Дисбаланс в системе цитокинов и нейропептидов у пациентов с нейродегенерацией сетчатки при диабетической ретинопатии

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Дисбаланс в системе цитокинов и нейропептидов у пациентов с нейродегенерацией сетчатки при диабетической ретинопатии

Аннотация

Цель исследования - определить уровень интерлейкина-1 бета (IL-1P), фактора некроза опухоли альфа (TNF-a), интерлейкина-10 (IL-10), белка S100B, фактора роста нервов (NGF) и мозгового нейротрофического фактора (BDNF) в сыворотке крови у пациентов с нейродегенерацией сетчатки на фоне сахарного диабета 2-го типа. В основную группу исследования включены 80 пациентов с СД 2-го типа. При помощи оптической когерентной томографии (ОКТ) была выделена группа без нейродегенерации сетчатки (группа 1) и группа с нейродегенерацией сетчатки (группа 2). Уровень исследуемых параметров в сыворотке крови определяли методом сэндвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа. В группе 2 выявлены достоверно (p<0,05) высокие уровни IL-1P, S100B, NGF и дефицит IL-10 и BDNF в сравнении с контролем и группой 1. TNF-a был повышен в группах 1 и 2 в сравнении с контролем. Получены корреляции между цитокинами и нейропептидами, а также выявлена их взаимосвязь с морфологическими признаками нейродегенерации сетчатки. Настоящее исследование показало, что у пациентов с СД 2-го типа и признаками нейродегенерации сетчатки имеется дисбаланс в системе цитокинов и нейропептидов, что свидетельствует о роли нейровоспаления в гибели нейронов.

Материл и методы исследования

В настоящем исследовании приняли участие 80 пациентов с подтвержденным у эндокринолога диагнозом СД 2-го типа, из них 46 женщин и 34 мужчины в возрасте от 44 до 74 лет. Средняя длительность СД составила 7,5 года, всем пациентам в качестве терапии были назначены пероральные сахароснижающие препараты. С целью получения более достоверных результатов были разработаны критерии исключения: заболевания сетчатки, зрительного нерва и зрительного пути, глаукома, непрозрачность оптических сред глаза, острые общие и глазные инфекционные заболевания, аутоимунные заболевания, обострение хронических заболеваний, психические расстройства, беременность и период лактации. Для характеристики офтальмологического статуса всем пациентам была проведено стандартное обследование, которое включало:визометрию, тонометрию, биомикроскопию и офтальмоскопию в условиях медикаментозного мидриаза. Для диагностики нейродегенеративных изменений всем пациентам провели оптическую когерентную томографию (ОКТ) на аппарате RTVue-100 (Optovue, США). При помощи протокола GCC определили объем фокальных потерь ганглиозных клеток сетчатки (FLV), и на основании его результатов пациенты были разделены на 2 группы. В первую группу вошли 22 пациента без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (объем FLV был в пределах значений нормативной базы прибора), во вторую вошли 58 пациентов с наличием ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки (объем FLV превышал значения нормативной базы прибора). В группу контроля были отобраны 30 практически здоровых добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту с основной группой. У всех лиц, участвующих в исследовании, получено информированное согласие. Проведение исследования одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет».

Забор крови проводился процедурной медсестрой в утренние часы натощак путем венопункции кубитальной вены. Полученную кровь центрифугировали для получения сыворотки, которую затем замораживали и хранили в морозильной камере. Уровень IL-1Р, TNF-a, S100B, NGF, BDNF 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 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, для корреляционного анализа применяли ранговый коэффициент Спирмена. Различия считались достоверными при p<0,05.

интерлейкин кровь нейродегенерация сетчатка диабет

Выявлено достоверное (p<0,05) повышение уровня IL-ір в сыворотке крови пациентов группы 2 в сравнении с группой 1 и контролем. Данная тенденция сохранялась на протяжении всего исследования (табл. 1).

Анализ содержания TNF-a в сыворотке крови показал достоверное (p<0,05) увеличение этого параметра у лиц с сахарным диабетом 2-го типа. Однако разница между группами 1 и 2 при этом отсутствовала. Через 6 месяцев были получены схожие результаты (табл. 1).

Таблица 1

Сывороточный уровень про- и противовоспалительных цитокинов у обследуемых лиц

Примечание: * - достоверная разница с контролем (p<0,05)

*# - достоверная разница между группами 1 и 2 (p<0,05)

Зафиксирован достоверный (p<0,05) дефицит сывороточной концентрации IL-10 в группе 2 по сравнению с группой 1 и контролем как при первичном осмотре, так и через 6 месяцев (табл. 1).

В группе пациентов с ОКТ-признаками нейродегенерации сетчатки выявлен достоверно (p<0,05) высокий уровень белка S100B в сравнении с группой 1 и группой контроля на протяжении всего наблюдения (табл. 2).

Таблица 2

Сывороточный уровень нейропептидов у обследуемых лиц

Примечание: * - достоверная разница с контрольной группой (p<0,05) # - достоверная разница между группами 1 и 2 (p<0,05)

Определено значимое (p<0,05) повышение уровня NGF в сыворотке крови пациентов группы 2 в сравнении с группой 1 и контрольной группой. Динамика сохранялась и через 6 месяцев (табл. 2).

Уровень BDNF был достоверно (p<0,05) понижен в группе с морфологическими признаками нейродегенерации сетчатки в сравнении с группой, где данные изменения отсутствовали, и группой контроля. Через 6 месяцев были получены схожие данные (табл. 2).

