Роль адипонектина и ирисина в патогенезе неалкогольной жировой болезни печени у больных ожирением | Дзгоева Ф.Х., Радаева О.А., Архипкин А.А., Демидова В.В., Поливанова А.Г., Мамиева Э.К.

Введение

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) стала глобальной проблемой здравоохранения, поражающей до 25% взрослого населения во всем мире [1]. НАЖБП представляет собой спектр заболеваний печени, характеризующихся накоплением жира в гепатоцитах у лиц, не злоупотребляющих алкоголем, и может прогрессировать от неалкогольного стеатоза печени до неалкогольного стеатогепатита (НАСГ), фиброза, цирроза и в конечном итоге гепатоцеллюлярной карциномы [2]. В связи с ростом распространенности ожирения, сахарного диабета типа 2 и метаболического синдрома НАЖБП рассматривается как печеночное проявление этих метаболических нарушений и является ведущей причиной хронических заболеваний печени в развитых странах [3].

Несмотря на значительный прогресс в понимании патогенеза НАЖБП, ключевые молекулярные механизмы, определяющие прогрессирование от простого стеатоза к НАСГ и фиброзу, остаются недостаточно изученными. Это создает существенные трудности в разработке эффективных терапевтических стратегий, направленных на предотвращение прогрессирования заболевания. В последние годы значительное внимание уделяется изучению роли адипокинов — гормонов, секретируемых жировой тканью, в качестве таргетных молекул в патогенезе НАЖБП.

В частности, адипонектин — цитокин с инсулиносенсибилизирующими и противовоспалительными свойствами и ирисин — миокин, высвобождающийся в ответ на физическую нагрузку и оказывающий влияние на метаболизм жировой ткани, привлекли особое внимание в качестве потенциальных регуляторов метаболизма печени [4, 5]. Низкие уровни адипонектина и дисрегуляция ирисина связаны с резистентностью к инсулину, воспалением и окислительным стрессом, которые являются ключевыми факторами развития и прогрессирования НАЖБП. В статье мы рассмотрим роль адипонектина и ирисина в патогенезе НАЖБП, сосредоточив внимание на их влиянии на метаболизм липидов, воспаление и фиброгенез в печени. Кроме того, обсудим потенциал названных адипокинов в качестве терапевтических мишеней для лечения НАЖБП.

Цель исследования — проанализировать особенности содержания цитокинов адипонектина и ирисина у российской популяции пациен­тов с НАЖБП и ожирением, выявить их роль в патогенезе прогрессирования дисфункции жировой ткани.

Материал и методы

В исследование были включены 94 участника: 60 пациентов с ожирением и НАЖБП, 19 пациентов с ожирением без НАЖБП, 15 здоровых добровольцев с нормальной массой тела без НАЖБП (контрольная группа). Все участники подписывали письменное согласие на участие в данном исследовании.

Рост и массу тела измеряли с использованием стандартизированных процедур, индекс массы тела (ИМТ) рассчитывался как показатель массы тела в килограммах, деленный на квадрат значения роста в метрах.

Критерии включения: подтверждение НАЖБП с помощью методов визуализации (ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография), отсутствие других причин поражения печени (например, вирусные гепатиты, алкогольная болезнь печени, аутоиммунные заболевания); возраст 18–65 лет; наличие избыточной массы тела или ожирение (ИМТ≥25 кг/м2); отсутствие тяжелых сопутствующих заболеваний (сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, почечной недостаточности или других состояний, которые могут повлиять на результаты исследования).

Критерии исключения: употребление значительного количества алкоголя; наличие вирусных гепатитов (HBV, HCV); аутоиммунные заболевания печени: гемохроматоз, болезнь Вильсона, врожденные нарушения метаболизма аминокислот (фенилкетонурия) и другие спе­ци­фические заболевания; прием лекарственных препаратов, которые могут влиять на метаболизм печени или аминокислотный состав (например, статины, гормональные препараты, гепатотоксичные вещества); беременность и лактация; острые инфекционные или воспалительные заболевания на момент отбора участников.

