ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Взаимосвязь между уровнем тканевых конечных продуктов гликации и скоростью распространения пульсовой волны у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями без сахарного диабета

Агеев Ф.Т., Виценя М.В., Смирнова М.Д., Михайлов Г.В.

Институт клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, Москва
Цель: изучение взаимосвязи между уровнем тканевых конечных продуктов гликации, определенных методом измерения кожной аутофлюоресценции (КПГаф), и скоростью распространения пульсовой волны (СПВ) у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) без сахарного диабета (СД). Материалы и методы. 93 пациента с ССЗ без СД (средний возраст 63,5 года): 28 с ишемической болезнью сердца (ИБС), 65 пациентов из группы умеренного/высокого риска развития сердечно-сосудистых осложнений (ССО) без ИБС. Проводилось определение КПГаф (AGE — reader, DiagnOptic) и СПВ на плечелодыжечном сегменте (СПВпл) (VaseraVS-1000, FukudaDenshi). Результаты. Выявлена положительная корреляция КПГаф со СПВпл (r=0,31; p=0,003). Данная взаимосвязь прослеживается в группе больных без ИБС (r=0,44; p=0,0003) и не обнаруживается в группе больных ИБС. Выявлена положительная корреляционная связь КПГаф с возрастом (r=0,46; p<0,0001) независимо от наличия или отсутствия ИБС (r=052; p=0,006 и r=0,55; p=0,0002 соответственно). При проведении многофакторного регрессионного анализа показатели КПГаф не продемонстрировали независимого влияния на СПВпл. Заключение. Выявлена взаимосвязь между КПГаф и СПВпл у больных из группы умеренного/высокого риска развития ССО без СД. КПГаф не является независимой детерминантой СПВпл в отличие от возраста и САД.

Ключевые слова

конечные продукты гликации
кожная аутофлюоресценция
скорость пульсовой волны

Совершенствование подходов к профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) остается наиболее актуальной проблемой современной медицины. Продолжается поиск новых ориентиров для стратификации риска и выбора адекватных целей для терапевтических вмешательств. В целях оценки риска все чаще предлагается ориентироваться на поражение органов-мишеней [1, 2].

Накапливается все больше информации об участии гликации в процессах развития и атеросклероза. Гликация обусловлена способностью глюкозы создавать с аминогруппами различных белков и, возможно, с ДНК, различные соединения, которые служат исходным материалом для образования необратимых в химических реакциях веществ, названных конечными продуктами гликации (КПГ) [3]. КПГ могут запускать множество аномальных процессов в клетках и тканях, приводящих к морфофункциональным изменениям сосудистой стенки (дисфункции эндотелия, снижению эластичности и др.) и способствующих ускоренному развитию атеросклероза [4, 5].

Значение гликации очевидно при состояниях, сопровождающихся повышением уровня глюкозы в крови (сахарный диабет, метаболический синдром) [6—8]. Однако полученные к настоящему времени экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о ключевой роли этого патофизиологического процесса в развитии сосудистых осложнений не только при нарушениях углеводного обмена, но и при других состояниях: хронической почечной недостаточности (ХПН) [9], периферическом атеросклерозе [10]. С учетом важного вклада гликации в изменение структуры и функции сосудистой стенки определение КПГ представляется перспективным методом оценки ее состояния.

Ранее в арсенале специалистов имелись лишь сложные и малоприменимые методы определения КПГ в плазме и кожном биоптате, что ограничивало использование КПГ в исследованиях и повседневной практике. В настоящее время появилось доступное диагностическое устройство, которое неинвазивно измеряет содержание КПГ в тканях — AGE-reader [11]. В основе действия прибора лежит метод флюоресценции в ультрафиолетовом свете. Прибор прошел клиническую валидацию: показатели кожной аутофлюоресценции (АФ), полученные с помощью AGE-reader, продемонстрировали тесную корреляцию с количеством КПГ, которое определено в биоптате, взятом на том же участке кожи у здоровых лиц [11], больных сахарным диабетом (СД) [11], ХПН [12].

