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

Parameters associated with the presence of significant coronary atherosclerosis

Kotova Yu.A., Zuikova A.A., Strakhova N.V., Krasnorutskaya O.N., Esina E.Yu.

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia
Abstract. The aim of the study was to fix clinical features associated with the presence of significant coronary atherosclerosis in patients referred for coronary angiography using factor analysis.
Material and methods. 336 patients with coronary heart disease (CHD) diagnosis took part in the study. CHD presence was confirmed by diagnostic coronary angiography performing according to the Judkins method with Gensini index calculation.
Results. In the group of patients with hemodynamically significant coronary atherosclerosis, the highest values of indicators of oxidative proteins modification (OMP), homocysteine and highly sensitive C-reactive protein (hs-CRP) and the lowest values of heat shock proteins-70 (HSP70) and superoxide dismutase (SOD) activity were found. That indicates the severity of oxidative and cellular stress. According to the results of factor analysis, 6 main factors were identified which explained 75,5% of the total dispersion: endothelial dysfunction factor, constitutional factor, modifiable risk factor, lipid factor, age and prooxidant factor. The first factor turned out to be the most significant. A strong mutual correlation was demonstrated by OMP indicators, homocysteine, SOD, HSP70 and hs-CRP.
Conclusion. Use of factor analysis for obtained multivariate data statistical processing made it possible to identify and study the pathogenetic relationships between the variables, determine the most significant criteria for coronary atherosclerosis diagnosis, and calculate the hypothetical values of the selected cumulative factors individually for each patient.

Keywords

coronary atherosclerosis
Gensini index
oxidative modification of proteins
superoxide dismutase
heat shock proteins 70
homocysteine
factor analysis

Динамичное повышение качества оказания медицинской помощи жителям России, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также кажущееся улучшение общих и специальных профилактических мероприятий пока не привели к заметному изменению показателей статистики: общее число кардиологических больных из года в год не снижается (в среднем 31,8 млн человек, по данным на 2016 г.), при этом количество пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) ежегодно составляет около 7,4 млн [1].

В последнее время во многих зарубежных и российских публикациях все большее значение отводится коронарному атеросклерозу как ключевому патогенетическому звену при комплексном анализе механизмов развития ИБС [2–5].

Современные диагностические подходы не позволяют выявить значимость стеноза коронарных артерий по одним лишь клиническим данным. Болевая симп­томатика как при незначимом, так и значимом коронарном атеросклерозе может быть одинаковой, при этом прогноз больных ИБС без значимой коронарной обструкции лучше, чем у пациентов с ее наличием [6].

Цель исследования – установить признаки, связанные с наличием значимого коронарного атеросклероза, у пациентов, направленных на коронароангиографию, при помощи факторного анализа.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследовании приняли участие 336 пациентов (178 женщин и 158 мужчин) в возрасте от 47 до 75 лет (средний возраст 61,8±8,1 лет) с диагнозом ИБС, который был верифицирован стандартизированными валидизированными критериями и клинико-функциональными методами. Пациенты, включенные в исследование, находились на лечении в кардиологическом отделении № 2 БУЗ ВО «Витебская городская клиническая больница скорой медицинской помощи № 1».

Наличие ИБС подтверждалось проведением диагностической коронароангиографии по методике Judkins с расчетом индекса Gensini [7].

Всем пациентам в стационаре выполнялся полный спектр обследования с проведением антропометрии и расчетом индекса массы тела (ИМТ), определением показателей липидного профиля – общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ).

В соответствии с индексом Gensini участники были разделены на 3 группы:

  • GS0 (0 баллов по индексу Gensini) – 162 пациента без признаков коронарного атеросклероза;
  • GS1 (1–15 баллов) – 80 пациентов с гемодинамически незначимым коронарным атеросклерозом;
  • GS2 (>15 баллов) – 94 пациента с гемодинамически значимым коронарным атеросклерозом.

