CC BY
32
УДК: 612.12-008.331;616.379-008.64;612.112.94.015.2
АКТИВАЦИЯ ТРИГГЕРНЫХ МЕХАНИЗМОВ АПОПТОЗА У БОЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ С СОПУТСТВУЮЩИМ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА
Харьковский национальный медицинский университет
О.Н. КОВАЛЕВА Т.В. АЩЕУЛОВА Х.Х. АЛЬ ШЕЙКХ ДИБ
e-mail: [email protected]
Проведено общеклиническое обследование 103 пациентов артериальной гипертензией (АГ) и 10 лиц контрольной группы. Показано, что плазматический уровень сигнальных молекул апоптоза — БаББ (СБ95Б) и БаБК (СБ95, АРО-1) при условии ассоциации АГ и СД 2 типа (7,85 (7,45; 8,10) пг/мл 8,35 (8,16; 8,56) нг/мл) достоверно превышает уровень пациентов с АГ без установленного диагноза СД 2 типа (6,50 (б,30; 6,70) пг/мл 7,60 (7,50; 7,80) нг мл; р<0,05) и аналогичные показатели группы контроля (2,68 (2,63; 2,70) пг/мл 3,80 (3,65; 4,05) нг/мл; р<0,05). У пациентов АГ гипергликемия способствует активации триггерных механизмов апоптоза. Отмечена прямая зависимость между уровнем глюкозы и плазматической активностью циркулирующих маркеров апоптоза БаББ (СБ95Б) и БаБК (СЭ95, АРО-1) у пациентов АГ, ассоциированной с СД 2 типа.
Ключевые слова: плазматические маркеры апоптоза, артериальная гипертензия, сахарный диабет 2 типа.
Сочетанное течение артериальной гипертензии (АГ) и сахарного диабета 2 типа (СД 2 типа) является наиболее агрессивным в контексте сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности. Метаболические детерминанты СД 2 типа потенциально способны запускать целый патофизиологический каскад, приводящий к эндотелиальной дисфункции, ремоделированию сердца и сосудов, активации иммуновоспалительных и апоптотических процессов [1,2].
Высокая концентрация циркулирующей глюкозы приводит к нарушению секреции инсулина и функции ß-клеток поджелудочной железы при СД. Существует предположение, что в крайнем случае, один из этих эффектов может быть вызван глюкозо-индуцированным апоптозом ß-клеток [3] .Апоптоз сложный активный процесс, в результате которого осуществляется физиологически запрограммированная гибель клеток при эмбриогенезе и нормальной жизнедеятельности тканей для поддержания клеточного гомеостаза организма. С другой стороны, апоптоз играет важную роль при патологических состояниях, обусловлено влиянием различных повреждающих факторов [4].
Апоптотической каскад задействован в патогенез АГ, результатом чего является формирование кардиальной и эндотелиальной дисфункции. Апоптотическая гибель клеток контролируется взаимодействием проапоптотичных и противоапоптотичных факторов. Одними из экзогенных факторов, которые запускают апоптоз являются «Рецепторы смерти» семейства провоспалитель-ного цитокина — фактора некроза опухолей-a (ФНО-а), в число которых входят ФНО-Р1, Fas (Fibloblast associated), DR3 (Death Receptor 3), DR4, DR5 , DR6 и другие. В случае Fas-зависимого апоптоза, рецептор Fas (FasR (CD95, APO-1)) индуцирует апоптотической сигнал путем связывания со своим лигандом — Fas лигандом (FasL (CD95L)), так-называемая "FasR / FasL "система [5, 6].
В связи с вышеизложенным, целью нашего клинического исследования было изучение плазматической активности маркеров апоптоза FasR (CD95, APO-1) и FasL (CD95L) у пациентов АГ в зависимости от наличия у них сопутствующего СД 2 типа.
Материалы и методы исследования. Обследовано 103 пациента с АГ: 58 женщин, что составило 56,3% и 45 мужчин (43,7%), которым было проведено общеклиническое и лабораторно-инструментальное обследование и 10 практически здоровых лиц, составивших контрольную груп-пу.Содержание глюкозы и инсулина в плазме крови определяли натощак после 8-14-часового ночного голодания. Исследование концентрации глюкозы в плазме венозной крови натощак проведено ферментативным методом с использованием стандартных наборов. Определение концентрации инсулина в крови натощак проведено с использованием набора реактивов DRG ® Инсулин (EIA -2935), (DRG Instruments GmbH, Германия, Марбург). Определение гликозилированного гемоглобина (HbA1c) проводилось по реакции с тиобарбитуровой кислотой. Определение уровня FasL проводилось иммуноферментным методом с использованием набора "Human Fas Ligand/TNFSF6 Immunoassay" (R & D System Europe, Ltd. United Kingdom). Определение уровня FasR (CD95, APO-1)
проводилось иммуноферментным методом с использованием набора "Human APO-1/Fas/CD95" (Invitrogen Corporation, United Kingdom). Статистическая обработка полученных данных проведена методами непараметрической статистики с использованием пакета статистических программ Statistica 8.0 for Windows (Statsoft, USA).
