Связь ширины распределения эритроцитов с параметрами их агрегации у пациентов с хронической сердечной недостаточностью

Ширина распределения эритроцитов (RDW) — показатель, который измеряется при выполнении рутинного клинического анализа крови (КАК) и отражает вариабельность объема эритроцитов. Последние исследования показывают, что повышенный показатель RDW не только отражает аномалии кроветворения (анемии), но и является сильным прогностическим маркером при сердечно-сосудистых заболеваниях (ССЗ) [1—4].

Первое исследование, в котором изучали прогностическое значение RDW при хронической сердечной недостаточности (ХСН), было проведено еще в 2007 году [5]. Авторы обнаружили, что RDW имеет самую сильную связь с сердечно-сосудистой смертностью и госпитализацией по поводу сердечной недостаточности (СН) среди 36 лабораторных параметров в когорте из 2679 симптоматических пациентов с ХСН из программы CHARM. В последующем целый ряд исследований был посвящен изучению механизмов этой связи. В большинстве из них основная гипотеза базировалась на том, что и повышение RDW, и ухудшение прогноза пациентов с ХСН имеют общие причины, например, повышение уровня системного воспаления, гипоксемия, нарушение доступности железа, активация симпато-адреналовой (САС) и других нейрогуморальных систем [6—8]. Такой подход обоснован, но предполагается, что RDW является только маркером неблагополучия сердечно-сосудистой системы. Имеются единичные исследования, в которых рассматривается увеличение RDW в качестве фактора, потенциально ухудшающего течение ССЗ и опосредующего свое влияние через нарушение микроциркуляции [9, 10].

Наша работа выполнена в предположении, что выход из костного мозга эритроцитов с высокой вариабельностью объема может способствовать повышению их агрегации в микроциркуляторном русле и, как следствие, нарушению перфузии органов и тканей (рисунок).

Патогенез нарушения микроциркуляции при хронической сердечной недостаточности: роль ширины распределения эритроцитов.

САС — симпатико-адреналовая системы; RDW — Red Cell Distribution Width, ширина распределения эритроцитов.

Цель исследования — изучение связи ширины распределения эритроцитов с их агрегацией у пациентов с хронической сердечной недостаточностью.

Дизайн исследования, методика набора пациентов и его этические аспекты описаны ранее [11]. На этом этапе в исследование было включено 48 пациентов с ХСН с низкой и умеренно сниженной фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ). Анализ микрореологических свойств эритроцитов был параллельно проведен у 11 добровольцев без сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) (группа контроля), так как отсутствуют общепринятые референсные значения для большинства параметров агрегации эритроцитов.

Основные клинические характеристики пациентов с ХСН и контрольной группы представлены в табл. 1.

Таблица 1.Клинические характеристики пациентов в исследование

Примечание. ФК — функциональный класс; ХСН — хроническая сердечная недостаточность; ФВ ЛЖ — фракция выброса левого желудочка; САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическое артериальное давление; ЧСС — число сердечных сокращений.

Агрегация эритроцитов представляет собой явление, состоящее из двух параллельно идущих процессов: образование линейных агрегатов («монетных» столбиков) и образование трехмерных структур, состоящих из отдельных эритроцитов и монетных столбиков [12]. Для оценки микрореологических свойств эритроцитов, а именно их агрегационных параметров, использовался лазерный агрегометр эритроцитов RheoScan AnD-300 (RheoMeditech, Южная Корея) [13]. Прибор реализует хорошо зарекомендовавший себя метод лазерной агрегометрии [14, 15] и позволяет оценить кинетику агрегации эритроцитов, регистрируя интенсивность рассеяния лазерного пучка вперед на цельной крови в процессе спонтанной агрегации клеток. При проведении измерений агрегационных параметров лазерным агрегометром гематокрит образцов нормализовывался до 40%, а вязкость образцов крови контролировались на ротационном вискозиметре Lamy Rheology RM100 CP1000 (приобретено по программе развития МГУ имени М.В. Ломоносова).

