В последние годы ключевым регулятором метаболизма железа признан гепсидин – небольшой гормоноподобный пептид, открытый C.H. Park и соавт. [1] в 2001 г., который контролирует поступление железа в плазму из энтероцитов и макрофагов посредством деградации клеточного экспортера железа ферропортина, что позволяет избежать как дефицита, так и перегрузки железом [2-7]. Гепсидин секретируется в печени под влиянием провоспалительных цитокинов, преимущественно – интерлейкина-6 (ИЛ-6) [5-10], который выступает в роли триггера развития анемии хронических заболеваний (АХЗ) [4-6][10].

АХЗ – анемия, встречающаяся у пациентов с острой или хронической активацией иммунной системы вследствие различных инфекционных и неинфекционных заболеваний [11]. Другие названия АХЗ в литературе – «анемия воспаления» или «цитокин-индуцированная» анемия, что отражает связь этой анемии с воспалительным процессом, лежащим в ее основе.

Ранее было выявлено уменьшение уровня гепсидина при железодефицитной анемии (ЖДА) [6][9][12], и напротив, значительное повышение уровня гепсидина у больных с воспалительными и аутоиммунными заболеваниями, инфекциями, сепсисом, заболеваниями кишечника, множественной миеломой, ожогами, а также у больных с онкологическими заболеваниями и хроническими заболеваниями почек – то есть заболеваниями, при которых АХЗ развивается наиболее часто [3][4][6][9].

При этом данные литературы по уровню гепсидина у больных хронической сердечной недостаточностью (ХСН), в прогрессировании которой, как известно, системное воспаление играет важную роль [8][13-15], и для которой характерно развитие АХЗ [10], противоречивы. Одни исследователи выявили повышенный уровень гепсидина [16], а другие – пониженный [9][17-19], в одних работах показано, что гепсидин не играет основную роль в патогенезе анемии у больных с ХСН [9][17-19], а в других, напротив, показано, что гепсидин является важным медиатором АХЗ у больных ХСН [4][6][20], так как, являясь белком острой фазы воспаления и одновременно регулятором метаболизма железа, обеспечивает связь между воспалением и возникающей анемией [4][5].

Однако вклад гепсидина в развитие АХЗ у больных с ХСН пожилого и старческого возраста, для которых характерна высокая коморбидность, в том числе, наличие различных хронических воспалительных заболеваний, исследован недостаточно. Неясно, проявляет ли гепсидин у больных ХСН с АХЗ пожилого и старческого возраста свою роль регулятора метаболизма железа и одновременно медиатора воспаления, и если да, то в какой мере [21-23]. АХЗ в этой возрастной группе значительно увеличивает риски сердечно-сосудистых событий и чаще встречается по сравнению с другими анемиями [21], ухудшает прогноз и увеличивает смертность [22][23].

Цель исследования – изучить роль гепсидина как регулятора метаболизма железа и медиатора воспаления у больных пожилого и старческого возраста ХСН с АХЗ.

В исследование включили 90 пациентов пожилого и старческого возраста (от 74 до 90 лет) с ишемической болезнью сердца: 35 больных ХСН с АХЗ (группа ХСН с АХЗ), 35 больных ХСН без анемии (группа ХСН без анемии) и 20 пациентов без клинических проявлений ХСН и лабораторных признаков анемии (контрольная группа).

Критерии включения. В группы ХСН с АХЗ и ХСН без анемии включали больных, госпитализированных по поводу ХСН III-IV функционального класса (ФК) по NYHA с умеренным нарушением функции почек (креатинин сыворотки ≤180 мкмоль/л) на момент поступления. В группу ХСН без анемии и контрольную группу включали пациентов с уровнем гемоглобина >12 г/дл. В группу ХСН с АХЗ включали больных (как мужчин, так и женщин) с уровнем гемоглобина <12 г/дл, процентом насыщения трансферрина железом (%НТЖ) <20%, как с абсолютным дефицитом железа (уровнем ферритина <100 мкг/л), так и с функциональным дефицитом железа (уровнем ферритина >100 и <300 мкг/л) [24-26] и отсутствием доказанной хронической кровопотери.

