Мобильная версия

Журнал "Гастроэнтерология" Том 56, №2, 2022

Аналіз стану калікреїн-кінінової системи при коморбідному перебігу хронічного панкреатиту і цукрового діабету 2 типу

Авторы: Бабінець Л.С., Галабіцька І.М.
Тернопільський національний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України, м. Тернопіль, Україна

Рубрики: Гастроэнтерология

Разделы: Клинические исследования

Актуальність. За доказовими даними, у межах приблизно 8 років у 50 % пацієнтів із хронічним панкреатитом (ХП) розвивається ендокринна й екзокринна недостатність, що проявляється як стеаторея, втрата ваги, цукровий діабет (ЦД) і нутритивні розлади. ЦД посилює ці явища, що поглиблює розлад обмінних процесів при ХП, у тому числі і білкового обміну. До білкових структур належать компоненти калікреїн-кінінової системи (ККС), яка відіграє роль у регуляції судинного тонусу, діурезу, запалення, коагуляції та рецепції болю. Унаслідок неодноразових загострень панкреатиту відбувається фіброзування підшлункової залози, збільшується ризик виникнення інсулінорезистентності і формування ЦД 2 типу (ЦД2). Таким чином, порушення калікреїн-кінінової системи і прогресування ХП взаємопов’язані, що робить актуальним вивчення стану ККС при ХП, особливо у поєднанні із ЦД2. Мета: дослідити стан калікреїн-кінінової системи при хронічному панкреатиті в амбулаторних пацієнтів залежно від наявності супутнього цукрового діабету 2 типу. Матеріали та методи. Було досліджено 137 амбулаторних пацієнтів із ХП та супутнім ЦД2 або без нього: основна група — 112 хворих із ХП поза загостренням у поєднанні із ЦД2 у стані повної чи субкомпенсації, група порівняння — 25 хворих на ізольований ХП. Оцінку показників загального і специфічного протеолізу (α1-інгібітор протеїназ, α2-макроглобулін, калікреїн, активність кінінази ІІ, прекалікреїн, протеолітична активність плазми) проводили за методом імуноферментного аналізу за допомогою стандартних наборів фірми BIOSERV ELISA. Результати. Було виявлено підвищення на 20,8 % рівня загальної протеолітичної активності плазми у групі пацієнтів з коморбідністю ХП та ЦД2 порівняно з групою з ізольованим ХП, підвищення специфічного протеолізу (або кініногенезу) на 51,9 % — за рівнем калікреїну (ферменту протеолізу), p < 0,05. Одночасно встановили зниження прекалікреїну (неактивного попередника калікреїну) у групі пацієнтів із коморбідністю на 19,4 % щодо такого при ізольованому ХП (p < 0,05); збільшення на 9,4 % вмісту α1-інгібітора протеїназ при коморбідності ХП і ЦД2 щодо такого при ізольованому ХП; зниження вмісту α2-макроглобуліну при ХП щодо групи контролю (p < 0,05), у той же час встановили підвищення вмісту α2-макроглобуліну при коморбідності ХП із ЦД2 на 49,5 % щодо ізольованого ХП; зниження активності кінінази ІІ при ХП і ЦД2 на 14,5 % щодо такої при ХП. Висновки. Було відмічено активацію ККС із різноспрямованими змінами її параметрів і загального та специфічного протеолізу при ХП. При ХП і при його коморбідному перебігу з ЦД2 відбувалась подальша активація протеолізу з одночасним включенням захисних механізмів розрішення запалення і дезінтоксикації. Доведено надмірну продукцію кінінів при супутньому ЦД2, що ослабляло захисну реакцію організму.

