CC BY
6
Результаты исследований
_I DOI: 10.24412/2071-5315-2023-12882
Соотношение уровней интерлейкинов крови у пациентов со зрительным дефицитом с когнитивными расстройствами
^ И.В. Лев1, Н.М. Агарков1' 2' 3, А.Е. Копылов1
1 Тамбовский филиал ФГАУ"Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза "
им. акад. С.Н. Федорова"Минздрава России 2 ФГБОУВО "Юго-Западный государственный университет", Курск 3 ФГАОУВО "Белгородский государственный национальный исследовательский университет"
Диабетическая ретинопатия сопровождается значительным зрительным дефицитом и часто полной потерей зрения, что увеличивает риск социальной изоляции и формирования когнитивной дисфункции, которая недостаточно изучена у таких пациентов. Связь когнитивных нарушений у больных диабетической ретинопатией с изменениями в статусе интерлейкинов (ИЛ) остается неизвестной. Целью исследования являлся анализ уровней ИЛ в плазме крови и их корреляций с когнитивными нарушениями у больных диабетической ретинопатией. В исследование были включены больные диабетической ретинопатией с умеренной (n = 62) и с легкой (n = 54) степенью когнитивной дисфункции. Определение когнитивных нарушений проводилось по MMSE (Mini-Mental State Examination — краткая шкала оценки психического статуса). Статус ИЛ изучали методом иммуноферментного анализа с использованием набора "Протеиновый контур". Были выявлены статистически значимые различия между больными диабетической ретинопатией с легкой и с умеренной когнитивной дисфункцией по всем исследованным ИЛ крови. Особенно значимые различия обнаружены в уровнях ИЛ-6 и ИЛ-8, которые у пациентов с умеренной когнитивной дисфункцией составили 24,5 ± 2,0 пг/мл против 5,0 ± 0,9 пг/мл у пациентов с легкой когнитивной дисфункцией (р < 0,001) и 36,8 ± 3,4 против 10,4 ± 2,2 пг/мл (р < 0,001) соответственно. Также наблюдалось значительное увеличение содержания других провоспалительных ИЛ у больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями. Напротив, концентрация противовоспалительных ИЛ у них была статистически значимо сниженной. Это относится как к ИЛ-4, так и к ИЛ-10, уровень которых был ниже у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями. При корреляционном анализе было выявлено большее количество достоверных связей с ИЛ плазмы у больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями. Таким образом, были установлены средние прямые корреляции с когнитивными нарушениями для ИЛ-4 и ИЛ-10 и средние обратные корреляции — для ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-17 и некоторых других. Это указывает на участие системных ИЛ в формировании когнитивной дисфункции у больных диабетической ретинопатией. Ключевые слова: когнитивная дисфункция, интерлейкины крови, диабетическая ретинопатия, корреляция, пожилой возраст, зрительный дефицит.
Введение
Диабетическая ретинопатия представляет собой опасное для зрения осложнение и
Контактная информация: Лев Инна Валерьевна, mihina.inna@mail.ru
часто сочетается с развитием когнитивных нарушений [1, 2]. Однако связь между диабетической ретинопатией и когнитивными нарушениями не ясна из-за неоднозначных результатов исследований и отсутствия
Диабетическая ретинопатия
долгосрочных данных [2]. В некоторых исследованиях сообщалось о взаимосвязи диабетической ретинопатии с когнитивной дисфункцией и был продемонстрирован высокий уровень связи между диабетической ретинопатией и когнитивными нарушениями: согласно полученным данным, отмечено почти 3-кратное увеличение риска когнитивных нарушений у больных диабетической ретинопатией по сравнению с пациентами без нее [3, 4]. У мужчин с диабетической ретинопатией обнаружена ассоциация когнитивных нарушений с тяжестью этого офтальмологического заболевания. Сообщается также, что диабетическая ретинопатия наиболее тесно связана с нарушениями когнитивных функций вербального обучения и текущей памятью.
