Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

TO QUESTION ABOUT IMMUNE MECHANISMS OF ATHEROSCLEROSIS

Turmova E.P. 1 Silaev A.A. 2 Domjalov I.G. 1 Gromovoy R.M. 1
1 State budgetary comprehensive enterprise of highest professional education VladivostokState medical university, Vladivostok
2 State budgetary comprehensive enterprise of highest professional education Irkutsk State medical university, Irkutsk
Проведен анализ показателей содержания TNF-α, его растворимого рецептора (TNF R II), общей оксидантной и антиоксидантной активности у 114 пациентов с ишемической болезнью сердца на фоне коронарного атеросклероза. Выявлено увеличение уровня общей оксидантной активности и содержания TNF RII у пациентов с ишемической болезнью сердца. Высокий уровень TNF RII превалировал у пациентов с нестабильным течением стенокардии. В период от 6 до 12 месяцев после инфаркта миокарда (ИМ) наблюдается наиболее выраженная активация прооксидантов и истощение антиоксидантов. Отмечено увеличение TNF RII при пограничном увеличении общего холестерина и повышение значений TNF-α при высоком его уровне. При умеренном увеличении уровня триглицеридов и общего холестерина зафиксирован наиболее низкий уровень показателей общей антиоксидантной активности и высокие значения оксидантов крови. Однако отсутствие корреляционной связи между этими показателями требует дальнейшего изучения патогенеза атеросклероза.
The analysis of oxidative activity, TNF- α, soluble receptor TNF- α – (TNF R II), general oxidative and anti oxidative activities is performed at 114 patients with ischemic illness of heart because of coronary atherosclerosis. The increase of TNF RII and general oxidative activity is revealed at patients with ischemic illness of the heart. High level of TNF RII was connected with unstable current of stenocardia. The most expressed activation of oxidants and an exhaustion of antioxidants is observed during from 6 till 12 month after the myocardial infarction. Increasing of TNF RII at the moderate level of cholesterol and increasing of TNF-α at high ones level is estimated. The lowest level of parameters of antioxidative activity and high values of oxidative index in blood serum is fixed at the increased level of triglycerides and general cholesterol. That can serve as early display of lipoid toxicity and as activation of apoptosis of cells during oxidizing stress. However absence of correlation communication between these parameters demands the further studying of pathogenesis of an atherosclerosis.
an atherosclerosis
cytokines
oxidative and antioxidative activity of blood
1. Markelova E.V., Kostjushko A.V., Krasnikov V.E. Patogeneticheskaja rol’ narushenij v sis-teme citokinov pri infekcionno vospalitel’nyh zabolevanijah – Tihookeanskij medicinskij zhurnal. – 2008. no. 3. pp. 24–29.
2. Pat. RF № 2359686, 27.06.2009 Potapov V.N. , Lupach N.M., Veselkina E.Ju., Hludeeva E.A., Artjukov A.A., Kurika A.V., Kozlovskaja Je.P., Rasskazov V.A., Dolgih S.N., Luk’janov P.A. Sposob korrekcii jendoteli-al’noj disfunkcii – Patent Rossii № 2007125205/14. 2009. Bjul. no. 18.
3. Ragino Ju.I. Urovni lipidnyh i nelipidnyh biomarkerov v krovi u muzhchin s koronar-nym aterosklerozom v Novosibirske – Rossijskij kardiologicheskij zhurnal. 2009. no. 2. pp. 31–35.
4. Sazonova T.G., Arhipenko Ju.V. Znachenie balansa prooksidantov i antioksidantov – rav-noznachnyh uchastnikov metabolizma – Patofiziologija i jeksperimental’naja terapija. 2007. no. 3. pp. 2–17.
5. Shavrin A.P. Citokinovyj spektr pri ateroskleroze – Medicinskaja immunologija. 2006. T. 8, no. 2–3. pp. 41–45.
6. Wukin Ju.V., Vachev A.N., D’jachkov V.A. Seleznev E.I. Vlijanie kratkovremennoj vysoko-doznoj terapii atorvastatinom na sostojanie okislitel’nogo stressa i jendogennogo vospa-lenija u bol’nyh s rasprostranennym aterosklerozom – Kazanskij medicinskij zhurnal. 2008. T. 89, no. 3. pp. 298–303.
7. Jubickaja N.S., Antonjuk M.V., Veremchuk L.V., Hodosova K.K. Rol’ faktora nekroza opuho-li v razvitii metabolicheskogo sindroma – Terapevticheskij arhiv. 2009. no. 11. pp. 59–63.
8. Angel K., Provan SA., Gulseth HL., Mowinckel P. Tumor necrosis factor-alpha antagonists improve aortic stiffness in patients with inflammatory arthropathies: a controlled study – Hypertension. 2010. 55. 2. pp. 333–338.
9. Rodondi N., Marques-Vidal P., Butler J., Sutton-Tyrrell K. Markers of atherosclerosis and in-flammation for prediction of coronary heart disease in older adults – Am J Epidemiol. 2010. 171. 5. pp. 540–549.
10. Shi Pan, Ping An, Rong Zhang Etk/Bmx as a Tumor Necrosis Factor Receptor Type 2-Specific Kinase: Role in Endothelial Cell Migration and Angiogenesis – Mol. Cell. Biol. 2002. Vol. 22, no. 21. pp. 7512–7523.

