Авторы: М.Ю. Максимова, Л.В. Комелькова, Ф.Р. Охтова

 

Резюме

Обследованы 29 больных с ишемическим инсультом (ИИ) в каротидной и вертебрально-базилярной системах, у 8 из которых был диагностирован сахарный диабет 2-го типа. Оценивали клиническую картину и содержание молекул межклеточной адгезии (МКА) в сыворотке крови в первые 48 ч и на 21-е сутки инсульта. Выявлено повышение концентрации МКА в остром периоде ИИ. Концентрация МКА тесно коррелировала с тяжестью ИИ. Наличие сахарного диабета также способствовало гиперпродукции МКА. Учитывая роль МКА в дисфункции эндотелия и ишемии ткани мозга, полученные данные имеют большое значение для разработки новых подходов к лечению ИИ.

 

Ключевые слова: молекулы клеточной адгезии, ишемический инсульт, сахарный диабет 2-го типа.

 

Актуальность

Существенная роль в иммунном ответе, а также в процессах, связанных с нарушением функции эндотелия, отводится факторам межклеточного взаимодействия, которые представляют собой белки, связанные с базальной мембраной. Они обеспечивают взаимодействие эндотелиоцитов и клеток крови, участвуют в реакциях связывания активированных лейкоцитов, вызывая их роллинг (≪прокатывание≫ по эндотелию) и проникновение через сосудистую стенку в окружающие ткани. Под их влиянием происходит усиление процессов клеточной адгезии, гиперагрегации клеток крови, нарушение микроциркуляции.

В этих условиях противовоспалительные цитокины (фактор некроза опухолей — TNFα, интерлейкины IL-1, IL-6, IL-8), регулируя синтез белков адгезии, обеспечивают сохранение целостности эндотелиоцитов [1, 8, 13].

Отмечается роль воспаления в развитии атеросклероза, в том числе артерий головного мозга. Воспалительный процесс при атеросклерозе имеет черты иммунного воспаления, при котором отмечается преобладание в воспалительных инфильтратах лимфоцитов и моноцитов – макрофагов, миграция которых в область накопления липидов рассматривается в качестве необходимого условия атерогенеза. Нарушение целостности и проницаемости эндотелия артерий лежит в основе образования атеросклеротических бляшек, так как ведет к проникновению во внутреннюю оболочку артерий различных компонентов плазмы крови, в первую очередь холестерина. Это стимулирует пролиферацию миоцитов, клеток соединительной ткани, вызывает утолщение внутренней оболочки артерий. Вследствие повреждения эндотелия уменьшается продукция простациклина, развивается адгезия тромбоцитов с высвобождением ими тромбоксана А2 и других веществ, способствующих формированию пристеночных тромбов.

В последние годы большое внимание уделяют роли хронического воспаления в процессе формирования и дестабилизации атеросклеротических бляшек. Полагают, что под влиянием факторов адгезии ELAM-1, ICAM-1, VCAM-1 нарастает дисфункция эндотелия, что ведет к развитию воспалительного процесса в сосудистой стенке, инфильтрации ее лейкоцитами, сопровождается активацией процесса образования сосудов и повышает риск кровоизлияния в атеросклеротическую бляшку [17].

Показано, что высокая экспрессия ICAM-1 при сердечно-сосудистых заболеваниях коррелирует с факторами риска их развития – артериальной гипертонией, гиперлипидемией, курением и маркерами дисфункции эндотелия – повышением содержания С-реактивного белка, фибриногена. Высокий уровень ICAM-1 при ишемическом инсульте (ИИ) связан с большим объемом инфаркта головного мозга и тяжестью неврологического дефицита [18, 21]. Имеются данные о повышении риска развития ИИ у больных с высоким уровнем Р-селектина [7]. Обнаружено повышение Е-селектина при ИИ, обусловленном стенозом артерий головного мозга [20]. Высокая концентрация sVCAM-1 является признаком тяжелого течения ишемической болезни сердца [23]. В наших исследованиях показано, что атеросклеротический стеноз внутренней сонной артерии протекает в условиях повышенной экспрессии маркеров дисфункции эндотелия (ICAM-1, Р-селектина, PECAM-1) и активации гемостаза [5]. Получены данные о прогностической значимости маркера активации тромбоцитов — sCD40, высокая концентрация которого связана с развитием инфаркта миокарда, ИИ и наступлением летального исхода [12, 20]. Имеются данные о повышении концентрации sCD40L в крови больных СД. Гипогликемическая терапия у этих больных приводит к снижению уровня sCD40L [2]. Статины, блокируя ГМК-КоА-редуктазу, вызывают снижение экспрессии факторов адгезии (Р-селектина, VCAM-1, ICAM-1), изменяют течение иммунного воспаления при атеросклерозе и СД [12, 19, 22].

