Факторы роста и конечные продукты гликирования у больных с различными формами ишемической болезни сердца и сахарным диабетом 2-го типа

АГ — артериальная гипертония

АСБ — атеросклеротическая бляшка

БИМ — безболевая ишемия миокарда

ИБС — ишемическая болезнь сердца

ИМ — инфаркт миокарда

ИММЛЖ — индекс массы миокарда левого желудочка

КГ — коронарография

ЛПВП — липопротеиды высокой плотности

ЛКА — левая коронарная артерия

ЛПНП — липопротеиды низкой плотности

ОКС — острый коронарный синдром

ОНМК — острое нарушение мозгового кровообращения

ПИКС — постинфарктный кардиосклероз

СД-2 — сахарный диабет 2-го типа

СКФ — скорость клубочковой фильтрации

ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания

ТГ — триглицериды

ФВ — фракция выброса

ФК — функциональный класс

ХБП — хроническая болезнь почек

ХС — холестерин

ХСН — хроническая сердечная недостаточность

ЧКВ — чрескожное вмешательство на коронарных артериях

ЭхоКГ — эхокардиография

β-FGF — основной фактор роста фибробластов

AGE — конечные продукты гликирования

FGF — фактор роста фибробластов

PLGF — плацентарный фактор роста

RAGE — рецептор конечных продуктов гликирования

TGF-β— трансформирующие факторы роста

TNF — фактор некроза опухоли

Сахарный диабет 2-го типа (СД-2) считается одним из независимых факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Риск развития ССЗ: ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда (ИМ), острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) при наличии СД-2 повышается в 3—4 раза по сравнению с таковым в общей популяции [1]. Поиск новых маркеров для своевременной диагностики развития сосудистых осложнений СД-2 и разработка методов безопасной персонифицированной терапии позволят уменьшить негативное влияние СД-2 на прогноз у больных.

При декомпенсации углеводного обмена процессы репарации и неоангиогенеза порой принимают патологический и бесконтрольный характер. В норме ангиогенез при ИБС стимулируют различные факторы роста, что по сути является своеобразной защитной реакцией на хроническую гипоксию и локальное воспаление в сосудистой стенке. Факторы роста — высокоспецифичные белки, присутствующие в крови в очень малых концентрациях и активно участвующие в ангиогенезе, а также выполняющие регуляторную и координирующую функцию между клетками [2].

Одним из представителей этого семейства является фактор роста фибробластов (fibroblast growth factor — FGF). В 1971 г. J. Folkman [3] обратил внимание на эндотелиальные клетки и уже к началу 80-х годов XX века были выделены первые факторы роста фибробластов. FGF представляет собой многочисленную группу пептидов, связывающих гепарин, среди которых наибольшее биологическое значение в качестве индуктора фиброгенеза играет основной фактор роста фибробластов (β-FGF) [4, 5]. Биологическая активность FGF весьма разнообразна. Они являются мощными регуляторами дифференцировки, пролиферации, выживаемости для различных клеток нейроэктодермального и мезенхимального происхождения, потенциальными митогенами и стимуляторами ангиогенеза при ишемическом повреждении. Полагают, что β-FGF индуцирует ангиогенез за счет стимуляции роста эндотелиоцитов и гладких мышечных клеток [6]. Однако подобная стимуляция роста новых сосудов, по мнению ряда авторов, способствует повреждению и дестабилизации атеросклеротической бляшки (АСБ), в том числе при СД-2 [7, 8].

При СД-2 в условиях инсулинорезистентности (ИР) и гипергликемии фибробласты активируются под воздействием окислительного стресса, гликирования β-FGF, а также образования огромного количества конечных продуктов гликирования (AGE) [9]. Это приводит к патологической работе фибробластов: они начинают активно пролиферировать, разрушать коллаген и бесконтрольно синтезировать новый, способствуя быстрой перестройке сосудистой стенки с образованием участков фиброза [10—12]. Продукция AGE в том числе участвует в нарушении передачи сигналов клеточным рецепторам, блокируя, в частности, рецепторы факторов роста, что усугубляет ИР и приводит к развитию диабетического фиброза, поражающего в основном сосуды мелкого калибра [13, 14]. В качестве связующего звена AGE выступает и рецептор конечных продуктов гликирования (RAGE), принадлежащий к иммуноглобулинам. Он играет роль в провоспалительных реакциях, продуцируется гладкими мышечными клетками, кардиомиоцитами, нейронами и эндотелиоцитами. При избытке глюкозы отношение RAGE/AGE нарушается, выработка RAGE увеличивается, что приводит к ускорению роста холестериновых бляшек и ухудшению свойств стенки сосудов.

