16+
DOI: 10.18413/2658-6533-2021-7-2-0-8

Изменение системы комплемента крови в развитии диабетической ретинопатии в пожилом возрасте
 

Aннотация

Актуальность: В пожилом возрасте диабетическая ретинопатия вызывает существенное ухудшение функциональной активности и качества жизни пациентов, но отдельные механизмы ее развития и, в частности, влияние компонентов системы комплемента крови остаются недостаточно изученными. Цель исследования: Анализ особенностей системы комплемента крови у пациентов пожилого возраста с диабетической ретинопатией. Материалы и методы: На базе Тамбовского филиала МНТК «Микрохирургия глаза имени академика С.Н. Федорова» у 78 пациентов 60-74 лет с диабетической ретинопатией (основная группа) изучены компоненты системы комплемента крови посредством иммуноферментного анализа и гемолитического метода с использованием коммерческого набора ELISA (UK). Контрольную группу составили 46 пациентов 60-74 лет без диабетической ретинопатии, у которых аналогично исследовали систему комплемента крови. Для выделения ведущих компонентов системы комплемента крови, способствующих развитию диабетической ретинопатии, проводили определение отношения шансов по общепринятой методике. Результаты: У пациентов пожилого возраста с диабетической ретинопатией выявлено существенное и статистически значимое увеличение в сыворотке крови С3а – компоненты системы комплемента до 145,9±4,3 нг/мл против 43,1±3,8 нг/мл – в контрольной группе, С5а – компоненты до 6,8±0,4 нг/мл против 3,2±0,2 нг/мл соответственно, фактора Н до 262,3±5,0 мкг/мл против 139,8±4,1 мкг/мл. Одновременно при развитии диабетической ретинопатии наблюдалось снижение С1-инг. компонентов. В соответствии с величинами отношения шансов ведущими компонентами системы комплемента крови, определяющими формирование диабетической ретинопатии в пожилом возрасте, являются С3а – компонента, С5а – компонента и фактор Н системы комплемента. Заключение: Полученные результаты в научно-практическом аспекте представляют интерес для понимания этиопатогенеза диабетической ретинопатии и могут быть использованы при разработке методов лечения данного заболевания.


Введение. Распространённым осложнением сахарного диабета 2-го типа в современных условиях считается диабетическая ретинопатия (ДР), встречающаяся при сахарном диабете у более 60% пациентов, и выступающая причиной необратимых нарушений зрения трудоспособного и пожилого населения [1]. ДР имеет сложную патофизиологию, которая охватывает все функции сетчатки, включая нейрональную активность и изменения в сосудистой системе сетчатки, приводящие к нейровоспалению, постепенной нейродегенерации и видимым сосудистым осложнениям [2, 3]. Нарушения в иммунной регуляции запускают каскад воспалительных реакций, изменяющих иммунные защитные механизмы, включая популяцию микроглии и систему комплемента [4-7]. Несмотря на важную роль системы комплемента в системном воспалительном ответе и нарушении регуляции при сахарном диабете 2-го типа отдельные компоненты системы комплемента остаются недостаточно изученными как на уровне организма, так и на местном уровне [6, 8, 9]. Кроме того, отдельные исследования выполнены в экспериментальных условиях на животных (мыши), показавшие отсутствие неоваскуляризации при сниженном уровне ангиогенных факторов, что позволило предположить наличие компонента комплементы C3 в качестве проангиогенного фактора [10].

 Система комплемента практически не исследована у пациентов пожилого возраста, страдающих ДР, которая, как известно, обеспечивает поддержание целостности сетчатки в процессе старения [3]. В ранее проведённых исследованиях система комплемента крови у пациентов с ДР изучена фрагментарно и без сравнения с возрастным контролем, не имеющим ДР.

Цель исследования. Анализ особенностей системы комплемента крови у пациентов пожилого возраста с ДР.

Материал и методы исследования. Исследование проведено в 2019-2020 гг. на базе Тамбовского филиала МНТК «Микрохирургия глаза имени академика С.Н. Федорова». Основную группу составили 78 пациентов с ДР в возрасте 60 – 74 лет. Контролем служили 46 пациентов аналогичного возраста, страдающих общесоматической патологией, но не имеющих в анамнезе и в настоящее время сахарного диабета, ДР, первичной открытоугольной глаукомы и других офтальмологических заболеваний.

Верификация ДР осуществлялась по результатам комплексного офтальмологического обследования с применением современных сертифицированных инструментальных методов и аппаратов. Внутриглазное давление определяли бесконтактным пневмотонометром «Reichert 7 CR» (USA). Остроту зрения изучали с помощью пректора оптотипов Reichert (USA) с стандартным набором корректируемых линз. Диагноз ДР устанавливался с учетом критериев, изложенных в Национальном руководстве по ДР.