Background. According to evidence, within approximately 8 years, 50 % of patients with chronic pancreatitis (CP) develop endocrine and exocrine insufficiency, which manifests itself as steatorrhea, weight loss, diabetes mellitus (DM), and nutritional disorders. Diabetes mellitus aggravates these phenomena, which deepens the disorder of metabolic processes in CP, including protein metabolism. Protein structures include components of the kallikrein-kinin system (KKS), which plays a role in the regulation of vascular tone, diuresis, inflammation, coagulation, and pain reception. Due to repeated exacerbations of pancreatitis, there is fibrosis of the pancreas, which increases the risk of insulin resistance and the formation of type 2 diabetes. Thus, disorders of the kallikrein-kinin system and the progression of CP are interrelated, which makes it important to study the state of KKS in CP, especially in combination with type 2 diabetes mellitus. The purpose is to investigate the state of the kallikrein-kinin system in chronic pancreatitis in outpatients, depending on the presence of concomitant type 2 diabetes. Material and methods. 137 outpatients with CP with concomitant diabetes mellitus and without diabetes were studied: the main group — 112 patients with CP without exacerbation in combination with diabetes mellitus in a state of complete or subcompensation, and the comparison group — 25 patients with isolated CP. Evaluation of general and specific proteolysis (α1-proteinase inhibitor, α2-macroglobulin, kallikrein, kininase II activity, prekallikrein, plasma proteolytic activity) was performed by the method analysis using standard kits from BIOSERV ELISA. Results. There was a 20.8 % increase in the level of the total proteolytic activity of plasma in the group of patients with comorbidity of CP and diabetes mellitus compared with the group with isolated CP, 51.9 % increase in specific proteolysis (or kininogenesis) — the level of kallikrein (proteolysis enzyme), p < 0.05. At the same time, a decrease in prekallikrein (inactive precursor of kallikrein) was found in the group of patients with comorbidity by 19.4 % compared to that in isolated CP (p < 0.05). The presence of dissociation of protective parameters of kallikrein-kinin system is proved; increase by 9.4 % of α1-proteinase inhibitor content at comorbidity of CP and DM2 in relation to that in isolated CP; decrease in the content of α2-macroglobulin in CP relative to the control group (p < 0.05), which showed a decrease in the body’s compensatory capacity in CP, at the same time found an increase in α2-macroglobulin in the comorbidity of CP with DM2 by 49.5 % relative to isolated CP; reduction of kininase-II activity in CP and diabetes mellitus by 14.5 % relative to that in CP. Conclusions. Activation of KKS with multidirectional changes in KKS parameters and general and specific proteolysis in CP was noted. In CP and in the comorbid course with diabetes mellitus, further activation of proteolysis took place with the simultaneous inclusion of protective mechanisms for resolving inflammation and detoxification. Excessive production of kinins in concomitant DM2 has been proven, which weakened the body’s protective response.

Ключевые слова

хронічний панкреатит; цукровий діабет 2 типу; калікреїн-кінінова система; протеолітична активність плазми; α2-макроглобулін

chronic pancreatitis; type 2 diabetes mellitus; kallikrein-kinin system; the proteolytic activity of plasma; α2-macroglobulin

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2308-2097.56.2.2022.490

Вступ

В Україні останніми роками захворюваність на хронічний панкреатит (ХП) зросла більше ніж у 2 рази, її показники в 3–4 рази гірші, ніж в Європі, причому поширеність продовжує зростати [1, 2]. За доказовими даними, у межах приблизно 8 років у 50 % пацієнтів розвивається ендокринна й екзокринна недостатність, яка проявляється як стеаторея, втрата ваги і цукровий діабет (ЦД) [5]. Зовнішньосекреторна недостатність підшлункової залози (ЗСН ПЗ), що наявна у більшої частини пацієнтів із ХП, характеризується зниженням секреції травних ферментів і бікарбонату, порушує перетравлення, всмоктування і метаболізм основних харчових речовин нутрієнтів. ЦД посилює ці явища, що поглиблює розлад обмінних процесів при ХП. Це потребує подальшого вивчення, тим більше, що в Україні відбувається зростання кількості хворих на ЦД 2 типу (ЦД2), яка вже перевищує 2 млн осіб.