Результаты и их обсуждение. Среди 103 пациентов, которые были обследованы нами, наблюдался примерно одинаковое распределение по полу, а именно — мужчин 44 (42, 7%), женщин — 59 (57,3%). В группе контроля, половина обследованных лиц (n = 5) были мужского пола (50%), и половина (n = 5) — женского пола (50%). Возраст пациентов АГ, которые были включены в исследование, колебался от 32 до 80 лет, возраст лиц контрольной группы составил 62 (46; 62) года.
В результате изучения показателей, характеризующих состояние углеводного обмена, гипергликемию натощак установлено у 24 пациентов (23,3%) АГ, гиперинсулинемию — у 26 пациентов (25,2%). В 59 больных (57,3%) выявлен повышенный уровень HbAlc. Инсулинорезистентность по индексу НОМА имели 35 больных, что составило 39,8%. Сопутствующий СД 2 типа диагностирован у 31 пациента АГ (34,0%).
Патогенез как АГ, так и СД 2 типа достаточно сложный, мультифакториальный и не до конца понятен. При изучении образцов панкреатической ткани, полученный при аутопсии, показано уменьшение количества ß-клеток у умерших, которые при жизни страдали СД 2 типа по сравнению с теми, которые не имели СД 2 типа, что было обусловлено ростом апоптоза ß-клеток. Точная причина такой апоптотической активации неизвестна, однако существует предположение о существовании молекул, являющихся токсичными по отношению к ß-клеткам поджелудочной железы. В настоящее время показано вовлечения таких молекул, в состав которых входят глюкоза и цитокины, в апоптотический каскад панкреатических ß-клеток in vitro [7].
Глюкоза является ключевым физиологическим регулятором секреции инсулина, поэтому вполне логично, что она также регулирует длительную адаптацию продукции инсулина путем воздействия на метаболизм ß-клеток. По отношению к роли глюкозы в апоптозе ß-клеток крайне важно генетическое обоснование. В образцах панкреатических островков грызунов, рост уровня глюкозы от физиологических концентраций 5,5 ммоль/до 11 ммоль/л приводит к уменьшению апоптотической активности. Дальнейший рост уровня глюкозы более 11 ммоль/л имеет или про-, или протиапоптотичний эффект в зависимости от состояния культуры, т.е. очищенные ß-клетки или целые островки, или культура на матрице или в суспензии. В отличие от этих данных, у человека рост уровня глюкозы от 5, 5 ммоль/л до 33 ммоль/л индуцирует более мощный рост апоптоза ß-клеток. Такая разница в чувствительности глюкозы может объяснить почему у животных, генетически склонных к диабету, гипергликемия повышаю частоту апоптоза, в то время как у крыс после 90% панкреатэктомии, случаи апотозу не изменялись, несмотря на повышение уровня глюкозы. Возможно, такая разница существует и у людей с разной генетической предрасположенностью [8-10].По результатам некоторых исследований было предположено, что высокая концентрация глюкозы может вызывать апоптотической гибелью ß-клеток поджелудочной железы и, в дополнение к потенциальной роли в дисфункции ß-клеток при СД 2 типа, высокая концентрация циркулирующей глюкозы может также приводить к деструкции оставшиеся ß-клеток при установлении диагноза СД 1 типа. Был предложен ряд механизмов глюкозо-индуцированной токсичности по отношению к островкам поджелудочной железы у человека. Так, предположено, что глюкоза может индуцировать панкреатическую продукцию ИЛ-^, что приводит к активации NF-kB, повышение экспрессии FasR (CD95, APO-1) и апоптоз ß-клеток поджелудочной железы как следствие привлечения Fas лиганда (FasL (CD95L)) — триггера апоптоза [11,12].
