CC BY
29
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
© Коллектив авторов, 2007
Ю.В. Шматкова, Т.В. Бершова, Е.Н. Басаргина, М.И. Баканов, А.Г. Гасанов, С.В. Монаенкова, А.П. Иванов, Е.Н. Арсеньева
ИММУНОХИМИЧЕСКИЕ МЕДИАТОРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА У ДЕТЕЙ С ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ
Государственное учреждение Научный центр здоровья детей РАМН, Москва
У детей с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), вызванной дилатационной кардиомио-патией (ДКМП), гипертрофической кардиомиопатией (ГКМП) и врожденными пороками сердца (ВПС), исследовали содержание интерлейкина 2 (ИЛ2), интерлейкина 6 (ИЛ6), их растворимых рецепторов (рИЛ2р, рИЛ6р), неоптерина, тропонина I и миоглобина в сыворотке крови для выяснения роли указанных цитокинов в процессах повреждения миокардиальной ткани. Показано, что продукция ИЛ2, ИЛ6, их растворимых рецепторов и неоптерина наиболее выражена у больных с ПБ—Ш стадией ХСН при ДКМП, IIA стадии ХСН при ГКМП и ВПС. Установлена зависимость изменения концентрации цитокинов от ЭХОКГ-показателей дисфункции левого желудочка. Изменения в содержании тропонина I и миоглобина отмечены у детей с НК ПБ—Ш стадией при ДКМП, ВПС и при летальном исходе ХСН. Отмечена динамика уровня цитокинов и их взаимосвязь с содержанием тропонина I и миоглобина, что может отражать важный иммунорегуляторный механизм изучаемых цитокинов, лежащий в основе повреждения миокардиальной ткани, а также определять краткосрочный и отдаленный прогноз ХСН, что имеет большое значение для выбора метода лечения.
Authors studied concentration of serum interleukine 2 (IL2), interleukine 6 (IL6), their soluble receptors (s-IL2p and sIL6p), neopterin, troponin I and myoglobin in children with chronic cardiac insufficiency (CCI) due to dilated cardiomyopathy (DCMP), to hypertrophic cardiomyopathy (HCMP) and to congenital heart disease (CHD), in order to establish their role in myocardiac tissue lesion. The study showed that production of IL2, IL6, their receptors and neopterin was maximal in patients with CCI degree IIB-III due to DCMP, with CCI degree IIA due to HCMP and CHD. Authors showed correlation of changes in cytokines concentration and US signs of left ventricle dysfunction. Changes in troponin I and myoglobin concentration occurred in children with CCI degree KB-HI due to DCMP, CHD and in cases of CCI fatal outcome. Authors showed dynamic of cytokines level ant its correlation with level of troponin I and myoglobin, which can reflect important immunoregulato-ry mechanism of studied cytokines, underlying myocardiac tissue lesion, and can determine short-term and long- term CCI prognosis and, so, to determine therapeutic tactics.
В настоящее время не вызывает сомнения факт патогенетической взаимосвязи сердечной недостаточности (СН) и повышенной экспрессии цитокинов. Усиление застоя и нарастающая гипоксия периферических тканей и самого миокарда, свойственные СН, могут стать первопричиной активации иммунной системы. Согласно этой концепции, неспецифическая активация макрофагов и моноцитов в плазме и межтканевой жидкости является индуктором синтеза провоспалительных цитокинов, определяющих степень дисфункции левого желудочка (ЛЖ) [1, 2].
Предполагается, что провоспалительные ци-токины играют важную роль в прогрессировании СН, определяя состояние структурных белков мио-фибрилл и цитоскелет кардиомиоцита [3, 4]. К биохимическим маркерам повреждения миокарда относят среди прочих кардиоспецифические белки - тропонин I и миоглобин.
