The role of systemic inflammation in the pathogenesis of insulin resistance and metabolic syndrome in patients with chronic hepatitis C

Full Text

АД - артериальное давление АГ - артериальная гипертензия АЛТ - аланинаминотрансфераза АСТ - аспартатаминотрансфераза АО - абдоминальное ожирение ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения ДИ - доверительный интервал ИЛ-6 - интерлейкин-6 ИМТ - индекс массы тела ИР - инсулинорезистентность ЛПВП - липопротеины высокой плотности ЛПНП - липопротеины низкой плотности ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности МС - метаболический синдром ОБ - окружность бедер ОР - относительный риск ОТ - окружность талии СД - сахарный диабет СД2 - сахарный диабет 2-го типа СРБ - С-реактивный белок ТГ - триглицериды ХГС - хронический гепатит С ФНО-α - фактор некроза опухоли-α HCV - Hepatitis C Virus (вирус гепатита С) НОМА-индекс - Homeostasis Model of Assessment - Insulin Resistance (HOMA-IR) HCV (вирус гепатита С) инфекция индуцирует воспалительную реакцию в гепатоцитах путем комплексных и до конца не понятных молекулярных путей, включающих прямое вирусное воздействие и косвенные механизмы с участием цитокинового пути, оксидативного стресса и индукции стеатоза печени. По совокупности выделения белков острой фазы, контролирующих локальные и системные воспалительные реакции, печень играет центральную роль в регуляции воспаления [1, 2]. Хроническое воспаление или чрезмерный воспалительный ответ могут неблагоприятно воздействовать на органы-мишени. Растет совокупность доказательств, что воспалительная реакция при хроническом гепатите С (ХГС) патогенетически связана с развитием повреждения как печени (фиброз, цирроз и гепатоцеллюлярная карцинома), так и внепеченочных проявлений (лимфопролиферативные заболевания, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания) [3]. Воспаление рассматривают как важнейший физиологический путь в регуляции гомеостаза на ряд экзогенных стимулов; однако хроническое воспаление или системная воспалительная реакция могут привести к повреждающим эффектам. Системное воспаление индуцируется комплексом цитокинов, выделяемых макрофагами, а также адипоцитокинами, секретируемыми жировой тканью [4]. Ожирение и стеатоз печени часто наблюдаются среди пациентов с ХГС, что является существенным фактором риска как для неспецифического воспаления, так и для прогрессирования фиброза печени. На фоне ожирения и стеатоза повышается секреция типичных маркеров воспаления, таких как интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α) [5]. В ответ на стимул от ИЛ-6 синтезируется С-реактивный белок (СРБ), продуцируемый главным образом в печени, и ферритин. ФНО-α и ИЛ-6 являются важными индукторами транскрипции гена ферритина, приводящие к гиперферритинемии даже без перегрузки железом у лиц с ожирением [6, 7]. Исследователи полагают, что гиперферритинемия, обусловленная избытком жировой ткани при метаболическом синдроме (МС), может быть связана со слабовыраженным воспалением. Концентрация циркулирующего СРБ считается маркером риска сердечно-сосудистых заболеваний, а также инсулинорезистентности (ИР) [8, 9]. Роли СРБ у пациентов с хроническим вирусным гепатитом С посвящено относительно немного исследований [10-12]. Chung-Feng Huang и соавт. (2010) на примере 95 пациентов с ХГС выявили увеличение уровня СРБ по сравнению с контрольной группой (р<0,001) [13]. Более высокие показатели СРБ ассоциировались с нарушением липидного обмена. В настоящее время продолжается дискуссия о том, является ли СРБ маркером или потенциальным патофизиологическим медиатором сердечно-сосудистых заболеваний и ИР. Знание комплекса механизмов, лежащих в основе воспаления, связанного с HCV-инфекцией и прогрессированием заболевания, индивидуализация соответствующих