Имеются доказательства независимого прогностического значения показателей кожной АФ у больных СД [6, 13, 14], ХПН [15, 16], периферическим атеросклерозом [10] и инфарктом миокарда [17]. В то же время общепризнанным независимым предиктором сердечно-сосудистых осложнений (ССО) у больных ССЗ является повышение скорости пульсовой волны (СПВ) — «золотого стандарта» определения жесткости артерий [18, 19]. Однако имеются лишь единичные работы, посвященные исследованию взаимосвязи уровня КПГ (в плазме и определенного методом кожной АФ) с жесткостью артерий у больных без СД [20—23].

Целью настоящего исследования явилось изучение взаимосвязи между уровнем КПГ, определенным методом кожной АФ (КПГаф), и жесткостью сосудистой стенки, оцененной по СПВ, у больных ССЗ без СД.

Материал и методы

В исследование были включены 93 пациента, наблюдавшихся в научно-диспансерном отделе Института клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ: 28 больных ишемической болезнью сердца (ИБС) и 65 больных без ИБС с умеренным или высоким риском ССО. Риск развития ССО определяли по принятой международной системе SCORЕ. Клинико-демографическая характеристика больных представлена в табл. 1.

Критериями исключения являлись СД, острый коронарный синдром, хроническая сердечная недостаточность III—IV функционального класса, ХПН и хроническая печеночная недостаточность, острые воспалительные и инфекционные заболевания.

Всем больным проводили комплексное обследование, включающее осмотр, сбор анамнеза, измерение артериального давления (АД), биохимический анализ крови, включающий определение общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), глюкозы, креатинина.

Содержание КПГ измеряли методом определения АФ кожи с использованием анализатора КПГ (AGE-reader, «DiagnOptic», Голландия) и выражали в условных единицах (усл. ед.).

Жесткость магистральных артерий изучали посредством определения скорости распространения пульсовой волны «плечелодыжечным» методом (СПВпл) с помощью объемной сфигмографии на приборе Vasera VS-1000 («Fukuda Denshi», Япония) после 10-минутного отдыха в горизонтальном положении [24, 25].

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программы Statistica 8.0. Данные представляли как М±SD и как Mе (-95%ДИ; 95%ДИ) в зависимости от типа распределения исследуемой величины. При сравнении групп пациентов использовали критерий t Стьюдента или критерий U Манна—Уитни в зависимости от характера распределений. Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Для статистического описания связи между различными параметрами вычисляли коэффициент корреляции Спирмена. Независимый характер связи изученных клинико-инструментальных показателей оценивали в регрессионной модели с использованием многофакторного пошагового анализа.

Результаты

Группы больных с ИБС и без нее были сопоставимы по полу, доле больных артериальной гипертензией (АГ), курящих и некурящих, изучаемым гемодинамическим и биохимическим показателям. Не было различий между группами по частоте приема ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) или блокаторов рецепторов ангиотензина II (БРА), антагонистов кальциевых каналов, диуретиков (см. табл. 1). Как и следовало ожидать, больные ИБС были старше, чаще получали терапию статинами и дезагрегантами, чем больные без ИБС.

Большинство пациентов получали адекватную гипотензивную терапию, что объясняет не превышающий норму уровень АД в исследованных группах. В то же время СПВпл составила 14,4 (13,9; 15,0) м/с в общей группе. Не выявлено статистически значимых различий по СПВпл между группами больных с ИБС и без ИБС. Уровень КПГаф в общей группе составил 2,10 (2,06; 2,25) усл. ед. (см. табл. 1). Выявлена статистически значимая положительная корреляция между КПГаф и СПВпл (r=0,32; p=0,003).

