Relationship between selected populations of leukocytes and cardiovascular system activity in women with essential hypertension

Full Text

Воспаление играет ведущую роль в патофизиологии сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящее время не вызывает сомнений, что отношение нейтрофилы/лимфоциты (НЕЙТР/ЛИМ) служит маркером не только воспаления, но и сердечно-сосудистых заболеваний, а также связанных с ними факторов риска [1]. Отношение НЕЙТР/ЛИМ является экономически эффективным, легко применимым и воспроизводимым воспалительным маркером, широко используемым в клинической практике [2]. Известна взаимосвязь между количеством нейтрофилов, сердечно-сосудистым риском [3] и развитием артериальной гипертензии (АГ) [4]. Более того, у пациентов с недавно диагностированной гипертонической болезнью (ГБ) увеличение индекса НЕЙТР/ЛИМ связано с нарушениями эластичных свойств аорты [5]. Известно, что показатели жесткости артерий (ЖА) являются независимыми прогностическими факторами смертности от гипертонии и поражения коронарных артерий [6]. В то же время выявлена прямая корреляционная связь между ЖА и соотношением НЕЙТР/ЛИМ [7]. Вместе с тем мы не обнаружили источников литературы, в которых бы сообщались сведения о роли взаимосвязи различных видов лейкоцитов (нейтрофилы/моноциты - НЕЙТР/МОН, нейтрофилы/эозинофилы - НЕЙТР/ЭОЗ, нейтрофилы/базофилы - НЕЙТР/БАЗ, лимфоциты/моноциты - ЛИМ/МОН, лимфоциты/эозинофилы - ЛИМ/ЭОЗ, лимфоциты/базофилы - ЛИМ/БАЗ, моноциты/эозинофилы - МОН/ЭОЗ, моноциты/базофилы - МОН/БАЗ, эозинофилы/базофилы - ЭОЗ/БАЗ) на деятельность сердечно-сосудистой системы у здоровых людей и страдающих ГБ. Этому вопросу посвящается наше исследование. Клиническая характеристика больных и методы исследования Исследования проведены с участием 102 женщин. Все проводимые мероприятия соответствовали этическим стандартам, разработанным на основе Хельсинкской декларации всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2008 г., и «Правилам клинической практики в Российской Федерации», утвержденным приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 №266. Контрольную группу составили 30 относительно здоровых женщин в возрасте 55,2±2,9 года и с индексом массы тела (ИМТ) 24,4±2,3. Больные ГБ были разделены на 2 подгруппы. В 1-ю подгруппу (ГБ-1) вошли 37 женщин, страдающих АГ II стадии и имеющих высокий дополнительный риск развития сердечно-сосудистых осложнений. Средний возраст обследуемых этой группы составил 57,8±4,3 года, а ИМТ - 28,6±4,4. Все женщины этой подгруппы получали лечение в виде монотерапии или комбинации двух антигипертензивных препаратов. Во 2-ю подгруппу (ГБ-2) вошли 35 женщин (возраст - 56,7±4,1 года, ИМТ - 28,2±4,3), также страдающих АГ II стадии с высоким дополнительным риском развития сердечно-сосудистых осложнений, регулярно проходившие на протяжении 2-3 лет по 3-4 полуторамесячных курса кинезитерапии. Основной диагноз женщинам был выставлен на основании признаков поражения органов-мишеней: гипертрофия левого желудочка - ЛЖ (по данным эхокардиографии - ЭхоКГ), локальное сужение артерий сетчатки, ультразвуковые признаки атеросклеротического поражения аорты, сонных и бедренных артерий. У здоровых женщин (контроль) артериальное давление (АД) соответствовало 124,5±8,5/75,2±6,7 мм рт. ст., у больных гипертонией, находящихся только на медикаментозной терапии (ГБ-1), - 135,7±11,5/79,4±9,3 и у пациенток с ГБ, получающих медикаментозную терапию и занимающихся физическими упражнениями (ГБ-2), - 127,5±9,2/76,9±6,8. На момент исследования у 31 женщины ГБ-1 был достигнут целевой уровень АД, у 6 - цифры АД соответствовали 1-й степени АГ, что потребовало дополнительной коррекции доз получаемых препаратов. Среди пациенток ГБ-2 коррекция АД потребовалась лишь в одном случае, у остальных женщин регистрировались его целевые значения. Исключением из исследования явились все ассоциированные с ГБ клинические состояния, врожденные и приобретенные пороки