Растворимый эндоглин — потенциальный маркер эндотелиальной дисфункции у пациентов с первичным гиперпаратиреозом: пилотное исследование

ОБОСНОВАНИЕ

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) остаются одной из ведущих причин смертности в России и в мире [1]. В этом контексте вопросы ранней профилактики как самих ССЗ, так и провоцирующих их факторов являются крайне актуальными.

Широко известно, что различные эндокринопатии (например, сахарный диабет, тиреотоксикоз, гиперкортицизм и др.) потенцируют развитие сердечно-сосудистой патологии. С ростом осведомленности о первичном гиперпаратиреозе (ПГПТ) и потенциальных эффектах паратиреоидного гормона (ПТГ) на различные клетки-мишени [2–5] накапливаются сведения об ассоциациях ПГПТ и ССЗ, а также нарушениях углеводного, липидного и пуринового обмена.

Так, для пациентов с ПГПТ по сравнению с общей популяцией характерна большая частота инсулинорезистентности [6] и сахарного диабета [7][8]. Также в активной стадии ПГПТ у пациентов отмечаются более высокие сывороточные концентрации общего холестерина, триглицеридов и липопротеинов низкой плотности [9–11]. Помимо дислипидемий, у пациентов с гормонально-активными опухолями околощитовидных желез (ОЩЖ) чаще наблюдается артериальная гипертензия [12][13]. Частота гиперурикемии среди пациентов с ПГПТ также выше, чем у лиц без патологии минерального обмена [14][15].

В связи с этим интерес вызывает изучение влияния ПГПТ на развитие эндотелиальной дисфункции (ЭД) — состояния, предшествующего клиническим проявлениям артериальной гипертензии и атеросклероза. Под ЭД понимают нарушение процессов вазодилатации и вазоконстрикции, повышение продукции активных форм кислорода (ROS) и провоспалительных факторов, а также снижение биодоступности монооксида азота [16].

Известно, что ПТГ способен влиять на функцию эндотелиоцитов. Так, посредством инозитолтрифосфата он значимо повышает внутриклеточную концентрацию кальция и его поглощение митохондриями, вследствие чего продукция ROS увеличивается. Это, в свою очередь, приводит к изменению передачи сигналов от рецепторов брадикинина и сосудистого эндотелиального фактора роста, нарушению васкулогенеза и потокзависимого расширения сосуда (т.е. к ЭД) [17]. Схематично данный процесс представлен на рис. 1.

Влияние ПТГ на окислительные процессы в организме подтверждается результатами клинических исследований: у пациентов с ПГПТ после паратиреоидэктомии отмечается снижение общего окислительного статуса, концентраций малондиальдегида и супероксиддисмутазы (маркеров активности перекисного окисления липидов) [18].

Выявление ранних признаков ЭД у пациентов с ПГПТ важно для оценки риска развития ССЗ и, в перспективе, определения тактики лечения. Признаки ЭД могут быть выявлены как в ходе инструментальных исследований (например, фотоплетизмографии), так и при анализе ряда сывороточных маркеров. Работы о динамике лабораторных маркеров ЭД при ПГПТ в литературе лимитированы.

В контексте ПГПТ ранее исследовались такие параметры, характеризующие ЭД, как высокочувствительный С-реактивный белок, интерлейкин-6, молекула сосудистой адгезии-1, Е-селектин [19]. В то же время интерес представляют поиск и исследование новых маркеров ЭД, в частности эндоглина.

Эндоглин — гомодимерный трансмембранный гликопротеин, известный также как рецептор трансформирующего фактора роста бета (TGFβ) типа III, или CD105. Описаны две изоформы эндоглина: длинная (L-эндоглин) и короткая (S-эндоглин), отличающиеся друг от друга длиной цитоплазматической части и степенью фосфорилирования [20]. Как L-эндоглин, так и S-эндоглин обладают способностью модулировать различные сигнальные пути TGFβ, регулируя баланс между про- иантиангиогенными реакциями TGFβ. В эндотелиальных клетках преобладает экспрессия L-эндоглина [21].

