Ключевые слова: системное воспаление, инсулинорезистентность, атеросклероз, липопротеины
В настоящее время атеросклероз рассматривают как одну из форм течения хронического воспаления с выраженным аутоиммунным компонентом. Воспаление – один из важнейших и неотъемлемых компонентов атерогенеза на всех этапах развития процесса – является как его этиологическим фактором, так и патогенетическим механизмом прогрессирования и дестабилизации ишемической болезни сердца (ИБС), обусловленной атеросклерозом.
В патогенезе атеросклероза необходимо различать системный и локальный воспалительные процессы, которые могут возникать независимо, но в динамике оказывают выраженное взаимопотенцирующее действие. Представления о системном воспалении приобрели законченную форму только в последнее время, хотя упоминание о нем содержится еще в работах И.И. Мечникова. Пользуясь определением “внутрисосудистое воспаление”, И.И. Мечников говорил о возможности фагоцитоза бактерий циркулирующими лейкоцитами. В 1995 г. А.Н. Маянский ввел в употребление понятие “синдром внутрисосудистой активации крови”, который в зарубежной литературе обозначают как “синдром системной воспалительной реакции” [4]. В последнее время природу системного воспалительного синдрома трактуют как сочетание и последовательность развития ряда процессов, которые начинаются генерализованной активацией воспалительных клеток крови: моноцитов (МЦ), нейтрофилов (НФ) и тромбоцитов. Это сопровождается продукцией и накоплением в крови свободных радикалов, провоспалительных цитокинов и хемокинов; возрастанием атерогенного потенциала крови за счет увеличения количества липопротеинов (ЛП) и появления их модифицированных форм; экспрессией молекул адгезии; трансэндотелиальной миграцией лейкоцитов; усилением локального воспаления. Все эти изменения обусловливают, в конечном итоге, ремоделирование стенки сосуда, развитие атероматозной бляшки и дальнейшую ее эволюцию вплоть до разрушения и развития острого коронарного синдрома.
Одним из важнейших механизмов проатерогенного действия воспаления является развитие системного оксидантного стресса и, как следствие, проатерогенных нарушений обмена ЛП крови, появление антител к ним, изменение структуры стенки магистральных артерий. Так, у пациентов с сероположительностью к Helicobacter pilory или Сhlamidia pneumoniae установлены выраженные изменения профиля липидов крови с увеличением содержания триглицеридов (ТГ) и общего холестерина (ХС), сочетающиеся с пропорциональным возрастанием концентрации в плазме белков острой фазы, провоспалительных цитокинов и молекул адгезии [16]. В исследовании, которое включало 28 детей в возрасте в среднем 5 лет, госпитализированных с острой инфекцией, при содержании С-реактивного протеина (CРП) в плазме выше 15 мг/л уровень в крови антител к окисленным ЛП низкой плотности (ЛПНП) был повышен по сравнению с контрольной группой на 30 %, уровень ХС ЛП высокой плотности (ЛПВП) снижен вдвое, отношение содержания общего ХС к ХС ЛПВП увеличено почти в два раза. При обследовании через 3 мес содержание в крови антител к окисленным ЛПНП оставалось повышенным, отмечали значительное увеличение толщины интимы-медии сонной артерии (на 15 % – с 0,41 до 0,48 мм) .
Аналогичные нарушения обмена липидов и ЛП крови, сочетающиеся с развитием системного воспалительного процесса, были отмечены и у больных с инсулинонезависимым сахарным диабетом (ИНЗ СД), что позволило предположить наличие патогенетической общности атеросклероза и ИНЗ СД.
В этом исследовании основное внимание было сконцентрировано на определении способности системного воспаления вызывать метаболические нарушения, являющиеся основой атерогенеза, прежде всего – нарушения обмена липидов, ЛП, углеводов, развитие инсулинорезистентности (ИР), то есть комплекс изменений, которые обозначаются как “метаболический синдром”. Для решения вопроса о роли воспаления как фактора, патогенетически объединяющего атеросклероз и ИР, нами были изучены и сопоставлены изменения показателей активности системного воспаления, оксидантного статуса, характер нарушений липидного спектра крови, обмена глюкозы и чувствительности к инсулину при экспериментальном моделировании системного воспаления и у больных с ИБС в острой фазе течения.