сердца, кардиомиопатии, сахарный диабет, нарушения функции щитовидной железы, злокачественные новообразования, болезни крови, хроническая обструктивная болезнь легких с тяжелой дыхательной недостаточностью, хроническая почечная и печеночная недостаточность, воспалительные заболевания, ожирение при ИМТ>40,0. Всем женщинам проведено ЭхоКГ-исследование с оценкой центральной гемодинамики на аппарате «Vivid-9» (General Electric, США) с определением комплекса параметров: конечный систолический (КСО) и диастолический (КДО) объемы ЛЖ и минутный объем сердца (МО), ударный объем (УО) ЛЖ, определяли массу миокарда (ММЛЖ) и индекс массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ), систолическое укорочение (СУ), фракцию выброса (ФВ). Кровь для исследования липидного спектра забиралась утром натощак. Содержание GDF11 определялось методом иммуноферментного анализа с применением реактивов фирмы USCN Cloud Clone Corp на аппарате «Chem Well» (США). Состояние кровотока изучалось с помощью нового вида датчика (mDLS от Elfi-Tech) и использования нового алгоритмического подхода. С этой целью была разработана методика спектрального разложения сигнала на частотные компоненты, связанные с гемодинамическими источниками различной скорости сдвига слоев [8]. Для облегчения интерпретации многочастотного анализа нами введен так называемый гемодинамический индекс - HI (Hemodynamic Index). HI определяется как интенсивность колебаний отраженного лазерного излучения в полосе частот, соответствующей объему движения крови с определенной скоростью сдвига. Низкочастотный индекс (HI1) определяется медленным межслоевым взаимодействием, высокочастотная область (HI3) характеризует быстрые процессы сдвига слоев. HI2 занимает промежуточное положение (прекапиллярный и капиллярный кровоток). Относительные индексы RHI1, RHI2, RHI3 обозначают нормированный (относительный) вклад каждой компоненты в общие динамические процессы: RHI1=HI1/(HI1+HI2+HI3); RHI2=HI2/(HI1+HI2+HI3); RHI3=HI3/(HI1+HI2+HI3). Для оценки тенденций перераспределения кровотока между быстрыми и медленными процессами введены показатели разницы (HI1-HI3) и отношения (HI1/HI3). Для каждого HI (HI1, HI2, HI3) используется дополнительная мера медленных колебаний кровотока - осцилляторный гемодинамический индекс (OHI). Определены следующие OHI: 0,005-0,05 Гц - движение крови, ассоциированное с эндотелием (NEUR), 0,05-0,15 Гц - движение крови, определяемое мышечным слоем сосудов (MAYER), 0,15-0,6 Гц - движение крови, задаваемое дыхательным циклом (RESP), и 0,6-3 Гц - пульсовые толчки (PULSE) [8]. Статистическая обработка данных выполнена с помощью языка R (http://cran.r-project.org) версии 3.4.2. Для описания количественных признаков определялись медианы (Me), 25% (P25) и 75% (P75) перцентили. Для сравнения количественных показателей использовали непараметрический критерий рангов Манна-Уитни. Для оценки связи между GDF11 и другими изучаемыми показателями применен метод корреляции Пирсона с предварительным исключением значительных выбросов. Различия считались статистически значимыми при p<0,05 и вероятными - при p<0,1. Результаты и обсуждение полученных данных Вначале мы решили оценить, как изменяется соотношение различных популяций лейкоцитов у женщин с ГБ (табл. 1). Как видно из представленных данных, при ГБ значимо или вероятно изменяются показатели взаимоотношений между отдельными популяциями лейкоцитов, в которых присутствуют эозинофилы: НЕЙТ/ЭОЗ, ЛИМ/ЭОЗ, ЭОЗ/БАЗ. Такие изменения отмечались как у больных, занимающихся кинезитерапией, так и получающих только медикаментозную антигипертензивную терапию. При этом выявляется уменьшение соотношений НЕЙТ/ЭОЗ и ЛИМ/ЭОЗ и значительно возрастает ЭОЗ/БАЗ. Кроме того, у больных ГБ-1 выявляется тенденция к увеличению соотношения ЛИМ/БАЗ. Вместе с тем среди здоровых женщин и в группах больных ГБ-1 и ГБ-2 мы не выявили значимых корреляционных взаимосвязей между соотношением отдельных популяций лейкоцитов