CC BY
71
УДК: 616.132.2-004-076:612.017
УЧАСТИЕ ИММУНОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ КОРОНАРНОГО АТЕРОСКЛЕРОЗА
В.И. Мазуров, С.В. Столов, И.Б. Беляева, Е.А. Трофимов Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова,
Санкт-Петербург, Россия
Исследовано содержание ряда провоспалительных цитокинов в крови и сосудистой стенке у больных различными вариантами течения ИБС. Установлено, что в развитии коронарного атеросклероза участвуют иммуновоспалительные механизмы. В крови больных повышено содержание провоспалительных цитокинов (IL-1p, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-a). Развитие острой коронарной недостаточности сопровождается дополнительным повышением уровней данных цитокинов. Принадлежность цитокиновой активности коронарному атеросклерозу подтверждена при изучении содержания мРНК цитокинов в сосудистой стенке. При этом в зоне атероматоза (аорте) синтезируется преимущественно мРНК IL-2, в то время как в зоне липоматоза (лучевой артерии) формируется неспецифическая иммунореактивность с выработкой мРНК IL-1 и IL-6.
Показано, что у больных ревматоидным артритом поражение коронарного русла протекает более агрессивно по сравнению с лицами без аутоиммунного заболевания. Хронический воспалительный процесс у больных с аутоиммунной патологией может служить «ложем» для ускоренного развития ИБС.
Общие иммуновоспалительные механизмы, участвующие в патогенезе ИБС и ревматоидного артрита, позволяют проводить определённые параллели между атеросклеротическим процессом и аутоиммунной патологией.
Ключевые слова: коронарный атеросклероз, ревматоидный артрит, цитокины (IL-1 р, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-a, TGFb1).
Введение
Коронарный атеросклероз и связанные с ним осложнения занимает лидирующее положение в структуре смертности населения индустриально развитых стран. Несмотря на определенные успехи в лечении осложнённых форм ИБС, меры по снижению заболеваемости в целом разработаны недостаточно. В значительно степени это связано с тем, что до конца не ясны механизмы развития атеросклероза [1, 2, 3]. Общепринятая в настоящее время «липопротеиновая» концепция атероматоза не лишена недостатков, так как она не объясняет дискретности процесса, появления быстропрогрессирующих форм заболевания и не отвечает на вопрос: «Почему накопление в сосудистой стенке липопроте-инов лишь в части случаев приводит к формированию атеросклеротических бляшек?». Традиционные факторы риска - артериальная гипертония, дислипопротеинемия, гипергликемия и др. выявляются далеко не у всех больных ИБС. В этой связи последние годы наряду с «метаболической» концепцией атерогенеза, все более активно обсуждается роль воспаления в патогенезе заболевания. Основанием к тому послужили обнаруживаемые в крови больных ИБС - наиболее часто встречающейся формы
атеросклероза - маркеры воспаления: белки «острой» фазы (С-реактивный протеин, фибриноген, сывороточный амилоид А и др.), провос-палительные цитокины и хемокины, а также наличие в очагах атеросклеротического поражения макрофагов и лимфоцитов, сенсибилизированных к антигенам сосудистой стенки [4, 5, 6]. Участие мононуклеаров в воспалительном повреждении интимы при атеросклерозе подтверждается гиперэкспрессией ими CD25, CD45RA, CD95, генов цитокинов, адгезивных и костимулирующих молекул [7, 8,]. Кроме того, в крови больных ИБС выявляются антитела к липопротеинам, титр которых нередко коррелирует с тяжестью течения заболевания [9, 10,11, 12, 13]. Всё это позволяет ряду исследователей проводить определённые параллели между атеросклерозом и аутоиммунными заболеваниями [14, 15, 16, 17]. Инициирующим фактором воспаления при атеросклерозе чаще называют модифицированные липопротеины, в избытке накапливающиеся в стенке артерии и способные приобретать свойства аутоантигенов. Эту роль могут выполнять также белки теплового шока, микроорганизмы, фосфолипиды и др. антигены, агрегированные на эндотелии или входящие в состав сосудистой стенки [18, 19, 20].
Для уточнения роли иммунной системы в патогенезе коронарного атеросклероза нами изучены некоторые показатели активности им-мунокомпетентных клеток у больных с различными вариантами ИБС, а также изучены особенности течения данной патологии у больных ревматоидным артритом.
Материалы и методы исследования
Обследованы 176 пациентов, из которых 102 больных со стабильной стенокардией (СтС); 34 человека с острым инфарктом миокарда (ОИМ) и 40 человек без ИБС (контрольная группа), сопоставимых по возрасту. Для оценки особенностей течения ИБС у больных с аутоиммунной патологией в исследование были включены 304 пациента с ревматоидным артритом (РА).
Иммунологическое обследование включало повторные исследования содержания цитоки-нов IL-1b, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-a и растворимого рецептора IL-2 (rIL-2) в сыворотке крови, а также TGFbl в аорте иммуноферментным методом c использованием тест-систем фирмы «Amersham», Англия. Кроме того, изучалось содержание мРНК IL-ip, IL-2, IL-6 (QIAGEN, Германия) в сосудистой стенке методом «обратной» полимеразной цепной реакции (Reverta, Москва) с рандомизированными олигопрайме-рами, что позволяло использовать полученную сDNA как единую мишень для последующих амплификаций. mRNA выделялась с помощью набора RNeasy Mini Kit фирмы «QIAGEN» (Германия). ПЦР с сDNA цитокиновых генов проводилась в разных пробирках по стандартной двухпраймерной схеме в один раунд. Амплифи-кационная программа состояла из 35 циклов.