В качестве одного из общих механизмов и факторов риска формирования диабетической ретинопатии и когнитивной дисфункции называют иммунологические изменения на системном уровне, связанные с дисбалансом интерлейкинов (ИЛ) [4, 5]. Диабетическая ретинопатия считается частым микрососудистым осложнением сахарного диабета 2-го типа и занимает 1-е место среди причин необратимой потери зрения у лиц трудоспособного и пожилого возраста. Глобальное эпидемиологическое исследование показало, что почти у 1/3 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа диагностируется диабетическая ретинопатия. Распространенность диабетической ретинопатии продолжает увеличиваться в последнее 10-летие по мере повышения заболеваемости населения сахарным диабетом, и в настоящее время она рассматривается как ведущая проблема общественного здоровья и офтальмологии, приводящая к снижению качества жизни, функциональной активности пациентов [4].
Диабетическая ретинопатия не только представляет собой распространенное микрососудистое осложнение сахарного диабета 2-го типа, но и может выступать фактором риска снижения когнитивных способностей человека. Диабетическая
ретинопатия регистрируется у 400 млн. человек в мире [5]. Считается, что диабетическая ретинопатия коррелирует также с более высоким риском системных сосудистых осложнений, таких как нефропатия, периферическая невропатия и сердечнососудистые заболевания. Диабетические хронические микрососудистые осложнения не только поражают сосуды сетчатки, но и влияют на микрососуды головного мозга, способствуя тем самым ускоренному развитию когнитивных нарушений [6].
Формированию микрососудистых нарушений, ассоциируемых с развитием диабетической ретинопатии и когнитивной дисфункции, наряду с повышенным уровнем глюкозы в кровеносном русле способствуют процессы слабого хронического воспаления, обусловленного нарушением регуляции большого количества медиаторов воспаления, к которым относятся хемокины, цитокины и др. Это иммунное воспаление у пациентов с диабетической ретинопатией участвует в патологических каскадах, приводящих к различным реакциям на клеточном уровне, таким как ней-родегенерация, потеря перицитов, выпадение капилляров, неоваскуляризация, поражение мелких сосудов головного мозга, вовлеченным в формирование когнитивного дефицита [3]. Клетки микроглии сетчатки ускоряют выработку различных цитокинов, как провоспалительных, так и противовоспалительных. Однако, несмотря на эти известные факты, практически неизученной остается связь ИЛ крови с умеренными и легкими когнитивными нарушениями у больных диабетической ретинопатией.
Целью исследования являлся анализ уровней ИЛ в плазме крови и их корреляционных связей с когнитивными нарушениями у больных диабетической ретинопатией.
Материал и методы
В исследование были включены больные диабетической ретинопатией сопоставимого возраста с умеренной (п = 62) и с легкой
Результаты исследований
Таблица 1. Сравнительная характеристика групп обследованных
Больные диабетической Больные диабетической
Характеристика ретинопатией с легкими ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями когнитивными нарушениями (n = 54) (n = 62) p
Возраст, годы 64,8 ± 2,5 65,6 ± 2,9 0,476
Артериальная гипертония, %
I стадии 24,1 ± 3,6 27,3 ± 2,5 0,572
II стадии 75,9 ± 3,1 72,3 ± 3,8 0,614
Перенесенный инфаркт миокарда, % 26,9 ± 2,4 35,8 ± 2,1 0,011
Хроническая сердечная недостаточность I—II ФК, % 31,5 ± 2,0 40,6 ± 3,2 0,012
Нарушение мозгового кровообращения в анамнезе, % 16,7 ± 1,9 14,5 ± 1,7 0,708
Сахарный диабет 2-го типа, % 98,3 ± 4,4 97,6 ± 5,1 0,349
Хроническая почечная 22,2 ± 2,9 20,0 ± 2,1 0,415
недостаточность, %
Уровень креатинина, мкмоль/л 496,0 ± 8,9 504,3 ± 9,1 0,527
Обозначения: ФК - функциональный класс.
