Функция эндотелия у мужчин с сахарным диабетом 2 типа, не имеющих клинических признаков сердечно-сосудистых заболеваний

Согласно исследованию NATION, распространенность сахарного диабета (СД) в России составляет 5,4% среди взрослого населения, причем более 54% случаев остаются недиагностированными [1]. По данным Международной федерации диабета (IDF), Россия находится на 5-м месте в мире по распространенности СД, насчитывая 12,1 млн взрослых больных [2]. Хорошо известно, что основная причина летальных исходов у 52% больных СД 2 типа (CД2) – это сердечно-сосудистые заболевания, начальным патогенетическим механизмом которых является эндотелиальная дисфункция (ЭД), запускаемая гипергликемией [3, 4].

Хорошо известно, что эндотелий обладает высокой секреторной активностью, осуществляя тем самым регуляцию кровотока во всех органах и системах за счет сужения или расширения сосудов [3, 5]. Так, синтез молекулы оксида азота (NO) ферментом эндотелиальной NO-синтазой 3 типа (eNOS3) приводит к вазодилятации [6, 7]. Тогда как снижение его концентрации при повышении синтеза таких биологически активных веществ, как молекулы ICAM-1, VCAM-1, резистин, эндотелин, селектины, кадгерин и другие, обусловливает вазоконстрикцию и лежит в основе формирования сосудистых поражений [5]. Несмотря на то, что эти молекулы могут быть использованы в качестве ранних маркеров сердечно-сосудистых поражений [8], применение их в мировой клинической практике крайне ограничено [9].

Кроме того, существуют инструментальные методики оценки сосудодвигательной функции эндотелия. Наибольший интерес из них представляют неинвазивные исследования, в частности, допплерография плечевых артерий (ПА) с выполнением функциональных проб, наиболее распространенной из которых является проба с реактивной гиперемией [10, 11]. Ее биологический смысл заключается в расширении диаметра ПА в ответ на кратковременную компрессию при помощи манжеты, обусловленном выделением эндотелием NO, а, следовательно, отражающем эндотелий-зависимую вазодилятацию (ЭЗВД). Общепринятым диагностическим критерием теста является артериальная вазореактивность, определяемая изменением диаметра ПА в ходе пробы с реактивной гиперемией.

Принципиально важным является понимание того, что дисфункция эндотелия появляется ранее клинических симптомов заболеваний сердечно-сосудистой системы [8, 12], а диагностика ЭД на ранних этапах может позволить начать своевременное лечение, направленное на предотвращение их развития. Это поддерживает исследовательскую активность по поиску диагностических методик оценки функции эндотелия, применимых в клинической практике [9]. Однако следует отметить, что клинические исследования преимущественно посвящены вторичной профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний при СД2, тогда как состояние эндотелия на их доклинической стадии на сегодняшний день практически не изучено.

Цель

Оценка функции эндотелия у мужчин с СД2, не имеющих клинических признаков сердечно-сосудистых заболеваний.

Методы

Нами обследовано 220 мужчин в возрасте 40–65 лет с СД2. Все пациенты до начала процедур исследования подписали форму информированного согласия, одобренную Локальным этическим комитетом Ростовского государственного медицинского университета (протокол №13/14 от 11.09.2014). После проведения сбора анамнестических данных и клинического обследования у 120 пациентов было впервые установлено или подтверждено наличие диагностированных ранее сердечно-сосудистых заболеваний. Так, артериальной гипертензией страдали все 120 пациентов, причем у 39% она была выявлена впервые, а ишемическую болезнь сердца имели 35% больных, из которых 12,5% перенесли инфаркт миокарда. У всех больных были исключены какие-либо острые и хронические воспалительные заболевания различных органов и систем.

Таким образом, после проведения процедуры отбора в настоящее исследование было включено 100 мужчин в возрасте 40–65 лет (средний возраст 54,3±5,3 лет) с длительностью течения СД2 до 10 лет, не имеющих каких-либо клинических признаков заболеваний сердечно-сосудистой системы. Для оценки влияния длительности СД на признаки ЭД пациенты были разделены на 2 группы.

В 1-ю группу вошли 60 пациентов с длительностью СД2 менее 5 лет. Вторая группа была представлена 40 мужчинами с длительностью диабета 5–10 лет. Важным условием рандомизации была сопоставимость групп по возрасту, показателям углеводного обмена – гликемии натощак и гликированного гемоглобина (HbA1c), – а также уровням артериального давления (АД), что позволило исключить их влияние на изучаемые параметры.

