Моноцитарный ответ при инфаркте миокарда у пациентов с сахарным диабетом 2 типа

Гипергликемия является мощным фактором риска развития атеросклероза. Исследования показывают, что у пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) и атеросклерозом имеет место умеренное хроническое воспаление. При этом у пациентов с диабетической макроангиопатией процессы воспаления более выражены: выше уровень TGF-β, IL-6 и MCP-1 [1]. Изменения в иммунной системе и углеводном обмене взаимосвязаны и повышают риск развития атеросклероза и сердечно-сосудистых событий. В современные прогностические шкалы (например, CADPA — coronary artery disease predictive algorithm) включены как факторы активации иммунных клеток, так и гликированный гемоглобин (HbA_1c) [2]. HbA_1c — интегрированный показатель, отражающий средний уровень гликемии за 3 мес., используется для постановки диагноза и контроля за гликемией у пациентов с СД2 [3]. Хроническая и транзиторная гипергликемия приводит к активации лейкоцитов, увеличивает адгезию моноцитов и нейтрофилов к эндотелию сосудов, приводя к развитию эндотелиальной дисфункции, микрососудистым и макрососудистым осложнениям. При этом уровень HbA_1c коррелирует с показателями активации лейкоцитов (интегрины CD11b, CD66b) [4]. В опыте на мышах было показано, что даже транзиторная гипергликемия приводит к активации миелопоэза, что выражается в повышении уровня моноцитов, главным образом, Ly6-Chi (провоспалительных), а также нейтрофилов [5].

Течение инфаркта миокарда (ИМ) сопряжено с развитием воспалительной реакции, ключевым звеном которой является моноцитарно-макрофагальная система, активность которой оказывает влияние на течение и прогноз при ИМ [6]. По современным представлениями в популяции моноцитов в зависимости от уровня экспрессии на их поверхности маркеров дифференцировки CD14 и CD16 выделяют несколько подвидов моноцитов, обладающих разными свойствами и выполняющих разные функции [6][7]. Пациенты с СД2 могут иметь особенности моноцитарного ответа на фоне хронического низкоградиентного воспаления, взаимосвязанного с гипергликемией.

Целью настоящего исследования было оценить изменения в субпопуляционном составе моноцитов при ИМ у пациентов с СД2 в зависимости от степени контроля за уровнем гликемии.

Материал и методы

В наблюдательное проспективное исследование был включен 121 пациент с ИМ и СД2: 60 мужчин и 61 женщина. Критериями исключения были: диабетическая стопа и гнойные воспалительные процессы, тяжелая почечная недостаточность, требующая заместительной почечной терапии, системные воспалительные заболевания, активные онкологические заболевания. Всем пациентам определяли уровень HbA_1c в 1 сут. госпитализации, определяли уровень глюкозы в крови при поступлении и в динамике. Пациенты были консультированы эндокринологом. У 26 пациентов (21%) диагноз СД2 был установлен впервые. Целевые уровни HbA_1c определяли согласно "Алгоритмам специализированной медицинской помощи больным с сахарным диабетом" [3]. Среди пациентов с СД2 выявлено 45 пациентов (37%), у которых уровень HbA_1c был выше целевых значений, и 76 пациентов (63%) с целевыми значениями HbA_1c.

Помимо стандартного лабораторного и инструментального исследования в 1, 3, 5 и 12±1 сут. у пациентов определяли относительные показатели общего числа моноцитов и их CD16(+) и CD16(-) субпопуляций в периферической крови методом цитофлоуметрии на цитофлуориметре FC-500 (Beckman Coulter, США) с использованием панели реагентов "CytoDiff"® (Beckman Coulter, США). Абсолютное количество моноцитов оценивали по числу лейкоцитов в периферической крови, определенному на автоматическом гематологическом анализаторе LH-750 (Beckman Coulter, США). Для дифференцировки субпопуляций моноцитов применяли протокол с использованием меченых моноклональных антител в панели: CD14-FITC/CD45-PC5/CD16-PE. По уровню экспрессии рецепторов СD14 и СD16 моноциты распределяли на три субпопуляции CD14(++)CD16(-) ("классические"), CD14(+)CD16(+) ("промежуточные") и СD14dimСD16(+) ("неклассические" моноциты).

Всем пациентам в 1 сут. ИМ выполняли эхокардиографию с определением фракции выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ) и расчетом индекса массы миокарда (ИММ) ЛЖ.