Взаємозв’язок між екзокринною та ендокринною функцією ПЗ у хворих на ХП, поєднаний з ЦД2, до кінця не вивчено, хоча відомо, що основою ендокринних порушень при ХП є морфологічні особливості розташування острівців серед ацинарної тканини, а не ізольовано від неї, що сприяє забезпеченню взаємодії між екзо- і ендокринними клітинами підшлункової залози (ПЗ) [3–6]. Інсулоацинарна судинна система ПЗ спрямовує кровотік від острівців до екзокринної тканини, що є однією з основ функціональної взаємодії між ендо- та екзокринною тканинами, тобто гормони ПЗ впливають на її зовнішню секрецію і навпаки [7, 8]. ЗСН ПЗ при ХП, особливо у поєднанні із ЦД2, слугує предиктором у формуванні таких синдромів, як мальабсорбція, мальдигестія, стеаторея та синдром недостатності тонкокишкового травлення та всмоктування, що, у свою чергу, обмежує надходження харчових речовин [5]. Наприклад, зниження концентрації заліза в крові спричиняє зростання синтезу в печінці трансферину, оскільки він пришвидшує транспорт заліза від тонкої кишки до органів і тканин. Підвищений синтез трансферину вичерпує і так мізерні запаси організму, призначені для утворення інших білків [9–11]. Тому при ХП часто формується анемія та гіпопротеїнемія, що поглиблює клінічний перебіг основного захворювання.

До білкових структур належать також компоненти калікреїн-кінінової системи (ККС), яка відіграє роль у регуляції судинного тонусу, діурезу, запалення, коагуляції та рецепції болю. Унаслідок неодноразових загострень панкреатиту відбувається фіброзування ПЗ, збільшується ризик виникнення інсулінорезистентності і формування ЦД2 [12–14]. Отже, вивчення стану ККС при ХП, особливо у поєднанні із ЦД2, потребує подальшого продовження і поглиблення.

Мета: дослідити стан калікреїн-кінінової системи при хронічному панкреатиті амбулаторних пацієнтів залежно від наявності супутнього цукрового діабету 2 типу.

Матеріали та методи

Було досліджено 137 амбулаторних пацієнтів із ХП та супутнім ЦД2 або без нього, які перебували на обліку у Центрі первинної медико-санітарної допомоги м. Тернополя. Основна група — 112 хворих із ХП поза загостренням у поєднанні із ЦД2 у стані повної чи субкомпенсації, група порівняння — 25 хворих на ізольований ХП. Групи дослідження були порівнянні за віком, статтю, тривалістю і комплексом лікування основного захворювання на попередніх етапах. Чоловіків було 68 (49,6 %): 13 (52,0 %) — у І групі, 55 (49,1 %) — у ІІ групі, жінок — 69 (50,4 %): 12 (48,0 %) у І групі, 57 (50,9 %) — у ІІ групі. Середній вік досліджених становив (49,33 ± 11,54) року, а вік пацієнтів із супутнім ЦД2 — (55,18 ± 7,33) року. Середня тривалість ХП становила (10,05 ± 0,83) року, середня тривалість коморбідності ХП і ЦД2 — (8,93 ± 0,60) року. Контрольну групу становили 30 практично здорових осіб, які були репрезентативні групам дослідження за віком, статтю і соціальним статусом.

Критеріями включення пацієнтів у дослідження були: пацієнти чоловічої та жіночої статі віком понад 18 років, наявність верифікованого за протокольними стандартами діагнозу ХП та ЦД2, спроможність хворого виконувати всі інструкції та рекомендації щодо дизайну дослідження. Усі пацієнти були ознайомлені із дизайном дослідження і підписали інформовану згоду для участі в дослідженні згідно із протоколом, затвердженим етичним комітетом Тернопільського національного медичного університету імені І.Я. Горбачевського МОЗ України.