Клиническое обследование включало измерение антропометрических показателей – роста, веса, окружности талии (ОТ) и окружности бедер (ОБ), расчет индекса массы тела (ИМТ), а также измерение АД и частоты сердечных сокращений. Всем пациентам проводили биохимические исследования – определение гликемии натощак, HbA1c, оценку липидограммы. Секреторную функцию эндотелия оценивали по содержанию NO, еNOS3, ICAM-1, VCAM-1, е-селектина, р-селектина и резистина. Для интегральной оценки метаболического и кардиоваскулярного риска изучали содержание С-реактивного белка (СРБ). Кроме того, проводили инструментальные исследования – оценивали артериальную вазореактивность ПА по методике D. Celermajer и толщину интимы-медии (ТИМ) каротидных артерий.

Забор крови для выполнения лабораторных анализов производили строго натощак. Свежую сыворотку крови использовали для исследования биохимических показателей, которое проводили на анализаторе Bayer ADVIA 1650. Определение HbA1c выполняли на анализаторе Siemens Healthcare Diagnostics DCA 2000+. Для проведения иммуноферментных исследований кровь центрифугировали и сыворотку замораживали при температуре -20°С. Изучение уровней NO, eNOS3, ICAM-1, VCAM-1, p-селектина, e-селектина, резистина и СРБ проводили при помощи лабораторных наборов для иммуноферментного анализа eBioscience (Австрия). Определение содержания NO в сыворотке крови осуществляли расчетным методом путем вычисления разности нитритов и нитратов как продуктов метаболизма NO в соответствии с рекомендациями производителя.

Ультразвуковое исследование артериальной вазореактивности проводили с помощью теста реактивной гиперемии и пробы с сублингвальным приемом нитроглицерина. Для получения изображения ПА и измерения ее диаметра использовали ультразвуковую систему Philips HD 11, оснащенную линейным датчиком с фазированной решеткой (частота 7,0 МГц). На верхнюю треть плеча одевали манжету с давлением, превышающим на 40 мм рт. ст. систолическое артериальное давление в ПА. Компрессию сохраняли в течение 5 минут, затем резко снижали давление в манжете, вызывали быструю декомпрессию, что приводило к увеличению кровотока и изменению диаметра ПА. В режиме двухмерного звукового сканирования фиксировали изменения в диаметре ПА в ответ на увеличивающийся поток крови при проведении пробы с реактивной гиперемией (ЭЗВД) и в ответ на сублингвальный прием 500 мкг нитроглицерина (эндотелий-независимая вазодилатация). ЭЗВД в качестве характеристики эндотелий-зависимого ответа рассчитывали, как отношение изменения диаметра ПА в течение реактивной гиперемии к диаметру артерии в покое, выраженному в процентах к исходному диаметру. Нормальным значением в ответ на пробу с реактивной гиперемией считается 10%, а снижение данного показателя свидетельствует о наличии дисфункции эндотелия [12, 13]. Однако, помимо стандартной оценки диаметра ПА, в ходе теста с реактивной гиперемией производили измерение времени наступления максимальной вазодилятации ПА [14]. Так, в ходе исследования диаметр ПА измеряли 10 раз: исходно, через 15 сек, 30 сек, 1 мин, 1 мин 30 сек, 2 мин, 3 мин, 4 мин, 5 мин и 10 мин после декомпрессии.

Все переменные были проверены на нормальность распределения по критерию Колмогорова-Смирнова. Непараметрические данные анализировали при помощи U-критерия Манна-Уитни для двух независимых групп. Данные представлены в виде медиан, нижнего и верхнего квартилей Me [LQ; UQ]. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 11. Результаты считали статистически достоверными при значении для р<0,05.

Результаты и обсуждение

Сравнительная характеристика групп пациентов представлена в табл. 1. По данным измерений АД, ИМТ, ОТ, ОБ группы пациентов были подобны (р>0,05). Нужно отметить, что все пациенты имели избыточную массу тела или ожирение, причем в обеих группах превалировал его абдоминальный тип. Целевые уровни HbA1c были достигнуты у 41,6% пациентов 1-й группы и у 37,5% больных 2-й группы.

Таблица 1. Сравнительная характеристика групп пациентов

Результаты биохимических исследований секреторной функции эндотелия представлены в табл. 2.

Таблица 2. Оценка секреторной функции эндотелия

Анализ выявил статистически значимое снижение концентрации eNOS3 в 2,5 раза (р=0,0005) и уровня NO в 1,9 раза (р=0,043) у пациентов 2-й группы по сравнению с 1-й, что можно объяснить развитием истощения NO-секретирующей способности эндотелия при течении СД2 более 5 лет. Исследование биохимических маркеров ЭД не выявило значимых отличий в уровнях ICAM-1, е-селектина и р-селектина между группами. В то же время при длительности СД2 более 5 лет достоверно увеличивались концентрации молекул адгезии VCAM-1 на 12,1% (р=0,048) и резистина на 62% (р=0,01), что отражает нарастание биохимических признаков ЭД по мере увеличения длительности течения СД2.

