Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ЦИТОКИНЫ И БИОМЕТАЛЛЫ ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

Антонов А.Р., Васькина Е.А., Чернякин Ю.Д.
Представлены результаты обследования 80 больных с артериальной гипертензией (АГ) и 30 здоровых доноров. Определяли противовоспалительные цитокины ФНО-α ИЛ-1β и биометаллы Mg, Са, Сu, Zn, Fe. Установлены значительные изменения содержания биометаллов и цитокинов, особенно выраженные при 3 степени тяжести АГ. Выявлена корреляционная зависимость содержания цитокинов от уровня Cu и Zn.

Актуальность проблемы

Цитокины (Ц) - это группа полипептидных медиаторов, участвующих в регуляции защитных реакций организма. Защита развивается путем формирования типичной воспалительной реакции в ответ на повреждение при участии: фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), интерлейкина 1β (ИЛ-1β) и некоторых других. Причем Ц менее значимы в нормальной физиологии, а синтезируются лишь при развитии защитных реакций [5]. Важным действием Ц является то, что они осуществляют связь между системами организма (иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной) и служат для вовлечения их в регуляцию защиты. В настоящее время Ц применяются в виде лекарственных препаратов.

ФНО-α и ИЛ-1β, являясь маркерами острого воспалительного процесса, вызывают метаболическое истощение, микрососудистую гиперкоагуляцию и гемодинамические нарушения [3].

Ц способны повышать плотность внутриклеточных мембран нейтрофилов, активируя оксидазы, ферменты перекисного окисления и вследствие этого приводить к быстрому, но обратимому, снижению внутриклеточного кальция. В низких концентрациях ФНО-a вызывал снижение фракции выброса в отсутствии динамики АД [8].

Таким образом, роль Ц при развитии воспалительного процесса представляет собой регулирующую функцию на все механизмы, но роль цитокинов в регуляции тонического гомеостаза практически не изучена [1]. Также в литературе приведены только косвенные предпосылки о взаимозависимости Ц и биометаллов (БМ) и непонятно их значение в патогенезе АГ [1].

Исходя из этого, целью исследования является: изучить уровень цитокинов(ФНО-a и ИЛ-1b) и содержание БМ (Са, Мg, Zn, Cu, Fe) в плазме крови при АГ в зависимости от тяжести АГ.

Таблица 1. Характеристика больных

Степень тяжести

Количество больных

Средний возраст (лет)

Срок заболевания (лет)

Систолическое АД, мм рт. ст.

Диастолическое АД, мм рт. ст.

I

7 (8,7 %)

29,8±2,2

2,4±0,4

141,5±0,58

89,5±0,76

II

48 (60 %)

48,3±2,5

10,3±1,6

165,2±1,38

99,2±0,70

III

25(31,1%)

53,2±1,9

18,3±1,6

182,1±1,60

114,04±0,16

Материалы и методы исследований

Обследовано 80 больных, поступивших в кардиологическое отделение с диагнозом АГ, контролем для которых служили 30 здоровых доноров в возрасте от 21 до 44 лет (средний возраст 31±3,2). Из них 62 мужчины и 18 женщин в возрасте от 31 до 67 лет. Средний возраст составил 39±4,2 года. Срок заболевания от 2 до 33 лет, в среднем 8,2±1,4 лет. Пациенты разделены на 3 группы по тяжести АГ в зависимости от уровня АД в соответствии с классификацией ВОЗ 1999 года (табл. 1).

Методы исследования

Биометаллы (Mg, Ca, Cu, Zn, Fe) плазмы крови определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре «Unicum-939». Результаты выражали в мг/л. Противовоспалительные цитокины (ФНО-α и ИЛ-1β) определяли иммуноферментным методом с использованием реагентов Рro Con на вертикальном спектрофотометре «Multiscan MCC-340». Количественное содержание цитокинов выражали в пкг/мл. Статистическая обработка проводилась с использованием пакета компьютерных программ.

Результаты исследований

Из табл. 2 видно, что в сравнении с контролем найдено повышение концентрации Mg II и III степенях тяжести АГ и снижение Са при всех степенях тяжести АГ. Повышение уровня Cu было достоверным у больных II степени тяжести АГ, а при I и III степенях уровень Cu был не изменен. При исследовании Fe во всех группах было достоверное повышение, особенно выраженное при III степени тяжести АГ. Гипоцинкемия нарастала в зависимости от степени тяжести. Наибольшее снижение Zn было при III степени тяжести, где его уровень был ниже контрольных значений в 2,5 раза.

