и лабораторными исследованиями выявляли с помощью регрессионного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В группе контроля полиморфизмы генов PPARG, APOC3 C3238G rs5128LIPC -250 G>A rs2070895, APOA1 G-75A rs670FABP2 Ala54Thr G>A rs1799883, ADRB2 5318 C>G rs1042714 наряду с созависимыми полиморфными генами ADRB3FTOFABP2 образуют генную сеть, регулирующую плазменные концентрации липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП), мочевой кислоты и суточного артериального давления (САД). У пациентов с ХСН-сФВ обнаружены следующие связи генных полиморфизмов с клиническими и/или лабораторными показателями: связь PPARGC1AGly482Ser G>A rs8192678 с САД; PPARGT-2821C rs12497191 с уровнем HbA1cFTO A>T rs9939609 (ген α-кетоглутарат зависимой диоксигеназы) с объемом талии; LEPR A>G rs1137101 (ген рецептора лептина) с диастолическим артериальным давлением (ДАД). У пациентов с ХСН-нФВ обнаружена связь полиморфизмов: LIPC-250 G>A rs2070895 (ген липазы триглицеридов печени) с ДАД; PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678 с ДАД; FTO A>T rs9939609 с объемом талии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Из результатов нашего исследования следует, что больные с СД2, имеющие ХСН с различной ФВ, значительно различаются между собой наличием полиморфных генов, склонных к сетевому взаимодействию. Наибольшее число таких взаимодействий наблюдается в группе ХСН-сФВ, что, очевидно, определяет более сложное, чем у больных с ХСН-нФВ, течение этого варианта ХСН.

Для цитирования:


Свеклина Т.С., Шустов С.Б., Колюбаева С.Н., Кучмин А.Н., Козлов В.А., Смирнова Е.В., Жарков А.В. Метаболические биомаркеры у больных сахарным диабетом 2 типа и сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса. Сахарный диабет. 2024;27(1):15-24. https://doi.org/10.14341/DM13028

For citation:


Sveklina T.S., Shustov S.B., Kolyubayeva S.N., Kuchmin A.N., Kozlov V.A., Smirnova E.V., Zharkov A.V. Metabolic biomarkers in patients with type 2 diabetes mellitus and heart failure with preserved ejection fraction. Diabetes mellitus. 2024;27(1):15-24. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/DM13028

ОБОСНОВАНИЕ

Половина всех пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) имеют нескомпрометированную или сохраненную фракцию выброса (ХСН-сФВ) [1]. Тем не менее она остается диагностической и терапевтической проблемой, учитывая, что прогноз такой же неблагоприятный, как и при ХСН с низкой фракцией выброса. Ранее в классификации придерживались кардиоцентрического подхода, основанного сугубо на определении фракции выброса (ФВ). Это была стартовая позиция, определяющая дальнейшую тактику обследования и лечения. Последние данные указывают на постепенный сдвиг в сторону определения фенотипов ХСН-сФВ и ответа на терапию. Применение для лечения ХСН-сФВ препаратов, эффективных при XСН с уменьшенной ФВ (ХСН-нФВ), снижает частоту госпитализаций при ХСН-сФВ, но не влияет на частоту сердечно-сосудистой или общей смертности в этой когорте больных. Это демонстрирует важность классификации XСН на основе фенотипов с точки зрения более целенаправленного подхода к лечению [2]. В отличие от пациентов с низкой ФВ, когда ремоделирование обусловлено гибелью кардиомиоцитов чаще всего вследствие ишемии, крупные исследования, тестирующие препараты, влияющие на нейрогуморальные механизмы, не смогли продемонстрировать влияние на риск и прогноз пациентов с ХСН-сФВ. Вероятнее всего, это связано с фенотипическим разнообразием больных с сохраненной ФВ. Один из самых частых и ярких патологических фенотипов наблюдается у больных с метаболическим синдромом (МС) и/или сахарным диабетом 2 типа (СД2). Эти экстракардиальные заболевания стимулируют ремоделирование и последующую дисфункцию левого желудочка (ЛЖ) через системное воспаление и микрососудистую эндотелиальную дисфункцию [3][4]. Диастолическая дисфункция ЛЖ развивается из-за инфильтрации макрофагами, приводящей к интерстициальному фиброзу, и изменения паракринной передачи сигналов к кардиомиоцитам, которые гипертрофируются и становятся ригидными вследствие низкого содержания оксида азота и циклического гуанозинмонофосфата [5].

Таким образом, поиск биомаркеров ХСН, направленный на определение критически различающихся патологических фенотипов ХСН, является актуальной научной проблемой.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить межгенные связи биомаркеров метаболических нарушений, повреждения миокарда и оценить их роль в развитии ХСН у больных СД2.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Данные о больных были получены на базах Городского диабетологического центра №2, Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, Кировской клинической межрайонной больницы. Все лабораторно-инструментальные исследования проводились в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова.

Время исследования. Сбор данных осуществлялся с 01.12.2019 по 10.09.2022 гг. Анализ проводился с 01.10.2022 по 12.02.2023 гг. на базе кафедры пропедевтики внутренних болезней Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова.

Изучаемые популяции

Критерии включения в исследование: в исследование включали больных с диагнозом:

  • «ХСН I-II функционального класса», установленным в соответствии с Национальными рекомендациями по диагностике и лечению ХСН [6] и соответствующим критериям NYHA;
  • МС, установленным в соответствии с критериями ВНОК от 2009 г. [7];
  • СД2, установленным на основании клинических рекомендаций по СД2 у взрослых от 2019 г. [8].