Кроме того, следует отметить и статистически значимое нарастание концентрации СРБ на 45,6% во 2-й группе по сравнению с 1-й (p=0,045), что свидетельствует о возрастании кардиоваскулярных рисков при длительности СД2 более 5 лет, даже при отсутствии клинической картины сердечно-сосудистых заболеваний.

При допплерографическом исследовании сонных артерий не выявлено статистически значимого изменения ТИМ по мере увеличения длительности диабета. Так, ТИМ в 1-й группе составила 0,9 [0,8; 1,0] мм, а во 2-й группе – 1,0 [0,8; 1,1] мм (р=0,485). При проведении теста с реактивной гиперемией в 1-й группе снижение артериальной вазореактивности менее 10% имели лишь 23,3% пациентов, тогда как во 2-й группе – 57,5% больных. Диаметры ПА до пробы и при максимальной вазодилятации после декомпрессии манжеты у мужчин двух групп значимо не отличались. Однако обращает на себя внимание снижение артериальной вазореактивности при более длительном СД. У пациентов 1-й группы ее значение составило 13,0 [10,0; 17,0]%, тогда как во 2-й группе оно находилось на границе общепринятого нормативного значения – 10,2 [6,4; 15,4]% (р=0,282). Таким образом, данный тест, в отличие от биохимических параметров ЭД, не выявил ее наличия. В этой связи нами был изучен другой ультразвуковой показатель ЭД – время наступления максимальной вазодилятации ПА в ходе теста с реактивной гиперемией [14], который отражает скорость сосудистой реакции. При анализе времени наступления максимальной вазодилятации ПА было установлено его увеличение у пациентов 2-й группы (105 [90; 180] секунд) по сравнению с 1-й группой (90 [60; 120] секунд). Поскольку артериальная вазореактивность в большей мере связана с вазодилятирующим эффектом NO, на основании анализа показателя времени наступления максимальной вазодилятации можно косвенно судить о замедлении скорости синтеза NO ферментом eNOS3.

Таким образом, можно утверждать, что время наступления максимальной вазодилятации ПА в ходе теста с реактивной гиперемией отражает начальные механизмы формирования ЭД и является более ранним ее маркером, чем процент прироста диаметра ПА.

В совокупности со снижением содержания NO и eNOS3, увеличение времени наступления максимальной вазодилятации ПА отражает уменьшение скорости синтеза NO, являющееся одним из начальных механизмов формирования ЭД.

Безусловно, результаты наших исследований требуют дальнейшего изучения на разных когортах больных. Так, исследования последних лет показали важную роль андрогенного дефицита у мужчин в развитии сердечно-сосудистых заболеваний и ЭД [15, 16]. Установлено, что геномные эффекты тестостерона обусловлены полиморфизмом гена рецептора андрогенов [17]. Учитывая взаимосвязь полиморфизма гена рецептора андрогенов и ЭД [18], вызывает интерес определение его влияния на время наступления максимальной вазодилятации, что дает предпосылки для проведения новых исследований.

Заключение

На сегодняшний день отсутствуют высокодостоверные диагностические критерии ЭД, которые бы отражали признаки сосудистых поражений на их доклинической стадии. Нами установлено, что биохимические и инструментальные признаки ЭД у мужчин начинают проявляться уже в первые 5 лет течения СД, протекая бессимптомно. Наиболее ранними из них являются снижение сывороточных уровней eNOS3, NO, нарастание VCAM-1 и резистина, а также увеличение времени наступления максимальной вазодилятации ПА.

Нами показано, что частота клинически скрытой ЭД у мужчин напрямую связана с длительностью течения СД2. Мы предполагаем, что пациенты с ЭД нуждаются в более жестком метаболическом контроле со стороны углеводного и липидного обменов при лечении СД2 с целью предотвращения прогрессирования его сосудистых осложнений.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, в рамках гранта № 14-25-00052.

Конфликт интересов. Авторы статьи заявляют об отсутствии финансовой заинтересованности и других потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Хрипун И.А. – сбор материала, статистическая обработка данных, написание текста; Воробьев С.В. – концепция и дизайн исследования, анализ результатов, написание текста; Моргунов М.Н. – сбор материала, анализ результатов, написание текста; Коган М.И. – концепция и дизайн исследования, написание текста.