Сердечно-сосудистые заболевания лидируют в структуре причин общей смертности во всех развитых странах мира. В России их доля составляет 55,4%. В США ежегодно фиксируется 1,2 млн коронарных событий (примерно 1 случай острого коронарного синдрома в 26 секунд и 1 смерть в минуту). Основной причиной развития подобных осложнений является атеросклероз коронарных артерий [3, 6]. В настоящее время считают, что окислительный стресс является универсальным механизмом клеточных повреждений, приводящих к развитию разнообразных патологических процессов [2]. При этом главным является дозированность окислительного стресса, т.е. необходимость активации защитных систем без выраженного истощения клеточных ресурсов, срыва адаптации к новым условиям среды и повреждения артериальной стенки [6].

Известно, что около 50% всех инфарктов и инсультов происходят у людей с нормальным уровнем липидов крови, однако у этих людей повышен уровень маркеров воспаления и провоспалительных интерлейкинов (IL) [3]. TNFα - является мощным паракринным и аутокринным медиатором воспаления и иммунного ответа. Этот цитокин усиливает адгезию эндотелиальных клеток [3, 7, 8, 9]. Положительная связь TNF-α с содержанием общего холестерина (Хс), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и инсулинорезистентностью позволяют рассматривать его как фактор риска атеросклероза [5, 7]. Однако в работе Рагино Ю.И., (2009) установлено, что у большинства пациентов с коронарным атеросклерозом (у 60%, против 40%, р < 0,004), уровень TNF-α в сыворотке крови не был повышен. Увеличение содержания TNF-α отмечалось преимущественно на ранних стадиях атеросклероза, когда еще нет выраженных клинических проявлений заболевания и его осложнений [3]. Известно, что через рецептор TNF R II типа, TNF-α стимулирует пролиферацию Т-клеток. В то же время растворимые рецепторы TNF R I и TNF R II связывают TNF-α и действуют как ингибиторы его биологической активности [5,10]. При низких концентрациях TNF-α, растворимый рецептор TNF II типа стимулирует миграцию и пролиферацию натуральных киллеров и эпителиальных клеток, тогда как высокая концентрация TNF-α ингибирует оба эти эффекта TNFR2 [10].

Целью исследования явилось оценить содержание TNF-α, его растворимого рецептора (TNF R II), общую оксидантную и общую антиоксидантную активность крови в патогенезе ишемической болезни сердца на фоне коронарного атеросклероза.

