Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Коморбидность гипертонической болезни (ГБ) и ожирения приводит к развитию инсулинорезистентности (ИР) и сахарного диабета (СД) 2 типа, повышению риска сердечно-сосудистых осложнений. Жировая ткань является локусом воспаления, где возникает активация TLR рецепторов липополисахаридами, повышается продукция провоспалительных цитокинов, что является одним из патогенетических звеньев развития сердечно-сосудистой патологии, СД 2 типа у больных с ожирением. Исследователи продолжают поиск механизмов снижения кардиовасулярного риска у лиц с ожирением. Сравнительно недавно был открыт и синтезирован вазоактивный адипокин апелин, биологические эффекты которого интенсивно исследуются. Boucher et al. продемонстрировали, что апелин секретируется в адипоцитах людей. Уровень экспрессии апелина в жировой ткани практически сопоставленный с уровнем активности в клетках сердца и почек. [4]. Одним из важных прогностических эффектов апелина является положительное влияние на углеводный обмен, так как идентификация апелина как адипокина привела к выводу про связь апелина с инсулиновым сигнальным путем. [10] Апелин непосредственно способствует усвоению глюкозы через АМФ протеинкиназный путь и eNOS. [11]. Существуют разногласия по поводу активности апелина при гипертонической болезни, синдроме ИР.

Цель исследования: изучить экспрессию адипокина апелина и его взаимосвязь с активностью компонентов системы оксида азота в группе Украинских пациентов с ГБ и ожирением.

Материалы и методы исследования

96 пациентов с ГБ были задействованы в исследовании. Расспрос, осмотр, лабораторные и инструментальные исследования проведены в соответствии с рекомендациями Украинского общества кардиологов, Европейского общества кардиологов и Европейского общества по артериальной гипертензии 2007/2009 [8].

Исследование утверждено локальной комиссией по этике, все пациенты давали письменное согласие на проведение исследования. Всем пациентам проведено измерение роста, веса при первом визите. Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывали как вес в килограммах, разделенный на квадрат роста в метрах (кг/м2).

Проводилось три последовательных измерения систолического (САТ) и диастолического (ДАТ) артериального давления стандартизованным сфигмоманометром после 15-минутного отдыха в положении сидя, среднее арифметическое из трех измерений принималось к статистической обработке.

Кровь для исследований набирали утром, натощак, после 8-ми часового голодания. Пробы центрифугировали и замораживали до проведения лабораторного исследования. Углеводный обмен оценивали на основании уровня гликозилированного гемоглобина (HbA1c), глюкозы, инсулина натощак, и после проведения стандартного перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ) с 75 гр. глюкозы. Для исследования уровня инсулина использовался набор реактивов DRG® Insulin (DRG Instruments GmbH, Germany, Marburg). Для оценки инсулинорезистентности использовался индекс Caro, который рассчитывался как отношение глюкозы (моль/л) к уровню инсулина натощак (мЕд/мл). В норме индекс Caro превышает 0,33 [3].

Вазоактивный пул оксида азота оценивался на основания определения уровня нитратов (NO₂), нитритов (NO₃), эндотелиальной (eNOS) и индуцибельной (iNOS) синтаз оксида азота биохимическим методом с использованием реактива Griess по методике L. Green. S-нитозотиол (S-NO) исследовали в плазме крови флюорометрическим методом. [2]. С целью исключения влияния медикаментозной коррекции АД на систему генерации NO, забор крови для исследования проводился в первые дни пребывания в стационаре. Все больные находились в условиях одинаковой физической активности и не принимали нитратсодержащих препаратов. Уровень апелина определяли в плазме крови методом ELISA (Phoenix Pharmaceuticals, USA).

Статистическая обработка проведена с использованием программ Microsoft Excel и Statistica. Результаты поданы как медиана (Me) и значения нижнего и верхнего квартилей. Данные пациентов были категоризированы по апелину и ИМТ согласно методу кластерного анализа с использованием k-средних. Достоверность различий определялась методом Kruskal-Wallis. Значение p менее 0,05 рассматривалось как статистически значимое.

Результаты исследования и их обсуждение

Средние значения ИМТ и апелина в общей выборке пациентов с ГБ (n=96) – 30,47 ± 4,25 кг/м2 и 0,28 ± 0,32 нг/мл соответственно. 93 % больных с ГБ имели повышенную массу тела. Данные значения статистически превышали (p<0,05) показатели контрольной группы: ИМТ – 21,23 ± 1,01 кг/м2 и апелин – 0,12 ± 0,01 нг/мл. [1]. Исследование вазоактивного пула оксида азота показало наличие эндотелиальной дисфункции у 89 % больных ГБ, что проявлялось снижением уровня eNOS (0,60 ±0,11 пмоль/мин х мг белка), NO2 (11,72 ± 2,62 мкмоль/л), NO3 (19,11 ± 4, 29 мкмоль/л), p<0,05 в сравнении с группой контроля (0,72 ±0,05 пмоль/мин х мг белка, 12,54 ± 2,58 и 23,26 ± 2,71 мкмоль/л соответственно). Так же, у больных ГБ значения iNOS (0,36 ±0,09 пмоль/мин х мг белка) и S-NO (0,42 ±0,13 ммоль/л) в 2 раза превышали показатели группы контроля: 0,18 ±0,02 пмоль/мин х мг белка и 0,20 ± 0,02 мкмоль/л соответственно.