Статистический анализ проводился с помощью пакета STATISTICA 10.0. Применены непараметрические методы статистики: критерий Манна-Уитни, таблицы сопряженности 2×2. Различия считали значимыми при р<0,05.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Результаты

У пациентов с известным СД2 в анамнезе медиана продолжительности СД2 составляла 10 (5; 14) лет.

Пациенты с целевыми значениями HbA_1c были старше пациентов с некорригированным уровнем HbA_1c. Значимых гендерных различий между группами выявлено не было. У пациентов с повышенным уровнем HbA_1c СД2 диагностировали значительно в более молодом возрасте. При этом сердечно-сосудистые заболевания в анамнезе встречались одинаково часто в обеих группах. Однако в группе пациентов с нецелевыми значениями HbA_1c первый ИМ в жизни развивался в гораздо более молодом возрасте по сравнению с пациентами с целевыми значениями HbA_1c. Группы не различались по частоте встречаемости острого коронарного синдрома с подъемом сегмента ST, тяжести поражения коронарного русла, проценту реваскуляризации симптом-связанной коронарной артерии (табл. 1).

Примерно в половине случаев пациенты обеих групп принимали на догоспитальном этапе пероральные сахароснижающие препараты. В группе с целевыми значениями HbA_1c пациентам чаще была назначена гипогликемическая диета без медикаментозной терапии: 26 (34%) человек vs 5 (11%) пациентов, соответственно (р=0,009).

По данным эхокардиографии у пациентов с некорригированными значениями HbA_1c были существенно выше показатели ИММ ЛЖ, а уровень ФВ ЛЖ не различался между группами.

У пациентов с некорригированным уровнем HbA_1c определялась значительно более высокая гипергликемия при поступлении. Уровень креатинина и скорость клубочковой фильтрации, определенные при поступлении, были сопоставимы в обеих группах, несмотря на возрастные различия групп.

Учитывая значительную долю пациентов с уровнем HbA_1c, превышающим целевые значения, среди больных с СД2, были оценены изменения субпопуляционного состава моноцитов за время госпитализации у пациентов с целевыми значениями HbA_1c и с повышенным HbA_1c (табл. 2).

Уровень CD16(-) моноцитов существенно не различался между группами. Число CD16(+) моноцитов в 1 сут. ИМ было значительно выше у пациентов с корригированным уровнем HbA_1c. На 3 сут. уровень CD16(+) моноцитов не различался. Однако отношение числа CD16(-) моноцитов к уровню CD16(+) моноцитов было в группе пациентов с целевыми значениями HbA_1c на 3 сут. ИМ ниже по сравнению с другой группой.

В связи с тем, что популяция моноцитов неоднородна и существует "переходная" промежуточная форма — моноциты CD16(+)CD14(+), — нами была проведена дифференцировка трех субпопуляций (табл. 3).

Число "классических" и "неклассических" моноцитов в обеих группах существенно не различалось на протяжении всего наблюдения. У пациентов с корригированным уровнем HbA_1c уровень "промежуточных" CD14(+)CD16(+) моноцитов на 3 сут. ИМ был выше по сравнению с пациентами с повышенным HbA_1c: 74,82 (71,78; 83,2) кл/мкл vs 25,9 (14,04; 57,12) кл/мкл, р=0,03. Нами был проведен ковариационный анализ для оценки возможного влияния ковариаты — возраста — на уровень "промежуточных" моноцитов на 3 сут. ИМ (табл. 4). По результатам одномерного ковариационного анализа статистически значимого влияния возраста на уровень "промежуточных" моноцитов на 3 сут. ИМ выявлено не было, в отличие от фактора принадлежности к одной из групп по уровню контроля HbA_1c: F=1,638 (р=0,237) vs F=6,634 (р=0,033).

Учитывая возрастные различия между группами, было проведено сравнение моноцитарного ответа в зависимости от возраста пациентов. Медиана возраста среди пациентов с СД2 составила 71 год. Каждая группа пациентов была разделена на две возрастные подгруппы: 1 — до 70 лет включительно и 2 — 71 год и старше (табл. 5).

Среди пациентов с некорригированным уровнем HbA_1c возрастных различий в показателях моноцитарного ответа выявлено не было.

Среди пациентов с целевыми значениями HbA_1с обращает на себя внимание существенно более высокий уровень CD16(+) моноцитов на 3 сут. ИМ у пациентов моложе 71 года: 104,55 (63,64; 149,7) кл/мкл vs 55,20 (36,92; 76,59) кл/мкл, р=0,03. При этом уровень CD16(-) моноцитов и соотношение субпопуляций моноцитов в зависимости от возраста не различались в этой группе пациентов.