При использовании метода лазерной агрегометрии нами рассчитывались следующие параметры:

— AI, % — индекс агрегации, характеризующий количество эритроцитов в процентах, которые проагрегировали за первые 10 с спонтанной агрегации;

— M—index, отн. единицы — количественный параметр, характеризующий спонтанную агрегацию эритроцитов;

— y0 — максимальная интенсивность рассеянного света, характеризующая максимальную степень агрегации эритроцитов;

— A1 — степень выраженности (интенсивность процесса) образования линейных эритроцитарных агрегатов в цельной крови;

— A2 — степень выраженности (интенсивность процесса) образования трехмерных эритроцитарных агрегатов в цельной крови;

— AMP, отн. единицы — амплитуда агрегации эритроцитов, разница между интенсивностями рассеяния крови в максимально агрегированном состоянии и максимально дезагрегированном, характеризующая степень образования трехмерных агрегатов. Пропорциональная числу клеток, проагрегировавших за все время измерения процесса спонтанной агрегации (2 мин);

—τ1, с — характерное время образования линейных эритроцитарных агрегатов;

— T1/2, с — характерное время спонтанной агрегации эритроцитов.

Более подробно о методике измерений и измеряемых параметрах можно прочитать в статье P.B. Ermolinskiy и соавт. [16].

В рамках проведения рутинного КАК определялись RDW-CV (коэффициент вариации объемов эритроцитов), RDW-SD (стандартное отклонение объемов эритроцитов) и другие стандартные параметры.

Статистическая обработка выполнена в программе IBM SPSS Statistics 23.0. Проверка данных на соответствие нормальному характеру распределения проводилась с помощью критерия Шапиро—Уилка. Для характеристик с нормальным распределением определены следующие статистические параметры: арифметическое среднее (М), стандартное отклонение (SD). Для характеристик с ненормальным распределением были определены следующие статистические параметры: медиана (Me), интерквартильный размах (НКв, ВКв). При сравнении групп пациентов в зависимости от характера распределений использованы t-критерий Стьюдента или U-критерий Манна—Уитни. Значения результатов измерений, относящихся к категориальным (качественным) данным, представлены в виде абсолютного и относительного (доли или проценты) количества наблюдений. Анализ категориальных данных проводился с помощью критерия хи-квадрат или точного критерия Фишера. Для выявления взаимосвязи исследуемых параметров использованы методы корреляционного анализа, а также регрессионный анализ. Уровнем статистической значимости принято значение p<0,05.

Данные клинического анализа крови и исследования агрегации эритроцитов представлены в табл. 2.

Таблица 2.Параметры клинического анализа крови и агрегации эритроцитов в исследуемой и контрольной группах

Пациенты с ХСН не отличались от здоровых добровольцев по уровню гемоглобина и количеству эритроцитов. Значимые различия между группами были выявлены по показателям ширины распределения эритроцитов (RDW-CV и RDW-SD) и параметрам агрегации эритроцитов.

В наших предыдущих исследованиях мы продемонстрировали, что RDW- CV ≥16% (но не RDW-SD) статистически значимо связан с низкой толерантностью к физической нагрузке у пациентов с ХСН независимо от возраста, ФВ ЛЖ и уровня гемоглобина [17]. На этом основании мы разделили пациентов с ХСН по уровню RDW-CV ≥16/<16%. Параметры агрегации эритроцитов у пациентов, имеющих уровень RDW-CV выше и ниже порогового значения представлены в табл. 3.

Наши данные демонстрируют, что пациенты с более высокими значениями RDW-CV имели более высокий уровень параметров, характеризующих спонтанную агрегацию эритроцитов и выраженность образования эритроцитарных агрегатов в цельной крови, без значимых различий по временным характеристикам образования агрегатов (скорости образования агрегатов).

Далее был проведен регрессионный анализ связи RDW-CV с показателями агрегации, приведенных в табл. 3, которые имели значимые отличия между группами с разной выраженностью анизоцитоза (табл. 4).

Таблица 3.Характеристики агрегации эритроцитов у пациентов с RDW-CV ≥16 и <16%

Таблица 4.Связь RDW-CV с показателями агрегации. Данные регрессионного анализа

У пациентов с ХСН были выявлены значимые связи RDW-CV с показателями, характеризующими спонтанную агрегацию эритроцитов и ее степень (M-index, у0), и параметрами, характеризующими степень выраженности образования линейных (A1) эритроцитарных агрегатов в цельной крови. Кроме того, была выявлена тенденция (p=0,05-0,1) к наличию ассоциации RDW-CV с амплитудой агрегации за 2 мин (АМР) и совокупной степенью образования линейных и трехмерных агрегатов эритроцитов (А1+A2).