маркеров воспаления могут иметь большое значение для прогнозирования исходов ХГС и, возможно, развития новых терапевтических подходов, ориентированных на различные этапы воспалительного ответа. Цель исследования - определить роль неспецифического воспаления в формировании ИР и МС у больных ХГС. Материалы и методы В исследование включено 205 больных ХГС (128 мужчин, 77 женщин) в возрасте от 18 до 69 лет. Наблюдение проводилось в течение 2014-2016 гг. в условиях кабинета амбулаторного приема на базе Ставропольского краевого клинического консультативно-диагностического центра. Пациентов рандомизировали в зависимости от наличия ИР: группа 1 - пациенты с НОМА-ИР [Homeostasis Model of Assessment - Insulin Resistance (HOMA-IR)] ≥2,77 (n=110), что соответствовало ИР; группа 2 - пациенты с НОМА-ИР <2,77 (n=95). Все участники подписали информированное добровольное согласие на участие в исследовании. Обследование проводили в соответствии с национальными и международными рекомендациями по диагностике и лечению больных хроническими вирусными гепатитами. Помимо биохимических показателей исследовали уровень железа, СРБ и ферритина сыворотки крови. Нормальные показатели ферритина у мужчин составляли 20-350 мкг/л, у женщин - 10-120 мкг/л. Содержание гормонов жировой ткани (лептина, адипонектина, резистина и ФНО-α) определяли с использованием тест-систем фирмы «Bachem Group» (США) и «Immundiagnostik AG» (Германия) на микропланшетном ридере «Elx800» фирмы «ФинБио» (Финляндия). Диагностику и оценку степени фиброза осуществляли методами пункционной биопсии, эластометрии печени и выполнением расчетного теста ФиброТест (ВioPredective, Франция). Индекс массы тела (ИМТ) вычисляли методом Кетле (кг/м2) по рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 1997 г.). Наличие ИР оценивали по вычислению НОМА-индекса [Homeostasis Model of Assessment - Insulin Resistance (HOMA-IR)] (Matthews D., 1985) [глюкоза крови натощак (ммоль/л) × инсулин натощак (мкЕД/мл)/22,5]. Величина НОМА-ИР ≥2,77 подтверждала наличие ИР. МC определяли по критериям Международной федерации диабета (IDF, 2005). Диагноз МС устанавливали при наличии абдоминального ожирения (АО) и дополнительно двух критериев: снижение холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) ниже 1,0 ммоль/л у мужчин и 1,2 ммоль/л у женщин; гипертриглицеридемия (ТГ) >1,7 ммоль/л; повышение глюкозы плазмы крови натощак >5,6 ммоль/л, или наличие сахарного диабета 2-го типа (СД2); нарушение толерантности к глюкозе; повышение систолического артериального давления (АД) >130 мм рт. ст. или диастолического более 85 мм рт. ст. Согласно критериям Международной федерации диабета (IDF, 2005), АО определяли при окружности талии (ОТ) у мужчин > 94 см и > 80 см у женщин. Критерии исключения: регулярное употребление алкоголя (более 30 г/день для мужчин и 20 г/день для женщин), лекарственные и аутоиммунные гепатиты, коинфекция с другими вирусами (HВV, HDV, HАV, HIV), беременность, заболевания крови, гемохроматоз, обострение хронических заболеваний. Обработку полученных результатов проводили с использованием программы STATISTICA 7. Для каждой серии результатов определяли среднее арифметическое (М) и стандартное отклонение (SD). Для оценки достоверности различий качественных показателей использовали таблицы сопряженности с расчетом показателей χ2, с поправкой Йейтса, относительный риск (ОР) и соответствующие им 95% доверительные интервалы (95% ДИ). Диагностическую ценность признаков определяли их чувствительностью (Se), специфичностью (Sp), положительной (PPV) и отрицательной предсказательной ценностью (NPV), точностью (Ac). Эти показатели выражали в процентах. Достоверность различий в группах принята при уровне статистической значимости p<0,05. Результаты Из 205 больных ХГС мужчины