Оценку окислительной модификации белков (ОМБ) в сыворотке крови проводили по методике Дубининой [8]. Оптическую плотность 2,4-динитрофенилгидразонов регистрировали на спектрофотометре СФ-36: при длине волны 356 и 370 нм определялось содержание альдегидо- и кетонопроизводных динитрофенилгидразонов нейтрального характера (АДФГн и КДФГн), при длине волны 430 и 530 нм – альдегидо- и кетонопроизводных основного характера (АДФГо и КДФГо). Активность супероксиддисмутазы (СОД) оценивалась спектрофотометрическим методом. С целью определения уровня гомоцистеина использовали тест-систему для количественного определения общего L-гомоцистеина в человеческой сыворотке или плазме (фирма-производитель Axis-Shield, фирма-поставщик «БиоХимМак», Россия). Уровень высокочувствительного С-реактивного белка (вч-СРБ) устанавливался c помощью набора High sensitive Elisa Kit for C reactive protein (производитель Cloud-Clone Corp.). Уровень белков теплового шока 70 (БТШ 70) определяли с помощью набора ELISA (SEA873Hu – 96 определений; фирма-производитель Cloud-Clone Corp.).

Статистическая обработка результатов исследования выполнялась с помощью пакетов программ SPSS Statistics 20. Различия между группами определялись с помощью критерия Манна–Уитни (достоверные различия при p <0,05). Описание признаков с распределением, отличным от нормального, представлено в виде Me [Q25; Q75], где Ме – медиана, Q25 и Q75 – 25-й и 75-й квартили. Для оценки корреляционных связей между параметрами использовался критерий Спирмена. Коэффициент корреляции считался значимым при р <0,05.

Для поиска и идентификации параметров, сопоставимых с фактом наличия значимого коронарного атеросклероза у пациентов в исследовании, был проведен факторный анализ, включающий все исследуемые параметры. Для определения наиболее значимых параметров использовали критерий Кайзера и применяли метод вращения «варимакс» [9].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клинико-функциональная характеристика пациентов, включенных в исследование, представлена в таблице 1.

При оценке биохимических показателей (табл. 2) установлены достоверные межгрупповые различия по критерию Краскела–Уоллеса в уровнях ОХС и ХС ЛПНП: наиболее высокие их значения были отмечены в группе GS2. Также в группе GS2 выявлены самые высокие уровни показателей окислительной модификации белков (гомоцистеина и вч-СРБ) и самые низкие значения БТШ70 и активности СОД, что свидетельствует о выраженности окислительного и клеточного стресса.

35-1.jpg (382 KB)

При проведении корреляционного анализа установлены достоверные взаимосвязи между уровнями гомоцистеина и вч-СРБ (r=0,608; р=2,5Е-18), АДФГн (r=0,872; р=2,4Е-53), КДФГн (r=0,670; р=3,4Е-23), КДФГо (r=0,698; р=7,2Е-26), АДФГо (r=0,545; р=2,2Е-14), СОД (r=-0,620; р=3,2Е-19), БТШ70 (r=-0,806; р=1,1Е-39).

По результатам факторного анализа нами было выделено 6 основных факторов развития значимого коронарного атеросклероза, которые объяснили 75,5% совокупной дисперсии. Результаты вращения по методу «варимакс» приведены в таблице 3, где признаки сгруппированы по величине нагрузок.

36-1.jpg (280 KB)

Первый фактор включил 6 переменных: АДФГн, КДФГн, гомоцистеин, СОД, БТШ70 и вч-СРБ. Этот фактор объяснял 31% вариабельности признака, что дает возможность интерпретировать его составляющие как биохимические факторы риска (факторы дисфункции эндотелия).

Второй фактор включил ИМТ, окружность талии и мужской пол (конституциональный фактор): он отвечал за 11,4% дисперсии.

Третий фактор, объясняющий 8,9% дисперсии, включил уровни артериального давления и курения (модифицируемые факторы риска).