Для изучения взаимосвязи повышенной массы тела с экспрессией адипокина апелина все пациенты распределены на 4 кластера (рис. 1).

Рис. 1. Кластеризация результатов по апелину и ИМТ

В 1 кластере было 23 пациента с ГБ, возраст от 40 до 71 лет, Me – 63,0 лет; 13 женщин и 10 мужчин. Во 2 кластере – 22 больных ГБ, возрастом от 35 до 72 лет, Me – 60,5 лет; 12 женщин и 10 мужчин. 3 кластер составляли 14 пациента ГБ, от 54 до 74 лет, Me – 61,5 лет; 8 женщин и 6 мужчин. В 4 кластере – 37 пациентов с ГБ от 30 до 72 лет, медиана возраста – 58,0 лет.

Проведен анализ пациентов с ожирением в каждом кластере согласно ИМТ. Так, в 1 кластере 21,7 % с нормальной массой тела, см. pиc.2. 78 % пациентов 1 кластера имели предожирение. Большинство пациентов 2 кластера – 59,1 % – лица с ожирением 2 степени. 50 % больных 3 кластера были с ожирением 1 степени и 45 % – с предожирением. В 4 кластере, 70,3 % пациентов с ГБ были с сопутствующим ожирением 1 степени, и 24, 3 % – с предожирением.

Данные длительности заболевания, САТ и ДАТ, результаты исследования углеводного обмена, вазоактивного пула оксида азота, уровня апелина представлены в табл. 1.

Рис. 2. Количество больных с ожирением при распределении пациентов на кластеры по уровню апелина и ИМТ

Пациенты 1 и 2 кластеров характеризовались противоположными значениями ИМТ. У больных 1 кластера, с наиболее низким ИМТ выявлен наименьший анамнез ГБ. Так же умеренные изменения в углеводном обмене сопровождались невыраженными изменениями параметров системы оксида азота. Пациенты 2 кластера отличались наиболее высоким значением ИМТ, САТ, ДАТ. В сравнении и больными 1 кластера, у пациентов 2 кластера выявлен более длительный анамнез заболевания, статистически более выраженная дисгликемия, которая сопровождалась достоверным снижением уровня eNOS в сравнении с группой контроля, достоверно значимым повышением уровня S-нитрозотиола и апелина в сравнении с пациентами 1 кластера. Обращает внимание, что именно во 2 кластере, где преобладают пациенты со 2 степенью ожирения, уровень eNOS наименьший в целой выборке.

Несмотря на незначительные различия в ИМТ пациентов 3 и 4 кластеров, выявлены противоположные значения апелина. У больных 4 кластера установлено наименьшую во всей выборке активность апелина, у пациентов 3 – наибольшую. Уровень пептида у больных 3 кластера в 3 раза превышал средние значения других групп. У пациентов 3 и 4 кластеров длительность заболевания самая большая среди всех пациентов. Анализ лабораторных и инструментальных исследований показал более высокие показатели САТ и ДАТ у больных 3 группы в сравнении с 4. У больных 4 кластера, на фоне самого низкого уровня апелина в целой выборке, отмечено достоверно высокие уровни S-NO, iNOS и низкий уровень eNOS. Наиболее выраженные изменения углеводного обмена выявлены у больных 4 кластера. Значения глюкозы, инсулина натощак и после ПГТТ, а так же HbA1c, индекс HOMA у больных 4 кластера превышали таковые в других группах.

В организме NO могут связываться в стабильные соединения и депонироваться в клетках, или транспортироваться по мере надобности. В качестве депо NO выступают динитрозолные комплексы железа с серосодержащими лигандами и S-нитрозотиолы. При этом, депонирование NO в стенки сосудов начинается независимо от причины, а высвобождение опосредовано ионами металлов, аскорбатом, тиоловыми соединениями и некоторыми ферментами, например, каталазой и глутатионпероксидазой.

Таблица 1

Анамнестические, антропометрические данные, результаты лабораторного исследования пациентов с ГБ

Данные представлены как медиана, нижний и верхний квартили.

