Способ определения вероятности наличия ишемической болезни сердца у пациентов молодого возраста с абдоминальным ожирением

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, и касается способа определения наличия ишемической болезни сердца у пациентов молодого возраста 25-44 лет с абдоминальным ожирением. Сущность способа: в сыворотке крови пациента определяют концентрацию лептина, адипсина и висфатина, полученные значения сравнивают с пороговым значением соответствующего биомаркера, равные для лептина - 3600 пг/мл, для адипсина - 4,2 мкг/мл, для висфатина - 8 нг/мл. При отклонении как минимум двух значений биомаркеров от пороговых значений делают заключение о наличии ишемической болезни сердца у молодого пациента в возрасте с 25-44 года с абдоминальным ожирением. При этом для лептина и адипсина отклонением считают увеличение концентрации относительно порогового значения, а для висфатина – снижение концентрации относительно порогового значения. Изобретение обеспечивает создание неинвазивного, доступного и недорогого биохимического способа определения вероятности наличия ИБС у пациентов молодого возраста с абдоминальным ожирением, что может быть использовано для эффективной ранней диагностики. 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, и может быть использовано для раннего выявления ишемической болезни сердца (ИБС) у лиц молодых возраста на фоне абдоминального ожирения.

Исследования последних десятилетий доказали, что ожирение напрямую связано с системным воспалением и что висцеральное ожирение увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний, а именно риск цереброваскулярных заболеваний и инфаркта миокарда.

На сегодняшний день, висцеральную жировую ткань рассматривают как интегральное связующее звено между формированием метаболических нарушений и сердечно-сосудистой патологии. Многие исследования демонстрируют, что адипокиновый дисбаланс в большой степени сопряжен с повышенными рисками кардиометаболических заболеваний и их осложнений (1-3).

Для диагностики ишемии миокарда используют различные методики: регистрация ЭКГ в покое, холтеровское ЭКГ-мониторирование, различные нагрузочные тесты (тредмил-тест и велоэргометрия - ВЭМ), фармакологические пробы, стресс-ЭхоКГ.

1. Электрокардиография в покое.

Суть метода состоит в регистрации электрических потенциалов, возникающих во время работы сердца и в их графическом отображении на дисплее или бумаге. Недостатком метода являются ограничение возможности выявления транзиторной ишемии миокарда путем регистрации ЭКГ в покое, наличие ложноположительных результатов при гипертрофии и диллатация левого желудочка, электролитных нарушениях, нарушениях ритма сердца и проводимости, приеме антиаритмических препаратов, гипервентиляции и др.

2. Холтеровское ЭКГ-мониторирование.

Метод используется для выявления эпизодов вазоспастической или спонтанной ишемии, а также бессимптомной ишемии миокарда. Ценность этой методики заключается в возможности выявить ишемию миокарда в условиях повседневной жизни. Критерием ишемии миокарда при холтеровском ЭКГ-мониторировании является депрессия сегмента ST ишемического типа на 1 мм и более при длительности депрессии сегмента ST не менее 1 мин и времени между отдельными эпизодами не менее 1 мин.

Недостатком метода является частое наличие ложноположительных результатов у больных без стенокардии.

3. Нагрузочные тесты.

Нагрузочные тесты провоцируют ишемию миокарда посредством повышения потребности миокарда в кислороде (тредмил-тест, ВЭМ, добутаминовая проба) или снижения доставки кислорода к миокарду (пробы с дипиридамолом и аденозином). Это метод выявления преходящей ишемии миокарда у больных с подозрением на ИБС или с установленным ее диагнозом.

К недостаткам метода можно отнести относительно низкую чувствительность ВЭМ-пробы при ИБС, трудности выполнения нагрузки на велоэргометре для больных, не имеющих опыта езды на велосипеде, а также больных с ортопедическими и неврологическими расстройствами или сосудистыми заболеваниями конечностей.

4. Стресс-Эхо-КГ.

Метод стресс-эхокардиографии представляет собой сочетание двумерной эхокардиографии и нагрузочного теста. В качестве нагрузки используют тредмил или велоэргометр, а также фармакологические препараты. Эта методика подходит при исходно измененной ЭКГ (признаки гипертрофии миокарда левого желудочка, нарушения внутрижелудочковой проводимости, электролитные нарушения, действие лекарственных средств и др.).

К недостаткам метода можно отнести возможность получения нечеткой визуализации левого желудочка во время физической нагрузки, т.к. ЭхоКГ проводится сразу после окончания, а не на высоте нагрузки. Кроме того, возможно развитие побочных эффектов в виде головокружения, учащенного пульса, дискомфорта в области грудной клетки.

