Соотношение субпопуляций моноцитов у пациентов с острым инфарктом миокарда и сахарным диабетом 2 типа Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

СООТНОШЕНИЕ СУБПОПУЛЯЦИЙ МОНОЦИТОВ У ПАЦИЕНТОВ С ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА И САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА

Г.А. Кухарчик1, д-р мед. наук, профессор Л.Б. Гайковая1, д-р мед. наук, профессор Л.А. Сорокин2, заведующий отделением А.И. Ермаков1, врач О.К. Лебедева1, аспирант

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова 2СПб ГБУЗ «Городская больница Святой преподобномученицы Елизаветы» (Россия, г. Санкт-Петербург)

Аннотация. Развитие острого инфаркта миокарда сопровождается развитием системной воспалительной реакции. Ключевым звеном системного воспалительного ответа является активация моноцитарно-макрофагального комплекса. По экспрессии антигенов CD14 и CD16 на поверхности моноцитов разделяют моноциты 1 типа - «классические», СВ14+СБ16-, с провоспалительным фенотипом, - и 2 типа - «неклассические», CD14-CD16+, участвующие в процессах восстановления тканей. Соотношение этих двух систем влияет на активность атеросклероза и тяжесть течения острого инфаркта миокарда. Нарушение обмена глюкозы влияет на созревание и активность моноцитов и может приводить к дисбалансу процессов воспаления и репарации.

В настоящее исследование был включен 71 пациент с острым инфарктом миокарда: 1 группа - 33 пациента, госпитализированных с острым коронарным синдромом с подъемом сегмента БТ кардиограммы, 2 группа - 38 пациентов, госпитализированных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента БТ кардиограммы. Всем пациентам на 1-е, 3-е и 14-е сутки проводилось определение уровня лейкоцитов, моноцитов и субпопуляций моноцитов методом проточной цитофлоуметрии. Было установлено, что у пациентов 1 группы относительное содержание моноцитов 2 типа ниже по сравнению с пациентами 2 группы. У пациентов 2 группы без сахарного диабета содержание моноцитов 2 типа выше по сравнению с пациентами с сахарным диабетом из этой группы и всеми пациентами 1 группы. Таким образом, у пациентов острым инфарктом миокарда, госпитализированных с острым коронарным синдромом со стойким подъемом сегмента БТ кардиограммы и у пациентов с сопутствующим сахарным диабетом 2 типа вне зависимости от вида острого коронарного синдрома наблюдается гиперактивность моноцитов с провоспалительными свойствами.

Ключевые слова: острый инфаркт миокарда, острый коронарный синдром, моноциты, сахарный диабет 2 типа, системная воспалительная реакция

Острый инфаркт миокарда (ОИМ) приводит к развитию системной воспалительной реакции (СВР), связанной с выбросом цитокинов и инфильтрацией лейкоцитами зоны инфаркта. Моноциты служат пусковым механизмом воспалительной реакции [1]. В 1989 г. было установлено, что популяция моноцитов неоднородна [2]. В последующие годы проводилось исследование субпопуляций моноцитов и функций, которые они выполняют. Были выделены две группы в зависимости от способа активации: классические моноциты 1 типа (Мон1) и моноциты 2 типа, активируемые

по альтернативному пути (Мон2) [3]. Мон1 экспрессируют СБ 14 и не экспрес-сируют СБ 16 на своей поверхности - моноциты СБ14++СБ16-. Они вырабатывают большое количество провоспалитель-ных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6 и др.), проявляют высокую фагоцитарную активность и, таким образом, обладают высокой цито-токсичностью. В их задачи входит разрушение патогенных микроорганизмов и злокачественных клеток. Им противопоставлены Мон2 (СБШ1шСБ16++), которые выделяют противовоспалительные ци-токины (ИЛ-10) и факторы роста, стиму-

