CC BY
42
УДК 616.397-008.64:616.831-000.4
В.Ю. Михайличенко, М.А. Белоцерковская, Н.В. Яснопольская
ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ В АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКИХ БЛЯШКАХ СОННЫХ АРТЕРИЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины, 83045,Украина, Донецкая область, Донецк, пр. Ленинский, 47. E-mail: [email protected]
Цель: провести параллели между данными УЗИ и уровня цитокинов и липидов в крови, гистологической картины в атеросклеротических бляшках различных типов при поражении внутренней сонной артерии.
Материалы и методы: работа основана на результатах обследования и лечения 130 больных, которые были разделены на две группы: со стабильными (73 пациента) и нестабильными (57 пациентов) бляшками.
Результаты: наибольшую значимость имеют атеросклеротические бляшки около 3 мм и более, а также бляшки с изъязвлением. Деструкция атеросклеротической бляшки сопровождается более высокими уровнями провоспалитель-ных цитокинов, таких как ФНО, ИЛ-6 и СРБ и противовоспалительного цитокина ИЛ-10. У всех пациентов, наблюдалось повышение показателей общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП и триглицеридов.
Выводы: дестабилизация атеросклеротической бляшки сопровождается повышением концентрации ФНО 15,9±1,91 пг/мл, ИЛ-6 16,3±1,8 пг/мл, ИЛ-10 4,92±0,82 пг/мл и СРБ 8,42±1,21 пг/мл. Установлена сильная корреляционная связь между подтвержденным наличием у больного нестабильной атеросклеротической бляшки, данными УЗДГ и гистологического исследования.
Ключевые слова: атеросклеротическая бляшка, сонные артерии, воспаление, цитокины, липидограмма.
V.Yu. Mikhailichenko, M.A. Belocerkovskay, N.V. Yasnopolskay
PATHOPHYSIOLOGICAL ASPECTS OF INFLAMMATORY REACTION IN DIFFERENT TYPES OF ATHEROSCLEROTIC PLAQUES OF CAROTID ARTERIES
Institute of Urgent and Recovery Surgery named after V.K. Gusak, NAMS of Ukraine, 47pr. Leninsky, Donetsk region, Donetsk, Ukraine, 83045. E-mail: [email protected]
Purpose: to compare between the ultrasound investigation data and cytokines level, lipids in blood, histologic pattern in the atherosclerotic plaques of different types in injury of inner carotid arthery.
Materials and methods: this work is grounded on study results and treatment of 130 patients, which were divided into two groups: with stable plaques (73 patients) and unstable plaques (57 patients).
Results: by comparing the ultrasound imaging results and clinical pattern it was established that the most significant are atherosclerotic plaques near 3 mm and more and plaques with ulceration as well. Atherosclerotic plaque destruction is accompanied by the higher levels of anti-inflammatory cytokines, such as TNF, IL-6, CRP and anti-inflammatory cytokine IL-10. All the patients experienced an index increase of total cholesterol, HDLP, LDLP, VLDLP and triglycerides.
Summary: atherosclerotic plaque destabilization is accompanied by TNF concentration increase 15,9±1,91 pg/ml, IL-6 16,3±1,8 pg/ml, IL-10 4,92±0,82 pg/ml and CRP 8,42±1,21 pg/ml. It was established a strong correlation connection between the confirmed presence of unstable atherosclerotic plaque in patient, ultrasound imaging data as well as histologic investigation.
Key words: atherosclerotic plaque, carotid arteries, inflammation, cytokines, lipidogram.
î
Медицинский вестник Юга России
Ц
î перено
еребральный инсульт является не только медицинской, но и социальной проблемой. Каждый год во всем мире более 6 млн людей переносят ишемический инсульт. По данным Национального регистра, заболеваемость ишемическим инсультом в Украине составляет 3,45 на 1000 населения в год, а смертность —1,32 [1] и эта цифра повышается год от года. Высокий уровень стойкой инвалидизации больных, перенесших инсульт, низкий процент восстановления трудоспособности (60% и 10% соответственно) побуждают рассматривать эту проблему как общегосударственную [2].
В последнее время все больше внимания уделяется проблеме профилактики ишемического инсульта. Стратегической задачей является выявление заболевания на ранних стадиях и определение тактики последующего лечения, в том числе и хирургического.
