Сывороточный уровень цитокинов у пациентов с нейродегенерацией сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета II типа

Полный текст

Актуальность

Различные исследования показывают важную роль системы цитокинов в развитии многих неинфекционный заболеваний [5, 6]. Функционирование нейронов и глии в нервной ткани зависит в том числе и от баланса между про- и противовоспалительными цитокинами [5]. Нарушение обменных процессов, возникающее при сахарном диабете, может влиять на этот баланс, приводить к дисфункции нервных клеток и запускать процессы нейродегенерации. Поражение сетчатки на фоне сахарного диабета может привести к тяжелой потере зрения и слепоте. Диабетическая ретинопатия в наши дни рассматривается не только как патологический процесс, поражающий микрососуды сетчатки, но и как нейродегенеративное заболевание [1, 9]. При этом нейрональные и сосудистые изменения на начальном этапе могут протекать независимо друг от друга. Учитывая малую изученность, отсутствие общей концепции патогенеза нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии, а также большую роль цитокинов в развитии нейровоспаления и повреждении нейронов, считаем актуальным изучение системного баланса про- и противовоспалительных цитокинов у пациентов с сахарным диабетом II типа и его влияния на процесс нейродегенерации сетчатки.

Материалы и методы

В исследование включены 80 пациентов с сахарным диабетом II типа в возрасте от 44 до 74 лет. Всем пациентам проведено офтальмологическое обследование согласно общепринятым клиническим рекомендациям по ведению пациентов с сахарным диабетом, а также оптическая когерентная томография (ОКТ) сетчатки при помощи прибора RTvue-100 (Optovue, США) для определения наличия нейродегенерации сетчатки. После обследования все пациенты были разделены на 4 следующие группы: 1 – без сосудистых изменений на глазном дне и без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (n=12); 2 – без сосудистых изменений на глазном дне и наличием ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (n=28); 3 – с наличием признаков непролиферативной диабетической ретинопатии (НПДР) на глазном дне и без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (n=10); 4 – с наличием признаков НПДР на глазном дне и наличием ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (n=30). Контрольную группу составили 30 здоровых добровольцев.

Уровень IL-1β, TNF-a, IL-17A, INF-y, IL-10 в сыворотке крови определяли с помощью специфических реактивов фирмы R&D Diagnostics Inc. (США) методом сэндвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа, согласно прилагаемым инструкциям. Учет результатов производили с помощью иммуноферментного анализатора Multiscan (Финляндия). Количественную оценку измеряемых параметров выражали в пг/мл. Обследование пациентов основных групп проводили при первичном обращении и через 6 месяцев. Лиц контрольной группы обследовали однократно.

После получения результатов обследования все исследуемые параметры были внесены в электронную таблицу, и была сформирована база данных. Статистический анализ проводился при помощи программы SPSS Statistics 23 (IBM, США). Показатели представлены в виде медиан (Me), нижнего и верхнего квартилей (Q25; Q75), так как распределение данных отличалось от нормального. Сравнение количественных величин в несвязанных выборках осуществлялось с использованием U-критерия Манна–Уитни. Корреляционный анализ провели с использованием критерия Спирмена. Различия считались достоверными при p≤0,05.

Результаты и обсуждения

Полученные результаты концентрации исследуемых цитокинов в сыворотке крови в обследуемых группах представлены в табл. 1.

 

Таблица 1

Уровни исследуемых показателей в сыворотке крови у обследуемого контингента

Показатель Me (Q25-Q75)	Группа 1 (n=12)	Группа 2 (n=28)	Группа 3 (n=10)	Группа 4 (n=30)	Контроль (n=30)
IL-1b	1,42 (1,23-1,75)	3,46 (2,2-4,89)*#	1,67 (1,39-1,76)	3,12 (1,91-4,88)*#	1,61 (1,37-2,18)
IL-1b	1,46 (1,21-1,75)	3,35 (2,31-4,83)*#	1,59 (1,33-1,72)	3,29 (1,98-4,81)*#
TNF-a	3,84 (3,34-4,97)*	3,65 (3,21-5,48)*	3,69 (2,85-5,54)*	3,12 (1,91-4,88)*	2,48 (1,37-3,47)
TNF-a	4,02 (3,3-5,12)*	3,85 (3,32-5,01)*	3,89 (3,33-5,22)*	3,29 (1,98-4,81)*
INF-g	15,03 (10,42-17,25)	13,72 (10,43-20,53)	13,51 (10,16-19,86)	13,45 (10,15-16,29)	14,0 (10,91-15,55)
INF-g	14,86 (10,39-16,54)	14,37 (10,35-15,78)	13,85 (10,24-19,04)	13,88 (10,48-15,92)
IL- 17A пг/мл первично	5,42 (5,01-6,23)	5,39 (5,18-6,25)	6,01 (5,22-6,21)	5,37 (5,11-5,93)	5,32 (5,05-5,89)
IL-17A пг/мл через 6 месяцев	5,34 (4,97-5,9)	5,36 (5,12-6,01)	5,94 (5,01-6,15)	5,34 (5,11-5,95)
IL-10 пг/мл первично	15,98 (12,55-19,36)	13,64 (10,34-17,87)*#	16,24 (12,23-20,65)	13,22 (11,09-17,68)*#	17,28 (13,68-22,95)
IL-10 пг/мл через 6 месяцев	15,25 (12,63-20,01)	13,46 (10,31-17,86)*#	15,98 (12,56-20,13)	13,48 (10,78-17,33)*#

Примечание: *достоверная разница с контрольной группой (p<0,05); # – достоверная разница между группами 1 и 2; 3 и 4 (p<0,05).

