Цереброваскулярная патология является ведущей причиной заболеваемости и смертности в старшем и пожилом возрасте. Преодоление сложившейся тенденции возможно при диагностике прогрессирующего повреждения сосудов на доклинической стадии. Основные принципы профилактики в настоящее время сводятся к контролю классических сосудистых факторов риска. Однако их наличие, включая возраст, гипертонию, дислипидемию, сахарный диабет, курение, ожирение, позволяет прогнозировать не течение патологического процесса, а лишь вероятность наступления цереброваскулярных осложнений. В литературе активно обсуждается необходимость поиска показателей раннего повреждения артерий для использования их в качестве биомаркеров, прогнозирующих течение заболевания [1].

Отражением особой актуальности проблемы стало выделение в отдельное направление исследований ранних стадий сосудистого старения как наиболее значимых для предотвращения осложнений [1—4]. Основное значение в развитии раннего артериального старения придается взаимодействию предрасположенности и возрастзависимых изменений в артериях с сосудистыми факторами риска [1—7]. Исследователи обращают внимание на сходство структурных изменений на ранних стадиях возрастного старения, артериальной гипертонии (АГ) и атеросклероза. Они соответствуют повреждению эндотелия и внеклеточного матрикса и последующим процессам ремоделирования в виде утолщения комплекса интима—медия (КИМ) и фиброза [8]. Однотипность выявляемых изменений позволяет предполагать единство патогенетических механизмов их развития. Среди них определяющее значение в запуске и поддержании повреждения отводится хроническому «стерильному» воспалению. Одной из его ведущих причин рассматриваются сами возрастзависимые изменения в эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудистой стенки [8]. Проведенные к настоящему времени исследования подтвердили роль показателей воспаления и эндотелиальной дисфункции в качестве биомаркеров раннего атерогенеза. В связи с этим фибриноген, С-реактивный белок (СРБ), гомоцистеин были отнесены к вновь уточненным факторам риска цереброваскулярных заболеваний, а IL-6, TNF-α, IL-1β, Lp-PLA2, COX-2, MCP-1 и некоторые другие — к опосредующим механизмам повреждения крупных и средних артерий [1, 9—14]. Поиск факторов и механизмов раннего повреждения крупных артерий облегчается доступностью для контроля конечной точки их воздействия — стенки сосуда. Ультразвуковая оценка в динамике величины КИМ и жесткости артерий позволяет уточнять нарастание ремоделирования крупных артерий и контролировать факторы его прогрессирования. Для мелких артерий ввиду технических ограничений их визуализации оценка поражения проводится по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ) — МРТ-признакам церебральной микроангиопатии (ЦМА) (англ.: small vessel disease/cerebral microangiopathy) [15]. Это накладывает серьезные ограничения использования МРТ в клинической практике в качестве контрольной точки ранних изменений. Кроме того, как нами было показано ранее [16, 17], уже на стадии асимптомной АГ имеются МРТ-изменения диффузии в визуально не измененном белом веществе, обусловленные высокой проницаемостью сосудистой стенки и являющиеся причиной субклинической тревоги, депрессии и трудностей запоминания. Высокая значимость возрастзависимой ЦМА в появлении когнитивных расстройств (до 45% всех случаев) и инвалидизации [15, 18] обосновывает высокую актуальность уточнения роли классических сосудистых факторов риска в ее развитии и поиска новых, изучения механизмов раннего повреждения мелких сосудов и головного мозга. Однако исследования, посвященные данной теме, немногочисленны. Изучалась связь показателей дисфункции эндотелия — ICAM, PAI-1, протромбина, MMP-9, фактора фон Виллебранда с развитием ЦМА [19—22].

Особое значение может иметь изучение показателей, ассоциированных с формированием сосудистых факторов риска и развитием вялотекущего воспаления. Признание влияния хронического стресса на формирование профиля факторов риска (АГ, ожирение, сахарный диабет) и развитие воспаления [8, 23—25] позволяет предполагать высокую значимость связанных со стрессом нарушений гомеостаза в развитии раннего повреждения сосудов.

Цель исследования — оценить связь факторов сосудистого риска, показателей повреждения сосудистой стенки, стресс-индукции и их значение в раннем повреждении сосудов и головного мозга у пациентов среднего возраста с отсутствием сосудистых осложнений.