Фенотипические характеристики лимфоцитов (CD3, CD4, CD8, CD16, CD19, CD11/18, CD25, CD95 и HLA-DR) оценивались в лим-фоцитотоксическом тесте с моноклональными антителами («МедБиоСервис», Москва).
Изучение функции эндотелия проводили, используя пробы с реактивной гиперемией (эн-дотелийзависимая вазодилатация (ЭЗВД)) и нитроглицерином (эндотелийнезависимая ва-зодилатация). Изменение диаметра плечевой артерии оценивали с помощью линейного датчика 7 МГц с фазированной решеткой на ультразвуковой системе «Acusón 128'Р10» (США). Изменения диаметра сосудов на изображениях на 60-й секунде после реактивной гиперемии и после приёма нитроглицерина оценивали
в процентном отношении к исходной величине. Адекватной реакцией считали вазодилатацию от 10% и выше от исходного значения диаметра сосуда, меньшее её значение или вазоконстрик-цию считали патологическими.
Определение циркулирующих в крови де-сквамированных эндотелиоцитов проводилось методом J. Hladovec (1978) в модификации Н.Н. Петрищева (2001). Исследование показателей функции эндотелия проводилось трижды: до операции реваскуляризации миокарда (1-е обследование), после аортокоронарного шунтирования (2-е обследование) и через 6 месяцев (3-е обследование).
Для оценки резерва коронарного кровотока пациентам СтС и контрольной группы проводилась проба с физической нагрузкой на вертикальном велоэргометре (фирма «Siemens») или тредмил-тест по методике непрерывно возрастающей нагрузки. Наряду с этим 64 больным СтС была выполнена многопроекционная коронарная ангиография на аппарате фирмы «Siemens».
Пациенты получали комплексное лечение, включающее нитраты, p-адреноблокаторы, антагонисты кальция, аспирин, статины, ингибиторы ангиотензин-конвертирующего фермента.
Для статистических расчетов использовалась программа «Statgraphics».
Результаты и их обсуждение
При изучении состояния клеточного звена иммунной системы у больных СтС и ОИМ (исследование проводилось в течение первых суток после госпитализации в стационар) оказалось, что содержание клеток, несущих основные маркеры дифференцировки и активацион-ные молекулы CD3, CD4, CD8, CD56, CD11/18, CD20, CD25, CD18, CD25, CD95 и HLA II - существенно не отличалось от показателей контрольной группы. Однако и у больных СтС и ОИМ отмечено увеличение доли CD95+ клеток, что указывает на повышение содержания активированных форм лимфоцитов при данной патологии (табл. 1).
Известно, что цитокиновая активность крови является интегративным показателем практически любого воспалительного процесса. Изучение содержания цитокинов в крови у больных СтС и ОИМ показало достоверное повышение уровней большинства из них в обеих группах, по сравнению с контролем (табл. 2).
Таблица 1
Экспрессия активационных маркеров лимфоцитами у больных различными вариантами ИБС
Показатель, % CD18 CD25 CD95 HLA-DR
Больные
СтС, 25,1±5,6 21,2±6,5 23,4±6,6* 23,6±7,4
(n=20)
Больные
ОИМ, 27,7±4,6 33,8±9,2 37,3±2,4* 33,4±6,1
(n=12)
Здоровые
лица, 38,8±2,7 24,1±1,6 11,8±1,6 25,3±1,3
(n=20)
Примечание: * - р<0,05 при сравнении с контролем.
Таблица 2 Содержание в крови ^-2, ^-6, ^-8
и TNF-a у больных стабильной стенокардией и инфарктом миокарда
Цитокин, пг/мл Больные СтС, (n=40) Больные ОИМ, (n=34) Здоровые лица, (n=20)
IL-1ß 0,45±0,08* 0,88±0,12* 0,14±0,1
IL-2 9,1±1,6* 0,8±0,40* 0
IL-6 2,5±0,34 24,0±5,39* 1,63±0,7
IL-8 94,2±27,6* 41,5±20,6* 3,3±0,90
TNF-a 0,23±0,06 3,72±1,20* 0,3±0,15
* - достоверность различии по сравнению с контрольной группой (р<0,05).
У больных СтС наблюдалось достоверное увеличение содержания ^-1р, ^-2 и ^-8. Нарастанию тяжести течения стенокардии в зависимости от функционального класса (ФК) соответствовало повышение уровня TNF-a: при 1-11 ФК его содержание было 0,17±0,07 пг/мл, а при Ш-ГУ ФК многократно выше - 1,15±0,49 пг/мл, (р<0,05).
При оценке содержания цитокинов в зависимости от степени коронарной обструкции было выявлено, что по мере её нрастания повышаются уровни ^-6 и TNF-a. Однако содержание ^-2 снижается по мере прогрессирования коро-наросклероза (табл. 3).
Таблица 3
Содержание цитокинов в крови больных стенокардией в зависимости от объёма поражения коронарных артерий (КА)
Цитокин, пг/мл Минимально измененные КА, (n=10) Многососудистый характер поражения КА, (n=25)
IL-1ß 0,31±0,12 0,44±0,15
IL-2 15,1±1,9 7,53±2,52 *
IL-6 1,86±0,36 3,24±0,54 *
IL-8 68,77±27,22 130,11±49,54
TNF-a 0,22±0,16 0,87±0,25*
* - достоверность различий между группами (р<0,05).
