СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ У ПАЦИЕНТОВ С ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА В РАННЕМ ГОСПИТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ
METHOD FOR EARLY HOSPITAL DETECTION OF INSULIN RESISTANCE IN PATIENTS WITH ACUTE MYOCARDIAL INFARCTION

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии и эндокринологии, и может быть использовано для выявления манифестации нарушения тканевой чувствительности к инсулину у пациентов в раннем периоде острого инфаркта миокарда.
Одним из эффективных способов профилактики развития сердечно-сосудистых заболевания (ССЗ) является контроль метаболических факторов риска. Интегральным механизмом формирования комплекса метаболических факторов гипергликемии, дислипопротеинемии и ожирения является инсулинорезистентность (ИР) - сниженная чувствительность тканей к действию инсулина по обеспечению утилизации глюкозы при нормальном (физиологическом) или повышенном уровне инсулина в плазме крови. Данный фактор риска является предиктором кардиоваскулярных событий как у женщин, так и мужчин.
Для диагностики ИР существует ряд методов разной сложности, среди которых наибольшую известность получили гиперинсулинемический эугликемический клэмп и структурные математические модели на основе внутривенного и перорального глюкозотолерантного теста или определения глюкозы и инсулина натощак (с вычислением целого ряда индексов, в том числе HOMA, QUICKI).
Известен способ определения чувствительности тканей к инсулину с помощью эугликемического гиперинсулинемического клэмпа (clamp). В его основе лежит прерывание физиологической взаимосвязи уровня глюкозы и инсулина в организме путем контролируемого поддержания концентрации глюкозы в крови на заданном нормо- или гипергликемическом уровне. Методика проведения этого теста представляет собой постоянную внутривенную инфузию инсулина со скоростью 1 МЕ/мин на 1 кг массы тела и повторные инфузии глюкозы (Reaven G.M. Pathophysiology of insulin resistance in human disease // Physiologial Reviews. - 1995, №3. - Vol.75. - P.473-486). Для выявления необходимой скорости инфузии глюкозы и поддержания эугликемии в крови пациента каждые 5 минут оценивают уровень постпрандиальной гликемии. Через определенный период времени, но не менее 120 минут, устанавливается равновесие, когда скорость инфузии глюкозы равна ее периферической утилизации. В настоящее время это делается с помощью компьютерной программы, встроенной в специальную систему для инфузий.
К недостаткам способа относят его сложность, дороговизну, необходимость наличия специальной технической поддержки и обученного персонала. Кроме того, создаваемые экспериментом условия не являются физиологичными. В связи с этим его широкое применение в современных клинических и эпидемиологических исследованиях оказывается невозможным и ограничивается рамками специальных научных исследований.
Из косвенных или расчетных индексов наибольшее распространение получил индекс НОМА или НОМА-модель (Homeostatic Model Assessment) и индекс QUICKI (Quantitative Insulin Sensitivity Chek Index), основанные на определении концентрации глюкозы и инсулина в сыворотке крови, взятой натощак (Katz A, Nambi SS, Mather K, Baron A D, Follmann D A, Sullivan G & Quon M J. Quantitative insulin sensitivity check index: a simple, accurate method for assessing insulin sensitivity in humans. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 2000 85 P.2402-241). При этом для выявления ИР в сыворотке крови определяют не только концентрацию глюкозы, но и уровень инсулина натощак с последующим расчетом индексов HOMA-IR (HOMA-%B) и QUICKI. Недостатком способа является недостаточная диагностическая чувствительность и специфичность, не позволяющая выявлять ИР у относительно здоровых лиц. Кроме того, применение способа затруднено отсутствием норм для разных возрастных групп.
