ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Non-alcoholic fatty liver disease and atherosclerosis: common mechanisms of development and progression

Kuznetsova A.S., Genkel V.V., Dolgushina A.I., Shaposhnik I.I, Olevskaya E.R., Selyanina A.A., Khusainova G.M.

South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia, Chelyabinsk
Abstract. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is an urgent medical and social problem, representing the most widespread liver disease. Different mechanisms of joint progression of liver fibrosis and atherosclerosis, which determine the development of cardiovascular accidents and adverse liver-related outcomes, have now been identified. Patients with NAFLD with initially significant liver fibrosis or its progression according to the data of dynamic monitoring should be considered as patients with increased cardiovascular risk. The development and optimization of dynamic monitoring protocols by an interdisciplinary team of specialists is of critical importance for this category of patients.

Keywords

Kew words: non-alcoholic fatty liver disease
atherosclerosis
dyslipidemia
diabetes mellitus
cardiovascular events
Russian and foreign bases for citing scientific sources

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) является актуальной медико-социальной проблемой, представляя собой самое распространенное заболевание печени. Среди лиц с избыточной массой тела и ожирением она встречается более чем в 50% случаев [1]. Согласно популяционным исследованиям последних лет, распространенность неалкогольного стеатоза печени у населения экономически развитых стран мира достигает 20–35% [2]. По данным клинико-эпидемиологического исследования DIREG 2, в России распространенность НАЖБП составляет в среднем около 37,3% [3].

Естественное течение НАЖБП связано с увеличением относительного риска (ОР) развития целого ряда крупных неблагоприятных событий и заболеваний [4]. Во-первых, прогрессирование НАЖБП и развитие неалкогольного стеатогепатита (НАСГ) связано с развитием фиброза печени вплоть до формирования цирроза печени, печеночной недостаточности и гепатоцеллюлярной карциномы, требующих трансплантации печени [5, 6]. Во-вторых, НАЖБП существенно увеличивает ОР развития таких кардиометаболических заболеваний, как сахарный диабет (СД) 2-го типа, фибрилляция предсердий, ишемическая болезнь сердца (ИБС) и цереброваскулярная болезнь (ЦВБ) [7–9]. Таким образом, фиброз печени выступает одной из основных детерминант развития как неблагоприятных исходов, связанных с печенью (liver-related outcomes), так и крупных кардиоваскулярных событий, связанных с атеросклеротическими сердечно-сосудистыми заболеваниями [10, 11]. В основе прогрессирования фиброза печени и атеросклероза у пациентов с НАЖБП могут лежать общие факторы и патогенетические механизмы, изучение которых может способствовать разработке протоколов ведения пациентов с НАЖБП, и новых эффективных подходов к профилактике мультисистемных осложнений.

Цель настоящей работы – провести анализ и структурирование информации, представленной в международных наукометрических базах данных об общих патогенетических механизмах развития и прогрессирования фиброза печени и атеросклероза у пациентов с НАЖБП.

Теоретическую и методологическую основу работы составили публикации из отечественных и зарубежных баз цитирования: Web of Science, Scopus, MEDLINE (Pubmed), Российский индекс научного цитирования (РИНЦ).

ДИСЛИПИДЕМИЯ

Дислипидемия является классическим фактором развития атеросклероза, который также продемонстрировал свою значимость в качестве независимого предиктора прогрессирования фиброза печени [12]. В исследовании Méndez-Sanchez N. et al., включившем 215 пациентов с НАСГ, уровни общего холестерина (ОР 2,56; 95% доверительный интервал (ДИ): 1,04–6,31; p=0,041) и триглицеридов (ОР 2,55; 95% ДИ: 1,20–5,39; p=0,015) служили независимыми предикторами прогрессирования фиброза печени вплоть до значимого фиброза (F3–4) [13]. В крупном исследовании Julian M.T. et al. (930 пациентов в возрасте 18–75 лет) атерогенная дислипидемия независимо ассоциировалась с наличием фиброза печени (≥8,0 kPa), но только среди пациентов, страдающих СД 2-го типа [14].

В настоящее время установлены механизмы, посредством которых атерогенная дислипидемия реализует свои гепатотоксичные эффекты: это снижение митохондриального глутатиона и активация Fas-зависимого апоптоза гепатоцитов, активация кристаллами холестерина NLRP3-инфламмасом в клетках Купфера с последующей индукцией воспалительного ответа, аккумуляция холестерина в звездчатых клетках, вызывающая увеличение на них экспрессии толл-подобного рецептора 4 (TLR4) с последующим увеличением их чувствительности к трансформирующему фактору роста бета (TGFb) [15].

