Роль провоспалительных цитокинов в патогенезе и клинике диабетической ангиопатии

Актуальность исследования.

В Российской Федерации, как и во всех странах мира, отмечаются высокие темпы роста заболеваемости СД [11,18]. Как известно, тяжесть заболевания, его прогноз, качество и продолжительность жизни больных СД зависят от наличия и темпов прогрессирования сосудистых поражений. Самым опасным последствием глобальной эпидемии СД является рост числа его системных сосудистых осложнений — нефропатии, ретинопатии, поражения магистральных сосудов сердца, головного мозга, периферических сосудов нижних конечностей [71]. Сосудистые поражения являются основной причиной инвалидизации и смертности у больных СД, при этом почти у 50% больных СД 2 типа к моменту постановки диагноза уже имеются клинические признаки микрои макроангиопатии [15,66,69,73,74,120].

Макрососудистые осложнения (инфаркт миокарда, инсульт, хроническая сердечная недостаточность, диабетическая гангрена) являются основной причиной смерти 80% больных СД 2 типа [71,89,111,113]. Как показывают клинические данные, у четверти больных, госпитализированных по поводу острых сосудистых осложнений, диагноз СД был выставлен менее, чем 1 год назад, а у части пациентов СД был впервые выявлен I? связи с развившимися осложнениями, что свидетельствует о существующих трудностях ранней диагностики диабетической ангиопатии [1,2,12].

В последнее время активно изучаются воспалительные и регулятор! пле механизмы, участвующие в возникновении и прогрессировании ангиопатии при СД [99,108,115,122,126,142]. Целым рядом исследований было установлено, что поражение сосудистой стенки при СД связано с развитием воспаления, сопровождающегося активацией моноиуклеаров, фагоци тов, лимфоцитов, а также 1 ипсриродукцией мсдиаюров воспаления [1,104,121,124,126,137,142]. Кроме юг о, было показано, что иммунопаюлогичсские процессы играю: не менее важную роль в возникновении и прогрессировапии диабешческой ретинопатии, нефропатии, нейропаши и артропатии [26,76,79,80,93,104,108,115]. Особое внимание в связи с ним уделяется дисбалансу клешчных медиаюров, регулирующих функциональную акшвпос1Ь клеюк, их пролиферацию и апопгоз. Медиаюрами межклеточной) взаимодействия и иммуноре1уляции являююя циюкипы, среди которых ключевую роль в развиши иммунного воспаления итрают факюр некроза опухоли-альфа (ФНО-а), итерлсйкип-1 (ИЛ-1) и ишсрлсйкин-6 (ИЛ-6). В рсзулыа1с проведенных экспериментальных и клинических исследований ус1аиовлепо, что при СД отмечается тенденция к иарас1аиию уровня провоспали тельных циюкипов при снижении ак1ИВН0С1И прошвовоспалшельпых мсдиаюров [51,79,80,83,84,87,121,122,126,148]. Вмес1е с 1ем приводятся данные и о снижении продукции провоспали1ельпых циюкипов при СД, осложненном макроангиопашей |76,84,115,118,126]. Следует 01МС1И1Ь, чю проведенные до настоящего времени исследования касались о 1 дельных аспектов циюкинового дисбаланса при СД |25,100,116,117,140,141]. Они были направлены на качественную характеристику некоторых провоспалительных циюкипов при СД без детальною анализа зависимости выявленных нарушений от типа СД, от наличия и тяжести ведущих хронических осложнений, от характера проводимой сахароснижающей терапии. Кроме того, недостаточно полно исследован вклад ключевых провоспали тельных цитокипов в манифестацию клинически значимых форм диабетической аигиопатии, а также их диагностическая значимость в обьсктивизации и раннем выявлении сосудистых осложнений СД.

Данная работа направлена на изучение нарушений цигокинового статуса в патогенезе и клинике диабетической ангиопатии путем исследования количественного содержания ключевых провоспалительных цитокинов в крови больных СД, а также — на повышение качества диагностики диабетической ангиопатии с помощью дополнительных лабораторных критериев для раннего выявления и объективной оценки тяжести сосудистых осложнений СД [20,21]. Диссертация является фрагментом практической темы, выполняемой на кафедре факультетской терапии ВолгГМУ и включенной в план МИР университета. Тема утверждена Ученым советом ВолгГМУ (протокол № 7) 11.03.2009 года.