2
Известен способ скрининговой диагностики инсулинорезистентности, при котором у пациентов проводят однократный забор крови из локтевой вены натощак после 12 часового голода, затем в сыворотке крови ферментативным колориметрическим методом определяют показатели холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ), а также концентрацию глюкозы (ГЛ) гемоксидазным методом (Пат. №2493566, Рос. Федерация: МПК G01N 33/50. G01N 33/92. Способ скрининговой диагностики инсулинорезистентности [Текст] / Г.Е. Ройтберг, Т.И. Ушакова, Ж.В. Дорош, О.О. Шархун, Е.А. Трубино; заявитель и патентообладатель ОАО «Медицина» (RU). - №2012121496/15; заявл. 25.05.12; опубл. 20.09.13, Бюл. 26. - 10 с.). При этом показатель инсулинорезистентности (ИМ) рассчитывали по формуле: МИ=(ТГ·ГЛ):(ХСЛПВП), и при значениях МИ≥7,0 диагностируют инсулинорезистентность.
Известен способ выявления скрытой инсулинорезистентности, при котором в сыворотке крови, взятой натощак, определяют уровень глюкозы (Г), триглицеридов (ТГ) и концентрацию аполипопротеинов AI (апо AI) и AII (апо AII). Скрытую инсулинорезистентность выявляют даже при нормальных уровнях Г и ТГ по величине молярного отношения апо AII/апо AI≥0,35 (Пат. №2367339, Рос. Федерация: МПК A61B 5/00, G01N 33/92. Способ выявления скрытой инсулинорезистентности [Текст] / О.В. Александрович, И.H. Озерова, А.Д. Деев, H.В. Перова, В.А. Метельская, Р.Г. Оганов; заявитель и патентообладатель ФГУ «ПТИЦ ПМ Росмедтехнологии» (RU). - №2008125215/14; заявл. 24.06.08; опубл. 20.09.09, Бюл. 26. - 8 с.).
Недостатком указанных способов является известный факт развития инфаркта миокарда при отсутствии изменений общепринятых показателей липидного профиля. Согласно данным Ansell B.J., Watson K.E. et al., 2003, почти 20% проявлений острого коронарного синдрома происходит при отсутствии изменений общепринятых липидных показателей кардиоваскулярного риска (ХС, ХС ЛПНП, ТАГ, апо белков), около 40% коронарных событий происходят при нормальных уровнях ХС ЛПВП.
Наиболее близким к заявляемому, является способ определения маркеров инсулинорезистентности у больных инфарктом миокарда, при котором на 1-е и 12-е сутки после развития инфаркта миокарда с элевацией сегмента ST в сыворотке крови определяют содержание свободных жирных кислот (СЖК), постпрандиальные значения глюкозы, C-пептида и инсулина, а также уровень ингибитора активатора плазминогена (Груздева, О.В. Маркеры инсулинорезистентности у больных инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST. / О.В. Груздева, О.Л. Барбараш, О.Е. Акбашева, Е.И. Паличева и др. // Российский кардиологический журнал. - 2011. - №6. - С.9-13).
Недостатком способа является невысокая диагностическая чувствительность и специфичность указанных маркеров, которую по данным литературы можно увеличить за счет комбинации с регуляторными факторами липидного и углеводного обменов - адипокинами, а также провоспалительными маркерами.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение достоверности диагностики развития инсулинорезистентности у пациентов с острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST в раннем госпитальном периоде.
Технический результат достигается за счет того, что в сыворотке крови больного определяют уровни метаболических маркеров и регуляторных медиаторов в 1 сутки острого ИМпST, а вероятный риск рассчитывают с помощью диагностической модели.
Изучение механизмов развития ИР при патологических процессах, в том числе при инфаркте миокарда, представляет собой актуальную проблему. Наличие ИР у пациентов с ИМ имеет прогностическую ценность в отношении развития неблагоприятного исхода заболевания в течение 3-летнего периода.
Для выявления прогностически значимых показателей по отношению к выявлению инсулинорезистентности, на базе ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН, проведено исследование, включающее 200 пациентов (130 мужчин и 70 женщин в возрасте 61,4±1,12 лет) с диагнозом острый инфаркт миокарда с элевацией сегмента ST. В контрольную группу были включены 33 человека без заболеваний сердечно-сосудистой системы, сопоставимых по возрасту и полу. На первом этапе исследования всем пациентам был определен индекс QUICKI и соответственно его значениям пациенты с ИМ были разделены на 2 группы: с ИР (N=154) и без ИР (n=46).
