СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ У ПАЦИЕНТОВ С ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА В РАННЕМ ГОСПИТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/50 

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.

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)², 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):

КЛДФ₁=-3,877+0,095Адп+0,246Грл-0,025ИЛ-6-0,053ФНО,

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 КЛДФ₁. Диагностическая модель позволяет достоверно выявить вероятность развития ИР у пациентов с ИМ на 1-е сутки заболевания при значениях КЛДФ₁, 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.

КЛДФ₁=-3,877+0,095*10,2+0,246*20,8-0,025*6,1-0,053*7,2=1,6747.

С учетом того, что полученное значение КЛДФ₁ 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:

КЛДФ₁=-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.

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. Способ включает исследование в крови пациента в первые сутки острого инфаркта миокарда с элевацией сегмента ST уровня инсулинемии, гликемии, свободных жирных кислот (СЖК), ретинолсвязывающего белка, фактора некроза опухоли и уровня грелина, далее на основании полученных результатов рассчитывают линейную классификационную дискриминантную функцию (КЛДФ_1-с) по формуле: КЛДФ_1-с=-3,877+0,095Адп+0,246Грл-0,025ИЛ-6-0,053ФНО,

где АДП - концентрация адипонектина, Грл - уровень грелина, ИЛ-6 - значения интерлейкина - 6, а ФНО - фактора некроза опухолей альфа, при этом вероятный риск развития инсулинорезистентности определяют при значениях КЛДФ₁, меньших точки разделения кластеров 0,4545 и максимально приближенных к центроиду -0,561. Изобретение обеспечивает повышение достоверности диагностики развития инсулинорезистентности у пациентов с острым инфарктом миокарда с элевацией сегмента ST в раннем госпитальном периоде. 2 пр., 2 ил., 2 табл.

Способ выявления инсулинорезистентности у пациентов с острым инфарктом миокарда с элевацией сегмента ST в раннем госпитальном периоде, включающий исследование в крови пациента уровня инсулинемии, гликемии, свободных жирных кислот (СЖК), ретинолсвязывающего белка, фактора некроза опухоли альфа на первые сутки начала заболевания, отличающийся тем, что дополнительно оценивают уровень грелина и на основании полученных результатов рассчитывают линейную классификационную дискриминантную функцию (КЛДФ_1-с) по формуле:
КЛДФ_1-с=-3,877 + 0,095 Адп + 0,246 Грл - 0,025 ИЛ-6 - 0,053 ФНО, где АДП - концентрация адипонектина, Грл - уровень грелина, ИЛ-6 - значения интерлейкина -6, а ФНО - фактора некроза опухолей альфа, при этом вероятный риск развития инсулинорезистентности определяют при значениях КЛДФ₁, максимально приближенных к центроиду соответствующего кластера (его значение равно -0,561) и меньших точки разделения кластеров 0,4545.