Критерии исключения: мегалобластные, гемолитические, апластические анемии, аутоиммунные и онкологические заболевания, первичные заболевания почек.

У всех участников исследовали: показатели гемограммы (гемоглобин [HGB], количество эритроцитов [RBC], средний объем эритроцитов [MCV], среднее содержание гемоглобина в эритроците [MCH], среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците [МСНС], цветовой показатель [ЦП]); показатели феррокинетики (сывороточное железо, ферритин, трансферрин, эритропоэтин, гепсидин); показатели воспаления (С-реактивный белок [СРБ], интерлейкин-6 [ИЛ-6]); для оценки тяжести ХСН – уровень N-терминального пропептида мозгового натрийуретического пептида (NTproBNP). % НТЖ рассчитывали по формуле: сывороточное железо (мкмоль/л)×3,98/трансферрин (г/л).

У всех пациентов забор крови осуществлялся натощак. Для оценки гематологических параметров использовали образцы крови, взятой в пробирках с этилендиаминтетрауксусной кислотой. Для остальных исследований использовали сыворотку, полученную путем центрифугирования образцов крови в течение 15 мин при +6°С, 3000 об/мин. СРБ, ферритин и трансферрин исследовали иммунотурбидиметрическим методом на автоматическом анализаторе SAPFIR 400 (Tokyo Boeki Medisys INC, Япония) в соответствии с инструкциями производителя реактивов (DiaSys, Германия). Гепсидин (биологически активную изоформу гепсидин-25), ИЛ-6, эритропоэтин и NT-proBNP исследовали методом иммуноферментного анализа.

Для исследований использовали следующие тестсистемы: «NT-proBNP» (Biomedica Medizinprodukte Gmbh), «Erytropoitin» (EPO) (BIOMERICA), «Human IL6 Platinum ELISA» (Bender Med Systems Gmbh, Vienna, Австрия), «Hepcidin 25 (bioactive) ELISA» (DRG Diagnostics, Marburg, Германия).

Для исключения источника кровопотери у больных ХСН с АХЗ выполняли эзофагогастродуоденоскопию и колоноскопию, а также исследовали кал на скрытую кровь иммунохроматографическим методом в соответствии с инструкциями производителя реактивов (Human, Германия).

Для оценки нарушений кардиогемодинамики всем пациентам выполняли трансторакальную эхокардиографию на ультразвуковом аппарате Aplio 500 (Toshiba, Япония) по стандартному протоколу. Для оценки длительности ХСН, частоты госпитализаций в год по поводу декомпенсаций у больных ХСН с АХЗ и ХСН без анемии анализировали медицинскую документацию (амбулаторные карты, выписки от предыдущих госпитализаций).

Тяжесть ХСН оценивали по классификации NYHA. Тяжесть хронической болезни почек оценивали по классификации KDOQI [27]. Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) рассчитывали по формуле CKDEPI. Референсные значения исследуемых показателей определяли в контрольной группе.

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет). Все участники исследования подписали информированное согласие.

Статистическая обработка данных. При статистической обработке данных использовали пакет статистических программ Statistica 8.0 (StatsoftInc., США). Сравнение средних в двух группах проводили при помощи критерия Стьюдента (t). Вероятность случайного различия средних (р) в нескольких группах определяли при помощи однофакторного дисперсионного анализа с применением post-hoc теста Ньюмена-Келлса р (NK). В таблицах приведены средние значения показателей и величины их ошибок (M±SE). Сравнение групп по сумме рангов наблюдений определяли по тесту Манна-Уитни (U). Значимость различия частот встречаемости признаков определяли по точному критерию Фишера (ТКФ) или критерию хи-квадрат (χ²). Различия считались статистически значимыми при р<0,05.

Для оценки роли гепсидина как регулятора метаболизма железа и медиатора воспаления в развитии АХЗ исследовали наличие и силу связей между уровнями гепсидина и уровнями показателей гемограммы, феррокинетики и воспаления в каждой группе пациентов. Затем для каждой группы построили матрицы коэффициентов корреляций, а для визуализации связей – графические диаграммы корреляций. Для оценки степени монотонной связи использовали коэффициент корреляции Спирмена r(S). После определения индивидуальной значимости коэффициентов корреляции (то есть попарно) для определения их групповой значимости в каждой группе больных использовали поправку Бенжимини-Йекутиели для множественных сравнений [28].