составляли 62,4% (128/205). Пациенты были трудоспособного возраста 44,2±10,3 года, с возрастом инфицирования в 32,0±10,4 года. ИР по данным НОМА-индекса выявлена у 53,7% (110/205) пациентов, стеатоз печени - у 61 (29,8%) человека с ХГС, МС - у 46 (22,4%) человек, артериальная гипертензия (АГ) - у 98 (47,8%) больных. Повышение уровня СРБ ≥3 мг/л зафиксировано у 63,4% (130/205), показатели ферритина и сывороточного железа превышали норму соответственно у 30,4% (62/205) и 22,9% (47/205) человек. У 42,4% больных ХГС (87/205) выявлен продвинутый фиброз печени ≥ 3 баллов по шкале METAVIR, из них цирроз печени у 66,7% (58/87). ИР не зависела от гендерных показателей, генотипа вируса и величины вирусной нагрузки. Как видно из табл. 1, пациенты с ИР достоверно старше, с большей продолжительностью заболевания. Наличие ИР у больных ХГС зависело не только от антропометрических показателей и АО, но и от более выраженной воспалительной реакции, проявляющейся в высоких значениях СРБ, сывороточного железа и ферритина, а соответственно и более высоких показателях индекса гистологической активности и фиброза печени. Анализ лабораторных показателей у больных ХГС в зависимости от уровня НОМА-индекса выявил, что чем старше больные ХГС (в том числе в момент инфицирования), тем выше показатели НОМА-ИР (табл. 2). С увеличением показателей НОМА-ИР возрастали значения атерогенных субфракций холестерина [ТГ, липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП)] на фоне снижения ЛПВП, что соответствует дислипидемии IV типа по классификации D. Fredrikson (1970) и параметрам МС. Этот тип дислипидемии является достаточно атерогенным, что нашло отражение в максимальных значениях коэффициента атерогенности у пациентов с НОМА-ИР ≥2. При повышении НОМА-ИР ≥2 показатели ОТ и отношение ОТ/окружность бедер (ОБ) соответствовали параметрам АО, которое является ключевым моментом формирования ИР. Пропорционально увеличению НОМА-индекса увеличивались показатели неспецифических маркеров воспаления - СРБ, сывороточного железа и ферритина. На фоне увеличения значений НОМА-ИР увеличивались показатели гистологической активности по индексу Knodell и индекс фиброза по шкале METAVIR с максимальными значениями в группе больных с НОМА-ИР ≥4. При анализе многопольных таблиц сопряженности с величиной НОМА-ИР отмечена достоверная зависимость ожирения, СД, неспецифических маркеров воспаления: СРБ и сывороточного железа с увеличением НОМА-ИР ≥2 (табл. 3). Проведен анализ взаимосвязи выявленных нарушений углеводного обмена с основными клиническими характеристиками заболевания. Помимо высокой корреляционной связи с показателями, определяющими величину НОМА-ИР (глюкоза и инсулин), выявлено наличие прямой корреляционной связи индекса ИР с показателями СРБ (r=0,855; р<0,0001) и уровнем ферритина (r=0,33; р=0,01). Выявлена слабая положительная корреляционная связь между НОМА-ИР и ИМТ (r=0,440; р=0,001), ОТ (r=0,467; р=0,001), стеатозом печени (r=0,354; р=0,001). Наличие прямой связи слабой силы установлено между уровнем ферритина и глюкозой крови (r=0,33), аланинаминотранферазы (АЛТ; r=0,42), аспартатаминотрансферазы (АСТ; r=0,34), ТГ и ЛПОНП соответственно (r=0,37 и r=0,37). По каждому показателю р<0,01. Выявленная активация маркеров неспецифического воспаления на фоне ИР определила необходимость проведения анализа этих показателей в зависимости от наличия МС и его компонентов (табл. 4). МС и его компоненты (АО, дислипидемия, АГ и ИР) определяли увеличение показателей СБР и ферритина. Уровень сывороточного железа был достоверно выше только на фоне АО и ИР. Анализ факторов сопряженности увеличения уровня СРБ ≥3 мг/л, сывороточного железа и ферритина с компонентами МС выявил ассоциацию СРБ со всеми компонентами МС. Повышение ферритина и сывороточного железа