Четвертый фактор включил показатели липидного профиля (липидный фактор), пятый – только возраст, шестой – АДФГо и КДФГо (прооксидантный фактор)

ОБСУЖДЕНИЕ

В качестве основного метода статистической обработки полученных результатов нами был использован факторный анализ с применением критерия Кайзера. Такой методический подход позволяет выявить взаимосвязи между множеством исследуемых факторов и выделить среди них наиболее значимые.

Среди множества оцененных критериев оказалось 6 факторов, чьи собственные значения компонент были больше 1. Важно подчеркнуть, что распределение дисперсии между анализируемыми критериями было достаточно неровным, что говорит о преобладании одного над другим и большей значимости факторов, описывающих больший процент дисперсии. Также в ходе анализа было установлено четкое распределение параметров по факторам: ни один параметр не дублировался в анализируемых критериях.

Наиболее значимым оказался первый фактор (фактор дисфункции эндотелия). Сильную корреляционную взаимную связь продемонстрировали показатели окислительной модификации белков, гомоцистеин, СОД, БТШ70 и вч-СРБ.

В нашем исследовании было показано, что чем ниже уровень БТШ70, тем выраженнее коронарный атеросклероз. В ряде исследований также выявлена обратная связь между экспрессией БТШ70 и выраженностью коронарного атеросклероза [10, 11]. Гиперэкспрессия БТШ70 в сыворотке крови может отражать системное воспаление и окислительный стресс, а увеличение БТШ70 может ослаблять опо­средованные Т-клетками воспалительные реакции при коронарном атеросклерозе [12].

Окислительный стресс играет важную роль в патогенезе атеросклероза и усиливается общепризнанными сердечно-сосудистыми факторами риска [13]. Значимой проблемой формирования ОМБ является последующая инактивация фермен­тов. Альдегиды инактивируют белки теплового шока, участвующие в процессах фолдинга белков [14, 15]. ОМБ – один из процессов, усиливающих окислительный стресс и патологическое повреждение стенки артерии [16].

Повышенное содержание гомоцистеина провоцирует увеличение продукции окисленных боковых цепей ХС ЛПНП. Это приводит к увеличению образования свободных радикалов, что, в свою очередь, может вызвать повреждение эндотелия, инициирующее атеросклероз [17].

Гиперпродукция продуктов окислительной модификации белков обнаруживается уже при незначительном увеличении уровня гомоцистеина, при этом отмечается ингибирование активности антиоксидантных ферментов СОД и глутатионпероксидазы [18, 19].

Вч-СРБ опосредованно влияет на образование окисленных ХС ЛПНП, тем самым ухудшая функцию эндотелия и усиливая провоспалительные эффекты [20].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование факторного анализа для статистической обработки полученных многомерных данных позволило выявить и изучить патогенетические взаимосвязи между переменными, определить наиболее значимые для диагностики коронарного атеросклероза критерии и рассчитать гипотетические значения выделенных совокупных факторов индивидуально для каждого больного. Значимый коронарный атеросклероз был ассоциирован с повышенным уровнем АДФГн, КДФГн, гомоцистеина, вч-СРБ и пониженными значениями СОД и БТШ70. В дальнейшем полученные результаты позволят создать алгоритм персонализированной диагностики степени выраженности коронарного атеросклероза.

