Клинические и метаболические факторы, ассоциированные с хроническим воспалением низкой интенсивности, у больных сахарным диабетом 2 типа

Актуальность

Хроническое воспаление низкой интенсивности (англ. low-grade inflammation; как синонимы используются также термины «микровоспаление», «субклиническое воспаление») рассматривается как один из важных механизмов в развитии сахарного диабета 2 типа (СД2) и его сосудистых осложнений [1]. При ожирении в жировой ткани, печени, мышцах увеличивается количество макрофагов и других клеток иммунной системы. Последние становятся источником провоспалительных цитокинов, которые могут вмешиваться в реализацию сигнала инсулина в периферических тканях и индуцировать дисфункцию β-клеток [2]. Проспективные исследования показывают, что увеличение количества лейкоцитов и содержания маркеров воспаления в сыворотке крови ассоциировано с повышением гликемии на ранних стадиях развития СД2 [3, 4].

Одним из наиболее используемых клинических подходов к оценке хронического воспаления является определение концентрации белков острой фазы в сыворотке крови. В частности, наибольшее применение нашли C-реактивный белок, определяемый высокочувствительным методом (hsCRP), и кислый α1-гликопротеин (α1-AGP). Имеются данные, что повышение концентрации hsCRP у больных СД2 сопряжено с риском смерти от сердечно-сосудистых заболеваний [5]. У больных СД2 выявлена связь уровня hsCRP с выраженностью коронарного атеросклероза [6, 7] и толщиной интима-медиа сонных артерий [8]. В ряде работ показана связь концентрации hsCRP с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний [9–11] и параметрами контроля гликемии [12], хотя полученные результаты противоречивы. Показано, что и hsCRP, и α1-AGP являются предикторами смерти от сердечно-сосудистых заболеваний в течение года после инфаркта миокарда [13]. В то же время, сравнительных исследований сопряженности уровня hsCRP и α1-AGP с профилем факторов кардиоваскулярного риска и параметрами контроля гликемии у больных СД2 не проводилось.

Цель

Цель исследования: выявить клинические и метаболические факторы, ассоциированные с концентрацией белков острой фазы (hsCRP и α1-AGP) в сыворотке крови, у больных СД2.

Материалы и методы

Дизайн: одномоментное сравнительное исследование. Включались пациенты с СД2, диагностированным не менее 1 года назад, получающие медикаментозную сахароснижающую терапию, европеоидного происхождения, от 40 до 70 лет. Критериями исключения являлись: злокачественные новообразования; аутоиммунные заболевания; острые инфекционные и/или воспалительные заболевания в течение трех месяцев перед исследованием; обострения хронических инфекционных и/или воспалительных заболеваний в течение трех месяцев перед исследованием; дыхательная недостаточность; хроническая болезнь почек (ХБП) 4-й или 5-й стадии; ВИЧ-инфекция; лечение глюкокортикоидами, иммуносупрессантами, цитостатиками, нестероидными противовоспалительными средствами, тиазолидиндионами, инкретинами и инкретиномиметиками в течение трех месяцев перед исследованием.

Все пациенты давали письменное информированное согласие на участие в исследовании. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом института (протокол № 110 от 20.05.2014).

Обследовано 210 больных, 164 женщины и 46 мужчин, от 43 до 70 лет (медиана – 61 год). Длительность заболевания с момента постановки диагноза – от одного года до 36 лет (медиана 14 лет). В постменопаузе находились 155 женщин. Большинство обследованных имели ожирение (148 человек); избыточная масса тела зафиксирована у 48 пациентов. Двадцать человек на момент обследования являлись курильщиками. Сахароснижающая терапия включала: инсулины (178 человек: базальный инсулин – 55, комбинированные инсулины – 21, базис-болюсная инсулинотерапия – 102), метформин (164 пациента), препараты сульфонилмочевины (57 больных). Уровень гликированного гемоглобина А1с (HbA1c) находился в пределах 5,3–12,1% (медиана 8,3%). Артериальная гипертензия диагностирована у 206 обследованных, дислипидемия – у 195, ХБП 1–3-й стадий– у 170, диабетическая ретинопатия – у 162 (непролиферативная – 141, препролиферативная – 13, пролиферативная – 8), макроангиопатия нижних конечностей – у 119, ишемическая болезнь сердца – у 88. Все обследованные получали терапию блокаторами ренин-ангиотензиновой системы в сочетании с диуретиками (n=105), бета-блокаторами (n=104), антагонистами кальция (n=69) и/или агонистами I1-имидазолиновых рецепторов (n=10). Статины принимали 100 больных, фенофибрат – 1, комбинацию статинов с фенофибратом – 4, аспирин – 119.