(n = 54) степенью когнитивной дисфункции, отобранные случайным методом. Обследование всех пациентов осуществлялось в клинических условиях в Тамбовском филиале ФГАУ "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Минздрава России. При верификации диабетической ретинопатии применялись критерии клинических рекомендаций Общероссийской ассоциации врачей-офтальмологов "Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отек диабетический", а также результаты комплексного офтальмологического, клинического и инструментального обследования пациентов. Оценка когнитивных функций выполнялась с использованием валидированной краткой шкалы оценки психического статуса (Mini-Mental State Examination, MMSE) [7, 8]. Классификация когнитивных нарушений в соответствии с этой шкалой проводилась по количеству баллов, набранных пациентом: 28,0—30,0 баллов — легкие когнитивные нарушения (субъективные ког-
нитивные расстройства), 24,0—27,9 балла — умеренные когнитивные нарушения.
У значительной части включенных в исследование пациентов имелась артериальная гипертония, являющаяся фактором риска когнитивных нарушений и диабетической ретинопатии. Пациенты обеих групп не имели статистически значимых различий по основным клинико-демогра-фическим параметрам, за исключением того, что у больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями выше была частота встречаемости в анамнезе перенесенного инфаркта миокарда (табл. 1). Включение пациентов в группы осуществлялось путем серийного отбора.
В исследование не включались пациенты с артериальной гипертонией III стадии, сахарным диабетом 1-го типа, острым нарушением мозгового кровообращения, черепно-мозговой травмой, анемией, с неврологическими и психическими нарушениями, системным атеросклерозом, принимавшие препараты с когнитивной протекцией. Коморбидность определялась
Таблица 2. Уровень ИЛ крови у больных диабетической ретинопатией с легкими и умеренными когнитивными нарушениями (в пг/мл)
Больные диабетической ретинопатией Интерлейкин с легкими когнитивными нарушениями (п = 54) Больные диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями (п = 62) Р
ИЛ-1а 13,9 ± 0,5 21,5 ± 1,2 <0,001
ИЛ-ф 32,5 ± 1,7 68,1 ± 2,3 <0,001
ИЛ-4 3,3 ± 0,4 2,0 ± 0,3 <0,05
ИЛ-5 3,1 ± 0,3 4,7 ± 0,4 <0,05
ИЛ-6 5,0 ± 0,9 24,5 ± 2,0 <0,001
ИЛ-7 5,4 ± 0,1 7,1 ± 0,3 <0,01
ИЛ-8 10,4 ± 2,2 36,8 ± 3,4 <0,001
ИЛ-9 8,1 ± 0,5 11,5 ± 0,8 <0,01
ИЛ-10 15,3 ± 1,2 8,8 ± 0,4 <0,001
ИЛ-12 6,3 ± 0,6 10,5 ± 0,8 <0,01
ИЛ-17 8,4 ± 1,0 21,8 ± 1,7 <0,001
ИЛ-18 58,4 ± 2,3 67,8 ± 2,7 <0,05
по данным официальной медицинской документации.
Изучение концентрации ИЛ в плазме крови осуществлялось методом иммуно-ферментного анализа с использованием набора "Протеиновый контур" (ИЛ-1а, ИЛ-1Р, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-8, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-17 и ИЛ-18). Забор крови для анализа проводился в утренние часы.
Исследование осуществлялось с соблюдением общепринятых этических норм и принципов Хельсинкской декларации, пациенты включались в исследование после подписания информированного согласия.
При статистическом анализе проводился расчет средних арифметических величин и их ошибок, определение нормальности по критерию Шапиро—Уилка. Было установлено нормальное распределение признаков, данные представлены в виде среднеарифметических значений и их ошибок. Для оценки достоверности использовался критерий х2. Для выявления корреляционных связей и всех других вычислений применялись программа Statistica 10.0 и ее мо-
дель "Корреляционный анализ" с расчетом коэффициента корреляции Пирсона.