Группы пациентов ХСН с АХЗ и ХСН без анемии были сопоставимы по полу, возрасту, функциональным классам (ФК) ХСН (NYHA), уровням NT-proBNP, фракции выброса (ФВ) и сердечной коморбидности. При этом были выявлены значимые различия по внесердечной коморбидности: частоте сахарного диабета 2 типа, хронической болезни почек (2 и 4 стадий), однако без значимых различий по СКФ. Кроме того, выявлена тенденция к различию частоты встречаемости пневмоний (табл. 1).

Поскольку сравниваемые группы различались по наличию анемии (ХСН с АХЗ) или ее отсутствию (ХСН без анемии), значимые различия по показателям гемограммы между группами ожидаемы (табл. 2).Также выявлены значимые различия по показателям феррокинетики: сывороточному железу (у больных ХСН с АХЗ меньше, р<0,001), эритропоэтину (у больных ХСН с АХЗ больше, р=0,002) и гепсидину (у больных ХСН с АХЗ больше, р=0,008), однако по уровням ферритина и трансферрина различия были не значимы.

По показателям воспаления значимые различия между сравниваемыми группами выявлены по СРБ (у больных ХСН с АХЗ выше, р=0,020), при этом значимых различий по ИЛ-6 не выявлено (р=0,456). Но у больных ХСН с АХЗ выявлен значимо повышенный уровень ИЛ-6 по сравнению с контрольной группой (р=0,001).

В связи с тем, что значимое повышение уровня гепсидина, так же, как и СРБ, являющихся белками острой фазы воспаления, выявлено только у больных ХСН с АХЗ и не выявлено у больных ХСН без анемии, в то время как на момент госпитализации по ФК ХСН, уровням NT-proBNP, ФВ и сердечной коморбидности группы были сопоставимы, с целью понять причины их повышенного уровня только у больных ХСН с АХЗ были проанализированы частота воспалительных заболеваний, частота госпитализаций в год по поводу декомпенсаций и длительность ХСН. Выявлено, что в группе ХСН с АХЗ большая частота пневмоний (p<0,05), преобладали пациенты с длительностью ХСН более 5 лет (р=0,002) и числом госпитализаций 4-5 раз в год (р=0,0002), и напротив, в группе ХСН без анемии преобладали пациенты с длительностью ХСН менее 5 лет (р=0,02) и числом госпитализаций 2-3 раз год (р=0,0002) (табл. 1).

На рис. 1 показано взаимодействие связей у пациентов контрольной группы. Из расположения значимых коэффициентов корреляции видны две основные группы показателей, тесно связанных между собой в одной группе и слабо – между группами. Это показатели гемограммы: триада «MCV-МСН-ЦП» и триада «RBCHGBFe²⁺», все показатели в которых связаны положительными связями, при этом гемоглобин связан с тремя показателями гемограммы.

Показатели феррокинетики, в отличие от показателей гемограммы, не имеют значимых связей между собой за исключением: ферритина и эритропоэтина, между которыми выявлена отрицательная связь, гепсидина и сывороточного железа, между которыми выявлена положительная связь.

Два показателя гемограммы: HGB и RBC связаны с показателем феррокинетики – сывороточным железом, имея с ним положительные связи.

Обращает на себя внимание факт, что в контрольной группе показатели воспаления не коррелируют ни с одним из показателей феррокинетики, в том числе, с гепсидином, а гепсидин не имеет прямых связей ни с одним из показателей гемограммы, в том числе, с гемоглобином.

На рис. 2 показано взаимодействие связей у больных в группе ХСН без анемии. Из расположения значимых коэффициентов корреляции видны вместо двух групп, как в контрольной группе, два показателя гемограммы: RBC-HGB, между которыми, как и в контрольной группе, сохраняется положительная связь, но утрачиваются связи с остальными показателями гемограммы. При этом сохраняется триада «MCV-МСН-ЦП», показатели которой образуют связи с показателями феррокинетики: положительную с ферритином и отрицательную с трансферрином, которых не было в контрольной группе.