У всех пациентов наблюдались ожирение 1–2 степени, артериальная гипертензия (АГ), в группе ХСН-нФВ у пациентов имелась ишемическая болезнь сердца. Больные получали базисную терапию имеющихся заболеваний (включая ХСН) согласно действующим рекомендациям (антигипертензивная, сахароснижающая, гиполипидемическая, в группе пациентов с ХСН-нФВ также диуретическая, антитромботическая терапия).

Критерии исключения: в исследование не включали пациентов с инфекционными и онкологическими болезнями, фибрилляцией предсердий, острым коронарным синдромом, клапанной патологией, кардиомиопатиями, болезнями накопления, хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой, синдромом обструктивного ночного апноэ, анемией, болезнями почек, а также с заболеваниями, требующими оказания хирургической помощи.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции

Больных подбирали по мере поступления или обращения в учреждения (Городской диабетологический центр №2, кафедра пропедевтики внутренних болезней Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, Кировская межрайонная клиническая больница).

Дизайн исследования

Проведено проспективное исследование.

Методы

В исследование включено 162 пациента, из них: 68 человек с признаками МС, но без ХСН, 48 человек с ХСН-сФВ и 46 — с ХСН-нФВ, находившихся на лечении в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, Кировской межрайонной клинической больнице и наблюдавшихся в Городском диабетологическом центре №2 в период с 2019 по 2022 гг. Средний возраст больных составил 69,7 лет ±5,3 лет. Они были сопоставимы по полу, возрасту, ИМТ, длительности заболеваний. Исследование осуществляли в трех группах. Контрольная группа включала больных с МС без ХСН. Вторая группа состояла из больных СД2 и ХСН-сФВ, третья представлена пациентами с СД2 и ХСН-нФВ.

Плановое клинико-лабораторное и инструментальное обследование пациентов включало: сбор жалоб, анамнеза, объективный осмотр, измерение массы тела, роста, окружности талии, расчет индекса массы тела (ИМТ), биохимическое исследование крови, в том числе: уровень глюкозы натощак, гликированного гемоглобина (HbA1c), общего холестерина, липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП), триглицеридов (ТГ), мочевой кислоты. Также у всех пациентов был определен мозговой натрийуретический пептид (NTproBNP), выполнена эхокардиография, тест с нагрузкой, кардиореспираторное мониторирование и генетический анализ. NTproBNP, эхокардиография и нагрузочный тест проводились с целью исключения или подтверждения ХСН, кардиореспираторное мониторирование проводили для исключения синдрома обструктивного апноэ во сне. Диагноз ХСН подтверждали значением NTproBNP выше 125 пг/мл и изменениями эхокардиографических данных (снижение ФВ для пациентов с низкой ФВ и нормальная ФВ в сочетании с наличием диастолической дисфункции или положительного диастолического стресс-теста для пациентов с сохраненной ХСН). Пациенты с промежуточной ФВ в анализ не включались. Генетический анализ включал исследование полиморфизма следующих генов: APOE Leu28Pro rs769452, APOC3 C3238G rs5128, PON1, Gln192Arg A>G rs662, LPL Ser447Ter C>G rs328, LIPC -250 G>A rs2070895, PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678, PPARGC1B Ala203Pro G>C rs773267, PPARG2 Pro12AlaC34Grs1801282, PPARG C1431Trs3856806, PPARG Pro12AlaC-681Grs1801282, PPARGT-2821Crs12497191, PPARGA-2819Grs, PPARGA-2823Grs, PPARGPro12AlaC34Grs1801282, FTOA>Trs9939609, APOA1 G>Ars670, FABP2 G>Ars1799883, LEPRA>Grs1137101, ADRB2 C>Grs1042714, ADRB2 Arg16Gly 46A>Grs1042713, ADRB3 190T>Crs4994. Дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) выделяли согласно методике фирмы-производителя (Литех и ДНК-технология, Россия), чистоту и концентрацию выделенной ДНК контролировали на спектрофотометре Nanodrop2000C (Thermoscientific, США). Для определения генотипов и аллелей полиморфных локусов использовали метод ПЦР в режиме реального времени (Real-time PCR) на амплификаторе ДТ-прайм 5. Частоту встречаемости аллелей риска в генах лиц контрольной группы сравнивали с частотой встречаемости этого показателя у лиц европейской популяции по данным литературы, как это было применено в публикации A. Ašić и соавт. [9].

Статистический анализ

Клинические и лабораторные данные обработаны методами вариативной статистики. После проверки массива данных на соответствие распределению Стьюдента с помощью вычисления коэффициентов вариации, асимметрии и эксцесса было установлено, что распределение отличается от нормального. Поэтому различия групп устанавливали с помощью критерия χ². Данные представлены в виде M±m, где M — средняя, m — стандартная ошибка средней.

Возможные связи исследуемых полиморфизмов с клиническими и лабораторными данными, а также между результатами клинических и лабораторных исследований выявляли с помощью регрессионного анализа. В качестве зависимого предиктора выбирали кодифицированные данные о наличии полиморфных аллелей у обследуемых. При этом гомозиготам по дикому аллелю присваивали ранг «1», гетерозиготам с полиморфным аллелем — ранг «2», а гомозиготам, носителям полиморфных аллелей, — «3». Соответственно, при анализе данных с помощью линейной регрессии наиболее сильные связи выявляются между теми генными полиморфизмами, частоты аллелей которых в каждой ранговой когорте близки или аутентичны. Это позволяет построить регрессионную линию с минимальным разбросом данных в ранговых когортах. Аналогично, величины параметров клинических или лабораторных данных должны иметь тенденцию к монотонному увеличению или уменьшению от ранга «1» до ранга «3». Примененный прием позволяет выявить как паттерны полиморфизмов, встречающиеся примерно с одинаковой частотой, так и оценить силу связи по величине фактора F.

Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

Этическая экспертиза

Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом ВМедА им. С.М. Кирова, выписка из протокола №271 от 22.11.2022 г. Все пациенты перед проведением любых процедур подписывали добровольное информированное согласие.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Данные дескриптивного анализа клинических и лабораторных данных представлены в табл. 1. При оценке вариабельности численных рядов исследуемых показателей установлено, что контрольная группа в целом однородна, поскольку коэффициенты вариации всех исследуемых показателей менее 25%, кроме показателей ЛПОНП. В группах пациентов с ХСН-сФВ и ХСН-нФВ показатели липидного обмена неоднородны. Наиболее высока неоднородность концентраций ЛПОНП у больных ХСН-сФВ (КВ=56,0%) и триглицеридов у больных ХСН-нФВ (41,6%).

Таблица 1. Клинические и лабораторные данные обследуемых пациентов

Переменные

Контрольная группа, n=68

ХСН-сФВ, n=48

ХСН-нФВ, n=46

Значения р=

M±m

КВ

M±m

КВ

M±m

КВ

1 к 2

1 к 3

2 к 3

1

2

3

Объем талии (см)

89,6±5,9

6,9

96,7±8,4

8,7

103,0±9,2

8,9

0,000

0,000

0,000

САД (мм рт.ст.)

126,0±8,0

7,2

136,0±9,0

7

133,0±10,0

8,0

0,000

0,000

0,018

ДАД (мм рт.ст.)

71,0±5,0

6,7

78,0±7,0

8

77,0±6,0

8,0

0,179

0,361

0,760

Общий холестерин (ммоль/л)

5,0±0,8

16,5

5,4±1,4

26,3

4,0±0,6

15,6

0,991

1,000

0,123

ЛПНП (ммоль/л)

2,8±0,7

23,5

2,7±0,9

32,7

1,6±0,5

29,6

1,000

0,050

0,008

ЛПОНП (ммоль/л)

0,6±0,2

30,7

1,0±0,5

56,0

0,6±0,2

29,9

1,000

1,000

0,560

Триглицериды (ммоль/л)

0,9±0,1

16,1

2,1±0,7

35,9

1,4±0,6

41,6

0,000

0,000

0,024

ЛПВП (ммоль/л)

1,2±0,2

19,4

1,3±0,2

17,6

1,0±0,2

22,1

1,000

1,000

1,000

Мочевая кислота (мкмоль/л)

299,4±55,2

18,4

433,1±75,2

17,4

358,4±40,7

11,4

0,000

0,000

0,000

Глюкоза (ммоль/л)

6,0±0,5

11,0

7,2±1,4

19,8

6,5±1,0

15,2

0,217

0,860

0,967

HbA1c (%)

6,3±0,3

5,9

7,2±0,9

13,1

7,0±0,7

10,7

0,996

0,999

1,000

NTproBNP (пг/мл)

82,0±18,0

21,8

156,0±36,0

23,2

200,0±92,0

46,1

0,000

0,000

1,000

Примечание: КВ — коэффициент вариации (%);
коэффициенты вариации более 25% выделены курсивом;
жирным шрифтом выделены статистически значимые значения р.
Здесь и далее: ЛПНП — липопротеиды низкой плотности;
ЛПОНП — липопротеиды очень низкой плотности;
HbA1c — гликированный гемоглобин;
САД — систолическое артериальное давление;
ДАД — диастолическое артериальное давление.

Установлено, что объем талии в группах ХСН-сФВ и ХСН-нФВ был статистически значимо выше, чем в группе контроля (на 14,4 и 21,8% соответственно), а в группе ХСН-нФВ — выше, чем в группе ХСН-сФВ на 6,5%. Несмотря на то, что на момент исследования систолическое артериальное давление (САД) у обследуемых находилось в пределах физиологического референтного интервала, у пациентов групп ХСН-сФВ и ХСН-нФВ оно было статистически значимо выше, чем в контрольной группе, на 17,0 и 14,7%. В среднем диастолическое артериальное давление (ДАД) у обследуемых больных было также выше на 9,9 и 8,5% соответственно, чем в контрольной группе, но различия статистически не значимы.

У пациентов группы ХСН-нФВ плазменная концентрация ЛПНП в среднем оказалась на 42,9% ниже, чем в группе контроля, тогда как в группе ХСН-сФВ она аутентична данным контрольной группы. Плазменные концентрации триглицеридов у пациентов группы ХСН-сФВ были в 2,3 раза выше, а в группе ХСН-нФВ в 1,6 раза выше, чем в группе контроля. В обеих группах обследуемых пациентов оказались статистически значимо более высокими средние показатели плазменной концентрации мочевой кислоты — в 1,5 и 1,2 раза (ХСН-сФВ и ХСН-нФВ, соответственно) и в 1,2 раза больше в группе ХСН-сФВ, чем в ХСН-нФВ.

Несмотря на отсутствие статистически значимых различий показателей концентрации глюкозы в крови и уровня HbA1c, эти показатели все же были выше в группах с ХСН, чем в контрольной группе, и выходят за пределы физиологического референтного интервала.