References

  1. Суслицына И.Н., Сукманова И.А. Факторы риска и прогнозирование развития инфаркта миокарда у мужчин различных возрастных групп. Российский кардиологический журнал. 2016; 8: 58–63. [Suspitsina I.N., Sukmanova I.A. Risk factors and prediction of miocardial infarction in males of different age. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Cardiology. 2016; 8: 58–63 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2016-8-58-63.
  2. Метельская В.А., Гаврилова Н.Е., Яровая Е.А., Бойцов С.А. Интегрированный биомаркер: возможности неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза. Российский кардиологический журнал. 2017; 6: 132–138. [Metelskaya V.A., Gavrilova N.E., Yarovaya E.A., Boytsov S.A. An integrative boimarker: opportunities for non-invasive diagnostics of coronary atherosclerosis. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Cardiology. 2017; 6: 132–138 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.15829/1560-4071-2017-6-132-138.
  3. Никоненко О.С., Хмуль К.О., Никоненко А.О. с соавт. Прогностическое значение уровней гомоцистеина и витамина Д у больных ИБС с мультифокальным атеросклерозом. Запорожский медицинский журнал. 2018; 1: 31–35. [Nykonenko O.S., Chmul K.O., Nykonenko A.O. et al. Prognostic value of homocysteine and vitamin D for patients with ischemic heart disease and multifocal atherosclerosis. Zaporozhskiy meditsinskiy zhurnal = Zaporozhye medical journal. 2018; 1: 31–35 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.14739/2310-1210.2018.1.121880.
  4. Пардо П.Г., Венникас О.Р., Кириллова Н.В. Прооксидантный и антиоксидантный статус крови мужчин, перенесших инфаркт миокарда. Клинические и экспериментальные исследования. 2009; 1: 87–89. [Pardo P.G., Vennikas O.R., Kirillova N.V. Pro-oxidant and antioxidant status of the blood of men who have suffered a myocardial infarction. Klinicheskiye i eksperimental’nye issledovaniya = Clinical and Experimental Research. 2009; 1: 87–89 (In Russ.)].
  5. Musthafa Q.A., Abdul Shukor M.F., Ismail N.A.S. et al. Oxidative status and reduced glutathione levels in premature coronary artery disease and coronary artery disease. Free Radic Res. 2017; 51(9–10): 787–98. doi: 10.1080/10715762.2017.1379602.
  6. Корок Е.В., Сумин А.Н. Сложности в диагностике обструктивных поражений коронарных артерий: роль неинвазивных тестов. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019. 1: 70–79. [Korok E.V., Sumin A.N. Challenges of diagnosis of obstructive coronary artery disease: the role of non-invasive testing. Kompleksnyye problemy serdechno-sosudistykh zabolevaniy = Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2019; 1: 70–79 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-1-70-79
  7. Концевая А.В., Мырзаматова А.О., Драпкина О.М. Биомаркеры в прогнозировании сердечно-сосудистого риска: новые возможности тропонина I. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020; 3: 219–226. [Kontsevaya A.V., Myrzamatova A.О., Drapkina O.M. Biomarkers in predicting cardiovascular risk: new prospects of troponin I. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika = Cardiovascular Therapy and Prevention. 2020; 3: 219–226 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.15829/1728-8800-2020-2584.
  8. Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод ее определения. Вопросы медицинской химии. 1995; 1: 24–26. [Dubinina E.E., Burmistrov S.O., Khodov D.A. Oxidative modification of human serum proteins, a method for its determination. Voprosy meditsinskoy khimii = Medicinal Chemistry Issues. 1995; 1: 24–26 (In Russ.)].
  9. Кузнецов В.А., Ярославская В.И., Горбатенко Е.А. с соавт. Параметры, связанные с отсутствием значимого коронарного атеросклероза, по данным Регистра проведенных операций коронарной ангиографии. Вестник Российской академии медицинских наук. 2013; 9: 27–31. [Kuznetsov V.A., Yaroslavskaya V.I., Gorbatenko E.A. et al. Parameters associated with the absence of significant coronary atherosclerosis, according to the «Register of performed coronary angiography operations». Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk = Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013; 9: 27–31 (In Russ.)]. doi: https://dx.doi.org/10.15690/vramn.v68i9.775.