Обсуждение

Развитие СД2 ассоциировано с возрастом, хотя в мире наблюдается рост заболеваемости среди более молодых групп населения [8]. В настоящем исследовании преобладают лица старше 60 лет. Однако группы с корригированным и некорригированным уровнем HbA_1c существенно различаются по возрасту, выраженности макрососудистых осложнений, метаболических нарушений и особенностям иммунного ответа при ИМ. Известно, что атеросклероз — это процесс, прогрессирующий с возрастом. В данном исследовании более молодые пациенты с некорригированным уровнем HbA_1c имели такой же отягощенный анамнез по сердечно-сосудистым заболеваниям, связанным с атеросклерозом, как и пациенты значительно более старшего возраста с корригированным уровнем HbA_1c. У пациентов с нецелевыми значениями HbA_1c первый ИМ гораздо раньше в более молодом возрасте. Таким образом, высокая гипергликемия является чрезвычайно мощным фактором, ассоциированным с ранним развитием ИМ. Также полученные данные свидетельствуют о том, что популяция пациентов с СД2 неоднородна, и, по-видимому, имеются подгруппы разного возраста с различным метаболическим профилем, отличающиеся по риску развития ИМ. Согласно полученным результатам у более молодых пациентов с некорригированным уровнем HbA_1c были более выражены метаболические нарушения: высокий индекс атерогенности, высокий уровень триглицеридов, — более выраженные явления гипертрофии миокарда ЛЖ, несмотря на более молодой возраст. Также в этой группе пациентов чаще требовалось назначение инсулина. Полученные данные свидетельствуют о том, что недостаточный контроль гликемии у пациентов с СД2, несмотря на более молодой возраст, ассоциирован с более выраженными явлениями атеросклероза и более ранним развитием ИМ. Такие результаты не противоречат данным других исследований пациентов с СД2, где было показано, что ассоциированный с возрастом СД2 характеризуется менее выраженными метаболическими нарушениями [9] по сравнению с СД2 у более молодых лиц, для которых характерны ожирение и высокие уровни гликемии.

Течение ИМ сопряжено с развитием асептической воспалительной реакции, в результате которой повышается уровень моноцитов в периферической крови. Популяция моноцитов неоднородна. По наличию на поверхности кластеров дифференцировки CD14 и CD16 моноциты минимально разделяют на две субпопуляции: CD14(+)CD16(-) и CD14(-)CD16(+). Вопрос о происхождении и созревании различных подтипов моноцитов до сих пор остается не до конца решенным. Нет абсолютной ясности, дифференцируются ли CD16(-) и CD16(+) моноциты сразу в зонах роста или меняют свой фенотип в процессе онтогенеза, и что влияет на смену их фенотипа [10]. По современным представлениям, скорее всего, образование нескольких субпопуляций моноцитов связано с нарастающей экспрессией фактора цитотоксичности CD16. Регуляция этого процесса чрезвычайно сложна. С одной стороны, в ней заинтересованы практически все иммунные клетки (NK-клетки, Т-лимфоцитов, нейтрофилы, а также В-лимфоциты), с другой — многие факторы, включая гипергликемию, а также различные патологические состояния могут влиять на скорость и объемы дифференцировки моноцитов [11]. Этим может объясняться то, что исследования разных групп пациентов и здоровых индивидов дают противоречивые и трудно сопоставимые между собой результаты о свойствах и функции моноцитов, в большей степени это касается CD16(+) моноцитов. CD16(+) моноциты ассоциированы как с выработкой значительного количества провоспалительных медиаторов, так и сопряжены с процессами репарации в зоне некроза миокарда, т.к. также вырабатывают интерлейкин-10 [7]. Это потребовало поиска других маркеров дифференцировки моноцитов. Было показано, что по уровню экспрессии CD14 и CD16 популяцию моноцитов можно дифференцировать на три субпопуляции, отличающиеся по экспрессии CCR2 (рецептор к моноцитарному хемоаттрактантному белку), с различными свойствами: "классические" CD14(++)CD16(-)CCR2(+) с высокой фагоцитарной активностью, "промежуточные" CD14(++)CD16(+)CCR2(+) с выраженными провоспалительными свойствами и "неклассические" CD14(-)CD16(++)ССR2(-) [7]. "Промежуточные" моноциты в остром периоде ИМ (при поступлении в стационар) ассоциированы с неблагоприятным прогнозом [12].