Концентрация NTproBNP в крови у обследованных контрольной группы находилась в пределах возрастной нормы (табл. 1), тогда как в группах ХСН-сФВ и ХСН-нФВ этот показатель в 1,9 и 2,44 раза был выше, чем в контрольной, если в группе контроля и в группе ХСН-сФВ коэффициент вариации этого показателя менее 25%, то вариативность концентрации NTproBNP в плазме крови у больных группы ХСН-нФВ высокая.

В результате проведения регрессионного анализа с зависимым предиктором «Группа» (R²=0,8151, F=89,136) оказались связаны «PPARG T-2821C rs12497191» (p=0,0003), «APOA1 G>A rs670» (p=0,0000), «ADRB3 190 T>C» rs4994 (p=0,0018), «Общий холестерин» (p=0,0015), «ЛПНП» (p=0,0000), «Объем талии» (p=0,0000), «Глюкоза» (p=0,0059), «HbA1c» (p=0,0001). Ранее было установлено, что все три генных полиморфизма ассоциированы с изменением углеводного и/или липидного обмена [10][11][12]. Неудивительно, что в регрессионную модель, кроме них, попали перечисленные выше независимые предикторы. Тем не менее, регрессионный анализ не позволяет выяснить, какая именно из групп или какие пары приводят к полученному результату. Поэтому нами дополнительно был проведен регрессионный анализ внутри групп.

Результаты регрессионного анализа внутри групп показаны в таблицах 2–4. Оказалось, что в группе контроля большая часть независимых предикторов генных полиморфизмов созависимы. Особенно наглядно это видно на примере генов рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом — PPARG, а также полиморфизмов APOC3 C3238G rs5128, LIPC -250 G>A rs2070895, APOA1 G-75A rs670, FABP2 Ala54Thr G>A rs1799883, ADRB2 5318C>G rs1042714. Полученный результат позволяет предположить, что эта группа полиморфных генов наряду с созависимыми генами ADRB3, FTO, FABP2 образует генную сеть, регулирующую плазменные концентрации ЛПОНП (регрессионные коэффициенты b во всех случаях отрицательные), мочевой кислоты и САД (регрессионные коэффициенты b во всех случаях положительные). То есть появление этих полиморфизмов в геноме ведет к снижению плазменных концентраций ЛПОНП и увеличению концентраций мочевой кислоты и САД. Ожидаемо, зависимый предиктор полиморфизм rs5128, ассоциируемый с увеличением продукции триглицеридов [13], оказался связан с концентрацией триглицеридов плазмы крови (регрессионные коэффициенты b положительные). Кроме того, оказались связанными разные полиморфизмы гена β-адренорецептора, ведущие к увеличению плазменных концентраций липидов в крови. Таким образом, допустимо сделать вывод, что полиморфные варианты этих генов меняют САД, плазменные концентрации триглицеридов и мочевой кислоты — в сторону увеличения, а ЛПОНП — в сторону уменьшения, тем самым создавая преморбидный фон, что прослеживается даже у относительно здоровых лиц.

При проведении регрессионного анализа в контрольной группе (табл. 2) обнаружено большое число созависимых полиморфизмов с нарушением липидного и/или углеводного обмена. Отмечено, что в этой группе практически нет связей с генными полиморфизмами и клиническими и/или лабораторными показателями. Связи обнаружены только у полиморфизмов:

  • PPARGC1AGly482SerG>A rs8192678(коактиватор 1α гена рецептора, активируемого пролифератором пероксисом-γ) с САД;
  • PPARGT-2821C rs12497191с уровнем гликированного гемоглобина;
  • FTOA23525T A>T rs9939609 (ген, связанный с жировой массой и ожирением) с объемом талии;
  • LEPRArg223Gln A>Grs 1137101(ген рецептора лептина) с ДАД.

Таблица 2. Связи между генными полиморфизмами, клиническими и лабораторными данными
у пациентов контрольной группы

Зависимый предиктор

Независимый предиктор

F

Значения р=

APOC3 C3238G rs5128

Триглицериды

0,0793

5,6847

0,0199

PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678

САД

0,0772

5,5276

0,0217

FABP2 G>Ars1799883

ADRB3 T>C

0,2305

10,8850

0,0007

ЛПОНП

0,0007

PPARGC1B Ala203Pro G>C rs773267

PPARG Pro12Ala C-681G

0,2850

6,2607

0,0010

FTO A>T

0,0025

ЛПОНП

0,0218

Мочевая кислота

0,0015

САД

0,0183

PPARG2 Pro12AlaC34Grs1801282

FABP2 G>A

0,0495

4,4393

0,0390

PPARG C1431T rs3856806

PPARG PRO12ALA C-681G

0,1492

12,765

0,0007

PPARG C-681G rs10865710

PPARG C1431T

0,1492

12,756

0,0007

PPARG T-2821C rs12497191

PPARGC1A Gly482Ser

0,3522

13,142

0,0085

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0147

PPARG Pro12Ala C-681G

0,0000

ADRB2 C>Grs1042714

ADRB2 A>G

0,2071

17,457

0,0000

Фактор F оказался наиболее высоким между генами β2-адренорецептора (ADRB2) и в семействе PPARG, а также FABP2 с одной стороны, и геном β3-адренорецептора и ЛПОНП (регрессионные коэффициенты b отрицательные) с другой.

По-видимому, это свидетельствует о том, что для развития рассматриваемой патологии полиморфизмы, перечисленные в табл. 2, должны наследоваться вместе. Вероятно, они создают группы одновременно экспрессирующихся полиморфных генов, то есть образуют одну или несколько созависимых генных сетей, конечным результатом функционирования которых является формирование фенотипа коморбидной патологии — ХСН-сФВ, развивающаяся на фоне СД2.