В последнее время появились данные о том, что фенофибраты, являясь агонистами пероксисомальных рецепторов – PPARa, оказывают, помимо гиполипидемического, выраженный противовоспалительный эффект, угнетают экспрессию цитокинов, металлопротеиназ и реактантов острой фазы, снижают уровень циркулирующего интерлейкина-6 (ИЛ-6), фибриногена и CPП [6].
Для проверки предположения о наличии тесной взаимосвязи между системным воспалением и нарушениями метаболизма липидов с развитием гипертриглицеридемии (ГТЕ) в одной из серий исследований определяли влияние гиполипидемической терапии фенофибратом на зависимость между исследованными метаболическими нарушениями в условиях системного воспаления.
Материал и методы
Экспериментальная часть исследования была проведена на двух группах кроликов, содержавшихся на стандартной диете, у которых системное воспаление воспроизводилось внутривенным введением пирогенала (по 10 МПД* трижды через день в течение первой недели, затем 1 раз в неделю на протяжении 8 нед). Первая группа, включавшая 10 животных, была контрольной. В течение всего времени проведения эксперимента 12животным второй группы ежедневно давали фенофибрат (дурафенат MF, фирмы “Merck”, Германия) по 25 мг в сутки. Через 1, 2, 4, 6 и 8 нед проведения эксперимента проводили заборы крови из краевой вены уха и определяли основные показатели изменений обмена липидов и ЛП (общее содержание ХС и ТГ, содержание ХС ЛПНП, ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП) и ЛПВП, свободных жирных кислот (СЖК), активность постгепариновой липопротеинлипазы (ЛПЛ)) и обмена углеводов (содержание в крови глюкозы и гликозилированного гемоглобина (HbA1c)). Для оценки чувствительности к инсулину использовали подкожный инсулиновый тест с определением изменений содержания глюкозы в крови через 30, 60 и 120 мин после подкожного введения 0,2 ЕД актрапида НМ.
Параллельно определяли активность воспалительных клеток крови: МЦ – по изменениям внутриклеточного содержания малонового диальдегида (МДА), НФ – по величине их спонтанной (СХЛ) и индуцированной зимозаном (ИХЛ) хемилюминесценции (ХЛ).
Выраженность свободнорадикальных процессов в крови определяли по содержанию в ней МДА и показателям СХЛ и светосуммы ИХЛ (Еі) плазмы, о наличии и активности системного воспаления судили по уровню СРП в плазме. Все определения проведены на полуавтоматическом биохимическом анализаторе “Cormay Plus” с использованием стандартных наборов фирмы “Cormay” (Польша).
Наличие и концентрацию в крови модифицированных ЛП определяли с использованием культуры макрофагов мышей (ММ); по изменению соотношения между содержанием ХС и ТГ в ММ после инкубации с исследуемой плазмой судили о субстрате модификации – ЛПНП или ЛПОНП. Детально принцип биотестирования атерогенных свойств плазмы описан нами ранее [5]. Антиоксидантное состояние плазмы оценивали по активности каталазы [3].
Обследованы также 28 больных с острым инфарктом миокарда, находившихся на лечении в отделении острого инфаркта миокарда и восстановительного лечения. У больных определяли те же показатели, что и в экспериментальном фрагменте исследования.
Полученные результаты обработаны статистически с применением критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Через 1 нед после начала эксперимента содержание CPП в крови кроликов достоверно увеличилось в 2 раза, достигая (4,7±0,2) мг/л, и продолжало прогрессивно возрастать (до (36,4±1,9) мг/л), максимально превысив исходное значение в 17 раз через 8 нед (Р<0,001). Развитие системного воспаления проявлялось выраженной активацией воспалительных клеток крови, содержание МДА в МЦ возросло через 2 нед после первого введения пирогенала в среднем на 130 %, через 6 нед – на 325 % и оставалось значительно повышенным (на 275 %) через 8 нед (Р<0,001). Примерно такую же динамику имела активность НФ – через 2 нед их СХЛ увеличилась почти в 9 раз и оставалась значительно повышенной в течение всего периода применения пирогенала. ИХЛ НФ увеличилась через 2 нед более чем в 15 раз, затем стабилизировалась и сохранялась в течение всего периода проведения эксперимента на уровне, в 8–9 раз превышающем исходный (Р<0,01).