Антитела к ICAM-1 предотвращают активацию лейкоцитов и микроциркуляторные нарушения, улучшая исход ИИ. Введение мышам с СД антител к молекулам адгезии ICAM-1 и b2-интегрину не вызывает развития диабетической ретинопатии [3]. У мышей с повышенным риском развития атеросклероза при дефиците ICAM-1 и Р-селектина, вызванном введением моноклональных антител, не развивается тромбоз. Возможно, что вещества, способные блокировать факторы межклеточного взаимодействия и миграцию моноцитов в стенку артерий, имеют большое значение в разработке подходов к лечению нарушений мозгового кровообращения [6, 23].

Роль воспаления в развитии ИИ подтверждена результатами многочисленных исследований. При ИИ TNFα и интерлейкин-1β высвобождаются из нейронов, что вызывает появление Е-селектина на эндотелиоцитах, который в свою очередь способствует миграции пула лейкоцитов в область ишемии. Ранняя стадия воспаления характеризуется адгезией лейкоцитов к эндотелию, благодаря их взаимодействию с молекулами межклеточной адгезии (МКА). Лейкоциты фиксируются к эндотелию и мигрируют из крови в ткань мозга. МКА ICAM-1 и VCAM-1 облегчают взаимодействие между эндотелием и лейкоцитами в качестве первого этапа миграции лейкоцитов из крови в ткань мозга. Они взаимодействуют с β-интегринами, которые в свою очередь экспрессируются на лейкоцитах. Лейкоциты аккумулируются в капиллярах и затрудняют микроциркуляцию в области ишемии. Блокирование этого взаимодействия уменьшает не только количество лейкоцитов, но и объем ИИ. Нарушение функции эндотелия при ИИ запускает каскад гуморальных (цитокины, факторы роста) и клеточных (адгезия, агрегация) реакций, которые ведут к прогрессированию заболевания. Каждая стадия иммунноговоспаления имеет свои маркеры — МКА, цитокины с воспалительной и противовоспалительной активностью, факторы роста, маркеры системного воспаления (С-реактивный белок и фибриноген), белки системы комплемента, тромбин, белки теплового шока. Понимание важной роли иммунного воспаления при инсульте позволит разработать терапевтические стратегии профилактики прогрессирования заболевания: как усиление естественных противовоспалительных реакций, так и селективное и неселективное ингибирование развивающегося воспалительного процесса.

Цель работы — исследование содержания растворимых МКА у больных с ИИ.

 

Материал и методы

Обследованы 29 больных с ИИ в каротидной и вертебрально-базилярной системах в первые 48 ч от развития заболевания. Исследования содержания молекул адгезии выполнены в динамике в первые 48 ч и на 21-е сутки от начала ИИ. Определение степени тяжести неврологических нарушений проводилось по шкале инсульта Национального института здоровья США (NIHSS).

В зависимости от выраженности неврологической симптоматики выделены две группы больных. В 1-ю группу вошли 21 больной, 11 мужчин и 10 женщин, в возрасте от 42 до 75 лет с ИИ средней степени тяжести (7—16 баллов по NIHSS), из которых у 8 имелся СД 2-го типа (подгруппа 1а); подгруппу 1б составили 13 пациентов с ИИ без СД. Во 2-ю группу вошли 8 пациентов, 3 женщины и 5 мужчин, в возрасте от 43 до 82 лет с тяжелым ИИ (более 17 баллов по NIHSS). У больных 1-й группы средний балл при поступлении составил 9±4, на 21-е сутки — 3±1, у больных 2-й группы в первые 48 ч он составил 19±2, на 21-е сутки – 9±3.

Контрольную группу составили 11 здоровых. Клинический диагноз устанавливался на основе анамнеза заболевания, исследования неврологического статуса, данных клинико-инструментальных методов исследования. По данным МРТ проводилось уточнение локализации и величины инфарктов мозга. Всем больным были проведены дуплексное сканирование магистральных артерий головы, ЭКГ, Эхо-КГ, стандартные лабораторные исследования.