Острофазовые белки в сыворотке крови, взятой из локтевой вены утром натощак, определяли твердофазным методом иммуноферментного анализа (ИФА). Уровни hsCR определяли с использованием тест-системы Biomerica (США), а α1-AGP – с использованием тест-системы Assaypro (США). Результаты сопоставляли с контрольной группой, в которую вошли 30 человек (22 женщины и 8 мужчин) с нормальной массой тела, в возрасте от 40 до 67 лет, не имевшие нарушений углеводного обмена и критериев исключения, указанных выше.

Кластер общеклинических параметров включал: возраст, индекс массы тела (ИМТ), соотношение окружности талии к окружности бедер (ОТ/ОБ), уровень в сыворотке крови холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), триглицеридов, мочевой кислоты, N-концевого фрагмента мозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP), соотношение альбумин/креатинин мочи (АКМ), скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Экскрецию альбумина с мочой определяли в утренней порции мочи с помощью ИФА с использованием наборов фирмы Immundiagnostik AG (Германия). Величину СКФ рассчитывали по формуле CKD-EPI (2009), у больных с ИМТ>40 кг/м2 – по пробе Реберга-Тареева. Концентрацию NT-proBNP определяли методом ИФА с использованием наборов фирмы Biomedica (Австрия).

Исследование композитного состава тела выполнено с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии на аппарате Lunar Prodigy (США), с использованием программы Total Body Composition. Определяли общую массу жировой ткани, массу жира на туловище, в центральной области живота и на бедрах, массу нежировых мягких тканей (так называемая «тощая масса» (leanmass)). При измерении жира на животе (англ. аndroid fat) исследовали область, ограниченную снизу срезом таза, сверху – линией, проходящей выше сечения таза на 20% расстояния между срезами таза и шеи, с боков – срезами рук. При измерении жировой ткани на бедрах (англ. gynoid fat) оценивали область, ограниченную сверху линией, проходящей ниже среза таза на 1,5 высоты вышеописанной области «android», с боков – срезами ног.

Оценку вариабельности уровня глюкозы (ВГ) проводили по данным «слепого» (профессионального) непрерывного мониторинга глюкозы (НМГ). Мониторирование осуществляли в течение 48–72 ч с использованием систем Medtronic MiniMed CGMS System Gold или iPro (Medtronic, США). По данным мониторинга, рассчитывались средняя амплитуда колебаний гликемии (MAGE: Mean Amplitude of Glycemic Excursions), индекс длительного повышения гликемии (Continuous Overlapping Net Glycemic Action: CONGA), J-индекс, показатель M-value, среднечасовая скорость изменения гликемии (Mean Аbsolute Glucose change: MAG). Параметры ВГ рассчитывали с помощью электронного калькулятора, предложенного N. Hill [14]. В ряду этих параметров, CONGA, J-индекс и M-value являются комбинированной мерой средней гликемии и ВГ, MAGE характеризует величину колебаний гликемии, а MAG – скорость изменений уровня глюкозы [15, 16].

Статистическая обработка проведена с использованием программы STATISTICA 10 (StatSoft, Inc, 2011, CША). Полученные данные проверяли на нормальность распределения с помощью критериев Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Уилкса. Учитывая, что распределение большинства изученных признаков было отличным от нормального, применяли методы непараметрической статистики. Взаимосвязь признаков изучали с помощью рангового корреляционного анализа Спирмена, многофакторного дискриминантного анализа. Межгрупповые различия оценивали с помощью критерия Манна-Уитни и ANOVA Краскела-Уоллиса. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05. Данные представлены как медианы, 25–75 процентили.

Результаты

Концентрации hsCRP и α1-AGP в сыворотке крови у больных СД2 были достоверно (р<0,0001) повышены в сравнении с лицами, не имевшими нарушений углеводного обмена (рис. 1). Медиана концентрации hsCRP превышала контроль в 2 раза, медиана α1-AGP – в 1,6 раза. Между уровнями исследованных белков прослеживалась положительная корреляция (r=0,44, p<0,0001).

Среди больных СД уровень hsCRP был выше у лиц с ожирением в сравнении с пациентами с нормальной или избыточной массой тела: 3,2 (2,2; 5,1) и 2,8 (1,9; 3,3) мг/л соответственно, р=0,004. Уровень α1-AGP достоверно не различался между этими двумя группами больных: 2 (1,5; 2,6) и 2,3 (1,6; 3) мг/мл, р=0,31. Не выявлено значимых отличий по уровню острофазовых белков в зависимости от пола обследованных, курения, применения статинов, аспирина, метформина и других лекарственных препаратов (р>0,05).

