Роль калликреин-кининовой и ренин-ангиотензиновой систем крови в развитии эндотелиальной дисфункции при сахарном диабете 2-го типа

УДК 577.1:616.379-008.64

РОЛЬ КАЛЛИКРЕИН-КИНИНОВОЙ И РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНОВОЙ СИСТЕМ КРОВИ В РАЗВИТИИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРИ САХАРНОМ

ДИАБЕТЕ 2-го ТИПА

Изучена взаимосвязь между активностью калликреин-кининовой и ренин-ангиотензиновой системами крови и повреждением эндотелия у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Определяли показатели калликреин-кининовой и ренин-ангиотензиновой систем крови (активность калликреина, а1-протеиназного ингибитора, а2-макроглобулина, общую аргинин-эстеразную активность, активность ан-гиотензин-превращающего фермента, содержание прекалликреина) у 36 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и у 38 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа, осложненном артериальной гипертонией до и после окклюзионной пробы. Установлено, что нарушение эндотелийзависимой вазодилатации сопровождалось дисбалансом про- и антипротеолитических систем крови.

Ключевые слова: калликреин-кининовая система, ренин-ангиотензиновая система, эндотелиальная дисфункция, сахарный диабет 2-го типа.

The research goal is to study the connection between activity of kallikrein-kinin and renin-angiotensin systems of blood and endothelium damage in patients with diabetes mellitus type 2. There were determined some parameters of kallikrein-kinin and renin-angiotensin systems of blood (activity kallikrein, aj-proteinase inhibitor and a2- macroglobulin, total arginine-esterase activity, activity angiotensin-converting enzyme, concentration of prekallikrein) at 36patients with diabetes mellitus type 2 and 38 patients with diabetes mellitus type 2 complicated by an arterial hypertension before and after occlusive test. It was found that the disorder of the endothelium-dependent vasodilation was accompanied by an imbalance between pro-and antipoteolitic systems of blood.

Keywords: kallikrein-kinin system, renin-angiotensin system, endothelial dysfunction, diabetes mellitus type 2.

© 2011 г. Е.А. Черногубова, З.И. Микашинович

Ростовский государственный медицинский университет, пер. Нахичеванский, 29, г. Ростов-на-Дону, 344022, okt@rostgmu. ru

Rostov State Medical University, 29 Nakhichevanskiy Lane, Rostov-on-Don, 344022, okt@rostgmu. ru

Эндотелий сосудов играет значительную роль в поддержании «сосудистого здоровья» и в патогенезе различных заболеваний [1]. Состояние эндотелия является интегральным индексом нагрузки сосудистой стенки факторами риска атеросклероза, развития сердечно-сосудистой патологии [2]. Эндотелиальная дисфункция (ЭД), будучи системной патологией, связана с нарушением микроструктуры и секреторной функции эндотелиальных клеток - одной из наиболее значимых тканевых систем сосудистого русла. Свои эффекты эндотелий реализует посредством выделения вазоактивных веществ: вазодилататоров (оксид азота, простациклин, брадикинин) и вазоконстрикторов (эн-дотелин, свободные радикалы кислорода, тромбоксан А2, ангиотензин II) [3]. В регуляции гемостаза, тонуса сосудов, кровяного давления принимают участие важнейшие протеолитические системы крови: кал-ликреин-кининовая (ККС) и ренин-ангиотензиновая (РАС), регулирующие синтез и деградацию брадики-нина и ангиотензина II [4-6].

Среди больных сахарным диабетом частота артериальной гипертонии (АГ) и сопряженных с ней сердечно-сосудистых заболеваний, по данным различных авторов, составляет 9,5 - 55 %, а в общей популяции -1,6 - 4,1. У 80 % больных сахарным диабетом 2-го типа (СД2) повышение артериального давления предшествует манифестации гипергликемии [7]. Нарушение каких метаболических путей, протеолитиче-ских и медиаторных каскадов приводит к развитию дисфункции эндотелия не ясно. Актуальны поиск и изучение информативных маркеров развития сосудистых осложнений СД2 и разработка алгоритмов их диагностики.

Цель исследования - изучение роли ключевых протеолитических систем крови - калликреин-кини-новой и ренин-ангиотензиновой - в развитии дисфункции эндотелия при СД2 и его осложнениях.