Кроме того, продемонстрирована положительная ассоциация показателей КПГаф с возрастом (r=0,46; p<0,0001) и уровнем креатинина плазмы (r=0,55; p=0,001) и отрицательная — с уровнем диастолического артериального давления — ДАД (r=–0,24; p=0,02) и массой тела (r=–0,25; p=0,04). Не выявлено связи с уровнем систолического артериального давления (САД) и биохимическими параметрами (табл. 2).

У больных без ИБС обнаружена тесная позитивная корреляция КПГаф с СПВпл (r=0,44; p=0,0003), а также с возрастом (r=0,55; p=0,0002) и концентрацией креатинина в крови (r=0,50; p=0,009). Напротив, в группе больных ИБС корреляция КПГаф и СПВпл не прослеживалась (r=–0,04; p=0,861). Продемонстрирована прямая взаимосвязь КПГаф с возрастом (r=0,52; p=0,006) и обратная с ИМТ (r=–0,41; p=0,03) и ДАД (r=–0,53; p=0,006; см. табл. 2).

Помимо ассоциации с показателями КПГаф проведенный корреляционный анализ выявил связь СПВпл с возрастом (r=0,43; p<0,001) и величиной САД (r=0,33; p=0,002). При анализе в группах данные закономерности прослеживались только у больных с умеренным и высоким риском развития ССО без ИБС (табл. 3). Затем для определения характера влияния КПГаф на СПВпл был проведен многофакторный анализ. В математическую модель помимо КПГаф, возраста и САД, имевших положительную корреляцию с СПВпл в однофакторном анализе, был включен пол пациентов. Показатели КПГаф не продемонстрировали независимого статистически значимого влияния на СПВпл, в то время как уровень САД и возраст пациентов оказались независимыми детерминантами СПВпл (табл. 4).

Обсуждение

Эластичность сосудистой стенки зависит от комплекса внутренних и внешних факторов и определяется не только величиной внешнего давления, функцией эндотелия, сосудистым тонусом, но и собственной структурой [26]. Среди структурных факторов большое значение придается повреждению матриксных белков сосудистой стенки путем образования неферментных сшивок между глюкозой (или другими сахарами) и аминогруппами, в результате чего образуются КПГ. Последние накапливаются на длительно живущих белках — коллагене и эластине, нарушая их функциональное состояние и способствуя тем самым возрастанию ригидности сосудистой стенки [5, 26—28]. Кроме того, КПГ негативно влияют на функцию эндотелия, могут увеличивать образование окисленных молекул, стимулировать воспалительные реакции [29, 30].

Таким образом, полученная в нашем исследовании связь уровня КПГ, оцененного методом кожной АФ, и СПВ была ожидаемой и закономерной. В литературе описана ассоциация между содержанием КПГ в плазме и СПВ у пациентов молодого возраста, страдающих АГ [20]. Аналогичные данные получены при обследовании здоровых лиц [22]. В настоящее время опубликованы результаты единичных работ, посвященных исследованию взаимосвязи аккумуляции КПГ в коже, определяемой методом АФ, со СПВ. В исследовании G. Watfa и соавт. [23], включавшем 116 пациентов без СД, продемонстрирована положительная корреляция между СПВ и показателями кожной АФ. Важно отметить, что эта зависимость была достоверной только в группе пациентов моложе 65 лет (средний возраст 49,1±10,4 года) и отсутствовала у более пожилых лиц (средний возраст 77,5±8,4 года). Как и в нашем исследовании, показатель КПГаф не проявил себя независимым предиктором величины СПВ. В работе H. Ueno и соавт. [21] ассоциация между жесткостью артериальной стенки и показателями КПГаф изучалась у 120 пациентов с терминальной стадией ХПН без СД в сравнении с контрольной группой, включавшей 110 человек, сопоставимых по возрасту и полу, без СД и почечных заболеваний. В контрольной группе получены результаты, аналогичные изложенным выше, — умеренная корреляция СПВ и КПГаф при однофакторном анализе, исчезающая при внесении в математическую модель поправки на возраст, уровень АД и других параметров. Таким образом, оба исследования подтверждают взаимосвязь жесткости сосудистой стенки с накоплением КПГ в тканях, причем именно у относительно здоровых лиц (без ИБС, СД, ХПН), не достигших пожилого возраста.