Цель исследования.

Целыо настоящего исследования является уточнение механизмов развития сосудистых осложнений СД с анализом роли провоспалительных цитокинов в этом процессе, а также совершенствование алгоритма диагностики диабетической ангиопатии путем разработки и апробации в клинической практике метода количественной оценки уровня ключевых провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1 и ИЛ-6).

Задачи исследовании:

1. Провести анализ клинических проявлений диабетической ангиопатии у пациентов с СД 1 и 2 типа в зависимости от типа диабета, его длительности, состояния контроля углеводного обмена с анализом информативности общепринятых методов в диагностике диабетической ангиопатии.

2. Изучить содержание ФНО-а, ИЛ-1 и ИЛ-6 в крови больных СД в сравнении с контрольными группами здоровых лиц и пациентов с артериальной гипертензией (АГ).

3. Провести анализ зависимости уровня исследованных провоспалшельных цитокинов от шпа СД, длительности заболевания, состояния контроля углеводного обмена, характера проводимой терапии и наличия сосудистых осложнений.

4. Изучить особенности нарушений исследованных провоспалительных цитокинов оl клинического вариант и тяжести (стадии) /щабетической ангиопатии.

5. Оцепить взаимосвязи уровня провоспали тельных цитокинов с основными клинико-лабора торными показателями, характеризующими сосюянис пациентов СД и определяющими прогноз заболевания.

6. Оценить диагностическую информативность определения уровня ФНО-а, ИЛ-1 и ИЛ-6 в крови больных СД в плане раннею выявления и объективизации диабетической ашиопатии.

Научная новизна исследовании.

Впервые с целыо уточнения патогенеза диабсшчсской ангиопатии исследован уровень трех ключевых провоспалитсльпых цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6) в крови больных СД в сравнении с больными АГ и здоровыми лицами. Впервые усыновлено, что уровень провоспали[сльных циюкипов при СД, осложненном аш иопатией, в 4−5 раз превышает аналогичный показатель в группе относительно здоровых лиц и в 2−3 раза в ipynne лиц с «недиабетической» апгиопатией, страдающих АГ. Частота обнаружения повышенного уровня исследованных цитокинов при диабетической ангиопатии оказалась достоверно выше, чем у пациентов АГ и здоровых лиц. Кроме тою, впервые выявлены различия по частоте выявления гиперцитокипемии при СД в $ависимосш oi наличия сосудистых осложнений.

Впервые проведен анализ зависимости уровня циюкипов в крови 01. типа диабет, его длшельиосш, наличия и вида сосудисшх осложнений, уровня гликемического кошроля и характера проводимой херапии СД. Выраженное повышение уровня ИЛ-1 имело месю при СД 2 хина давиоспло до 5 лег, уровень ФНО-а досхигал наивысших показахелей при обоих хинах диабета при длшельиосш заболевания 5−15 ле1, на поздних С1адиях СД 2 шпа при «схажс» заболевания более 15 ле1 наиболее выражено повышение уровня ИЛ-6. При СД 1 шпа давпосхыо до 5 лех хакже выявлено нарасхаххие содержания ИЛ-1, при давпосхи СД ох 5 до 10 лех — нарасхапие уровня «поздних» провоспалихельных цихокипов ФНО-а и ИЛ-6, содержание ИЛ-1 при увеличении длихелхлхосхи СД 1 хина более 15 лех умеренно спижаехся Недосхахочнхлй гликемический копхроль при СД ассоциирован с повхэппепием уровня ИЛ-1 и ИЛ-6. Досховерпо более низкий уровень провоспалихельпхлх цихокипов охмечеп у больных, получающих мехформии в качесхве мопохерапии. Наряду с эхим было показано, чхо эффекхивпый контроль АГ ххри СД в сочехапии с ИБС с помощью амлодипипа сопровождался досховерпым снижением уровня ФПО-а и ИЛ-1.

Впсрвхле на основании комплексной оценки предложены меюды диагностики диабехической псфропахии, ангиопахии коронарных сосудов (ИБС) и ашиоххахии церебральных сосудов х1ухем исследования количесхвсппохо содержания провоспалихельиых цихо1сипов в крови. Впервые уехаповлепо, чхо повышение уровня ИЛ-1 выше 192 пг/мл при СД ассоциировано с риском наличия ИБС, повышение уровня ФНО-а выше 38 пг/мл — с наличием псфропахии, а уровень ИЛ-6, не превхлшающий 29 пг/мл, с высокой всрояшосхыо исюпочаех поражение церебральных сосудов.