Материал и методы исследования

Все пациенты были разделены на две клинические группы: 1-я - больные СД2 (п = 38) со средним возрастом 49,0+1,9 лет в состоянии субкомпенсации углеводного обмена; 2-я - 36 больных СД2, осложненным АГ, со средним возрастом 46,1+0,9 лет. Контролем служили практически здоровые добровольцы (п = 30), сопоставимые по возрасту и полу с больными клинических групп.

«Золотым стандартом» определения состояния эндотелия является проба с реактивной гиперемией, при которой по степени изменения диаметра плечевой артерии и скорости кровотока в условиях проведения окклюзионной пробы оценивают состояние эндоте-лийзависимой вазодилатации (ЭЗВД) [8].

До и после окклюзионной пробы в сыворотке крови определяли основные показатели ККС: активность калликреина (К) (КФ 3.4.21.8) и содержание прекал-ликреина (ПК) после отделения от других сериновых протеиназ с помощью ионообменной хроматографии на ДЭАЭ-сефадексе А-50 по скорости гидролиза ^бензоил-1-аргинин этилового эфира (БАЭЭ), инги-биторную активность а^протеиназного ингибитора

(а,1-ПИ) и а2-макроглобулина (а2-МГ) унифицированным энзиматическим методом, суммарной активности сериновых протеиназ по отношению к БАЭЭ [9, 10], активности кининазы II (ангиотензинпревращающего фермента КФ 3.4.15.1) с использованием в качестве субстрата фурилакрилоилфенилаланил-глицилглицина (ФАПГГ) [11].

Обработку полученных данных проводили общепринятыми методами медицинской статистики с использованием и-критерия Манна-Уитни с применением пакета прикладных программ Statistica 6.1. Статистически достоверными считали отличия, соответствующие оценке ошибки вероятности р<0,05.

Результаты и обсуждение

В физиологических условиях дилатационные факторы и факторы констрикции находятся в состоянии динамического равновесия. В контрольной группе не отмечено признаков нарушения функций эндотелия, а реакция сосудов на временное ограничение кровотока выражалась в увеличении более чем на 10 % диаметра плечевой артерии относительно исходного уровня. В ответ на механическое воздействие на сосуд в контрольной группе в сыворотке крови превалировали дилатационные факторы, что подтверждается увеличением на 29,02 % ^<0,05) активности калликреина при одновременном снижении на 21,43 % ^<0,05) активности его специфического ингибитора - а2-МГ, а также снижением активности ключевого фермента регулирующего давление - кининазы II (АПФ) на 30,04 % ^<0,05). Остальные показатели ККС после окклюзионной пробы не изменялись.

Суть эндотелиальной дисфункции можно определить как дисбаланс вазодилатационных и вазоконст-рикторных факторов, обеспечивающих тонус сосудов. Следует отметить, что существуют противоположные точки зрения о первичности эндотелиальной дисфункции при СД2.

По результатам окклюзионной пробы нами показано, что у 58,1 % больных первой клинической группы отсутствуют признаки дисфункции эндотелия. Проведенные исследования показали, что у больных СД2 без ЭД активность калликреина в сыворотке крови на 79,2 % фа<0,05) превышала таковую в контрольной группе, при этом содержание его профермента - прекалликреина снижалось на 35,1 % ^<0,05). Активность АПФ, суммарная активность трипсиноподобных протеиназ (БАЭЭ-эстеразная активность), ингибиторная активность а1-протеиназ-ного ингибитора и а2-макроглобулина не отличались от таковых в контрольной группе.

У 41,9 % больных первой группы отмечено развитие эндотелиальной дисфункции, связанное с увеличением активности калликреина и АПФ на 47,4 фь<0,05) и 100,9 % фь<0,05) по сравнению с больными СД2 без ЭД. Остальные показатели ККС у больных СД2 не зависели от развития ЭД и не отличались от таковых у больных СД2 без ЭД. Таким образом, развитие дисфункции эндотелия при СД2 определяется, по-видимому, интенсивностью образования и инактивации брадикинина и антиотензина II.

У больных второй группы дисфункция эндотелия отсутствовала только у 16,7 %. У пациентов СД2, осложненным развитием артериальной гипертонии без признаков дисфункции эндотелия, отмечено увеличение активности калликреина на 31,6 % (ра<0,05) на фоне снижения содержания ПК на 35,4 % (ра<0,05) по сравнению с аналогичными показателями в контрольной группе. Необходимо отметить, что развитие макрососуди-стых осложнений при СД2 при сохранении сосудодви-гательной функции эндотелия в норме не связано с активностью РАС, так как активность АПФ у этих больных не отличается от таковой в контрольной группе.