Результаты и обсуждение
При сравнении содержания ИЛ в крови у пожилых больных диабетической ретинопатией с легкими и умеренными когнитивными нарушениями были выявлены существенные различия, достигающие во всех случаях статистической значимости (табл. 2). Прежде всего обращает на себя внимание многократное повышение уровня провоспалительного ИЛ-6 у больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями в сравнении с когортой пациентов такого же возраста, страдающих диабетической ретинопатией и легкими когнитивными нарушениями.
У пациентов пожилого возраста, страдающих диабетической ретинопатией и умеренными когнитивными нарушениями, диагностирован также статистически значимо более высокий уровень ИЛ-8 в плазме крови, чем у пациентов с диабетической ретинопатией и легкими наруше-
Результаты исследований
Таблица 3. Корреляционные связи уровней ИЛ крови с количеством баллов по MMSE у больных диабетической ретинопатией
Интерлейкин Больные диабетической ретинопатией с легкими когнитивными нарушениями (П = 54) Больные диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями (П = 62)
Г P г P
ИЛ-1а -0,088 0,861 -0,126 0,427
ИЛ-ф -0,275 0,015 -0,335 0,020
ИЛ-4 0,186 0,214 0,408 0,015
ИЛ-5 -0,141 0,207 -0,137 0,388
ИЛ-6 -0,362 0,024 -0,583 0,018
ИЛ-7 -0,023 0,368 -0,088 0,547
ИЛ-8 -0,286 0,013 -0,468 0,007
ИЛ-9 -0,097 0,496 -0,147 0,295
ИЛ-10 0,277 0,012 0,358 0,009
ИЛ-12 -0,106 0,763 -0,265 0,021
ИЛ-17 -0,163 0,095 -0,349 0,017
ИЛ-18 -0,105 0,476 -0,068 0,671
ниями когнитивных функций. Обсуждаемые группы больных диабетической ретинопатией достоверно различались и по содержанию в плазме крови ИЛ-ф и ИЛ-17, уровень которых был выше в 2,1 и 2,6 раза, соответственно, при наличии у обследованных умеренной ментальной дисфункции, чем при легкой ее степени.
Среди отличий системного интерлей-кинового статуса пациентов 60—74 лет с диабетической ретинопатией и умеренной когнитивной дисфункцией следует отметить более высокие уровни ИЛ-12, ИЛ-ф, ИЛ-5 (р < 0,001). В меньшей степени, но статистически значимо у пациентов пожилого возраста, страдающих диабетической ретинопатией и умеренными когнитивными нарушениями, концентрация ИЛ-7, ИЛ-9 и ИЛ-18 оказалась выше, чем у больных диабетической ретинопатией с легкой степенью ментальной дисфункции.
Сравниваемые группы пациентов статистически значимо различались по содержанию в плазме крови противовоспалительных ИЛ. Это относится к содержанию как ИЛ-4, так и ИЛ-10. При этом для обоих этих противовоспалительных ИЛ крови были характерны более низкие уровни у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями в сравнении с пациентами с легкими когнитивными нарушениями.
При анализе связей между уровнем ИЛ в плазме крови и различной степенью когнитивных нарушений у пациентов 60—74 лет с диабетической ретинопатией была выявлена сопряженность большего уровня системных ИЛ с количеством баллов по ММББ при умеренных когнитивных расстройствах (табл. 3). У пациентов с умеренными когнитивными нарушениями при диабетической ретинопатии установлено 7 статистически значимых корреляционных связей, тогда как у больных диабетической ретинопатией с легкими нарушениями ментальной функции — 4 статистически значимые корреляционные связи. При этом у больных диабетической ретинопатией с умеренной когнитивной дисфункцией была выявлена обратная взаимосвязь средней силы уровня провоспалительных ИЛ крови с количеством баллов по ММББ. Указанные корреляционные связи были характерны для ИЛ-ф, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-17 с количеством баллов, соответствующим умеренным нарушениям когнитивной функции. В этой группе связь количества баллов по ММББ только с провоспали-тельным ИЛ-12 была обратной, слабой, но статистически значимой (р = 0,022). Между уровнями 2 противовоспалительных системных ИЛ (ИЛ-4 и ИЛ-10) и количеством баллов по ММББ у больных диабетической ретинопатией были выявлены статистически значимые прямые корреляционные связи.