лируют процессы регенерации. Баланс этих двух систем важен при восстановлении поврежденных тканей организма. Пул моноцитов активируется при развитии ОИМ. Течение ОИМ, процесс рубцевания и постинфарктного ремоделирования зависит от лейкоцитов, цитокинов и хемоки-нов, которые могут оказывать как благоприятное, так и негативное влияние [3, 4, 5, 6]. Уровень моноцитов 2 типа коррелирует с тяжестью течения ОИМ и неблагоприятным прогнозом у пациентов после ОИМ [1]. У пациентов с ОИМ, поступающих с острым коронарным синдромом с подъемом сегмента ST кардиограммы (OK^ST), трансмуральное повреждение миокарда, как правило, связано с тотальным тромбозом инфаркт-ассоциированной артерии (ИАА), в отличие от пациентов с ОКС без стойкого подъема сегмента ST кардиограммы (OKСбпST). Более тяжелое поражение миокарда у пациентов с OK&ST, может приводить к более выраженной СВР по сравнению с пациентами с OKСбпST [7].

Сахарный диабет 2 типа (СД2) является одним из факторов риска развития ОИМ и ассоциирован с худшим прогнозом у пациентов этой группы. Хроническая гипергликемия оказывает негативное влияние на иммунную систему, приводит к дисбалансу в её структуре. По результатам ряда исследований установлено, что у пациентов с СД2 повышена активность моноцитов и провоспалительных цитокинов, включая ФНО-а и ИЛ-6 [8, 9, 10, 11].

Материалы и методы

В исследование был включен 71 пациент, поступивший в региональный сосудистый центр г.Санкт-Петербурга с диагнозом ОИМ. Все пациенты были проинформированы о проводимом исследовании и подписали письменное информированное согласие.

Определение уровня моноцитов и циркулирующих эндотелиоцитов проводилось методом цитофлоуметрии на проточном цитометре FC500 и на гематологическом анализаторе LH750 Beckman Coulter. Для анализа использована панель Beckman Coulter Cytodiff , включающая 6 моно-клональных антител CD36-FITC, CD2-PE,

CD294-PE, CD19-ECD, CD16-PC5, CD45-PC7. Анализ проводился на первые, третьи и четырнадцатые сутки течения ОИМ. Для оценки соотношения провоспалительных и противовоспалительных моноцитов определяли отношение количества Мон2 ^16+) к Mон1 ^16-) - Мон2/Мон1, а также содержания Мон2 к общему количеству моноцитов (Мон2/Мон общ.).

Статистическая обработка проводилась с помощью пакета STATISTICA 10.0. Для сравнения средних показателей использовали непараметрические статистические методы (критерий Манна-Уитни).

Результаты исследования

В группу исследования вошли 23 женщины и 48 мужчин. Средний возраст женщин составил 73,35 (64; 79,5) лет, мужчин - 64,6 (57; 74), p=0,002. Пациенты были разделены на две группы. В 1 группу вошли 33 пациента с ОИМ, госпитализированных с ОКСпST, а во 2 группу - 38 пациентов с ОИМ, госпитализированных с ОКСбпST. Всем пациентам была выполнена диагностическая коронарография. По данным коронарографии у 31 пациента с ОКСпST был выявлен тромбоз инфаркт-связанной артерии с тотальной окклюзией и у 2 пациентов - пристеночный тромбоз. Диагноз СД2 был установлен у 36 пациентов.

При оценке динамики уровня моноцитов и их субпопуляций было установлено, что средний уровень моноцитов, Мон1 и уровень Мон2 в обеих группах сопоставим на 1-е и 3-и и 14-е сутки ОИМ. При этом у пациентов с ОКСбпST отношение Мон2/Мон1 у пациентов с ОКСбпST было выше, чем у пациентов с ОКСпST: в 1-е сутки 0,09(0,08; 0,10) vs 0,07(0,04; 0,09), р=0,03; на 3-е сутки 0,11(0,08; 0,14) vs 0,09(0,058; 0,12), р=0,07; на 14-е сутки 0,10(0,07; 0,14) vs 0,07(0,05; 0,09), p=0,04. Также отношение числа Мон2 к общему количеству моноцитов у пациентов с ОКСбпST было выше по сравнению с пациентами с ОКСспST: 7,98 (7,58; 9,25) vs 6,17(3,93; 8,38), р=0,03, в первые сутки; 10,10 (7,23; 12,51) vs 8,39(5,47;10,7), р=0,08, на 3-е сутки; 8,79 (6,28; 12,00^6,6(5,09;8,19), р=0,04, на 14-е сутки (табл. 1).