Для изучения системы комплемента сыворотку крови получали в утреннее время натощак. При измерении содержания различных компонентов системы комплемента в сыворотке крови применяли иммуноферментный анализ и гемолитический метод, а также коммерческий набор ELISA (Abcam, Cambridge, UK).

Выделение ведущих компонентов системы комплемента сыворотки крови, участвующих в развитии ДР, осуществляли путем вычисления отношения шансов (ОШ) по общепринятой формуле: ОШ=(aхb)/(bxc), где а – наличие компонента системы комплемента в крови пациентов основной группы, b – отсутствие его в основной группе, с – наличие в крови компонентов системы комплементы среди пациентов контрольной группы, d – отсутствие их в контрольной группе. При анализе статистической значимости рассчитанных величин ОШ определялись доверительные интервалы. Статистический анализ проводился с использованием IBM SPSS «Statistica 10.0» с расчетом критерия X2 и t – Стьюдента. Нормальность распределения концентраций компонентов системы комплемента крови оценивалось по критерию Шапиро-Уилка.

Включение пациентов в клинические группы осуществлялось после получения их письменного информированного согласия, а исследование выполнено с соблюдением этических норм Хельсинской декларации.

Результаты и их обсуждение. Среди пациентов 60-74 лет, страдающих ДР, содержание большинства компонентов системы комплемента в сыворотке крови было статистически значимо повышено по сравнению с пожилыми пациентами без ДР (таблица 1), за исключением С5 – компоненты системы комплемента, уровень которой имел тенденцию к повышению, но не достиг достоверной разницы.

Обращает внимание наиболее существенное увеличение концентрации С – компоненты системы комплемента у пациентов с ДР, превышающее содержание в контрольной группе по данному показателю в 3,4 раза. Развитие ДР в пожилом возрасте сопровождается также значительным увеличением в сыворотке крови С – компоненты системы комплемента и фактора Н. По сравнению с вышеназванными компонентами системы комплемента среди пациентов пожилого возраста с ДР наблюдалось в меньшей степени, но статистически значимое повышение содержания в сыворотке крови С3 и С4 – компонентов системы комплемента. И, напротив, уровень С1 – инг. системы комплемента вследствие развития ДР статистически значимо по отношению к контрольной группе снизился в сыворотке крови.

Выделение в дальнейшем ведущих компонентов системы комплемента в развитии ДР в пожилом возрасте посредством процедуры расчета отношения шансов показало, что потенциально высокий риск развития ДР ассоциирован с С– компонентной системы комплемента (таблица 2). Высокая величина отношения шансов для формирования ДР среди исследованных компонентов системы комплемента установлена для С – компоненты, повышение которой в сыворотке крови свыше 6,8±0,4 нг/мл увеличивает риск данной патологии в 3,845 раз с достоверным доверительным интервалом. Высоким риском в развитии ДР в пожилом возрасте обладает также фактор Н, увеличение которого в сыворотке крови более 262,3±5,0 мкг/мл повышает риск развития ДР в 3,574 раза. Отношение шансов для других компонентов системы комплемента крови имеет меньшие величины, чем для ранее рассмотренных, что объективно свидетельствует о меньшей вероятности развития ДР в пожилом возрасте при соответствующих изменениях их содержания в сыворотке крови.

Исследование образцов сыворотки крови по содержанию в ней С3 компоненты системы комплемента у пациентов с ДР в возрасте 53,83±1,61 лет, то есть у более молодых пациентов, чем обследованных в нашем исследовании, выявило незначительное и статистически незначимое увеличение [11]. Не установлено также каких-либо существенных изменений ни для одного из других фрагментов С3 компоненты – С3b, C3bc, C3ba – в сыворотке крови в группе вышеуказанных пациентов. В настоящей работе, напротив, диагностировано у пациентов пожилого возраста с ДР статистически значимое повышение не только С3-компоненты, но и фрагмента С – компоненты системы комплемента, причём увеличение последней оказалось более существенным, нежели С3-компоненты. С3 – компонента системы комплемента, как известно, представляет центральный белок комплемента и активация системы комплемента вызывает протеолитическую фрагментацию С3 – компоненты. Эти фрагменты могут связываться с близлежащими тканями и усиливать воспалительный процесс [12, 13]. Среди различных фрагментов С3 – компоненты системы комплемента отмечена только значительная активация фрагмента C3ba в стекловидном теле пациентов с ДР пожилого возраста [11].