Проведенный регрессионный анализ данных больных с ХСН-сВФ позволил выявить неожиданно большое число связей в основном между генными полиморфизмами (табл. 3). Очевидно, это является доказательством того, что этот патологический фенотип формируется в результате одновременного наследования группы полиморфизмов. С другой стороны, полиморфизмы, ассоциируемые с нарушениями липидного и углеводного обмена, а также полиморфизмы генов β2адренорецепторов, которые регулируют сократительную способность миокарда и тонус периферических сосудов, образуют несколько генных сетей, работающих на единый результат — формирование МС и СД2, а также развитие ХСН.

Таблица 3. Связи между генными полиморфизмами, клиническими и лабораторными данными
в группе хронической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса

Зависимый предиктор

Независимый предиктор

F

Значения р=

APOC3 C3238G rs5128

PPARGC1A Gly482Ser

0,7021

16,824

0,0000

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0046

PPARG C1431T

0,0116

PPARG C-681G

0,0000

APOA1 G>A

0,0000

FABP2 G>A

0,0000

ADRB2 C>G

0,0005

LPL Ser447Ter C>G rs328

LIPC -250G>A

0,2795

7,0772

0,0344

PPARG C-681G

0,0166

ADRB2 C>G

0,0001

LIPC -250G>A rs2070895

LPL Ser447Ter C>G

0,4671

9,2391

0,0017

PPARG C-681G

0,0048

FTO A>T

0,0050

LEPR A>G

0,0006

ADRB2 C>G

0,0001

PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678

APOC3 C3238G rs5128

0,6887

13,998

0,0008

LIPC -250G>A rs2070895

0,0049

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0000

PPARG C1431T

0,0001

PPARG T-2821C

0,0000

FABP2 G>A

0,0000

ADRB2 C>G

0,0003

САД

0,0249

PPARG2 Pro12AlaC34G rs1801282

APOC3 C3238G rs5128

0,5598

9,5374

0,0009

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,0000

PPARG T-2821C

0,0000

FTO A>T

0,0027

APOA1 G>A

0,0006

FABP2 G>A

0,0000

ADRB2 C>G

0,0037

PPARG C1431T rs3856806

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,2302

8,0279

0,0047

FABP2 G>A

0,0019

PPARG C-681Grs10865710

APOC3 C3238G

0,1747

10,948

0,0018

PPARG T-2821C rs12497191

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,3739

8,0174

0,0233

FABP2 G>A

0,0407

HbA1c

0,0024

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0000

FTO A>T rs9939609

LIPC -250G>A rs2070895

   

0,0297

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0320

Объем талии

0,0224

APOA1 G-75A G>A rs670

APOC3 C3238G rs5128

0,4531

8,7882

0,0000

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0397

PPARG C-681G

0,0134

FABP2 G>A

0,0000

ADRB2 C>G

0,0006

FABP2 G>A rs1799883

APOC3 C3238G rs5128

0,7659

22,962

0,0000

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,0000

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0000

PPARG C1431T

0,0000

PPARG T-2821C

0,0000

APOA1 G>A

0,0001

ADRB2 C>G

0,0000

LEPR A>G rs1137101 

LIPC -250G>A

0,2407

8,4509

0,0009

ДАД

0,0230

ADRB2 C>G rs1042714

APOC3 C3238G

0,5496

7,3713

0,0057

LPL Ser447Ter C>G

0,0002

LIPC -250G>A

0,0089

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,0097

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0095

PPARG C-681G

0,0002

FTO A>T

0,0105

APOA1 G>A

0,0010

FABP2 G>A

0,0073

У пациентов с ХСН-сФВ обнаружены следующие связи генных полиморфизмов с клиническими и/или лабораторными показателями:

  • связь PPARGC1AGly482SerG>Ars8192678с САД оказалась устойчивым явлением, но в этой группе она входит в регрессионное уравнение с большим числом независимых полиморфных генных предикторов;
  • PPARGT-2821Crs12497191с уровнем гликированного гемоглобина;
  • FTOA>Trs9939609 (ген α-кетоглутарат зависимой диоксигеназы) с объемом талии;
  • LEPRA>Grs1137101 (ген рецептора лептина) с ДАД.

Наиболее высокие значения фактора F оказались при расчете связей между полиморфизмом гена белка, связывающего жирные кислоты, FABP2 G>A и группой полиморфных генов PPARG, APOC3, APOA1 (гены аполипопротеинов) и ADRB2, а также между APOC3 C3238G rs5128 и семейством полиморфных генов PPARG с генами APOA1, FABP2, ADRB2; PPARGC1AGly482Ser G> Ars8192678 и семейством генов PPARG, а также APOC3, LIPC, FABP2, ADRB2 (табл. 3). В остальных случаях величина фактора F заметно ниже, но выявленные связи остаются статистически значимыми.

Как и в предыдущем случае, в группе больных ХСН-нФВ следует говорить об обнаружении групп созависимых генных полиморфизмов, ведущих к формированию исследуемого патологического фенотипа (табл. 4). Однако таковых гораздо меньше, чем в группе с нормальной ФВ. Аналогично в формировании регрессионных моделей участвовали только некоторые клинические параметры, а именно обнаружена связь полиморфизмов:

  • LIPC-250 G>A rs2070895(ген липазы триглицеридов печени) с ДАД;
  • PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678 сДАД;
  • FTOA>T rs9939609 с объемом талии.

