Численні дослідження останнього десятиліття свідчать про важливу роль запалення у розвитку і прогресуванні серцевої недостатності (СН) [1]. В якості потенційного індуктора запалення при СН розглядають бактеріальний ендотоксин, який вивільняється в результаті транслокації бактерій через набряклу і ишемизированную стінку кишечника [11].
Одним з ключових медіаторів, опосередковуючи провоспалительную активність ендотоксину, є його рецептор на моноцитах CD14. CD14 існує в двох формах – мембранної та розчинної. Мембранна форма постійно експресується на поверхні моноцитів, макрофагів, нейтрофілів, хондроцитів, В-лімфоцитів та інших клітин. Зв'язування ендотоксину CD14 c подальшим формуванням высокоаффинного рецепторного комплексу з Toll-подібних рецептором 4 запускає активацію моноцитів, цитокіновий каскад, регулює апоптоз, взаємодію лейкоцитів та ендотелію. Ендотоксин також індукує відщеплення позаклітинного домену CD14 з утворенням розчинної форми цього рецептора (sCD14). Крім моноцитів, значна кількість sCD14 продукують гепатоцити. sCD14 постійно присутня в циркуляції і проявляє властивості острофазового білка [2].
При помірній і вираженій СН (III–IV функціональний клас (ФК) за NYHA) виявлено посилення експресії CD14 моноцитами [5]. Підвищені рівні sCD14 у пацієнтів з СН асоціюються з більш вираженою діастолічною та систолічною дисфункцією міокарда лівого шлуночка і є предиктором виникнення смерті [4, 10, 13]. А поліморфізм гена CD14 визначає ризик розвитку СН [9]. Участь СD14 в реалізації прозапального потенціалу ендотоксину при СН підтверджується тим, що антитіла до CD14 інгібують продукцію фактора некрозу пухлини a ex vivo в крові хворих СН [7].
Є дані, що свідчать про те, що CD14 залучений в патогенез захворювань, що обумовлюють розвиток СН. Цей рецептор, ймовірно, грає роль в ініціації та прогресуванні атеросклерозу, розвитку атеротромботических ускладнень [14]. СD14 бере участь у регуляції чутливості тканин до інсуліну і може визначати розвиток ожиріння та цукрового діабету (ЦД) 2-го типу [3]. Не можна виключити, що експресія СD14 при СН залежить від її етіології, а підвищення рівнів sCD14 може бути одним з факторів, що визначають патогенетичну зв'язок інсулінорезистентності з СН.
Мета роботи – дослідження взаємозв'язків sCD14 з інсулінорезистентністю при прогресуванні серцевої недостатності у хворих на ішемічну хворобу серця з цукровим діабетом 2-го типу і без нього.
Матеріал і методи
Обстежено 72 пацієнта з ішемічною хворобою серця (ІХС) і СН II–IV ФК, з них 34 пацієнта з ЦД 2-го типу та 38 – без ЦД. З пацієнтів із ЦД у 16 хворих була СН II ФК, у 18 – СН III–IV ФК. Серед хворих без ЦД у 18 була СН II ФК, у 20 – СН III–IV ФК. Контрольна група включала 15 практично здорових осіб у віці (47, 27±1, 92) року. Клінічна характеристика обстежених хворих представлена в табл. 1. Всі пацієнти підписали інформовану згоду на участь у дослідженні. В обстеження не включали хворих з рівнем глікозильованого гемоглобіну понад 10 %, анемією, нирковою недостатністю, недавніми (до 10 діб) епізодами гострої СН, гострим коронарним синдромом протягом попередніх 3 міс, запальними захворюваннями в стадії загострення, пароксизмальними тахикардиями, екстрасистолічної аритмією, хронічними обструктивними захворюваннями легенів, окклюзирующими захворюваннями судин нижніх кінцівок.