Материалы и методы исследования

Под наблюдением находились 114 пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) на фоне атеросклероза коронарных артерий. Исследования проводились в кардиохирургическом центре ККБ № 1, г. Владивостока. Пациенты были мужского пола. Из них 68 человек были в возрасте 60-74 года, 42 человека - 45-59 лет, 1 человек - 35-44 лет и 3 человека в возрасте 75-89 лет. В зависимости от течения ИБС у 87 пациентов (76,31%) регистрировалась стабильная стенокардия напряжения: 2 функционального класса (ст. 2 ф.к.) - у 23 чел. (20,17%), 3 функционального класса (ст. 3 ф.к.) - у 57 человек (50%) и 4 функционального класса (ст. 4 ф.к.) - у 7 человек (6,14%). Нестабильная стенокардия наблюдалась у 27 чел. (23,69), из них у 15 (55,55%) отмечалась ранняя пост­инфарктная стенокардия. ИМ в анамнезе регистрировался у 89 пациентов (78,07%). У 9 из них (10,11%) интервал времени после ИМ составлял до 3 месяцев, у 15 пациентов (16,85%) - от 3 до 6 месяцев, у 17 пациентов (19,10%) - от 6 до 12 месяцев, у 48 пациентов (53,94%) - более 12 месяцев. У 25 (21,93%) пациентов не было ИМ в анамнезе. В зависимости от изменений липидного спектра, распределение пациентов осуществляли следующим образом: нормальный уровень холестерина (Хс) и/или триглицеридов (ТГ) (Хс < 5,2 ммоль/л; ТГ < 1,7 ммоль/л), умеренно повышеный уровень Хс и/или ТГ (Хс = 5,2-6,1 ммоль/л; ТГ = 1,7-2,2 ммоль/л), высокий уровень Хс и/или ТГ (Хс > 6,2 ммоль/л, ТГ > 2,3-5,7 ммоль/л). Контрольную группу составили 25 человек, сопоставимого с пациентами пола, возраста, с нормальными показателями холестерина, без артериальной гипертензии и ИБС.

TNF-α, TNF R II в сыворотке крови производили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием реактивов «R&D Diagnostics Inc.», USA. Определение общей оксидантной (ООА) и общей антиоксидантной (АОА) активности в сыворотке крови пациентов проводили спектрофотометрическим методом, разработанным в лаборатории химии неинфекционного иммунитета ТИБОХ ДВО РАН с использованием индикатора - пигмента морского ежа Scaphechinus mirabilis - гистохрома [2]. Содержание ООА и АОА регистрировали по показателю коэффициента оптической плотности. Для суждения о дисбалансе антиоксидантной и оксидантной систем определялся оксидантный индекс (ОИ). Формула расчета: ОИ = ООА/АОА. Для математической обработки полученных данных использовали программу StatPlus 2009. Сравнение средних значений в выборках осуществляли с помощью непараметрического U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Корреляционный анализ проводили методом ранговой корреляции Спирмена.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено увеличение уровня ООА у больных ИБС (Медиана (М) = 0,68 (0,52-0,9)), против ООА у здоровых (М = 0,6 (0,47-0,75), p < 0,05 (рис. 1). Выявленные изменения подтверждают данные литературы о преобладании прооксидантных механизмов в патогенезе ИБС.

Рис. 1. ООА сыворотки крови у пациентов с ИБС и у здоровых доноров (М, 25-75; мин-макс). Достоверность различий между группами p < 0,05

При этом уровень АОА у больных практически не отличался от референсных значений, р > 0,05, что может свидетельствовать о ее относительной недостаточности как механизма компенсации (рис. 2).

ОИ был выше у пациентов с ИБС, по сравнению с его уровнем у здоровых доноров, однако различия не достигали статистической значимости (М = 1,29 (0,80-1,88), против М = 1,07 (0,48-2,12), у здоровых, (р > 0,05).