Корреляционный анализ показал следующие взаимосвязи между лабораторными и инструментальными показателями. Получена положительная корреляция между уровнем IL-10 в сыворотке крови и объемом фокальных потерь ГКС (r = 0,574, p = 0,003). Отрицательно коррелируют между собой уровень IL-10 в сыворотке и объем фокальных потерь ГКС (r = - 0,321 p = 0,02). FLV также положительно коррелировал с уровнем S100B (r = 0,442 p = 0,003), с уровнем NGF (r = 0,396 p = 0,01).

Анализ взаимосвязи между показателями системы цитокинов и нейропептидами показал следующие закономерности (табл. 3). Получена прямая связь между IL-10 и белком S100B (r = 0,543, p = 0,001). Положительно коррелируют IL-1P и NGF (r = 0,379, p = 0,03). Отрицательно коррелируют про- и противовоспалительные цитокины IL-1Р и IL-10 (r = --0,357, p = 0,02). Выявлена положительная взаимосвязь между NGF и S100B (r = 0,371, p = 0,01).

Таблица 3

Корреляции между лабораторными показателями в группе 2

Примечание: жирным шрифтом выделены значимые корреляции

Зарегистрирован дисбаланс между про- и противовоспалительными цитокинами у пациентов с нейродегенерацией сетчатки на фоне сахарного диабета 2-го типа. Высокий уровень TNF-a, IL-1P и дефицит IL-10 у больных СД 2-го типа были выявлены во многих исследованиях, что может свидетельствовать о системной активации вялотекущего воспаления [10]. Возможно, такой провоспалительный фон стимулирует переход микроглии в М1 фенотип и запускает нейровоспаление, однако нельзя исключать стимулирующую роль рецепторов к конечным продуктам гликозилирования (RAGE), которые в большом количестве образуются при хронической гипергликемии [5]. 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. Наличие отрицательной корреляции между IL-1P и IL-10 показывает недостаток компенсаторной противоспалительной реакции.

Повышение уровня белка S100B у пациентов группы 2 может быть как маркером повреждения нервной ткани, так и медиатором, непосредственно участвующим в гибели нейронов. Это предположение связано с тем, что высокие концентрации S100B были обнаружены при многих нейродегенеративных заболеваниях и были связаны со степенью выраженности клинических проявлений [7]. Высокая концентрация NGF, возможно, является реакцией компенсации с целью повысить адаптацию нейронов в ответ на измененный гомеостаз. Однако положительная роль такой компенсации дискутабельна, так как большое количество NGF может стимулировать р75NTR-рецептор и вызывать апоптоз нейронов [9]. Дефицит BDNF в группе с ОКТ-признаками нейродегенерации сетчатки может снижать выживаемость нейронов, так как эффекты данного нейротрофина дозозависимы и низкие концентрации не могут в достаточной мере стимулировать Trk рецепторы [8]. Наличие положительной корреляции между провоспалительными цитокинами и нейробелками показывает сопряженность нейроиммунного взаимодействия и подтверждает роль нейровоспаления в процессах нейродегенерации сетчатки.

Заключение

Настоящее исследование показало, что у пациентов с СД 2-го типа и признаками нейродегенерации сетчатки имеется перманентный дисбаланс сывороточного уровня цитокинов и нейробелков. Выявленная взаимосвязь между исследуемыми параметрами, а также их корреляция с морфологическими признаками нейродегенерации сетчатки показывают связь между нейровоспалением и гибелью нейронов. Требуется дальнейшее изучение данного процесса с целью выявления иммунологических маркеров ранней диагностики и возможных точек приложения нейротрофической терапии.

Список литературы

1. Демидова Т.Ю., Кожевников А.А. Диабетическая ретинопатия: история, современные подходы к ведению, перспективные взгляды на профилактику и лечение // Сахарный диабет. 2020. Т. 23. №1. С. 95-105.

2. Ручкин М.П., Кувшинова Е.Р., Федяшев Г.А., Маркелова Е.В. Нейродегенерация сетчатки у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Тихоокеанский медицинский журнал. 2020. №3. С. 62-64.

3. Ручкин М.П., Еремеева Л.В., Маркелова Е.В., Федяшев Г.А. Роль дисбаланса системы матриксных металлопротеиназ в индукции нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии // Современные проблемы науки и образования. 2022. №1. [Электронный ресурс].

4. Soni D., Sagar P., Takkar B. Diabetic retinal neurodegeneration as form of diabetic retinopathy. International Ophthalmology. 2021. vol. 41. no. 9. P. 3223-3248.

5. Li X., Yu Z.W., Li H.Y., Yuan Y., Gao X.Y., Kuang H.Y. Retinal microglia polarization in diabetic retinopathy. Visual Neuroscience. 2021. vol. 38. E006. [Электронный ресурс].

6. Nichols M., St-Pierre A., Wendeln A. Inflammatory mechanisms in neurodegeneration. Journal of neurochemistry. 2019. vol. 149. no. 5. P. 562-581.

7. Michetti F., D'Ambrosi N., Toesca A. The S100B story: from biomarker to active factor in neural injury. Journal of neurochemistry. 2019. vol. 148. no. 2. P. 168-187.

8. Afarid M., Namvar E., Sanie-Jahromi F. Diabetic retinopathy and BDNF: a review on its molecular basis and clinical applications. Journal of ophthalmology. 2020. vol. 2020. P. 1602739.

9. Mysona B.A., Matragoon S., Stephens M., Mohamed I.N., Farooq A., Bartasis M.L., Fauda A.Y., Shahab A.Y., Espinosa-Heidmann D.G., El-Remessy M.L. Imbalance of the nerve growth factor and its precursor as a potential biomarker for diabetic retinopathy. BioMed research international. 2015. vol. 2015. P. 1-12.

10. Pfeiler S., Winkels H., Kelm M. IL-1 family cytokines in cardiovascular disease. Cytokine. 2019. vol. 122. P. 154215.

Размещено на allbest.ru