Таблица 4. Связи между генными полиморфизмами, клиническими и лабораторными данными
в группе хронической сердечной недостаточности со сниженной фракцией выброса

Зависимый предиктор

Независимый предиктор

F

Значения р=

LIPC -250G>A rs2070895

PPARGC1A Gly482Ser G>A

0,2534

5,8653

0,0136

PPARG C-681G

0,0028

ДАД

0,0184

PPARGC1A Gly482Ser G>A rs8192678

APOC3 C3238G rs5128

0,5946

11,513

0,0000

PON1 Gln192Arg A>G

0,0299

LIPC -250G>A rs2070895

0,0016

PPARG A-2819G

0,0000

APOA1 G>A

0,0012

ДАД

0,0339

PPARGC1B Ala203Pro G>C rs773267

PPARG A-2819G

0,3363

23,799

0,0000

PPARG2 Pro12AlaC34G rs1801282

PPARG C1431T

0,4342

35,528

0,0000

PPARG C1431Trs3856806

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,4342

35,528

0,0000

PPARG C-681G rs10865710

LIPC -250G>A rs2070895

0,2443

8,2733

0,0041

PPARG T-2821C

0,0053

PPARG T-2821C rs12497191

PPARGC1B Ala203Pro G>C

0,2112

7,0229

0,0114

PPARG C-681G

0,0028

PPARG A-2819G

PPARGC1B Ala203Pro G>C

0,3363

23,799

0,0000

FTO A>Trs9939609

APOC3 C3238G rs5128

0,2258

5,3748

0,0275

PPARG2 Pro12AlaC34G

0,0215

Объем талии

0,0061

APOA1 G-75A G>A rs670

PPARG A-2819G

0,2566

8,7680

0,0087

ADRB2 A>G

0,0009

ADRB2 Arg16Gly 46A>Grs1042713

APOA1 G>A

0,1460

8,6899

0,0051

ADRB3 Trp64Arg T190Crs4994

APOC3 C3238G rs5128

0,1152

3,9303

0,0115

PPARG A-2819G

0,0450

Во всех остальных случаях выявляются межгенные связи, которые должны наследоваться вместе, для того чтобы изучаемый патологический фенотип сформировался.

ОБСУЖДЕНИЕ

Сердечная недостаточность — осложнение с тяжелыми клиническими последствиями и плохо изученной патофизиологией [14]. Современные знания о связи генных полиморфизмов с патогенезом ряда заболеваний и появившиеся технологические возможности их поиска позволяют найти глубинные причины мультифакториальных заболеваний. Например, установлено, что в реализации фенотипа СД2 гены работают в результате ген-генных взаимодействий [15]. Выявление ген-генных взаимодействий привело к понимаю, что гены, ответственные за формирование фенотипических признаков, в том числе патологических, объединены в одновременно экспрессирующиеся группы и работают совместно с транслируемыми с них белками и регуляторными РНК. Это явление получило название генная сеть. Генная сеть — группа координированно функционирующих генов, обеспечивающих формирование определенного фенотипического признака организма (молекулярного, биохимического, физиологического, морфологического, поведенческого и т.д.).

Примененный рядом авторов метод анализа сети взвешенной коэкспрессии генов (WGCNA) основан на выявлении попарных корреляций между переменными, где переменной является экспрессия конкретного гена, а набор переменных представляет собой матрицу экспрессии генов [16]. Методологически этот метод выявления генных сетей близок к использованной нами статистической технологии с кодифицированием вариантных аллелей и последующим регрессионным анализом матриц данных, содержащих в качестве переменных коды вариантных аллелей, клинические и некоторые лабораторные данные. Как следует из анализа данных таблиц 2–4, некоторые гены явно ведут себя как гены-концентраторы, то есть это гены, имеющие наибольшее число связей с другими генами и потому образующие некие кластеры. Исходя из логики регрессионного анализа, зависимый предиктор — образующий кластер ген — управляет независимыми предикторами, и в этом смысле его допустимо в первом приближении интерпретировать как ген-концентратор, а входящие в его кластер гены расценивать как гены, входящие в генную сеть.

В то же время даже поверхностный сопоставительный анализ выявленных нами ген-генных связей с известными фактами о белковых продуктах их экспрессии и об ассоциации этих генов с фенотипическими проявлениями позволяет сделать вывод, что результат нашего анализа в целом соответствует устоявшимся научным представлениям о связи исследованных нами генных полиморфизмов с вызываемыми ими обменными нарушениями, ведущими к МС, СД2 и ХСН.

Результаты анализа генетических, клинических и лабораторных данных лиц из группы контроля, имевших признаки МС без ХСН, позволяют сделать вывод, что у части пациентов с МС, но без ХСН, встречаются полиморфные варианты исследованных генов с частотой, достаточной для выявления их связи с плазменными концентрациями ЛПОНП и мочевой кислоты, а также величиной артериального давления. Из этого следует, что у части этих пациентов наблюдается преморбидное состояние, предшествующее развитию ХСН. То, что риск развития ХСН у пациентов контрольной группы, имеющих некоторый набор полиморфных генов вероятен, следует из результата регрессионного анализа.