При ИМ имеет место закономерная динамика числа моноцитов различных субпопуляций. Было показано, что на 3 сут. наблюдается пик CD16(-) моноцитов, а к 5 сут., когда разворачиваются процессы репарации, нарастают CD16(+) моноциты. В настоящем исследовании наблюдается более сглаженная динамика CD16(-) и CD16(+) моноцитов в 1-5 сут. ИМ. При этом на 3 сут. ИМ число CD16(+) моноцитов значительно выше у пациентов с корригированным уровнем гликемии, при этом также повышено число CD14(++)CD16(+) "промежуточных" моноцитов в этой группе пациентов, что могло бы быть связано с более старшим возрастом больных. В отсутствии патологии соотношение субпопуляций моноцитов может меняться с возрастом в сторону преобладания CD16(+) моноцитов [13]. Однако по полученным нами данным при анализе возрастных особенностей моноцитарного ответа в группах больных было выявлено, что, напротив, число CD16(+) моноцитов на 3 сут. ИМ было значительно выше среди пациентов с корригированным HbA_1c у больных моложе 70 лет по сравнению с пациентами более старшего возраста.

Значительное количество исследований свидетельствует о взаимном влиянии хронической гипергликемии и системы моноцитов. Особое внимание уделяют CD16(+) моноцитам и, в частности, "промежуточным" моноцитам, с которыми связывают неблагоприятный прогноз и более выраженное постинфарктное ремоделирование миокарда у пациентов с СД2 [11]. В настоящем исследовании полученные результаты свидетельствуют о более низких показателях CD16(+) моноцитов в 1-3 сут. ИМ у пациентов с некорригированным уровнем HbA_1c и у пациентов старше 71 года с целевыми значениями HbA_1c. В большинстве ранее выполненных исследований [14][15] не оценивали особенности моноцитарного ответа в подгруппах пациентов с СД2, хотя популяция пациентов с СД2 гетерогенна, или не включали пациентов с ИМ. Это может обусловливать противоречивость полученных данных. Так, в исследовании Fadini GP, et al. [14] у пациентов с СД2 выявлено снижение числа CD16(+) моноцитов по сравнению с пациентами без СД. А в исследовании Min D, et al. [15] было показано, что CD16(+) моноциты также были значительно ниже у пациентов с микро- и макрососудистыми осложнениями СД2 по сравнению с пациентами с СД2 без осложнений вне зависимости от длительности СД. Полученные нами данные в целом согласуются с результатами Min D, et al., в котором проводилось сравнение подгрупп пациентов с ИМ и было показано, что на реактивность моноцитарной системы могут оказывать влияние возраст, тяжесть метаболических нарушений, длительно предшествующая гипергликемия [15].

Результаты проведенного нами ковариационного анализа свидетельствуют о том, что по сравнению с возрастом пациента степень контроля HbA_1c оказывает больше влияния на показатели моноцитарного ответа. Данные литературы указывают на тесную связь между гликемией и риском развития осложнений СД, с одной стороны, и выраженностью воспалительной реакции — с другой, вне зависимости от возрастной группы. В исследовании Bilgin S, et al. было показано, что такие маркеры воспаления, как моноцитарно-лимфоцитарное соотношение, нейтрофильно-лимфоцитарное соотношение, С-реактивный белок, интерлейкин-1, фактор некроза опухоли-α коррелируют с HbA_1c, ассоциированы с более слабым контролем гликемии и более тяжелым течением СД2. При этом показатели воспалительной реакции были выше у пациентов с недостаточным контролем течения СД2 во всех возрастных группах [16]. Результаты исследования пациентов старше 60 лет демонстрируют более высокие показатели сосудистого воспаления (С-реактивный белок, sVCAM-1) у пациентов с СД2 и умеренными когнитивными нарушениями по сравнению с пациентами с СД2 без явлений энцефалопатии и здоровыми индивидами [17]. Таким образом, недостаточный контроль гликемии при СД2 оказывает влияние на проявления воспалительной реакции. Адекватный контроль гликемии у пациентов с СД2 необходим в т.ч. и для предотвращения гиперактивации воспалительных процессов, что имеет значение в любых возрастных группах.

Заключение

Среди пациентов с ИМ течение СД2 с некорригированными показателями HbA_1c ассоциировано с более молодым возрастом, более выраженной дислипидемией и ранним развитием макрососудистых осложнений, а воспалительная реакция в остром периоде ИМ характеризуется депрессией CD16(+) звена моноцитарного ответа. У пациентов с СД2 и целевыми значениями HbA_1c по сравнению с пациентами с некорригированным HbA_1c воспалительная реакция при ИМ сопровождается более высокими показателями CD16(+) моноцитов в 1 и 3 сут. ИМ, что более характерно для лиц моложе 71 года.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.