и уровнем кровяного давления. Иное отмечается в общей группе, включающей больных и здоровых (табл. 2). Из представленных данных видно, что существуют прямые корреляционные связи между общим числом лейкоцитов и уровнем систолического, диастолического и среднего кровяного давления и вероятные - с пульсовым давлением. Полученные данные соответствуют результатам, обнаруженным S.Kocaman и соавт. [9]. Одновременно выявляется обратная слабая связь между ЛИМ/ЭОЗ и прямая - между ЭОЗ/БАЗ и величиной диастолического давления. Кроме того, обнаружены вероятная прямая связь между НЕЙТ/БАЗ и диастолическим давлением и слабые - ЛИМ/ЭОЗ со средним, ЛИМ/БАЗ с пульсовым давлением. Представленные сведения позволяют высказать предположение, что наиболее важная роль в регуляции кровяного давления принадлежит общему числу лейкоцитов, а также лимфоцитам, эозинофилам и базофилам. В связи с тем, что взаимоотношения отдельных популяций лейкоцитов в большей степени связаны с диастолическим кровяным давлением, можно уверенно говорить о том, что эта реакция обусловлена тонусом кровеносных сосудов. В следующей серии наблюдений мы решили выяснить, как изменяются основные показатели кардиодинамики (по данным ЭхоКГ) у больных ГБ, занимающихся и не занимающихся кинезитерапией (табл. 3). Наши наблюдения показали, что у больных ГБ-1 увеличены УО и КДО ЛЖ, МО, повышены ММЛЖ и ИММЛЖ. Не подлежит сомнению, что указанные сдвиги обусловлены повышенной нагрузкой на деятельность сердца и направлены на преодоление сопротивления току крови в результате сужения кровеносных сосудов. По сравнению со здоровыми испытуемыми у женщин, регулярно занимающихся кинезитерапией (ГБ-2), значимых отличий в деятельности сердца не существует. Следовательно, занятия кинезитерапией нивелируют отрицательные эффекты повышенной нагрузки на сердце. У здоровых женщин нами не обнаружено взаимосвязи между отдельными индексами, характеризующими взаимоотношения различных популяций лейкоцитов, и кардиогемодинамическими показателями. Иное отмечается у женщин, страдающих ГБ и находящихся на антигипертензивной терапии (ГБ-1); табл. 4. Полученные данные говорят о том, что на кардиогемодинамические показатели основное влияние способно оказывать соотношение следующих популяций лейкоцитов: НЕЙТ/МОН, НЕЙТ/БАЗ и ЛИМ/БАЗ. Все они средней силы, носят прямой характер и касаются как показателей гемодинамики (КДО, КСО, УО, МО), так и изменений в строении сердца (ММЛЖ, ИММЛЖ, СУ). Кроме того, вероятные прямые средней силы связи выявлены между НЕЙТ/ЛИМ и ИММЛЖ, а также ЛИМ/МОН и КДО и КСО. Наличие прямых связей свидетельствует о том, что сердцу при увеличении соотношения этих видов лейкоцитов приходится прилагать больше усилий для поддержания кровотока. При этом наиболее многообразное влияние должно оказывать соотношение НЕЙТ/МОН, далее следуют НЕЙТ/БАЗ и в меньшей степени - ЛИМ/БАЗ. У больных ГБ-2 выявленные корреляционные связи для женщин, страдающих ГБ, не проявляются. Более того, в этой группе установлена обратная взаимосвязь средней силы между общим числом лейкоцитов и ММЛЖ (r=-0,38, p=0,042) и между соотношением популяций НЕЙТ/МОН и ММЛЖ (r=-0,431, p=0,019), а также вероятные связи между ЛИМ/МОН и СУ (r=-0,327, p=0,090). Следовательно, у больных, систематически принимающих кинезитерапевтические процедуры, как и у здоровых женщин, практически отсутствуют взаимосвязи между соотношением отдельных видов лейкоцитов и кардиогемодинамикой. Следует обратить особое внимание на то, что если на кровяное давление и, в частности, на тонус сосудов основное воздействие оказывали взаимосвязи между лимфоцитами, эозинофилами и базофилами, то на деятельность сердца в основном влияли взаимосвязи между нейтрофилами или лимфоцитами с моноцитами или базофилами. Одной из задач наших исследований явилось изучение гемодинамических индексов, характеризующих состояние циркуляторного русла у больных ГБ, занимающихся и не занимающихся кинезитерапией (табл. 5). В группе