Сердечная недостаточность характеризуется высоким уровнем распространенности и заболеваемости, и последнее время все чаще определяется как пандемия [18]. Своевременная и точная стратификация риска у пациентов с СН имеет первостепенное значение для планирования профилактических и терапевтических вмешательств. В долгосрочных прогностических моделях может недооцениваться риск смерти у пациентов с ХСН [19]. Новые биомаркеры, агрегирующие несколько важных патофизиологических путей, могут повысить точность прогноза. Ширина распределения эритроцитов (RDW) — недорогой и легкодоступный показатель анизоцитоза, обладающий высокой независимой прогностической ценностью в отношении краткосрочного и среднесрочного прогноза при ХСН [20, 21]. RDW показал свою валидность в моделях оценки смертности при ХСН [22].

Однако до сих пор обсуждается вопрос, в какой степени связь анизоцитоза с прогнозом ХСН носит причинно-следственный характер, или RDW может рассматриваться лишь как маркер, отражающий влияние других факторов патогенеза, включая анемию, воспаление, окислительный стресс, тромбоз и активацию нейрогуморальных систем [23].

В нашей работе мы сосредоточились на изучении дисфункции эритроцитов у пациентов с ХСН. Нам удалось продемонстрировать наличие прямой зависимости между выраженностью анизоцитоза и агрегацией эритроцитов, измеренной разными методами. Были получены значимые связи RDW-CV с показателями спонтанной агрегации и параметрами, характеризующими степень выраженности образования линейных эритроцитарных агрегатов в цельной крови пациентов с ХСН.

Мы не обнаружили в доступной литературе клинических исследований, посвященных изучению связи анизоцитоза и агрегации эритроцитов. В настоящее время известно, что у лиц с ССЗ развивается дисфункция эритроцитов, что приводит к снижению доставки кислорода и перфузии тканей [24]. Возможным мостом между структурно-функциональными изменениями эритроцитов и нарушением перфузии органов и тканей является повышение их агрегации [25].

Феномен спонтанного эхо-контрастирования (СЭК) давно известен кардиологам как маркер повышенного риска гиперкоагуляции и тромбоэмболии [26]. Показано, что СЭК является проявлением агрегации эритроцитов, возникающей в результате взаимодействия между эритроцитами и белками плазмы при низких скоростях сдвига [27]. В работе Gerede DM и соавт. высокий уровень RDW был напрямую связан с повышением спонтанного СЭК в левых отделах сердца [28].

Ограничением нашего исследования помимо небольшого размера выборки является изучение ограниченного числа механизмов, определяющих потенциальный вклад анизоцитоза в нарушение перфузии и исходы ССЗ. Клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что эритроциты, являясь важными системами межорганной коммуникации, могут выполнять ряд дополнительных неканонических функций, участвуя в регуляции метаболизма оксида азота, системной гемодинамики, влияя на состояние сосудистой стенки [29, 30].

Наши данные показывают, что высокий уровень RDW является маркером нарушения агрегации эритроцитов у пациентов с ХСН, и мы предполагаем, что эта связь может носить причинно-следственный характер.

Таким образом, неоднородность размеров периферических эритроцитов может вносить вклад в усиление их агрегации в капиллярном русле, а влияя на вязкость крови, способствует нарушению ее микроциркуляции. У пациентов с ХСН эти процессы могут усугублять нарушения перфузии тканей и приводить к прогрессированию заболевания.

Независимо от того, является ли RDW патогенетическим фактором или только маркером сердечно-сосудистой патологии, необходимо проведение дальнейших исследований для оценки потенциальной терапевтической и прогностической значимости воздействий, направленных на снижение RDW у пациентов с ХСН и другими ССЗ.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Я.О., А.П.

Сбор и обработка материала: Н.М., С.З., Е.К.

Статистическая обработка: А.Л., С.З.

Написание текста: Я.О., М.М.

Редактирование: Е.К., Н.К.

Authors’ contributions:

Study concept and design: Ya.O., A.P.

Data collection and processing: N.M., S.Z., E.K.

Statistical processing: A.L., S.Z.

Writing: Ya.O., M.M.; Editing: E.K., N.K.

Финансирование. Работа выполнена при поддержке Междисциплинарной научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» в рамках Программы развития МГУ (Проект №23-Ш06-03).

Financing. This work was supported by the Interdisciplinary Scientific and Educational School “Photonic and Quantum Technologies. Digital Medicine” within the framework of the Moscow State University Development Program (Project No. 23-Ш06-03).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.