Одновременно с этим связи между показателями феррокинетики, выявленными в контрольной группе (положительная между гепсидином и сывороточным железом, отрицательная между ферритином и эритропоэтином), утрачиваются. При этом появляются отрицательные связи трансферрина с ферритином и гепсидином, положительная связь ферритина с гепсидином, которых не было в контрольной группе. То есть формируется новая – «воспалительная» триада «ферритин-трансферрин-гепсидин», все показатели которой являются белками острой фазы воспаления, образующие связи с показателями гемограммы.

Также в группе ХСН без АХЗ появляется положительная связь между показателями воспаления: СРБ и ИЛ-6, которой не было в контрольной группе.

На рис. 3 показано взаимодействие связей у больных в группе ХСН с АХЗ. Из расположения значимых коэффициентов корреляции видно, что показатели гемограммы – HGB, RBC, MCV, MCH, MCHC и ЦП по-прежнему имеют тесные связи внутри группы, воспалительная триада «ферритин-трансферрин-гепсидин» сохраняется, а связи в ней (положительные между ферритином и гепсидином, отрицательные между трансферрином и ферритином, трансферрином и гепсидином) усиливаются. При этом показатели феррокинетики образуют многочисленные связи с показателями гемограммы и воспаления: образуются значимые корреляции СРБ с ферритином и гепсидином (положительные), трансферрином (отрицательная), а также с ИЛ-6 (положительная), а ИЛ-6 образует положительные связи с ферритином и эритропоэтином. В группе ХСН без АХЗ названные связи слабые, или их не было.

По данным литературы в развитии анемии у больных ХСН могут участвовать различные факторы, обуславливающие снижение содержания железа в организме: микрокровопотери вследствие применения антиагрегантов и антикоагулянтов, недостаточное потребление железа с пищей из-за снижения аппетита, мальабсорбция из-за снижения всасываемости слизистой желудочно-кишечного тракта, необходимость повторного забора крови из-за тяжести состояния, гемодилюция, при этом у больных пожилого и старческого возраста вероятна комбинация несколько факторов [6][9][29][30]. Но вклад перечисленных факторов в развитие анемии у больных ХСН с АХЗ не следует считать существенным, так как они имели место и у больных ХСН без анемии, поскольку по тяжести ХСН сравниваемые группы были сопоставимы.

Снижение синтеза эритропоэтина вследствие сниженной перфузии почек при ХСН, как еще один возможный механизм развития АХЗ, также не очевиден, так как у больных ХСН с АХЗ по сравнению с больными ХСН без анемии выявлен значимо повышенный уровень эритропоэтина. Известно, что системная гипоксия, гипотония и активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, свойственные тяжелой ХСН, могут оказать большее влияние на увеличение синтеза эритропоэтина [12][31], чем сниженная перфузия почек вследствие сниженного сердечного выброса и негативное влияние цитокинов на снижение синтеза эритропоэтина [32]. Увеличение уровня эритропоэтина может быть вызвано и ишемическим повреждением костного мозга вследствие системной гипоксии и нарушении им захвата эритропоэтина [10]. Но, несмотря на повышенные уровни эритропоэтина, компенсации анемии не происходит, что, возможно, объясняется развитием резистентности к эритропоэтину под влиянием цитокинов [16].

Очевидно, основной причиной развития АХЗ у больных ХСН пожилого и старческого возраста следует считать системное воспаление, характерное по данным литературы для ХСН [13-15][33][34], выраженность которого коррелирует с тяжестью ХСН [8][32] и которое вызывает активацию иммунитета и дефицит железа [30]. Сказанное подтверждают выявленные у больных ХСН с АХЗ повышенные уровни провоспалительного цитокина ИЛ-6, а также белков острой фазы воспаления: ферритина, СРБ и гепсидина, и его повышенный уровень отличает АХЗ от ЖДА [6][33]. Nemeth E. и соавт. считают, что даже при очень легких хронических воспалительных состояниях умеренного избытка гепсидина может быть достаточно, чтобы нарушить баланс и привести к дефициту железа и развитию АХЗ [4]. Кроме того, процесс старения сопровождается изменением метаболизма железа и более высокими уровнями гепсидина с параллельным повышением уровней ИЛ-6 и СРБ [35], а выраженное воспаление, как показано K. Suega и G.R. Widiana [36], сопровождается высокими уровнями гепсидина и значимыми корреляциями с маркерами воспаления: СРБ и ИЛ-6.