Накопление КПГ и потеря сосудами эластичности являются неотъемлемой частью процесса естественного старения организма [28, 31]. В настоящее время убедительно доказано, что СПВ как показатель ригидности артерий кардинально зависит от возраста и уровня АД [24, 32]. В упомянутой работе G. Watfa и соавт. выявлены высоко достоверные различия показателей КПГаф в разных возрастных группах больных. Подтверждение повышенного накопления КПГ, определенного методом КПГаф, с возрастом мы находим и в работах других авторов [33, 34].

В нашем исследовании продемонстрирована тесная корреляция КПГаф с возрастом пациентов, значимая в группах больных с ИБС и без ИБС. В то же время возраст и уровень САД пациентов проявились как независимые детерминанты СПВпл. Характерное для лиц пожилого возраста снижение ДАД и увеличение пульсового давления являются суррогатными индикаторами повышения ригидности центральных артерий [35]. Это объясняет полученную в нашем исследовании отрицательную корреляцию КПГаф с ДАД, особенно тесную в группе больных ИБС.

Заключение

Нами выявлена ассоциация между уровнем конечных продуктов гликации, определенных методом кожной аутофлюоресценции, и показателем сосудистой жесткости — скоростью пульсовой волны на плечелодыжечном сегменте у больных из группы умеренного и высокого риска без сахарного диабета. Однако уровень конечных продуктов гликации, определенных методом измерения кожной аутофлюоресценции, не является независимой детерминантой скорости пульсовой волны на плечелодыжечном сегменте в отличие от возраста и систолического артериального давления. Наше исследование является пилотным. Для оценки возможности использования метода аутофлюоресценции для уточнения степени индивидуального риска развития сердечно-сосудистых осложнений у различных категорий больных потребуются крупные проспективные исследования. Сочетание легкодоступных неинвазивных методов исследования — кожной аутофлюоресценции и сфигмографии — также может оказаться полезным в клинической практике для раннего выявления признаков старения сосудистой стенки.