Анализ содержания цитокинов в зависимости от наличия сердечной недостаточности выявил повышение уровней TNF-a и IL-1ß по мере увеличения тяжести декомпенсации. Содержание TNF-a при I ФК ХСН составило 0,42±0,17 пг/мл, при III ФК ХСН - 0,94±0,2 пг/мл, (p<0,05). Уровень IL-1ß у больных с I ФК ХСН составил 0,16±0,09 пг/мл, а при III ФК ХСН -0,61±0,11 пг/мл, (p<0,05).
Проводимое на протяжении 14 дней лечение больных СтС базисными антиангинальными препаратами существенно не отразилась на содержании в крови IL-1ß, IL-2, IL-6, IL-8 и TNF-a.
У больных ОИМ отмечалось более значимое повышение всего спектра изучаемых цитоки-нов в сравнении с больными СтС и контрольной группой. При этом значения IL-6 и TNF-a превысили уровни больных СтС многократно (24,04±5,4 против 3,43±0,5 пг/мл для IL-6 и 3,72±1,2 против 0,45±0,18 пг/мл для TNF-a). Вместе с тем, содержание IL-2 у больных ОИМ было существенно ниже, чем у пациентов со СтС (0,8±0,40 и 5,52±1,83 пг/мл, соответственно). Динамическое наблюдение в течение 14 дней показало, что уровни исследуемых цитокинов сохранялись существенно повышенными, несмотря на стабилизацию клинического состояния и проводимую терапию.
Известно, что выработка цитокинов зависит от большого числа различных факторов и патологических состояний. Для оценки принадлежности цитокиновой активности крови коронарному атеросклерозу мы изучили выработку цитокинов непосредственно в сосудистой стенке. С этой целью было изучено содержание мРНК IL-1ß, IL-2 и IL-6 в аорте, лучевой артерии и подкожной вене голени.
Анализ содержания цитокинов в стенке сосудов подтвердил участие иммуновоспалитель-ных механизмов в атерогенезе. Согласно полученным данным, сосудистая стенка аорты и периферической артерии у больных ИБС содержит мРНК изучаемых цитокинов. Для примера на фотографии приведена электрофореграмма амплификационного продукта полученного при исследовании экспрессии мРНК ^-2. На нём видны различные уровни экспрессии РНК, в том числе и гетерогенная ядерная РНК (рис. 1).
Рис. 1. Электрофореграмма амплификационного продукта 1Ь-2 А - сигнал с гетерогенно-ядерной РНК, В - сигнал с мРНК.
1. Низкая экспрессия мРНК, нет экспрессии г-яРНК. 2. Высокая экспрессия мРНК и гяРНК.
М. Маркер весов
Содержание интерлейкинов в сосудах различалось (табл. 4). В аорте определялся преимущественно ^-2 (10 образцов из 12 (83,3%)), в то время как в лучевой артерии тех же больных он обнаруживался лишь в одном случае (8,3%).
В лучевой артерии основными выявляемыми цитокинами были ^-1р и ^-6 (по 5 образцов из 8 (62,5%)), в то время как в аорте эти цитокины определялись лишь у одного из 8 (12,5%) обследованных больных ИБС.
В венозной стенке в небольшом проценте случаев регистрировалась мРНК ^-1р и ^-6 (соответственно, 25 и 33%); причём титр данных цитокинов был существенно меньше, чем в артерии. Ни в одном случае мРНК ^-2 в вене не выявлялось.
Исследованиями, выполненными ранее, было установлено, что в зоне развития воспалительного процесса вырабатываются также и противовоспалительные цитокины (^-10, ^-13, TGFb1), которые ограничивают эффекты воспалительных цитокинов [21, 22, 23, 24]. Нами проведена оценка синтеза TGFb1, обладающего наибольшим им-
муносупрессивным действием. Его содержание в биоптатах аорты и лучевой артерии больных ИБС оказалось высоким и было сопоставимо с содержанием данного цитокина в крови этих больных. В качестве примера можно привести данные по содержанию TGFb1 в биоптате аорты (рис. 2).
Таблица 4
Содержание мРНК ^-1р, ^-2 и ^-6 в аорте, лучевой артерии и подкожной вене голени у больных стабильной стенокардией
Исследуемый материал 1Ь-1р 1Ь-2 1Ь-6
Аорта, (% выявл.) (п=12) 2 (16,7%) # 10 (83,3%) ## 1 (8,3%) ##
Артерия, (% выявл.) (п=12) 8 (66,7%) * 1(8,3%) 9 (75,0%) *
Вена, (% выявл.) (п=12) 3 (25%) 0 ** 4 (33%)
# - достоверность между аортой и артерией (# - р<0,05 # # - р<0,01);
* - достоверность между артерией и веной (р<0,05); ** - достоверность между веной и аортой (р<0,001).
Рис. 2. ТОРЫ экспрессирован в тканях артерии в виде гранул
На фотографии визуализируется диффузно-неравномерное распределение ТОРЬ1 с максимальной его экспрессией на эндотелии, в участках фиброзирования и неоангиогенеза.
Развитие иммуновоспалительного процесса в сосудистой стенке может приводить к изменению функциональной активности эндотелия. Одним из объективных показателей дисфункции эндотелия является количество циркулирующих в крови эндотелиоцитов (ЦЭ), которое, по данным различных авторов, возрастает пропорционально степени повреждения сосудистого русла. Нами установлено, что у пациентов с ИБС содержание ЦЭ выше, чем у здоровых лиц
(5,91±0,16 кл/100 мкл и 3,3±0,25 кл/100 мкл, соответственно; р=0,00000019).