Пусковым механизмом тромбообразования на поверхности атеросклеротической бляшки, приводящего к окклюзии артерии, является нарушение целостности эндотелия на участке деструкции покрышки нестабильной или «уязвимой» атеросклеротической бляшки со склонностью к изъязвлению и разрыву [3,4,5]. Доказано, что важную роль в дестабилизации атероскле-ротической бляшки играет воспалительный процесс [2,6]. Характерной чертой нестабильной бляшки является повышенное отложение липидов в поверхностных отделах ее покрышки, причем как в виде диффузных, внеклеточных, так и внутриклеточных отложений с образованием слоев пенистых клеток. В нестабильной бляшке часто наблюдается уменьшение содержания гладкомышечных клеток, разрыхление соединительной ткани покрышки в результате деструкции коллагеново-го каркаса и скопления пенистых клеток. Нестабильная бляшка также характеризуется инфильтрацией ее покрышки и участков интимы, соседствующих с атерома-тозным ядром мононуклеарными клетками, среди которых преобладают моноциты/макрофаги и лимфоциты [7]. Они секретируют провоспалительные цитокины, в том числе интерлейкин-1-бета (ИЛ-1-бета), ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-18, фактор некроза опухоли альфа (ФНО-альфа) и другие [8].
Цель исследования — провести параллели между данными УЗИ и уровня цитокинов и липидов в крови, гистологической картины в атеросклеротических бляшках различных типов при поражении внутренней сонной артерии.
Материалы и методы
Данная работа основана на результатах обследования и лечения 130 больных, которые находились в отделе неотложной и восстановительной сосудистой хирургии ГУ «ИНВХ им. В.К. Гусака НАМНУ» в период с 2009 по 2012 гг. Все пациенты, вошедшие в группу исследуемых, имели поражение брахиоцефальных сосудов, а также у большинства из них имелись клинические проявления поражения другого сосудистого бассейн (мужчины — 104 (80%), женщины — 26 (20%)). Средний возраст пациентов — 61,2±7,4 лет. Люди работоспособного возраста — 49 (38%), женщины от 16 до 54
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
лет — 8 (30,7%), мужчины от 16 до 59 лет — 41 (39,4%). Наибольшее число пациентов с ХСМН IV - 68, что составило 52,3%, далее по убывающей с ХСМН III - 40 (30,7%), ХСМН I - 13 (10%) и ХСМН II - 9 (7%). Наиболее частыми и характерными жалобами были снижение памяти и внимания (100%), шум в ушах (92,3%), головная боль (87,7%), мозжечковые нарушения (69,2%) и мелькание «точек» перед глазами (58,5%). У меньшего количества пациентов встречались атаксические симптомы (49,2%), пирамидные нарушения (43,1%), нарушение чувствительности (36,9%), синкопальные состояния (11,5%) и головокружения (6,45%). Наиболее часто встречались гемианопсия (63,2%) и афатические расстройства (44,1%), паретические симптомы в виде гемипарезов и монопарезов встречались в 19,1%, амов-роз —13,2%.
«Качество» атеросклеротической бляшки, ее эмбо-лоопасность (форма бляшки, ее структура, характер поверхности) определялись путем ультразвуковой диагностики. Исследование производилось на аппарате Toshiba Aplio XG (производства Япония) с линейным датчиком с частотой 7,5 Гц.
С целью описания морфологии бляшек использовали широко распространенную классификацию W.J. Zweibel [7]:
Однородная бляшка (низкой, средней и высокой эхогенности).
Неоднородная бляшка:
- без нарушения целостности покрышки;
- с нарушением целостности покрышки.
Неоднородная бляшка с изъязвлением.
Проанализирована корреляционная связь между
данными УЗДГ, гистологическим исследование и ци-токиновым профилем в отношении диагностики нестабильности бляшки. Качественные показатели («да, нестабильная бляшка») переведены в количественный коэффициент «1»,его отсутствие по данным изучаемых методов исследования — «0». Повышение их показателей свидетельствует о нестабильности бляшки и отмечен как «1».
Статистическую обработку данных результатов экспериментального исследования проводили с помощью лицензионного пакета программ Microsoft Excel 2010, Statistica 6.0. Для проверки распределения данных на нормальность использовали тест Шапиро-Уилка (W). Для выявления существенных различий между средними значениями различных совокупностей сопоставимых групп применяли методы вариационной статистики с использованием t-критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений при вероятности ошибки I рода р=0,05. Для корреляционного анализа использовали ранговую корреляцию по Спирману.