пациенток ГБ-1 обнаружены меньшие величины абсолютных значений гемодинамических индексов, что свидетельствует о снижении микроциркуляторной динамики. Нормированные же величины показателей говорят о повышении быстрых скоростных процессов, ассоциированных с индексом HI3. Преобладание сосудов с высокой скоростью сдвига над «медленными» отражено в значимом уменьшении соотношения индексов HI1/HI3. Таким образом, баланс распределения скоростей в артериях и микроциркуляторном русле у женщин, страдающих ГБ, изменяется в сторону быстрых межслоевых процессов. Кроме того, в этой группе больных в области промежуточных осцилляций (HI2) выявляются отклонения крайне медленных осцилляторных индексов MAYER_HI2. Следует заметить, что осцилляторные индексы MAYER демонстрируют процессы очень медленных колебаний кровотока, регулируемые барорецепторной нейронной сетью с частотой около 1 раза в 10 с (ритм Майера). К сожалению, клиническая значимость этого процесса до сих пор мало исследована. В контроле нами не обнаружены взаимосвязи между соотношением различных популяций лейкоцитов и исследуемыми гемодинамическими и осцилляторными индексами. В то же время у больных ГБ-1 выявлены значимые и вероятные связи между НЕЙТ/МОН, НЕЙТ/ЭОЗ, НЕЙТ/БАЗ, ЛИМ/ЭОЗ, ЛИМ/БАЗ и ЭОЗ/БАЗ и гемодинамическими индексами, характеризующими межслоевые медленные, быстрые и промежуточные (между медленными и быстрыми) скорости сдвига (табл. 6). Между тем наиболее выражены взаимосвязи между ЛИМ/БАЗ и RHI3, HI1-HI3, HI1/HI3, что позволяет говорить об участии этих популяций лейкоцитов в непосредственном или опосредованном влиянии на течение гемодинамических функций, связанных с медленными и высокими скоростями сдвига у больных ГБ-1. В то же время влияние на RHI1 проявляют взаимоотношения НЕЙТ/ЭОЗ и ЛИМ/ЭОЗ, значимые и вероятные воздействия на HI1, HI2 и RHI2, RHI3, HI1-HI3 и HI1/HI3 - ЛИМ/БАЗ. Представленные данные свидетельствуют о том, что взаимосвязь ЛИМ/БАЗ является наиболее значимой по воздействию на все скорости сдвига. Наконец, на RHI3 вероятные связи присущи НЕЙТ/БАЗ и ЭОЗ/БАЗ, а на HI1/HI3 - НЕЙТ/МОН. Иные данные получены у больных ГБ-2. В этой группе обнаружены прямые корреляции средней силы между общим числом лейкоцитов и HI3 (r=0,386, p=0,047), RHI1 (r=0,609, p=0,002) и HI1/HI3 (r=-0,545, p=0,005) и обратные между HI1-HI3 (r=-0,468, p=0,016 и r=-0,335, p=0,094). В то же время взаимосвязи между соотношением отдельных популяций лейкоцитов и исследуемыми гемодинамическими индексами у больных ГБ-2 не отмечается. В литературе имеются сведения о том, что физическая нагрузка способна отчасти нивелировать отрицательное влияние лейкоцитов на состояние сердечно-сосудистой системы. В частности, у пациентов с ишемической болезнью сердца использование статинов и регулярных физических нагрузок приводит к значительному уменьшению жесткости артериальной стенки, что отчасти объясняется сокращением числа циркулирующих базофилов. Между тем аэробные физические упражнения при сердечно-сосудистых заболеваниях приводят к снижению дисбаланса Th1/Th2, что может быть обусловлено уменьшением количества базофилов в периферической крови [10]. Следует обратить особое внимание на то, что в группе больных ГБ-2 в отличие от ГБ-1 обнаружены многочисленные корреляционные связи между соотношением отдельных популяций лейкоцитов и осцилляторными индексами (табл. 7). Как видно из представленных данных, у больных ГБ-2 прямые и обратные взаимосвязи существуют между отношением популяций НЕЙТ/БАЗ, ЛИМ/МОН, ЛИМ/БАЗ, ЭОЗ/БАЗ, с одной стороны, и NEUR_HI3, MAYER_HI3, RESP_HI1, RESP_HI21, PULSE_HI3 - с другой. Обнаруженные связи в первую очередь обусловлены содержанием базофилов и в меньшей степени - лимфоцитов и моноцитов. Следует отметить, что наибольшее число осцилляторных индексов связано с соотношением НЕЙТ/БАЗ. Все представленные данные свидетельствуют о том, что общее число лейкоцитов и взаимоотношение их различных популяций при ГБ оказывают