Следующим этапом работы была оценка течения коронарного атеросклероза при аутоиммунной патологии. Нами установлены особенности ИБС у больных ревматоидным артритом (РА), возраст которых составил, в среднем, 55,3±0,6 года, длительность заболевания - 9,2±0,5 лет. Первая степень активности РА была у 60 больных (20%), вторая - у 139 пациентов (46%), а третья - у 105 обследованных (34%). Контрольную группу составили 25 больных остеоартро-зом (ОА) с сопутствующей ИБС, сопоставимых с группой больных РА по полу, возрасту и функциональным классам стенокардии. ИБС была выявлена у 56 больных РА.
При оценке показателей липидного спектра не выявлено различий между группой больных РА и ОА по уровню ЛПНП, ЛПОНП, ЛПВП, ТГ, а также апоА1 и апоВ, однако уровень общего холестерина (ХС), отношение ХС/ЛПВП и коэффициент атерогенности были достоверно ниже у больных РА с ИБС, чем у больных ОА с ИБС. Данные результаты подтверждают предположение ряда исследователей о том, что нарушение липидного спектра не является ведущим фактором в развитии и прогрессирова-нии атеросклероза у больных РА. В частности, Е.НиЛ-Сател'о, (2001); A.McEntegart, (2001); M.Wong, (2002) полагают, что иммуновоспали-тельный процесс вносит более значимый вклад в формирование атеросклеротического процесса у данной категории больных, чем нарушения липидного спектра.
Наиболее важной особенностью течения ИБС у больных РА оказалось существенно большая, по сравнению с группой больных ОА и ИБС, продолжительность ишемии миокарда в течение суток. Она превышала показатели больных ОА с ИБС более, чем в два раза (р<0,01), и достигала, в среднем, 49,8±10,8 минут. При этом продолжительность БИМ у больных РА составляла 46,3±10,7 минут, а у пациентов с ОА она оказалась в 3 раза меньше (р<0,0005) (табл. 5). Существенным, с нашей точки зрения, оказалось и то, что амплитуда депрессии сегмента ST была также более выражена в группе больных РА с ИБС, по сравнению с ОА и ИБС (р<0,05).
У больных РА и ИБС с увеличением продолжительности заболевания также нарастала и длительность ишемии (г=0,46; р<0,05), при этом более выраженные ишемические изменения отмечались у больных РА с ИБС с длительностью РА более 5 лет (р<0,05).
Таблица 5
Ишемия миокарда в течение суток у больных РА с ИБС и больных ОА с ИБС
Показатель ишемии РА и ИБС ОА и ИБС
(п=37) (п=35)
Продолжительность ишемии, мин 49,8±10,8** 21,3±6,4
Суммарный индекс ишемии, мкВ*мин 10464±2502* 5386±2003
Максимальная амплитуда ST, мкВ 177±14 150±10
Продолжительность БИМ, мин 46,3±10,7** 14,1±4,7
Продолжительность болевой ишемии, мин 3,5±1,9** 7,3±2,1
Примечание: * - р<0,05; ** - р<0,01.
В группе обследованных с системными проявлениями РА и сопутствующей ИБС регистрировалось большее количество эпизодов ишемии, в том числе количество эпизодов БИМ, а также более выраженная депрессия сегмента ST и больший суммарный индекс ишемии по сравнению с пациентами с преимущественно суставной формой заболевания (р<0,05).
Хронический аутоиммунный процесс, лежащий в основе РА, в той или иной степени приводит к нарушению эндотелиальной функции, которая является предиктором неблагоприятного течения как ИБС, так и артериальной гипертонии. В группе больных РА эндотелийзависимая вазодилатация оказалась значительно ниже, чем у больных с ОА и здоровыми лицами (р<0,05). При этом у 8 больных РА наблюдалась парадоксальная реакция в виде вазоконстрикции.
Объективным признаком функционального поражения эндотелия служит увеличение содержания в крови циркулирующих эндотели-альных клеток (ЦЭК). Их содержание увеличивалось параллельно повышению активности РА (рис. 3).
- 22,6* _
9,1 12,1*
—
5,4
контроль 12 3
Рис. 3. Содержание в крови ЦЭК в зависимости от активности РА
При этом у больных РА, сочетающегося с ИБС, также отмечено повышение содержания ЦЭК по сравнению с РА без ИБС, ИБС без РА и здоровыми лицами (16,3х104/л; 12,2х104/л; 7,8х104/л; 5,4х104/л, соответственно (p<0,05))
Таким образом, инструментальные и лабораторные показатели подтверждают предположение о более тяжёлом течении ИБС у больных РА.
Результаты исследования подтверждают участие иммуновоспалительных механизмов в патогенезе коронарного атеросклероза. При этом нарушения регуляции иммунной системы у больных ИБС связаны, в большей степени, с изменением продукции цитокинов, а в меньшей - с функциональной активностью лимфоцитов. Из всего перечня сигнальных молекул (CD3, CD4, CD8, CD16, CD11/18, CD19, CD25, CD95 и HLA II) у больных СтС и ОИМ выявлено повышение экспрессии лишь CD95. По-видимому, степень иммунного воспаления в сосудистой стенке у больных ИБС недостаточна для активации всего пула циркулирующих лимфоидных клеток, как это бывает, например, при системных аутоиммунных заболеваниях. Вместе с тем, увеличение в крови больных ИБС доли клеток, несущих маркер апоптоза, отражает, по нашему мнению, реакцию иммуноком-петентных клеток на воспалительный процесс, развивающийся в сосудистой стенке. Это воспаление служит фактором активации мононукле-аров и гиперэкспрессии ими CD95.
