Циркадианные ритмы — это околосуточные колебания в поведении и физиологии, которые подготавливают организм к тому, чтобы лучше реагировать на изменения окружающей среды, происходящие вследствие вращения Земли [1]. Клеточные часы берут начало от цианобактерий, соответствующие механизмы найдены у всех многоклеточных организмов и сохраняются у млекопитающих. Лауреатами Нобелевской премии в 2017 г. по направлению: «Физиология и медицина» стали Джеффри Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Росбаш (Michael Rosbash) и Майкл Янг (Michael W. Young), «за открытие и исследование молекулярных механизмов, управляющих циркадианными ритмами». Это подчеркивает значимость изучения роли суточных ритмов в рамках как физиологических, так и патологических процессов. В 1960 г. Halberg и соавторы озвучили базовые принципы исследований суточных ритмов в иммунологии на примере циркадианного характера восприимчивости мышей после введения бактериального эндотоксина. Цикл сна–бодрствования — одно из наиболее изученных проявлений циркадианного ритма и соотносится как с иммунным ответом, так и с динамикой артериального давления (АД) [2]. По данным современных научных исследований, провоспалительные цитокины относятся к группе «somnogenic» (повышение синтеза во время фазы покоя), противовоспалительные цитокины, такие как IL10, активизируются после пробуждения и подавляют сон. Наибольшее количество научных статей посвящено суточным колебаниям IL1β, TNFα, IFNγ, IL6 и IL4 и IL10 [1, 3, 4, 5]. В соответствии с классическими принципами контроля уровня АД значимыми являются нейроэндокринные механизмы: моноаминергические системы (изменение физиологической активности автономной нервной системы и секреции биогенных аминов), гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая, гипоталамо-гипофизарно-щитовидная, опиоидная, ренин- ангиотензин-альдостероновая и эндотелиальная системы и вазоактивные пептиды [6, 7]. В последнее время возрос интерес к суточным ритмам и их влиянию на иммунную систему, но, несмотря на значительный прогресс в понимании этих механизмов, многие суточные фенотипы еще предстоит понять. В ряде экспериментальных исследований доказывается связь поражения органов- мишеней при ЭАГ в зависимости от времени суток [8] и процента снижения АД в ночное время [9]. Безусловно, прогредиентное течение эссенциальной артериальной гипертензии (ЭАГ) с закреплением высоких значений АД и снижением вариаций в вечернее время соотносится с уровнями некоторых цитокинов, что дает возможность предположить наличие суточных иммунных маркеров, определяющих прогрессирование сердечно-сосудистых заболеваний и обосновывает цель нашего исследования — изучить связь содержания цитокинов (интерлейкинов, молекул адгезии, факторов некроза опухоли, роста и др.), эритропоэтина в сыворотке периферической крови больных ЭАГ II стадии в утреннее и вечернее время (7.00 и 20.00 ч) со степенью снижения АД в вечернее время у данной категории пациентов.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Исследование выполняли на базе Регионального сосудистого центра ГБУЗ РМ «КБ № 4», ГБУЗ РМ «РКБ № 3» и кафедре иммунологии, микробиологии, вирусологии ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарева. В исследовании участвовали 90 пациентов (40 мужчин и 50 женщин). Группу контроля составили 50 здоровых добровольцев (сопоставимых по полу и возрасту, без признаков ЭАГ). Критерии включения пациентов в исследование: возраст 57,5 ± 1,17 лет; ЭАГ II стадии; длительность заболевания 10–14 лет; отсутствие гипотензивной терапии. Критерии исключения: ассоциированные клинические состояния, сахарный диабет I и II типов, метаболический синдром, аутоиммунные, аллергические заболевания, симптоматическая артериальная гипертензия, перенесенные за месяц до начала исследования инфекционные заболевания, психические заболевания, алкогольная/ наркотическая зависимость, отказ пациента от долгосрочного участия в исследовании. У участников исследования и членов группы контроля провели забор крови в 7.00 и 20.00 ч (интервал без приема пищи не менее 6 ч) с определением в сыворотке периферической крови IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18BP, IL37, IL6, sIL6r, LIF, sLIFr, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL10, TGF-β1, IL8, CX3CL1, CXCL10, INFγ, M-CSF, эритропоэтина и вазоактивных пептидов: NО, iNOS, eNOS, ADMA, SDMA, Nt-proСNP, Nt-proBNP (у 20% с целью проверки воспроизводимости результатов применяли метод парных сывороток, повторный забор крови через месяц: вариации в интервале 3–6%). Временные точки измерений выбрали на основе данных литературы [1, 8, 10] и собственных пилотных исследований (у 5 здоровых и 24 больных ЭАГ II стадии с разными типами суточного ритма АД определяли уровень 6 цитокинов (IL1α, LIF, sLIFr, M-CSF, эритропоэтина) в 6.00, 8.00, 12.00, 16.00, 20.00, 00.00 ч.