Рис. 2. АОА сыворотки крови у пациентов и у здоровых доноров (M, 25-75; мин-макс). ° - единичные максимальные значения, выходящие за рамки верхнего квартиля

Не установлено достоверных различий в показателях TNF-α в сыворотке крови пациентов с ИБС и здоровыми донорами (М = 3,2 (0,40-9,44) - у пациентов с ИБС, против М = 9,04 (4,39-22,75) - у здоровых доноров). Однако у 4 пациентов показатели TNF-α были очень высокими и превышали максимальный уровень (от 60 до 289 пг/мл). Значения TNFRII у пациентов с ИБС были достоверно выше, по сравнению со здоровыми донорами (М = 3571,31 (3172,31-4225,60) - у пациентов с ИБС; и TNF RII - (М = 2847,12 (2712,24-3080,33) - у здоровых доноров, р < 0,05). Не установлено корреляции между TNF-α и TNF RII. У 4 пациентов (3,5% больных) показатели TNF RII были низкими ( < 1,500 пг/мл) и у 3 пациентов (2,6% больных), напротив, - чрезмерно высокими ( > 5,500 мг/мл). При этом у 3 пациентов из 4 с высоким уровнем TNF-α регистрировались наиболее низкие значения его рецептора. В этих случаях также не было установлено корреляций TNF-α с его растворимым рецептором II типа.

В двух основных возрастных группах (45-59 и 60-74 года) достоверных различий в показателях оксидантной активности не было выявлено (табл. 1).

Таблица 1

Показатели оксидантной активности, TNF-α и TNF RII в крови пациентов с ИБС в зависимости от возраста

Показатели

Возраст 45-59 лет (n = 42)

Возраст 60-74 г. (n = 68)

ООА

0,7 (0,52-0,96)

0,69 (0,53-0,87)

АОА

0,64 (0,49-0,8)

0,60 (0,43-0,71)

ОИ

1,14 (0,87-1,5)

1,34 (0,75-1,91)

TNF-α

2,38 (0,28-6,84)

4,38 (0,99-14,31)

TNF RII

3329,34 (3151,96-3814,44)

3789,46 (3443,62-4403,47)*

Примечание. * достоверность различий между группами р < 0,05.

Зафиксирован более высокий уровень TNF RII в группе пациентов 60-74 лет р < 0,05, при тенденции увеличения уровня TNF-α (см. табл. 1). Это предполагает активацию протективного связывания TNF-α в условиях более выраженных провоспалительных, атеросклеротических и ишемических нарушений у пациентов в возрасте 60-74 года.

Не установлено достоверных различий в показателях оксидантного статуса и уровня TNF-α в зависимости от течения стенокардии (табл. 2). При нестабильной стенокардии отмечалось увеличение медианы TNF-α, однако достоверных различий не было зафиксировано. Выявлено увеличение уровня TNF RII при нестабильном течении стенокардии, что может свидетельствовать о связывании им избыточного количества TNF-α, а также о его патогенетической роли в реализации эндотелиальной дисфункции за счет активации апоптоза эндотелиоцитов [10].

Таблица 2

Показатели оксидантной и антиоксидантной активности, TNF-α и TNF RII в крови пациентов с ИБС в зависимости от функционального класса стенокардии

Показатели

Ст. 2 ф.к. (p1)

Ст. 3 ф.к. (p2)

Ст. 4 ф.к. (p3)

Нестабильная стенокардия (p4)

ООА

0,58 (0,51-0,78)

0,81 (0,64-0,96)

0,76 (0,63-0,93)

0,59 (0,46-0,81)

АОА

0,47 (0,36-0,67)

0,64 (0,49-0,81)

0,52 (0,42-0,45)

0,64 (0,41-0,85)

ОИ

1,17 (0,89-1,69)

1,30 (0,87-1,51)

1,69 (1,65-2,04)

0,88 (0,68-1,94)

TNF-α

3,44 (2,01-11,3)

3,36 (0,84-10,51)

3,42 (0,26-14,04)

6,37 (4,62-9,17)

TNF RII

3153,25
(2953,26-3669,78)

3442,31
(3165,95-3941,15)

3680,38
(3571,31-4374,17)

5538,68
(5165,18-6402,64)

р1-р4 < 0,05;

р2-р4 < 0,05.