Таблица 2. Содержание биометаллов в плазме крови доноров и больных АГ (мг/л)

Группы больных

Биометаллы

Mg

Ca

Cu

Zn

Fe

Здоровые доноры (n=30)

25±1,63

195,6±20,5

3,78±0,83

2,26±0,26

10,4±2,18

АГ I степени (n=7)

28,1±1,42

144,4±8,3*

4,0±0,51

1,47±0,14*

15,8±2,14*

АГ II степени (n=48)

44,2±3,32*

132,3±6,2*

4,1±0,42*

1,1±0,32*

18,3±3,21*

АГ III степени (n=25)

49,3±5,14*

129,3±7,3*

3,8±0,54

0,9±0,11*

19,8±2,31*

Примечание: * - достоверные различия с донорами (p < 0,05).

Таблица 3. Содержание цитокинов ФНО-a и ИЛ-1b в сыворотке крови при артериальной гипертензии

Группы

больных

Цитокины (пкг/мл)

ФНО-α

ИЛ-1β

Здоровые доноры (n=30)

42,41±2,47

46,32±2,54

АГ I степени (n=7)

47,4±3,53

60,63±3,02*

АГ II степени (n=48)

115,8±13,5*

96,1±9,84*

АГ III степени(n=25)

77,83±6,48*

77,83±6,48*

Примечание: * - достоверные различия с контролем (p < 0,05).

Достоверного повышения ФНО-α у больных I степени тяжести АГ не выявлено (табл. 3), а при II степени тяжести этот показатель вдвое выше, чем в контроле (p < 0,05). При III степени повышение ФНО-α составило в 1,8 раз выше по сравнению с контролем.

Анализ уровня ИЛ-1β выявил схожую картину с содержанием ФНО-α, но при этом достоверно высокий уровень этого цитокина выявлен во всех группах больных АГ. При I степени повышение в сравнении с контролем в 1,2 раза, при II степени в 2 раза и при III степени - в 1,7 раза.

При корреляционном анализе содержания БМ и цитокинов выявлена положительная связь Mg с ФНО-α (r = +0,59) и ИЛ-1β (r=+0,43), а также отрицательная Ca с ФНО-α (r = -0,53) и положительная Zn с ФНО-α (r = +0,44). Выявленные корреляционные зависимости были достоверными (р<0,05). Для Cu и Fe корреляционные связи были слабыми и недостоверными.

Обсуждение результатов

Анализируя полученные данные можно сказать, что в гамме метаболических нарушений при АГ нарушения обмена цитокинов и микроэлементов занимают не последнее место и проявляются особенно ярко при 3 степени тяжести АГ.

Изменения БМ имели разнонаправленный характер и с патофизиологической точки зрения эти нарушения можно определить как «синдром комбинированного дисбаланса биометаллов» [4, 6].

Нарастание Mg в зависимости от тяжести АГ является защитно-приспособительной реакцией, направленной на предотвращение вазоспастических реакций. В исследованиях гипермагнемия значительно нарастала при II и III степенях тяжести АГ и сочеталась с гипокальциемией. Это сочетание неблагоприятно для возникновения аритмий [2].

Выявленное повышение уровня Fe, БМ, играющего большую роль в интенсификации процессов перекисного окисления липидов через снижении активности глютатионпероксидазы, является фактором риска развития ИБС и соответственно АГ [12]. В любом случае, повышенный уровень железа крови можно расценивать как отягощающий фактор, участвующий в патогенезе АГ.

Выявленная гипоцинкемия видимо обусловлена истощением запаса этого БМ в крови, по причине участия в процессах антиоксидантной защиты, а также перераспределением его в миокард. Снижение концентрации Zn, особенно при тяжелой АГ III степени, снижает антиоксидантную защиту, так как этот БМ является активным центром фермента супероксиддисмутазы [10].

Купродефицит проявлялся только при 3 степени АГ, а при I и II степенях уровень Cu был сравним с контролем. Снижение концентрации Cu является неблагоприятным фактором, учитывая участие этого биометалла в активации синтеза оксида азота, одного из основных регуляторов сосудистого тонуса [11].