ОЖИРЕНИЕ, ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ

Инсулинорезистентность и СД играют ведущую роль в развитии и прогрессировании НАЖБП [16]. В экспериментальных исследованиях было показано, что наличие СД при имеющемся ожирении является независимым фактором развития и прогрессирования фиброза печени при НАСГ [17]. Применение инсулина или линаглиптина, в свою очередь, может способствовать предотвращению развития фиброза печени или уменьшению его прогрессирования [17, 18].

В проспективном исследовании Tada T. et al. с участием 1562 пациентов в возрасте 36–64 лет, наличие СД 2-го типа было связано с увеличением ОР прогрессирования фиброза печени до выраженного фиброза, оцениваемого по индексу FIB4, в 1,879 раза (95% ДИ: 1,401–2,520; p <0,001) [19]. По данным 10-летнего наблюдения, прогрессирование фиброза было установлено у 24% пациентов с СД 2-го типа и у 12,9% пациентов без СД. У пациентов с НАЖБП без СД 2-го типа инсулинорезистентность, оцениваемая по индексу HOMA, наряду с возрастом, относится к важнейшим предикторам наличия значимого фиброза печени [20].

Однин из механизмов, посредством которых ожирение и СД увеличивают риск развития и прогрессирования фиброза печени, – развитие НАСГ, который в данной категории пациентов встречается значимо чаще [21]. В то же время у пациентов с СД 2-го типа даже при нормальных значениях аминотрансфераз фиброз печени F3–F4 встречается в 12% случаев против 0% среди пациентов без СД; это свидетельствует о важности инструментального скрининга гепатофиброза у пациентов с СД независимо от наличия цитолиза [22].

С другой стороны, инсулинорезистентность и СД являются традиционными факторами риска возникновения и прогрессирования атеросклероза, что было неоднократно продемонстрировано в экспериментальных и клинических исследованиях [23].

КИШЕЧНЫЙ МИКРОБИОМ

Кишечный микробиом и его метаболиты в настоящее время рассматриваются как патогенетические агенты в развитии атеросклероза, НАЖБП и фиброза печени [24, 25]. Один из наиболее активно изучаемых метаболитов кишечной микробиоты – триметиламин-N-оксид (TMAO), синтезирующийся в печени посредством окисления триметиламина (ТМА). Субстратом для образования ТМА служат холинсодержащие нутриенты и L-карнитин, которые преобразуются в него под действием кишечного микробиома [25]. Ключевыми факторами, определяющими образование ТМАО, являются особенности диеты и состава кишечного микробиома (уровень колонизации кишечника бактериями, синтезирующими TMA) [26].

Рассматриваются несколько механизмов, посредством которых ТМАО приводит к прогрессированию атеросклероза и фиброза печени. Это вещество может инициировать и поддерживать хроническое воспаление через активацию клеток врожденного иммунитета путем увеличения экспрессии белков теплового шока, экспрессии скавенджер-рецепторов на моноцитах и макрофагах, активации NLRP3-инфламмасом [27]. Кроме того, установлено влияние ТМАО на липидный обмен. Увеличение содержания ТМАО ассоциируется с ингибированием обратного транспорта холестерина, что может способствовать аккумуляции липидов в сосудистой стенке и печени, в том числе путем нарушения обмена жирных кислот [28–30]. В настоящее время в клинических исследованиях показано, что увеличение содержания TMAO в системной циркуляции ассоциируется с прогрессированием НАЖБП [30, 31].

Профибротическое действие TMAO было подтверждено в экспериментальных исследованиях на модели тубулоинтерстициального фиброза [32]. Роль ТМАО в инициации и прогрессировании атеросклероза также доказана достаточно давно [33]. Более того, в проспективных исследованиях было продемонстрировано, что увеличение ТМАО являлось независимым предиктором развития крупных сердечно-сосудистых событий после перенесенного острого коронарного синдрома с подъемом ST [34].

В исследовании Winther S.A. et al. увеличение ТМАО у пациентов с СД 1-го типа ассоциировалось с увеличением ОР смерти от всех причин и кардиоваскулярной смерти по результатам 15-летнего наблюдения за 1159 больными [35].

РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ И ДЕГРАДАЦИЯ ЭКСТРАЦЕЛЛЮЛЯРНОГО МАТРИКСА (ЭЦМ)

Ремоделирование экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ) – критически важный процесс как в развитии фиброза печени, так и атеросклеротической бляшки (АСБ). Ключевыми регуляторами ремоделирования ЭЦМ выступают матриксные металлопротеиназы (ММП) и их тканевые ингибиторы (ТИМП), чье соотношении в физиологических условиях традиционно описывается как «динамическое равновесие» [36]. В настоящее время у человека описаны 24 различных ММП, чья роль на различных этапах фибро- и атерогенеза полностью не изучена. В экспериментальных и клинических исследованиях было установлено увеличение MМП-2, ММП-3, ММП-7, ММП-8, ММП-9, ММП-10, ММП-12 при различных болезнях печени, сопровождающихся значимым фиброзом печени [36, 37]. Напротив, у пациентов с выраженным фиброзом печени отмечалось снижение MMP-1 и увеличение содержания ТИМП-1 [38].