Существенно более важные данные о роли воспаления в развитии атеросклероза получены при исследовании цитокиновой активности крови. Повышенное содержание провоспали-тельных цитокинов выявлено нами не только при быстро прогрессирующих вариантах ИБС, но и стабильном течении заболевания. Выработку этих цитокинов могут осуществлять активированные мононуклеары, инфильтрирующие поражённые артерии, а также структурные элементы самой сосудистой стенки [25, 26, 27]. Основным фактором, определяющим продукцию цитокинов у больных ИБС, по мнению большинства авторов, занимающихся проблемой атеросклероза, является развитие в коронарном русле хронического воспаления, подобного гиперчувствительности замедленного типа. Основными участниками такого воспаления являются макрофаги и лимфоциты [14, 19, 28, 29]. Индукторами воспаления могут быть окисленные липопротеины, способные выполнять роль аутоантигенов. При этом сенсибилизация
ими мононуклеаров может происходить как непосредственно в участках атероматоза, так и регионарных лимфатических узлах [12, 30].
Отражением развивающегося в сосудистом русле воспалительного процесса служит повышение выработки цитокинов. Проведенное нами исследование выявило многократное повышение уровней ^-1р, ^-2, ^-6, ^-8 и ТОТ-а в крови у больных СтС относительно показателей группы здоровых лиц. Осложнённое течение коронарного атеросклероза (многососудистое поражение, стенозирующие формы, хроническая сердечная недостаточность) сопровождалось дальнейшим увеличением содержания ^-6 и TNF-a. При этом клиническая стабилизация ИБС (оценка уровней цитокинов проводилась на 14-й и 30-й день от начала лечения) не сопровождалась улучшением иммунологических показателей. По-видимому, стандартная анти-ангинальная терапия, стабилизируя гемодинамику, не оказывает существенного влияния на активность иммуновоспалительного процесса в сосудистой стенке. Возможно, это объясняет рецидивы коронарных атак у пациентов, не получающих препараты с доказанным противовоспалительным действием (ингибиторы ГМГ-КоА - статины, ингибиторы АПФ).
Развитие ОИМ характеризуется дальнейшим нарастанием цитокиновой активности. При этом содержание ^-6 и TNF-a на порядок превышают таковые у больных СтС. Особую значимость приобретает факт повышения у больных коронарным атеросклерозом уровня ^-2. Известно, что ^-2 является ключевым ци-токином формирования клеточного звена иммунитета [31, 32]. Выявленное повышение продукции данного цитокина у больных ИБС является следствием развития в сосудистой стенке адаптивного (специфического) иммунного ответа, который во многом определяет течение данного заболевания.
Ещё одним маркером сосудистого воспаления может служить С-реактивный протеин (СРБ), содержание которого повышается в крови больных атеросклерозом. По мнению большинства исследователей, повышение ряда острофазовых белков (СРБ, сывороточного амилоида А) признано независимым фактором неблагоприятного течения ИБС [4, 16, 33, 34]. Среди наблюдаемых нами пациентов со стабильным течением ИБС значимое повышение уровня СРБ (более 6 мг/л) выявлено в 12% случаев, несмотря на то, что продукция ^-1р и ^-6 - основных индукторов выработки «острофазовых» белков - находилась
на высоком уровне. Таким образом, содержание СРБ в крови больных стенокардией не отражает в полной мере события, происходящие в сосудистой стенке при этом заболевании. Цитокины, по-видимому, являются более значимыми маркерами при оценке прогноза больных ИБС.
Данные о содержании мРНК цитокинов в сосудистой стенке еще более подтверждают значимость иммуновоспалительных механизмов в атерогенезе. Обнаружение мРНК цитокинов в стенке аорты и артерий подтверждают неслучайный характер повышения цитокинов в крови у больных ИБС. Все исследованные биоптаты сосудистой стенки содержали мРНК изучаемых цитокинов, однако выявлялись количественные и качественные различия в их содержании. В аорте определялась преимущественно мРНК ^-2, в то время как в лучевой артерии - ^-1р и ^-6. В венозной стенке выявлялись в низком титре мРНК ^-1р, ^-6 и отсутствовал ^-2.
Обнаруженные различия в содержании мРНК ^-1р, ^-2 и ^-6 в биоптатах свидетельствуют о принципиальном отличии в характере воспаления, протекающего в аорте и лучевой артерии. Изменения, происходящие в аорте (в зоне формирования атеросклеротических бляшек), отражают развитие в ней адаптивного иммунного ответа клеточного типа, о чём свидетельствует повышение содержания мРНК ^-2, тогда как в зонах с относительно благоприятным течением процесса (в лучевой артерии), где идут процессы липоидоза, развивается неспецифическое воспаление, опосредуемое макрофагальным звеном иммунной системы, основными цито-кинами которого являются ^-1р, ^-6, а также TNF-a. Принимая во внимание этот факт, можно сделать вывод о том, что патогенетические механизмы атеросклеротического повреждения в различных сосудистых бассейнах могут существенно отличаться: в зонах развития специфического иммунного ответа, в реализации которого участвуют активированные лимфоциты, развиваются типичные структурные элементы атеросклероза - бляшки. В сосудах, где процесс ограничивается формированием липидных пятен и признаки структурного повреждения не формируются, основными участниками выступают моноцитарно-макрофагальные клетки, вырабатывающие ^-1р, ^-6, а также другие провоспалительные цитокины.