Уровень цитокинов сыворотки периферической крови и вазоактивных веществ определяли иммуноферментным методом на базе лаборатории кафедры иммунологии МГУ им. Н. П. Огарева (лицензия РФ № 13.01.04. 0001. Л.000005.06.11 от 23 июня 2011 г., бессрочная) на иммуноферментном анализаторе «Personal Lab TM» (Adaltis; Италия).

Всем участникам исследования специалисты Регионального сосудистого центра ГБУЗ РМ «РКБ № 4», ГБУЗ РМ «РКБ № 3» проводили суточное мониторирование АД с помощью системы Space Labs Medical 90702 (Spacelabs Medical, Inc.; США) согласно рекомендациям IV Международной согласительной конференции по проблемам СМАД в амбулаторных условиях (Бельгия, 1994 г.); данные заносили в истории болезни или амбулаторные карты пациентов. Пациенты были разделены на группы в соответствии со степенью изменения АД в ночное время (снижение на 10–20% — «Dipper»; < 10% — «Non-dipper»; повышение — «Night-peaker»).
Для статистической обработки данных использовали пакет прикладных программ Statisticа версии 8.0. (StatSoft Inc.; США) Нормальность распределения показателей определяли с помощью одновыборочного критерия Колмогорова–Смирнова. При подтверждении нормального распределения данные представляли в виде среднего арифметического (М) и стандартного отклонения (SD), для признаков с отличным от нормального распределения указывали медиану (Ме) и межквартильный размах — 25-й и 75-й процентили (С25%–С75%). В зависимости от нормальности и объема выборки использовали: для сравнения несвязанных групп — двухвыборочный t-критерий Стьюдента и критерий Манна–Уитни; для связанных групп — парный критерий Стьюдента и критерий Уилкоксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

У пациентов с ЭАГ II стадией и анамнезом заболевания 10–14 лет без гипотензивной терапии в утренние часы наблюдали в сыворотке периферической крови более высокие концентрации IL1β, IL1α, IL18, IL18BP, IL6, sIL6r, LIF, TNFα, sTNF-RI, IL10, TGF-β1, IL8, CX3CL1, CXCL10, INFγ, M-CSF, эритропоэтина (р < 0,001) на фоне меньших концентраций IL1ra (р < 0,001) по сравнению со здоровыми добровольцами (табл. 1). Анализ динамики показал увеличение уровня IL1β на 14,1% (0,37), р < 0,05; IL1α — на 14,8% (0,33), р < 0,05; IL6 — на 29,2% (0,98), р < 0,001; TNFα — на 12,3% (0,78), р < 0,01; sTNF-RI — на 12,6% (0,65), р < 0,05; на фоне снижения IL1ra на 14,6% (0,32), р < 0,01; IL10 — на 23% (0,58), р < 0,01 и sIL6r — на 30,4% (1,54), р < 0,001 в вечерние часы в группе здоровых. У пациентов с ЭАГ II стадии направление динамики изменений совпадало с группой контроля, но с достоверно большей степенью увеличения: IL1β на 21,3% (0,92), р < 0,001; IL1α — на 31,2% (1,12), р < 0,001. Наиболее выраженные патогенетически значимые отличия связаны с ростом в сыворотке периферической крови больных гипертензией содержания LIF на 16% (0,43), р < 0,01 и sLIFr — на 22% (0,63), р < 0,001; M-CSF — на 20,2% (0,42), р < 0,001 и эритропоэтина — на 36,5% (1,22), р < 0,001, а также снижением IL18BP на 11% (0,27), р < 0,05; IL37 на 21,7% (0,86), р < 0,001, что не определено в группе контроля. Данные в отношении процента роста IL6 и TNFα в вечернее время сопоставимы в двух группах (IL6 на 31% (1,02) и 29,2% (0,98), р < 0,001); TNFα на 12,3% (0,78) и на 12,2% (0,66), р < 0,01), но у здоровых на фоне снижения sIL6r (р < 0,001), что вторично уменьшает активность IL6 после 20.00 ч. У лиц на фоне повышенного АД данного протективного компонента не зарегистрировано. Анализ изменения вечерних концентраций IL10 выявил в процентном отношении сопоставимое снижение (р < 0,01) провоспалительного цитокина в группе здоровых и на фоне гипертензии — на 17% (0,58) и 15% (0,63) соответственно.