В ответ на гипоксию, воспаление, окислительный стресс и воздействие проатерогенных медиаторов изменяются уровень экспрессии эндоглина на клетках эндотелия и скорость отщепления от внеклеточного домена полноразмерного мембранного эндоглина его растворимой формы (SENG). Данный процесс протекает под воздействием мембранной матриксной металлопротеиназы-14. Эндоглин (растворимая и мембранная форма) активно изучался при различных патологических состояниях: геморрагической телеангиэктазии, преэклампсии, онкологических процессах. Отдельным направлением исследований является изучение SENG как маркера сердечно-сосудистых заболеваний и прежде всего атеросклероза [22].

Так, сывороточные концентрации SENG напрямую коррелируют с толщиной комплекса интима-медиа (КИМ) каротидных артерий [23]. На сывороточную концентрацию SENG влияет интенсивность процессов воспаления и окисления в организме. Концентрация SENG повышается в ответ на окислительный стресс, введение провоспалительных цитокинов в культуру эндотелиальных клеток пупочной вены человека [24]. Была продемонстрирована прямая взаимосвязь между концентрациями SENG и показателями артериального давления. Кроме того, у пациентов с сахарным диабетом 2 типа концентрация SENG коррелирует с показателями гликемии и гликированного гемоглобина [25]. Отщепление экстраклеточной части эндоглина и повышение его плазменной концентрации ассоциированы с неблагоприятными исходами ишемической болезни сердца [24][26]. С другой стороны, результаты других исследований показали, что нарушение эндотелиальной функции наблюдается при снижении концентрации эндоглина и, более того, может выступать в качестве раннего маркера сердечно-сосудистой патологии [27][28].

Влияет ли ПТГ напрямую на концентрации SENG, остается неизвестным. Однако существуют данные о взаимодействии ПТГ и TGFβ, рецептором которого является эндоглин. Так, ПТГ активирует интернализацию рецептора TGFβ II типа и рецептора ПТГ I типа, что in vivo ослабляет передачу сигналов TGFβ и ПТГ [29][30]. При этом добавление TGFβ в культуру паратироцитов подавляет их пролиферацию и секрецию ими ПТГ [31]. Кроме того, ПТГ приводит к снижению продукции монооксида азота [17]. В регуляцию синтеза монооксида азота вовлечен и эндоглин [20], что является дополнительной точкой пересечения эффектов этих регуляторных молекул.

Тем не менее эти патогенетические каскады, а также роль SENG в диагностике и прогнозировании патологии ССЗ при ПГПТ требуют дальнейшего детального изучения. Таким образом, основной проблемой, на решение которой было направлено настоящее исследование, является изучение эндоглина как потенциального маркера ЭД у пациентов с ПГПТ.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель исследования — оценка сывороточной концентрации растворимого эндоглина и фотоплетизмографических показателей как потенциальных маркеров ЭД в сочетании с параметрами пуринового, липидного и углеводного обмена у пациентов сПГПТ.

Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:

1. оценка состояния минерального, липидного, углеводного и пуринового обмена у пациентов молодого и среднего возраста с ПГПТ без подтвержденных сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний;
2. оценка состояния сосудистого русла у пациентов молодого и среднего возраста с ПГПТ без подтвержденных сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний;
3. сравнение пациентов с ПГПТ без подтвержденных сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний с сопоставимой группой условно здоровых добровольцев по исследованным параметрам.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Исследование проведено в ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России.

Время исследования. Исследование проведено в период с января 2018 по апрель 2022 г.

Изучаемые популяции

Исследовались две группы: пациенты в активной фазе ПГПТ и здоровые добровольцы.

Критерии включения:

• возраст от 18 до 65 лет;
• для группы исследования — верифицированный ПГПТ (в соответствии с действующими клиническими рекомендациями [32]);
• наличие добровольного информированного согласия на участие в исследовании.

Критерии невключения:

Критерием исключения был отказ от продолжения обследования.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции (или нескольких выборок из нескольких изучаемых популяций)

Применялся сплошной метод формирования выборок.

Дизайн исследования

Проведено одноцентровое интервенционное одномоментное исследование.