Семейство трансформирующих факторов роста (TGF-β) состоит из более 40 различных членов, сгруппированных в несколько подсемейств. Оно включает также активины, ингибины и другие цитокины. TGF-β1 считается инициатором пролиферации фибробластов, мощным стимулятором синтеза коллагена и других компонентов внеклеточного матрикса. За счет воздействия на иммунную систему TGF-β1 способствует развитию воспалительного ответа [15]. Этот фактор играет важную роль в развитии и росте плода, функционировании органов сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем у взрослого человека. На начальных этапах, благодаря своим свойствам, TGF-β1 выступает в роли супрессора роста опухолевых клеток. Однако на более поздних стадиях способность TGF-β1 стимулировать ангиогенез приводит к ускоренному росту опухоли [16].

Представляет интерес и другой пептидный фактор роста (молекулярная масса 46—50 кДа) — плацентарный фактор роста (PLGF). Он является мощнейшим ангиогенным фактором, относится к суперсемейству факторов роста эндотелия сосудов (vascular endothelial grouth factor — VEGF), имея 53% гомологии с доменом выделенного из тромбоцитов VEGF. В настоящее время известно его 3 изоформы. PLGF впервые выделен из клеток плаценты в начале 90-х годов XX века. В дальнейшем обнаружено, что PLGF вырабатывается эндотелиоцитами в ответ на стимуляцию факторов некроза опухоли (tumor necrosis factor — TNF) [17]. В свою очередь PLGF стимулирует формирование обширной сосудистой сети из эндотелиальных клеток при ишемии миокарда и заживлении ран и участвует в синтезе провоспалительных маркеров (интерлейкина-8 и макрофагального воспалительного протеина-1β). В настоящее время успешно проводятся экспериментальные работы, в которых показаны увеличение выживаемости и положительный терапевтический эффект внутривенного и интракоронарного введения PLGF при остром коронарном синдроме (ОКС) [18, 19]. Однако существует противоположная точка зрения, отражающая негативное влияние высоких концентраций PLGF и других факторов роста на ангиогенез. Оказываемый ими провоспалительный эффект способствует росту АСБ, а стимуляция роста новых капилляров внутри нее приводит к дестабилизации и разрыву АСБ. Большинство авторов считают, что свойства PLGF позволяют рассматривать его как один из предикторов развития неблагоприятных исходов ССЗ [20].

Учитывая данные литературы о негативном влиянии окислительного стресса на скорость формирования АСБ за счет окисления липидов в артериальной стенке, а также наличие тесной связи FGF с активным фиброзом во многих жизненно важных органах (почки, сердце), мы провели сравнительный анализ уровней β-FGF, TGF-β1, PLGF в сыворотке артериальной и венозной крови у больных СД-2 и ИБС.

В одномоментное когортное исследование включили 134 пациента, находившихся на лечении в ФГБУ «Эндокринологический научный центр» с ноября 2011 г. по март 2013 г. В 1-ю группу включили 78 пациентов с ИБС и СД-2 (из них 19 с ОКС); во 2-ю группу — 56 пациентов с ИБС без СД-2 (из них 19 с ОКС) (табл. 1).

Образцы крови для всех исследований брали из локтевой вены строго натощак (8—10 ч голодания) и из аорты во время коронарографии (КГ). Затем образцы крови центрифугировали (15 000 об/мин) и подвергали глубокой заморозке при –70 °C. Исследуемые показатели (TGFβ1, β-FGF, PLGF, AGE, RAGE) определяли в сыворотке крови с использованием иммуноферментного метода ELISA с помощью стандартных наборов. Ожидаемые значения приведены в прилагаемых к наборам инструкциям. Все лабораторные исследования проведены на базе клинической лаборатории биохимии ФГБУ ЭНЦ (зав. — к.м.н. А.В. Ильин).

Для статистической обработки данных использовали программы Statistica 6.0 for Windows и BioStat for Windows (Primer of Biostatistics, 4-th Edition, S.A. Glantz, McGraw-Hill). Результаты представлены в виде медианы (25-й процентиль; 75-й процентиль) или M±SD. Связь между различными показателями устанавливали с помощью ранговой корреляции Спирмена (Spearman R). Вероятность того, что статистические выборки отличались друг от друга, существовала при р<0,05.

Группы сопоставимы по возрасту, длительности ИБС, индексу массы тела и состоянию функции почек. Общеклиническое обследование пациентов включало сбор анамнеза, оценку антропометрических данных, уровня липидов, глюкозы в крови, HbA1c. Проводили оценку степени атеросклеротического поражения различных сосудистых бассейнов. Все пациенты подписывали информированное согласие на участие в исследовании, одобренное локальным этическим комитетом ЭНЦ.

Возраст больных в 1-й группе составил 66,37±9,46 года, во 2-й группе — 65,41±10,05 года. Длительность ИБС достигала 15 лет. Распространенность ХСН II—III ФК сопоставима в группах: 23,1% (n=18) в 1-й группе и 21,4% (n=12) во 2-й группе пациентов. В 1-й группе у 17,9% (n=14) больных на момент включения в исследование регистрировалась БИМ.