В качестве иммунологических маркеров дисфункции эндотелия исследовали спектр растворимых МКА: sICAM-1 (CD54) — МКА 1-го типа; sPECAM-1 (CD31) — молекула 1-го типа адгезии тромбоцитов к эндотелиоцитам; sР-selectin (CD62P) — тромбоцитарный селектин; sE-selectin (CD62E) — эндотелиальный селектин; sICAM-3 (CD50) — МКА 3-го типа; sVCAM-1 (CD106) – молекула адгезии сосудистой стенки 1-го типа.

Содержание растворимых молекул адгезии определяли методом проточной лазерной цитометрии на цитофлюориметре Beckman Coulter EPICS XL (США) с использованием тест-систем Bender-Medsystems, которые дают возможность определять в одном образце сыворотки крови одновременно несколько типов МКА.

Концентрацию МКА определяли посредством флюоресцентных микрочастиц, конъюгированных с антителами к исследуемому образцу. В качестве конъюгата использовали стрептавидин, меченный фикоэритрином. В ходе исследования первоначально по параметрам светорассеяния выделяли 2 популяции микрочастиц и анализировали каждую популяцию по интенсивности флюоресценции (рис. 1).
 

 

Концентрацию исследуемого вещества вычисляли по калибровочному графику с использованием специального программного обеспечения (рис. 2). Статистическую обработку проводили с использованием стандартного пакета прикладных программ Statistika 6.0.

 

 

Результаты и обсуждение

При анализе концентрации МКА при ИИ отмечен однонаправленный характер повышения их уровня, однако к 21-м суткам ИИ в некоторых случаях был выявлен гетерогенный характер изменений молекул адгезии (см. таблицу).

 

 

Содержание sICAM-1, экспрессия которой происходит на эндотелии и антигенпредставляющих клетках, было повышено у всех больных в первые 48 ч ИИ. Так, у больных 2-й группы и подгруппы 1б ее концентрация была повышена в 2,5 и 2,3 раза соответственно (р<0,0001). К 21-м суткам ИИ содержание sICAM-1 оставалось высоким. Максимальное повышение экспрессии sICAM-1 было выявлено в подгруппе 1а. Уровень ее экспрессии в первые 48 ч ИИ превышал контрольные показатели в 3,2 раза (р<0,0001). Содержание sPECAM-1 было увеличено во всех группах больных с ИИ, при этом в первые 48 ч во 2-й группе и подгруппе 1б содержание sPECAM-1 повысилось в 1,7 и 1,4 раза соответственно (p<0,05). В подгруппе 1а экспрессия sPECAM-1 увеличилась 1,8 раза и была максимальной (р<0,001). К 21-м суткам ИИ концентрация PECAM-1 во всех группах снизилась, но оставалась повышенной.

Экспрессия sP-селектина была повышена во всех группах больных. Так, в первые 48 ч ИИ у больных 2-й группы и подгруппы 1б его концентрация повысилась в 2,3 и 1,7 раза соответственно. К 21-м суткам заболевания содержание sP-селектина в этих группах снизилось. Максимальная его экспрессия (в 2,5 раза выше нормы) выявлена у больных подгруппы 1а (р<0,001).

Уровень экспрессии sVCAM-1, активирующей селективную адгезию лейкоцитов к стенке сосудов, был повышен у всех больных. Во 2-й группе и подгруппе 1б больных уровень ее экспрессии превышал контрольные значения в 1,6 и 1,3 раза. Наиболее высокое содержание sVCAM-1 (в 1,7 раза выше контрольных значений) наблюдалось у больных подгруппы 1а (р<0,001). К 21-м суткам ИИ ее уровень оставался высоким.

Содержание sЕ-селектина также было высоким во всех группах больных. Его концентрация во 2-й группе и подгруппе 1б пациентов превышала контрольные показатели в 3,2 и 2,9 раза соответственно (р<0,001). К 21-м суткам его концентрация снизилась, но не достигла нормы. Максимальная экспрессия Е-селектина выявлена в подгруппе 1а, показатели в которой в 3,9 раза превышали контрольные значения (р<0,001). К 21-м суткам содержание Е-селектина снизилось.

