Концентрации остеокластогенных цитокинов у женщин постменопаузальноговозраста, инфицированных Helicobacter pylori | Майлян Э.А., Жадан Е.С.

Введение

Helicobacter pylori — грамотрицательная спиралевидная бактерия, которая является ведущим этиологическим фактором в этиопатогенезе различных гастродуоденальных заболеваний — от хронического активного гастрита до пептической язвы, MALT-лимфомы и аденокарциномы желудка [1]. Следует отметить, что хеликобактерная инфекция не ограничивается поражением лишь желудочно-кишечного тракта и в патологический процесс могут вовлекаться другие органы и ткани человека. H. рylori может способствовать развитию аутоиммунного поражения щитовидной железы, сахарного диабета, первичного гиперпаратиреоза, идиопатической, В12- и железодефицитной анемии, тромбоцитопенической пурпуры, болезней Паркинсона и Альцгеймера и т. д. [2, 3]. Считается, что хеликобактериоз может быть также одной из причин формирования остеопороза, особенно у женщин постменопаузального возраста [4].

Известно, что при инвазии H. pylori в слизистой оболочке желудка запускается спе­ци­фический воспалительный процесс с участием местных и гуморальных иммунных механизмов, а также индуцируется локальный иммунный ответ, который сопровождается в том числе изменениями цитокинового статуса [5]. Согласно современным представлениям цитокины играют основную роль не только в регуляции острого и хронического воспаления, но и в ремоделировании костной ткани [6, 7]. Считается, что в основе развития воспалительного процесса при инфекции H. рylori и развитии остеопороза есть общие механизмы, связанные с образованием провоспалительных цитокинов. Причем наиболее высокий уровень интерлейкинов (IL) определяется при инфицировании CagA-позитивными штаммами H. рylori [8, 9].

Цель исследования: изучить содержание остеокластогенных цитокинов IL-1β, IL-6, фактора некроза опухоли α (TNF-α) в сыворотке крови у женщин постменопаузального возраста, имеющих положительный результат теста на суммарные антитела к антигену CagA H. рylori.

Материал и методы

Анализ цитокинового профиля проводили среди 176 женщин в постменопаузе с учетом наличия (n=69) или отсутствия (n=107) у них хеликобактерной инфекции. Средний возраст пациенток составил 62 [56; 68] года, а длительность постменопаузального периода — 13 [7; 20] лет. Все пациентки были разделены на три группы в зависимости от состояния костной ткани: женщины с нормальной минеральной плотностью кости (МПК) (n=37) — контрольная группа, пациентки с остеопенией (n=82) и пациентки с остеопорозом (n=57). В группе с нормальной МПК положительный тест на хеликобактерную инфекцию был выявлен у 17 женщин, у пациенток с остеопенией — в 27 случаях и у пациенток с остеопорозом — в 25 случаях. От всех женщин было получено письменное добровольное информированное согласие.

Критерии исключения из исследования: наличие овариоэктомии, эндокринных, метаболических, гематологических и психических заболеваний, неопластических состояний, хронических заболеваний почек и печени, аутоиммунной патологии, системных заболеваний соединительной ткани, хронических воспалительных заболеваний, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, рака желудка, тяжелой и среднетяжелой форм течения гастрита, а также прием заместительной гормональной, антиостеопоротической и антихеликобактерной терапии, глюкокортикостероидных препаратов.

Для исследования МПК всем женщинам выполняли денситометрию костной ткани методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, для чего использовались денситометры Discovery W и Prodigy (США). Результаты остеоденситометрии оценивали по значению Т-критерия в стандартных отклонениях от пика костной массы (SD) согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения.

Иммунный статус оценивали посредством определения в сыворотке крови провоспалительных цитокинов — IL-1β, IL-6, TNF-α. Кроме того, в сыворотке крови определяли суммарные антитела (IgA, IgM, IgG) к антигену CagA H. рylori. Тестирование серологических показателей осуществляли с помощью наборов реагентов производства «Вектор-Бест» (РФ).

Для математической обработки результатов использовали программу MedStat. Количественную оценку сывороточных уровней цитокинов проводили исходя из показателей медианы (Ме) и интерквартильного размаха [Q1; Q3]. Сравнительный анализ показателей в двух группах выполняли с помощью U-теста Манна — Уитни. Для множественных сравнений трех независимых выборок применяли ранговый однофакторный анализ Крускала — Уоллиса. Статистически значимыми отличия считались при р<0,05.