5. Коронарография (коронароангиография) - представляет собой рентгенологическое исследование с применением контрастного препарата, которое позволяет диагностировать все поражения коронарного русла, включая тяжелые многососудистые поражения, с высокой точностью. Такое обследование считается стандартом диагностики ИБС, так как позволяет точно установить место и степень спазма, стеноза или закупорки коронарных артерий сердца.

Недостатком данного метода является его инвазивный характер и высокий риск развития различных осложнений при выполнении исследования. Кроме того, следует учесть ограничение доступности данного метода в реальной врачебной практике. Наличие подобной аппаратуры возможно лишь в крупных специализированных сердечнососудистых центрах.

6. Компьютерная томография (КТ) - это современный метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения. Для повышения информативности КТ выполняют с использованием контрастного вещества (в частности, при изучении сосудов и полых органов).

Недостаток метода в его дороговизне и наличии специальной аппаратуры. Как правило, такую аппаратуру имеют только крупные медицинские центры. Кроме того, КТ дает лучевую нагрузку на ткани, поэтому его нельзя применять многократно.

7. Магнитно-резонансная томография (МРТ) основана на принципе получения массива данных и моделирование на его основе трехмерного изображения органа с помощью электромагнитных волн. Проведение МРТ позволяет обнаружить те изменения в сосудах, которые происходят при атеросклерозе и недоступны другим методам диагностики: наличие атеросклеротических бляшек; их размер, форму, стабильность; степень сужения сосуда в месте расположения бляшки; распространенность процесса; наличие тромбов; аномалии развития сосудов.

Недостатком метода является большая стоимость и длительное время исследования. Подобные исследования проводятся в специализированных клиниках с участием высококвалифицированных специалистов.

Недостатком данного способа является проведение анализа в высокоспецифичной генетической лаборатории с использованием дорогостоящей аппаратуры, участие высококвалифицированных специалистов для выполнения сложных исследований, что вносит ограничения по внедрению данного способа в реальную клиническую практику.

Несмотря на значительные успехи в улучшении диагностики и терапии ишемической болезни сердца (ИБС), рост сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) среди молодых людей неуклонно растет во всем мире (4). Это обусловлено главным образом ростом факторов риска ССЗ. Одним из таких факторов риска является избыточная масса тела, особенно абдоминальное (висцеральное) ожирение (АО) [5,6].

Большое внимание уделяется концепции, согласно которой АО вызывает хроническую системную воспалительную реакцию слабой степени выраженности, возникающую в результате сочетания повышенной резистентности к инсулину и повышенной продукции медиаторов воспаления за счет увеличения пула висцеральных/абдоминальных адипоцитов (7, 8).

Изучение биомолекул, секретируемых висцеральными адипоцитами при АО - адипокинов, и их эффектов является важным и быстроразвивающимся направлением в современной медицинской науке. Адипокины, являясь, в том числе, эндогенными биологически активными медиаторами воспаления, секретируемыми висцеральными адипоцитами, регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность клеток и процессы их апоптоза. Адипокины обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия (9). Адипокины представляют собой широкий спектр различных биомолекул, таких как гормоны (адипонектин, резистин, лептин, висфатин), провоспалительные цитокины (интерлейкины, IL-1β, IL-6, IL-8, моноцитарно-хемоаттрактантный протеин 1 типа, МСР-1, фактор некроза опухоли альфа, TNF-α, липокалин-2, оментин-1), молекулы системы комплемента (адипсин) и сосудистого гемостаза (ингибитор активатора плазминогена 1 типа, PAI-1) и другие (10).

Известен способ прогнозирования риска развития метаболитического синдрома у пациента с абдоминальным ожирением, включающий выделение ДНК лимфоцитов из периферической крови с последующей и далее идентификацией T45G полиморфизма гена адипонектина методом полимеразной цепной реакции с последующим рестрикционным анализом. При выявлении Т45Т генотипа гена адипонектина прогнозируют риск развития метаболического синдрома. Способ является специфичным, может использоваться для раннего прогнозирования риска развития метаболического синдрома у пациентов с абдоминальным ожирением (11).

Известен способ определения фактора риска артериальной гипертензии у женщин с абдоминальным ожирением путем определения уровеня высокомолекулярного адипонектина и при значении уровня высокомолекулярного адипонектина менее 4,6 мкг/мл считают фактором риска артериальной гипертензии. Чувствительность способа составляет 89,3%, специфичность - 88,1% (12).

Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом, является способ определения риска развития ишемической болезни сердца путем биохимического исследования сыворотки крови, в которой определяют малоновый диальдегид, оксид азота, фосфолипазу А2 и эндотоксин и при повышении уровня малонового диальдегида до 14,8 мкмоль/л и более, оксида азота до 122,3 мкмоль/л и более, фосфолипазы А2 до 402,5 нг/мл и более и эндотоксина до 3,1 ЕЭ/мл и более определяют высокий риск развития ишемической болезни сердца (13).

Недостатком этого способа является проведение анализа в высокоспецифичной лаборатории, трудоемкость определения рекомендуемых авторами биохимических маркеров, что вносит ограничения по внедрению данного способа в реальную клиническую практику.

Задачей заявленного изобретения является создание неинвазивного, доступного и недорогого лабораторного способа определения вероятности наличия ИБС у пациентов молодого возраста с абдоминальным ожирением, что может быть использовано для ранней первичной профилактики ишемической болезни сердца.

Технический результат: создание неинвазивного, доступного и недорогого биохимического способа определения вероятности наличия ИБС у пациентов молодого возраста с абдоминальным ожирением, что может быть использовано для эффективной ранней диагностики.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в том, что у пациентов молодого возраста (в возрасте 18-44 лет по классификации ВОЗ) с наличием абдоминального ожирения (окружность талии (ОТ) более 80 см у женщин и более 94 см у мужчин) в сыворотке крови определяют значения следующих адипокинов (биомаркеров): лептина, адипсина и висфатина, затем полученные значения сравнивают с пороговым значением соответствующего биомаркера и при наличии двух и более значений, выходящих за пороговые значения соответствующего биомаркера, делают заключение о вероятности наличия ИБС у пациентов с абдоминальным ожирением. Способ осуществляют следующим образом.

У пациента молодого возраста с абдоминальным ожирением проводят забор крови для биохимического исследования утром натощак из локтевой вены не ранее, чем через 12 часов после последнего приема пищи. В сыворотке крови путем лабораторных исследований определяют концентрацию лептина (пг/мл), адипсина (мкг/мл), висфатина (нг/мл) и сравнивают с пороговыми числовыми значениями концентраций этих биомаркеров, равных для лептина - 3600 пг/мл, для адипсина - 4,2 мкг/мл, для висфатина - 8 нг/мл и при наличии, как минимум, двух значений биомаркеров, больше или меньше (для висфатина) порогового значения соответствующего биомаркера, делают заключение о вероятности наличия у пациента ишемической болезни сердца.

Статистический анализ предварительно проведенных исследований позволил определить условную пороговую границу по каждому обозначенному показателю на основании построения гистограмм распределения. Критерием включения пациента в обследование являлся возраст 25-44 года и наличие абдоминального ожирения, которое регистрируется при ОТ более 80 см у женщин и более 94 см у мужчин.

Пороговое значение для лептина, составило 3600 пг/мл, для адипсина составило 4,2 мкг/мл, для висфатина составило 8 нг/мл, так как при увеличении (лептин, адипсин)/снижении (висфатин) данных показателей наблюдается увеличение количества пациентов с наличием ишемической болезни сердца.

Предлагаемый способ был разработан на основе исследования популяционной выборки молодых пациентов (118 человек) в возрасте 25-44 лет. Было сформировано 3 подгруппы:

1) лица с ИБС на фоне АО - 44 человека,

2) контрольные по возрасту и полу лица без ИБС с АО - 44 человека,

3) контрольные по возрасту и полу лица без ИБС и без АО - 30 человек.

У всех пациентов кровь для биохимического исследования брали утром натощак из локтевой вены не ранее, чем через 12 часов после последнего приема пищи.

Одновременный анализ концентраций адипокинов в сыворотке крови проводили методом мультиплексного анализа на проточном флуориметре Luminex MAGPIX с использованием двух панелей (Millipore):

1) Панель HADK1MAG-61K MILLIPLEX MAP Human Adipokine Magnetic Bead Panel 1, включающая определение адипокинов: адипонектин, адипсин, липокалин-2, ингибитор активатора плазминогена 1 типа (PAI-1), резистин;

2) Панель HADK2MAG-61K MILLIPLEX MAP Human Adipokine Magnetic Bead Panel 2, включающая определение таких адипокинов, как интерлейкины 1 бета (IL-1β), IL-6, IL-8, инсулин, лептин, моноцитарно-хемоаттрактантный протеин 1 типа (МСР-1), фактор роста нервов (NGF), фактор некроза опухоли альфа (TNF-α).