Таблица 1 . Динамика уровня лейкоцитов, моноцитов и их субпопуляций у пациентов с ОКС

Показатель OKCnST (n=33) OKC6nST (n=38) Р

Лейкоциты 1 сут, *109/л 9,5(8,2;13) 11,5(8,8;13,3) 0,59

Лейкоциты 3 сут, *109/л 8,5(6,9;10) 9(7,1;10) 0,52

Лейкоциты 14 сут, *109/л 8,4(6,5;9,4) 7,85(6,5;8,8) 0,58

Мон1 (СD16-) 1 сут., кл/мкл 683,75(433,71;945,46) 804,87 (667,68; 904,05) 0,35

Мон1 (СD16-) 3 сут., кл/мкл 556,83(460,56;724,43) 700,34 (515,04; 815,85) 0,29

Мон1 (СD16-) 14 сут., кл/мкл 517,65(413,66;662,55) 592,91(459,00; 658,80) 0,34

Мон2 (СD16+) 1 сут., кл/мкл 49,29(40,18;67,98) 41,53(31,98; 89,70) 0,53

Мон2 ^16+) 3 сут., кл/мкл 58,93(45,14;93,6) 59,509 (43,55; 90,21) 0,83

Мон2 (СD16+) 14 сут., кл/мкл 39,5(19,95;59,64) 53,70(36,08; 73,96) 0,07

Мон общ. 1 сут, Кл/мкл 726,25(470,92;991,38) 844,88 (699,66; 945,87) 0,38

Мон общ. 3 сут, Кл/мкл 613,41(503,1;859,5) 741,08(586,24; 901,80) 0,35

Мон общ. 14 сут, Кл/мкл 564,3(449,78;681,45) 658,56 (483,30; 758,10) 0,21

Мон2/Мон1- 1 сут 0,07(0,04;0,09) 0,09(0,08; 0,10) 0,03

Мон2/Мон1- 3 сут 0,09(0,058;0,12) 0,11(0,08; 0,14) 0,07

Мон2/Мон1-14 сут 0,07(0,05;0,09) 0,10(0,07; 0,14) 0,04

Мон2/Мон общ. 1 сут. 6,17(3,93;8,38) 7,98 (7,58; 9,25) 0,03

Мон2/Мон общ. 3 сут. 8,39(5,47;10,7) 10,10 (7,23; 12,51) 0,08

Мон2/Мон общ.14 сут. 6,6(5,09;8,19) 8,79 (6,28; 12,00) 0,04

У больных СД 2 из 1 группы и больных СД 2 из 2 группы средние уровни Мон1 и Мон2, отношения Мон2/Мон1 и Мон2/Мон общ. на 1-е, 3-е и 14-е сутки ОИМ не различались. В 1 группе больных у пациентов с СД 2 типа и пациентов без нарушений углеводного обмена показате-

ли Мон1 и Мон2 в 1-е, 3-е и 14-е сутки ОИМ оставались сопоставимыми. Во 2 группе больных у пациентов без СД2 отношения Мон2/Мон1 и Мон2/Мон общ. на 14-е сутки были выше по сравнению с пациентами с СД2 (табл. 2).

Таблица 2. Соотношение субпопуляций моноцитов у пациентов с ОКС в зависимости от наличия СД2_

Показатель Сахарный диабет Р1 Без сахарного диабета р2 рз р4

OKCnST (n=22) OKC6nST (n=14) OKCnST (n=11) OKC6nST (n=24)

Мон2/Мон1-1 сут 0,08 (0,05;0,09) 0,09(0,06;0,09) 0,23 0,09(0,05;0,12) 0,1(0,08;0,12) 0,26 0,81 0,25

Мон2/Мон1- 3 сут 0,10 (0,07;0,13) 0,11(0,09;0,13) 0,12 0,1(0,08;0,16) 0,14(0,08;0,17) 0,46 0,77 0,64

Мон2/Мон1-14 сут 0,09 (0,06;0,12) 0,09(0,06;0,13) 0,64 0,07(0,06;0,1) 0,12(0,09;0,17) 0,01 0,12 0,19