Вопросы прогнозирования поражения миокарда в большой степени изучены у взрослых при инфарктах миокарда и ишемической болезни сердца [5, 6]. Существуют лишь единичные публикации по прогнозированию гипоксически-ишеми-ческих состояний у детей [7]. В связи с этим определенный интерес представляет изучение роли провоспалительных цитокинов в процессах деструкции миокардиальной ткани у детей на разных стадиях развития СН.
Цель исследования - выяснить функциональную и патогенетическую роль цитокинов в процессах повреждения миокардиальной ткани у детей с СН.
Материалы и методы исследования
Обследовано 79 детей с хронической СН (ХСН), из них больных с дилатационной кардиомиопатией (ДКМП) - 46, с гипертрофической кар-
диомиопатией (ГКМП) - 13 детей и 20 пациентов -с врожденными пороками сердца (ВПС). Всех больных объединило наличие на момент исследования ХСН. Недостаточность кровообращения (НК) оценивали в соответствии с классификацией Н.Д. Стражеско и В.Х. Василенко [8]. Согласно указанной классификации, при I стадии (ст.) НК выявлялась бессимптомная дисфункция ЛЖ, при IIA ст. - адаптивное ремоделирование сердца и сосудов, при 11Б ст. - дезадаптивное ремоделирова-ние сердца и сосудов, а III ст. характеризовалась необратимыми изменениями органов на фоне выраженных изменений гемодинамики. Возраст обследованных детей варьировал от 3 до 16 лет. Средняя продолжительность заболевания, сопровождаемая ХСН, составила 3 года. Ухудшение состояния с летальным исходом констатировано в 18% случаев (у 14 больных). Летальный исход наступил в среднем через 2,5 мес после взятия проб крови. Контрольную группу составили 20 здоровых детей того же возраста.
Клиническая картина ДКМП определялась тяжестью НК на момент исследования и характеризовалась признаками левожелудочковой или тотальной недостаточности. НК I ст. была выявлена у 8 пациентов (17%), IIA ст. - у 24 (53%) и ПБ-Ш ст. - у 14 больных с ДКМП. Летальный исход отмечен у 8 детей. При проведении ЭХОКГ у детей с ДКМП отмечались изменения в виде дила-тации полостей сердца (98%) - больше левых, снижении систолической функции (85%), регур-гитации через атриовентрикулярные клапаны (96%), диастолической дисфункции миокарда (91%), признаков легочной гипертензии (83%). При анализе электрокардиограммы (ЭКГ) и суточного мониторирования у детей с ДКМП выявлены признаки гипертрофии миокарда предсердий и желудочков (чаще левого), синусовая тахикардия (76%), аритмии (66%), нарушение проводимости (52%), нарушение процессов реполяризации (84%), депрессия сегмента ST (32%).
Клинические проявления НК при ГКМП заключались в усилении верхушечного толчка (69%), систолического шума с максимумом в 3-4-м меж-реберье слева от грудины, усиливающегося в ор-тостазе. Отличительным признаком ХСН у таких детей являлось раннее наличие (до появления жалоб) эхокардиографических изменений. К ним относились гипертрофия стенки ЛЖ (26%) или межжелудочковой перегородки (74%) с уменьшением полости ЛЖ (77%), обструкцией выводного тракта ЛЖ (62%), нарушением диастолической функции (92%) и относительным повышением фракции изгнания (ФИ) (85%). При анализе ЭКГ было отмечено наличие признаков гипертрофии желудочков, синусовая аритмия (45%), эпизоды атриовентрикулярной или желудочковой экстра-систолии (20%), нарушение проводимости (80%), нарушение процессов реполяризации в миокарде
желудочков (100%). В группе детей с ГКМП зарегистрировано 2 летальных случая.