Результаты исследования

Исследование сывороточного уровня провоспалительного цитокина IL-1β показало, что в общей группе обследованных женщин медиана и межквартильный размах уровней IL-1β составили 2,2 [1,7; 3,05] пг/мг (рис. 1). Множественное сравнение этого показателя в трех выделенных группах выявило, что концентрация IL-1β ассоци­ируется с состоянием костной ткани (р<0,001). Уровень IL-1β у женщин с остеопенией существенно превышал (р<0,05) аналогичный показатель в контрольной группе. Была увеличена продукция IL-1β и у женщин постменопаузального возраста, имеющих остеопороз.

Следующим этапом нашего исследования было проведение анализа уровней IL-1β в сыворотке крови у женщин постменопаузального возраста с положительным результатом теста на антитела к H. pylori. Анализ проводился как в общей группе, так и по отдельности в трех подгруппах: с остеопенией (n=82), с остеопорозом (n=57) и у женщин с нормальным состоянием костной ткани (n=37). Результаты определения сывороточного уровня IL-1β представлены на рисунке 2. Было установлено, что сывороточный уровень IL-1β в общей группе обследованных женщин не зависел от инфицирования H. pylori (p=0,734). Ассоциации между положительным результатом теста на антитела к H. pylori и сывороточной концентрацией IL-1β обнаружено не было и в трех отдельных подгруппах — с нормальными показателями остеоденситометрии (р=0,963), с остеопенией (р=0,364) и остеопорозом (р=0,459).

При исследовании и оценке провоспалительного цитокина TNF-α было установлено, что в общей группе обследованных женщин его уровень составил 0 [0; 0] пг/мг. Показано, что его значения ассоциируются с состоянием костной ткани у женщин в постменопаузе. Так, уровни цитокина в контрольной группе составили 0 [0; 0] пг/мл, у женщин с остеопенией — 0 [0; 0] пг/мл, а с остеопорозом — 0 [0; 3,7] пг/мл (р=0,008). У пациенток с остеопорозом концентрация TNF-α существенно превышала показатели контрольной группы (p<0,01).

В таблице представлены результаты анализа сывороточных уровней TNF-α в зависимости от полученных лабораторных данных при тестировании женщин постменопаузального возраста на суммарные антитела (IgA, IgM, IgG) к антигену CagA H. pylori. Статистический анализ проводился как в общей группе обследованных женщин, так и в подгруппах с различными показателями МПК. В общей группе показатели TNF-α в сыворотке крови достоверно не зависели от инфицирования H. рylori. Анализ в отдельных подгруппах (с нормальным состоянием костной ткани, с остеопенией и с остеопорозом) показал, что концентрации TNF-α сыворотке крови также не имели ассоциации с инфицированностью хеликобактером.

Были проанализированы также и сывороточные уровни провоспалительного цитокина IL-6. Установлено, что размах уровней этого цитокина в общей группе женщин постменопаузального возраста составил 0,9 [0,0; 2,0] пг/мг. При множественном сравнении трех групп (здоровые, с остеопенией и с остеопорозом) различия в сывороточной концентрации цитокина отсутствовали (0,4 [0; 1,4], 0,8 [0,2; 2,0] и 1,3 [0; 2,7] пг/мл соответственно, р=0,150).

На рисунке 3 представлена концентрация IL-6 в зависимости от инфицированности пациенток H. рylori. В ходе статистического анализа установлено, что в общей группе обследованных женщин концентрация цитокина в сыворотке крови не зависела от инфицирования H. рylori (р=0,069). В группе с нормальным состоянием костной ткани концентрация IL-6 в сыворотке крови также не имела ассоциации с инфицированностью хеликобактером (р=0,183). В группе же пациенток с остеопенией наличие положительных результатов серологического анализа на антитела к возбудителю H. рyloriсочеталось с повышением в 2,3 раза сывороточного показателя IL-6 по сравнению с пациентками, имеющими отрицательный ответ на суммарные антитела к хеликобактеру (р=0,016). Аналогичная картина была характерна и для больных с остеопорозом. Концентрация IL-6 в сыворотке крови у них в 2,2 раза выше, чем у женщин, имеющих остеопороз при отрицательном результате теста на антитела к H. рylori (р=0,043).

Обсуждение

Значение иммунных механизмов, которые в том числе реализуются через увеличение продукции IL-1β, IL-6 и TNF-α, в патогенезе постменопаузального остеопороза доказано многочисленными исследованиями [6, 7, 10, 11]. Указанные цитокины, стимулирующие функцию остео­кластов и усиливающие резорбцию кости, по праву именуются остеокластогенными и наряду с другими иммунными факторами (IL-10, IL-17, RANKL, OPG) играют ведущую роль в ремоделировании костной ткани в норме и при патологии.