Для визначення sCD14 використовували імуноферментні набори Diaclone (Франція). Інсулін досліджували в плазмі крові за допомогою імуноферментних наборів DRG (Німеччина). Для кількісної оцінки ступеня вираженості інсулінорезистентності використовували математичну модель гомеостазу (Homeostasis Model Assessment – HOMA) з визначенням індексу HOMA-IR за формулою (1).
HOMA-IR= (інсулін натще (мкод/мл) · глюкоза натще (ммоль/л)) /22, 5 (1).
Рівні загального холестерину (ЗХС), тригліцеридів (ТГ), холестерину ліпопротеїнів високої щільності (ХС ЛПВЩ) визначали ферментативним методом. Рівні холестерину ліпопротеїнів низької щільності (ХС ЛПНЩ) розраховували за формулою W. T. Friedewald (1972).
Статистичний аналіз проводили з використанням програми статистичної обробки даних Statistica (StatSoft Inc, США).
Результати та їх обговорення
Групи пацієнтів із ЦД та без нього не відрізнялися за віком, статтю. Індекс маси тіла і окружність талії у хворих з ЦД були трохи більші, ніж у хворих без ЦД, але відмінності недостовірні. Практично у всіх хворих діагностована гіпертонічна хвороба, 52, 63 % пацієнтів без ЦД і 52, 94 % пацієнтів із ЦД перенесли в минулому інфаркт міокарда. Зіставну частку в порівнюваних групах склали хворі з постійною формою фібриляції передсердь. За гемодинамічних показників, ФК СН і фракції викиду лівого шлуночка значущих відмінностей не встановлено.
При включенні в дослідження всі хворі отримували ацетилсаліцилову кислоту (75-100 мг/добу), інгібітори ангіотензинперетворюючого ферменту у порівнюваних дозах (еналаприл у дозі 5-20 мг/добу або лізиноприл у дозі 5-20 мг/добу). Бетаадреноблокатор бісопролол у дозі 2, 5-5 мг/добу приймали 19 (50 %) хворих без ЦД та 16 (47, 05 %) – з СД. 18 (47, 36 %) пацієнтів без ЦД та 15 (44, 12 %) з СД отримували діуретики (гідрохлоротіазид та/або фуросемід). Дигоксин у дозі 0, 125-0, 250 мг/добу був призначений 3 хворих без ЦД і 2 хворим з ЦД. Крім того, пацієнти з ЦД приймали метформін в дозі 1000-1700 мг/добу і/або гліклазид у дозі 30-60 мг/добу.
При порівнянні ліпідних показників у хворих з ЦД виявлено більш низькі рівні ХС ЛПВЩ (Р<0, 05), рівні ЗХС, ХС ЛПНЩ і ТГ відрізнялися недостовірно. Однак у хворих без ЦД рівень ТГ був у межах цільових значень, а у хворих з СД цей показник помітно перевищував цільовий рівень.
У хворих з СД при СН II ФК рівень sCD14 був більше, ніж у контрольній групі (Р<0, 05). При СН III–IV ФК концентрація sCD14 збільшувалася незначно порівняно з такою при СН II ФК (Р>0, 05; табл. 2). У хворих без ЦД при СН II ФК зростання вмісту sCD14 було дещо меншим, ніж у хворих з ЦД (Р>0, 05), і в порівнянні з контролем не досягало рівня значущості (Р>0, 05). На відміну від хворих з ЦД, у пацієнтів без ЦД наростання тяжкості СН супроводжувалося достовірним збільшенням концентрацій цього запального маркера (Р<0, 05 порівняно з СН II ФК) (див. табл. 2). При цьому, як і у хворих з СН II ФК, істотних відмінностей між хворими з ЦД та без нього не встановлено. У хворих з ЦД рівень sCD14 негативно корелював з фракцією викиду лівого шлуночка – r=-0, 42, Р<0, 05, а у пацієнтів без ЦД достовірних взаємозв'язків sCD14 з фракцією викиду не виявлено.