ВПС были диагностированы у 20 детей. Течение ХСН у этих пациентов определялось тяжестью гемодинамических нарушений, обусловленных пороком или наличием послеоперационных осложнений. Проявления НК выражались в наличии «сердечного горба» у 8 (40%), расширения границ сердца у 17 (87%). Эхокардиографическая картина у пациентов с ВПС была разнообразна и зависела от типа гемодинамических нарушений. При проведении ЭКГ признаки гипертрофии миокарда были выявлены у 13 (67%), нарушение проводимости (А-V блокады, блокады левой ножки пучка Гиса) - у 9 пациентов (47%), нарушение процессов реполяризации в миокарде желудочков - у 8 детей (40%).
В соответствии с целью работы всем детям было проведено определение ИЛ 2, растворимых рецепторов ИЛ2 (рИЛ2р), ИЛ6, растворимых рецепторов ИЛ6 (рИЛ6р), неоптерина и концентрации тропонина I и мио-глобина в сыворотке крови.
В работе использован метод твердофазного энзим-связанного иммуносорбентного анализа (ELISA). Постановку реакций проводили с помощью коммерческих наборов реактивов фирм: «Neopterin ELISA» (Германия), «IL2 ELISA» (Бельгия), «IL6 ELISA» (Бельгия), Humans «IL2R» (Бельгия), «SIL-6R ELISA» (Бельгия), «Myoglobin Enzyme Immunoassay Test Kit» (США); «Troponin I (Human cardiac-specific) Enzyme Immunoassay Test Kit» (США) согласно инструкциям фирм-изготовителей.
Результаты и их обсуждение
При анализе проведенных исследований у больных с ХСН были обнаружены выраженные изменения продукции ИЛ2, ИЛ6 и их растворимых рецепторов, содержания неоптерина, тропо-нина I и миоглобина в зависимости от стадии НК. Как следует из таблицы, у детей с ХСН получены достоверные отличия концентраций указанных биохимических агентов от значений у детей контрольной группы. Установлена гиперпродукция ИЛ2 у пациентов с НК ПБ-Ш ст. при ДКМП, с НК II ст. при ГКМП и с НК ПА-ПБ ст., III ст. у больных с ВПС. У детей с СН уровень рИЛ2р варьировал от 1525 до 264 пкг/мл. Наибольшая частота выявления повышенного содержания рИЛ2р отмечена у больных с НК ПБ - III ст. при ДКМП и у детей с НК II ст. и НК ПБ-III ст. при ВПС. Гиперэкспрессия этих рецепторов на фоне снижения концентрации ИЛ2 обнаружена у пациентов с НК I-IIA ст. при ДКМП и НК II ст. при ВПС. Такой дисбаланс между синтезом ИЛ2 и его растворимыми рецепторами может быть обусловлен способностью высоких концентраций рИЛ2р снижать удержание ИЛ2 [9]. При сравнении показателей ИЛ6 и рИЛ6р в большинстве случаев выявлен параллелизм между динамикой изменений самого
8
Педиатрия/2008/Том 87/№2
Таблица
Сравнительная характеристика содержания цитокинов, их растворимых рецепторов и неоптерина при различных стадиях НК у детей
Группы детей Неоптерин, нм/л ИЛ2, пкг/мл рИЛ2р, пкг/мл ИЛ6, пкг/мл рИЛ6р, нг/мл
ДКМП НК I ст. n=8 7,8±1,1 n=8 1,5 ± 0,32) n=8 989,8±18,81)2) n=6 6,8±1,42) n=8 4,9±0,51),2)
ДКМП НК IIA ст. n=24 7,2±0,9 n=24 1,6±0,4 n=24 594,7±15,291)2) n=8 21,7±1,81),2) n=24 7,4±0,9
ДКМП НК ПБ-Ш ст. n=14 9,8±1,21) n=14 2,9±0,2 n=14 1525,9±17,901) n=8 30,7±4,31) n=14 11,0±1,8
ГКМП НК I ст. n=6 7,1±0,4 n=6 1,9±0,4 n=6 264,5±6,91)2) n=6 9,88±0,61)2) n=6 10,0±0,52)
ГКМП НК II ст. n=7 8,6±0,7 n=7 2,8±0,4 n=7 530,1± 8,11) n=7 14,75±0,61) n=7 12,7±0,31)
ВПС НК I ст. n=5 6,7±0,5 n=5 2,1±0,3 n=5 810,6±5,71)2) - n=5 5,1±0,31)2)
ВПС n=7 8,8±0,9 n=7 2,5±0,4 n=7 1082,9±9,21) - n=7 10,0±0,6
ВПС НК ПБ-Ш ст. n=8 8,6±0,8 n=8 1,6±0,12) n=8 1000,0±7,81) - 10,1±0,4
Здоровые дети n=19 6,8±0,7 n=19 2,3±0,5 n=19 423,9±8,4 n=19 6,0±0,8 n=19 9,1±0,5
р<0,05: '' при сравнении показателей со здоровыми детьми, 2) при сравнении показателей у больных с НК ПБ-Ш ст., - исследования не проводили.
