Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ИЗМЕНЕНИЯ В ЦИТОКИНОВОЙ СИСТЕМЕ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПОЖИЛЫХ ПАЦИЕНТОВ, СТРАДАЮЩИХ ОСТЕОАРТРОЗОМ

Патрухин А.П. 1 Кирьянова В.В. 1 Прощаев К.И. 2 Бессарабов В.И. 2
1 Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова
2 АНО «Научно-исследовательский медицинский центр «Геронтология»
Статья посвящена исследованию изменений в цитокиновой системе сыворотки крови пожилых пациентов, которые страдают остеоартрозом (ОА). Установлено, что концентрация TNF-α в сыворотке крови при ОА может служить дополнительным индикатором стадии воспалительного процесса. Концентрации IL-1β и IL-6 в сыворотке крови возможно рассматривать как дополнительные маркеры I и II стадий остеоартроза у людей пожилого возраста, а концентрацию IL-8 – как дополнительный маркер I–III стадий. При нарастании воспалительного процесса, особенно на первой и второй стадии ОА, концентрация IL-4 в сыворотке крови практически не изменяется. Показано, что при развитии иммунного воспаления, от первой к четвертой стадии ОА, концентрация IL-10 в сыворотке крови значительно уменьшается, однако экспрессия этого цитокина при ОА недостаточна и не позволяет в достаточной мере ингибировать сверхпродукцию TNF-α и, таким образом, вызвать торможение процессов ремоделирования хрящевой ткани сустава.
остеоартроз
цитокины
пожилой возраст
1. Остеоартрит: Диагностика и ведение больных остеоартритом коленных и тазобедренных суставов / под ред. О.М. Лесняк. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 176 с.
2. Прощаев К.И. Физиологическое и преждевременное старение человека и человечества в контексте обеспечения безопасности жизнедеятельности / К.И. Прощаев, Н.М. Позднякова, Х.С. Мартинес Гарсес, Ю.Ф. Дуке Кальдерон, А.Н. Ильницкий, Т.В. Павлова, В.В. Башук // Безопасность жизнедеятельности. – 2011. – № 12. – С. 45–51.
3. Прощаев К.И. Клиническая патология полиморбидности в гериатрической практике / К.И. Прощаев, А.Н. Ильницкий, Л.И. Постникова и соавт. // Успехи геронтологии. – 2011. – № 2. – С. 285–289.
4. Эрдес Ш.Ф. Проблема ревматических заболеваний в России с позиции общества и пациента / Ш.Ф. Эрдес, О.М. Фоломеева, В.Н. Амирджанова // Вестник Российской Академии медицинских наук: ежемесячный научно-теоретический журнал. – 2003. – № 7. – С. 11–14.
5. Лазебник Л.Б. Полиморбидность у пожилых // Сердце. – 2007. – № 7. – С. 25–27.
6. Fernandes J.C. The role of cytokines in osteoarthritis pathophysiology / J.C. Fernandes, J. Martel-Pelletier, J.P. Pelletier et al. // Biorheology. – 2002. – Vol. 39, № 1–2. – P. 237–246.

Остеоартроз (ОА) является самым распространенным заболеванием опорно-двигательного аппарата и встречается у трети пациентов в возрасте от 45 до 64 лет и у 60–70 % пациентов старше 65 лет. Социальная значимость ОА определяется связанным с ним высоким уровнем потери трудоспособности, особенно в пожилом возрасте, и существенным снижением качества жизни пациентов за счет ограничения подвижности и выраженности сопутствующего болевого синдрома [1, 4]. Вместе с тем специфические реабилитационные мероприятия, учитывающие возрастную специфику, для пациентов старших возрастных групп с остеоартрозом практически не разработаны.

Понимая, что ОА является преимущественно заболеванием пожилого и старческого возраста, следует учитывать полиморбидность заболеваемости у пациентов этой возрастной категории, что вызывает проблемы при назначении лечебно-реабилитационных программ [2, 3, 5]. Эти особенности пожилого возраста являются прямым следствием существенных функциональных и биохимических изменений в организме по мере старения.