В рамках настоящего исследования для анализа были отобраны 13 биохимических маркеров, такие как традиционные маркеры углеводного метаболизма, липидтранспортной системы крови, эндокринных клеток жировой ткани (адипокины) и гастроинтестинальных клеток желудка (грелин) и маркеров воспаления. Был определен вклад каждого показа-геля в прогностическую модель развития инсулинорезистентности при остром инфаркте миокарда с элевацией сегмента ST (таблица 1).
Таблица 1
Показатель
1-е сутки ИМ
12-е сутки ИМ
ОШ
95%-й ДИ
p
AUC*
ОШ
95%-й ДИ
p
AUC*
Глюкоза, ммоль/л
1,17
0,97-1,40
0,09
0,58
3,65
1,79-7,41
<0,001
0,79
Инсулин, мМЕ/мл
1,10
1,04-1,17
0,002
0,76
3,65
1,79-7,41
<0,001
0,98
C-пептид, нг/мл
1,08
0,72-1,62
0,71
0,58
0,10
1,02-4,33
0,04
0,64
СЖК, мкмоль/л
2,9
1,38-6,11
0,005
0,7
1,82
0,60-5,51
0,29
0,56
Адипонектин, мг/мл
0,94
0,88-1,01
0,11
0,61
0,97
0,91-1,02
0,23
0,63
Лептин, нг/мл,
1,01
0,98-1,05
0,38
0,57
1,06
1,01-1,11
0,02
0,66
Резистин, нг/мл
0,96
0,90-1,03
0,24
0,66
0,91
0,85-0,99
0,12
0,7
Ретинол-связывающий белок, мкг/л
1,01
1,01-1,02
0,003
0,74
1,01
1,00-1,02
0,004
0,75
Грелин, нг/мл
0,22
0,09-0,52
<0,001
0,87
0,57
0,42-0,76
<0,001
0,82
Фактор некроза опухоли альфа, пкг/мл
2,6
0,90-7,49
0,037
0,82
2,81
1,09-7,25
0,03
0,82
C-реактивный белок, мг/мл
1,01
0,99-1,03
0,29
0,535
1,04
1,0-1,08
0,03
0,603
Интерлейкин-6, пкг/мл
1,03
0,99-1,07
0,14
0,542
1,06
0,97-1,04
0,871
0,621
Ингибитор активатора плазминогена 1 типа, нг/мл
1,0
0,99-1,0
0,99
0,518
1,07
0,99-1,01
0,12
0,608
Примечание: AUC* - площадь под ROC-кривой; ДИ - доверительный интервал; ОШ - отношение шансов; p - достигнутый уровень значимости при сравнении с группой контроля.
Таким образом, наиболее значимыми факторами, ассоциированными с выявлением ИР в госпитальном периоде инфаркта миокарда, наряду с инсулинемией и гипергликемией являются повышенный уровень СЖК, ретинолсвязывающего белка, фактора некроза опухоли альфа и грелина.
Повышение уровня СЖК в остром периоде инфаркта миокарда было ассоциировано с трехкратным увеличением шансов развития ИР. Это связано с тем, что СЖК способны стимулировать секрецию инсулина бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, уменьшать печеночный клиренс инсулина, нарушать рецепторный и пострецепторный сигналинг, что в конечном итоге способствует прогрессированию постпрандиальной гиперинсулинемии и ИР. Повышение концентрации СЖК в плазме крови рассматривается как неблагоприятный показатель избыточной активации липолиза, нарушения энергетического гомеостаза в кардиомиоцитах и манифестации ИР при ИМ.
У пациентов с ИР в остром периоде ИМ было выявлено повышение содержания ретинолсвязывающего белка в 5 раз по сравнению с группой контроля. Роль ретинолсвязывающего белка (РСБ) в качестве независимого фактора риска инсулинорезистентности у пациентов с ИБС активно обсуждается. В представленном исследовании, повышение в сыворотке крови уровня РСБ сопровождалось индукцией в печени фермента глюконеогенеза фосфоэнолпируват карбоксикиназы и нарушении сигнализации инсулина в мышцах.