Для исследования лабораторных параметров образцы крови отбирали в вакуумные пробирки VACUETTE с активатором свертывания и гелем. В течение 1 ч после забора кровь центрифугировалась при 1800 g в течение 10–15 мин. Всю полученную сыворотку крови переносили во вторичные полипропиленовые пробирки и замораживалась при температуре -80 °C. Исследование уровней адипонектина и ирисина в сыворотке крови проводили на базе кафедры иммунологии, микробиологии и вирусологии с курсом клинической иммунологии и аллергологии ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева» (микробиологическая и иммунологическая лаборатория — лицензия № 13.01.04.0001. Л.000005.06.11, бессрочная). Анализ проводил на иммуноферментном анализаторе Personal Lab TM (Adaltis, Италия) сертифицированный специалист. Уровень адипонектина измеряли с использованием тест-системы Human Adiponectin ELISA (BioVendor, Чехия); диапазон измерений 0,026–100 мкг/мл. Уровень ирисина измеряли с использованием тест-системы Irisin ELISA (BioVendor, Чехия); диапазон измерений 1–500 нг/мл.

Статистический анализ проводился с использованием программы StatTech v. 4.7.2 (разработчик — ООО «Статтех», Россия). Количественные показатели оценивались на предмет соответствия нормальному распределению. Количественные показатели, выборочное распределение которых соответствовало нормальному, описывались с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). В качестве меры репрезентативности для средних значений указывались границы 95% доверительного интервала (ДИ). В случае отсутствия нормального распределения количественные данные описывались с помощью медианы (Me) и квартилей [Q1; Q3].

Сравнение двух групп по количественному показателю адипонектина и ирисина, распределение которого отличалось от нормального, выполнялось с помощью U-критерия Манна — Уитни.

Направление и теснота корреляционной связи между двумя количественными показателями адипонектина и ирисина оценивались с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена (при распределении показателей, отличных от нормы).

Прогностическая модель, характеризующая зависимость количественной переменной от факторов, разрабатывалась с помощью метода линейной регрессии.

Построение прогностической модели вероятности определенного исхода выполнялось при помощи метода логистической регрессии. Мерой определенности, указывающей на ту часть дисперсии, которая может быть объяснена с помощью логистической регрессии, служил коэффициент R2 Найджелкерка.

Для оценки дискриминационной способности количественных признаков при прогнозировании определенного исхода применялся метод анализа ROC-кривых. Разделяющее значение количественного признака в точке cut-off определялось по наивысшему значению индекса Юдена. Различия считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

В ходе исследования была проанализирована клинико-лабораторная характеристика пациентов с НАЖБП, демонстрирующая достаточную степень однородности показателей в основной группе с НАЖБП и ожирением / избыточной массой тела.

Важно отметить, что при сопоставлении характеристик пациентов с ожирением и НАЖБП с данными больных с ожирением, но без поражения печени, по содержанию в сыворотке крови адипонектина и ирисина определены достоверные отличия. У пациентов с ожирением и НАЖБП отмечали существенно более выраженное снижение уровней адипонектина и ирисина (табл. 1).

При этом необходимо отметить, что отличий содержания цитокинов в крови внутри групп с учетом пола выявлено не было (р>0,05).

При анализе связей изменения уровней цитокинов в крови с другими клинико-лабораторными данными определены достоверно слабая корреляция между ИМТ и ирисином (табл. 2, рис. 1) и средней силы корреляция между ИМТ и адипонектином (табл. 2, рис. 2).

При оценке связи миокина ирисина и ИМТ у пациентов с ожирением была установлена слабой тесноты обратная связь, что демонстрируется на основе анализа зависимости ирисина от ИМТ при описании уравнением линейной регрессии:

Y_ирисин = -2,067 × X_ИМТ + 148,461.

Необходимо отметить, что при увеличении ИМТ на 1,0 кг/м2 количество ирисина уменьшится на 2,067 нг/мл, полученная модель объясняет 16% наблюдаемой дисперсии ирисина. При анализе связей между адипокином адипонектином и миокином ирисином выявили повышение прямой корреляции и при описании уравнением парной линейной регрессии:

Y_{адипонектин} = 0,07 × X_ирисин + 3,258.

Продемонстрировано, что при увеличении количества ирисина на 1 нг/мл cледует ожидать увеличение количества адипонектина на 0,07 мкг/мл. Полученная модель объясняет 48,2% наблюдаемой дисперсии адипонектина.

При оценке связи адипонектина и ИМТ был также установлен рост тесноты обратной связи.

Наблюдаемая зависимость адипонектина от ИМТ описывается уравнением парной линейной регрессии:

Y_{адипонектин} = -0,255 × X_ИМТ + 16,925.

При увеличении ИМТ на 1 кг/м² содержание адипонектина уменьшается на 0,255 мкг/мл, и полученная модель объясняет 23,9% наблюдаемой дисперсии адипонектина.

