Содержание кортизола и особенности аминокислотного состава плазмы крови при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни

Введение

Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ) занимает ведущее место в структуре гастроэнтерологической заболеваний, распространенность ее среди взрослого населения составляет от 3–6% в странах Азии до 40% в США [1, 2]. В России распространённость ГЭРБ составляет от 11,6 до 23,6%, в Европе от 8,8% до 25,9%. Кроме того, согласно данным литературы, за последние 25 лет отмечается 3–4-кратное увеличение смертности от осложнения данной патологии — аденокарциномы пищевода, что связано с разнообразием клинической симптоматики ГЭРБ и затруднениями своевременной диагностики рефлюкс-­эзофагита и пищевода Барретта, частыми рецидивами, низкой обращаемостью пациентов за медицинской помощью [3–5].

В литературе описана связь эрозивно-­язвенного поражения слизистой оболочки верхних отделов желудочно-­кишечного тракта (ЖКТ) с уровнем кортизола в плазме крови [6].

Кортизол (гидрокортизон) является основным глюкокортикоидным гормоном в организме человека. Суточная секреция кортизола составляет 15–30 мг и обладает выраженным суточным ритмом. Кортизол в плазме присутствует в трех видах: свободном, связанном с белком и в виде метаболитов. В норме на долю свободного, биологически активного, кортизола приходится около 5% его количества, присутствующего в крови. Приблизительно 90% кортизола связывается специфическим белком (α2-глобулином) — транскортином, обладающим высоким средством к гормону. Менее 5% кортизола связывается белком с низким сродством — альбумином. Необходимо отметить, что именно от количества свободного кортизола зависит его биологическая активность, проявляющаяся в непосредственном воздействии на ткани [7, 8].

Кортизол представляет собой конечную эффекторную молекулу активации гипоталамо-­гипофизарно-надпочечниковой оси и играет ключевую регуляторную роль в иммунных и воспалительных реакциях, энергетическом обмене и эмоциональной регуляции. Избыточная концентрация кортизола способствует усилению катаболических процессов в слизистой оболочке верхних отделов ЖКТ, оказывает расслабляющее действие на сфинктерный аппарат гастродуоденальной области, повышает кислотообразующую функцию желудка, способен ускорять ферментный катаболизм коллагена [6].

Цель исследования. Провести оценку содержания кортизола и свободных аминокислот в плазме крови пациентов с ГЭРБ и установить их связь с эрозивным поражением нижней трети пищевода.

Пациенты и методы

Материалом для исследования послужили данные 58 пациентов в возрасте от 30 до 60 лет (средний возраст — 45 (39; 51) лет), обследованных на базе УЗ «Городская клиническая больница № 2 г.Гродно». Протокол исследования был одобрен комиссией по этике УО «Гродненский государственный медицинский университет» и этическим комитетом УЗ «Городская клиническая больница № 2 г. Гродно» (протокол № 1 от 16.01.2020 г.). Все пациенты были ознакомлены с протоколом исследования и дали письменное согласие на участие в исследовании. Критериями невключения явились: язва желудка и/или 12-перстной кишки; медикаментозное поражение желудка и 12-перстной кишки; хронические декомпенсированные заболевания различных органов и систем; злокачественные новообразования различных локализаций; прием препаратов, влияющих на тонус нижнего пищеводного сфинктера.

С целью визуализации верхних отделов желудочно-­кишечного тракта всем пациентам выполнялась эзофагогастродуоденоскопия (ЭГДС) с забором биопсийного материала из нижней трети пищевода с последующим патогистологическим исследованием полученных образцов. В исследование вошли пациенты с ГЭРБ, подтвержденной гистологически, с учетом рекомендаций, определенных Лионским консенсусом [9].

В зависимости от результатов исследования пациенты были разделены на группы: 1-я группа (n = 26) — пациенты с неэрозивной рефлюксной болезнью (НЭРБ); 2-я группа — лица с эрозивной рефлюксной болезнью (ЭРБ) (n = 12); 3-я группа — группа контроля (n = 20) — представлена лицами, которые соответствовали критериям невключения в исследование, подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании, и у которых по результатам ЭГДС с патогистологическим исследованием не была выявлена ГЭРБ. Группы пациентов были сопоставимы по возрасту и полу.