Этиология ОА на сегодня недостаточно изучена, однако в последнее десятилетие появились данные о существенной роли цитокинов в поддержании баланса процессов катаболизма и анаболизма в тканях сустава [6]. В то же время все еще небольшое количество работ затрагивает такую важную проблему, как нейроиммунная клеточная регуляция при ОА в пожилом возрасте.

Целью исследования стало изучение изменений в цитокиновой системе сыворотки крови пожилых пациентов, которые страдают ОА.

Материал и методы исследования

В исследование было включено 526 человек пожилого возраста (возраст от 60 до 69 лет, средний возраст 64,0 ± 2,0 года). Все пациенты, включенные в исследование, были разделены на несколько групп:

1. Практически здоровые люди пожилого возраста (n = 42, мужчин – 20 чел., женщин – 22 чел.).

2. Пациенты пожилого возраста, страдающие ОА коленного сустава I стадии (n = 122, мужчин – 58 чел., женщин – 64 чел.).

3. Пациенты пожилого возраста, страдающие ОА коленного сустава II стадии (n = 125, мужчин – 59 чел., женщин – 66 чел.).

4. Пациенты пожилого возраста, страдающие ОА коленного сустава III стадии (n = 117, мужчин – 57 чел., женщин – 60 чел.).

5. Пациенты пожилого возраста, страдающие ОА коленного сустава IV стадии (n = 120, мужчин – 58 чел., женщин – 62 чел.).

Диагноз ОА коленного сустава верифицировался в соответствии с критериями Американской коллегии ревматологов (1991 г.). Критериями исключения являлись: наличие патологических изменений в общем и биохимическом анализах крови, которые сопровождались клинической симптоматикой; наличие в анамнезе аллергических и аутоиммунных заболеваний.

Все пациенты проходили клиническое и инструментальное обследование, которое включало: объективный осмотр, определение индекса массы тела, оценку интенсивности болевого синдрома при движении по 100 мм визуальной аналоговой шкале (ВАШ: 0 = отсутствие боли; 100 = невыносимая боль), оценку интенсивности боли в покое по 100 мм визуальной аналоговой шкале, общий анализ крови, общий анализ мочи, рентгенограмму коленных суставов, ультразвуковое исследование коленных суставов.

У каждого пациента было получено согласие на проведение данных исследований.

Для определения роли нейроиммуноэндокринной системы в развитии ОА у больных ОА и практически здоровых людей из контрольной группы в утреннее время натощак производили забор крови пункционным методом из локтевой вены с помощью широкой иглы в пластиковые пробирки, из которой готовили сыворотку. Полученный субстрат помещали в пробирки типа Eppendorf и хранили при температуре –20 °С до момента проведения анализа.

Уровень цитокинов (ФНО-α, IL-1β, IL-4, IL-6,
IL-8, IL-10) определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием реактивов ЗАО «Вектор-Бест», г. Новосибирск, на планшетном спектрофотометре Thermo Scientific Multiskan Go.

Статистическую обработку материала выполняли на персональном компьютере в статистических программных пакетах MicrosoftExcel, Statistica 6.0. При статистическом анализе материала выполняли расчет интенсивных и экстенсивных показателей средних величин, определяли достоверность различий средних и относительных величин по t-критерию Стьюдента. Достоверными считали различия при р < 0,05.

Результаты исследования
и их обсуждение

Установлено, что уровень TNF-α в сыворотке крови существенно зависит от стадии заболевания. Достоверно показано (p < 0,05), что, в отличие от данных других исследований, увеличение этого показателя даже в острой первой стадии по сравнению с группой контроля не превышает уровень в 3,1 раза.

Уровень TNF-α при ОА наиболее высок при острой первой стадии заболевания и значительно отличается от такового у здоровых людей (p < 0,05). Развитие патологического процесса достоверно приводит к постепенному уменьшению содержания этого цитокина в сыворотке крови, однако даже на IV стадии заболевания концентрация сигнальной молекулы приближается, но не достигает контрольного уровня. Так, уровень TNF-α в сыворотке крови у пожилых людей, страдающих ОА I стадии, составил 212,4 ± 7,0 пг/мл против 69,0 ± 3,2 пг/мл у здоровых людей (p < 0,05), при переходе ко II, III и IV стадии – 109,6 ± 4,3; 95,0 ± 3,6 и 78,0 ± 3,3 пг/мл (p < 0,05) соответственно.