выше нормальных значений ассоциировалось только с АО и ИР, а ферритина еще и со снижением ЛПВП <1 ммоль/л (табл. 5). На фоне МС и его компонентов значительно увеличивались риски неспецифического воспаления по данным СБР с наибольшими показателями на фоне ИР (табл. 6). Увеличение СРБ ≥3 мг/л на фоне ИР обладало не только высокой предикторной ценностью, но и специфичностью, чувствительностью и точностью в отличие от других показателей, которые, несмотря на высокую предсказательную ценность и специфичность, имели относительно невысокую чувствительность и точность. Учитывая полученные данные о наличии метаболической связи между ИР и АО, способностью увеличенных адипоцитов продуцировать как свободные жирные кислоты, так и адипоцитокины, которые вызывают повреждение печени, индуцируя стеатоз, воспаление и фиброз, были исследованы адипокины (адипонектин, лептин, резистин, ФНО-α) у 205 больных ХГС. При анализе показателей гормонов жировой ткани в зависимости от наличия ИР выявлено достоверное увеличение значений как провоспалительных адипоцитокинов (резистина, ФНО-α, лептина), так и противовоспалительного гормона адипонектина (табл. 7). Кроме традиционных факторов, участвующих в формировании ИР (гипертриглицеридемии, гипергликемии и снижении ЛПВП), у больных ХГС выявлена ассоциация с дисбалансом гормонов жировой ткани в виде более высоких показателей провоспалительных адипокинов: лептина, резистина и ФНО-α, причем увеличение НОМА-индекса сопряжено с нарастанием дисбаланса адипоцитокинов. Следует отметить, что у половины больных ХГС даже при НОМА-ИР <2 повышена секреция провоспалительных цитокинов лептина и резистина (табл. 8). При анализе относительного риска нарушений липидного, углеводного обмена и фиброза печени на фоне дисбаланса провоспалительных адипокинов и СРБ выявлено, что дисбаланс адипокинов и СРБ увеличивал риск АГ. В формировании СД наибольший риск был при увеличении СРБ на фоне увеличения секреции ФНО-α и резистина. Наибольший риск развития МС выявлен при дисбалансе лептина, резистина и СРБ. Риск ожирения и ИР значительно увеличивался на фоне гиперсекреции резистина, ФНО-α и СРБ (табл. 9). Общепринятая ассоциация ИР с ожирением, особенно АО, определила необходимость анализа параметров липидного и углеводного обмена у больных ХГС с ИМТ <25 кг/м2 (n=73). Наличие ИР и СД2 выявлено у 36 (49,3%) человек. Больные с ИР были достоверно старше больных без ИР, с достоверно большим возрастом инфицирования и не отличались по гендерному признаку: мужчин в группе больных с НОМА-ИР >2,77 было 17/28 (60,7%), а с НОМА-ИР <2,77 - 30/45 (66,7%; р>0,05). Как и у пациентов с ожирением и избыточной массой тела, у больных с ИМТ <25 кг/м2 на фоне ИР выявляли маркеры неспецифического воспаления: сывороточное железо и СРБ в группе больных с ИР оказались достоверно выше показателей больных без ИР (табл. 10). Показатели ферритина и провоспалительных адипоцитокинов (лептин и резистин) достоверно не различались в обеих подгруппах, что отражает зависимость их от метаболических параметров. Активация системы провоспалительных цитокинов выявлена по увеличению продукции ФНО-α, что в совокупности с неспецифическими маркерами воспаления приводило к увеличению некровоспалительной активности печени. ИР у больных ХГС с ИМТ <25 кг/м2 сопряжена с высокой вирусной нагрузкой, АГ, повышением СРБ ≥3 мг/л и ФНО-α (табл. 11). В диагностике ИР у больных с нормальным ИМТ повышение уровня СРБ ≥3 мг/л обладало высокой точностью, специфичностью и предикторной ценностью. Гиперсекреция ФНО-α и увеличение сывороточного железа > N уступали СРБ в положительной предсказательной ценности, но также были высокочувствительны и специфичны для диагностики ИР. Обсуждение В данном исследовании подтверждено положение S. Müller и соавт. о взаимосвязи уровня