Если в контрольной группе выявлено только две группы связей, которые можно считать сетевым взаимодействием, а остальные связи попарны, то у больных с СД2 и ХСН таких связей гораздо больше. Из анализа собственных данных следует, что в группе ХСН-сФВ наибольшее число связей с другими генами наблюдается у полиморфизма генов рецепторов, активируемых пероксисомными пролифераторами — семейство PPAR, которые оказались генами-концентраторами и в контрольной группе. Ранее установлено, что продукты генов семейства PPAR представлены тремя изоформами: PPAR-α, PPAR-β/δ и PPAR-γ, представительство которых в органах различается. В сердце PPAR-α и PPAR-β/δ являются основными изоформами, а их полиморфные варианты нарушают метаболизм сердечной мышцы [17]. Продукты PPAR образуют гетеродимеры с рецептором 9-цисретиноевой кислоты [18]. Предполагается, что 9-цисретиновая кислота у больных СД2 предупреждает развитие диабетической кардиомиопатии [19]. Продукты полиморфных генов семейства PPAR могут вступать в конкурентное взаимодействие с 9-цисретиноевой кислотой за связывание с ее рецептором и, вытесняя ее из регуляторного пути, способствовать развитию ХСН.

В эксперименте на мышах обнаружено, что у особей с чрезмерной экспрессией PPAR-β/δ сердце не подвергается изменениям, тогда как у мышей с чрезмерной экспрессией PPAR-α наблюдаются воспалительные изменения миокарда [20]. У мышей с подавленной экспрессией изоформы β/δ (но не α) отмечено снижение биогенеза митохондрий, гипертрофия миокарда и сердечная недостаточность [21].

В группе ХСН-нФВ гены семейства PPAR, как гены-концентраторы, также преобладали по числу взаимодействий над другими генами. Близким по результату образования связей в группах ХСН-сФВ и ХСН-нФВ оказался полиморфный ген FTOA>T rs9939609 (табл. 3 и 4). В отличие от группы ХСН-сФВ, у полиморфизма ADRB2 C>Grs1042714 выявлена только попарная связь с полиморфным геном APOC3 C3238G rs5128. Также появилась связь полиморфизма гена β3-адренорецептора с полиморфизмами APOC3 C3238G rs5128 и PPARGA2819G. Выраженная склонность к образованию сети (пять связей) выявлена только у полиморфизма PPARGC1AGly482SerG>A rs8192678.

Таким образом, из результатов нашего исследования следует, что больные с СД2 имеющие ХСН с различной ФВ значительно различаются между собой наличием полиморфных генов, склонных к сетевому взаимодействию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для реализации определенных фенотипов ХСН необходим полиморфизм не одного конкретного гена, а целого комплекса связанных между собой генов, влияющих на обменные и другие процессы. В частности, для формирования ХСН-сФВ при МС и СД2 предположительно необходимы следующие межгенные полиморфизмы: между полиморфизмом гена белка, связывающего жирные кислоты, FABP2 G>A и группой полиморфных генов PPARG, APOC3, APOA1 (гены аполипопротеинов) и ADRB2, а также между APOC3 C3238G rs5128 и семейством полиморфных генов PPARG с генами APOA1, FABP2, ADRB2; PPARGC1AGly482Ser G> Ars8192678 и семейством генов PPARG, а также APOC3, LIPC, FABP2, ADRB2.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов. Свеклина Т.С. — отбор пациентов, сбор клинического материала, обзор публикаций на тему статьи, обработка и анализ полученных данных, написание текста; Шустов С.Б. — концепция и дизайн исследования, редактирование, финальное утверждение рукописи; Колюбаева С.Н. — экспериментальная работа, внесение в рукопись важных правок; Кучмин А.Н. — внесение в рукопись важных правок; Козлов В.А. — обработка и анализ материалов, написание текста; Смирнова Е.В. — внесение в рукопись важных правок; Жарков А.В. — вклад в получение данных. 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.

Список литературы

1. Shah SJ, Kitzman DW, Borlaug BA, et al. Phenotype-Specific Treatment of Heart Failure With Preserved Ejection Fraction: A Multiorgan Roadmap. Circulation. 2016;134(1):73-90. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.116.021884

2. Gevaert AB, Kataria R, Zannad F, et al. Heart failure with preserved ejection fraction: recent concepts in diagnosis, mechanisms and management. Heart. 2022;108(17):1342-1350. https://doi.org/10.1136/heartjnl-2021-319605

3. Sanders-van Wijk S, van Empel V, Davarzani N, et al. TIME-CHF investigators. Circulating biomarkers of distinct pathophysiological pathways in heart failure with preserved vs. reduced left ventricular ejection fraction. Eur J Heart Fail. 2015;17:1006–1014. https://doi.org/10.1002/ejhf.414

4. Franssen C, Chen S, Unger A, et al. Myocardial Microvascular Inflammatory Endothelial Activation in Heart Failure With Preserved Ejection Fraction. JACC Heart Fail. 2016;4:312–314. https://doi.org/10.1016/j.jchf.2015.10.007

5. Shah SJ, Kitzman DW, Borlaug BA, et al. Phenotype-Specific Treatment of Heart Failure With Preserved Ejection Fraction: A Multiorgan Roadmap. Circulation. 2016;134(1):73-90. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.116.021884

6. Мареев В.Ю., Фомин И.В., Агеев Ф.Т. и др. Клинические рекомендации ОССН РКО РНМОТ. Сердечная недостаточность: хроническая (ХСН) и острая декомпенсированная (ОДСН). Диагностика, профилактика и лечение // Кардиология. — 2018. — Т.58. — №6S. — С. 815. https://doi.org/10.18087/cardio.2475

7. Рекомендации экспертов ВНОК по диагностике и лечению МС (2-й пересмотр) // Кардиоваск. тер. и профилакт. — 2009. — Т.7. — №٦. (Прил. ٢).