Таким образом, можно полагать, что концентрация TNF-α в сыворотке крови, как одного из ключевых агентов иммунного воспаления, при ОА может служить дополнительным индикатором стадии хронического воспалительного процесса. В случае нарастания полиморбидности интегральные показатели концентрации TNF-α в сыворотке крови более полно характеризуют уровень комплексной провоспалительной реакции за счет суммарного вклада в экспрессию цитокина как моноцитов, так и клеток эндотелия сосудистой стенки и клеток кишечника.

Уровень IL-1β в сыворотке крови людей пожилого возраста, которые страдают ОА, значимо отличается от контрольных значений в группе сравнения только на острой первой стадии заболевания и на второй стадии. Достоверно показано (p < 0,05), что концентрация этого цитокина более чем в 1,5 раза превосходит контрольный уровень на первой стадии и примерно на 25 % – на второй стадии ОА по сравнению с контролем (табл. 1).

Таким образом, можно полагать, что концентрация IL-1β в сыворотке крови, как одного из ключевых агентов иммунного воспаления, при ОА может служить дополнительным индикатором первой и второй стадии хронического воспалительного процесса.

При исследовании сыворотки крови людей пожилого возраста с диагнозом ОА установлено, что уровень IL-4 не отличается от контрольных значений в группе сравнения: уровень IL-4 в сыворотке крови у пожилых людей, страдающих ОА I стадии, составил 5,5 ± 1,0 пг/мл против 5,0 ± 0,9 пг/мл у относительно здоровых людей, при переходе ко II, III и IV стадии – 5,4 ± 1,0; 5,4 ± 0,9 и 5,2 ± 0,9 пг/мл (p > 0,05) соответственно.

Таблица 1

Зависимость уровня IL-1β в сыворотке крови больных ОА
пожилого возраста от стадии заболевания

Исследуемый показатель

Уровень сигнальных молекул в сыворотке крови

Здоровые

I

стадия ОА

II

стадия ОА

III

стадия ОА

IV

стадия ОА

IL-1β, пг/мл

192,0 ± 20,0

296,4 ± 26,1*

243,1 ± 23,3*

225,0 ± 22,6**

187,0 ± 20,3**

 

Примечания:

* p < 0,05 по сравнению со здоровыми людьми;

** p > 0,05 по сравнению со здоровыми людьми.

Полученные экспериментальные данные по концентрации IL-4 в сыворотке крови, по-видимому, свидетельствуют о том, что в пожилом возрасте снижается активность противовоспалительной системы организма (если судить по уровню IL-4 в сыворотке крови). При развитии иммунного воспаления, особенно на первой и второй стадии ОА, концентрация IL-4 в сыворотке крови практически не изменяется. Соответственно, этот цитокин не может оказать ингибирующее влияние на выявленную нами сверхпродукцию TNF-α и, таким образом, вызвать торможение процессов ремоделирования хрящевой ткани сустава.

Установлено, что уровень IL-6 существенно зависит от стадии заболевания: у пожилых людей, страдающих ОА I стадии, он составил 23,3 ± 2,2 пг/мл против 6,9 ± 1,3 пг/мл у относительно здоровых людей, при переходе ко II, III и IV стадии – 17,8 ± 1,9; 9,9 ± 1,3 пг/мл (p < 0,05) и 7,2 ± 1,1 пг/мл (p > 0,05) соответственно.

Такая динамика изменения концентрации IL-6 в сыворотке, по-видимому, отражает дуализм регулирующего влияния этого медиатора на иммунное воспаление при ОА: с одной стороны – подавление, с другой – активация. Учитывая существенные значимые (p < 0,05) различия в уровне IL-6 в сыворотке крови, цитокинемию по IL-6 возможно использовать как дополнительный маркер острых воспалительных стадий ОА – первой и второй.