Результаты и их обсуждение
Для достижения поставленной цели исследованы уровни основных маркеров воспаления и липидов крови. Для этого пациенты условно были разделены две группы в зависимости от состояния атеросклеро-тической бляшки по данным триплексного сканиро-
вания (ТС). В группу с нестабильными атеросклеро-тическими бляшками отнесены такие ультразвуковые характеристики бляшек как: неоднородные бляшки с нарушением целостности покрышки — 32 (25%) и ате-росклеротические бляшки с эхо-признаками их изъязвления — 41(32%), всего — 73 (56%). К стабильным атеросклеротическим бляшкам отнесены однородные бляшки — 37 (28,4%) и неоднородные бляшки без нарушения целостности покрышки — 20 (15,3%), общим количеством 57 (44%).
Наибольшую группу составили пациенты со стенозом ВСА (внутренней сонной артерии) более 80% - 62 пациента. Таким образом, наибольшее число пациентов с симптомными стенозами наблюдаются при сужении более 60%.
При изучении основных показателей гемодинамики по данным УЗДГ выделено три группы: выраженный стеноз — сужение сосуда до 60%, тяжелый — 60-79%, критический — более 80% (табл.1).
Таблица 1
Гемодинамические показатели в зависимости от степени стеноза ВСА
Показ. Степ.стено-за Vps, см/с Ved, см/с Отношение скоростей PI SD RI
VpsBCA/ VpsOCA VedBCA/ VedOCA
До 60% 150±14,7 45,4±1,5 1,7±0,3 2,1±0,5 1,34±0,18 3,2±0,42 0,64±0,04
60-79% 193,4±15,4 56,3±2,2 2,8±0,4 3,3±0,3 1,8±0,15 4,3±0,35 0,77±0,05
Более 80% 500±29,8 136,8±26,9 4,2±0,5 6,9±0,8 2,2±0,12 5,4±0,44 0,89±0,05
ПримечаниеГУрБ - пиковая систолическая скорость кровотока; Ved - максимальная конечная диастолическая скорость кровотока; PI - пульсаторный индекс (индекс Гослинга); SD - систодиастолическое отношение; RI - индекс резистентности (индекс Пурсело).
Ппиковая систолическая скорость кровотока при стенозе до 60% составила 150±14,7 см/с, причем с увеличение степени стеноза она также увеличивалась. При 50-79% она равнялась 193,4±15,4 см/с, что на 44 выше, чем при стенозе до 60%, при 1=2,04 и р<0,05. При стенозе более 80% она также увеличилась на 307см/с и равнялась 500±29,8см/с, при 1=9,14 и р<0,001. Подобная картина наблюдается и при изучении показателей максимальной конечной диа-столической скорости кровотока. Так, при стенозе до 60% она равняется 45,4±1,5 см/с, при стенозе 60-79% она увеличивается до 56,3±2,2, при 1=4,09 и р<0,01, а при стенозе более 80% до 136,8±26,9 см/с при 1=2,98 и р<0,01. Соответственно, нарушение систолических и диастолических показателей гемодинамики крови в сонных артериях отразилось и на интегральных показателях скорости движения крови. Так, отношение УрзВСА/УрзОСА при стенозе до 60% равнялось 1,7±0,3, при 60-79% увеличивалось до 2,8±0,4, при 1=2,2 и р<0,01, а при стенозе более 80% увеличивалось до 4,2±0,5, при 1=2,19 и р<0,01. Аналогичная тенденция обнаружена и при изучении диастолического скоростного показателя; так, при стенозе до 60% она равнялась 2,1±0,5, при 60-79% — увеличивалась до 3,3±0,3, при 1=2,06 и р<0,05, и при стенозе более 80% — до 6,9±0,8 при 1=4,2 и р<0,001. Интегральный показатель скорости движения крови в систолу и диастолу, оцениваемых коэффициентов 8Б, продемонстрировал, что при стенозе до 60% она равнялась 3,2±0,42, при 60-79% увеличивалась до 4,3±0,35, при 1=2,01 и р<0,05, и при стенозе более 80% — до 5,4±0,44, при 1=1,96 и р<0,05. Развитие стеноза сонных артерий сопровождалось увеличением скоростных показателей течения крови в сосудах, соответственно воз-
растали показатели сосудистого сопротивления. Так, при стенозе до 60% она равнялась 1,34±0,18, при 60-79% увеличивалась до 1,8±0,15, при 1=1,96 и р<0,05, и при стенозе более 80% — до 2,2±0,12, при 1=2,08 и р<0,05. При стенозе до 60% она равнялась 0,64±0,11, при 60-79% увеличивалась до 0,77±0,05, при 1=2,03 и р<0,05, и при стенозе более 80% — до 0,85±0,05, при 1=2,06 и р<0,05.