Активация воспалительных клеток крови сопровождалась развитием выраженного оксидантного стресса, о чем свидетельствовало увеличение содержания МДА в плазме через 2 и 8 нед соответственно на 242 и 420 % (Р<0,001), возрастание величины Ei – почти вдвое через 2 нед и более чем в 3 раза через 8 нед (Р<0,001).
Развитие системного воспаления и системного оксидантного стресса сопровождалось значительными нарушениями обмена ЛП крови и возрастанием ее атерогенного потенциала. Так, содержание ХС в ММ после инкубации с плазмой через 2 нед достоверно превышало исходное значение на 242 %, через 8 нед – практически в 9 раз, что свидетельствовало о выраженной прогрессивно нарастающей модификации ЛПНП. Еще в большей степени подвергались модификации ЛПОНП: через 2 нед содержание ТГ в ММ после инкубации с плазмой было увеличено в 2,5 раза, через 6 нед – в 13 раз, через 8 нед – более чем в 24 раза (Р<0,001) (рис. 1).
Рис. 1. Изменения показателей обмена липидов и атерогенности
плазмы, уровня СРП у кроликов с системным воспалением.
Одной из возможных причин прогрессирующего нарушения обмена ЛП плазмы и возрастания содержания в крови их атерогенных форм было выраженное снижение активности постгепариновой ЛПЛ. Так, уже через 1 нед ее активность была на 32 % (Р<0,05) ниже по сравнению с исходной и составила (10,36±0,50) мккат/л. Максимальное снижение активности ЛПЛ (в среднем на 70 %) отмечали через 4 нед от начала воспроизведения системного воспалительного синдрома. Через 6 и 8 нед активность ЛПЛ несколько восстановилась, но оставалась ниже по сравнению с исходной соответственно на 55 и 40 % (Р<0,05).
Одновременно отмечали возрастание содержания в крови СЖК. Через 4 нед после первого введения пирогенала их уровень повысился на 300 %, а через 8 нед – почти на 950 % по сравнению с исходным (Р<0,0001).
Одним из важнейших проявлений нарушений обмена липидов в условиях системного воспаления было достоверное развитие гиперхолестеринемии (ГХЕ) и ГТЕ. Содержание общего ХС в плазме через 4 нед было увеличено на 25 %, через 8 нед – на 80 % (Р<0,05). Еще в большей степени повышался уровень ТГ в крови – на 50 % через 4 нед и на 150 % через 8 нед (Р<0,001). Через 5 нед после последнего введения пирогенала уровень общего ХС и ТГ в крови опустился даже ниже исходного параллельно с нормализацией содержания CPП, что свидетельствовало о связи ГХЕ и ГТЕ с системным воспалением (см. рис. 1).
Проатерогенные нарушения обмена липидов в условиях воспаления и оксидантного стресса сопровождались значительными изменениями обмена глюкозы, и, начиная с 4-й недели, отмечали выраженное снижение чувствительности к инсулину. Через 60 мин после его подкожного введения отмечали только незначительное (в среднем на 8 %) уменьшение содержания глюкозы в крови, тогда как в норме величина реакции достигала 50 %. Через 8 нед снижение чувствительности к инсулину имело еще более выраженный характер: через 60 мин после введения инсулина уровень глюкозы не снижался (рис. 2).
Рис. 2. Изменения показателей обмена глюкозы и СРП у кроликов
с системным воспалением: ПИТ – подкожный инсулиновый тест.
Важнейшим следствием нарушений обмена глюкозы и развития ИР было повышение уровня HbA1c в крови, который достигал максимального значения уже через 2 нед, превысив исходный уровень более чем в 4 раза (Р<0,001). На более отдаленном этапе развивалась гипергликемия: через 2 нед содержание глюкозы в крови возрастало на грани с достоверностью, через 4 нед оно было достоверно увеличено на 60 %, через 8 нед – более чем в 2 раза (Р<0,02). Отмеченные изменения обмена глюкозы практически полностью исчезали через 5 нед после последнего введения пирогенала, что свидетельствовало об их зависимости от воспалительного процесса.
Таким образом, в условиях системного воспаления возникают выраженные нарушения обмена липидов и ЛП крови проатерогенной направленности, которые сочетаются с ИР, гипергликемией и гликоксидацией белков крови.