Критеріями виключення пацієнтів із дослідження були: наявність гострих і загострення хронічних соматичних захворювань, а також суб- і декомпенсація життєво важливих органів, у тому числі гострий інфаркт міокарда та нестабільна ішемічна хвороба серця, порушення ритму, гострі хірургічні стани та оперативне втручання протягом останнього місяця, аневризма черевного відділу аорти, вірусні гепатити в активній фазі, хронічна ниркова недостатність ІІІ–ІV стадій, патологія щитоподібної залози, вагітність, онкологічні і гематологічні захворювання, психічні розлади, ЦД у стадії декомпенсації, інсулінозалежний ЦД, артеріальна гіпертензія 3 ступеня, а також відмова брати участь у дослідженні. Діагноз ХП встановлювали за клініко-статистичною класифікацією, запропонованою ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», а також згідно з Наказом МОЗ України від 10.09.2014 р. № 638 «Про затвердження та впровадження медико-технологічних документів зі стандартизації медичної допомоги при хронічному панкреатиті». Діагноз ЦД2 верифікували згідно з Наказом МОЗ України від № 1118 від 21.12.2012 р. «Про затвердження та впровадження медико-технологічних документів зі стандартизації медичної допомоги при цукровому діабеті 2 типу».

Матеріали клінічного дослідження було розглянуто на засіданні комісії з біоетики Тернопільського національного медичного університету імені І.Я. Горбачевського (протокол № 60 від 01.09.2020). Робота проводилася відповідно до Кодексу етики Гельсінської декларації.

Оцінку показників загального і специфічного протеолізу (α1-інгібітор протеїназ (α1-ІП); α2-макроглобулін (α2-МГ); калікреїн (КК); активність кінінази ІІ; прекалікреїн (ПКК); протеолітична активність плазми (ПрА)) проводили за методом імуноферментного аналізу за допомогою стандартних наборів фірми BIOSERV ELISA.

Для оцінки вірогідності отриманих результатів застосовували варіаційно-статистичний метод аналізу на персональному комп’ютері Intel® Celeron® CPU 2.60 GHz за прикладною програмою для роботи з електронними таблицями Microsoft Exсel 2016 у Windows XP Professional (США, 2016) — метод варіаційної статистики Fisher-Student з визначенням середнього арифметичного (М), середньоквадратичного відхилення (q), похибки середньоарифметичного (m); для порівняння двох незалежних вибірок — непарний t-тест Стьюдента. Для порівняння спостережень у незалежних вибірках обчислювали U-критерій Манна — Уїтні. Для зіставлення показників, виміряних у двох різних умовах у тій самій вибірці, використовували Т-критерій Вілкоксона. Вірогідною вважали імовірність P, яка була рівною або більшою 95,0 % (0,95), тобто ризик похибки становив менше ніж 5,0 % (0,05).

Результати

Під час дослідження проаналізували патогенетичні впливи параметрів ККС і порушення співвідношення загального і специфічного протеолізу залежно від коморбідного ЦД2 при ХП. ККС є універсально значимою системою і бере участь в усіх патологічних процесах в організмі, будучи обов’язковою і неспецифічною реакцією, однією з головних функцій якої є захисна.

У табл. 1 наведено дані порівняльного аналізу параметрів ККС (загального і специфічного протеолізу) пацієнтів груп дослідження.

Було констатовано статистично вірогідно вищий рівень активації загального протеолізу за рівнем ПрА при коморбідності ХП і ЦД2 порівняно з таким при ХП (на 20,8 %) (p < 0,05). Було встановлено підвищення специфічного протеолізу (або кініногенезу) на 51,9 % за рівнем ферменту протеолізу КК, який мав аналогічну з ПрА тенденцію при коморбідності ХП з ЦД2. Було виявлено зниження неактивного попередника КК — ПКК, рівень якого був знижений у групі пацієнтів з ХП і ЦД2 на 19,4 % щодо такого при ізольованому ХП (p < 0,05).

Контроль за активністю протеолізу, зв’язуючи трипсин і протеолітичні ферменти ендо- та екзогенного походження, здійснює α1-ІП, рівень якого був збільшений на 9,4 % при коморбідності ХП і ЦД2 щодо групи ХП. α2-МГ у групі ХП був статистично вірогідно нижчий щодо групи контролю (p < 0,05). У групі ХП із ЦД2 вміст α2-МГ був вищим щодо групи ХП на 49,5 %. У той же час було встановлено зниження активності кінінази ІІ у хворих з ХП і ЦД2 на 14,5 % щодо такої при ХП і у групі контролю.