При анализе утренних и вечерних концентраций цитокинов и вазоактивных веществ выявлено усиление прямых корреляционных связей вечерних концентраций: IL1α и ADMA, r = 0,76, р < 0,01 (между дневными уровнями: r = 0,58, р < 0,05); sLIFr и SDMA, r = 0,85, р < 0,001 (между дневными уровнями: r = 0,69, р < 0,05); M-CSF и SDMA, r = 0,81, р < 0,01 (между дневными уровнями: r = 0,51, р < 0,05). Сила и направление связей между IL1β, IL1ra, IL18, IL18BP, IL37, IL6, sIL6r, LIF, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL10, TGF-β1, IL8, CX3CL1, CXCL10, INFγ и сывороточными концентрациями вазоактивных веществ в вечернее время не отличались от данных, полученных в 7.00 ч.

Зарегистрированное в ходе исследования выраженное повышение у больных ЭАГ II стадии в вечернее время концентрации некоторых цитокинов, коррелирующих с вазопрессорными факторами, актуализирует сравнение утренних/вечерних уровней цитокинов в сыворотке периферической крови с типами суточного ритма АД («Dipper»; «Non-dipper» и «Night-peaker»).
Пациенты с адекватным снижением АД в ночное время (10–20%) — группа «Dipper» — как и другие группы больных ЭАГ II стадии характеризуются более высокими концентрациями провоспалительных цитокинов, но степень и направление их изменения в вечернее время (анализ временных точек в 7.00 и 20.00) по данным 16 цитокинов (IL1β, IL18, IL18BP, IL37, LIF, sLIFr, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL8, IL10, IFNγ, CX3CL1, CXCL10, TGFβ1, M-CSF) совпадали с аналогичными показателями у здоровых лиц (табл. 2). В этой группе отличалась суточная динамика только шести показателей: системы IL6/sIL6r (менее выраженный рост в вечернее время IL6 на фоне сохранения высоких концентраций sIL6r), и в отличие от здоровых отсутствовало снижение IL1ra (является протективным элементом) и эритропоэтина при увеличении в сыворотке крови в 20.00 ч содержания IL1α (более чем на 20% при сравнении с данными, полученными в 7.00 ч). По результатам нашего исследования суточных закономерностей изменения уровней 21 цитокина в вечернее время по сравнению с утренними данными, наибольшее патогенетическое значение в аспекте прогрессирования гипертензии имеет отклонение уровней от утренней концентрации более чем на 20%, что в группе «Dipper» определено только для IL1α, который ассоциируется с увеличением ADMA в сыворотке крови больных ЭАГ II стадии.

В группе пациентов «Non-dipper» с недостаточным снижением АД в ночное время (< 10%) наблюдали более выраженное изменение содержания цитокинов в вечернее время в крови при сопоставлении со здоровыми и группой «Dipper» (табл. 2). Отношение утренних и вечерних уровней только 9 цитокинов (IL18, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL8, IFNγ, TGFβ1, CX3CL1, CXCL10) сохраняет закономерности, схожие с группой здоровых лиц. Отклонение от утренних концентраций на 20% и более с достоверным отличием от группы здоровых определено при анализе отношения между утренними и вечерними концентрациями IL1β, IL1α, IL37, LIF, sLIFr, IL10, M-CSF и эритропоэтина. Для IL37 и IL10 (по данным нашего исследования, они обладают протективными свойствами в аспекте прогрессирования гипертензии) у пациентов с недостаточным снижением АД характерно более выраженное падение в ночное время в сыворотке крови по сравнению со здоровыми, а для IL1β, IL1α, LIF, sLIFr, M-CSF, эритропоэтина — рост. Необходимо отметить, что в группе «Non-dipper» вечерние уровни IL1ra не отличаются от утренних (в группе здоровых обнаружено достоверное снижение), что также служит признаком протективности, как и в группе «Dipper», так как возникает буферный потенциал в отношении роста IL1β и IL1α.