У 83,7 % больных второй группы с нарушением эндотелийзависимой вазодилатации отмечено резкое (на 180,2 % (ра<0,05) раза) увеличение активности калликреина при истощении запасов прекалликреина, содержание которого снижено на 14,9 % (ра<0,05) по сравнению с контролем. О нарушении протеиназно-ингибиторного баланса в крови при развитии эндоте-лиальной дисфункции у больных второй группы свидетельствует снижение общей активности сериновых протеиназ на 12,7 % (ра<0,05) и ингибиторной активности а2-МГ на 26,2 % (ра<0,05) по сравнению с аналогичными показателями в контрольной группе. Обращает на себя внимание увеличение активности АПФ на 57,6 % (ра<0,05).

Нарушение эндотелийзависимой вазодилатации при сочетании СД2 и артериальной гипертонии у больных сопровождалось увеличением в сыворотке крови активности калликреина и АПФ на 22,5 (рь<0,05) и 70,4 % (рь<0,05) по сравнению с аналогичными показателями у больных этой клинической группы без ЭД. Остальные показатели ККС у больных второй группы не изменялись при присоединении ЭД.

Таким образом, увеличение активности АПФ, массированный калликреиногенез у больных с макросо-судистыми осложнениями СД2 при развитии дисфункции эндотелия не ограничены повышением ин-гибиторного потенциала ККС, что приводит к истощению адаптивного потенциала ККС и РАС, дефициту вазодилатирующих факторов и нарушению сосу-додвигательной функции эндотелия.

Вазоактивные системы крови - ККС и РАС играют ведущую роль в реализации молекулярных механизмов гомеостаза при патологических состояниях разного генеза [9, 10]. Несомненный интерес представляет анализ резервных возможностей ККС и РАС на основе определения основных показателей этих систем с до и после окклюзионной пробы, что позволит оценить адаптивные возможности ведущих протеоли-тических систем крови и установить роль отдельных показателей в развитии эндотелиальной дисфункции.

После окклюзионной пробы у больных первой и второй групп без дисфункции эндотелия активность калликреина увеличилась на 21,27 (рс<0,05) и 14,7 % (рс<0,05), содержание его профермента не изменилось. Активность АПФ в сыворотке крови у больных обеих клинических групп после окклюзии также не изменялась. Обращает на себя внимание снижение и протеолитического и ингибиторного потенциала ККС крови после механического воздействия на сосуд у больных обеих групп. У больных первой и второй групп без эндотелиальной дисфункции БАЭЭ-

эстеразная активность крови снизилась на 10,3 % (рс<0,05) и 6,0 (рс<0,05), активность а2-МГ - на 36,0 (рс<0,05) и 29,7 % (рс<0,05), а активность агПИ - 42,4 (рс<0,05) и 33,7 % (рс<0,05) по сравнению с аналогичными показателями до окклюзии.

Противоположная динамика изменения изучаемых показателей ККС и РАС при развитии эндотелиаль-ной дисфункции отмечена у больных обеих клинических групп. У больных первой и второй групп при нарушении эндотелийзависимой вазодилатации после окклюзионной пробы отмечено снижение активности калликреина 38,7 (рс<0,05) и 42,7 % (рс<0,05) и АПФ на 89,6 (рс<0.05) и 68,1 % (рс<0,05). Об истощении адаптивного потенциала ККС при развитии дисфункции эндотелия свидетельствует снижение содержания прекалликреина после функциональной пробы у больных первой и второй групп на 18,8 (рс<0,05) и 15,6 % (рс<0,05). Снижение активности протеолитиче-ских ферментов ККС и РАС в крови больных с эндоте-лиальной дисфункцией во всех группах в ответ на окк-люзионную пробу усугублялось увеличением ингиби-торного потенциала крови. Ингибиторная активность а1 -ПИ увеличилась в первой группе на 51,2 % (рс<0,05) и на 81,3 (рс<0,001) во второй, активность а2-МГ увеличилась на 57,1 (рс<0,05) и 67,7 % (рс<0,05). Суммарная активность трипсиноподобных протеиназ крови у пациентов обеих групп после оклюзионной пробы увеличилась на 10,1 (рс<0,05) и 14,4 % (рс<0,05). Одновременное снижение активности калликреина, истощение его «запасов» и повышение ингибиторного потенциала ККС ограничивает активное кининообразование в ответ на окклюзию и, как следствие, является одной из причин прогрессирующего ухудшении эндотелийзависимого расслабления сосудов, особенно при сочетании СД2 и артериальной гипертонии.