Необходимо отметить, что при разделении пациентов с ожирением в зависимости от НАЖБП зарегистрирован рост силы связи у лиц с вовлечением в патологический процесс печени (табл. 3, 4). Представленные ниже графики и уравнения регрессионного анализа позволяют полученные данные применить в ходе других исследований, посвященных сравнительному анализу иммунопатогенетического вклада изменения содержания в сыворотке крови адипонектина и ирисина.

При оценке взаимодействия ирисина и адипонектина была установлена слабой тесноты обратная связь. Оценка зависимости количества ирисина от количества адипонектина описывается уравнением парной линейной регрессии:

Y_ирисин = -1,512 × X_{адипонектин} + 108,968.

При увеличении количества адипонектина на 1 мкг/мл количество ирисина уменьшается на 1,512 нг/мл. Полученная модель объясняет 6,1% наблюдаемой дисперсии ирисина.

Оценка зависимости адипонектина от количественных факторов была выполнена с помощью метода линейной регрессии.

Изучены статистические связи между содержанием в сыворотке крови адипонектина и ирисина в основной группе участников исследования (табл. 4, табл. 5).

Наблюдаемая зависимость адипонектина от ирисина описывается уравнением линейной регрессии:

Y_{адипонектин} = 13,354 — 0,041X_ирисин.

При увеличении содержания ирисина на 1 нг/мл уровень адипонектина уменьшается на 0,041 мкг/мл.

Полученная регрессионная модель характеризуется коэффициентом корреляции r_xy=0,248, что соответствует слабой тесноте связи по шкале Чеддока. Модель не была статистически значимой (p=0,306). Полученная модель объясняет 6,1% наблюдаемой дисперсии адипонектина.

Была разработана прогностическая модель для определения вероятности диагноза пациента в зависимости от ИМТ методом бинарной логистической регрессии. Число наблюдений — 94. Зависимость от ИМТ описывается уравнениями:

   P = 1 / (1 + e^-z) × 100%

   Z = -10,026 + 0,463X_ИМТ ,

где P — оценка вероятности НАЖБП, Z — значение логистической функции, X_ИМТ — ИМТ.

Полученная регрессионная модель при включении потенциальных предикторов развития НАЖБП (ирисин, адипонектин) по сравнению с моделью без предикторов является статистически значимой (p<0,001) в отношении предикции вовлечения в патологический процесс печени. Псевдо-R² Найджелкерка составил 46,0%. При увеличении ИМТ на единицу вероятность развития НАЖБП увеличивается в 1,59 раза, и это определяется, учитывая представленные выше уравнения, снижением содержания ирисина и адипонектина.

Результаты нашего исследования показывают, что у пациентов с НАЖБП и ожирением наблюдается более выраженное снижение уровней адипонектина и ирисина по сравнению с участниками, страдающими только ожирением без сопутствующей НАЖБП.

Данное наблюдение подчеркивает важную роль этих адипокинов в патогенезе НАЖБП и может указывать на их вклад в прогрессирование заболевания от простого стеатоза к более тяжелым формам, таким как НАСГ и фиброз.

Снижение уровня адипонектина у пациентов с НАЖБП согласуется с данными предыдущих исследований [6, 7]. Адипонектин, известный своими инсулиносенсибилизирующими, противовоспалительными и антифибротическими свойствами, играет ключевую роль в поддержании метаболического гомеостаза в печени. Низкие уровни адипонектина могут усугублять резистентность к инсулину, что приводит к увеличению притока свободных жирных кислот в печень, способствуя липогенезу de novo и накоплению триглицеридов. Кроме того, дефицит адипонектина может усиливать воспалительные процессы в печени, активируя провоспалительные цитокины и усиливая окислительный стресс, что в конечном итоге приводит к повреждению гепатоцитов и развитию НАСГ [8]. Более выраженное снижение уровня адипонектина у пациентов с НАЖБП и ожирением по сравнению с участниками, у которых имелось только ожирение / избыточная масса тела, может объясняться более высокой степенью инсулинорезистентности и более выраженным воспалением в жировой ткани и печени у основной группы с НАЖБП. Возможно, этот факт указывает на существование критического порога дефицита адипонектина, необходимого для инициации и поддержания патологических изменений в печени при НАЖБП.