Одновременно установлено, что уровень IL-8 в сыворотке крови пожилых пациентов с ОА существенно зависит от стадии заболевания (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость уровня IL-8 в сыворотке крови больных ОА
пожилого возраста от стадии заболевания

Исследуемый показатель

Уровень сигнальных молекул в сыворотке крови

Контроль

I

стадия ОА

II

стадия ОА

III

стадия ОА

IV

стадия ОА

IL-8, пг/мл

5,2 ± 0,7

20,2 ± 1,7*

16,1 ± 1,5*

9,8 ± 1,2*

6,9 ± 1,1#

 

Примечания:

* p < 0,05 по сравнению с контролем;

#p > 0,05 по сравнению с контролем.

Наши экспериментальные данные свидетельствуют о том, что уровень IL-8 в сыворотке крови является одной из показательных характеристик воспалительной иммунной реакции при ОА. При развитии иммунного воспаления, на первой и второй стадии ОА, концентрация IL-8 в сыворотке крови существенно возрастает, почти в 4 и более чем в 3 раза соответственно по сравнению с контролем. При этом уровень цитокина имеет максимальное значение на первой стадии. Концентрация IL-8 на второй стадии ОА достоверно отличается от таковой на первой стадии (p < 0,05). При дальнейшем развитии патологического воспалительного процесса, на третьей стадии, уровень сигнальной молекулы в сыворотке крови заметно падает и к четвертой стадии практически приходит в норму и не отличается от контрольного.

Дополнительные исследования позволили установить, что уровень IL-10 в сыворотке крови людей пожилого возраста, которые страдают ОА, существенно зависит
от стадии патологического процесса: у пожилых людей, страдающих ОА I стадии, он составил 10,5 ± 1,5 пг/мл против
1,5 ± 0,2 пг/мл у относительно здоровых людей, при переходе ко II, III и IV стадии – 7,4 ± 1,0; 5,4 ± 0,8 и 2,9 ± 0,7 пг/мл (p < 0,05) соответственно.

Выявленная динамика изменения концентрации IL-10 в сыворотке крови больных ОА согласуется с динамикой изменения концентрации провоспалительных цитокинов – TNF-α, IL-1β и IL-8.

Очевидно, что экспрессия IL-10 при ОА недостаточна и не позволяет в достаточной мере ингибировать сверхпродукцию TNF-α и, таким образом, вызвать торможение процессов ремоделирования хрящевой ткани сустава.

Выводы

1. Концентрация TNF-α в сыворотке крови при ОА может служить дополнительным индикатором стадии воспалительного процесса.

2. Концентрации IL-1β и IL-6 в сыворотке крови возможно рассматривать как дополнительные маркеры I и II стадий остеоартроза у людей пожилого возраста, а концентрацию IL-8 – как дополнительный маркер I–III стадий.

3. При развитии иммунного воспаления, от первой к четвертой стадии ОА, концентрация IL-10 в сыворотке крови значительно уменьшается, однако экспрессия этого цитокина при ОА недостаточна и не позволяет в достаточной мере ингибировать сверхпродукцию TNF-α и, таким образом, вызвать торможение процессов ремоделирования хрящевой ткани сустава.

Рецензенты:

Ильницкий А.Н., д.м.н., профессор, первый заместитель директора, АНО НИМЦ «Геронтология», г. Москва;

Иванова М.А., д.м.н., профессор, главный научный сотрудник отделения организации планирования и управления научными исследованиями, ФГБУ «ЦНИИОИЗ» Минздрава России, г. Москва.

Работа поступила в редакцию 23.10.2014.


Библиографическая ссылка

Патрухин А.П., Кирьянова В.В., Прощаев К.И., Бессарабов В.И. ИЗМЕНЕНИЯ В ЦИТОКИНОВОЙ СИСТЕМЕ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПОЖИЛЫХ ПАЦИЕНТОВ, СТРАДАЮЩИХ ОСТЕОАРТРОЗОМ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 10-5. – С. 951-954;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35771 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074