В связи с тем, что повышенные уровни гепсидина, так же, как и СРБ, были выявлены только у больных ХСН с АХЗ и не выявлены у больных ХСН без анемии, при этом на момент госпитализации по тяжести ХСН сравниваемые группы были сопоставимы, очевидно, определяющим для развития АХЗ у больных ХСН является не тяжесть ХСН на момент госпитализации, а большая длительность ХСН, большая частота госпитализаций по поводу декомпенсаций, а также большая частота пневмоний, что усугубляет воспаление, присущее больным в декомпенсации ХСН [15]. Вероятно, названные причины и приводят к постоянной цитокиновой агрессии, обуславливающей повышенный синтез белков острой фазы воспаления – ферритина, СРБ и гепсидина.

Ранее были показаны связи между дефицитом железа и частотой повторных госпитализаций [37], развитием анемии и декомпенсации ХСН [38], анемией и более длительным пребыванием в стационаре [23]. Арутюнов А. Г. и соавт. показали, что большая частота пневмоний является особенностью российской популяции больных с декомпенсацией ХСН, причем, пневмонии часто вовремя не диагностируются, а наличие их повышает риск повторных госпитализаций на 75% [39].

Поэтому, с учетом большей частоты госпитализаций из-за декомпенсаций, а также большей длительности ХСН, выявленных у больных ХСН с АХЗ, чем у больных ХСН без анемии, следует считать, что больные ХСН с АХЗ, очевидно, постоянно находятся в состоянии хронического воспаления, которое усугубляется при декомпенсации ХСН, а также при развитии пневмоний и других воспалительных заболеваний (мочевой инфекции, трофических язв), и это состояние хронического воспаления, очевидно, сохраняется и в период между госпитализациями, а АХЗ является следствием этого хронического воспалительного процесса. Ранее M. Boulogne и соавт. показали, что воспалительный ответ у больных с декомпенсацией ХСН сохраняется до одного месяца после выписки из стационара, несмотря на нормализацию NT-proBNP [15]. D’Angelo G. и соавт. считают, что если воспаление присутствует в течение многих лет, то постепенно развивается дефицит железа [6].

Выявление повышенных уровней ИЛ-6 у больных ХСН c АХЗ и у больных ХСН без анемии подтверждает хроническую активацию иммунной системы, присущую декомпенсации ХСН [8], независимо от наличия или отсутствия анемии. Поэтому у больных ХСН с АХЗ, так же, как и у больных ХСН без анемии, относительно контрольной группы значимо повышены уровни ферритина, отражающего не только запасы железа в депо, но и являющегося белком острой фазы воспаления. Но выраженность системного воспалительного ответа у больных ХСН с АХЗ, очевидно, больше и длительнее.

Так как синтез гепсидина осуществляется под влиянием преимущественно ИЛ-6 [5-9], остается неясным, почему при повышенном уровне ИЛ-6 в обеих сравниваемых группах уровень гепсидина у больных ХСН без анемии не повышен? Очевидно, это связано с тем, что синтез гепсидина регулируется не только воспалением, но и накоплением железа и активностью эритропоэза [9][16][20]. Также нельзя исключить участие в синтезе гепсидина других провоспалительных цитокинов, в частности, ИЛ-1β, фактора некроза опухоли α, что показано Е.И. Ткаченко и соавт. [40], но это не исследовалось в данной работе.

Нельзя не учитывать и влияние возраста пациентов на развитие анемии как дополнительного фактора, поскольку старение организма связано с низкими уровнями трансферрина и повышенными уровнями ферритина, гепсидина, ИЛ-6 и СРБ [35].

Выявления лишь факта повышенного уровня гепсидина недостаточно для понимания его влияния на все звенья развития АХЗ у больных ХСН пожилого и старческого возраста.

Результаты проведенного рангового корреляционного анализа позволили проанализировать влияние гепсидина на показатели гемограммы, феррокинетики и воспаления в каждой группе больных и оценить его роль не только как регулятора метаболизма железа, но и как медиатора воспаления.