выраженное влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. Чем же могут быть объяснены эти взаимосвязи? Для этого имеется множество причин: 1. Прежде всего необходимо напомнить, что ГБ возникает на фоне атеросклероза, в основе которого лежит воспалительный процесс сосудистой стенки. Не вызывает сомнений, что лейкоциты, являясь организаторами воспаления и обеспечивая течение врожденных и приобретенных иммунных реакций, способны оказывать влияние на течение атеросклероза и ГБ. 2. Все без исключения виды лейкоцитов выделяют провоспалительные цитокины, в том числе фактор некроза опухоли a, интерлейкин (ИЛ)-1a, ИЛ-1b, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-17A, интерферон g, способствующие возникновению атеросклероза, следовательно, оказывающие влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. В частности, ИЛ-17A, синтезируемый и секретируемый лимфоцитами CD4CD17, тесно связан с угрозой сердечно-сосудистых катастроф. Его концентрация в крови возрастает под воздействием ИЛ-6 и фактора некроза опухоли a, содержание которых при атеросклерозе и сопутствующей ему ГБ возрастает. ИЛ-17A является фактором, приводящим к накоплению в атеросклеротической бляшке моноцитов (макрофагов) и лимфоцитов. Действуя на перициты, ИЛ-17A способствует повышению кровяного давления [11]. 3. В состав отдельных видов лейкоцитов, в частности нейтрофилов и эозинофилов, входят эластазы, коллагеназы, металлопротеиназы, усиленно секретируемые при атеросклерозе и разрушающие клеточный матрикс сосудистой стенки. Установлено, что связывание эластазы антителами предотвращает, а также ликвидирует развитие экспериментальной легочной гипертензии, индуцируя апоптоз гладкой мускулатуры сосудов [12]. 4. Лейкоциты могут оказывать воздействие на деятельность сердца и сосудов через лейкотриены и простагландины, синтезируя лейкотриен-4, тромбоксан А2, простациклин, фактор активации тромбоцитов, серотонин и др. [13]. 5. В составе нейтрофилов и эозинофилов находится гистаминаза, разрушающая гистамин и способствующая повышению кровяного давления. Нейтрофилы содержат катепсин G, разрушающий коллаген и стимулирующий образование ангиотензина II, суживающего сосуды. Одновременно практически все лейкоциты способны продуцировать оксид азота, усиленно выделяемый при прохождении через капилляры [14]. 6. Высвобождаемая из мононуклеаров, эозинофилов, базофилов и тучных клеток химаза способна переводить ангиотензин I в ангиотензин II, а также образовывать эндотелины, оказывающие влияние на кровяное давление [15]. В зависимости от преобладания тех или иных популяций лейкоцитов могут складываться положительные или отрицательные воздействия их сочетаний на различные кардио- и гемодинамические функции. В заключение следует отметить, что общее число лейкоцитов и взаимоотношение между их отдельными популяциями могут служить маркерами тяжести течения ГБ.

About the authors

B I Kuznik

Chita State Medical Academy; Innovative Clinic “Health Academy”

Email: *bi_kuznik@mail.ru
672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

S O Davydov

Chita State Medical Academy; Innovative Clinic “Health Academy”

672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

E S Guseva

Chita State Medical Academy; Innovative Clinic “Health Academy”

672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

A V Stepanov

Chita State Medical Academy; Innovative Clinic “Health Academy”

Email: avstep@rambler.ru
672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

Y N Smolyakov

Chita State Medical Academy

672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

N N Tsybikov

Chita State Medical Academy

672090, Russian Federation, Chita, ul. Gorkogo, d. 39a

I V Fine

Elfi-Tech Ltd

2 Prof. Bergman St., Science Park, Rehovot, 76705, Israel

E Magen

Medicine C Department, Barzilai Medical Center, Ben-Gurion University of the Negev

Email: allergologycom@gmail.com
Ashkelon, Israel

References

Supplementary files