Кроме того, два адипокина - висфатин и оментин-1 - были определены в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа (ИФА) на ИФА анализаторе MULTISCAN с помощью тест систем RayBiotech.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы SPSS for Windows (версия 17) с оценкой для каждой переменной медианы (Me), нижнего и верхнего квартилей. Использовались методы сравнения выборок и корреляционный анализ (U-критерий Манна-Уитни при сравнении медиан, критерий Вилкоксона, One-Way ANOVA анализ с использованием критерия Даннета для множественного сравнения. Использован 95% уровень статистической значимости).

В результате выявлены изменения концентрации некоторых адипокинов у молодых людей с ранней ИБС в сравнении с лицами без ИБС (табл. 1). Показано, что в группе лиц без ИБС уровни адипсина и лептина повышаются при наличии у пациентов абдоминального ожирения, являющегося важным фактором риска развития ИБС. Уровень такого адипокина, как висфатин, наоборот снижается в группе лиц с АО. Сравнение уровня этих адипокинов в сыворотке крови у молодых людей без ИБС и при отсутствии АО с пациентами с ИБС на фоне АО показало, что концентрации в крови адипсина и лептина, были выше в 1,32 и 4,9 раза, соответственно, а уровень висфатин, был ниже в 1,2 раза, соответственно. Уровни исследованных адипокинов человека в исследуемых группах Me [25%; 75%] представлены в таблице 1.

Проведение корреляционного анализа изучаемых показателей с некоторыми факторами риска развития ишемической болезни сердца показало, что наибольшее количество связей было выявлено для адипсина. Результаты корреляционного анализа исследуемых адипокинов и факторов риска ИБС представлены в таблице 2.

Так, адипсин совместно с протеином, стимулирующим ацетилирование, способствует поступление глюкозы в адипоциты и усиливает в них синтез триглицеридов, регулируя сывороточные уровни этих метаболитов (14). Этот факт подтверждается выявленными корреляционными связями между концентрацией адипсина и уровнем ТГ (г = 0,566).

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает быстрое выявление наличия ИБС у пациента для дальнейшей разработки тактики профилактических и лечебных мероприятий.

Изобретение иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1.

Пациентка С. (№263), возраст 41 год, ОТ 85. Клинически и инструментально подтвержден диагноз «Определенная ИБС». Диагноз ставился при наличии критериев: перенесенный крупноочаговый инфаркт миокарда (ИМ) (ЭКГ), стенокардия напряжения (опросник Роуза), ишемические изменения на ЭКГ без гипертрофии левого желудочка, нарушения ритма и проводимости (ЭКГ).

Проведен биохимический анализ сыворотки крови на содержание следующих биомаркеров:

Лептин - 4086 пг/мл

Адипсин - 4,21 мкг/мл

Висфатин - 6,30 нг/мл Полученные значения сравнили с пороговыми значениями данных биомаркеров:

Лептин - более 3600 пг/мл

Адипсин - более 4,2 мкг/мл

Висфатин - менее 8,0 нг/мл

Из исследуемого комплекса биомаркеров у пациентки три показателя выходили за пороговые значения соответствующих биомаркеров, что свидетельствует о вероятности наличия ИБС.

Пример 2.

Пациентка А. (№362), возраст 31 год, ОТ 58 см. Клинически и инструментально нет ИБС.

Проведен биохимический анализ сыворотки крови на содержание следующих биомаркеров:

Лептин - 852,9 пг/мл

Адипсин - 3,84 мкг/мл

Висфатин - 9,94 нг/мл

Полученные значения сравнили с пороговыми значениями:

Лептин - более 3600 пг/мл

Адипсин - более 4,2 мкг/мл

Висфатин - менее 8,0 нг/мл

Из исследуемого комплекса биомаркеров у пациентки все показатели не выходили за рамки пороговых значений, что свидетельствует об отсутствии ИБС.

Пример 3.

Пациентка М. (№765), возраст 44 года, ОТ 84 см - абдоминальное ожирение. Клинически, лабораторно и инструментально: нет диагноза ишемическая болезнь сердца.

Проведен биохимический анализ сыворотки крови на содержание следующих биомаркеров:

Лептин - 1775 пг/мл

Адипсин - 3,93 мкг/мл

Висфатин - 8,44 нг/мл

Полученные значения сравнили с пороговыми значениями данных биомаркеров:

Лептин - более 3600 пг/мл

Адипсин - более 4,2 мкг/мл

Висфатин - менее 8,0 нг/мл

Из исследуемого комплекса биомаркеров у пациентки все показатели не выходили за рамки пороговых значений проанализированных биомаркеров, что свидетельствует об отсутствии ИБС.

Предлагаемый способ позволяет определить у молодых людей с наличием абдоминального ожирения вероятность наличия ишемической болезни сердца. Данный способ является неинвазивным, безопасным, не требующим больших финансовых затрат, может быть выполнен в условиях клинической биохимической лаборатории.