Список литературы

  1. Laurent S., Cockcroft J., Van Bortel L., Boutouyrie P, Giannattasio C, Hayoz D, Pannier B, Vlachopoulos C, Wilkinson I, Struijker-Boudier H; on behalf of European Network for Non-invasive Investigation of Large Arteries. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. Eur Heart J 2006;27:2588—2605.
  2. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension. The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J 2013;34:2159—2219.
  3. Monnier V.M. Nonenzymatic glycosylation, the Maillard reaction and the aging process. J Gerontol 1990;45В:105—111.
  4. Thornalley P.J. Clinical significance of glycation. Clin Lab 1999;45:263—273.
  5. Titov V.N., Hohlova N.V., Shiryaeva Yu.K. Glyukoza, glikotoksiny i produkty glikirovaniya proteinov: rol' v patogeneze. Klinicheskaya medicina 2013;3:15—24. Russian (Титов В.Н., Хохлова Н.В., Ширяева Ю.К. Глюкоза, гликотоксины и продукты гликирования протеинов: роль в патогенезе. Клиническая медицина 2013;3:15—24).
  6. Lutgers H.L., Gerrits E.G., Graaff R., Links TP, Sluiter WJ, Gans R.O. Skin autofluorescence provides additional information to the UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) risk score for the estimation of cardiovascular prognosis in type 2 diabetes mellitus. Diabetologia 2009;52:789—797.
  7. Prasad A., Bekker P., Tsimikas S. Advanced glycation endproducts and diabetic cardiovascular disease. Cardiol Rev 2012;20:177—183.
  8. Den Engelsen C., van den Donk M., Gorter K.J P. L. Salomé, and G. E. Rutten. Advanced glycation end products measured by skin autofluorescence in a population with central obesity. Dermatoendocrinol 2012;4:33—38.
  9. McIntyre N.J., Fluck R.J., McIntyre C.W. Taal M.W. Skin autofluorescence and the association with renal and cardiovascular risk factors in chronic kidney disease stage 3. Clin J Am Soc Nephrol 2011;6:2356—2363.
  10. De Vos L.C., Mulder D.J. Andries J. Smit, Robin P.F. Dullaart, Nanne Kleefstra, Willem M. Lijfering, Pieter W. Kamphuisen, Clark J. Zeebregts, Joop D. Lefrandt. Skin Autofluorescence Is Associated With 5-Year Mortality and Cardiovascular Events in Patients With Peripheral Artery Disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2014;34:933—938.
  11. Meerwaldt R., Graaff R., Oomen P.H. Links T.P., Jager J.J., Alderson N.L., Thorpe S.R., Baynes J.W., Gans R.O., Smit A.J. Simple non-invasive assessment of advanced glycation endproducts accumulation Diabetologia 2004;47:1324—1330.
  12. Meerwaldt R., Hartog J.W., Graaff R., Huisman R.J., Links T.P., den Hollander N.C., Thorpe S.R., Baynes J.W., Navis G., Gans R.O., Smit A.J. Skin autofluorescence, a measure of cumulative metabolic stress and advanced glycation endproducts, predicts mortality in hemodialysis patients J Am Soc Nephrol 2005;16:3687—3693.
  13. Meerwaldt R., Lutgers H.L., Links T.P., Graaff R., Baynes J.W., Gans R.O., Smit A.J. Skin autofluorescence is a strong predictor of cardiac mortality in diabetes. Diabetes Care 2007;30:107—112.
  14. Noordzij M.J., Mulder D.J., Oomen P.H.N., Brouwer T., Jager J. Skin autofluorescence and risk of micro- and macrovascular complications in patients with Type 2 diabetes mellitus-a multi-centre study. Diabet Med 2012;29:1556—1561.
  15. Smit A.J., Gerrits E.G. Skin autofluorescence as a measure of advanced glycation endproduct deposition: a novel risk marker in chronic kidney disease. Curr Opin Nephrol Hypertens 2010;19:527—533.
  16. Gerrits E., Lutgers H.L., Smeets G.H. Skin Autofluorescence: A Pronounced Marker of Mortality in Hemodialysis Patients. Nephron Extra 2012;2:184—191.
  17. Mulder D., van Haelst P.L., Graaff R. Gans R.O., Zijlstra F., Smit A.J. Skin autofluorescence is elevated in acute myocardial infarction and is associated with the one-year incidence of major adverse cardiac events. Neth Heart J 2009;17:162—168.
  18. Laurent S., Boutouyrie P., Asmar R., Gautier I., Laloux B., Guize L., Ducimetiere P., Benetos A. Aortic stiffness is independent predictor of all-cause and cardiovascular mortality hypertensive patients. Hypertension 2001;37:1236—1241.