Возможная роль ММП в ремоделировании артерий и атерогенезе также активно изучается в последние годы. В АСБ, имеющих нестабильный фенотип, было обнаружено увеличение содержания коллагенолитических ММП, таких как ММП- 1, ММП-8 и ММП-13 [38]. Кроме того, к ММП, играющим важную роль в дестабилизации атеромы, можно отнести ММП-7, ММП-9, ММП-12, ММП-13 и ММП-14 [39–41]. Крайне важно, что в проспективных исследованиях также была показана независимая предиктивная ценность ММП в отношении развития крупных сердечно-сосудистых событий. Например, в 5-летнем наблюдательном исследовании Guizani I. et al. у пациентов с ИБС среди ММП-3, ММП-8, ММП- 9, ТИМП-1 и ТИМП-2 только увеличение ММП-3 более 9,3 нг/ мл было связано с увеличением ОР неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в 3,01 раза (95% ДИ: 1,3–6,9) [42]. У пациентов, перенесших острый коронарный синдром с подъемом сегмента ST, увеличение ММП-9 также было связано с более чем трехкратным увеличением ОР кардиоваскулярной смерти по данным двухлетнего наблюдения [43]. В работе Peeters S.A., включавшей 337 пациентов с СД 1-го типа, увеличение ММП-2 независимо ассоциировалось с риском кардиоваскулярной смерти, а увеличение ММП-1, ММП-3 и также ММП-2 – с риском смерти от всех причин [44].

Таким образом, увеличение в системной циркуляции ММП-3, ММП-7, ММП-8, ММП-9 и ММП-12 может репрезентировать, с одной стороны, фиброз печени, а с другой – наличие нестабильных АСБ, существенно увеличивающих кардиоваскулярный риск. При этом данные ММП не только являются маркерами данных состояний, но и агентами, непосредственно участвующими в атеро- и фиброгенезе. Помимо прочего, это подтверждается результатами экспериментальных исследований, в которых таргетирование ММП/ТИМП приводило к стабилизации АСБ или уменьшению фиброза печени [45–48].

ФАКТОРЫ РОСТА

TGF-β служит ключевым регулятором регенерации тканей в норме и при патологии [49], его роль в развитии фиброза в настоящее время хорошо установлена [50]. Активация сигнальных путей TGF-β ассоциируется с прогрессированием фиброза печени, а использование ингибиторов TGF-β в экспериментальных моделях приводило к замедлению прогрессирования фиброза [51–53]. Напротив, данные о роли TGF-β в атерогенезе до настоящего времени противоречивы и не позволяют сделать заключение о TGF-β как о «проатерогенном» или «атеропротективном» факторе [54]. Так, у пациентов с атеросклеротическими кардиоваскулярными заболеваниями отмечается снижение концентрации TGF-β в крови в сравнении с контролем [54]. С другой стороны, активация сигнальных путей TGF-β в эндотелиоцитах приводит к активации воспаления в сосудистой стенке, развитию и прогрессированию атеросклероза [56].

Тромбоцитарные факторы роста также играют важную роль в атеро- и фиброгенезе. По мере прогрессирования фиброза печени происходит увеличение экспрессии белка PDGFRβ на активированных звездчатых клетках [57]. Увеличение концентрации растворимого PDGFRβ является маркером наличия значимого фиброза печени у пациентов с хроническими болезнями печени и является перспективным маркером прогрессирования фиброза [58]. Активация сигнальных путей PDGFRβ в сосудистой стенке приводит к фенотипической трансформации гладкомышечных клеток, увеличению синтеза хемокинов и ЭЦМ, что, в свою очередь, способствует развитию и прогрессированию атеросклероза [59].

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Известно, что полиморфизм rs738409 в гене PNPLA3, кодирующем белок адипонутрин, ассоциирован с развитием гепатофиброза у пациентов с НАЖБП [60–63]. Так, в работе Valenti L. et al. было установлено, что наличие I148M полиморфизма гена PNPLA3 у больных с жировым гепатозом значительно увеличивает риск развития фиброза печени (OР 1,5; 95% ДИ: 1,09–2,12) [64]. Синтез PNPLA3 происходит в звездчатых клетках печени человека, и белок, кодируемый геном PNPLA3, задействован в гидролизе сложных ретиноловых эфиров. У носителей полиморфизма гена PNPLA3 I148M происходит утрата ферментативной функции белка адипонутрина, что влечет за собой развитие макровезикулярного стеатоза. Наряду с этим указанный выше полиморфизм ассоциирован и с развитием сердечно-сосудистых заболеваний [65].