В нашем исследовании у женщин постменопаузального возраста также было обнаружено значимое увеличение концентрации в сыворотке крови IL-1β и TNF-α при остеопорозе. Сывороточная концентрация IL-1β была также повышена и при остеопении.

Изменений же содержания IL-6 при остеопоротических нарушениях у женщин нами установлено не было. Вместе с тем мы обнаружили связь между положительным результатом серологического теста на хеликобактерную инфекцию и нарастанием концентрации IL-6 в группах пациенток с остеопенией и остеопорозом.

К настоящему времени достаточно хорошо изучены изменения в цитокиновом статусе при хеликобактериозе и заболеваниях, которые вызываются инфекцией H.  рylori. Значительное повышение в сыворотке крови уровня IL-6, а также TNF-α было обнаружено при обследовании 100 больных хеликобактериозом, в том числе 80 больных с хроническим гастритом и 20 — с язвенной болезнью желудка [12]. Аналогичные выводы были сделаны и по результатам другого исследования [13], установившего положительную ассоциацию между инфицированностью H. pylori и уровнями IL-6 и TNF-α. S. Zhang et al. [14] продемонстрировали, что у пациенток с инфекцией H. pylori могут определяться более высокие уровни не только IL-6 и TNF-α, но и IL-1β. Обнаружено увеличение продукции провоспалительных цитокинов не только в сыворотке крови, но и локально. Так, в желудочном соке у больных язвенной болезнью желудка, вызванной H. рylori, концентрации IL-1β, IL-6 и TNF-α значимо превышали норму и их уровень коррелировал со степенью обсемененности Н. рylori в слизистой оболочке гастродуоденальной зоны [15, 16].

Важно отметить, что в нашем исследовании мы оценивали цитокиновый статус у женщин с положительным серологическим тестом на СagA-положительные штаммы H. рylori. При этом необходимо учитывать, что по результатам других исследований продукция провоспалительных цитокинов может быть значительно выше у СagA-положительных пациентов, чем у серонегативных [17]. Считается, что Н. рylori потенцирует синтез провоспалительных цитокинов, под действием которых происходит угнетение секреции соляной кислоты. Последнее способствует прогрессированию воспалительного процесса, атрофических изменений слизистой оболочки желудка, созданию условий для колонизации Н. рylori в слизистой оболочке пилородуоденальной зоны [18].

Таким образом, к настоящему времени доказано, что хеликобактерная инфекция сопровождается локальным и системным воспалительным ответом, который характеризуется повышенным уровнем ряда цитокинов, включая IL-1β, TNF-α и IL-6 [18]. Как следствие, хронический воспалительный процесс, обусловленный хеликобактерной инфекцией, способствует остеокластогенезу, поскольку вышеуказанные цитокины усиливают образование и развитие остеокластов, стимулируют резорбцию кости [9].

Проведенное нами исследование показало, что из трех исследованных цитокинов только IL-6 указывает на связь хеликобактерной инфекции с развитием остеопороза. Возможно, что IL-6 в большей степени, чем IL-1β и TNF-α, способен усиливать резорбцию костной ткани. Известно, что IL-6 может непосредственно усиливать активность остеокластов и ингибировать их апоптоз, тем самым продлевая продолжительность жизни костных клеток, ответственных за резорбцию кости [13, 19]. IL-6 также может усиливать функцию остеокластов и способствовать потере костной массы опосредованно — путем активации системы OPG/RANKL/RANK [20].

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что хронический воспалительный инфекционный процесс, в том числе сопровождающийся гиперпродукцией IL-6, может как минимум быть одним из механизмов, обусловливающих стимулирующее влияние хеликобактериоза на развитие остеопороза у женщин постменопаузального возраста.

Заключение

В нашем исследовании у 176 женщин постменопаузального возраста установлены повышенные сывороточные концентрации провоспалительного IL-1β как в группе пациенток с остеопенией (p<0,05), так и в группе с остеопорозом (p<0,01). При остеопорозе также отмечается повышенная системная продукция TNF-α (p<0,01).

Изучение взаимосвязей между хеликобактерной инфекцией и изменениями цитокинового баланса позволило выявить ассоциацию наличия суммарных антител к антигену CagA H. pylori только с концентрациями IL-6. При положительном серологическом тесте на хеликобактериоз повышенные уровни IL-6 отмечаются в группе пациенток с остеопенией (р=0,016) и остеопорозом (р=0,043).

Вышеизложенные результаты исследований могут быть использованы при проведении диа­гностических и лечебно-профилактических мероприятий у женщин в постменопаузальном периоде.