При сахарном диабете 1-го типа гипергликемия у пациентов обусловлена поражением β-клеток поджелудочной железы в результате аутоиммунного процесса. Хроническое воздействие гипергликемии приводит к различным патологиям, среди которых сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной снижения ожидаемой продолжительности жизни. Однако гипергликемия — не единственная причина осложнений. Ключевая роль в развитии атеросклеротических изменений принадлежит воспалительному процессу и дислипидемии. В целом дисбаланс между повреждающими факторами и защитными механизмами является решающим условием развития осложнений при сахарном диабете 1-го типа.
В частности, отдельные исследователи сообщают о важной роли клеток — предшественников остеобластов, являющихся также источниками остеокальцина. Считается, что эти клетки ответственны за сосудистую кальцификацию при атеросклеротическом процессе. Все недавние исследования кальцинирующего фенотипа циркулирующих моноцитов учитывали только пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. При этом уровень остеокальцина, экспрессируемого на поверхности остеобластов, являлся наиболее важным маркером клеточной дифференциации при развитии атеросклеротических осложнений у пациентов с сахарным диабетом. Эти и другие исследования предоставили достаточное количество свидетельств способности циркулирующих в крови моноцитов вносить вклад в процесс эктопической оссификации.
Специфика развития сердечно-сосудистых заболеваний при сахарном диабете 1-го и 2-го типа имеет некоторые клинические и патологические отличия. Отдельное исследование для когорты пациентов с сахарным диабетом 1-го типа было проведено учеными Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School), Бостон, США. Учитывая, что окисленные липопротеины низкой плотности активируют моноциты при атеросклеротическом процессе, а также могут индуцировать остеогенную дифференциацию различных типов клеток, включая гладкомышечные и эндотелиальные, авторы исследования предположили наличие еще одного эффекта этих изменений — индукции клеточной экспрессии остеокальцина.
Участниками исследования стали 33 пациента с сахарным диабетом 1-го типа, получающие инсулинотерапию на протяжении не менее 50 лет со времени установления диагноза. Основное финансирование получено от Национального института диабета, заболеваний пищеварительной системы и почек (Division of Diabetes Endocrinology and Metabolic Diseases of the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases), США.
В авторском исследовании пониженный уровень связанного с моноцитами остеокальцина коррелировал с меньшей распространенностью сердечно-сосудистых заболеваний и более высоким уровнем холестерина липопротеинов высокой плотности. Эти данные нашли экспериментальное подтверждение в клеточных моделях: клиническое повышение уровня липопротеинов высокой плотности было связано со значительным уменьшением количества моноцитов, экспрессирующих остеокальцин под воздействием окисленных липопротеинов низкой плотности. Таким образом, потенциальная связь между повышением уровня холестерина липопротеинов низкой плотности и снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний путем уменьшения моноцитарной экспрессии остеокальцина становится очевидной.
Ряд научных источников, посвященных исследованию циркулирующих в крови мезенхимальных клеток — предшественников остеобластов, содержит данные об их способности в процессе клеточной трансформации образовывать минерализованные узелки. Важно также отметить, что моноциты являются источником мезенхимальных клеток — предшественников, которые могут дифференцироваться в остеобластоподобные клетки, тем самым способствуя атеросклеротической кальцификации. Некоторые клиницисты склонны считать, что циркулирующие миелоидные клетки с остеогенным потенциалом могут быть причиной сердечно-сосудистых заболеваний у населения в целом.
Авторами предложен механизм, который предположительно объясняет стимуляцию патологической экспрессии остеокальцина циркулирующими в крови моноцитами и подтвержденные экспериментами in vitro методы реверсного воздействия на этот процесс. Механизм состоит в том, что накопление окисленных липопротеинов низкой плотности в стенках артерий может привести к кальцификации сосудов вследствие трансдифференциации клеток эндотелия в кальцифицирующие клетки посредством регуляции Runx2, который является основным регулятором дифференциации остеобластов. Полученные данные свидетельствуют о том, что окисленные липопротеины низкой плотности способствуют прокальцифицирующему фенотипическому изменению моноцитов. Это подтверждается увеличением числа клеток, экспрессирующих остеокальцин на своей поверхности. В то же время данное изменение не связано с генетической регуляцией (по данным активности Ocn РНК), тем самым предполагая другие механизмы повышения уровня остеокальцина. Различные факторы, такие как гипергликемия, дислипидемия, хроническое воспаление и гипоксия у пациентов с сахарным диабетом, в совокупности способствуют повышению сосудистой кальцификации.
Обратная зависимость между уровнем в сыворотке крови остеокальцина моноцитов и липопротеинов высокой плотности предполагает перспективный метод использования последних для снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. В частности, более крупные и промежуточные субчастицы липопротеинов высокой плотности способствуют оттоку холестерина из стенок артерий, что попутно коррелирует с более низким уровнем остеокальцина моноцитов. Тем не менее интервенционные испытания, направленные на повышение уровня холестерина липопротеинов высокой плотности, не имели успеха в отношении снижения частоты сердечно-сосудистых событий, что свидетельствует о необходимости более глубокого анализа механизма протекторного эффекта липопротеинов высокой плотности.
Поверхностные аденозинтрифосфатсвязывающие кассетные рецепторы A1, C1 и белок SR-B1 являются основными молекулами, опосредующими действие липопротеинов высокой плотности на моноциты/макрофаги. Из них белок SR-B1, по-видимому, вносит наибольший вклад как в механизмы диффузии холестерина, так и в его обратный транспорт. Полученные авторами данные свидетельствуют о том, что SR-B1 также является ключевым рецептором регуляции экспрессии остеокальцина как при воздействии окисленных липопротеинов низкой плотности, так и липопротеинов высокой плотности, представляя собой потенциальную терапевтическую мишень. Данные, касающиеся регуляции экспрессии остеокальцина под воздействием окисленных липопротеинов низкой плотности и липопротеинов высокой плотности посредством белка SR-B1 и его связи с развитием сердечно-сосудистых заболеваний при сахарном диабете 1-го типа, представляют собой новую информацию о патофизиологии сосудистых заболеваний.
Взаимодействие между липопротеинами высокой плотности и моноцитами/макрофагами всегда считалось ключом к поддержанию здоровья кровеносных сосудов. Раньше эта связь ограничивалась влиянием липопротеинов высокой плотности на отток холестерина и противовоспалительный эффект предотвращения образования пенных клеток. Основываясь на собственных результатах, авторы предлагают использовать механизм противодействия дифференциации моноцитов в прокальцифицирующие клетки для снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний при сахарном диабете.
- Maddaloni E., Xia Y., Park K. et al. (2017) High density lipoprotein modulates osteocalcin expression in circulating monocytes: a potential protective mechanism for cardiovascular disease in type 1 diabetes. Cardiovasc. Diabetol., 16: 116.
Александр Гузий