Сокращения: САТ, систолическое артериальное давление; ДАТ, диастолическое артериальное давление; ИМТ, индекс массы тела; NO₃, нитрит; NO₂, нитрат; S-NO, S-нитрозотиол; eNOS, эндотелиальная синтаза оксида азота; iNOS, индуцибельная синтаза оксида азота; ПГТТ, пероральный глюкозотолерантный тест.

Большая роль в формировании макрососудистых осложнений, патогенетическим моментом которых является эндотелийзависимая вазодилатация, отводится оксидантному стрессу, который приводит к ускоренной инактивации NO супероксидным анион-радикалом, в результате чего образуется пероксинитрит, который, в свою очередь, может вступать в реакцию с тирозиновыми остатками белков с образованием нитротирозина, и с тиолами алтбумина или глутатиона, образуя S-нитрозотиолы. Таким образом, взаимодействие с тиолами может предотвращать токсичные эффекты пероксинитрита, но при этом снижается биодоступность оксида азота при его неизменном синтезе [9].

В целой выборке пациентов с ГБ корреляционный анализ показал достоверные взаимосвязи активности апелина с компонентами вазоактивного пула оксида азота. Выявлены корреляции апелина с уровнем S-нитрозотиола (R=0,26, p<0,05), iNOS (R=0,39, p<0,05), eNOS (R=-0,27, p<0,05), индексом Caro (R=-0,29, p<0,05). У пациентов 1 кластера установлена положительная корреляция апелина с HbA1c (R=0,53, p<0,05). У больных 2 и 4 кластеров выявлены достоверные корреляции апелина и ИМТ (R=-0,72 и R=-0,41 соответственно, p<0,05), так же адипокина с уровнем S-нитрозотиола (R=0,60, p<0,05). У пациентов 3 кластера уровень пептида прямо коррелировал с NO₂ (R=0,64, p<0,05) и NO₃ (R=0,70, p<0,05), и так же установлена обратная зависимость активности апелина и S-нитрозотиола (R=-0,58, p<0,05).

Апелин непосредственно способствует усвоению глюкозы через АМФ протеинкиназный путь и eNOS. Апелин так же угнетает липолиз за счет регулирования фосфорилирования гормончувствительной липазы, уменьшая высвобождение СЖК в кровоток, способствуя повышению чувствительности к инсулину. [11]. Учитывая то, что APJ-АМФ-eNOS путь является наиболее изученным, обращает внимание так же и другие патогенетические особенности активности апелина. Так, показано, что апелин ингибирует активность NF-kB путем взаимодействия между APJ и рецепторами ангиотензина ІІ 1 типа [5]. Угнетение активности NF-kB, в свою очередь, приводит к ингибированию TNF-α-зависимой инсулинорезистентности. Исследование эффектов апелина на инсулинзависимое поглощение глюкозы на модели культивированных адипоцитов также подтвердило эту идею [12]. В частности, апелин приводит к уменьшению продукции провоспалителдьных цитокинов (ИЛ-6), реактивных форм кислорода и MCP1 (monocyte chemoattractant protein-1) [3, 4].

Таким образом, исследование показало достоверное повышение уровня апелина у больных ГБ в сравнении с группой контроля. Ожирение сопровождается экспрессией пептида, в большей степени активность апелина зависит от выраженности сопутствующей дисгликемии и ИР. Нарушение функции эндотелия установлено в 89 % случаев, что выражалось в снижении активности eNOS, повышении iNOS. Значительное повышение S-нитрозотиола свидетельствует о высокой степени депонирования и снижении биодоступности оксида азота. У больных ГБ, значительная дисгликемия, гиперинсулинемия, гиперцитокиемия сопровождалась снижением активности апелина в сравнении с пациентами ГБ без коморбидных нарушений углеводного обмена. Гиперэкспрессия апелина у больных ГБ с умеренными нарушениями углеводного обмена связана с компенсаторной реакцией.

Дальнейшие исследования активности апелина позволят более точно установить взаимосвязь уровня пептида и глюкометаболических нарушений.

Выводы

Плазменный уровень адипокина апелина повышен у больных гипертонической болезнью с ожирением.

Ожирение у лиц с ГБ ассоциировано с экспрессией адипокина и сопутствующими нарушениями углеводного обмена.

Дисфункция эндотелия у больных ГБ выявлена в 89 %, что сопровождалось снижением эндотелиальной синтазы оксида азота, повышением индуцибельной синтазы оксида азота и S-нитрозотиола.

У больных гипертоническо болезнью с ожирением, изменения, проявляющиеся высоким уровнем депонирования оксида азота, провоспалительных цитокинов, выраженной дисгликемией, гиперинсулинемией сопровождаются снижением уровня апелина и негативной корреляцией пептида с ИМТ в сравнении с пациентами с гипертонической болезнью без ожирения.

Гиперэкспрессия апелина более 0,65 нг/мл у пациентов с гипертонической болезнью с умеренными нарушениями углеводного обмена является компенсаторной реакцией.