Примечание. р1-р4; р2-р4 - достоверность различий между группами р < 0,05.

Не выявлено достоверных различий в показателях общей оксидантной, антиоксидантной активности, оксидантного индекса и уровня TNF-α в зависимости от интервала времени после ИМ (табл. 3). В подгруппе пациентов после ИМ от 6 до 12 месяцев регистрировались наиболее высокие значения (М) ООА, низкие значения (М) АОА, повышение уровня (М) ОИ, однако статистической достоверности установлено не было. При этом уровень TNFRII в данной подгруппе был наиболее низким и достоверно отличался от его уровня у пациентов, не имеющих ИМ в анамнезе. Регистрировались наиболее высокие значения (М) TNF-α, по сравнению с его уровнем в других подгруппах, при достоверности различий с подгруппой пациентов без ИМ в анамнезе. Эти результаты показывают, что в период времени после ИМ от 6 до 12 месяцев наблюдается выраженная активация воспалительных и гипоксических механизмов, происходит увеличение нагрузки активными кислородными радикалами и медиаторами воспаления, что способствует быстрому истощению компенсаторных механизмов. Выявленный дисбаланс показателей в данный период после ИМ требует углубленного врачебного контроля за течением заболевания.

Таблица 3

Показатели оксидантной и антиоксидантной активности, TNF-α и TNF RII в крови пациентов с ИБС в зависимости от времени после ИМ

Показатель

ИМ до 3 мес. (р1)

ИМ 3-6 мес. (р2)

ИМ 6-12 мес. (р3)

ИМ > 12 мес. (р4)

Без ИМ в анамнезе (р5)

ООА

0,67 (0,65-0,95)

0,68 (0,53-0,95)

0,7 (0,66-1,06)

0,65 (0,51-0,86)

0,68 (0,53-1,07)

АОА

0,74 (0,71-0,82)

0,68 (0,47-1,25)

0,55 (0,40-0,70)

0,60 (0,46-0,69)

0,61 (0,45-0,89)

ОИ

1,01 (0,88-2,09)

0,89 (0,71-2,27)

1, 65 (0,42-2,71)

1,17 (0,76-1,68)

1,14 (0,81-2,53)

TNF-α

3,52 (2,68-10,51)

2,46 (0,28-12,43)

5,1 (3,55-20,68)

р3-р5 < 0,05

3,21 (0,78-11,58)

1,24 (0,46-8,64)

TNF RII

3406,31
(3344,94-3814,73)

3794,67
(3163,41-4813,23)

3181,22
(3101,19-3501,77)

р3-р5 < 0,05

3643,84
(3181,22-4035,63)

3566,16
(3426,90-4432,78)

Примечание. р3-р5 - достоверность различий между группами р < 0,05.

При анализе липидного спектра было установлено, что при умеренном увеличении уровня триглицеридов отмечается наиболее низкий уровень АОА и высокий ОИ (табл. 4). Известно, что аккумуляция триглицеридов и избыток насыщенных жирных кислот в цитоплазме нежировых клеток могут способствовать «выключению» инсулиновых рецепторов, формированию инсулинрезистентности, с последующим развитием гипергликемии и тканевой гипоксии в условиях дефицита энергии. Накопление жира, избыток насыщенных жирных кислот в нежировой клетке снижает ее функцию, способствует активации апоптоза, формированию так называемой «липотоксичности». Одним из пусковых механизмов апоптоза является повышение продукции свободных радикалов в условиях окислительного стресса. Данные нарушения могут усугублять атеросклеротическое повреждение сосудистой стенки, быть причиной развития артериальной гипертензии и нейродегенеративных расстройств [6].