Для подтверждения гипотезы о патогенетической связи между системным воспалением, нарушениями обмена липидов, ЛП и глюкозы в следующей серии наблюдений было изучено влияние липидкорригирующего воздействия фибратов на изменения, вызванные воспалением. Животные ежедневно получали фенофибрат в дозе 25 мг в сутки в течение всего времени проведения эксперимента.
Применение фенофибрата полностью предотвращало развитие ГТЕ, и содержание ТГ в крови у исследованных животных на протяжении эксперимента было ниже исходного значения, в то время как в контрольной серии экспериментов данный показатель через 8 нед на 150 % превышал исходное значение (Р<0,001).
Аналогичное, но несколько менее выраженное воздействие оказывал фенофибрат на содержаниеХС в крови. У животных в опытной группе содержание ХС в крови на протяжении всего времени наблюдения практически не изменилось, а через 8 нед оно достоверно снизилось на 22 % по сравнению с исходным. У животных контрольной группы концентрация ХС в крови через 8 нед на 60 % превышала исходное значение (Р<0,05) (рис. 3).
Рис. 3. Влияние фенофибрата на показатели обмена липидов и атерогенности
плазмы, уровня СРП у кроликов с системным воспалением.
Применение фенофибрата, наряду с липидокорригирующим действием, существенно снижало интенсивность воспалительного процесса и выраженность его эффекторных механизмов. Так, максимальное значение концентрации СРП, отмеченное через 2 нед, было почти в 3 раза меньше, чем в контроле. Через 4 нед, несмотря на продолжающееся введение пирогенала, уровень СРП прогрессивно снижался, практически достигая исходного значения через 8 нед. В контрольной серии данный показатель только через 6–8 нед достигал своего максимального значения и почти в 13–14 раз превышал исходную величину (Р<0,001).
Противовоспалительное действие фенофибрата проявлялось также существенным ограничением активации воспалительных клеток крови. Максимальную активацию МЦ отмечали уже через 2 нед, однако в последующие 6 нед применение фенофибрата сопровождалось постепенной нормализацией концентрации МДА в МЦ, в то время как в контроле этот показатель продолжал нарастать через 6–8 нед проведения эксперимента и более чем на 700 % превышал исходное значение (Р<0,001).
Применение фенофибрата предотвращало также активацию НФ; максимальная величина их СХЛ была в 4,5 раза меньше, чем в контрольной группе, и постепенно нормализовалась через 8 нед. Эти изменения сочетались с развитием значительно менее выраженного оксидантного стресса. Показатели СХЛ и ИХЛ плазмы, начиная с 4-й недели проведения эксперимента, были в 2–3 раза ниже таковых в контроле.
Угнетение системного воспаления и оксидантного стресса при применении фенофибрата существенно ограничивало выраженность возрастания атерогенности крови, и содержание ХС и ТГ в ММ после инкубации с плазмой было в 5–8 раз меньше, чем в контроле. Применение фенофибрата предупреждало также развитие нарушений обмена углеводов, устраняло развитие гипергликемии и гликозилирование гемоглобина, которые были отмечены в контрольной группе животных. В результате через 8 нед концентрация HbA1c в крови в контрольной группе более чем на 150 % превышала исходную, в то время как в опытной группе – только на 50 % (рис. 4).
Рис. 4. Влияние фенофибрата на показатели обмена глюкозы и СРП
у кроликов с системным воспалением.
Таким образом, применение фенофибрата в условиях системного воспаления сопровождалось сочетанным угнетением воспалительного ответа, предупреждением нарушений обмена глюкозы, липидов и ЛП крови, развития ГТЕ, гиперлипидемии и возрастания атерогенности крови.
В клиническом фрагменте исследования также были получены результаты, свидетельствующие о патогенетическом единстве системного воспаления, проатерогенных нарушений обмена липидов, ЛП крови и глюкозы. У обследованных 28 больных с ИБС, как и в большинстве проведенных ранее исследований, в остром периоде инфаркта миокарда отмечали уменьшение содержания ХС и ТГ, ХС ЛПНП и ЛПОНП в крови в результате стрессорной активации катаболизма липидов. Однако, несмотря на видимую нормализацию липидного состава крови, ее атерогенность былазначительно увеличенной. Так, содержание ХС в ММ после инкубации с плазмой больных было увеличено на 225 % по сравнению с нормой (Р<0,001), содержание ТГ в ММ увеличилось в 5,5 раза (Р<0,001).