Таким чином, у цілому було відмічено активацію ККС із різноспрямованими змінами її параметрів і загального та специфічного протеолізу при ХП. При ХП і при коморбідному перебігу з ЦД2 відбувалась подальша активація протеолізу з одночасним включенням захисних механізмів розрішення запалення і дезінтоксикації.

Обговорення

До продуктів, що утворюються під час активації ККС плазми крові, відносяться протеолітичний фермент калікреїн та пептиди, що отримали назву «кініни», — брадикінін, лізил-брадикінін (калідин) та метіонін-лізил-брадикінін [13, 14]. Вихідними компонентами цієї системи є фактор Хагемана (фактор ХІІ), калікреїноген і високомолекулярний кініноген (α2-глобулін) — сполуки, що постійно містяться в плазмі крові [14, 15]. В основі патогенезу ХП лежить активація КК плазми через феномен «ухилення» активованих панкреатичних ферментів із потраплянням їх у системний кровотік. Одночасно відбувається активація тканинного КК, що локалізується в паренхімі ПЗ [16, 17]. КК плазми крові і тканинний КК активують процеси згортання крові та фібринолізу, за рахунок ефектів брадикініну збільшується проникність судин мікроциркуляторного русла. Це призводить до прогресування набряку ПЗ, зменшення об’єму циркулюючої крові, що є одним із ключових механізмів виникнення панкреатичного шоку з його термінальним проявом — синдромом дисемінованого внутрішньосудинного згортання крові [17, 18].

Висновки

1. Було відмічено активацію калікреїн-кінінової системи амбулаторних пацієнтів з ХП, а наявність супутнього ЦД2 сприяла вищій активації загального та специфічного протеолізу щодо такої при ізольованому ХП: на 20,8 % — за рівнем загальної протеолітичної активності плазми; підвищення специфічного протеолізу (або кініногенезу) на 51,9 % — за рівнем калікреїну (ферменту протеолізу), p < 0,05.

2. Водночас встановили зниження прекалікреїну (неактивного попередника калікреїну) на 19,4 % у групі пацієнтів із коморбідністю щодо такого при ізольованому ХП (p < 0,05), що опосередковано свідчить про зниження білкового статусу таких хворих.

3. Доведено збільшення на 9,4 % вмісту α1-інгібітора протеїназ при коморбідності ХП і ЦД2 щодо такого при ізольованому ХП. Встановили підвищення вмісту α2-макроглобуліну при коморбідності ХП із ЦД2 на 49,5 % щодо ізольованого ХП; зниження активності кінінази ІІ при ХП і ЦД2 на 14,5 % щодо такої при ХП.

У перспективі подальших досліджень плануємо запропонувати та науково обґрунтувати програму корекції встановлених порушень калікреїн-кінінової системи пацієнтів із коморбідністю ХП і ЦД2.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Отримано/Received 20.04.2022