Обследовали 87 пациентов (49 женщин, 38 мужчин, средний возраст 51,2±6,5 года), отобранных случайным образом из 376 добровольцев (239 женщин, 137 мужчин, средний возраст 50,5±7,2 года), принявших участие в сплошном скрининге открытой популяции терапевтических участков одной из поликлиник Москвы, который был частью многоцентрового популяционного исследования факторов и механизмов прогрессирования цереброваскулярной патологии в среднем трудоспособном возрасте (2011—2012 гг.).

По протоколу популяционного исследования все участники осматривались терапевтом и неврологом; проводились структурированное анкетирование, включавшее возраст, пол, факторы сосудистого риска, осложнения сосудистых заболеваний; тестирование когнитивных функций, тревоги и депрессии; исследование основных лабораторных показателей. У всех проводилась инструментальная диагностика, включавшая электрокардиографию (ЭКГ), цветовое дуплексное сканирование (ДС) брахиоцефальных артерий и общих бедренных артерий, эхокардиография (ЭхоКГ), МРТ головного мозга в стандартных режимах. Среди пациентов не было выявлено больных с церебральными и системными сосудистыми осложнениями.

Оценка факторов сосудистого риска (АГ, сахарный диабет, уровень общего холестерина и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), ожирение и курение) проводилась в соответствии с рекомендациями ESH/ESC (2013) (Европейское сообщество гипертензии/Европейское сообщество кардиологов) по ведению АГ. АГ диагностировалась при уровне АД ≥140/90 мм рт.ст. по результатам его двукратного измерения (тонометр A&D UA-888 («A&D», Япония), точность измерения 2 мм рт.ст.) в утренние часы в положении сидя на правой руке с интервалом 5 мин при двух визитах. АГ 1-й степени соответствует АД 140—159/90—99 мм рт.ст., АГ 2-й степени — 160—179/100—109 мм рт.ст., АГ 3-й степени — более 180/110 мм рт.ст. Сахарный диабет оценивался качественно по его наличию/отсутствию, гиперхолестеринемия — по уровню общего холестерина более 6,2 ммоль/л без лечения или на фоне лечения, повышение ЛПНП — при значении более 3,37 ммоль/л, ожирение — при индексе массы тела (ИМТ) более 30 кг/м², курение — по факту в настоящем и прошлом.

Повреждение крупных сосудов головного мозга определялось величиной КИМ при ДС общей сонной артерии (ОСА) и внутренней сонной артерии (ВСА). Для последующих сопоставлений учитывались данные по наиболее пораженной артерии. Значение КИМ более 0,9 мм и менее 1,5 мм соответствовало его утолщению, более 1,5 мм — атеросклеротической бляшке [26].

Повреждение мелких сосудов головного мозга выявляли по МРТ-признакам ЦМА (STRIVE, 2013). Учитывались все признаки, за исключением микрокровоизлияний. У пациентов отсутствовали острые и подострые лакунарные инфаркты, атрофия. Таким образом, тяжесть повреждения мелких сосудов оценивали по распространенности гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ) [27] с помощью шкалы Fazecas (0—3-я стадии), числу лакун в белом веществе/таламусе/мозжечке/мосту и степени выраженности периваскулярных пространств (ПВП) в подкорковых структурах и семиовальных центрах: 0 — нет, 1-я степень — единичные (менее 5), 2-я — умеренные (5—10), 3-я — выраженные (более 10).

Оценка показателей состава крови, предположительно связанных с факторами сосудистого риска и повреждением сосудистой стенки, включала определение уровня стресс-индукции — гормонов кортизола и адреналина и нейромедиатора норадреналина; показателей, ассоциированных с разными механизмами повреждения сосудистой стенки: 1) системным и локальным воспалением — СРБ, TNF-α (tumor necrosis factor alpha, фактор некроза опухоли альфа), sICAM-1 (soluble intercellular adhesion molecule-1, растворимая молекула клеточной адгезии 1), sVCAM (soluble vascular adhesion molecule, растворимая васкулярная молекула клеточной адгезии 1); 2) ишемией — HIF1-α (hypoxia-inducible factor 1-alpha, фактор, индуциуремый гипоксией 1-альфа); 3) вазодилатацией — NO (nitric oxide, оксид азота); 4) повышенной проницаемостью — VAP-1 (vascular adhesion protein 1, белок сосудистой адгезии 1), VEGF-A (vascular endothelial growth factor A, фактор роста эндотелия сосудов А), VEGF-C (vascular endothelial growth factor C, фактор роста эндотелия сосудов С), sVEGF-R1 (soluble receptors for vascular endothelial growth factor 1, растворимые рецепторы фактора роста эндотелия сосудов 1), sVEGF-R2 (soluble receptors for vascular endothelial growth factor 2, растворимые рецепторы фактора роста эндотелия сосудов 2); 5) ремоделированием — TGF-β1 (transforming growth factor beta 1, трансформирующий фактор роста β 1); 6) антиоксидантной защитой — ТAS (total antioxidant status, общий антиоксидантный статус).