Изучая цитокины при АГ, мы учитывали тот факт, что они обладают значительным прооксидантным влиянием. Особый интерес в этом представляют ИЛ-1b и ФНО-α, как цитокины, обладающие стимулирующим действием на нейтрофилы. В исследованиях выявлено достоверное повышение содержание данных цитокинов в крови больных АГ всех степеней тяжести, причем максимальное повышение отмечается при II степени тяжести, а у больных III степени тяжести эти показатели несколько ниже, чем у больных АГ II степени тяжести, но выше, чем у больных АГ I степени тяжести. Такое различие, очевидно, связано с тем, что у больных АГ III степени тяжести повышены показатели прооксидантной активности и связано это с активацией всех ферментных систем, в связи с нарушением эндотелиальной функции [1, 9].

Полученные корреляционные зависимости свидетельствуют о взаимозависимости биометаллов (Mg, Ca, Zn, Fe) и цитокинов в про- и антиоксидантных процессах. ФНО-a и ИЛ-1b, являясь маркерами острого воспалительного процесса вызывают метаболическое истощение, микрососудистую гиперкоагуляцию [7].

Снижение активности ферментных систем прогрессирует и при III степени тяжести АГ становится более выраженным нарушение окислительного равновесия, развивается эндотелиальная дисфункция и усиливаются вазопрессорные процессы.

Выводы

1. При артериальной гипертензии выявлены значительные изменения БМ (Mg, Ca, Cu, Zn, Fe), нарастающие в зависимости от степени тяжести АГ.

2. Наиболее выраженное повышение концентрации в крови провоспалительных цитокинов (ФНО-α и ИЛ-1β) произошло при ІІ степени тяжести АГ.

3. Корреляционная зависимость содержания биометаллов от цитокинов указывает на участие их в системе антиоксидантной защиты и в развитии эндотелиальной дисфункции, так как биометаллы входят в состав супероксиддисмутаз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Васькина Е.А., Демин А.А. Эндотелиальная дисфункция и окислительный стресс при артериальная гипертензии. Новосибирск: Сибмедиздат.- 2003.- 92с.
  2. Громова О.А. Физиологическая роль и значение магния в терапии (обзор) // Тер. архив.- 2004.- №10.- С.58-62.
  3. Маянский Д.Н., Урсов И.Г. Лекции по клинической патологии: руководство для врачей. Новосибирск, 1997.- 247с.
  4. Новиков В.С., Горанчук В.В., Шустов Е.Б. Физиология экстремальных состояний. СПб.: Наука.- 1998.- 247с.
  5. Симбирцев А.С. Цитокины новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление.- 2002.- №1.- С.9-14.
  6. Титов В.Н., Е.В. Ощепкова., В.А.Дмитриев Эндогенное воспаление и биохимические аспекты онтогенеза артериальной гипертензии // Клин. лаб. диагностика.- 2005.- №5.- С.3-10.
  7. Цырендоржиев Д.Д., Демин А.А., Бондарева З.Т. и др. Окислительный стресс при артериальной гипертензии // Хроническое воспаление: тез. докл. 2-го Всерос. симп. Новосибирск.- 2000.- С.103.
  8. Bozkurt B., Kribbs S.B., Clubb F.J. et al. Pathophysiologicolly relevant concentrathion necrosis facrtor-alfa promote progressive left ventricular disfunction and remodel // Circulation. 1998. Vol.97. P.1382-1391.
  9. Holland J.A. O'Donnell R.W. chong M.M., Johnson D.K., Ziegler L.M. Endotelial cell oxidant production-effect of NADPH oxidase inhibitors // Endothelium. 2000. Vol.7, N2. P.109-119.
  10. Peczkowska M., Kabat M., Sitkowska H., Mirocha M., Pulawska M., Sznaiderman M. Zinc metabolism in essential hypertension and during angiotensin-converting enzyme inhibitor therapy // Trace Elem. and Elec. 1997. Vol.14, N2. P.82-86.
  11. Plane F., Wigmore S., Angelini G.D., Jeremy J.U. Effect of copper on nitric oxide synthase and guanylyl cyclase activity in the rat isolated aorta // British J. of Pharmacol. 1997. Vol.121, N2. P.345-350.
  12. Tuomainen T.P., Punnonen K., Nyyssonen K., Salonen J.T. Association between body iron stores and the risk of acute myocardial infarction in men // Circulation. 1998. Vol.97, N15. P.1461-1466.

Библиографическая ссылка

Антонов А.Р., Васькина Е.А., Чернякин Ю.Д. ЦИТОКИНЫ И БИОМЕТАЛЛЫ ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2007. – № 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=372 (дата обращения: 26.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074