АГ наблюдалось у большинства пациентов, при этом длительность в среднем составила 17 лет. Частота развития ОНМК оказалась выше у пациентов 1-й группы (р<0,001).

В 1-й группе пациентов облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей выявлялся достоверно чаще (80,76%, n=63). В исследование включены 23 (29,48%) пациента с язвенным поражением нижней конечности, все они вошли в 1-ю группу. Частота развития хронической болезни почек (ХБП) и скорость клубочковой фильтрации (СКФ) в группах статистически значимо не различались.

Характеристика проводимой медикаментозной терапии. На момент включения в исследование различную гипогликемизирующую терапию получали 66 (84,6%) пациентов 1-й группы. Гипотензивная терапия ранее назначалась 72 (92,3%) больным 1-й группы; во 2-й группе ее получали только 44 (78,57%) пациента. Гиполипидемическую терапию до включения в исследование получали большинство пациентов: в 1-й группе 67 (85,89%), во 2-й группе 39 (69,64%). Хотя различий между уровнем общего ХС и ЛПВП не выявлено, уровень ЛПНП был выше в группе пациентов с СД-2 (р<0,05), даже несмотря на гиполипидемическую терапию.

Терапию препаратами ацетилсалициловой кислоты на момент включения в исследование постоянно получали 54 (69,23%) пациента 1-й группы и 38 (67,85%) 2-й группы. Двухкомпонентную антиагрегантную терапию получали 22 (28,2%) пациента 1-й группы и 26 (46,42%) пациентов 2-й группы. Терапию антикоагулянтами получали 6 (3,63%) пациентов в обеих группах.

Характеристика пациентов с ОКС без подъема сегмента ST. Выявлены 38 пациентов с ОКС без подъема сегмента ST по 19 человек из 1-й и 2-й групп. Группы больных с ОКС не различались по возрасту, длительности ИБС, данным эхокардиографии — ЭхоКГ (табл. 2).

Среди пациентов с ОКС без подъема сегмента ST у 2 впервые выявлен СД-2. В 1-й группе у 50% больных диагностирована ХБП, что можно считать закономерным развитием осложнений СД-2, длительность которого в среднем составила 11 лет. Частота ПИКС не различалась между группами.

Результаты ЭхоКГ у больных СД и ИБС. Значительное снижение фракции выброса (ФВ) по данным ЭхоКГ зарегистрировано у пациентов 1-й группы с СД-2 и ИБС (51,5±9,46%) по сравнению со 2-й группой (р<0,001). Кроме того, у этих же больных отмечалось двукратное увеличение ИММЛЖ до 165,72±45,77 г/м², что достоверно отличалось от данных ЭхоКГ пациентов 2-й группы (ИБС без СД-2) — 150,59±44,12 г/м² (р<0,001).

Результаты КГ у больных СД и ИБС. При К.Г. тяжелое многососудистое поражение коронарного русла выявлено у 47 (60,25%) пациентов 1-й группы (р<0,001), в том числе с поражением ствола левой коронарной артерии (ЛКА) у 13 (16,6%) (рис. 1). Во 2-й группе трехсосудистое поражение диагностировано только у 19 (33,92%), а поражение ствола ЛКА — у 4 (7,14%) больных. Согласно полученным при КГ данным 97 пациентам проведено ЧКВ: 56 (71,7%) больным в 1-й группе и 41 (73,2%) пациенту во 2-й. В 97,9% случаях ЧКВ достигнут удовлетворительный ангиографический результат. Развития нефропатии, индуцированной контрастным веществом (повышение уровня креатинина более чем на 25% от исходного), после ЧКВ не наблюдалось. Клинически значимых кровотечений (наружных и внутренних), артериовенозных фистул, инфицирования места пункций после ЧКВ не отмечено.

Анализ результатов исследования FGF, PLGF, маркеров неспецифической воспалительной реакции, AGE и RAGE. Наиболее высокий уровень β-FGF наблюдался у пациентов с СД-2 (р=0,042), уровни β-FGF в сыворотке артериальной и венозной крови различались (р=0,047). При изучении уровней β-FGF у пациентов с различной степенью поражения коронарных артерий (КА) нами выявлено достоверное двукратное повышение данного параметра в артериальной крови у пациентов 1-й группы с трехсосудистым поражением КА (р=0,036) по сравнению с пациентами 2-й группы.

При развитии ОКС уровень β-FGF повышался более чем в 2 раза (р=0,038). Повышение уровня факторов роста в сыворотке артериальной крови можно считать ответом на развитие острой ишемии миокарда (рис. 2, а).