Исследование биоматериала проводилось в лаборатории гемореологии, гемостаза и фармакокинетики с клинической лабораторной диагностикой Научного центра неврологии. Образцы крови были получены при кубитальной венепункции в утренние часы, натощак, в пробирки-вакутейнеры с активатором свертывания. Сыворотку отделяли от клеток крови путем центрифугирования в течение 10 мин при 1500 g при комнатной температуре. Полученную надосадочную жидкость переносили в отдельные пробирки для последующих определений. Применяли метод твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) «сэндвичного» типа: реагенты и соответствующие калибраторы компании «eBioscince» (Австрия), прибор — микропланшетный ридер Victor («Perkin-Elmer», США). Контроль выполнения ИФА проводился в дублях с использованием лиофилизированных контрольных сывороток/плазм с низким и высоким содержанием исследуемых показателей. Группу контроля составили 14 здоровых доноров, сопоставимых по полу и возрасту. Межквартильные размахи значений показателей доноров использовались в качестве референсных значений.

Статистический анализ данных проводился в программе Statistica 10.0 с использованием непараметрических статистических критериев Манна—Уитни, Краскела—Уоллиса, рассчитывались ранговые коэффициенты корреляции Спирмена (r), τ-критерий Кендалла.

В основной группе (87 пациентов) преобладали (56%) женщины. В анамнезе у пациентов отсутствовали указания на перенесенные нарушения мозгового кровообращения (НМК). Неврологические проявления характеризовались тревогой и депрессией у 8% пациентов. Ведущим фактором риска была АГ, которая была диагностирована у 46%: АГ 1-й степени — у 16,1%, 2-й степени — у 20,6%, 3-й степени — у 9,2%. Иные установленные факторы риска включали: сахарный диабет 2-го типа — у 8% пациентов, гиперхолестеринемию — у 42,5%, повышение ЛПНП — у 16,1%, ожирение — у 41,3%, курение — у 28,7%. По данным ДС, у пациентов преобладали утолщения КИМ (17,2%) над атеросклеротическими бляшками (9,2%). Гемодинамически значимых стенозов не было выявлено ни в одном случае. ГИБВ была отмечена у 34% пациентов: 1-я стадия по шкале Fazecas — у 19%, 2-я стадия — у 11%, 3-я стадия — у 4%. Лакуны разной локализации наблюдались у 10% пациентов. Выраженность ПВП не имела статистических различий по распределению (в подкорковых структурах и семиовальных центрах) и по степени выраженности в оцениваемых отделах мозга, чаще была невыраженной (единичной или умеренной) (табл. 1).

Было проведено сравнение исследованных показателей в основной и контрольной группах. По всем показателям, за исключением VAP-1, VEGF-C, VEGF-R1, адреналина и NO, были установлены значимые различия (табл. 2).

Уточнялась связь концентрации кортизола, адреналина и NO с факторами сосудистого риска и признаком повреждения крупных артерий — утолщением КИМ. Кортизол прямо коррелировал с возрастом, систолическим АД (САД) и признаками, ассоциированными с атероматозом (рис. 1, а—д),

При проведении корреляционного анализа исследованных показателей, потенциально связанных с повреждением сосудистой стенки, с утолщением КИМ достоверных связей не установлено. Корреляционный анализ исследованных показателей с выраженностью МРТ-признаков ЦМА (ГИБВ, базальные и семиовальные ПВП) проводился раздельно для пациентов с АГ и без А.Г. Были отмечены статистически значимые корреляции (р<0,05) (табл. 4).