Содержание sICAM-3 во 2-й группе и подгруппе 1б больных имело лишь тенденцию к увеличению. Статистически значимое повышение концентрации sICAM-3 было отмечено лишь у больных подгруппы 1а в первые 48 ч заболевания (р<0,01). К 21-м суткам ИИ отмечалось снижение этого показателя (р<0,001).

Анализ иммунологических маркеров воспаления у больных с ИИ показал, что изменения их концентрации коррелируют с тяжестью неврологической симптоматики. В качестве примеров приводим случаи с различным течением ИИ.

 

Наблюдение 1

Пациент Ч., 72 года. Диагноз: повторный инфаркт в области продолговатого мозга. Атеросклероз артерий головного мозга. Артериальная гипертензия. Постоянная форма мерцательной аритмии. СД 2-го типа. В 1-е сутки ИИ степень тяжести неврологических нарушений соответствовала 16 баллам по шкале NIHSS, на 21-е сутки — 20 баллам. Содержание sICAM-1, sPECAM-1, sР-селектина, sVCAM-1, sE-селектина было максимально высоким в 21-е сутки заболевания и превышало исходно высокие показатели в 5, 3, 7, 3, 4 раза соответственно. Состояние больного ухудшилось к 21-м суткам, он был переведен в реанимационное отделение, в последующем наступил летальный исход (рис. 3).

 

 

Наблюдение 2

Пациент Р., 70 лет. Диагноз: обширный инфаркт в левом полушарии большого мозга. При поступлении больного степень тяжести неврологических нарушений составляла 16 баллов по шкале NIHSS. К 21-м суткам состояние больного улучшилось, тяжесть неврологических нарушений составляла 5 баллов по шкале NIHSS. При этом первоначально высокие показатели экспрессии МКА снизились (рис. 4).

 

 

Обсуждение

Проведенное исследование позволило на клиническом материале изучить характер изменений маркеров иммунного воспаления у больных в остром периоде ИИ.

Результаты исследования согласуются с работами, в которых обсуждается роль иммунного воспаления в развитииИИ [7, 20, 21, 23]. Некоторые аспекты связи тяжести ИИ с содержанием МКА до сих пор остаются малоизученными. Как следует из полученных данных, повышение экспрессии sICAM-1, sPECAM-1, sР-селектина, sE-селектина, sICAM-3, sVCAM-1 у больных в остром периоде ИИ указывает на их важную роль в качестве иммунологических маркеров нарушения функции эндотелия. Выявлено, что увеличение содержания МКА в сыворотке крови больных с ИИ сочеталось с тяжелым течением инсульта и предшествовало в некоторых случаях летальному исходу, а снижение их концентрации к 21-м суткам ИИ коррелировало с положительной клинической динамикой. При ИИ средней тяжести, осложненном СД 2-го типа, установлена гиперпродукция всех исследованных МКА по сравнению с их содержанием у больных с тяжелым течением ИИ. Выявлено, что СД 2-го типа способствует активации гемостаза и может быть предиктором последующих тромботических осложнений [4, 11, 15, 16]. В настоящее время изучается влияние гипогликемической терапии на содержание МКА и улучшение регионального мозгового кровотока [10].

 

Выводы

На основании вышеизложенного можно сформулировать следующие выводы:

1. Повышение уровня МКА (sICAM-1, sICAM-3, sPECAM-1, sР-селектин, sE-селектин, sVCAM-1) при ИИ обусловлено развитием инфаркта мозга, сопровождающимся активацией эндотелия и гемостаза.

2. Полученные результаты свидетельствуют о связи между тяжестью течения ИИ и интенсивностью экспрессии маркеров воспаления.

3. Повышенная экспрессия МКА у больных с ИИ и СД 2-го типа обусловливает особый подход к коррекции нарушений гемостаза и иммунных процессов.

4. Учитывая полученные данные, а также результаты проведенных ранее экспериментальных исследований, можно полагать, что средства, блокирующие межклеточную адгезию, имеют большое значение для разработки новых подходов к лечению больных с ИИ.