В группе «Night-peaker» с повышением АД в ночное время тенденция суточной динамики 9 цитокинов схожа с таковой у группы здоровых (IL1ra, IL18, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL8, CX3CL1, CXCL10, TGFβ1) (табл. 2). Отклонение от утренних концентраций на 20% и более с достоверным отличием от группы здоровых выявлено при анализе ритмов показателей IL1β, IL1α, IL37, LIF, sLIFr, M-CSF, неоптерина, эритропоэтина. Для IL37 (по данным нашего исследования, с условно протективными свойствами относительно прогрессирования гипертензии) у пациентов с повышением АД характерно более выраженное падение в вечернее время в сыворотке крови при сравнении со здоровыми, а для IL1β, IL1α, LIF, sLIFr, M-CSF, неоптерина, эритропоэтина — более выраженный рост. Необходимо отметить, что в группе «Night-peaker»» вечерние уровни IL10 не отличаются от утренних (в группе здоровых достоверное снижение), и данная тенденция может быть протективной, так как они реализуют буферный потенциал в отношении роста провоспалительных цитокинов. Пациенты группы «Night-peaker» имеют схожие с пациентами группы «Non-dipper» закономерности изменения суточного синтеза цитокинов. Различия выражаются в «потере» протективного потенциала IL1ra в вечернее время в группе «Night-peaker» (определено достоверное снижение в 20.00 ч), но на фоне отмены снижения противовоспалительного цитокина IL10 (данная закономерность не регистрируется в группе «Non-dipper»), что условно выравнивает протективные линии групп «Night-peaker» и «Non-dipper». В группе «Night-peaker» определяется большая степень повышения в вечернее время уровней IL1α, M-CSF и эритропоэтина при сохранении общей тенденции пациентов категории «Non-dipper» — рост более 35% в 20.00 ч.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По литературным данным, влияние цитокинов (IL1β, TNFα, IFNγ, IL6, IL4 и IL10) на биологическую активность нейромедиаторов/нейромодуляторов, а также прямое действие на нейроны в определенных областях головного мозга способствуют регуляции архитектоники сна (наиболее изученного циркадианного ритма) [2], а значит в той или иной степени связаны с процессами, косвенно совпадающими с ритмом сна и бодрствования, в частности с изменением уровня АД. По результатам нашего исследования, анализ содержания цитокинов в сыворотке периферической крови больных с ЭАГ II стадии и длительностью заболевания 10–14 лет демонстрирует искажение динамики эндогенных суточных колебаний при сравнении со здоровыми за счет повышения степени роста в вечернее время уровня как классических цитокинов из группы «somnogenic» (IL1β, IL1α), так и малоизученных в данном аспекте LIF, sLIFr, M-CSF. У лиц без ЭАГ изменение в вечернее время уровня указанных иммунорегуляторных пептидов составляет для LIF, sLIFr, M-CSF менее 10%, а для IL1α и эритропоэтина — 10–15%. Важно отметить, что изменение по сравнению со здоровыми динамики синтеза цитокинов у больных ЭАГ II стадии при длительности заболевания 10–14 лет (без приема гипотензивных препаратов) выражается в повышении в 20.00 ч на 20% и более уровней IL1α, LIF, sLIFr, M-CSF, эритропоэтина до значений, которые, по нашим результатам, коррелируют с ростом вазоактивных веществ с прессорным действием, наиболее выраженно с уровнями ADMA и SDMA (ADMA конкурирует с L-аргинином в рамках взаимодействия с eNOS [11], SDMA — структурный изомер ADMA — влияет на этап связывания аргинина с трансмембранным переносчиком, ограничивая его доступность для eNOS и снижая последующее образование NO [12]). Данная тенденция значима в аспекте прогрессирования ЭАГ и находит подтверждение в данных последних экспериментальных международных исследований: IL1α оказывает прямое стимулирующее действие на пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов, активизирует процессы фиброзирования, а также способствует повышению экспрессии мРНК рецепторов классических вазопрессоров (ангиотензина II, эндотелина-1) на поверхности гладкомышечных клеток сосудистой стенки [13]. По нашим данным, IL1α вторично повышает уровень LIF в крови больных ЭАГ [14], что может стимулировать LIF-опосредованный ток Ca2+ и ERβ-зависимую активацию MAPK [15]; рост M-CSF подавляет активность eNOS [16], а также снижает уровень мРНК собственного рецептора IL34 (PTP-ζ) [17], что подтверждается нашими собственными данными. Снижение IL34 в сыворотке периферической крови у больных ЭАГ при росте M-CSF [18] блокирует его протективные эффекты в отношении головного мозга. Суммарно эти биологические эффекты могут запускать и закреплять изменение архитектоники сосудов со снижением вазодилатации и повышением чувствительности к вазопрессором. Данные патологические процессы реализуются на фоне снижения уровней цитокинов с протективными свойствами при ЭАГ (IL37) и без роста IL10, что наиболее выражено у лиц с патологическим искажением суточного ритма АД («Non-dipper» и «Night-peaker»).