Мон2/Мон общ.-1 сут. 7,68 (4,75;8,28) 7,9(5,855;8,39) 0,23 7,86(4,58;10,66) 9,25(7,68;10,66) 0,26 0,82 0,24

Мон2/Мон общ.-3 сут. 9,10 (6,57;11,18) 9,93(7,86;11,7) 0,12 8,72(7,22;13,43) 12,08(7,21;14,5) 0,46 0,77 0,64

Мон2/Мон общ.-14 сут. 7,90 (5,40;10,56) 8,02(5,57;11,43) 0,62 6,91(5,57;9,19) 10,55(8;14,74) 0,01 0,12 0,19

Примечание: р1 — при сравнении между группами пациентов с СД2: с ОКСпЗТ и с ОКСбпБТ; р 2 — при сравнении между группами пациентов без СД2: с ОКСпЗТ и с ОКСбп5Т; р 3 — при сравнении пациентов с ОКСпЗТ: с и без СД2; р 4 — при сравнении пациентов с ОКСбпБТ: с и без СД2

Обсуждение

Результаты настоящего исследования подтверждают, что у пациентов с тромбозом ИАА увеличивается количество моноцитов с провоспалительными свойствами.

Сопутствующая гипергликемия у пациентов с ОКСпST не оказывает дополнительного влияния на отношение числа моноцитов 2 типа к числу моноцитов 1 типа. Это может быть связано с тем, что тромбоз ко-

ронарной артерии приводит к более массивному поражению миокарда и, ожидаемо, более выраженной СВР, включающей преобладание моноцитов с провоспали-тельными свойствами. Внутрисосудистый тромбоз ассоциирован с активацией моноцитов и образованием моноцитарно-тромбоцитарных агрегатов [4, 9].

Инсулинорезистентность оказывает влияние на созревание моноцитов и макрофагов, что приводит к изменению их функции и нарушению баланса между провоспалительным и противовоспалительным моноцитами. Хроническая гипергликемия вызывает эпигенетические изменения в моноцитах и развитие у них провоспалительного фенотипа [11]. По полученным нами данным у пациентов с СД2 имеет место преобладание провоспали-тельного звена моноцитарной системы как у пациентов с ОКСпST, так и у пациентов с ОКСбпБТ.

У пациентов с ОКСбпБТ без СД2 отношение числа моноцитов 2 типа к числу

2 типа от общего числа моноцитов выше по сравнению с пациентами, страдающими СД2. Это может свидетельствовать о большей активности репаративных процессов у пациентов без СД2 с одной стороны, и преобладанием провоспалитель-ных моноцитов у пациентов с СД2 с другой стороны, что согласуется с данными 8Ыга1 Т. й а1 [12]. Анализ динамики субпопуляций моноцитов у пациентов с ОИМ свидетельствует о большей активности провоспалительного звена моноцитарной системы у пациентов с осложненным течением атеросклероза и СД 2 типа.

Заключение

Таким образом, у пациентов с острым инфарктом миокарда, госпитализированных с острым коронарным синдромом со стойким подъемом сегмента БТ кардиограммы, и у пациентов с сопутствующим сахарным диабетом 2 типа вне зависимости от вида острого коронарного синдрома наблюдается гиперактивность моноцитов с провоспалительными свойствами.

моноцитов 1 типа, а также доля моноцитов

Библиографический список

1. Seropian I.M. [et al.]Inflammatory markers in ST-elevation acute myocardial infarction. // European Heart Journal. Acute Cardiovascular Care. - 2016 - Vol. 5 - №4. - P. 382-395

2. Passlick B., Flieger D., Ziegler-Heitbrock H.W. Identification and characterization of a novel monocyte subpopulation in human peripheral blood // Blood. - 1989. - Vol. 74. - P. 25272534.

3. Weber C. Role and analysis of monocyte subsets in cardiovascular disease. Joint consensus document of the European Society of Cardiology (ESC) Working Groups "Atherosclerosis & Vascular Biology" and "Thrombosis" // Thrombosis and Haemostasis. - 2016. - Vol. 116. -P. 626-637.