С учетом полученных данных следует считать, что у пациентов контрольной группы, то есть, в отсутствии ХСН и анемии, гепсидин, имея нормальные уровни, реализует свою роль регулятора метаболизма железа через положительную связь с сывороточным железом, и уже через него регулирует уровень гемоглобина, поскольку не имеет прямых связей ни с одним из показателей гемограммы, в том числе – с гемоглобином.

В группе ХСН без анемии гепсидин, имея также нормальные уровни, реализует свою роль регулятора метаболизма железа через положительную связь с ферритином и отрицательную связь с трансферрином. При этом, так как ферритин, трансферрин и гепсидин являются белками острой фазы воспаления, намечается и роль гепсидина как медиатора воспаления, но явной роли медиатора воспаления гепсидин, очевидно, не проявляет, поскольку отсутствуют связи гепсидина с показателями воспаления.

В группе ХСН с АХЗ гепсидин, имея повышенные уровни, образует пять значимых корреляций с показателями гемограммы, феррокинетики и воспаления, что очевидно, отражает роль гепсидина и как регулятора метаболизма железа, поскольку через положительную связь с ферритином увеличивается депо железа, а через отрицательную связь с трансферрином уменьшается транспорт железа, но и как медиатора воспаления, То есть, гепсидин, реагируя на системное воспаление у больных ХСН с АХЗ, становится ключевой фигурой, поскольку на нем замыкаются различные связи, образуя «мостики» между показателями гемограммы, феррокинетики и воспаления.

Ранее связи гепсидина с показателями гемограммы, феррокинетики и воспаления у пациентов с АХЗ исследовались многими авторами [16][36][41]. Так, повышенные уровни гепсидина и отрицательная корреляция гепсидина с гемоглобином выявлена K. Vander Putten и соавт. [16], положительная корреляция гепсидина – с показателем феррокинетики ферритином указана этими же авторами [16], а также K. Suega и G.R. Widiana [36], W.P. den Elzen и соавт. [41].

Однако данные по корреляциям гепсидина с показателями воспаления (СРБ и ИЛ-6) противоречивы. Так, K. Vander Putten и соавт. [16] связь между гепсидином и СРБ не нашли (хотя в исследование не включались пациенты с воспалением, и уровень СРБ был низким), а в исследовании W.P. den Elzen и соавт. [41] связь была найдена, причем, сильная. Аналогичные данные по ИЛ-6: в исследовании K. Suega и G.R. Widiana [36] корреляция найдена, а в исследовании W.P. den Elzen и соавт. [41] – нет, причем, в первом исследовании были пациенты среднего возраста (средний возраст 43 года), а во втором – старческого (средний возраст 85 лет).

Поэтому исследования в этом направлении необходимо продолжать, т. к. исследований, в которых, помимо поиска и анализа связей между уровнями гепсидина и уровнями показателей гемограммы, феррокинетики и воспаления, предпринимались бы попытки проследить образование этих связей и тенденций к их образованию от контрольной группы до ХСН, а потом от ХСН до ХСН с АХЗ, что демонстрируют графические диаграммы корреляций, мы не встретили.

Ограничения исследования. Следует подчеркнуть, что данное исследование, имеющее поисковый характер, ограничено небольшой выборкой и преимущественно пожилым и старческим возрастом обследуемых.

С учетом противоречивости данных литературы об уровне гепсидина и его роли у больных ХСН с АХЗ, следует отметить, что полученные данные позволяют охарактеризовать роль гепсидина и как регулятора метаболизма железа, и как медиатора воспаления именно у больных ХСН пожилого и преимущественно старческого возраста (медиана возраста 84 года), с «продвинутыми» стадиями ХСН, длительно болеющих, с низкой приверженностью к лечению (на что указывают частые госпитализации), имевших на момент их включения в исследование не только декомпенсацию ХСН, но и осложнения в виде различных воспалительных заболеваний. Полученные данные также позволяют предполагать, что роль гепсидина как регулятора метаболизма железа и медиатора воспаления может сохраняться до старческого возраста.

Отношения и Деятельность: нет.Relationships and Activities: none.

Финансирование: Исследование проведено при поддержке Сеченовского Университета.Funding: The study was performed with the support of the Sechenov University.