Хорошо известно о влиянии гиполипидемической терапии на синтез β-FGF [21]. В нашем исследовании больные в группе с СД-2 и ИБС чаще принимали статины, что могло влиять на уровень исследуемых факторов. Получена корреляция между уровнем β-FGF и длительностью СД (r=0,53; р=0,004), уровнем TGF-β1 в сыворотке венозной (r=0,23; р=0,014) и артериальной (r=0,22; р=0,010) крови, что соответствует данным литературы [15].

Уровень TGF-β1 в сыворотке венозной крови оказался достоверно выше, чем в артериальной (р<0,001), во всех группах (см. рис. 2, б).

Наиболее высокие уровни наблюдались у пациентов с СД-2 (р=0,040), что, возможно, указывает на стимулирующее влияние гипергликемии на синтез данного фактора роста. Подтверждением служит выявленная нами положительная корреляция уровня TGF-β1 в сыворотке венозной крови и HbA1c (r=0,19; р=0,027), а также длительности СД-2 (r=0,33; р=0,027). Отмечены корреляции уровня TGF-β1 в сыворотке венозной крови с ИММЛЖ (r=0,31; р=0,049), а также уровнем ТГ (r=0,18; р=0,035) и ЛПНП (r=0,28; р=0,005). Выявлена корреляция между уровнем СКФ (r=0,45; р=0,027) и увеличением уровня TGF-β1 в сыворотке венозной крови у пациентов с диабетической нефропатией (р=0,05). Полученные данные отражают участие этого фактора в формировании нефросклероза и негативного влияния на функцию почек в рамках нефрокардиального синдрома [16]. При развитии ОКС уровни TGF-β1 не менялись.

Нами проведена оценка уровня еще одного предполагаемого участника формирования АСБ и стимулятора неоангиогенеза — PLGF. Средний уровень PLGF у обследуемых пациентов оказался выше референсных значений (13—20 пг/мл), что, по данным ряда исследований, ассоциируется с высоким риском внезапной смерти [17] (см. рис. 2, в).

При оценке уровня PLGF в нашем исследовании достоверных различий в группах не получено. Показатели в сыворотке артериальной и венозной крови были примерно равными, однако у пациентов с ОКС в обеих группах выявлено троекратное увеличение уровня PLGF по сравнению с пациентами, имеющими хронические формы ИБС. Уровень PLGF пациентов с СД-2 в сыворотке как артериальной (р=0,027), так и венозной (р=0,032) крови оказался достоверно выше, чем у лиц без СД-2. Полученные данные позволили сделать предположение о влиянии гипергликемии на синтез этого фактора роста.

Участие AGE в развитии атерогенеза отражает полученная нами отрицательная корреляция с уровнем ЛПВП у пациентов 1-й группы (r=–0,32; р=0,031). В группе пациентов с ИБС и СД-2 определены корреляции AGE и TGF-β1 (r=0,33; р=0,027). Выявлена тенденция к закономерной обратной связи уровней AGE и HbA1c в 1-й группе (r=0,32; р=0,030). При этом достоверных различий между уровнями AGE в сыворотке артериальной и венозной крови не наблюдалось. Достоверных различий показателей AGE у пациентов с ОКС не получено, тогда как уровень RAGE увеличивался более чем в 2 раза (р=0,030) (см. рис. 2, г). При этом уровень RAGE в сыворотке артериальной крови был достоверно выше, чем в венозной (p=0,000), в обеих группах.

Определены положительные корреляции содержания RAGE в сыворотке венозной крови с уровнем фибриногена — одного из ключевых медиаторов гемостаза (r=0,32; р=0,030), имеющих тесную взаимосвязь с развитием и прогрессированием ССЗ [19]. Нами выявлена корреляция уровня RAGE в артериальной крови с уровнем ТГ (r=0,31; р=0,030), ЛПВП (r=0,33; р=0,022), С-реактивного белка (r=0,31; р=0,043), ЛПНП (r=0,33; p=0,03).

Полученные данные совпадают с результатами многочисленных исследований, в которых показаны корреляции с показателями обмена липидов, отражающие активное участие RAGE в формировании АСБ [16, 21]. Повышение уровня RAGE у пациентов без СД-2 можно связать в том числе с развитием транзиторной гипергликемии (n=7) в условиях острой ишемии миокарда, а также с выявлением СД-2 у 11 пациентов в данной группе в течение 10—15 мес после ОКС.

Выявленные нами статистически значимые изменения уровней факторов роста, AGE и RAGE у пациентов с ОКС позволяют предполагать участие этих веществ в развитии острой ишемии миокарда. Выявленное повышение уровней TGF-β1 и β-FGF при СД-2 может свидетельствовать о стимулирующем влиянии гипергликемии на свойства фибробластов, что ускоряет развитие атеросклеротических процессов в сосудистой стенке.

Авторы декларируют отсутствие двойственности (конфликта) интересов, связанных с рукописью.