Уточнение маркеров раннего повреждения сосудов, ассоциированных с определенными механизмами, является потенциальной основой патогенетически обоснованной профилактики сосудистых осложнений и контроля адекватности ее проведения. Дизайн настоящего исследования предполагал поиск биомаркеров раннего повреждения сосудов у пациентов среднего возраста с отсутствием сосудистых осложнений. Была проведена оценка связи факторов сосудистого риска, биохимических показателей, ассоциированных с разными механизмами повреждения стенки и стресс-индукции, признаков повреждения сосудов (для крупных сосудов — величины КИМ, для мелких — МРТ-проявлений ЦМА). Особенность исследования состояла в том числе в уточнении изменений в показателях стресс-индукции при раннем повреждении сосудов. Известно, что стрессовые события запускают активацию симпатической нервной системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, что приводит к нейрохимическим, нейротрансмиттерным и гормональным реакциям. Однако они носят физиологический, защитный, компенсаторно-приспособительный характер и приводят к восстановлению гомеостаза только в том случае, если стрессоры не превышают возможности организма. В противном случае реакции становятся патофизиологическими [25]. Срыв адаптационных реакций (дистресс) и соответствующие ему нарушения гомеостаза, как правило, связаны с хроническим стрессом. Признание определяющей роли дистресса в формировании факторов сосудистого риска и развитии воспаления [8, 23—25] стало обоснованием поиска биомаркеров раннего сосудистого повреждения, связанных с гормонами стресса. Полученные на основе корреляционного анализа статистически достоверные закономерности представлены в виде схемы на рис. 2.

В настоящем исследовании получены подтверждения участия гормонов стресса в воспалительных реакциях при раннем повреждении сосудов: адреналин имел прямую и опосредованную через TAS и VAP-1 связь с TNF-α, а кортизол — с СРБ. СРБ и TNF-α являются белками острой фазы системного воспаления [31]. СРБ признан независимым фактором риска сосудистых заболеваний [32, 33]. Неслучайность выявленной связи СРБ с кортизолом подтверждается его ранее установленной значимостью в реакциях воспаления при остром и хроническом стрессе при депрессии [34].

Особый интерес вызывают полученные результаты в отношении TNF-α. Он является основным системным провоспалительным цитокином, имеющим ключевое значение в регуляции продукции провоспалительных интерлейкинов 1, 6, 8, интерферона γ, ядерного транскрипционного фактора NF-κB [31, 35—37]. Особая роль TNF-α в воспалении подтверждена патогенетической значимостью для аутоиммунных заболеваний и эффективностью его антагонистов в их лечении. В эксперименте [36, 37] показана связь опосредуемых им механизмов с активацией разных типов рецепторов: TNF-R1 — с NF-κB и протеинкиназным провоспалительным, цитотоксическим и апоптозным ответом; TNF-R2 — с активацией, пролиферацией и миграцией клеток. Предположения о механизмах поддержания воспаления при раннем повреждении могут быть сделаны на основании полученных связей TNF-α с VAP-1 и VEGF-R1. VAP-1 в отличие от других молекул клеточной адгезии обладает ферментативной моноаминооксидазной активностью, которой объясняется его способность контролировать на поверхности эндотелия движение лимфоцитов, моноцитов и нейтрофилов [38]. Эти функциональные особенности VAP-1 подтверждают неслучайный характер его одновременной связи с адреналином и TNF-α. VEGF-R1 экспрессируется на макрофагах и моноцитах и при их активации обеспечивает миграцию клеток и выработку ими цитокинов и хемокинов [39]. Важным для понимания TNF-α-опосредованного воспаления являются экспериментальные данные о влиянии стресса на выработку TNF-α не только клетками крови, но и эндотелием и мозгом [34, 36, 37, 40, 41]. Среди свойств TNF-α, потенциально значимых для повреждения мелких сосудов и соответственно мозга, следует выделить установленную в эксперименте способность увеличивать сосудистую проницаемость и отек тканей. Это объясняется как провоспалительным действием, так и способностью индуцировать собственный апоптический сигнальный путь митохондрий эндотелия мелких сосудов [42]. Полученная в настоящем исследовании обратная связь TNF-α с HIF1-α дает основание предполагать, что при развитии TNF-α-опосредованного системного воспаления оно может быть самостоятельным механизмом раннего повреждения сосудов, не поддерживаемым локальной гипоксией, связанной с HIF1-α.