Наряду с этим практически у всех больных отмечено нарушение обмена углеводов. Хотя среднее значение содержания глюкозы крови оставалось в пределах нормы, практически у всех больных выявляли выраженную ИР. Проведение инсулинового теста не вызывало снижения на 50 % уровня глюкозы в крови через 30 и 60 мин, он снижался только на 10–20 %. Также отмечали закономерное повышение более чем в 2 раза уровня HbA1c, что подтверждает наличие ИР практически у всех обследованных больных.
Отмеченные изменения регистрировали на фоне закономерного и выраженного системного воспалительного процесса. Содержание СРП было увеличено почти в 10 раз по сравнению с контролем (Р<0,001) в сочетании с выраженной активацией воспалительных клеток крови (МЦ и НФ) и развитием системного оксидантного стресса. Концентрация МДА в МЦ у больных с острым ИМ более чем на 300 % превышала нормальное значение (Р<0,001), величина СХЛ плазмы была на89 %, а Еі ИХЛ – на 100 % больше по сравнению с такими показателями в норме (Р<0,05). Концентрация в крови конечного продукта перекисного окисления липидов – МДА – более чем на 500 % превышала нормальное значение (Р<0,001).
Результаты многочисленных экспериментальных исследований и клинических наблюдений позволяют трактовать атеросклероз как воспалительный аутоиммунный процесс, поскольку изменения метаболизма липидов в острой фазе включают практически все основные факторы атерогенеза [8]. В то же время, многие аспекты вопроса о механизмах проатерогенного действия системного воспаления остаются еще неизученными.
В проведенных нами исследованиях установлено, что системный воспалительный процесс сопровождался выраженными изменениями обмена липидов и ЛП крови, развитием ГХЕ и ГТЕ. В ряде исследований показано, что развитие системного воспаления сочетается с появлением атерогенного фенотипа ЛП, развитием ГТЕ вследствие усиленного образования ЛПОНП и замедления их клиренса, появлением мелких плотных частиц ЛПНП, уменьшением содержания и изменением состава ЛПВП, а также снижением активности связанных с ними ферментов и транспортных белков, принимающих участие в метаболизме липидов и ЛП [9].
Важнейшими медиаторами нарушений обмена ЛП при воспалении являются провоспалительные цитокины, прежде всего некротический фактор опухоли a (TNF-a). Он обладает угнетающим действием на ЛПЛ, замедляет гидролиз ТГ, усиливает мобилизацию липидов из жировых депо и осуществляет проатерогенные изменения профиля ЛП крови [11]. Помимо этого, TNF-a и ИЛ-6 непосредственно активируют синтез ХС и увеличивают продукцию ЛПОНП в печени [12]. Показано, что в условиях культуры гепатоцитов TNF-a почти в 2,5 раза повышал активность HMG-CoA-редуктазы – ключевого фермента внутриклеточного синтеза ХС, что обеспечивало возрастание уровня ХС в плазме на 25 %. Этот механизм определяет активацию внутриклеточного синтеза ХС и развитие ГХЕ при действии различных инфекционных возбудителей, в частности вируса герпеса [1].
В последние годы сложилось представление о том, что в условиях инфекции, эндотоксемии и системного воспаления увеличение содержания липидов и изменение профиля ЛП в крови имеют стереотипный защитный характер и способствуют выживанию организма. Установлено, что у пожилых лиц с уровнем ХС выше 6,5 ммоль/л риск летального исхода при инфекциях снижен на 50 %по сравнению с лицами, у которых уровень ХС ниже 5 ммоль/л [20]. Возрастание резистентности к летальной инфекции у лиц с увеличенным содержанием ЛП в определенной мере связано с их способностью активировать МЦ, повышать их реакционную способность и продукцию провоспалительных цитокинов. Установлено, что высокая резистентность к фатальной инфекции у мышей с врожденным дефицитом рецепторов ЛПНП и выраженной ГХЕ сочетается с увеличенным в 2–3 раза высвобождением TNF-a макрофагами [14]. Кроме того, защитный характер возрастания содержания липидов и ЛП в крови при воспалении связан также с тем, что они уменьшают токсичность липополисахарида, а также являются скевенджерами свободных радикалов и способны угнетать перекисные процессы [16].