  10. Xie F., Zhan R., Yan L.-C. et al. Diet-induced elevation of circulating HSP70 may trigger cell adhesion and promote the development of atherosclerosis in rats. Cell Stress Chaperones. 2016; 21(5): 907–14. doi: 10.1007/s12192-016-0716-2.
  11. Krepuska M., Szeberin Z., Sotonyi P. et al. Serum level of soluble HSP70 is associated with vascular calcification. Cell Stress Chaperones. 2011; 16(3): 257–65. doi: 10.1007/s12192-010-0237-3.
  12. Stocki P., Wang X.N., Dickinson A.M. Inducible heat shock protein 70 reduces T cell responses and stimulatory capacity of monocyte-derived dendritis cells. Journal of biological chemistry. 2012; 285(15): 12387–94. doi:10.1074/jbc.M111.307579.
  13. Безбабичева Т.С. Окислительные стресс как триггер развития атеросклеротической бляшки. Молодежь в науке: новые аргументы сборник научных работ Х Международного молодежного конкурса. Липецк. 1 марта, 2019 г.: с. 143–147. [Besbayev T.S. Oxidative stress as a trigger for the development of atherosclerotic plaque. Youth in science: new arguments collection of scientific papers of the X International Youth Competition. Lipetsk, March 1, 2019: pp 143–147 (In Russ.)].
  14. Carbone D.L., Doorn J.A., Kiebler Z. et al. Modification of heat shock protein 90 by 4-hydroxynoneneal in a rat model of chronic alcoholic liver disease. The journal of pharmacology and experimental therapeutics. 2005; 315(1): 8–15. doi: 10.1124/jpet.105.088088
  15. Курашова Н.А., Мадаева И.М., Колесникова Л.И. Экспрессия белков теплового шока HSP70 в условиях окислительного стресса. Успехи геронтологии. 2019; 4: 502–508. [Kurashova N.A., Madaeva I.M., Kolesnikova L.I. Expression of heat shock proteins HSP70 under oxidative stress. Uspekhi gerontologii = Advances in Gerontology. 2019; 4: 502–508 (In Russ.)].
  16. Gryszczynska B., Formanowicz D., Budzyn M. et al. Advanced oxidation protein products and carbonylated proteins as biomarkers of oxidative stress in selected atherosclerosis-mediated diseases. Biomed Res Int. 2017; 2017: 4975264. doi: 10.1155/2017/4975264. doi: 10.3390/ijms20163942.
  17. Kassab A., Ajmi T., Issaoui M. et al. Homocysteine enhances LDL fatty acid peroxidation promotion microalbuminuria in type 2 diabetes. Annals of clinical biochemistry. 2008; 45 (Pt 5): 476–80. doi: 10.1258/acb.2007.007125.
  18. Dwivedi M.K., Tripathi A.K., Shukla S. et al. Homocysteine and cardiovascular disease. Biotechnology and molecular biology review. 2011; 5(5): 101–07. doi: 10.5897/BMBR2011.0009.
  19. Weiss N. Mechanisms of increased vascular oxidant stress in hyperhomocysteinemia and its impact on endothelial function. Curr Drug Metab. 2005; 6(1): 27–36. doi: 10.2174/1389200052997357.
  20. Boncler M., Wu Y., Watala C. The multiple faces of C-reactive protein – physiological and pathophysiological implications in cardiovascular disease. Molecules. 2019; 24(1): 1–18. doi: 10.3390/molecules24112062.

About the Authors

Yulia A. Kotova, PhD, associate professor of the Department of outpatient therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya Str. Tel.: +7 (929) 010-71-07. E-mail: kotova_u@inbox.ru. ORCID: 0000-0003-0236-2411
Anna A. Zuikova, MD, professor, Vice rector for academic affairs, head of the Department of outpatient therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya Str. E-mail: zuikova-terapia23@mail.ru ORCID: 0000-0003-2392-3134
Natalia V. Strakhova, PhD, associate professor, head of educational Department, associate professor of the Department of outpatient therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya Str. Tel.: +7 (920) 423-66-78. E-mail: nvstrahova@gmail.com. ORCID: 0000-0002-8256-885X
Olga N. Krasnorutskaya, MD, associate professor, dean of the Faculty of general medicine, professor of the Department of outpatient therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya Str. Tel.: +7 (980) 552-03-93. E-mail: onkrasnorutckaja@rambler.ru. ORCID: 0000-0003-4796-7334
Elena Yu. Esina, MD, associate professor, professor of the Department of outpatient therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya Str. Tel.: +7 (960) 112-75-22. E-mail: elena.esina62@mail.ru. ORCID: 000-0001-7048-9428
By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.