4. Nahrendorf M., Pittet M.J. Swirski F.K. Monocytes: protagonists of infarct inflammation and repair after myocardial infarction // Circulation. - 2010. - Vol. 121.—№22. - P. 2437-2445.

5. Swirski F.K., Nahrendorf M. Leukocyte behavior in atherosclerosis, myocardial infarction, and heart failure // Science. - 2013. -Vol. 339. - P. 161-166.

6. Tapp L.D. The CD14++CD16+ monocyte subset and monocyte-platelet interactions in patients with ST-elevation myocardial infarction // L.D. Tapp, E. Shantsila, B.J. Wrigley, B. Pamukcu et al. // Journal of thrombosis and Haemostasis. - 2012. - Vol. 10. - Is. 7. - P. 12311241.

7. Thygesen K. [et al.] Third universal definition of myocardial infarction. // European Heart Journal. - 2012. - Vol. 33. - P. 2551-2567.

8. Odegaard A.O. Oxidative stress, inflammation, endothelial dysfunction and incidence of type 2 diabetes // A.O. Odegaard, D.R. Jacobs, O.A. Sanchez, D.C. Goff Jr. et al. // Cardiovascular Diabetology. - 2016. - Vol. 15. - Is. 51. [Электронный ресурс] // URL.: https://doi.org/10.1186/s12933-016-0369-6

9. Mann D.L. [et al.] Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. -10 Ed. - Elsevier Saunders. - 2015.

10. ESC Guidelines on diabetes, pre-diabetes, and cardiovascular diseases developed in collaboration with the EASD // European Heart Journal. - 2013. - Vol. 34. - Is. 39. - P. 3035-3087.

11. Diabetes propels the risk for cardiovascular disease: sweet monocytes becoming aggressive? J.A. van Diepen [et al.]// Cellular and Molecular Life Sciences - 2016 - Vol.73 - Is.24 -P.4675-4684.

12. Shirai T. [et al.] The glycolytic enzyme PKM2 bridges metabolic and inflammatory dysfunction in coronary artery disease. // The Journal of Experimental Medicine. - 2016. - Vol. 213. - Is. 3. - P. 337-354.

RATIO OF MONOCYTES' SUB-POPULATIONS IN PATIENTS WITH ACUTE MYOCARDIAL INFARCTION AND TYPE 2 DIABETES MELLITUS G.A. Kuharchik1, doctor of medical sciences, professor L.B. Gaikova1, doctor of medicine, professor L.A. Sorokin , head of the department A.I. Ermakov1, physician O.K. Lebedeva1, postgraduate 1Mechnikov North-West state medical university

2St. Petersburg state budgetary healthcare institution city hospital of the Holy Martyr Elizabeth

(Russia, St. Petersburg)

Abstract. The development of acute myocardial infarction is accompanied by the systemic inflammatory reaction. The key stone of the systemic inflammatory response is monocytes. According to the expression of CD14 and CD16 on their surface monocytes are devided into two groups: type 1 monocytes - "classical", CD14 + CD16— have pro-inflammatory phenotype, type 2 monocytes - "nonclassical", CD14-CD16+ - participate in the tissue reparation. The interaction of these two systems affects the activity of atherosclerosis and the severity of acute myocardial infarction. Insulin resistance affects the maturation and activity of monocytes and can lead to disbalance in the processes of inflammation and reparation. 71 patients with acute myocardial infarction were included in this study: 1 group - 33 patients with acute coronary syndrome with ST segment elevation, 2 group - 38 patients with acute coronary syndrome without ST segment elevation. The count of leukocytes, monocytes and subpopulations of monocytes was evaluated in all patients by flow cytofluometry. It was found that in group 1 patients the relative content of type 2 monocytes is lower compared to patients from group 2. In patients without diabetes mellitus from the 2 group the content of type 2 monocytes is higher compared to patients with diabetes mellitus from the group and all patients of group 1. Thus, in patients with acute coronary syndrome with elevation of the ST segment and in patients with concomitant type 2 diabetes mellitus, regardless of the type of acute coronary syndrome, hyperactivity of monocytes with pro-inflammatory properties is observed.

Keywords: acute myocardial infarction, acute coronary syndrome, monocytes, type 2 diabetes, systemic inflammatory response syndrome.