 

Выявлен достоверно высокий уровень IL-1β в группах пациентов с ОКТ-признаками нейродегенерации сетчатки (группа 2 и 4) в сравнении с контролем и группами без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (группа 1 и 3). В группе без сосудистых и нейродегенеративных изменений характерных для ДР (группа 1) и в группе только с сосудистыми признаками НПДР (группа 3) уровень IL-1β не отличался от референсных величин.

Сывороточная концентрация TNF-α во всех группах была достоверно выше, чем в контроле, межгрупповая разница отсутствовала. Уровни INF-γ и IL-17A во всех группах на протяжении всего исследования не отличались от контроля.

Анализ сывороточного содержания IL-10 показал достоверное его снижение в группах 2 и 4 в сравнении с группами 1, 3 и контролем. У пациентов без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки не выявлено достоверного изменения данного показателя относительно результатов, полученных в контрольной группе.

Выявленные закономерности в сывороточном содержании исследуемых параметров сохранялись и при повторном обследовании через 6 месяцев.

Обсуждение

Настоящее исследование определило наличие дисбаланса в системе цитокинов у пациентов с нейродегенерацией сетчатки на фоне сахарного диабета II типа. Уровни провоспалительных цитокинов TNF-α, IL-1β были повышены, в то время как уровень преимущественно противовоспалительного цитокина IL-10 был понижен. Наличие начальных сосудистых признаков НПДР не оказало значимого влияния на уровни исследуемых параметров, возможно, на появление данных признаков влияют другие показатели, не включенные в исследование. Дисбаланс в системе цитокинов у больных СД 2 типа был выявлен во многих исследованиях, что может свидетельствовать о системной активации вялотекущего воспаления [6]. Гомеостаз сетчатки регулируется резидентными тканевыми макрофагами – микроглией, которая может находиться в виде двух фенотипов и переходить из одного фенотипа в другой в зависимости от поступающих стимулов [3, 4, 10]. Фенотип М2 наиболее распространен в физиологических условиях и отвечает за выработку нейропептидов и факторов роста, стимулирующих выживаемость и функционирование нейронов сетчатки. М1 фенотип является провоспалительным и отвечает за поддержание хронического нейровоспаления, результатом которого является потенцирование гибели нейронов. Возможно, системный провоспалительный фон у пациентов с сахарным диабетом II типа стимулирует переход микроглии в М1 фенотип и запускает нейровоспаление, однако, нельзя исключать стимуляцию микроглии через рецепторы к конечным продуктам гликозилирования (RAGE), которые в большом количестве образуются при хронической гипергликемии [8, 9]. Более выраженный дисбаланс в системе цитокинов у пациентов с нейродегенерацией сетчатки в сравнении с пациентами, у которых она отсутствовала, может подтверждать роль нейровоспаления в развитии нейродегенерации. IL-1 и TNFα приводит к активации покоящейся микроглии [2;7]. В дальнейшем микроглия способствует дополнительному высвобождению IL-1 и TNFα из моноцитов, а также секретирует HMGB1 и хемоаттрактантный белок 1 хемокинов моноцитов, также называемый лигандом 2 мотива СС (MCP-1 /CCL2). MCP-1 / CCL2 связывается с рецептором хемокина типа 2 (CCR2) на клеточной поверхности моноцитов, способствуя миграции их из костного мозга в ЦНС [7]. Они, в свою очередь, продолжают секретировать провоспалительные цитокины за счет индукции транскрипции NF-κB и активации микроглии в ЦНС, что дополнительно усиливает нейровоспаление [7;8]. Наличие отрицательной корреляции между IL-1β и IL-10 показывает недостаток компенсаторной противоспалительной реакции. Существуют исследования, показывающие роль IL-1β в потенцировании гибели нейронов через эксайтотоксичность, ингибирование данного цитокина в экспериментальных моделях ДР приводило к смягчению цитокин-опосредованных эффектов на нейроны сетчатки [4].

Выводы

Выявленные закономерности изменения уровня исследуемых цитокинов у пациентов с сахарным диабетом 2 типа в зависимости от наличия нейродегенеративных изменений в сетчатке требует дальнейшего изучения. Так как нейродегенерация сетчатки при диабетической ретинопатии в настоящее время не имеет четких рекомендаций по диагностике, поиск диагностических маркеров, в том числе и иммунных, определяет необходимость дальнейшей разработки данной проблемы.

Об авторах

Елена Владимировна Маркелова

ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: markev2010@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6632-9800

д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой нормальной и патологической физиологии

Россия, 690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2

Михаил Петрович Ручкин

ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации; ООО «Приморский центр микрохирургии глаза»

Email: michaelr-n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8966-3120

заочный аспирант кафедры нормальной и патологической физиологии

Россия, 690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2; 690088, г. Владивосток, ул. Борисенко 100Е

Глеб Арнольдович Федяшев

ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации; ООО «Приморский центр микрохирургии глаза»

Email: fediashev@mail.ru

д-р мед. наук, профессор кафедры офтальмологии и оториноларингологии

Россия, 690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2; 690088, г. Владивосток, ул. Борисенко 100Е

Список литературы

Дополнительные файлы