8. Сахарный диабет ٢ типа (Клинические рекомендации). Российская организация эндокринологов. — 2019. — 228 с. [Цифровой ресурс] https://www.endocrincentr.ru/sites/default/files/specialists/science/clinic-recomendations/saharnyy_diabet_2_tipa_u_vzroslyh.pdf

9. Ašić A, Salazar R, Storm N, et al. Population study of thrombophilic markers and pharmacogenetic markers of warfarin prevalence in Bosnia and Herzegovina. Croat. Med. J. 2019; 60(3): 212–220. https://doi.org/10.3325/cmj.2019.60.212

10. Matsunaga T, Naito M, Yin G, et al. Associations between peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPAR-γ) polymorphisms and serum lipids: Two cross-sectional studies of community-dwelling adults. Gene. 2020;762:145019. https://doi.org/10.1016/j.gene.2020.145019

11. Feng DW, Ma RL, Guo H, et al. Association of APOA1 gene polymorphisms (rs670, rs5069, and rs2070665) with dyslipidemia in the Kazakhs of Xinjiang. Genet Mol Res. 2016;15(2). https://doi.org/10.4238/gmr.15028094

12. Zafar U, Khaliq S, Ali Z, Lone KP. Adrenergic receptor beta-3 rs4994 (T>C) and liver X receptor alpha rs12221497 (G>A) polymorphism in Pakistanis with metabolic syndrome. Chin J Physiol. 2019;62(5):196-202. https://doi.org/10.4103/CJP.CJP_45_19

13. Surguchov AP, Page GP, Smith L, et al. Polymorphic markers in Apolipoprotein C–III gene flanking regions and hypertriglyceridemia. Arterioscler Thromb Vasc Biol. ١٩٩٦, 16: ٩٤١–٩٤٧

14. Vilella-Figuerola A, Gallinat A, Escate R, et al. Systems Biology in Chronic Heart Failure-Identification of Potential miRNA Regulators. Int J Mol Sci. 2022;23(23):15226. https://doi.org/10.3390/ijms232315226

15. Исакова Ж.Т., Талайбекова Э.Т., Жыргалбекова Б.Ж. и др. Межгенные взаимодействия и вклад полиморфных локусов генов KCNJ١١, ADIPOQ, оментина, лептина, TCF7L2 и PPARg в развитии сахарного диабета ٢-го типа в Кыргызской популяции: предварительные результаты исследования по типу случай-контроль с использованием MDR-анализа // Проблемы эндокринологии. 2018. — Т.64. — №4. — С. 216225. [Цифровой ресурс] https://doi.org/10.14341/probl8344

16. Zhang B, Horvath S. A general framework for weighted gene co-expression network analysis. Stat Appl Genet Mol Biol. 2005;4:Article17. https://doi.org/10.2202/1544-6115.1128

17. Desvergne B, Wahli W. Peroxisome proliferator-activated receptors: nuclear control of metabolism. Endocrine Reviews. 1999;20(5):649–688. https://doi.org/10.1210/edrv.20.5.0380

18. Puigserver P, Spiegelman BM. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha (PGC-1 alpha): transcriptional coactivator and metabolic regulator. Endocr Rev. 2003;24(1):78-90. https://doi.org/10.1210/er.2002-0012

19. Pan J, Guleria RS, Zhu S, Baker KM. Molecular Mechanisms of Retinoid Receptors in Diabetes-Induced Cardiac Remodeling. J Clin Med. 2014;3(2):566-94. https://doi.org/10.3390/jcm3020566

20. Liu J, Wang P, Luo J, et al. Peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta activation in adult hearts facilitates mitochondrial function and cardiac performance under pressure-overload condition. Hypertension. 2011;57(2):223–230. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.110.164590

21. Liu J, Wang P, He L, et al. Cardiomyocyte-restricted deletion of PPARbeta/delta in PPARalpha-null mice causes impaired mitochondrial biogenesis and defense, but no further depression of myocardial fatty acid oxidation. PPAR Research. 2011;13. https://doi.org/10.1155/2011/372854.372854


Об авторах

Т. С. Свеклина
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Свеклина Татьяна Сергеевна - к.м.н.

191124, Санкт-Петербург, Суворовский пр., 63


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



С. Б. Шустов
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Шустов Сергей Борисович - д.м.н., профессор.

Санкт-Петербург


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



С. Н. Колюбаева
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Колюбаева Светлана Николаевна - д.б.н.

Санкт-Петербург


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



А. Н. Кучмин
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Кучмин Алексей Николаевич - д.м.н., профессор.

Санкт-Петербург


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



В. А. Козлов
Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова
Россия

Козлов Вадим Авенирович - д.б.н.

Чебоксары


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



Е. В. Смирнова
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Россия

Смирнова Елена Владимировна - к.м.н.

Санкт-Петербург


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



А. В. Жарков
Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова
Россия

Жарков Александр Вячеславович - к.м.н., ассистент.

Санкт-Петербург


Конфликт интересов:

конфликт интересов отсутствует



Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Свеклина Т.С., Шустов С.Б., Колюбаева С.Н., Кучмин А.Н., Козлов В.А., Смирнова Е.В., Жарков А.В. Метаболические биомаркеры у больных сахарным диабетом 2 типа и сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса. Сахарный диабет. 2024;27(1):15-24. https://doi.org/10.14341/DM13028

For citation:


Sveklina T.S., Shustov S.B., Kolyubayeva S.N., Kuchmin A.N., Kozlov V.A., Smirnova E.V., Zharkov A.V. Metabolic biomarkers in patients with type 2 diabetes mellitus and heart failure with preserved ejection fraction. Diabetes mellitus. 2024;27(1):15-24. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/DM13028

Просмотров: 539


ISSN 2072-0351 (Print)
ISSN 2072-0378 (Online)