Методы

• кальций общий, ионизированный, альбумин, щелочная фосфатаза, фосфор, креатинин, липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), триглицериды, общий холестерин, глюкоза, мочевая кислота исследовались на автоматическом анализаторе ARCHITECH с8000 (Abbott, CША). Альбумин-скорректированный кальций (Са скорр.) рассчитывался по следующей формуле: Са скорр. (ммоль/л) = измеренный уровень кальция сыворотки (ммоль/л) + 0,02 × (40 – измеренный уровень альбумина (г/л)). СКФ оценивалась по формуле CKD-EPI 2009;
• ПТГ сыворотки крови определялся с помощью электрохемилюминесцентного анализатора Cobas 6000 (Roche, Германия);
• концентрация 25(ОН)D оценивалась на анализаторе Liaison XL (DiaSorin, Италия);
• значения суточной кальциурии определялись с помощью автоматического биохимического анализатора ARCHITECH с8000 (Abbott, CША);
• эндоглин определялся методом иммуноферментного анализа при помощи набора SEA980Hu ELISA Kit for Endoglin (Cloud-Clone Corp., Китай).

Основанием для постановки диагноза ПГПТ было соблюдение требований действующих клинических рекомендаций [32].

Скрининг осложнений ПГПТ проводился [32] следующими методами: рентгеновская денситометрия поясничного отдела позвоночника, бедренной и лучевой костей (Lunar iDXA, GE Healthcare, Япония или Hologic Discovery, США); рентгенография грудного и поясничного отделов позвоночника (рентгенодиагностическая система Optima RF420, GE Healthcare, Япония), ультразвуковое исследование (УЗИ) почек (аппарат Aplio 500, Toshiba, Япония)/мультиспиральная компьютерная томография почек (компьютерный томограф GE Optima CT660, США); эзофагогастродуоденоскопия (видеодуоденоскоп Olympus GIF-XP 150N, Olympus Corporation, Япония).

Эхокардиография проводилась на аппарате УЗИ VIVID E95 (GE Healthcare, Япония), УЗИ брахиоцефальных артерий (БЦА) и артерий нижних конечностей — на аппарате УЗИ Aplio 500 (Toshiba, Япония).

Фотоплетизмография проводилась при помощи двухканального фотоплетизмографа «АнгиоСкан-01» (AngioScan, Россия) на дистальной фаланге указательного пальца, окклюзионные и фармакологические пробы не применялись. Оценивались следующие параметры:

• индекс жесткости крупных артерий SI (м/с) — показывает среднюю скорость распространения пульсовых волн по крупным резистивным сосудам;
• индекс отражения RI (%) — определяется как отношение максимальной амплитуды отраженной волны к максимальной амплитуде прямой волны, позволяет оценить тонус мелких мышечных артерий;
• периферический индекс аугментации AIp% (%) — рассчитывается как разница между вторым и первым систолическими пиками давления пульсовой волны в процентах от пульсового давления. AIp% позволяет оценить вклад давления отраженной волны в пульсовое артериальное давление и, соответственно, жесткость сосудистой стенки;
• периферический индекс аугментации при частоте пульса 75 в минуту AIp75% (%) — то же, что и AIp%, но приведенное к частоте пульса 75 в минуту для нивелировки отличий, обусловленных разницей в частоте сердечных сокращений;
• продолжительность систолы в процентах от длительности сердечного цикла %ED (%) — определяет соотношение длительности систолы и диастолы в сердечном цикле, что косвенно свидетельствует о времени, в течение которого кровоснабжается миокард;
• sPa – центральное систолическое давление.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился в пакете программ Statistica 13 (StatSoft, США).

Описательная статистика количественных показателей представлена медианами, 1-м и 3-м квартилями (Me [ Q1; Q3]). Описательная статистика качественных показателей приводится в виде абсолютных и относительных частот.

Сравнение независимых групп для количественных данных выполнялось с помощью критерия Манна–Уитни (U-тест).

Частоты бинарных признаков сравнивались при помощи критерия Хи-квадрат (χ2). Критический уровень статистической значимости при проверке статистических гипотез был принят равным 0,05, при множественных сравнениях применялась поправка Бенджамини–Хохберга (р₀). Рассчитанные уровни значимости приведены в таблицах с результатами: приводятся значения р, полученные в ходе статистической обработки полученных данных, и значения скорректированных уровней статистической значимости (р₀), с которыми сопоставляли полученные значения р.

Этическая экспертиза

Проведение исследования одобрено локальным Этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России (протокол № 1 от 31 января 2018 г.).

РЕЗУЛЬТАТЫ

В соответствии с дизайном исследования были включены 50 пациентов с ПГПТ и 21 условно здоровый доброволец. Группы были сопоставимы по полу и возрасту (табл. 1).