Аналогичным образом наше исследование выявило более значительное снижение уровня ирисина у пациентов с НАЖБП и ожирением. Ирисин, секретируемый мышцами в ответ на физическую нагрузку, рассматривается как потенциальный регулятор энергетического обмена и метаболизма глюкозы. Он способствует «побурению» белой жировой ткани, повышает расход энергии и улучшает чувствительность к инсулину [9]. Снижение уровня ирисина при НАЖБП может усугублять метаболические нарушения, характерные для этого заболевания. Предыдущие исследования показали, что ирисин оказывает гепатопротективное действие, снижая накопление жира в печени, уменьшая воспаление и предотвращая фиброз [10]. Следовательно, более выраженное снижение уровня ирисина у пациентов с НАЖБП и ожирением может способствовать прогрессированию заболевания за счет ослабления его защитных эффектов в печени. Возможные механизмы, объясняющие снижение уровня ирисина при НАЖБП, включают нарушение экспрессии гена FNDC5 (предшественника ирисина) в скелетных мышцах из-за хронического воспаления и инсулинорезистентности, а также повышенный клиренс ирисина из кровотока [11].

Важно отметить, что наше исследование имеет определенные ограничения. Во-первых, это поперечное исследование, которое не позволяет установить причинно-следственные связи между уровнями адипонектина и ирисина и развитием НАЖБП. Для определения того, является ли снижение уровней этих адипокинов причиной или следствием НАЖБП, необходимы продольные исследования. Во-вторых, размер выборки мог повлиять на статистическую мощность исследования. В-третьих, мы не учитывали влияние диеты и физической активности, которые могут существенно влиять на уровни адипонектина и ирисина.

Несмотря на указанные ограничения, наши результаты подчеркивают потенциальную роль адипонектина и ирисина в качестве биомаркеров НАЖБП; предполагаем, что терапевтические стратегии, направленные на повышение уровней этих адипокинов, могут быть полезными для лечения изучаемого заболевания.

В качестве перспективного подхода к повышению уровней адипокинов у пациентов с НАЖБП можно рассматривать терапию урсодезоксихолевой кислотой (УДХК). Экспериментальные исследования показывают повышение экспрессии адипонектина после терапии УДХК у животных с моделированной НАЖБП, индуцированной высокожировой диетой [12, 13]. Помимо этого, в исследовании 2020 г. показано значимое повышение концентрации адипонектина в крови беременных пациенток с внутрипеченочным холестазом беременных после 4 и 8 нед. терапии УДХК [14].

Урсодезоксихолевая кислота способна повлиять не только на гепатологическую составляющую НАЖБП, т. е. снизить степень стеатоза и профилактировать развитие фиброза, но и оказать положительное влияние на кардиометаболические факторы риска данного заболевания [15, 16]. Метаанализ 7 исследований и 8 групп лечения продемонстрировал статистически значимое снижение уровня глюкозы натощак после терапии УДХК, метаанализ 2 групп лечения показал значимое снижение концентрации гликированного гемоглобина, а метаанализ 4 групп лечения также выявил статистически значимое снижение уровня инсулина в плазме после терапии УДХК [17]. В дополнение к этому показано, что терапия УДХК также способствует «побурению» белой жировой ткани за счет активации аутофагии и, вследствие этого, увеличению расхода энергии печенью [18]. Эти данные в совокупности позволяют предположить также положительное влияние УДХК на уровень ирисина при НАЖБП, однако подтверждение данной гипотезы требует дальнейших исследований.

Заключение

У пациентов с НАЖБП и ожирением наблюдается более выраженное снижение уровней адипонектина и ирисина по сравнению с участниками, страдающими только ожирением без сопутствующей НАЖБП. Данное наблюдение подчеркивает важную роль этих адипокинов в патогенезе НАЖБП и может указывать на их вклад в прогрессирование заболевания от простого стеатоза к более тяжелым формам, таким как НАСГ и фиброз. Полученные данные продемонстрировали значимость анализа содержания адипонектина и ирисина у пациентов с ожирением без вовлечения в патологический процесс печени, в том числе как одного из критериев ранней диа­гностики формирования НАЖБП, что может дополнить традиционные классические критерии. Будущие исследования должны быть направлены на изучение механизмов, лежащих в основе дисрегуляции адипонектина и ирисина при НАЖБП, и на оценку эффективности фармакологических и немедикаментозных методов повышения их уровней в качестве нового подхода к терапии НАЖБП. Перспективным подходом к повышению уровней адипонектина и ирисина при НАЖБП может стать терапия УДХК ввиду ее способности повышать уровень адипонектина при НАЖБП и положительного влияния на инсулинорезистентность. Дальнейшие исследования позволят разработать более эффективные стратегии профилактики и лечения НАЖБП, снижая бремя изучаемого заболевания на систему здравоохранения.