Кроме того, данный способ позволит на ранней стадии определить возможность развития ИБС, ускорить темпы дополнительного обследования и выбор тактики лечения пациента.

Источники информации

1. На Е.Е., Bauer R.C. Emerging roles for adipose tissue in cardiovascular disease. Arterioscler Thromb Vase Biol. 2018 Aug; 38(8):e137-e144.doi: 10.1161/ATVBAHA.118.311421.

2. Carbone S., Canada J.M., Billingsley H.E., Siddiqui M.S., Elagizi A., Lavie C.J. Obesity paradox in cardiovascular disease: where do we stand? Vase Health Risk Manag. 2019 May 1; 15:89-100. doi: 10.2147/VHRM.S168946.

3. Dutheil F., Gordon B.A., Naughton G., Crendal E., Courteix D., Chaplais E., Thivel D., Lac G., Benson A.C. Cardiovascular risk of adipokines: a review. J. Int. Med. Res. 2018; 46(6): 2082-2095. doi: 10.1177/0300060517706578.

4. Roth G.A., Huffman M.D., Moran A.E., et al. Global and regional patterns in cardiovascular mortality from 1990 to 2013 Circulation, 132 (17) (2015), pp. 1667-1678

5. Krzysztoszek J., Bronikowski M. Assessment of epidemiological obesity among adults in EU countries. Ann Agric Environ Med. 2019; 26(2): 341-349. doi: 10.26444/aaem/97226.

6. Neeland I.J., Ross R., Despres J.P., Matsuzawa Y., Yamashita S., Shai I., Seidell J., Magni P., Santos R.D., Arsenault В., Cuevas A., Hu F.B., Griffin В., Zambon A., Barter P., Fruchart J.C., Eckel R.H.; International Atherosclerosis Society; International Chair on Cardiometabolic Risk Working Group on Visceral Obesity. Visceral and ectopic fat, atherosclerosis, and cardiometabolic disease: a position statement. Lancet Diabetes Endocrinol. 2019; 7(9): 715-725. doi: 10.1016/S2213-8587(19)30084-1.

7. Chait A., den Hartigh L.J. Adipose tissue distribution, inflammation and its metabolic consequences, including diabetes and cardiovascular disease. Front Cardiovasc Med. 2020; 7:22. doi: 10.3389/fcvm.2020.00022.

8. Kwaifa I.K., Bahari H., Yong Y.K., Noor S.M. Endothelial dysfunction in obesity-induced inflammation: molecular mechanisms and clinical implications. Biomolecules. 2020 Feb 13;10(2). pii: E291. doi: 10.3390/biom 10020291.

9. Francisco V., Pino J., Gonzalez-Gay M.A., Mera A., Lago F., Mobasheri A., Gualillo O. Adipokines and inflammation: is it a question of weight? Br J Pharmacol. 2018; 175(10): 1569-1579. doi: 10.1111/bph.14181.

10. Ragino Y.I., Stakhneva E.M., Polonskaya Y.V., Kashtanova E.V. The role of secretory activity molecules of visceral adipocytes in abdominal obesity in the development of cardiovascular disease: a Review. Biomolecules 2020, 10, 374. https://doi.org/10.3390/biom10030374

11. Патент RU 2471193 C1, опубл. 27.12.2012.

12. Патент RU 2549462 C1, опубл. 27.04.2015.

13. Патент RU 2532361 C1, опубл. 10.11.2014.

14. Литвинова Л.С., Кириенкова E.B., Аксенова Н.Н, Фаттахов Н.С., Вайсбейн И.З., Миронюк Н.И., Кириенкова Е.В. Сахарный диабет. 2014; 3:51-59.

Способ определения наличия ишемической болезни сердца у пациентов молодого возраста с абдоминальным ожирением, включающий определение целевых биомаркеров в сыворотке крови с последующим сравнением этих значений с пороговыми значениями соответствующих биомаркеров, отличающийся тем, что в сыворотке крови пациента определяют концентрацию лептина, адипсина и висфатина, полученные значения сравнивают с пороговым значением соответствующего биомаркера, равные для лептина - 3600 пг/мл, для адипсина - 4,2 мкг/мл, для висфатина - 8 нг/мл, и при отклонении как минимум двух значений биомаркеров от пороговых значений делают заключение о наличии ишемической болезни сердца у молодого пациента в возрасте с 25-44 года с абдоминальным ожирением, при этом для лептина и адипсина отклонением считают увеличение концентрации относительно порогового значения, а для висфатина – снижение концентрации относительно порогового значения.