В корреляционном анализе выявлена слабая прямая взаимосвязь между концентрацией hsCRP и ИМТ: r=0,28, p=0,00004. Уровень α1-AGP с ИМТ не коррелировал. Не выявлено взаимосвязи между содержанием обоих маркеров и возрастом обследованных, длительностью СД, уровнем HbA1c, концентрацией холестерина ЛПНП и ЛПВП, триглицеридов, мочевой кислоты, NT-proBMP и величиной СКФ. Содержание α1-AGP коррелировало с отношением АКМ: r=0,39, p<0,00001. Установлены прямые корреляции между концентрацией hsCRP и параметрами композитного состава тела: общей массой жировой ткани (r=0,34, p<0,00001), массой жировой ткани на туловище (r=0,28, p=0,00004) и в зоне android на животе (r=0,31, p<0,00001). Уровень α1-AGP с этими параметрами не коррелировал. Вместе с тем, выявлены положительные связи концентрации α1-AGP со средним уровнем гликемии по данным НМГ (r=0,38, p<0,0001) и параметрами ВГ: показателем CONGA (r=0,36, p<0,0001), M-value (r=0,43, p<0,0001) и MAG (r=0,4, p<0,0001). Уровень hsCRP, напротив, не показал взаимо­связи с параметрами ВГ. Концентрации двух белков слабо отрицательно коррелировали с относительным количеством лимфоцитов в периферической крови больных (hsCRP: r=-0,27, р=0,00007; α1-AGP: r=-0,2, р=0,004).

Для дальнейшего анализа связи уровней белков острой фазы с клиническими и лабораторными параметрами были выделены группы больных, имеющих высокую (75 процентиль и выше) и низкую (25 процентиль и ниже) концентрацию hsCRP и α1-AGP.

Как видно из табл. 1, пациенты с высоким уровнем hsCRP имели достоверно больший ИМТ по сравнению с больными с низким уровнем данного белка. Не выявлено статистически значимых различий между группами с высокой и низкой концентрацией hsCRP по возрасту, соотношению ОТ/ОБ, показателям липидного обмена, концентрации мочевой кислоты и NT-proBNP в крови. Прослеживалась тенденция к более низким значениям СКФ и более высоким значениям АКМ у больных с наибольшим уровнем hsCRP, однако различия между группами не достигли степени статистической значимости. Высокий уровень hsCRP был ассоциирован с меньшим (хотя и в пределах нормальных значений) количеством эритроцитов и меньшим относительным количеством лимфоцитов в периферической крови. Пациенты с высоким уровнем hsCRP имели бóльшую массу жировой ткани на туловище и в центральной области живота (зоне android), по сравнению с больными с низкой концентрацией данного белка. Параметры гликемического контроля: HbA1c, средняя гликемия и большинство показателей ВГ не различались между группами больных с высоким и низким уровнем hsCRP. Наблюдалась тенденция к повышению значений MAG у пациентов с высоким уровнем hsCRP.

В многофакторном дискриминантном анализе вариантами, ассоциированными с уровнем hsCRP, оказались ИМТ и АКМ (р=0,003 и р=0,03 соответственно), однако в совокупности эти факторы не позволяли надежно классифицировать пациента по уровню hsCRP (точность классификации 55,2%, р=0,009).

Не выявлено различий между группами с высокой и низкой концентрацией α1-AGP по возрасту, среднему уровню гликемии и HbA1c, показателям липидного обмена, мочевой кислоты, NT-proBMP, уровню эритроцитов и гемоглобина (табл. 2). Единственным общеклиническим параметром, показавшим достоверные различия между группами больных с высоким и низким уровнем α1-AGP, оказалось отношение АКМ. У пациентов с высокой концентрацией α1-AGP выявлялся более низкий процент лимфоцитов в лейкоцитарной формуле. Параметры композитного состава тела не различались у больных двух групп. Пациенты с высоким уровнем α1-AGP отличались от больных с низкими значениями показателя большей ВГ (показатель M-value и MAG). В многофакторном дискриминантном анализе достоверную связь с уровнем α1-AGP проявило относительное количество лимфоцитов в периферической крови (р=0,04, точность классификации 55,6%, р=0,04).

Обсуждение

Полученные данные о повышении уровня острофазовых белков hsCRP и α1-AGP в сыворотке крови у больных СД2 согласуются с концепцией о хроническом воспалении, развивающемся при данном заболевании.