  19. Safar M.E., Levy B.I., Struijker-Boudier H. Current perspectives on arterial stiffness and pulse pressure in hypertension and cardiovascular diseases. Circulation 2003;107:2864—2869.
  20. McNulty M., Mahmud A., Feely J. Advanced glycation end-products and arterial stiffness in hypertension. Am J Hypertens 2007;20:242—247.
  21. Ueno H., Koyama H., Tanaka S. Skin autofluorescence, a marker for advanced glycation end product accumulation, is associated with arterial stiffness in patients with end-stage renal disease. Metab Clin Exper 2008;57:1452—1457.
  22. Semba R.D., Najjar S.S., Sun K. Gautier I., Laloux B., Guize L., Ducimetiere P., Benetos A. Serum carboxymethyl-lysin, an advanced glication end product, is associated with increased aortic pulse wave velocity in adults. Am J Hypertens 2009;22:74—79.
  23. Watfa G., Soulis G., Tartagni E., Kearney-Schwartz A., Borghi C., Salvi P., Benetos A. Relationship between tissue glycation measured by autofluorescence and pulse wave velocity in young and elderly non-diabetic populations. Diabetes Metab 2012;38:413—419.
  24. Milyagin V.A., Milyagina I.V., Grekova M.V., Abramenkova N.Yu. Novyj avtomatizirovannyj metod opredeleniya skorosti rasprostraneniya pul’sovoj volny. Funkcional’naya diagnostika 2004;1:33—39. Russian (Милягин В.А., Милягина И.В., Грекова М.В., Абраменкова Н.Ю. Новый автоматизированный метод определения скорости распространения пульсовой волны. Функциональная диагностика 2004;1:33—39).
  25. Yamashina A., Tomiyama H., Takeda K. Validity, reproducibility and clinical sifnificance brachial-ankle pulse wave velocity measurement. Hypertens Res 2002;25:359—364.
  26. Zieman S., Melenovsky V., Kass D.A. Mechanisms, pathophisiology, and therapy of arterial stiffness. Ateroscl Tromb Vasc Biol 2005;25:932—943.
  27. Brownlee M., Cerami A., Vlassara H. Advanced glycosylation end products in tissue and the biochemical basis of diabetic complications. N Engl J Med 1988;318:1315—1321.
  28. Bailey A.J. Molecular mechanisms of ageing in connective tissues. Mech Ageing Dev 2001;122:735—755.
  29. Schmidt A.M., Hori O., Chen J.X. ., Li J.F., Crandall J., Zhang J., Cao R., Yan S.D., Brett J., Stem D. Advanced glycation endproducts interacting with their endothelial receptor induce expression of vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) in cultured human endothelial cells and in mice. A potential mechanism for the accelerated vasculopathy of diabetes. J Clin Invest 1995;96:1395—1403.
  30. Yan S.D., Schmidt A.M., Anderson G.M., Zhang J., Brett J., Zou Y.S., Pinsky D., Stern D. Enhanced cellular oxidant stress by the interaction of advanced glycation end products with their receptors/binding proteins. J Biol Chem 1994;269:9889—9897.
  31. Paul R.G., Bailey A. Glycation of collagen: the basis of its central role in the late complications of ageing and diabetes. Int J Biochem Cell Bid 1996;28:1297—1310.
  32. Determinants of pulse wave velocity in healthy people and in the presence of cardiovascular risk factors: establishing normal and reference values. Eur Heart J 2010;31:2338—2350.
  33. Mulder D.J., Water T.V.D., Lutgers H.L. Graaff R., Gans R.O., Zijlstra F., and Smit A.J. Skin autofluorescence, a novel marker for glycation and oxidative stress derived advanced glycation endproducts. An overview of current clinical studies, evidence and limitations. Diabetes technol therap 2006;8:523—535.
  34. Yue X., Hu H., Koetsier M., Graaff R.; Han C. Reference values for the Chinese population of skin autofluorescence as a marker of advanced glycation end products accumulated in tissue. Diabet Med 2011;28:818—823.
  35. Franklin S.S. Hypertension in the Elderly. In: Lip G., Hall J. Comprehensive Hypertension. Mosby 2007.

Об авторах / Для корреспонденции

Институт клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, Москва
Научно-диспансерный отдел
Агеев Ф.Т. - д.м.н., проф., руков. отдела.
Виценя М.В. - к.м.н., н.с. отдела.
Смирнова М.Д. - к.м.н., н.с. отдела.
Михайлов Г.В. - лаборант-исследователь.
E-mail: ageev@cardio.ru

Также по теме