В то же время, несмотря на защитный эффект гиперлипидемии в условиях воспаления, она имеет проатерогенную направленность и в определенных условиях способствует развитию атеросклероза [8]. Кроме того, изменения обмена липидов и ЛП крови при системном воспалении имеют не только количественный, но и качественный характер, что проявляется нарастанием атерогенного потенциала крови. В проведенных нами исследованиях содержание в крови модифицированных ЛПНП уже через 2 нед после инициации воспаления превышало исходное значение в 2,5 раза, а через 8 нед – в 9 раз, количество модифицированых ЛПОНП было увеличено соответственно в 2,5 и более чем в 24 раза.
Важнейшей причиной прогрессирующего возрастания содержания в крови ЛПОНП и их атерогенной модификации в условиях системного воспаления является снижение активности постгепариновой ЛПЛ, сочетающееся с повышенной продукцией гепатоцитами ЛПОНП и их переобогащением ТГ. Уже через 1 нед после инициации воспаления активность ЛПЛ была достоверно снижена на 32 % и продолжала прогрессивно уменьшаться, составляя через 4 нед только 30 % контрольной величины. Основным фактором атерогенной модификации ЛПНП в этих условиях является развитие оксидантного стресса вследствие активации эндотелиоцитов, воспалительных клеток крови с повышенной продукцией ими активных форм кислорода. Активность МЦ через 2 нед повысилась в 4,5 раза, через 6 нед – почти в 9 раз, активность НФ – в 9–15 раз. Наличие выраженного оксидантного стресса подтверждалось увеличением содержания МДА в плазме в 3,5 раза через 2 нед и в 4,2 раза – через 8 нед, тогда как интенсивность ИХЛплазмы увеличилась через 2 нед вдвое, через 8 нед – в 3 раза.
В последние годы неоднократно высказывалось предположение, что проатерогенное действие системного воспаления может в значительной степени быть связанным с его способностью нарушать обмен углеводов, так как медиаторы воспаления способны провоцировать развитие ИР и ИНЗ СД [15]. Представление о зависимости между концентрацией ИЛ-6, CPП, TNF-a, нарушениями обмена липидов и ЛП крови и сниженной чувствительностью к инсулину основано на результатах экспериментальных исследований и многоцентровых клинических наблюдений. Установлено, что ИЛ-6 усиливает стимулированное глюкозой высвобождение инсулина изолированными клетками поджелудочной железы, ослабляет инициированный инсулином синтез гликогена гепатоцитами, а введение рекомбинантного ИЛ-6 вызывает дозозависимую гипергликемию [19].
Действие ИЛ-6 основано на способности активировать ось гипоталамус–гипофиз–надпочечники с увеличением секреции адренокортикотропного гормона и кортизола, что и определяет развитие центрального ожирения, гипертензии, ГТЕ и снижение уровня ХС ЛПВП. TNF-a индуцирует развитие ИР посредством ряда механизмов, включая прямое угнетающее действие на рецепторы инсулина, мембранную экспрессию переносчика глюкозы GLUT4, субстрат рецептора инсулина IRS-1 [10].
В проведенном нами исследовании проатерогенные нарушения обмена липидов и ЛП крови в условиях системного воспалительного процесса сочетались c развитием ИР. Уже в начале 4-й недели реакция на подкожное введение инсулина была уменьшена в 6 раз, а через 8 нед она полностью отсутствовала. Развитие ИР сопровождалось возникновением гипергликемии, и через 4 нед содержание глюкозы в крови было достоверно увеличено на 60 %, через 8 нед – более чем в 2 раза в сочетании с повышением уровня HbA1c в крови, который достигал максимального значения уже через 2 нед и превышал исходный более чем в 4 раза.
Увеличенная концентрация в крови СЖК в условиях воспаления является как отражением ИР и следствием ослабления угнетающего влияния инсулина на гормончувствительную липазу жировой ткани, так и механизмом прогрессирования ИР, поскольку возрастание содержания СЖК в тканях относится к числу ведущих причин снижения чувствительности тканей к инсулину.
Таким образом, совокупность полученных данных свидетельствует о том, что воспаление можетявляться этиологическим фактором развития как проатерогенных нарушений обмена липидов и ЛП крови, так и ИР.