Показатели TNF RII были выше при умеренном увеличении общего холестерина, чем при его оптимальных значениях, р < 0,05 (табл. 4).

Таблица 4

Показатели оксидантной, антиоксидантной активности, TNF-α и TNF RII в крови пациентов с ИБС в зависимости от уровня общего холестерина и триглицеридов

Показатели

Оптимальные значения

Умеренно повышенные значения

Высокие значения

Хс < 5,2 (p1)

n = 62

ТГ < 1,7 (p1)

n = 62

Хс = 5,2-6,1 (p2)

n = 36

ТГ = 1,7-2,2 (p2)

n = 31

Хс > 6,2, (p3)

n = 16

ТГ > 2,3-5,7 (p3)

n = 21

ООА

0,67 (0,51-0,84)

0,64 (0,52-0,90)

0,56 (0,54-1,22)

0,71 (0,67-1,00)

0,56 (0,54-0,96)

0,81 (0,50-0,99)

АОА

0,63 (0,45-0,72)

0,62 (0,45-0,80)

0,85 (0,60-1,22)

0,49 (0,31-0,61) *

0,53 (0,45-0,58)

0,63 (0,52-1,13)

ОИ

1,17 (0,89-1,72)

1,09 (0,7-1,51)

0,78 (0,74-2,85)

1,66 (1,39-2,49) *

1,09 (1,01-2,03)

0,97 (0,63-2,00)

TNF-α

3,36 (0,28-9,17)

4,07 (2,01-8,12)

3,21 (1,01-7,89)

2,51 (0,28-14,87)

9,17 (4,94-19,88)*

2,35 (0,69-7,97)

TNF RII

3398,60
(3125,28-3846,88)

3462,91
(3164,67-4362,21)

3854,78
(3378,26-4518,1)

р1-р2 < 0,05

3442,33
(3288,33-3941,25)

3283,27
(3146,68-4360,78)

3607,54
(3398,56-5412,86)

Примечание. * достоверность различий между группами р < 0,05; р1-р2 - достоверность различий между группами р < 0,05.

Это, вероятно, свидетельствует о наиболее выраженном взаимовлиянии исследуемых параметров на ранних стадиях липидного дисбаланса. Зафиксировано увеличение TNF-α при высоком уровне общего холестерина, что подтверждает данные литературы (табл. 4) [7].

Заключение

Выявлено увеличение уровня ООА и TNF RII у пациентов с ИБС. Высокие значения TNF RII при нестабильной стенокардии отражают компенсаторный механизм связывания избыточного уровня TNF-α при прогрессирующей ишемии. Повышение содержания TNF RII, в группе пациентов 60-74 лет, вероятно, связано с присутствием в ней наибольшего количества больных с нестабильной стенокардией - 75%. В период от 6 до 12 месяцев после ИМ наблюдается активация прооксидантов и истощение антиоксидантов (увеличение уровня ООА, низкие значения АОА, повышение уровня ОИ), что позволяет расценивать данный временной интервал после ИМ, как наиболее критичный период для повреждения клеток в условиях гипоксии и ацидоза. Отмечено увеличение TNF RII при умеренном увеличении общего холестерина и повышение значений TNF-α при высоком его уровне. При умеренном увеличении уровня триглицеридов и общего холестерина зафиксирован наиболее низкий уровень показателей АОА и высокие значения ОИ сыворотки крови, что может служить ранним проявлением липотоксичности и активации механизмов апоптоза клеток в условиях окислительного стресса. Однако отсутствие корреляционной связи между этими показателями требует дальнейшего изучения патогенеза атеросклероза.

Рецензенты:

  • Гвозденко Т.А., д.м.н., профессор, руководитель ВФ ДНЦ ФПД СО РАМН - НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения, г. Владивосток;
  • Кулаков Ю.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой госпитальной терапии ГБОУ ВПО ВГМУ, г. Владивосток.

Работа поступила в редакцию 28.02.2012.