В исследовании был проведен раздельный анализ связи исследованных факторов с МРТ-признаками ЦМА у пациентов без АГ и с А.Г. Понимая некоторую условность такого разделения на стадии раннего сосудистого старения, ставилась задача не противопоставить патологические реакции двух групп, а лишь по возможности уточнить доминирующие у пациентов с АГ и ее отсутствием. TNF-α-опосредованное воспаление и повышение проницаемости сосудистой стенки, по всей вероятности, могут быть самостоятельными причинами раннего повреждения мелких сосудов. Об этом может свидетельствовать выявленная у пациентов с отсутствием АГ связь TNF-α с выраженностью МРТ-признаков повреждения мелких сосудов — ГИБВ и ПВП. Насколько известно, это первое исследование по уточнению роли TNF-α-ассоциированного воспаления в раннем повреждении сосудов и развитии хронического повреждения церебральных сосудов [43], а также его связи с показателями стресса у людей.

Другим предполагаемым патогенетически значимым звеном раннего повреждения сосудистой стенки являются TGF-β1-опосредованные механизмы. В проведенном исследовании TGF-β1 показал одновременную связь с гормоном стресса кортизолом, основным фактором гипоксии (HIF1-α), факторами высокой проницаемости и лимфангиогенеза — членами семейства VEGF. Этот характер связей более соответствует локальным, а не системным механизмам повреждения сосудистой стенки. TGF-β1 является основным фактором фиброгенеза и постоянной активации коллагенобразующих клеток, что характерно для хронических состояний [44, 45]. Его связь с кортизолом, наиболее вероятно, обусловлена описанной при стрессе активацией локальной и циркулирующей РААС, которая приводит к отеку стенки и оказывает прямое и опосредованное профиброгенное действие [45]. Вероятность этого механизма согласуется с тем, что антагонисты рецепторов ангиотензина II и альдостерона сегодня являются лучшими и доступными средствами антифибротической терапии [45, 46]. Полученная в исследовании прямая связь TGF-β1 с HIF1-α подтверждает значимость последнего в качестве ведущего механизма индукции фиброза, установленного в эксперименте [45]. В исследовании косвенно подтверждено и еще одно свойство HIF1-α — основного транскрипционного регулятора VEGF [47]. Семейству VEGF отводится ведущее значение в ангиогенезе и лимфангиогенезе [48]. В исследовании установлена связь HIF1-α c VEGF-A — фактором ангиогенеза, регулирующим пролиферацию эндотелиальных клеток, миграцию, проницаемость сосудов [48], и VEGF-C — фактором лимфангиогенеза. Повышение выработки последнего в том числе приводит к увеличению лимфокапиллярной сети с перераспределением АД и натрия у больных с соль-чувствительной АГ [49]. Полученные в настоящем исследовании связи TGF-β1 с HIF1-α, семейством VEGF, а также с выраженностью МРТ-признаков ЦМА (ГИБВ и ПВП) у больных с АГ позволяют рассматривать особую роль АГ в поддержании механизмов с участием этих показателей в раннем повреждении мелких сосудов. Ранее [50] в проспективном исследовании была установлена роль TGF-β1 в прогрессировании ГИБВ у больных с ЦМА, большинство из которых имели АГ.

Таким образом, проведенное исследование подтвердило опосредующую роль стресса в формировании факторов риска, запуске и поддержании основных механизмов повреждения сосудистой стенки. Наличие у больных без АГ связей TNF-α с МРТ-признаками ЦМА позволяет рассматривать TNF-α-опосредованное воспаление и проницаемость сосудистой стенки в качестве самостоятельной причины и потенциального биомаркера раннего повреждения мелких сосудов. Влияние А.Г. на возрастзависимую ЦМА поддерживается локальными механизмами повреждения сосудистой стенки, связанными с взаимодействием TGF-β1—HIF1-α—VEGF-семейство. Гетерогенность А.Г. и сопряженность раннего повреждения сосудов со значительным числом протективных и транзиторных реакций требуют уточнения условий, при которых эти показатели или их связи могут быть приняты в качестве биомаркеров ранней ЦМА.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: dobrla@mail.ru