СРБ с ожирением и ИР, но в отличие от результатов Chung-Feng Huang и соавт., повышение уровня СРБ связано преимущественно с нарушением углеводного обмена [9, 13]. Увеличение показателей НОМА-ИР приводило к нарастанию как отдельных компонентов МС (АГ, АО, гипертриглицеридемии, снижения ЛПВП и стеатоза печени), так и наличия развернутой картины МС (более трех компонентов). Кроме того, с нарастанием показателей НОМА-ИР увеличивались уровни неспецифических маркеров воспаления: СРБ, сывороточного железа и ферритина, что подтверждало данные о причинно-следственной связи тяжести ИР с повышенными уровнями сывороточного ферритина [14, 15]. Инсулин, являясь анаболическим гормоном, стимулирует синтез ферритина и облегчает поглощение железа клеткой через транслокацию рецепторов тканевого ферритина. Увеличение некровоспалительной активности и индекса фиброза пропорционально увеличению НОМА-ИР, выявленное в данном исследовании, отражало усугубление поражения гепатоцитов, что приводило к стойким морфологическим изменениям в печени. При анализе факторов сопряженности с ИР увеличение ферритина выше нормы характерно для АО, ИР и снижения ЛПВП, но не имело значения при ИМТ <25 кг/м2, что подтверждало результаты предыдущих исследований, установивших связь между повышением уровня сывороточного ферритина и инсулином, уровнем глюкозы натощак, резистентностью к инсулину [16, 17], СД2 [18, 19] и МС [20-23]. Помимо ассоциации ферритина с МС и нарушением углеводного обмена, он обладает свойствами «белка острой фазы», и его уровень может повышаться при воспалении и повреждении гепатоцитов [24, 25], что также выявлено в данном исследовании по наличию корреляционных связей с АЛТ и АСТ. В подтверждении накопленных данных о взаимосвязи уровня сывороточного железа с метаболизмом инсулина получена сопряженность увеличения этого показателя выше нормы (в том числе у больных ИМТ <25 кг/м2) с ИР и АО [26]. Железо как мощный прооксидант влияет на метаболизм глюкозы, усиливает окислительный стресс, вызывает торможение интернализации инсулина и таким образом участвует в патогенезе ИР [27, 28]. Синдром перегрузки железом у пациентов с синдромом ИР при нормальном насыщении трансферрина описан R. Moirand еще в 1997 г. [29]. Характерно, что на всех этапах развития ИР присутствовала воспалительная реакция, определяемая по уровню СРБ и активации провоспалительных адипокинов. Вялотекущее воспаление, которое обнаруживается по повышению уровней СРБ, связано с начальными стадиями развития атеросклероза и риском сердечно-сосудистых заболеваний [30]. Повышение уровня СРБ ≥3 мг/л являлось наиболее значимым маркером в диагностике МС и его компонентов и обладало высокой предикторной ценностью на фоне ИР, что подтверждало результаты предыдущих исследований [31]. Формирование ИР у больных ХГС с ИМТ <25 кг/м2 происходило на фоне высокой вирусной нагрузки и сывороточного железа, гиперсекреции ФНО-α и СРБ. Заключение В данном исследовании у больных ХГС подтверждена прямая связь выраженности основных клинико-лабораторных проявлений МС с уровнем маркеров неспецифического воспаления. Этот факт позволяет признать проявления хронического субклинического воспалительного процесса в качестве компонента МС. Учитывая высокую предикторную роль показателей СРБ в прогнозировании ИР, следует использовать его как суррогатный скрининговый маркер ИР у больных ХГС и проводить активную терапию выявленных нарушений. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

L I Tkachenko

Stavropol State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: larisa308@mail.ru
Stavropol, Russia

V V Maleev

Central Research Institute of Epidemiology of the Federal Service on Customers' Rights Protection and Human Well-being Surveillance

Moscow, Russia

References

Supplementary files