Практическая значимость работы.

Научная значимость настоящего исследования заключается в том, что установлено участие провоспалительных цитокинов в развитии и прогрессировавши различных форм ангиопатий при СД. Практическая значимость исследования заключается в том, что предложен новый диагностический подход, позволяющий оценивать вероятность наличия отдельных видов диабетических ангиопатий на основании результатов определения уровня провоспалительных цитокинов в крови, который внедрен и используется на практике в ГУЗ «Поликлиника № 4», ГУЗ «Клиническая больница № 4», ГУЗ «Клиническая больница скорой медицинской помощи № 7» г. Волгограда.

Положении, выносимые на защиту.

1. В патогенезе диабетической ангиопатии важную роль играют ключевые про воспалительные цитокины ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-б, уровень которых в крови пациентов с клинически манифестными формами диабетической ангиопатии превышает таковой у больных СД без признаков ангиопатии, а также у больных АГ и здоровых лиц.

2. Уровень провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6) объективно отражает сосудистые поражения при СД как 1-го, так и 2-го типа и зависит от длительности заболевания, качества гликемического контроля, характера и тяжести хронических сосудистых осложнений.

3. Диабетическая нефропатия, ИБС и диабетическая ангиопатия нижних конечностей характеризуются наиболее значительным повышением уровня провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6), что свидетельствует об участии этих цитокинов в механизме поражения сосудистой стенки при диабетической микрои макроангиопатии.

4. Установлена связь между степенью повышения исследованных провоспалительных цитокинов и ведущими факторами риска сосудистых осложнений: недостаточным контролем гликемии, дислипидемии, артериальной гипертонии, наличием общепринятых маркеров повреждения сосудистой стенки. Эффективная коррекция АГ у пациентов СД 2 типа с включением в схему лечения амлодипина приводила к достоверному снижению уровня ФНО-а и ИЛ-1.

5. Определение уровня провоспалительных цитокинов может быть использовано в клинической практике для объективизации диагностики сосудистых осложнений у больных СД 1 и 2 типа, оценки вероятности их развития, а также для контроля эффективности проводимой терапии.

Апробация работы.

Результаты исследования были представлены на Областной научно-практической конференции «Инновационные достижения фундаментальных и прикладных медицинских исследований в развитии здравоохранения Волгоградской области» (Волгоград, 2009), Всероссийской научно-практической конференции «Новые возможности в диагностике, лечении и снижении смертности от сердечно-сосудистых заболеваний» (Москва, 2010 год), III Всероссийской конференции «Неотложная кардиология-2010» (Москва) и Российском Национальном Конгрессе Кардиологов — 2010 (Москва).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, их которых 5 представлены статьями. В изданиях, рекомедованных ВАК для опубликования материалов диссертационных исследований, опубликовано 5 научных работ, из них 2 статьи.

Внедрение в нраюику.

Предложенный подход к оценке риска наличия диабетических ангиопатий путем количественною исследования «питокиповой панели» (ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-а) в качестве дополнительною меюда обследования пациентов с СД внедрен в практику и используется в лечебных учреждениях г. Волгограда: ГУЗ «Поликлиника № 4" — ГУЗ «Клиническая больница № 4», ГУЗ «Клиническая больница скорой медицинской помощи № 7».

Обьем и С1рук1ура диссер! ации.

Диссертация состоит и 5 введения, части первой — об юра литературы и второй — собственных исследований, которая представлена главами-клиническая характеристика включенных в исследование больных, методы исследования- 5-ю главами, содержащими результаты собственных исследований, а также обсуждения полученных результатов, выводов и практических рекомендаций. Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, иллюстрирована 34 таблицами, 19 рисунками. Библиографический указатель состоит из 159 источников, из них 75 источников отечественной и 84 зарубежной литературы.

Выводы.

1. С помощью стандартных методов диагностики диабетическая ангиопатия была выявлена у 71,9% больных СД 1 типа и у 88,1% больных СД 2 типа, при этом при давности заболевания до 5 лет частота обнаружения диабетической ангиопатии у больных с СД 1 типа не превышала 16,7%, а при СД 2 типа 25,8%.