Для подтверждения гипотезы о патогенетической связи между системным воспалением, нарушениями обмена липидов, ЛП и глюкозы нами было изучено липидкорригирующее влияние фенофибрата на изменения, инициированные воспалением.
Как известно, фибраты являются синтетическими агонистами пероксисомальных рецепторов – PPARa, которые относятся к суперсемейству ядерных гормональных рецепторов, экспрессируются преимущественно в тканях печени, скелетных мышц и бурой жировой ткани, для которых свойственна высокая степень катаболизма жирных кислот, и влияют на транскрипцию генов, ответственных за метаболизм липидов [2]. Фибраты оказывают липидокорригирующий эффект главным образом посредством повышения активности ЛПЛ как через усиление экспрессии ее гена, так и путем угнетения экспрессии апоС-III – ингибитора ЛПЛ [17]. Частично воздействие фибратов на обмен ЛП связано с их способностью усиливать поглощение и b-окисление тканями жирных кислот, в результате чего уменьшается их доставка к печени, снижается продукция ЛПОНП, предупреждается развитие ГТЕ [7]. Эти данные полностью согласуются с результатами, полученными в проведенном исследовании. Применение дурафената у животных с системным воспалением сопровождалось полным предупреждением развития ГТЕ и частичным – ГХЕ по сравнению с реакциями, отмеченными у животных контрольной группы. Влияние дурафената на содержание в крови общего ХС частично было связано с его нормализующим действием на обмен ЛП в целом, а в определенной мере отражало способность фибратов угнетать активность микросомальной гидрокси-метил-глютарил-Ко-А-редуктазы – ключевого фермента эндогенного синтеза ХС. Это согласуется с данными литературы, свидетельствующими о том, что применение фибратов у больных с гиперлипидемиями приводит к достоверному (в среднем на 30 %) снижению уровня ХС ЛПНП [13]. Фенофибрат оказывал менее выраженный эффект на содержание в крови общего ХС по сравнению с его влиянием на уровень ТГ. Это в определенной степени связано с тем, что в результате нормализации активности ЛПЛ и обмена ЛПОНП из крови исчезают мелкие плотные частицы ЛПНП и преобладают нормальные флотирующие частицы, богатые эфирами ХС.
Нормализующее влияние фенофибрата на обмен ЛП, а также его способность угнетать развитие оксидантного стресса в условиях системного воспаления обусловили предупреждение возрастания атерогенного потенциала плазмы, причем в значительно большей степени угнеталась проатерогенная модификация ЛП, богатых ТГ, чем ХС.
Учитывая вторичность развития нарушений обмена липидов и ЛП крови в условиях системного воспалительного процесса, нормализующее воздействие фенофибрата на липидный обмен могло иметь и опосредованный характер и осуществляться путем ограничения интенсивности острого воспаления и оксидантного стресса – его основного эффекторного механизма.
Результаты проведенных исследований подтвердили предположение о наличии у фенофибрата выраженного прямого противовоспалительного действия. Об этом свидетельствует уменьшенное в среднем в 5–10 раз содержание СРП в крови животных опытной группы через 6–8 нед после первого введения пирогенала по сравнению с животными контрольной группы. Противовоспалительное действие фибратов проявлялось также их угнетающим влиянием на воспалительные клетки крови: у кроликов, получавших фенофибрат, активность МЦ через 8 нед снизилась в 4, а НФ – в 4,5 раза по сравнению с животными контрольной группы.
В соответствии с данными литературы, действие фенофибрата на функциональную активность воспалительных клеток крови связано с их способностью связываться с PPARa. В результате предупреждается активация в клетках эндотелия, МЦ и макрофагах ядерного фактора транскрипции (NF-kB), который ответственный за экспрессию генов, регулирующих синтез и продукцию цитокинов, активных форм кислорода, моноцитарного хемотаксического фактора (МСР-1), адгезивных молекул к циркулирующим лейкоцитам: ICAM-1, VCAM-1, ELAM, Е-селектина [18].