Таким чином, у хворих з ІХС та ЦД 2-го типу рівень sCD14 підвищується вже при початкових проявах СН і має негативну зв'язок з фракцією викиду лівого шлуночка, тоді як, за даними літератури, рівні sCD14 у хворих з ЦД без серцево-судинних захворювань не відрізняються від таких у здорових осіб [6]. У пацієнтів без ЦД концентрація sCD14 істотно збільшується тільки при вираженій СН.
Рівні інсуліну та HOMA-IR у хворих з СН ІІ ФК без ЦД підвищувалися недостовірно порівняно з групою контролю (див. табл. 2). При СН III–IV ФК ці показники зростали в більшій мірі. Однак цей приріст був статистично значущим тільки в порівнянні з групою контролю (Р<0, 05). У хворих з СН II ФК і СД рівень інсуліну та HOMA-IR були більше, ніж в контрольній групі (Р<0, 05), а показник HOMA-IR був вище, ніж у хворих з СН ІІ ФК без ЦД (Р<0, 05). У хворих з СН III–IV ФК і СД ці параметри істотно збільшувалися: рівні інсуліну та HOMA-IR були достовірно більше, ніж у хворих з СД при СН II ФК (Р<0, 05) та у пацієнтів з СН III–IV ФК без ЦД (Р<0, 05).
При корреляционном аналізі у хворих без ЦД виявлено достовірні взаємозв'язки між рівнями sCD14 і вмістом інсуліну та HOMA-IR. У хворих без ЦД в цілому рівень sCD14 негативно корелював c рівнем інсуліну (r=-0, 48, Р<0, 05) та HOMA-IR (r=-0, 49, Р<0, 05). У хворих з СН II ФК достовірних кореляцій не встановлено. У хворих з СН III–IV ФК сила кореляційних зв'язків була більше, ніж в цілому по групі: з інсуліном – r=-0, 55, Р<0, 05, з HOMA-IR – r=-0, 56, Р<0, 05.
У хворих з СД кореляції виявлені при HOMA-IR менше медіани, яка склала 7, 53. Рівень sCD14 негативно корелював лише з HOMA-IR – r=-0, 51, Р<0, 05, з вмістом інсуліну будь-яких взаємозв'язків не встановлено.
Таким чином, у хворих з СН без ЦД гіперінсулінемія і наростання інсулінорезистентності при прогресуванні СН пов'язані з підвищенням рівнів sCD14. У пацієнтів з СД sCD14 був пов'язаний тільки з HOMA-IR, але ця асоціація не залежала від тяжкості СН і була виявлена тільки у пацієнтів з відносно невеликим ступенем інсулінорезистентності.
Ліпідів сироватки крові можуть грати важливу роль в регуляції біоактивності ліпополісахариду при СН. Всі ліпідні фракції (ЛПНЩ, ЛПВЩ, фракції, багаті тригліцеридами) здатні зв'язувати і нейтралізувати ендотоксин, що призводить до зменшення експресії моноцитами CD14 [12]. Ми провели порівняльний множинний лінійний регресійний аналіз залежності між sCD14 і липидными показниками у хворих з СН з ЦД та без нього.
У хворих з СД отримана модель характеризувалася високим ступенем достовірності (Р<0, 00014) і пояснювала більш 76 % мінливості sCD14 (коефіцієнт детермінації R2=0, 76349958). Була встановлена достовірна взаємозв'язок показника sCD14 з усіма липидными фракціями: несподівано позитивна (коефіцієнт b>0) – з рівнем ЗХС і негативна (коефіцієнт b<0) – з ХС ЛПВЩ, ТГ, ХС ЛПНЩ (табл. 3). При цьому найбільший вплив чинив ХС ЛПНЩ, для якого коефіцієнт b був максимальним.
У хворих без ЦД регресійна залежність була недостовірною (Р>0, 05). При цьому спрямованість асоціацій між sCD14 і ЗХС, ХС ЛПНЩ, ХС ЛПВЩ, ТГ носила такий же характер, як і у хворих з ЦД.