Выработка в стенке артерий функционально неоднородных цитокинов («ранних» и специализированных на специфический иммунитет) отражает не только различную степень вовлечения
сосудов в атерогенез, но и фазность заболевания. В дебюте коронарного атеросклероза основными участниками сосудистого воспаления становятся макрофаги, трансформирующиеся в пенистые клетки и синтезирующие провоспалительные интерлейкины. В дальнейшем, по мере прогрес-сирования заболевания, в зоны атеросклероти-ческого повреждения мигрируют лимфоциты, определяющие развитие адаптивного иммунитета. При этом гуморальная составляющая ате-рогенеза имеет существенно меньшее значение; она представлена, главным образом, антителами к мЛП, титр которых может нарастать по мере прогрессирования заболевания [9, 10].
Другая важнейшая составляющая любого иммунного ответа представлена противовоспалительными цитокинами (^-10, ^-13 и TGFb), функциональная активность которых заключается в ограничении эффектов ТЬ1-ассоциированных интерлейкинов. Нарушение баланса между про- и антивоспалительными цитокинами в значительной степени определяет исходы заболевания [8, 9, 35]. Известно, что TGFb1, в норме присутствующий в сосудистой стенке, принимает самое непосредственное участие в патогенезе атеросклероза. Этот цитокин снижает чувствительность артерии к действию воспалительных факторов. В то же время повышение продукции TGFb1 интенсифицирует пролиферацию соединительнотканных элементов сосудистой стенки, тем самым способствуя дальнейшему её склерозированию [21, 23]. Наше исследование выявило повышение продукции TGFb1 в сосудистой стенке, особенно интенсивное в очагах атерогенеза. Повышение выработки TGFb1 в сосудистой стенке больных ИБС является дополнительным аргументом иммуновоспалительной концепции атерогенеза.
Изучение особенностей течения ИБС при ревматической патологии (больные с ревматоидным артритом и остеоартрозом) показало, что системный воспалительный процесс в рамках данной патологии приводит к ускоренному развитию коронарного атеросклероза. Это проявляется в утяжелении течения ИБС, а также нарушении функциональной активности эндотелия. Полученные в исследовании данные выявили ряд особенностей течения ИБС у больных РА, к которым относятся редкая манифестация стенокардии, высокая частота встречаемости безболевой ишемии миокарда и желудочковых аритмий, а также влияние длительности и наличия системных проявлений РА на течение ИБС. Ведущие факторы риска сердечно-сосудистых
заболеваний (артериальная гипертензия, гипер-холестеринемия и др.) имеют меньшее значение в формировании и прогрессировании атеро-склеротического поражения сосудов у пациентов с РА, чем у больных остеоартрозом.
Причины, по которым развитие атеросклероза при аутоиммунной патологии носит прогрессирующий характер, продолжают уточняться. Наряду с развитием в сосудистом русле нестабильных атеросклеротических бляшек, в генезе сосудистых катастров (инфаркта миокарда или инсульта) у больных РА могут лежать нарушения системы свёртывания и реологии крови. Индукция атеротромбоза у больных ревматическими заболеваниями может быть связана с:
- эндотелиальной дисфункцией;
- повышением уровней ряда цитокинов 1Р, ^-6, М, ТОТ-а и др.);
- продукцией реактантов «острой» фазы воспаления (СРБ, фибриногена, сывороточного амилоида А и др.);
- активацией тромбоцитарного и коагуляци-онного звеньев гемостаза;
- синтезом антифосфолипидных антител.
Перечисленные механизмы и факторы, наслаиваясь на имеющиеся, вызывают дополнительное повреждение сосудистого русла, внося вклад в прогрессирование атеросклероза.
Участвующие в генезе обоих заболеваний механизмы, в том числе по нарушению цитоки-новой регуляции, достаточно близки (табл. 6). Общие элементы патогенеза обоих заболеваний могут объяснять распространённость сосудистой патологии у больных РА.
Таблица 6
Факторы, участвующие в патогенезе ИБС и РА
Показатель Атеросклероз РА
Активация Т-лимфоцитов + +
ТЬ1/ТЬ2 + +
Цитокины: 1Ь-1а, 1Ь-6, TNF-а + +
Экспрессия металлопротеиназ + +
Растворимые рецепторы 1Ь-2 + +
Молекулы адгезии ^САМ-1, 1САМ-1, Е и Р-селектины) + +
Острофазовые белки (СРБ, амилоид А) + ++
Неоангиогенез + +
Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют считать, что имму-ноопосредованному воспалению принадлежит важное место в патогенезе коронарного атеросклероза. Лимфоцитарная инфильтрация интимы, продукция ^-2, экспрессия эндотелием HLA-DR и «поздних» молекул клеточной адгезии указывают на развитие в сосудистой стенке хронического асептического воспаления той или иной степени выраженности, протекающего по типу гиперчувствительности замедленного типа [2, 13, 14, 15]. Подключение иммуноопос-редованного воспаления является, по нашему мнению, определяющим фактором при трансформации липоидоза в атероматоз.
В исследовании подтверждены данные литературы о значимой роли ревматических заболеваний (в частности РА) в развитии сердечнососудистой патологии. По сути, они являются факторами риска развития коронарного атеросклероза и связанного с ним осложнениями. В основе этого лежат общие патогенетические механизмы РЗ и атеросклероза, к которым относятся иммуноопосредованное воспаление, протекающее преимущественно по ТЬ1-типу, эндотелиальная дисфункция, а также нарушения различных звеньев свёртывающей системы крови. Ведение пациентов с ревматическими заболеваниями должно строиться с учётом прогрессирующего развития коронарного атеросклероза и быть направленным на профилактику сердечно-сосудистых осложнений.