По результатам многофакторного анализа Petta S. et al. было продемонстрировано, что наличие генотипа PNPLA3 GG увеличивает риск каротидного атеросклероза в 2,94 раза (95% ДИ: 1,12–7,70) [66]. Варианты гена PNPLA3 могут быть ассоциированы с атерогенезом посредством индукции высвобождения молекул адгезии ICAM-1, ответственных за миграцию моноцитов в субэндотелиальное пространство [67].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

В настоящее время идентифицирован ряд единых механизмов прогрессирования фиброза печени и атеросклероза, детерминирующих как развитие сердечно-сосудистых катастроф, так и неблагоприятных исходов, связанных с НАЖБП. Крайне важно, что эффекты фиброза печени и атеросклероза в отношении взаимного прогрессирования были установлены в проспективных мультиэтнических клинических исследованиях с большим количеством участников.

В исследование Fracanzani A.L. et al. вошли 125 пациентов с НАЖБП и 250 пациентов группы контроля, период наблюдения составлял 10 лет, за которые было зарегистрировано 35 крупных сердечно-сосудистых событий [68]. По данным мультивариантного анализа, наиболее сильными предикторами этих событий были наличие АСБ в сонных артериях (ОР 5,08; 95% ДИ: 2,56–10,9) и стеатоз (ОР 1,99; 95% ДИ: 1,01–3,94). Наличие НАЖБП также ассоциируется с прогрессированием субклинического коронарного атеросклероза, оцениваемого по индексу коронарного кальциноза (ОР 1,04; 95% ДИ: 1,02–1,05; p <0,001) независимо от других кардиоваскулярных факторов риска и наличия метаболического синдрома [69, 70]. При этом в некоторых исследованиях было продемонстрировано, что прогрессирование субклинического атеросклероза у пациентов с НАЖБП в большей степени характерно для пациентов с фиброзом печени, и именно гепатофиброз, а не стеатоз может точно репрезентировать кардиоваскулярный риск пациента [71]. Атеросклероз различных сосудистых бассейнов, в свою очередь, может также служить предиктором прогрессирования фиброза печени при НАЖБП. К примеру, наличие атеросклеротического заболевания артерий нижних конечностей связано с увеличением ОР прогрессирования фиброза печени у пациентов с НАЖБП в 1,92 раза (95% ДИ: 1,24–2,98) [72].

Таким образом, определение фиброза печени у больных с НАЖБП позволяет идентифицировать пациентов, имеющих повышенный риск прогрессирования атеросклероза. При этом значимый фиброз печени должен рассматриваться как предиктор повышенного кардиоваскулярного риска [71].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время установлены различные общие механизмы, обусловливающие прогрессирование фиброза печени и атеросклероза при НАЖБП. Оценка диагностической и прогностической ценности биомаркеров, репрезентирующих активацию ключевых сигнальных путей, может способствовать разработке протоколов проспективного наблюдения пациентов, имеющих повышенный риск прогрессирования поражения печени и развития крупных сердечно-сосудистых событий.

About the Authors

Alla S. Kuznetsova, PhD, associate professor of the Department of hospital therapy, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (968) 113-91-69. E-mail: kuzja321@mail.ru. ORCID: 0000-0002-1136-7284
Vadim V. Genkel, associate professor of the Department of propedeutics of internal diseases, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (951) 441-70-61. E-mail: henkel-07@mail.ru. ORCID: 0000-0001-5902-3803
Anastasia I. Dolgushina, MD, head of the Department of hospital therapy, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (963) 463-30-69. E-mail: dolgushinaai@yandex.ru. ORCID: 0000-0003-2569-1699
Igor I. Shaposhnik, MD, head of the Department of propedeutics of internal diseases, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (908) 823-51-20. E-mail: shaposhnik@yandex.ru. ORCID: 0000-0002-7731-7730
Elena R. Olevskaya, MD, associate professor of the Department of hospital surgery, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (922) 230-02-22. E-mail: endo74@mail.ru. ORCID: 0000-0002-7385-8505
Anna A. Selyanina, assistant at the Department of hospital therapy, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. E-mail: anna-selyanina@mail.ru. ORCID: 0000-0002-3481-8092
Guzel M.Khusainova, assistant at the Department of hospital therapy, South Ural State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russia. Address: 454092, г. Chelyabinsk, 64 Vorovskogo Str. Tel.: +7 (963) 472-98-03 E-mail: husainovagm@yandex.ru. ORCID: 0000-0001-5954-3112
By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.