Таблица 1
Сравнительная характеристика показателей углеводного обмена в контрольной группе и пациентов АГ в зависимости от наличия сопутствующего СД 2 типа Me (LQ; UQ)
Показатели Контроль АГ АГ и СД 2 типа
Инсулин, мкЕД/мл 7,60 (7,01; 8,00) 8,79 (7,80; 16,11)* 9,30 (8,10; 13,16)*
Глюкоза, ммоль/л 4,80 (4,60; 5,00) 4,72 (4,20; 5,11) 5,40 (4,50; 6,20)*+
HbA1c, % 5,63 (4,00; 6,77) 5,64 (4,80; 7,10) 7,70 (5,30; 8,80)*+
HOMA 1,68 (1,49; 1,72) 1,88 (1,54; 3,32) 2,43 (2,09; 3,20)*
Примечание:
1. * — отличия с группой контроля достоверны при р<0,05;
2. + — отличия с группой пациентов АГ достоверны при р<0,05.
Показатели гликемического профиля пациентов АГ, включенных в наше исследование, в зависимости от наличия сопутствующего СД 2 типа и в контрольной группе представлены в таблице 1. При анализе плазматической активности сигнальных молекул апоптоза в нашем исследовании нами установлено, что циркулирующий уровень БаэЬ (С095Ь) у пациентов АГ, ассоциированной с СД 2 типа (7,85 (7,45; 8,10 пг/мл) достоверно превышал показатели пациентов АГ без СД 2 типа (6,50 (6,30; 6,70 пг/мл; р<0,05) и соответствующие значения лиц контрольной группы (2,68 (2,63; 2,70) пг/мл; р<0,05) (рис. 1).
ЕЗ □ РЭ5
(СР951.) (СР9 1Г/М/ 51.)
□ РЭБЬ г г/мл аг; 1 ; аг
(СР951.) я!. (СО ипу; 2 7 ЯЧ
пг/мл; Контооль:
2.68
ЕЗ Б ЭЫ) ш/мл
V_У
Рис. 1. Уровень ГаББ (СБ95Ц у пациентов с АГ в зависимости от наличия сопутствующего СД 2 типа
и у лиц контрольной группы
Уровень БаэИ (СВ95, АРО-1) в условиях ассоциации АГ и СД 2 типа (8,35 (8,16; 8,56) нг/мл) достоверно превышал уровень пациентов АГ без установленного диагноза СД 2 типа (7,60 (7,50; 7,80) нг/мл; р<0,05) и аналогичные показатели группы контроля (3,80 (3,65; 4,05) нг/мл; р<0,05) (рис. 2).
Рис. 2. Уровень ГаБК (СБ95, АРО-1) у пациентов с АГ в зависимости от наличия сопутствующего СД 2 типа и у лиц контрольной группы
Апоптоз сложный активный процесс, в результате которого осуществляется физиологически запрограммированная гибель клеток при эмбриогенезе и нормальной жизнедеятельности тканей для поддержания клеточного гомеостаза организма. С другой стороны, апоптоз играет важную роль при патологических состояниях, обусловлено влиянием различных повреждающих факторов. Это касается таких патологических состояний, как АГ, так и СД 2 типа. Для запуска апоптоза характерно каскад взаимодействий, триггерами которого являются цитокины, которые являются маркерами как имунозапалення, так и апоптоза. Полученные нами результаты позволя-
ют утверждать о взаимосвязи глюкометаболичних нарушений с активацией апоптотических и ау- тоиммунным сигнальных молекул, что было наиболее выражено при наличии сопутствующего СД 2 типа у больных АГ. Выводы:
1. Уровень сигнальных молекул апоптоза — FasL (CD95L) и FasR (CD95, APO-1) в условиях ассоциации артериальной гипертензии и сахарного диабета 2 типа (7,85 (7,45; 8,10) пг/мл 8,35 (8,16; 8,56) нг/мл) достоверно превышает уровень пациентов с артериальной без установленного диагноза сахарного диабета 2 типа (6,50 (6,30; 6,70) пг/мл 7,60 (7,50; 7,80) нг/мл; p<0,05) и анало- гичные показатели группы контроля (2,68 (2,63; 2,70) пг/мл 3,80 (3,65; 4,05) нг/л; p<0,05).
2. У пациентов артериальной гипертензией гипергликемия способствует активации триг- герных механизмов апоптоза. Отмечено прямую зависимость между уровнем глюкозы и плазма- тической активностью циркулирующих маркеров апоптоза FasL (CD95L) и FasR (CD95, APO-1) у пациентов артериальной гипертензией, ассоциированной с сахарным диабетом 2 типа.