Отримані результати свідчать про те, що у хворих з СН і СД, на відміну від хворих без ЦД, ЛПНЩ, ЛПВЩ та ліпіди крові, багаті тригліцеридами, відіграють важливу роль в регуляції секреції sCD14, пригнічує його продукцію. У нашому дослідженні у хворих з СН і СД у порівнянні з пацієнтами без ЦД виявлено тільки одне достовірне відмінність – більш низький рівень ХС ЛПВЩ (див. табл. 1). З іншого боку, однією з особливостей дисліпідемії при ЦД поряд з кількісними змінами ліпідних фракцій є і якісні зміни – збільшення процентного вмісту малих щільних ЛПНЩ. Можливо, цими (кількісними – зниження ХС ЛПВЩ, і якісними – малі щільні ЛПНЩ) відмінностями ліпідних фракцій і можна пояснити виявлене нами підвищення sCD14 у хворих з СД вже при початкових проявах СН.
Таким чином, за даними нашого дослідження, при СН у хворих з ІХС виявлено збільшення концентрації sCD14 як у осіб із супутнім ЦД 2-го типу, так і без нього. При цьому sCD14 слід розглядати не тільки як маркер активації імунної системи бактеріальними ендотоксинами. Патогенетичне значення sCD14 при СН може визначатися тим, що помірне підвищення рівнів sCD14 посилює эндотоксининдуцированную активацію моноцитів, макрофагів, нейтрофілів [15]. sCD14 опосередковує активацію липополисахаридами ендотеліальних, епітеліальних і гладком'язових клітин, які експресують на своїй поверхні CD14 або експресують його в невеликих кількостях [2].
Разом з тим, у хворих з СД характер асоціації sCD14 c тяжкістю СН, інсулінорезистентністю, липидными фракціями суттєво відрізнявся від такого у хворих без ЦД. Ці відмінності можуть вказувати на різну патогенетичну значимість, різні механізми регуляції секреції цієї молекули і, отже, на гетерогенність запальних процесів при розвитку СН у хворих з ЦД та без нього.
Це припущення узгоджується з консенсусом експертної групи з проблеми запалення при СН, яка була створена Асоціацією серцевої недостатності Європейського товариства кардіологів у зв'язку з невдалими результатами клінічних випробувань декількох протизапальних стратегій при СН [8]. Нейтральні і навіть негативні підсумки багатоцентрових рандомізованих клінічних досліджень антицитокиновой та імуномоделюючої терапії при СН не заперечують значимість запалення в патогенезі СН. Але відповідно до резюме експертної групи ідея про загальну запальному механізмі, який характеризує різні форми СН, видається нереалістичною. Припускають, що в патогенез діабетичної, ішемічної, гіпертензивної СН можуть бути залучені різні запальні процеси. І для розробки адекватних протизапальних підходів необхідно визначення специфічних запальних механізмів при різних формах СН.
Висновки
У хворих з ішемічною хворобою серця та цукровим діабетом 2-го типу рівень sCD14 підвищується вже при початкових проявах серцевої недостатності і негативно співвідноситься з фракцією викиду лівого шлуночка. У пацієнтів без цукрового діабету істотне збільшення концентрації sCD14 відбувається тільки при вираженій серцевій недостатності.
У хворих з ішемічною хворобою серця без цукрового діабету гіперінсулінемія і наростання інсулінорезистентності при прогресуванні серцевої недостатності асоціюється з підвищеними рівнями sCD14. У пацієнтів з цукровим діабетом sCD14 був пов'язаний тільки з HOMA-IR незалежно від тяжкості серцевої недостатності при відносно невеликій ступеня інсулінорезистентності.
При цукровому діабеті, на відміну від хворих без нього, ліпопротеїни низької та високої щільності та ліпіди крові, багаті тригліцеридами, мабуть, грають важливу роль в регуляції секреції sCD14 при серцевій недостатності, сприяючи зменшенню його продукції.