Резюмируя изложенное, необходимо отметить, что развитие макрососудистых осложнений при СД2 связано, по-видимому, с истощением адаптивного потенциала ККС и РАС крови. Однако неясно, является ли дисбаланс протеиназ и ингибиторов этих протеолити-ческих систем крови инициирующим фактором или следствием эндотелиального стресса при СД2 и при сочетании его с артериальной гипертонией. Несомненно, что массированный калликреиногенез при СД2 является предпосылкой развития макрососуди-стых осложнений, а маркером повреждения эндотелия у обследованных больных может служить снижение активности АПФ и калликреина, содержания прекал-ликреина и увеличение ингибиторного потенциала крови после окклюзионной пробы. Именно уровень прекалликреина после механической деформации сосуда выступает маркером типа реагирования протео-литических систем крови в ответ на окклюзию. Увеличение содержания прекалликреина в сыворотке крови после окклюзии свидетельствует о сохранении адаптивного потенциала ККС при механической деформации сосуда, снижение, напротив, является предиктором нарушения баланса вазодилатационных и вазоконстрикторных факторов, продуцируемых эндотелием, в пользу последних.

Таким образом, нарушение ключевых протеолити-ческих систем крови - калликреин-кининовой и ре-нин-ангиотензиновой - играет ведущую роль в ремо-

делировании сосудов при СД2 [6, 12, 13]. Формирование гипертензивных состояний при СД2 связано с нарушением механизмов эндотелийзависимой вазо-дилатации и дезадаптацией ККС и РАС крови.

Литература

1. Дисфункция эндотелия, артериальная гипертония: тера-

певтические возможности / В.С. Задионченко [и др.] // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2003. Т. 2, № 2. С. 79-90.

2. Небиеридзе Д.В., Оганов Р.Г. Дисфункция эндотелия как

фактор риска атеросклероза, клиническое значение ее коррекции // Там же. № 3. С. 86-89.

3. Воробьева Е.Н., Шумахер Г.И., Осипова И.В. Роль дис-

функции эндотелия в патогенезе атеросклероза // Кар-диоваскулярная терапия и профилактика. 2006. Т. 5, № 6. С. 129-136.

4. The prothrombotic paradox of hypertension: role of the renin-

angiotensin and kallikrein-kinin systems / A.W. Dielis [et al.] // Hypertension. 2005. Vol. 46, № 6. Р. 1236-1242.

5. Shen B., El-Dahr S.S. Cross-talk of the renin-angiotensin

and kallikrein-kinin systems // Biol. Chem. 2006. Vol. 387, № 2. Р. 145-150.

6. Yoshida H., Ura N. Role of kallikrein-kinin system in blood

pressure regulation // Nippon. Rinsho. 2006. Vol. 64, № 5. P. 89-93.

Поступила в редакцию

7. Артериальная гипертензия у больных сахарным диабе-

том. Генетические аспекты и особенности терапии / М.И. Балаболкин [и др.]. М., 2003. 68 с.

8. Балахонова Т.В., Погорелова О.А., Алиджанова Х.Г. Не-

инвазивное определение функции эндотелия у больных гипертонической болезнью в сочетании с гиперхоле-стеринемией // Терапевтический архив. 1998. № 4. С. 15-19.

9. Пасхина Т.С., Кринская А.В. Упрощенный метод опре-

деления калликреиногена и калликреина в сыворотке (плазме) крови человека в норме и при некоторых патологических состояниях // Вопросы мед. химии. 1974. Т. 20, № 6. С. 660-663.

10. Нартикова В.Ф., Пасхина Т.С. Унифицированный метод

определения активности а1-антитрипсина и а2-макроглобулина в сыворотке (плазме) крови человека // Вопросы мед. химии. 1979. Т. 25, № 4. С. 494-502.

11. Голиков П.П., Николаева Н.Ю. Экспресс-метод опреде-

ления активности ангиотензинпревращающего фермента в сыворотке крови // Клин. лаб. диагностика. 1998. № 1. С. 11-13.

12. Carretero O.A. Vascular remodeling and the kallikrein-kinin

system // J. Clin. Invest. 2005. Vol. 115, № 3. P. 780-787.

13. Schmaier A.H. The plasma kallikrein-kinin system: its evo-

lution from contact activation // J. Thromb. Haemost. 2007. Vol. 5, № 12. P. 2323-2329.

20 июля 2010 г