В отличие от лептина, резистина и РСБ концентрация адипонектина, обладающего протекторными свойствами, снижалась на всем протяжении госпитального периода ИМ, особенно у пациентов с ИР. Адипонектин нейтрализует липотоксическое действие СЖК, инициирующих эндотелиальную дисфункцию и ИР. По-видимому, при ИМ снижение уровня адипонектина способствует реализации липотоксического эффекта СЖК, что, безусловно, благоприятствует развитию и поддержанию ИР. Подтверждают это предположение результаты корреляционного анализа, свидетельствующие о наличии обратной зависимости между уровнем СЖК и адипонектина (r=-0,49, p=0,02).
Наличие ИР у пациентов с ИМ было взаимосвязано со снижением уровня адипонектина по сравнению со здоровыми лицами в течение всего периода наблюдения. У пациентов с ИМ и нормальной тканевой чувствительностью к инсулину концентрация адипонектина практически не отличалось от лиц контрольной группы. Очевидно, что снижение концентрации адипонектина с последующим параллельным увеличением содержания адипокинов, усиливающих ИР при ИМ, что может создавать благоприятные условия для клинической манифестации ИР.
Как видно по данным таблицы 1, наиболее чувствительным и специфичным маркером ИР в проведенном исследовании явился грелин. Следует отметить высокую диагностическую чувствительность и специфичность грелина (величина AUC составила 82-87%) как маркера ИР при ИМ.
Таблица 2
Динамика грелина у пациентов ИМпST в течение госпитального периода
Параметры
Группа контроля (n=33)
Пациенты с ИМпST
Пациенты без ИР (n=46)
Пациенты с ИР (n=154)
1-е сутки
12-е сутки
1-е сутки
12-е сутки
Грелин, нг/мл
55,2 (31,6; 90,2)
18,36* (18,14; 18,43)
18,21 (17,89; 18,73)*
15,07 (13,81; 17,59)*#
14,97 (13,57; 17,6)*&
Примечание: * - статистически значимые различия параметров с группой контроля (p<0,05); # - статистически значимые различия между группами пациентов с ИР и без ИР на 1-е сутки, (p<0,05); & - статистически значимые различия между группами с ИР и без ИР на 12-е сутки, (p<0,05).
Грелин является гастро-интестинальным эндокринным пептидом, играющим важную роль в регуляции секреции гормона роста, индукции приема пищи и энергетического гомеостаза. В то же время кардиомиоциты способны синтезировать грелин, который оказывает различные протективные эффекты, в частности, подавляет апоптоз кардиомиоцитов и улучшает функционирование левого желудочка при ишемии/реперфузии. В настоящем исследовании концентрация грелина была существенно снижена у пациентов с ИМ на протяжении всего госпитального периода, причем у пациентов с ИР изменения носили более выраженный характер. По-видимому, при ИМпST подавление секреции грелина может быть обусловлено дисбалансом в системе адипокинов, сопровождающимся дисфункцией инсулинсекретирующих клеток поджелудочной железы, нарушением липидного метаболизма и манифестацией ИР. При этом низкий уровень грелина на 1-е сутки ИМ увеличивал шансы развития ИР на 78%, а комбинация грелина со свободными жирными кислотами улучшала их диагностическую значимость в отношении ИР.
На основании полученных данных была предложена диагностическая модель, основанная на формуле линейной классификационной дискриминантной функции (КЛДФ):
1
КЛДФ=-3,877+0,095Адп+0,246Грл-0,025ИЛ-6-0,053ФНО,
1
1
при этом информативными показателями для классификации ИР оказались концентрации адипонектина (АДП), грелина (Грл), значения интерлейкина - 6 (ИЛ-6) и фактора некроза опухолей альфа (ФИО). Оценка принадлежности пациента к группе «ИР есть» или «ИР нет» производится путем расчета значения функции КЛДФ. Диагностическая модель позволяет достоверно выявить вероятность развития ИР у пациентов с ИМ на 1-е сутки заболевания при значениях КЛДФ, максимально приближенных к центроиду соответствующего кластера (его значение равно -0,561) и меньших точки разделения кластеров 0,4545.