Выводы
1. Повышенная продукция цитокинов при различных вариантах течения ИБС свидетельствует об участии иммуновоспалительных механизмов в формировании данного заболевания.
2. В аорте у больных ИБС преобладает выработка мРНК ^-2, что указывает на развитие в ней специфического иммунного ответа по клеточному типу. В лучевой артерии вырабатываются преимущественно провоспалительные цитокины (^-1р и ^-6), участвующие в поддержании неспецифического воспаления.
3. Низкая иммунологическая активность в венозной стенке может быть фактором, ограничивающим развитие атеросклероза в сосудах венозного типа.
4. У больных ИБС наблюдается нарушение функционального состояния эндотелия, характеризующееся уменьшением эндотелийзави-симой вазодилатации плечевой артерии и уве-
личением количества циркулирующих в крови эндотелиоцитов. После аортокоронарного шунтирования у больных ИБС наблюдается частичное восстановление эндотелиальной функции.
5. Течение ревматических заболеваний характеризуется повышенным риском развития сердечно-сосудистой патологии. Ведение пациентов с ревматическими заболеваниями должно строиться с учётом профилактики сердечно-сосудистых осложнений.
Литература
1. Карпов Р.С., Дудко В.А. Атеросклероз. -Томск: STT, 1998. - 656 с.
2. Libby P., Ridker P.M., Hansson G.K. Progress and challenges in translating the biology of atherosclerosis // Nature. 2011;473:317-325.
3. Demuth K., Myara I., Moatti N. Biology of the endothelial cell and atherogenesis. [Review] // Annales de Biologie Clinique. - 1995. - 53(4). - P. 171-91.
4. Wensley F., Gao P., Burgess S., et al. Association between C reactive protein and coronary heart disease: Mendelian randomisation analysis based on individual participant data // BMJ. 2011;342:d548.
5. Ait-Oufella H., Taleb S., Mallat Z., Tedgui A. Recent advances on the role of cytokines in atherosclerosis // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2011;31:969-979.
6. Moore K.J., Tabas I. Macrophages in the pathogenesis of atherosclerosis // Cell. 2011;145:341-355
7. Watanabe T., Shimokama T., Haraoka S., Ki-shikawa H. T lymphocytes in atherosclerotic lesions // Annals of the New York Academy of Sciences. - 1995. - Vol. 748. - Р. 40-55.
8. Frostegard J., Ulfgren A.K, Nyberg P. et al. Cytokine expression in advanced human atherosclerotic plaques: dominance of pro-inflammatory (Th1) and macrophage-stimulating cytokines // Atherosclerosis. - 1999. - Vol. 145. - Р. 33-43.
9. Bekkering S., Quintin J., Joosten L. A.B., van der Meer Jos W.M., et al. Oxidized Low-Density Lipoprotein Induces Long-Term Proinflammatory Cytokine Production and Foam Cell Formation via Epigenetic Reprogramming of Monocytes // Significance Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34:8 1731-1738, published online before print June 5 2014, doi:10.1161/ATVBAHA.114.303887
10. Shoenfeld Y., Sherer Y., George J., Harats D. Autoantibodies associated with atherosclerosis // Ann. Med. - 2000. - Vol. 32, Suppl., № 1. - Р. 3740.
11. Craig W.Y. Autoantibodies against oxidized low density lipoprotein: a review of clinical findings and assay methodology. [Review]. Journal of Clinical Laboratory Analysis. - 1995. - 9(1). - Р. 70-4.
12. Stemme S., Faber B., Holm J. et al. T lymphocytes from human atherosclerotic plaques recognize oxidized low density lipoprotein // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1995. - Vol. 92, № 9. - Р. 3893-7.
13. Климов А.Н. Аутоиммунная теория патогенеза и концепция модифицированных липопротеидов // Вест. АМН СССР. - 1990. -№ 11. - С. 30-36.
14. Нагорнев В.А. Атерогенез и иммунное воспаление // Архив патологии. - 1995. - № 3. -С. 6-14.
15. Hansson G.K. Immune mechanisms in atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. -2001. - Vol. 21. - P. 1876-1890.
16. Ross R. Atherosclerosis is an inflammatory disease // N. Engl. J. Med. - 1999. - Vol. 340. -P. 115-121.
17. Hansson G.K., Hermansson A. The immune system in atherosclerosis // Nat Immunol. 2011;12:204-212.
18. Introna M., Mantovani A. Early activation signals in endothelial cells: stimulation by cyto-kines // Arterioscler. Thromh. Vase. Biol. - 1997. - Vol. 17. - P. 423-428.
19. van der Wal A.C., Becker A.E. Immune and inflammatory responses in human atherosclerotic plaque // Schultheiss H., Schwimrnbeck P. eds. The role of immune mechanisms in cardiovascular disease. Berlin. - 1997. - Р. 205-213.
20. Bekkering S., Joosten L.A., Meer J.W., Netea M.G., et al. Trained innate immunity and atherosclerosis // Curr Opin Lipidol. 2013;24:487-92
21. Lijnen PJ., Petrov V.V., Fagard R.H. Induction of cardiac fibrosis by transforming growth factor-beta (1) // Mol. Genet. Metab. - 2000. - Vol. 71(1-2). - P. 418-35.
22. Zernecke A. Weber C. Chemokines in Atherosclerosis: Proceedings Resumed // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34:4 742-750, published online before print January 16 2014, doi:10.1161/ ATVBAHA.113.301655
23. Tedgui A., Mallat Z. Cytokines in atherosclerosis: pathogenic and regulatory pathways // Physiol Rev. 2006;86:515-581.