Среди пациентов с ПГПТ длительность заболевания составляла 2 [ 1; 4] года, при этом первые проявления заболевания отмечались в возрасте 45 [ 36; 52] лет. Из осложнений ПГПТ 4 пациента (8%) имели в анамнезе низкоэнергетические переломы, среди них у 1 человека (2%) отмечались компрессионные переломы тел позвонков; снижение минеральной плотности костной ткани до уровня остеопороза по данным рентгеновской денситометрии определялось у 15 больных (30%); нефрокальциноз/нефролитиаз — у 21 (42%); эрозивно-язвенное поражение желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) — у 9 человек (18%). Медиана сывороточной концентрации остеокальцина составила 41,9 [ 26,2; 57,9] нг/мл (референсный интервал (РИ) 14–42), β-кросс-лапса — 0,63 [ 0,51; 1,00] нг/мл (РИ 0,1–0,85), кальциурии — 8,1 [ 6,1; 10,1] ммоль/сут (РИ 2,5–8). Всем пациентам проведено хирургическое лечение ПГПТ, по данным послеоперационного гистологического исследования у 46 человек (92%) была диагностирована аденома, у 2 (4%) — атипическая аденома и у 2 (4%) — карцинома ОЩЖ.

Результаты проведенных исследований и сравнение групп приведены в таблицах 1–4. Пациенты и группа сравнения ожидаемо отличались по показателям минерального обмена, характерным для ПГПТ (табл. 1). По показателям жирового, пуринового и углеводного обмена отличий не обнаружено (табл. 2).

Нами были выявлены различия по ряду эхокардиографических показателей: у пациентов с ПГПТ был меньше объем левого предсердия и реже встречалось уплотнение створок клапанов (табл. 3).

В ходе плетизмографии пациенты с ПГПТ характеризовались большей скоростью пульсовой волны и большей продолжительностью систолы. Сывороточные концентрации эндоглина у пациентов с ПГПТ были ниже, чем в контрольной группе (табл. 4).

Отрицательные корреляции обнаружены для альбумин-скорректированного кальция и ЛПВП, %ED и эндоглина. Такие же закономерности выявлены и для ПТГ. Сведения об уровнях значимости и значениях коэффициентов корреляции представлены в таблице 5; приводятся только значения, достигшие статистической значимости. Графически корреляции между уровнями альбумин-скорректированного кальция, ПТГ с эндоглином и значениями ALP75% представлены на рисунке 2.

Нежелательных явлений (кровотечений и экхимозов в местах венепункций, контактных аллергических реакций) в ходе проведения исследований не отмечено.

ОБСУЖДЕНИЕ

Репрезентативность выборок

Исследованные выборки являются смещенными. Набор пациентов с ПГПТ проводился в условиях ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, куда направляются преимущественно пациенты с нетипичным/тяжелым течением заболевания. Это обуславливает, в частности, достаточно большое количество больных с карциномами и атипическими аденомами ОЩЖ в представленной выборке (8%).

Сопоставление с другими публикациями

Большая распространенность ССЗ у пациентов с ПГПТ была неоднократно продемонстрирована, в том числе на российской популяции [5][15].

ПТГ способен напрямую способствовать прогрессированию атеросклероза из-за активации кальцификации и ремоделирования сосудов. Косвенный проатерогенный эффект ПТГ оказывает за счет стимуляции воспалительных каскадов [34]. Вкардиомиоцитах ПТГ активирует протеинкиназу С, что приводит к гипертрофии миокарда [35], в т.ч. определяемой при эхокардиографии.

В связи с этим особенно важно определить, являются ли ССЗ «неклассическими» осложнениями ПГПТ, существуют ли их ранние предикторы и влияет ли на их прогрессию тактика ведения пациентов.

Одним из перспективных направлений является изучение ЭД при ПГПТ. Так, имеющиеся на сегодняшний день результаты исследований позволяют говорить о большей сосудистой жесткости [36][37], снижении поток-опосредованной дилатации [38][39] и активации окислительных процессов при ПГПТ [18]. Это согласуется с полученными нами фотоплетизмографическими данными о повышении Alp% и Alp75%, а также о снижении %ED у пациентов с ПГПТ по сравнению с условно здоровыми лицами. Отсутствие более выраженных различий (например, по индексам резистивности крупных и мелких артерий) может быть обусловлено дизайном работы (включались только пациенты без отягощенного сердечно-сосудистого анамнеза).