Из всех анализируемых ИЛ крови связь количества баллов по ММББ отмечена только с ИЛ-6 (статистически значимая обратная средняя корреляция). Выявлены
Диабетическая ретинопатия
слабые, статистически значимые обратные связи уровней ИЛ-ф и ИЛ-8 с количеством баллов по MMSE, соответствующим легкой когнитивной дисфункции. Среди исследованных противовоспалительных ИЛ только ИЛ-10 оказался статистически значимо, но слабо связан с количеством баллов по MMSE. С остальными ИЛ корреляционные связи практически отсутствовали и не достигли достоверной значимости.
В нескольких исследованиях, в которых анализировалась связь диабетической ретинопатии с когнитивными нарушениями, были получены противоречивые результаты [9]. Так, в исследовании X. Lu et al., включавшем 15 исследований из базы данных MEDLINE, отношение шансов ассоциации диабетической ретинопатии с когнитивными нарушениями составило 2,24 (95% доверительный интервал 1,89—2,66) [9]. В исследовании, выполненном в большой группе пациентов с диабетической ретинопатией, не было обнаружено связи между диабетической ретинопатией и ухудшением когнитивных функций [10]. Кроме того, не установлено связи между начальной стадией диабетической ретинопатии и когнитивной дисфункцией, как не получено и должного объяснения механизмов, лежащих в основе ассоциации диабетической ретинопатии со снижением ментальности [9].
Одним из механизмов развития когнитивных нарушений у больных диабетической ретинопатией считается гиперпродукция в условиях гипергликемии провоспа-лительных ИЛ, негативно влияющих на сосуды сетчатки и головного мозга, которые имеют общие происхождение и дренаж, что в итоге может вызывать когнитивные нарушения [5, 11].
Изучение взаимосвязей между выраженностью иммунологических изменений и когнитивными нарушениями у пациентов с диабетической ретинопатией представляет одну из актуальных проблем современной иммунологии [2, 8]. В частности, выявлены корреляционные связи между некоторыми
ИЛ и когнитивными нарушениями у пациентов с диабетической ретинопатией [3].
Показана ассоциация системных ИЛ-6, ИЛ-10, фактора некроза опухоли а (ФНО-а), ИЛ-12 и ИЛ-17А с развитием когнитивной дисфункции при диабетической ретинопатии [4, 5]. В частности, у 186 пациентов с легкими когнитивными нарушениями был выявлен статистически значимо повышенный уровень ИЛ-6, ИЛ-10 и низкий уровень ФНО-а по сравнению с группой без когнитивных нарушений [5]. Более высокие уровни ИЛ-6 в крови были связаны с ухудшением памяти и внимания. Аналогично, более высокие уровни ИЛ-10 в крови связаны с высокой вероятностью развития легких когнитивных нарушений.
Полученные нами результаты соответствуют этим данным о более высоком уровне ИЛ-6 в плазме крови у больных диабетической ретинопатией, прежде всего у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями. Кроме того, нами установлена обратная средняя корреляционная связь между концентрацией ИЛ-6 на системном уровне и как умеренными (г = —0,584), так и легкими когнитивными нарушениями, что отличает настоящее исследование от предыдущих, базирующихся на метаанали-зе, в которых не были количественно подтверждены направление и сила связи [9].
В других исследованиях установлен статистически значимо более высокий уровень ИЛ-6 в крови у больных диабетической ретинопатией по сравнению с пациентами без сахарного диабета 2-го типа и диабетической ретинопатии (52,31 ± 11,3 и 23,9 ± 7,7 пг/мл соответственно) и ИЛ-17А (47,4 ± 9,1 и 28,8 ± 7,7 пг/мл соответственно) [4]. Однако при этом наблюдалась достоверно более низкая концентрация ИЛ-8 и ИЛ-12. Содержание ИЛ-10, ИЛ-2 и ИЛ-4 не имело статистически значимых различий. При корреляционном анализе была выявлена положительная связь между уровнями ИЛ-6 и ФНО-а и тяжестью диабетической ретинопатии.