Література
1.Волков в. І., Серік С. А. Иммуновоспаление і серцева недостатність // Журнал АМН України. – 2008. – Т. 14, № 2. – С. 248-267.
2.Bas S., Gauthier B. R., Spenato U. et al. CD14 is an acute-phase protein // J. Immunol. – 2004. – Vol. 172, № 7. – P. 4470-4479.
3.Cani P. D., Amar J., Iglesias M. A. et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance // Diabetes. – 2007. – Vol. 56, № 7. – P. 1761-1772.
4.Chrysohoou C., Pitsavos C., Barbetseas J. et al. Chronic systemic inflammation accompanies impaired ventricular diastolic function, detected by Doppler imaging, in patients with newly diagnosed systolic heart failure (Hellenic Heart Failure Study) // Heart Vessels. – 2009. – Vol. 24, № 1. – P. 22-26.
5.Conraads V. M., Bosmans J. M., Schuerwegh A. J. et al. Intracellular monocyte cytokine production and CD 14 expression are up-regulated in severe vs mild chronic heart failure // J. Heart Lung Transplant. – 2005. – Vol. 24, № 7. – P. 854-859.
6.Fernandez-Real J. M., Lуpez-Bermejo A., Castro A. et al. Opposite relationship between circulating soluble CD14 concentration and endothelial function in diabetic and nondiabetic subjects // Thromb. Haemost. – 2005. – Vol. 94, № 3. – P. 615-619.
7.Genth-Zotz S., von Haehling S., Bolger A. P. et al. The anti-CD14 antibody IC14 suppresses ex vivo endotoxin stimulated tumor necrosis factor-alpha in patients with chronic heart failure // Eur. J. Heart Fail. – 2006. – Vol. 8, № 4. – P. 366-372.
8.Heymans S., Hirsch E., Anker S. D. et al. Inflammation as a therapeutic target in heart failure? A scientific statement from the Translational Research Committee of the Heart Failure Association of the European Society of Cardiology // Eur. J. Heart Fail. – 2009. – Vol. 11, № 2. – P. 119-129.
9.Kruger S., Graf J., Merx M. W. et al. CD14 gene -260 C/T polymorphіsm is associated with chronic heart failure // Eur. J. Intern. Med. – 2005. – Vol. 16, № 5. – P. 345-347.
10.M. Rauchhaus, Doehner W., Francis D. P. et al. Plasma cytokine parameters and mortality in patients with chronic heart failure // Circulation. – 2000. – Vol. 102, № 25. – P. 3060-3067.
11.Sandek A., Anker S. D., von Haehling S. The gut and intestinal bacteria in chronic heart failure // Curr. Drug Metab. – 2009. – Vol. 10, № 1. – P. 22-28.
12.Sandek A., Utchill S., M. Rauchhaus The endotoxin-lipoprotein hypothesis – an update // Arch. Med. Sci. – 2007. – Vol. 3, № 4A. – P. 81-90.
13.Satoh S., Oyama J., Suematsu N. et al. Increased productivity of tumor necrosis factor-alpha in helper T cells in patients with systolic heart failure // Int. J. Cardiol. – 2006. – Vol. 111, № 3. – P. 405-412.
14.Shimada K., Daida H., Ma-Krupa W. et al. Lipopolysaccharide, CD14 and Toll-like receptors: an emerging link between innate and immunity atherosclerotic disease // Future Cardiol. – 2005. – Vol. 1, № 5. – P. 657-674.
15.Van Amersfoort E. S., Van Berkel T. J., Kuiper J. Receptors, mediators, and mechanisms involved in bacterial sepsis and septic shock // Clin. Microbiol. Rev. – 2003. – Vol. 16, № 3. – P. 379-414.
В. І. Вовків, С. А. Серік.
ДУ "Інститут терапії ім. Л. Т. Малої АМН України", р. Харків.