цитокина и его рецепторов. У детей с ДКМП и ГКМП отмечена их максимальная концентрация при выраженной стадии НК.
Как было показано нами ранее [10], усиление продукции ИЛ2 и ИЛ6 может быть одной из причин увеличения синтеза ФНОа у таких больных. В этом случае ФНОа может рассматриваться как ау-токринный соучастник миокардиальной дисфункции при гипоксических состояниях. ФНОа , ИЛ2, ИЛ6 могут играть важную роль в реализации процессов гиперкоагуляции, нарушении регулирования сосудистого тонуса, формировании эндотели-альной дисфункции [11]. Причиной увеличения содержания указанных цитокинов является системная гипоксия и воспалительный синдром, проявляющийся в последних стадиях СН при глубоком дефекте микроциркуляции.
Увеличение содержания неоптерина отмечено у всех обследованных пациентов. Значительное повышение неоптерина (в 1,4 раза по сравнению с его значениями в контрольной группе) выявлено у детей с НК 11Б-111 ст при ДКМП. Можно полагать, что основным механизмом увеличения концентрации неоптерина при СН является интерферон у-сти-мулированный его синтез, обусловленный высоким содержанием ФНОа. Продукция неоптерина является также результатом комплексного взаимодействия цитокинов и особенно информативно отражает активацию клеточного процесса. Гиперпродукция неоптерина, особенно характерная для детей с НК 11Б-111 ст, подтверждает патогенетическое значение клеточного иммунитета в развитии НК.
Не исключено, что высокие концентрации неопте-рина могут усиливать цитотоксичность, опосредованную свободными радикалами, играющими важную роль в повреждении кардиомиоцитов.
При изучении концентрации тропонина I и миоглобина в сыворотке крови детей с ХСН установлены определенные изменения в содержании кардиоспецифических белков, обусловленные экспрессией изучаемых цитокинов. Так, нами выявлено выраженное увеличение уровня тропонина I у детей с НК 11Б-III ст и умерших впоследствии больных при ДКМП, а также у пациентов с ВПС с летальным исходом заболевания (см. рисунок). Снижение уровня миокардиальных белков у больных с ранними стадиями НК может быть следствием усиления катаболизма структурных и транспортных белков в результате гиперпродукции ИЛ2 и ИЛ6 и указывает на то, что у детей крайне редко развивается острый коронарный синдром и связанный с ним инфаркт миокарда. Кроме того, по данным ряда авторов [11, 12], у больных с семейной ДКМП и ГКМП описаны мутации гена тропонина, что может приводить к редукции тропонина и снижению его концентрации в крови. Повышение концентрации тропонина I и миоглобина у детей с неблагоприятным исходом заболевания свидетельствует о том, что терминальная стадия ХСН сопровождается гибелью кардиомиоцитов и выходом кардиоспецифичес-ких белков в кровь.
Корреляционный анализ сывороточного содержания изученных цитокинов, тропонина I и мио-
Рисунок. Динамика содержания тропонина I и миоглобина у детей с СН различной этиологии.