При изучении морфологического субстрата бляшки ВСА по данным УЗДГ получены следующие данные. Из 130 пациентов локальная бляшка с распространением на устье ВСА 2-3 мм наблюдалась у 50 пациентов, что составило 38,4%, продленная бляшка более 3 мм была у 80 пациентов (62%), однородная бляшка — 37 (28,4%), неоднородная бляшка без нарушения целостности покрышки — 20 (15,3%), неоднородная бляшка с нарушением целостности покрышки — 32 (25%) и неоднородная бляшка с изъязвлением — 41 (32%). Таким образом, наибольшую значимость имеют атеросклеротические бляшки около 3 мм и более, а также бляшки с изъязвлением.
У пациентов с нестабильной атеросклеротической бляшкой, по сравнению с группой пациентов со стабильной атеросклеротической бляшкой, выявлены повышение уровня таких провоспалительных агентов, как фактор некроза опухоли 15,9±1,91пг/мл, по сравнению с 11,03±1,6пг/мл, при 1=1,96 и р<0,05, интерлейкина 6 — 16,3±1,8пг/мл, по сравнению с 11,25±1,6пг/мл, при 1=2,09 и р<0,05, интерлейкина 10 — 4,92±0,82пг/мл, по сравнению с 2,68±0,78пг/мл, при 1=1,99 и р<0,05, СРБ8 — 42±1,21пг/мл, по сравнению с 5,14±1,1 пг/мл при 1=2,0 и р<0,05 (табл.2).
î
Медицинский вестник Юга России ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Таблица 2
Данные цитокинов и состояния атеросклеротической бляшки
Показатель Атеросклеротическая бляшка без нарушения целостности (стабильная) Нестабильная атеросклеротическая бляшка
ФНО, пг/мл 11,03±1,6 15,9±1,91*
ИЛ-6, пг/мл 11,25±1,6 16,3±1,8*
ИЛ-10, пг/мл 2,68±0,78 4,92±0,82*
СРБ, пг/мл 5,14±1,1 8,42±1,21*
Примечание. * - разница между сравниваемым показателем и предыдущим р<0,05; ФНО - фактор некроза опухоли; ИЛ - интерлей-кин; СРБ - С-реактивный белок.
Было выполнено патогистологическое исследование атеросклеротических бляшек с частью стенки артерии, удаленной во время операции каротидной эндартерек-томии: 10 бляшек с признаками деструкции, которые по данным ТС были расценены как нестабильные, и 10 бляшек без деструкции, которые отнесены в группу стабильных. После чего был проведен корреляционный анализ между данными УЗДГ, гистологического исследования и цитокинового профиля.
Наиболее сильная связь была между правильным диагнозом и гистологическим исследованием г=1,0 и 81. Беу.=0. Это естественно, т.к. гистологическое заключение явилось точкой опоры. Метод УЗДГ имеет сильную корреляционную связь при постановки диагноза г=0,9 и 81. Беу=0,32. Данные цитокинового профиля имеют наименее выраженную связь между изучаемыми параметрами, при г=0,8 и 81. Беу=0,42. 100-процентный диагноз можно установить только по данным гистологического исследования, дальше наиболее диагнотически значимым являются данные УЗДГ и, накрнец, затем цитокинового профиля. Таким образом, между изучаемыми методами диагностики существует сильная корреляционная связь, т.к. коэффициент корреляции выше 0,7, что говорит о более 50% от общей доли дисперсии.
При атеросклеротическом поражении каротидных сосудов происходит повышение про- и антивоспалительных цитокинов. Так, четко прослеживается, что деструкция атеросклеротической бляшки сопровождается более высокими уровнями провоспалительных цитокинов ФНО, ИЛ-6 и СРБ, параллельно с этим происходит повышение концентрации противовоспалительного цитокина ИЛ-10. Необходимо подчеркнуть, что ИЛ-6 в определенных ситуациях может выполнять роль про-, а иногда и противовоспалительного фактора, поэтому его роль в патогенезе атеросклероза не до конца изучена.
У всех 130 пациентов наблюдалось нарушение липид-ного обмена в виде повышения показателей общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП и триглицеридов.