Считают, что между наличием воспалительной реакции и нарушениями обмена липидов крови существуют как прямая, так и обратная зависимости. Это означает, что как воспаление вызывает нарушение обмена липидов проатерогенной направленности, так и нарушения липидного обмена могут стать причиной развития провоспалительных и прокоагулянтных нарушений. Результаты исследования также свидетельствуют, что воспалительный процесс и изменения обмена липидов неразрывно связаны, и сочетанность их развития не позволяет определить, что является первичным в механизме действия фибратов. Нельзя исключить, что обе стороны действия фибратов имеют самостоятельное значение, поскольку их основной медиатор PPARa задействован как в регуляции липидного обмена, так и в развитии провоспалительных изменений. Более того, медиаторы воспаления и продукты нарушенного метаболизма липидов могут оказывать и взаимопотенцирующее действие.
Применение фенофибрата оказывало нормализующее воздействие и на углеводный обмен, нарушения которого были инициированы острым воспалением. У животных опытной группы, в отличие от контрольной, не отмечали достоверного повышения содержания глюкозы и появления НbA1c в крови. Нормализующий эффект фенофибрата на углеводный обмен обусловлен, по-видимому, его опосредованным воздействием на основные патогенетические механизмы, инициирующие эти изменения, а именно – на интенсивность острого воспаления и нормализацию липидного обмена.
Таким образом, применение фенофибрата в условиях воспаления значительно предупреждает развитие нарушений обмена липидов и ЛП крови и обмена глюкозы. При этом противовоспалительное действие фенофибрата не менее значимо, чем липидкорригирующее, что подтверждает гипотезу о воспалительном процессе как возможном этиологическом факторе проатерогенных нарушений обмена ЛП крови и развития ИР.
Результаты, подтверждающие эту гипотезу, получены и в клинических исследованиях. При обследовании 28 больных с острым инфарктом миокарда были выявлены выраженные нарушения обмена липидов и ЛП крови, возрастание ее атерогенного потенциала, и эти изменения сочетались с признаками ИР в виде резкого угнетения реакции на подкожное введение инсулина и закономерным повышением более чем в 2 раза уровня HbA1c .
Отмеченные изменения регистрировали на фоне выраженного системного воспалительного процесса, значительной активации воспалительных клеток крови – МЦ и НФ – и развития системного оксидантного стресса у всех обследованных.
Таким образом, системное воспаление может являться причиной развития комплекса метаболических изменений, которые относятся к числу независимых факторов атерогенеза, прежде всего проатерогенных нарушений обмена липидов и ЛП крови, ИР. В то же время вопрос о причинно-следственных отношениях между изменениями обмена липидов, углеводов и системным воспалением при первичных метаболических нарушениях остается нерешенным и требует дальнейшего изучения.
Литература
Combined development of lipid, lipoprotein, carbohydrate metabolism disturbances, induced by systemic inflammation and oxidative stress
T.V. Talaeva, I.E. Malinovskaja, I.V. Tretjak, V.V. Ambroskina, O.V. Yanus, V.A. Shumakov, V.V. Bratus
The aim of investigation was to determination the role of inflammation as factor, common for pathogenesis of atherosclerosis and insulin resistance. Indexes of the systemic inflammation activity, oxidative status, the mode of the changes of blood lipid spectrum, glucose metabolism and insulin sensitivity were determined in rabbits with systemic inflammation induced by intravenous injection of pyrogenal and in patients with ischemic heart disease in acute phase. Systemic inflammation activity was evaluated by C-reactive protein blood level, activity of peripheral monocytes and neutrophils. In parallel there we determined main indexes of lipid, lipoprotein and carbohydrate metabolism, modified lipoproteins amount in blood, activity of lipid peroxydation and antioxydative blood potential. Insulin sensitivity was evaluated by results of subcutaneous insulin test. It was established that the systemic inflammation development was accompanied with pronounced proatherogenic blood lipid and lipoprotein metabolism disturbances in association with insulin resistance, hyperglycemia and glycoxidation of blood proteins. Under these conditions fenofibrate revealed its antiinflammatory effect and suppressed the activity of both systemic inflammation and systemic oxidative stress. These changes were accompanied with prevention of lipid, lipoprotein and glucose metabolism disturbances and decrease of blood atherogenicity. The results of clinical investigation also pointed to the common features of pathogenesis of systemic inflammation, proatherogenic disturbances of lipid, lipoprotein and glucose metabolism. The obtained data allow to conclude that systemic inflammation can be the cause of the development of complex metabolic changes which are independent atherogenic factors, first of all – insulin resistance and proatherogenic changes of lipid, lipoprotein and glucose metabolism.