Исследованные белки оказались по-разному ассоциированы с клиническими характеристиками больных. Основным фактором, оказывавшим влияние на уровень hsCRP, являлось ожирение, точнее, количество жировой ткани в организме. Найденная взаимосвязь может объясняться развитием при ожирении воспаления жировой ткани с избыточной продукцией провоспалительных цитокинов адипоцитами [17]. Провоспалительные цитокины (прежде всего интерлейкин-6) являются основными стимуляторами синтеза CRP в гепатоцитах и других типах клеток [18].

Уровень α1-AGP не показал значимых взаимосвязей с ИМТ и массой жировой ткани. Концентрация данного белка была ассоциирована с параметрами ВГ: CONGA, M-value и MAG. В настоящее время повышенная ВГ рассматривается как фактор риска сосудистых осложнений СД [16, 19]. У больных СД2 показана связь ВГ с выраженностью коронарного атеросклероза [6, 7], толщиной интима-медиа сонных артерий [20] и риском смерти от сердечно-сосудистых причин [21]. Активация воспалительных сигнальных путей может являться одним из механизмов, объясняющих взаимосвязь между уровнем α1-AGP и колебаниями уровня глюкозы. Установлено, что транзиторная гипергликемия индуцирует эпигенетические модификации промотора гена ядерного фактора NF-kB, приводящие к активации фактора и к усилению экспрессии зависимых от него медиаторов воспаления [22]. Модификации гистоновых белков, вызванные избытком глюкозы, повышают синтез провоспалительных цитокинов макрофагами [23]. В свою очередь, провоспалительные цитокины запускают синтез α1-AGP [24].

Связь уровня и амплитуды колебаний глюкозы с уровнем α1-AGP может реализоваться через процессы гликирования. Молекула α1-AGP представляет собой гликопротеин, в котором к цепи из аминокислотных остатков присоединены гликаны с высоким содержанием сиаловых кислот [24]. У больных СД процесс гликирования α1-AGP усиливается [25]. Изменение биохимических свойств α1-AGP при СД может отражаться на периоде циркуляции гликопротеина в кровотоке.

Тесная связь воспаления с другими патогенетическими факторами диабетических ангиопатий определяет ассоциации между концентрацией воспалительных маркеров и выраженностью сосудистых осложнений. Нами зафиксирована взаимосвязь между уровнем в крови и соотношением АКМ. Известно, что хроническое воспаление является одним из компонентов патогенеза диабетического поражения почек [26]. Возможно, что взаимосвязь уровня α1-AGP и альбуминурии отражает влияние и других патогенетических факторов (например, неферментативного гликирования белков).

Актуальным остается вопрос о выборе наиболее информативных воспалительных маркеров у больных СД. Поскольку уровни hsCRP и α1-AGP взаимосвязаны с разными аспектами патогенеза СД2 и его осложнений, нам представляется целесообразным определение обоих параметров. Недавно было показано, что пациенты с СД, сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также курильщики имеют более высокое отношение нейтрофилы/лимфоциты в периферической крови по сравнению с общей популяцией [27]. Соотношение нейтрофилы/лимфоциты взаимосвязано с нарушением толерантности к глюкозе и коррелирует с резистентностью к инсулину [28]. Сопоставив уровень hsCRP и α1-AGP с различными показателями гемограммы, мы обнаружили, что уровень острофазовых белков в большей степени ассоциирован со снижением относительного количества лимфоцитов в периферической крови, чем с соотношением нейтрофилы/лимфоциты. Диагностическое и прогностическое значение лимфопении при СД нуждается в дальнейших исследованиях.

Заключение

У больных СД2 наблюдается повышение концентрации белков острой фазы (hsCRP и α1-AGP) в сыворотке крови, что согласуется с концепцией о развитии хронического воспаления низкой интенсивности при данном заболевании. Уровни циркулирующих hsCRP и α1-AGP в различной степени ассоциированы с факторами кардио­васкулярного риска. Уровень hsCRP взаимосвязан с количеством жировой ткани, в то время как уровень α1-AGP ассоциирован с краткосрочными колебаниями уровня глюкозы. Проведенное исследование подтверждает многофакторный генез хронического воспаления у больных СД2.

Дополнительная информация

Финансирование исследования

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-15-00082).

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов, связанного с публикацией статьи.

Участие авторов

Климонтов В.В.: анализ результатов, статистическая обработка, написание текста статьи; Тян Н.В.: сбор и обработка материала, мониторинг гликемии, написание текста статьи; Фазуллина О.Н.: сбор материалов, мониторинг гликемии, исследование композитного состава тела, написание текста статьи; Мякина Н.Е.: сбор материала, мониторинг гликемии, анализ вариабельности гликемии, написание текста статьи; Лыков А.П.: иммуноферментный анализ; Коненков В.И.: концепция и дизайн исследования, написание текста статьи.