Результаты исследований
В ранее проведенных исследованиях у пациентов с когнитивной дисфункцией были обнаружены только ассоциации между воспалительными ИЛ или специфическими демографическими показателями и снижением памяти и глобального познания [12]. Аналогичным образом, в предыдущих исследованиях были выявлены различия в ассоциации воспалительных ИЛ и когнитивных функций в зависимости от пола, депрессии, сердечно-сосудистых заболеваний [13, 14].
Однако в выполненном нами сравнительном исследовании уровня и корреляционных связей системных ИЛ у больных диабетической ретинопатией с легкими и умеренными когнитивными нарушениями впервые были продемонстрированы более высокие уровни провоспалительных ИЛ и более низкие — противовоспалительных ИЛ, а также более тесная связь и с большим количеством ИЛ крови при умеренных когнитивных нарушениях, чем при легкой степени когнитивной дисфункции.
Заключение
На основании представленных результатов можно утверждать, что развитие умеренных когнитивных нарушений у пожилых больных диабетической ретинопатией сопровождается более существенными изменениями системного интерлейкинового профиля, чем у больных этим заболеванием с легкой когнитивной дисфункцией. Это свидетельствует о том, что более высокие уровни провоспалительных ИЛ и более низкие — противовоспалительных ИЛ ассоциированы с формированием умеренных когнитивных нарушений. Последние достоверно коррелируют с большим числом системных ИЛ и имеют обратную среднюю связь с ИЛ-10, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-17 и прямую среднюю связь с ИЛ-4 и ИЛ-10.
Со списком литературы вы можете ознакомиться на нашем сайте www.atmosphere-ph.ru
The Ratio of Blood Interleukin Levels in Patients with Visual Deficit and Cognitive Disorders I.V. Lev, N.M. Agarkov, and A.E. Kopylov
Diabetic retinopathy is accompanied by a significant visual deficit and often complete loss of vision, which increases the risk of social isolation and the formation of cognitive dysfunction, which is insufficiently studied in this category of patients. The association of cognitive impairment in patients suffering from diabetic retinopathy with changes in interleukin (IL) status remains unknown. The aim of this study was to analyze the levels and correlations of ILs in blood plasma of patients with diabetic retinopathy and cognitive impairment. The clinical trial involved 62 patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive dysfunction and 54 patients with mild cognitive impairment. Cognitive impairment was assessed using MMSE (Mini-Mental State Examination). The IL status was studied with enzyme immunoassay using the Protein Contour kit. Statistically significant differences were found between patients with diabetic retinopathy and mild and moderate cognitive dysfunction in all studied blood ILs. Particularly significant differences between groups were found in the content of IL-6 and IL-8, their levels in patients with moderate cognitive dysfunction being 24.5 ± 2.0 and 36.8 ± 3.4 pg/mL vs 5.0 ± 0.9 and 10.4 ± 2.2 pg/mL in the group with mild cognitive impairment (p < 0.001), respectively. There was also a significant increase in other pro-inflammatory ILs among patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive impairment. On the contrary, the concentration of anti-inflammatory ILs decreased statistically in these patients. This applied to both IL-4 and IL-10, their level being lower in patients with moderate cognitive impairment. The correlation analysis revealed a greater number of significant correlations with plasma ILs in patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive impairment. Thus, mean positive correlations were found for IL-4 and IL-10, and mean negative correlations were detected between IL-6, IL-8, IL-17, and some others. This indicated the involvement of systemic ILs in the formation of cognitive dysfunction in patients with diabetic retinopathy.
Key words: cognitive dysfunction, blood interleukins, diabetic retinopathy, correlation, old age, visual deficit.