 

Литература

1. Александров А.В., Джексон А.М., Румянцев А.Г. Анализ механизма модуляции межклеточных молекул адгезии ICAM. Иммунология 1997; 1: 4—10.
2. Барбараш О.Л., Осокина А.В. Роль маркеров системы CD40/CD40L в прогнозировании сердечно-сосудистых событий при коронарном атеросклерозе. Патология кровообращения и кардиология 2011; 3: 89—93.
3. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М: Медицина 2001; 245—249.
4. Искандарова Л.Р., Муталова Э.Г., Смакаева Э.Р. и др. Молекулы адгезии и клеточно-цитокиновый комплекс в ремоделировании сосудов при артериальной гипертонии с метаболическими факторами риска.
Рос кардиол журн 2008; 5: 14—20.
5. Комелькова Л.В., Ионова В.Г. Молекулы адгезии и тромбоцитарно-сосудистый гемостаз у больных со стенозами внутренней сонной артерии атеросклеротического генеза. Тромбоз, гемостаз и реология 2011; 1: 53—60.
6. Пальцев М.А., Кветной М.И. Руководство по нейроиммуноэндокринологии. М: Медицина 2008; 497—499.
7. Рулева Н.Ю., Люкова Т.К., Камчатнов П.Р. и др. Маркеры воспаления, аутоантитела к нейроспецифическим антигенам и характер исхода у больных с острым ишемическим инсультом. Журн неврол и психиат (Инсульт) 2004; 104: 12: 60—65.
8. Скворцова В.И., Боцина А.Ю., Кольцова К.В. и др. Артериальная гипертония и головной мозг. Журн неврол и психиат 2005; 105: 76: 2—5.
9. Суслина З.А., Танашян М.М., Ионова В.Г. Ишемический инсульт: кровь, сосудистая стенка, антитромботическая терапия. М: Медкнига 2005; 100—122.
10. Чугунова Л.А., Камчатнов П.Р., Чугунов А.В., Шестакова М.В. Цереброваскулярные заболевания и сахарный диабет 2 типа. Сахарный диабет 2006; 1: 34—39.
11. Танашян М.М., Ладога О.В., Антонова К.В. Сосудистые заболевания головного мозга. Методические рекомендации. М 2011; 24.
12. Шевченко О.П., Природова О.Ф., Орлова О.И. CD40/CD40L лиганд у больных ишемической болезнью сердца в сочетании с сахарным диабетом 2-го типа. Рос кардиологический журнал 2006; 5: 23—28. 13. Berezin V., Bock E., Poulsen F.M. The neural cell adhesion molecule. Current Opinion Drug Discovery & Development 2000; 3: 605—609.
14. Fassbender K., Bertsch T., Mielke O. Adhesion molecules in cerebrovascular disease. Evidence for an inflammatory endothelial activation in cerebral large- and small-vessel disease. Stroke 1999; 30: 1647—1650.
15. Gorelick P.B. Stroke prevention therapy beyond antithrombotics: unifying mechanisms in ischemic stroke pathogenesis and implications for therapy: an invited review. Stroke 2002; 33: 3: 862—875.
16. Hocher B., Liefeldt L., Quaschning T. Soluble CD154 is a unique predictor of nonfatal and fatal atherothrombotic events in patients who have endstage renal disease and are on hemodialysis. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 4:1323—1330.
17. Hoffmeister H.M., Kozmaier S. Activation of inflammatory pathways i acute coronary syndromes. Europ Heart J 2000; 21: 650—656.
18. Jenny N.S., Arnold A.M., Кuller L.H. et al. Soluble intracellular adhesion molecule-1 is associated with cardiovascular disease risk and mortality in older adults. J Thromb Haemost 2006; 4: 1: 107—113.
19. Kang S., Wu Y., Li X. Effects of statin therapy on the progression of carotid atherosclerosis: a systematic review and meta-analisis. Atherosclerosis 2004; 177: 433—442.
20. Kozuka K., Tatsuo К., Eiichi N. et al. Soluble P- and E-selectins in acuta ischemic stroke. Stroke, Abstracts. From the 4th World Congress оn Diabetes and Metabolism 2001; 2821.
21. Libby P. Molecular bases of the acute coronary syndromes. Circulation 1995; 91: 2844—2850.
22. Ovbiagele B., Kidwell C.S., Saver J.L. Expanding Indications for Statins in Cerebral Ischemia. A Quantitative Study Arch Neurol 2005; 62: 67—72.
23. Pierangeli S.S., Espinola R.G., Liu X. Trombogenic effects of antiphosholipid antibodies are mediated by intercellular cell adhesion molecule-1, vascular cell adhesion molecule-1 and P-selectin. Circ Res 2001; 88: 245—250.

 

Источник: журнал «Кардиология», № 4, 2015