Рецензовано/Revised 04.05.2022

Прийнято до друку/Accepted 10.05.2022

Список литературы

Redkva O.V., Babinets L.S., Halabitska I.M. Evaluation of parameters of actual typical pathogenetic syndromes in comorbidity of type 2 diabetes mellitus and chronic pancreatitis. Wiad Lek. 2021. Vol. 74(10 cz 2). P. 2557-2559. doi: 10.36740/wlek202110204.
The influence of exocrine pancreatic insufficiency in the formation of osteopenia in patients with primary osteoarthritis / L.S. Babinets et al. Wiad Lek. 2020. Vol. 73(10). P. 2238-2240. doi: 10.36740/WLek202010125.
Babinets L.S., Shevchenko N.A., Sasyk H.M., Zemlyak O.S. Research of lipid exchange diffusion of medium-age patients with chronic pancreatitis with diabetes mellitus. Journal of Education, Health and Sport formerly journal of Health Sciences. 2017. Vol. 7(11). P. 309-318. doi: 10.5281/zenodo.1136094.
Patient and disease characteristics associated with the presence of diabetes mellitus in adults with chronic pancreatitis in the United States / M.D. Bellin et al. Am J Gastroenterol. 2017. Vol. 112(9). P. 1457-65. doi: 10.1038/ajg.2017.181.
A Spanish multicenter study to estimate the prevalence and incidence of chronic pancreatitis and its complications / J.E. Dominguez-Munoz et al. Rev Esp Enferm Dig. 2014 Apr. Vol. 106(4). P. 239-45. doi: 10.17235/reed.2016.4056/2015.
Levy P., Dominguez-Munoz E., Imrie C., Lohr M., Maisonneuve P. Epidemiology of chronic pancreatitis: burden of the disease and consequences. United European Gastroenterol J. 2014 Oct. Vol. 2(5). P. 345-54. doi: 10.1177/2050640614548208.
Lew D., Afghani E., Pandol S. Chronic pancreatitis: current status and challenges for prevention and treatment. Dig Dis Sci. 2017 Jul. Vol. 62(7). P. 1702-1712. doi: 10.1007/sl0620- 017-4602-2.
Melitas C., Meiselman M. Metabolic pancreatitis: pancreatic steatosis, hypertriglyceridemia, and associated chronic pancreatitis in 3 patients with metabolic syndrome. Case Rep Gastroenterol. 2018 Jun 25. Vol. 12(2). P. 331-336. doi: 10.1159/000490042.
Determinants of glucose control in patients with chronic pancreatitis / H. Schrader et al. Diabetologia. 2019. P. 43-47. doi: 10.1007/s00125-010-1705-0.
Whitcomb D.C. Primer on precision medicine for complex chronic disorders. Clin Trans Gastroenterol. 2019. Vol. 10(7). P. e00067. doi: 10.14309/ctg.0000000000000067.
Yang D., Forsmark C.E. Chronic pancreatitis. Curr Opin Gastroenterol. 2017 Sep. Vol. 33(5). P. 396-403. doi: 10.1097/MOG.0000000000000377.
Yu J.H., Kim H. Oxidative stress and inflammatory signaling in cerulein pancreatitis. World J Gastroenterol. 2014 Dec 14. Vol. 20(46). P. 17324-9. doi: 10.3748/wjg.v20.i46.17324.
Deficiency of the serine peptidase Kallikrein 6 does not affect the levels and the pathological accumulation of a-synuclein in mouse brain / V. Samantha Sykioti et al. J Neurochem. 2021. Vol. 157(6). P. 2024-2038. doi: 10.1111/jnc.15199.
Blocking Kallikrein 6 promotes developmental myelination / H. Yoon et al. Glia. 2022. Vol. 70(3). P. 430-450. doi: 10.1002/glia.24100.
Yoon H., Scarisbrick I.A. Kallikrein-related peptidase 6 exacerbates disease in an autoimmune model of multiple sclerosis. Biol Chem. 2016. Vol. 397(12). P. 1277-1286. doi: 10.1515/hsz-2016-0239.
Crystal structure and biochemical characterization of human kallikrein 6 reveals that a trypsin-like kallikrein is expressed in the central nervous system / M.J. Bernett et al. J Biol Chem. 2002. Vol. 277(27). P. 24562-24570. doi: 10.1074/jbc.M202392200.
Prassas I., Eissa A., Poda G., Diamandis E.P. Unleashing the therapeutic potential of human kallikrein-related serine proteases. Nat Rev Drug Discov. 2015. Vol. 14(3). P. 183-202. doi: 10.1038/nrd4534.
Srinivasan S., Kryza T., Batra J., Clements J. Remodelling of the tumour microenvironment by the kallikrein-related peptidases. Nat Rev Cancer. 2022. Vol. 22(4). P. 223-238. doi: 10.1038/s41568-021-00436-z.