Результаты исследования показали, что общий холестерин при нестабильности бляшки повышается с 5,73±0,5 до 6,88±0,3 ммоль/л при t=2,02 и р<0,05, ЛПНП с 3,68±0,22 до 4,32±0,13 ммоль/л при t=2,5 и р<0,05, ЛПОНП с 1,51±0,07 до 1,92±0,04 ммоль/л при t=5,08 и р<0,001 и триглицериды с 3,56±0,12 до 3,94±0,15 ммоль/л лпри t=1,99 и р<0,05. При этом в обоих случаях наблюдалось повышенное содержание ЛПВП, но существенного различия в группах не было (табл.3).
Показатель Норма Стабильная атеросклеротическая бляшка Нестабильная атеросклеротическая бляшка
Общий холестерин 3-5,2 ммоль/л 5,73±0,5 6,88±0,3*
ЛПВП 0,9-1,45 ммоль/л 1,61±0,12 1,57±0,11
ЛПНП До 3,36 ммоль/л 3,68±0,22 4,32±0,13*
ЛПОНП До 1,0 ммоль/л 1,51±0,07 1,92±0,04**
Триглицериды 0,11-2,3 ммоль/л 3,56±0,12 3,94±0,15*
Таблица 3
Липидограмма у больных с атеросклеротическим повреждением сонных артерий
Примечание: * - разница между сравниваемым показателем и предыдущим р<0,05; ** - разница между сравниваемым показателем и предыдущим р<0,001;ЛПВП - липопротеиды высокой плотности; ЛПНП - липопротеиды низкой плотности; ЛПОНП - липопроте-иды очень низкой плотности.
Выводы
Дестабилизация атеросклеротической бляшки сопровождается повышением концентрации ФНО 15,9± 1,91 пг/мл, ИЛ-6 16,3±1,8 пг/мл, ИЛ-10 4,92±0,82 пг/мл и СРБ 8,42±1,21 пг/мл. Установлена сильная корреляционная связь между подтвержденным наличием у больного не-
стабильной атеросклеротической бляшки, данными УЗДГ и гистологического исследования, и повышенным уровнем цитокинов. Коэффициент корреляции выше 0,7. У всех пациентов наблюдалось нарушение липидного обмена в виде повышение показателей общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП и триглицеридов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мищенко Т.С. Лечение и вторичная профилактика ишеми-ческого инсульта/ Т.С. Мищенко / Журн. практ. лжаря. -
2005. - № 2. - С. 8-17.
2. Гуреш Т. Нема кого послати у Декрет!: Демографiчна криза в Укра!ш i в свт / Укр. слово. - 2000. - 18-24 трав. - С. 15.
3. Ambrose J.A. Vulnerable plaques and patients: improving prediction of future coronary events / J.A.Ambrose, S.Srikanth
/ Am. J.Med. - 2010. - 123. - С.10-16.
4. Holschermann H. Pathophysiology of acute coronary syndrome / H. Holschermann, H. Tillmanns, C. Bode / Hamostaseologie. -
2006. - №26. - Р. 99-103.
5. Pathology of the vulnerable plaque / R.Virmani, A.P. Burke, A. Farb [at al] / J. Am. Coll. Cardiol. - 2006. -Vol.47 (8 Suppl). -Р.13-18
6. Пигаревский П.В. Прогрессирующие атеросклеротические поражения у человека. Морфологические и иммуновоспа-
лительные аспекты / П. В. Пигаревский, С. В. Мальцева, В. А. Снегова / Цитокины и воспаление. -2013. -№ 1.-С.8-13.
7. Shmelev V. V. The dynamics of the state of higher mental functions after surgical reconstruction of carotid stenosis using different types of anesthesia / V.V. Shmelev, M.I. Neimark / Zh. Nevrol. Psikhiatr. Im. S. S. Korsakova. - 2013. - Vol.113.-N4. - Р.30-34. Содержание провоспалительных цитокинов, хемоаттрак-танов и деструктивных металлопротеиназ в разных типах нестабильных атеросклеротических бляшек / Ю. И. Рагино, А. М. Чернявский, Я. В. Полонская [и др.] / Атеросклероз и дислипидемии. - 2011. - № 1.-С.14-19.
8. Shah P.K., Sharifi B. Insights into the Molecular Mechanisms of Plaque Rupture and Thrombosis / Biochemistry of Atherosclerosis, edited by S.K. Cheema, Springer, New York, 2006. - Р.455-563.
ПОСТУПИЛА: 28.06.2015