В группе с сохранением физиологического снижения АД в ночное время более 10% («Dipper») суточные изменения уровней основных цитокинов (IL1β, IL18, IL18BP, IL37, LIF, sLIFr, TNFα, sTNF-RI, IL2, IL8, IL10, IFNγ, CX3CL1, CXCL10, TGFβ1, M-CSF) сохраняют закономерности динамики показателей, наблюдаемые у здоровых, с количественными изменениями в 20.00 ч в интервале до 15%, исключая более выраженные физиологические колебания в системе IL6/sIL6r и эритропоэтина в группе без ЭАГ. Увеличение в сыворотке уровней IL1β, IL1α, LIF, sLIFr, M-CSF и эритропоэтина более чем на 20% в 20.00 ч потенциально является одним из факторов, изменяющих тонус сосудов и центральную регуляцию АД. При этом АД недостаточно снижается в ночное время, происходит повышение уровня данных цитокинов в 20.00 ч в виде роста более чем на 35%, что ассоциируется с ростом АД в указанный временной период. Эти изменения объясняются выявленными корреляциями с вазопрессорами и согласуются с данными экспериментальных исследований, упомянутых выше. Представляет интерес изменение протективных цитокиновых механизмов при переходе от лиц без ЭАГ к группам «Dipper», «Non-dipper» и «Night-peaker»; оно иллюстрирует различие противодействия активности провоспалительных цитокинов: в группе «Dipper» аналогично лицам без ЭАГ снижается концентрация IL10 в 20.00 ч, но блокируется вечернее падение IL1ra, демонстрируя компенсаторное антагонистическое действие в отношении роста IL1β, IL1α (без снижения sIL6r, характерного для здоровых), что дает дополнительную активность IL6; в группе «Non-dipper» дополнительно формируется отрицательная динамика концентрации IL37 в 20.00 ч, и только в группе «Night-peaker» не регистрируется в вечернее время падение IL10, что указывает на формирование линии противодействия провоспалительным цитокинам, но со снижением уровня IL1ra.

ВЫВОДЫ

В ходе исследования выявлены изменения суточной динамики содержания цитокинов в сыворотке периферической крови больных ЭАГ II стадии, которые ассоциированы с формированием патологических суточных ритмов АД («Non-dipper» и «Night-peaker»), в первую очередь, за счет роста в вечернее время уровней LIF, sLIFr, M-CSF, IL1α и эритропоэтина более чем на 20%, а в группе «Night-peaker» — более чем на 35%. Пациенты с достаточным снижением АД в ночное время («Dipper») имеют более высокие уровни провоспалительных цитокинов, чем здоровые, но с сохранением суточной динамики, аналогичной таковой в группе здоровых. Глубокое понимание патофизиологической роли изменений не только количественных характеристик цитокинов сыворотки периферической крови у больных ЭАГ II стадии, но и особенностей их суточной динамики, связей с формированием патологических суточных вариаций АД может стать основой создания новых систем профилактики прогрессирования ЭАГ со снижением частоты повреждения органов-мишеней и разработкой персонализированных программ диспансеризации. Это доказывает актуальность исследований, направленных на изучение динамики физиологических показателей в связи с циркадианными ритмами.