1 - НК I ст., 2 - НК II ст., 3 - НК III ст., 4 - летальный исход, 5 - контрольная группа; - миоглобин, ■ - тропонин I.
глобина показал тесную корреляционную зависимость их концентраций от степени эхокардиогра-фических изменений сердца. У детей с СН при ДКМП выявлена зависимость степени дилатации ЛЖ от уровня ИЛ2, ИЛ6 и их рецепторов: конечного диастолического размера (КДР) от концентрации ИЛ2 и рИЛ6р (КДР-ИЛ2, г=0,52; КДР-рИЛ6р, г=0,61; р<0,05), конечного систолического размера (КСР) от содержания рИЛ6р (КСР-рИЛ6р, г=0,54); конечного диастолического объема (КДО) от уровня ИЛ2 и рИЛ6р (КДО-ИЛ2, г=0,56; кДо-рИЛ6р, г=0,57; р<0,05). Установлена обратная связь между параметром ФИ и ИЛ2, (г=-0,48); а также ФИ и рИЛ2р (г =-0,49; р<0,05). Уменьшение соотношения амплитуд раннего и позднего наполнения ЛЖ (У1/У2), свидетельствующего о диастолической дисфункции, также ассоциировалось с увеличением уровня ИЛ2 и рИЛ6р (У1/У2-ИЛ2, г=0,59; V1/V2-рИЛ6р, г=0,47; р<0,05). У пациентов с НК ПБ-Ш ст. отмечена зависимость содержания тропонина I от концентрации рИЛ6р и ИЛ2 (г1=0,48; г2=0,54 соответственно, р<0,05).
Полученные результаты являются подтверждением концепции о механизмах развития СН, в основе которой лежит представление об иммунной
активации и гибели кардиомиоцитов как маркерах неблагоприятного прогноза и формирования дисфункции ЛЖ. Не исключено, что цитокины играют важную роль в прогрессировании СН, определяя интенсивность процессов ремоделирова-ния миокарда посредством регулирования уровня апоптоза и следующего за ними заместительного фиброза в сердце, что является причиной нарушения его структуры и несостоятельности сократительного аппарата при прогрессировании ХСН.
Выводы
1. ХСН у детей сопровождается повышением концентрации ИЛ2, ИЛ6, их растворимых рецепторов и неоптерина в сыворотке крови. Выраженность указанных сдвигов определяется стадией НК, ее длительностью, прогнозом заболевания и не зависит от этиологического фактора СН.
2. Сывороточная концентрация тропонина I и миоглобина ассоциируется со степенью дисфункции миокарда и повышена у детей с выраженными симптомами НК и у умерших впоследствии больных. Отмечена зависимость содержания тро-понина I и миоглобина от уровня изучаемых цито-кинов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Визир АА, Березин А.Е. Иммуновоспалительная активация как концептуальная модель формирования и прогресси-рования сердечной недостаточности. Тер. архив. 2000; 4: 77-80.
2. Testa M., Veh M., Lee P. Circulating levels of cytokines and their endogenous modulators in patients with mild to severe congestive heart failure due to coronary artery disease or hypertension. J. Am. Cell. Card. 1996; 28: 964-971.
3. Muller J., Wallukat G, Dauder M. et al. Immunoglobulin adsorption in patients with idiopathic dilated cardiomiopathy.
Circulation. 2000; 101: 385-391.
4. ^sser M. O, Kopf V., Penninger I.V., Erricsson U. Cytokines that regulate autoimmune myocarditis. Swiss Med. Wkly. 2002; 132: 408-413.
5. Короткова АА., Титов В.Н., Стараведов И.И. Прогностическая роль кардиального тропонина I у больных с острым синдромом без подъема ST. Кардиология. 2002; 4: 19-22.
6. Амелюшкина ВА., Коткина Т.И., Титов В.Н. Биохимические маркеры пораженного миокарда. Клин. мед. 2000; 5: 9-13.