Литература
1. Горбась, 1.М. Програма профыактики та лiкування артерiальноl гшертензй в Укра'шк тдсумки виконання / 1.М. Горбась // Здоров'я Укра'ни. — 2011. — №3(18). — С.32-34.
2. Colwel,l J. A. Type 2 Diabetes, Pre-Diabetes, and the Metabolic Syndrome / J. A. Colwell. // JAMA.
2011. - Vol. 306(2). - P.215.
3. Ehses, J. A. Pancreatic islet inflammation in Type 2 diabetes: from alpha to beta cell compensation to dysfunction / JA Ehses, H Ellingsgaard, M Boni-Schnetzler, MY Donath // Arch Physiol Biochem. — 2009. — Vol. 115.
— P.240-247.
4. Ащеулова, Т.В. Дистанщйт маркери апоптозу при артерiальнiй гшертензй / Т.В. Ащеулова, О.М. Ковальова // Журн. АМН Укра'ши. — 2007. — Том 13, №2. — С. 319-325.
5. Ащеулова, Т.В. sFasL — щдуктор апоптозу при артерiальнiй гшертензй / Т.В. Ащеулова // Укра'н- ський терапевтичний журнал. — 2007. — №4. — С.28-30.
6. Ащеулова, Т.В. Вмкт плазматичного бюмаркера апоптозу — sFasL в залежносл в^ вжу пащентгв на артерiальну гшертензт / Т.В. Ащеулова // Медицина i ... — 2007. — №2 (17). — С. 13-15.
7. Gelling, R. W. Pancreas beta-cell overexpression of the glucagone receptor gene results in enchanced be- ta-cell function and mass / RW Gelling, PM Vuguin, XQ Du, [et al] // Am J Physiol Endocrinol Metabol. — 2009. — Vol.297. — P.E695-E707.
8. Jurgens, C. A. p-cell loss and p-cell apoptosis in human type 2 diabetes are related to islet amyloid depo- sition / CA Jurgens, MN Toukatly, CL Fligner, [et al.] / / Am J Pathol. — 2011. — Vol.178. — P.2632-2640.
9. Weir, G. C. Five stages of evolving beta-cell dysfunction during progression to diabetes / GC Weir, S Bonner-Weir // Diabetes. — 2004. — Vol.53 (Suppl. 3). — P.S16-S21.
10. McKenzie, M. D. Proapoptotic BH3-Only Protein Bid Is Essential For Death Receptor—
Induced Apoptosis of Pancreatic p-Cells / MD McKenzie, EM. Carrington, T Kaufmann // Diabetes. — 2008. —
Vol.57.
— P.1284-1292.
11. Brown, S. B. Phagocytosis triggers macrophage release of Fas ligand and induces apoptosis of bystander leukocytes / SB Brown, J Savil // J Immunol. — 2009. — Vol.162. — P.480-485.
12. Ashkenazi, А. Death receptors: signaling and modulation / A Ashkenazi, V Dixit // Science. — 2008.
Vol.281. — P.1305-1308.
ACTIVATION OF APOPTOSIS TRIGGER MECHANISMS IN ARTERIAL HYPERTENSION PATIENTS WITH CONCOMITANT DIABETES MELLITUS 2 TYPE
O.N. KOVALYOVA T.V. ASHCHEULOVA H.H. AL SHEIKH DEEB
Kharkov National Medical University
e-mail: [email protected]
103 patients with arterial hypertension and 10 healthy controls were examined. Plasma apoptosis signal molecules levels in arterial hypertension associated with diabetes mellitus 2 type (FasL (CD95L) — 7.85 (7.45;
8.10) pg/ml and FasR (CD95, APO-1) — 8.35 (8.16; 8.56) ng/ml) were significantly higher vs patients with arterial hypertension without diabetes mellitus 2 type (6.50 (6.30; 6.70) pg/ml, 7.60 (7.50; 7.80) ng/ml; p<0,05) and control group
(2.68 (2.63; 2.70) pg/ml, 3.80 (3.65; 4.05) ng/ml; p<0,05). In patients with arterial hypertension hyperglycemia promotes apoptosis trigger mechanisms activation. Relationships between glucose levels and plasma circulating apop- tosis markers activity FasL (CD95L) and FasR (CD95, APO-1) in patients with diabetes mellitus 2 type associated arterial hypertension were established.
Kewwords: plasma apoptosis markers, arterial hypertension, diabetes mellitus 2 type.