24. Tashiro H., Shimokawa H., Yamamoto K., Momohara M. Altered plasma levels of cytokines in patients with ischemic heart disease // Coron. Artery Dis. - 1997. - Vol. 8, № 3-4. - Р. 143-7.
25. Тепляков А.И., Кручинский Н.Г., Прище-пова Е.В. и др. Роль молекул клеточной адгезии и цитокинов в регуляции межклеточных взаимодействий при атеросклерозе // Ангиология и сосудистая хирургия. - 1999. - Т. 5., № 3. -С.11-15.
26. ParissisJ, Venetsanou K., Ziras N. Abnormal cytokine expression during the cours of acute myocardial ifarction // Eur. Heart J. - 1998. - Vol.19, Abstr., Suppl. - P. 508.
27. Swirski FK. Nahrendorf M. Leukocyte behavior in atherosclerosis, myocardial infarction, and heart failure // Science. 2013;339:161-166.
28. de Jager S.C., Bot I., Kraaijeveld A.O., Korporaal S.J., et al. Leukocyte-specific CCL3 deficiency inhibits atherosclerotic lesion development by affecting neutrophil accumulation // Arterio-scler Thromb Vasc Biol. 2013;33:e75-e83
29. Kishikawa H, Shimokama T., Watanabe T. Localization of T lymphocytes and macrophages expressing IL-1, IL-2 receptor, IL-6 and TNF in human aortic intima: role of cell-mediated immunity in human atherogenesis // Virchows Arch. A. Pathol. Anat. Histopathol. - 1993. - Vol. 423. -P. 433-442.
30. McManus DD, Beaulieu LM, Mick E, Tan-riverdi K, et al. Relationship among circulating inflammatory proteins, platelet gene expression, and
С.В. Столов
Тел.: 8(812) 273-93-98
E-mail: [email protected]
cardiovascular risk // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013;33:2666-2673.
31. Nabata T, Fukuo K., Kitano S. et al. IL-2 modulates the responsiveness to angiotensin II in cultured vascular smooth muscle cells // Atherosclerosis. 1997. Vol. 133(1). P.23-30.
32. Szekanecz Z, Shah M.R., Pearce W.H. Human atherosclerotic abdomil aortic aneurisms produce IL-6 and IFN-gamma but not IL-2 and IL-4: possible role for IL-6 and IFN-gamma in vascular inflammation // Agents Actions. - 1994. - Vol. 42(3-4). - P. 159-162.
33. Danesh J., Collins R., Appleby P., Peto R et al. Fibrinogen, C-reactive protein, albumin or white cell count: meta-analyses of prospective studies of coronary heart disease // JAMA. - 1998. - Vol. 279. - P. 1477-1482.
34. Ridker PM, Howard CP, Walter V, Everett B, Group CPI. Effects of interleukin-1beta inhibition with canakinumab on hemaglobin A1c, lipids, C-reactive protein, interleukin-6, and fibrinogen: a phase IIb randomized, placebo-controlled trial // Circulation. 2012; 126:2739-2748.
35. Niu W., Liu Y., Qi Y., Wu Z., et al. Association of interleukin-6 circulating levels with coronary artery disease: a meta-analysis implementing Mendelian randomization approach // Int J Car-diol. 2012;157:243-252.
В.И. Мазуров, С.В. Столов, И.Б. Беляева, Е.А. Трофимов Участие иммуновоспалительных механизмов в патогенезе коронарного атеросклероза // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. - 2015. - Том 7, № 4. - С. 13-23
THE PARTICIPATION OF IMMUNE AND INFLAMMATORY MECHANISMS IN THE PATHOGENESIS OF CORONARY ATHEROSCLEROSIS
V.I. Mazurov, S.V. Stolov, I.B. Belyaeva, E.A. Trofimov North-Westem State Medical University named after I.I. Mechnikov, Saint-Petersburg Russian Federation
It was revealed that in development of a coronary atherosclerosis, participate the immune-mediated mechanisms. In blood of patients with coronary atherosclerosis the maintenance of the basic classes cy-tokines (IL-1 p, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-a) were increased. Development of acute coronary insufficiency is accompanied by additional increase of levels of the data cytokines. The accessory of the cytokine activity to a coronary atherosclerosis was confirmed at studying the maintenance mRNA cytokines in a vascular wall. Thus in a zone atheromatous (aorta) it was synthesized mainly mRNA IL-2, while in a zone lipomatosis (a beam radial artery) it is formed nonspecific immune reaction with development of the mRNA IL-1 and IL-6.
For patients with rheumatoid arthritis typically more active defeat of a coronary arteries, in comparison with healthy persons. Chronic immune-mediated process in frameworks of the autoimmune pathology can serve a trigger for accelerated development ischemic heart disease.
The General immune-inflammatory mechanisms which participate in pathogenesis of the ischemic heart disease and rheumatoid arthritis, allow to spend the certain parallels between atherosclerotic process and autoimmune pathology.
Key words: coronary atherosclerosis, rheumatoid arthritis, cytokines (IL-1 p, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-a, TGFbl).
Authors
S.V. Stolov
Тел.: 8(812)273-93-98 E-mail: [email protected]
V.I. Mazurov, S.V. Stolov, I.B. Belyaeva, E.A. TTofimov The participation of immune and inflammatory mechanisms in the pathogenesis of coronary atherosclerosis // Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. - 2015. - Vol. 7, № 4 - P. 13-23.