2. У пациентов с доказанной диабетической ангиопатией обнаружено повышение уровня ИЛ-1, ФНО-а, ИЛ-6 в крови в 4−5 раз по сравнению с группой здоровых лиц, в 2−3 раза по сравнению с группой лиц с АГ и в 1,5−2 раза в сравнении с больными СД без признаков ангиопатии. Частота обнаружения повышенного содержания провоспалительных цитокинов при наличии диабетической ангиопатии составила: по уровню ИЛ-1 — 75%, по уровню — ФНО-а — 78,8% и по уровню ИЛ-6 — 66,3%, что достоверно превышало аналогичные показатели в группах сравнения.

3. В группе больных СД без клинических признаков ангиопатии средний уровень исследованных цитокинов оказался достоверно выше, чем у здоровых лиц и превышал аналогичный показатель у больных АГ. Частота обнаружения повышенного содержания провоспалительных цитокинов у этой категории больных СД также оказалась выше, чем в группе здоровых лиц и у больных АГ.

4. Установлена зависимость уровня цитокинемии от клинического варианта сосудистых осложнений: наиболее выраженное повышение ИЛ-1, ФНО-а, ИЛ-6 обнаружено при ИБС, диабетической нефропатии и ангиопатии сосудов нижних конечностей, при этом степень и характер выявленных нарушений цитокинового статуса зависели от стадии патологического процесса.

5. Обнаружена связь нарушений цитокинового профиля с длительностью СД и состоянием контроля углеводного обмена. В группе больных СД 2 типа с длительностью заболевания до 5 лет установлено наиболее значимое повышение ИЛ-1, тогда как при длительности заболевания более 5 лет выявлено более выраженное повышение ФНО-а и ИЛ-6. Недостаточный гликемический контроль при СД ассоциирован с повышенным уровнем ИЛ-1 и ИЛ-6.

6. При анализе зависимости уровня цитокинемии от характера проводимой сахароснижающей терапии установлено, что наименее значительное повышение уровня провоспалительных цитокинов имело место у пациентов, получавших лечение метформином.

7. Эффективный контроль АГ под влиянием антигипертензивной терапии с включением амлодипина у пациентов с СД 2 типа сочетался с достоверным снижением уровня ФНО-а и ИЛ-1 в крови, что свидетельствует не только о влиянии данного препарата на функцию эндотелия, но и о возможности применения цитокинов для оценки эффективности лечения ангиопатии.

8. Обнаружены достоверные корреляционные связи между содержанием провоспалительных цитокинов при СД с показателями, характеризующими качество контроля СД, а также с лабораторными и инструментальными маркерами повреждения сосудистой стенки. Уровень ИЛ-1 достоверно взаимосвязан с качеством контроля липидного спектра и уровнем МАУ, ФНО-а — с толщиной комплекса интима-медия и лодыжечно-плечевым индексом, ИЛ-6 — с показателями АД, уровнем С-реактивного белка, выраженностью альбуминурии и показателем НЬАю.

9. С помощью ЯОС-анализа установлено, что определение концентрации провоспалительных цитокинов обладает хорошими аналитическими характеристиками в плане оценки риска наличия у больных СД таким осложнений как ИБС, диабетическая нефропатия и атеросклероз церебральных сосудов.

Практические рекомендации.

1. «Цитокиновая панель» (определение ИЛ-1, ФНО-а и ИЛ-6) может быть рекомендована в качестве дополнительного метода обследования всем больным с впервые выявленным СД с целью ранней диагностики и оценки риска развития сосудистых осложнений СД.

2. Определение уровня ИЛ-1 методом твердофазного ИФА у больных СД может быть рекомендовано для оценки риска наличия ишемической болезни сердца. С повышенным риском наличия ИБС ассоциирован уровень ИЛ-1 выше 192 пг/мл.

3. Определение уровня ФНО-а методом твердофазного ИФА у больных СД может быть рекомендовано для оценки риска наличия у них диабетической нефропатии. С повышенным риском наличия ДН ассоциирован уровень ФНО-а выше 38 пг/мл.

4. Определение уровня ИЛ-6 методом твердофазного ИФА у больных СД может быть рекомендовано для оценки риска наличия у них атеросклероза церебральных артерий. Уровень ИЛ-6, не превышающий 29 пг/мл, ассоциирован с низким риском наличия церебрального атеросклероза.