Предложенная модель оценки риска развития ИР у пациентов с ИМпST на 1-е сутки от начала заболевания, согласно ROC-кривой, демонстрирует «отличные» классификационные свойства. Площадь под кривой равна 0,914 (95% ДИ 0,867-0,962).
Сущность предложенного изобретения поясняется рисунком, где на фиг.1 изображены центроиды канонических линейных дискриминантных функций для кластеров - есть ИР и нет ИР. При этом центроид представляет собой значение функции, получаемое при подстановке в дискриминантное уравнение средних значений предикторов в группе, 0,4545 - точка разделения - середина расстояния между центроидами -0,561 и 1,47.
Для каждого нового объекта рассчитывается значение КЛДФ и определяется соответствующая точка на координатной прямой. Объект считается принадлежащим к тому классу, чей центроид ближе.
На фиг.2 представлена ROC-кривая диагностической модели развития инсулинорезистентности у пациентов с острым ИМпST на первые сутки заболевания. При этом площадь под кривой равна - 0,914 (95% ДИ 0,867-0,962), чувствительность модели - 81,6%, специфичность - 83,9%, в 82,2% случаев - правильно классифицированные случаи ИР.
Таким образом, результаты представленного диагностического моделирования указывают на высокую значимость адипокинового дисбаланса, дефицита грелина и активации провоспалительного статуса для выявления ИР в госпитальном периоде ИМ.
Ниже представлены примеры осуществления способа.
Пример 1. Пациент К., 61 год. Поступил с диагнозом: Q-образующий инфаркт миокарда (ИМ) передней стенки левого желудочка неосложненного течения (Killip I). Анамнез отягощен АГ, гиперхолестеролемией, стенокардией I функционального класса. ИМ и ОНМК в анамнезе отсутствуют. Сопутствующей патологии не выявлено. При исследовании лабораторных показателей на 1-е сутки выявлено: адипонектин - 10,2 мг/мл; грелин 20,8 нг/мл; интерлейкин 6 (ИЛ-6) - 6,1 пкг/мл; фактор некроза опухолей альфа (ФНО альфа) - 7,2 пкг/мл.
1
КЛДФ=-3,877+0,095*10,2+0,246*20,8-0,025*6,1-0,053*7,2=1,6747.
1
С учетом того, что полученное значение КЛДФ больше чем 0,4545 (точки разделения между группами) и ближе к центроиду 1,47, сделан вывод, что у пациента отсутствует нарушенная тканевая чувствительность к инсулину.
В течение года после перенесенного острого инфаркта миокарда у пациента не было зафиксировано сердечно-сосудистых осложнений индексного ИМ.
Пример 2. Пациент Н., 53 года. Дата госпитализации 16.05.10. Диагноз при поступлении: Q-образующий ИМ передней стенки левого желудочка осложненного течения (Killip II). Анамнез отягощен АГ, курением, гиперхолестеролемией, стенокардией III функционального класса. ИМ и ОНМК в анамнезе отсутствуют. Семейный анамнез отягощен ИБС (ближайшие родственники). Сопутствующей патологии не выявлено. Лабораторные данные на 1-е сутки: адипонектин - 8,9 мг/мл; грелин 18,9 нг/мл; интерлейкин 6 (ИЛ-6) - 12,1 пкг/мл; фактор некроза опухолей альфа (ФНО альфа) - 12,7 пкг/мл.
Подставляем значения концентраций маркеров в уравнение:
1
КЛДФ=-3,877+0,095*8,9+0,246*18,9-0,025*12,1-0,053*17,7=0,4091.
С учетом того, что полученное значение меньше чем 0,4545 (точки разделения между группами) и ближе к центроиду -0,561, у пациента №1 диагностируется ИР.
В течение года (18.04.11) была повторная госпитализация данного пациента по поводу приступа нестабильной стенокардии.