 В отличие от полученных нами результатов, установивших увеличение в сыворотке крови больных 60-74 лет с ДР фактора Н системы комплемента, в исследовании [11] обнаружено его снижение в аналогичном биоматериале, а в стекловидном теле повышение фактора Н. Это, по мнению авторов [11], указывает на то, что повышенный уровень фактора Н системы комплемента в стекловидном теле был обусловлен не инфильтрацией сыворотки крови, а локализованным явлением в самом стекловидном теле. Однако повышение уровня данного фактора может быть механизмом обратной связи для поддержания уровня С3ba – компоненты системы комплемента [14]. В других исследованиях [4] у пациентов 54 лет с ДР в сыворотке крови выявлены высокие уровни С2 - компоненты, фактора Д и С5 – компоненты системы комплемента, имеющие статистически значимые различия по сравнению с содержанием в стекловидном теле. Так, уровень С2 – компоненты в сыворотке крови составил 8419 нг/мл, тогда как в стекловидном теле – 2502 нг/мл, фактора Д 2779 нг/мл и 388 нг/мг соответственно, С5 – компоненты системы комплемента 46,98 нг/мл и 41,05 нг/мл соответственно. Несмотря на то, что эти результаты чётко указывают на активацию системы комплемента при ДР, конечная роль комплемента в её патогенезе менее ясна и требуются новые исследования. Нами с учётом величин отношения шансов выделены ведущие компоненты системы комплемента, участвующие в развитии ДР.

Заключение. Особенностями системы комплемента крови у пожилых пациентов с ДР являются существенное увеличение С3а – компоненты, С5а – компоненты и фактора Н, а также статистически значимое снижение С1 – инг. компоненты. Ведущими компонентами системы комплемента крови, определяющими высокий риск развития ДР в пожилом возрасте, выступают С3а – компонента, фактор Н и С5а – компонента. Полученные результаты расширяют этиопатогенетические представления о формировании ДР у пожилых и свидетельствуют о важной роли компонентов системы комплемента в инициировании обсуждаемых патологических процессов, что может иметь прикладное значение для диагностики и лечения ДР.

информация о финансировании

Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

  1. Duh EJ, Sun JK, Stitt AW. Diabetic retinopathy: current understanding, mechanisms, and treatment strategies. JCI insight. 2017;2(14):e93751. DOI: https://doi.org/10.1172/jci.insight.93751
  2. Chen M, Xu H. Parainflammation, chronic inflammation, and age-related macular degeneration. Journal of Leukocyte Biology. 2015;98(5):713-725.
  3. Mukai R, Okunuki Y, Husain D, et al. The Complement System Is Critical in Maintaining Retinal Integrity during Aging. Frontiers in Aging Neuroscience. 2018;10:15. DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2018.00015
  4. Mandava N, Tirado-Gonzalez V, Geiger MD, et al. Complement Activation in the Vitreous of Patients With Proliferative Diabetic Retinopathy. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 2020;61(11):39.
  5. Solomon SD, Chew E, Duh EJ, et al. Diabetic Retinopathy: A Position Statement by the American Diabetes Association. Diabetes Care. 2017;40(3):412-418. DOI: https://doi.org/10.2337/dc16-2641
  6. Rubsam A, Parikh S, Fort PE. Role of Inflammation in Diabetic Retinopathy. International Journal of Molecular Sciences. 2018;19(4):942.
  7. Clark SJ, Bishop PN. The eye as a complement dysregulation hotspot. Seminars in Immunopathology. 2018;40(1):65-74. DOI: https://doi.org/10.1007/s00281-017-0649-6
  8. Akhtar-Schafer I, Wang L, Krohne TU, et al. Modulation of three key innate immune pathways for the most common retinal degenerative diseases. EMBO Molecular Medicine. 2018;10(10):e8259. DOI: https://doi.org/10.15252/emmm.201708259
  9. Balaiya S, Zhou Z, Chalam KV. Characterization of Vitreous and Aqueous Proteome in Humans With Proliferative Diabetic Retinopathy and Its Clinical Correlation. Proteomics Insights. 2017;8:1178641816686078. DOI: https://doi.org/10.1177/1178641816686078
  10. Schori С, Trachsel C, Grossmann J, et al. The Proteomic Landscape in the Vitreous of Patients With Age-Related and Diabetic Retinal Disease. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 2018;59(4):AMD31-AMD40. DOI: https://doi.org/10.1167/iovs.18-24122
  11. Shahulhameed S, Vishwakarma S, Chhablani J, et al. A Systematic Investigation on Complement Pathway Activation in Diabetic Retinopathy. Frontiers in Immunology. 2020;11:154. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00154
  12. Li J, Li Q, Li P. Quantitative proteomics analysis of vitreous body from type 2 diabetic patients with proliferative diabetic retinopathy. BMC Ophthalmology. 2018;18(1):151.
  13. Kim K, Kim ES, Kim DG, et al. Progressive retinal neurodegeneration and microvascular change in diabetic retinopathy: longitudinal study using OCT angiography. Acta Diabetologica. 2019;56(12):1275-1282. DOI: https://doi.org/10.1007/s00592-019-01395-6
  14. Keir LS, Firth R, Aponik L, et al. VEGF regulates local inhibitory complement proteins in the eye and kidney. Journal of Clinical Investigation. 2017;127(1):199-214. DOI: https://doi.org/10.1172/JCI86418