Большая частота уплотнения клапанов сердца в группе сравнения может приводить к увеличению объема левого предсердия за счет нарушения внутрисердечной гемодинамики (однако размеры камер сердца оставались в пределах нормы). Наши результаты не совпадают с ранее опубликованными сведениями о большей кальцификации структур сердца при ПГПТ [40–42]. Это может являться результатом относительно небольшой мощности исследования.

На основании анализа литературы может сложиться впечатление, что между повреждением сосудистой стенки и концентрацией SENG есть однозначная прямая связь. В этом отношении результаты нашей работы являются парадоксальными: при ПГПТ, ассоциированном с большей частотой ССЗ, концентрации SENG оказались ниже. Однако концентрации SENG могут снижаться по мере прогрессирования атеросклероза из-за образования комплексов SENG/TGF-β [27]. Ранее было показано, что концентрации SENG ниже у пациентов с острым инфарктом миокарда по сравнению со здоровыми людьми [28]. I. Cruz-Gonzalez и соавт. объясняют это изменением активности металлопротеиназ [28], также снижение концентрации SENG, по их данным, может отражать снижение продукции монооксида азота эндотелиальными клетками и нарушение процессов вазодилатации [43]. Нами получены данные о том, что концентрации SENG отрицательно коррелировали с уровнями ПТГ, что соответствует представлениям о снижении продукции монооксида азота при ПГПТ [17].

Кроме того, концентрации SENG в нашем исследовании отрицательно коррелировали с уровнем кальция и положительно — с уровнем фосфора. В экспериментальных работах показано, что гиперкальциемия приводит к нарушению эндотелиальной вазодилататорной функции, и эти нарушения тем более выражены, чем выше кальциемия [44][45]. Взаимосвязь с концентрацией фосфора в этом случае, скорее всего, является реципрокной, т.к. для ПГПТ характерны гиперкальциемия и гипофосфатемия [32].

В совокупности это позволяет предположить, что SENG может рассматриваться как маркер ЭД при ПГПТ, однако требуются дополнительные исследования.

Клиническая значимость результатов

С клинической точки зрения полученные результаты представляют ценность как пилотное исследование растворимой формы эндоглина в качестве маркера ЭД у пациентов с ПГПТ.

Ограничения исследования

К ограничениям данной работы можно отнести:

• относительно небольшую мощность и, следовательно, снижение уровней значимости полученных результатов после применения поправок на множественность сравнений;
• отсутствие проспективного наблюдения за пациентами;
• отсутствие морфологической верификации изменений экспрессии эндоглина в эндотелии сосудов;
• изолированное исследование эндоглина как маркера ЭД.

Направления дальнейших исследований

В качестве следующего этапа работы планируется расширение выборки пациентов и проведение проспективного исследования для уточнения динамики показателей, характеризующих эндотелиальную дисфункцию, до и после радикального лечения ПГПТ, а также расширение спектра исследуемых маркеров ЭД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пациенты с ПГПТ характеризуются тенденцией к более низкой сывороточной концентрации растворимого эндоглина, при этом обнаружены взаимосвязи между его концентрацией и показателями кальциемии и фосфатемии. Дальнейшие исследования позволят установить патогенетический механизм выявленных взаимосвязей и оценить роль эндоглина как предиктора сердечно-сосудистой патологии при ПГПТ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Работа проведена в рамках государственного задания «Оптимизация Российского электронного реестра пациентов с первичным гиперпаратиреозом», №121030100032-7.

Конфликт интересов. Н.Г. Мокрышева является членом редакционной коллегии журнала «Ожирение и метаболизм». Остальные авторы статьи заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Горбачева А.М. — концепция и дизайн исследования, получение и анализ данных, написание статьи; Бибик Е.Е. — концепция и дизайн исследования, получение и анализ данных, написание статьи; Добрева Е.А. — концепция и дизайн исследования, написание статьи; Елфимова А.Р. — дизайн исследования, анализ данных, написание статьи; Еремкина А.К. — концепция и дизайн исследования, внесение в рукопись существенных правок; Мокрышева Н.Г. — концепция и дизайн исследования, внесение в рукопись существенных правок. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.

Благодарности. Авторы выражают благодарность Никанкиной Л.В., заведующей клинико-диагностической лабораторией ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, Богданову В.П., научному сотруднику ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, и всем сотрудникам отдела кардиологии и сосудистой хирургии за помощь в организации данного исследования.