Измерение концентрации кортизола в плазме крови осуществлялось методом иммуноферментного анализа (ИФА). С этой целью у пациентов осуществляли забор венозной крови из кубитальной вены одноразовым шприцем с соблюдением правил асептики и антисептики в пробирку с этилендиаминтетрауксусной кислотой для предотвращения коагуляции. Всем пациентам манипуляцию проводили в одно и то же время: в 8:00, натощак, в состоянии покоя при минимальном сдавлении верхней конечности пациента жгутом. Пробирки с кровью отстаивали при комнатной температуре в течение 1 часа, после чего кровь центрифугировали 15 минут на скорости 3000 об/мин. После центрифугирования незамедлительно отбирали плазму крови в маркированные микроцентрифужные пробирки, замораживали и хранили при температуре –70˚С. Для определения концентрации кортизола в плазме крови использовали твердофазный «сэндвич»-вариант ИФА с одномоментным определением уровня изучаемого показателя во всех образцах плазмы (DRG International, Inc., Германия).

Определение аминокислотного состава плазмы крови выполнялось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Agilent 1200 [10].

Статистический анализ осуществляли с помощью программы «Statistica 10.0» для Windows (StatSoft, Inc., США, лицензионный номер AXXAR207F394425FA-Q). Данные обрабатывались непараметрическими методами статистики (тест Краскела-­Уоллиса для множественных сравнений численных данных) с уровнем статистической значимости р < 0,05. Для установления связи между численными и категориальными показателями использован метод однофакторной логистической регрессии. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% перцентилей.

Результаты

Выполнена оценка концентрации кортизола в плазме крови у обследованных пациентов в зависимости от характера поражения слизистой оболочки пищевода, выявлены статистически значимые различия между группами (Н = 12,8, р = 0,016) (табл. 1).

Как следует из табл. 1, концентрация кортизола в плазме крови у пациентов с ЭРБ статистически значимо превышала концентрацию данного гормона в группе контроля (р = 0,001), также наблюдалась тенденция к более высокому плазменному уровню кортизола у лиц с ЭРБ по сравнению с НЭРБ (р = 0,071). Представленные данные указывают на связь повышения уровня кортизола с развитием эрозий гастродуоденальной области.

Для того, чтобы подтвердить эту связь, выполнен регрессионный анализ, согласно которому уровень кортизола связан с наличием эрозивного повреждения пищевода у пациентов с ГЭРБ (табл. 2).

На следующем этапе исследования оценивался аминокислотный состав плазмы крови у обследованных пациентов. Значимые различия между группами получены по содержанию валина (Н = 10,4, р = 0,006), лейцина (Н = 7,8, р = 0,021), глутаминовой кислоты (Н = 8,2, р = 0,016), глутамина (Н = 22,2, р < 0,001), аргинина (Н = 11,3, р = 0,005), цистеина (Н = 12,7, р = 0,004), аланина (Н = 7,2, р = 0,033) (табл. 3).

Как следует из таблицы 3, у лиц с ЭРБ, в отличие от пациентов группы контроля, выявлено увеличение плазменных уровней валина (р = 0,005), лейцина (р = 0,029), глутаминовой кислоты (р = 0,019), аргинина (р = 0,033), цистеина (р = 0,022), аланина (р = 0,047), снижение уровня глутамина (р < 0,001). У лиц с НЭРБ, в сравнении с группой контроля, зафиксировано повышение концентрации аргинина (р = 0,017) и снижение концентрации глутамина (р = 0,004). Снижение концентрации глутамина также выявлено у лиц с ЭРБ при сопоставлении с пациентами с НЭРБ (р = 0,041).

На фотографиях микропрепаратов, полученных при биопсии слизистой оболочки нижней трети пищевода у пациентов с ЭРБ, можно наблюдать выраженные явления баллонной дистрофии эпителия (рис. 1) и увеличение межклеточных пространств (рис. 2).

Рисунок 1. Явления баллонной дистрофии эпителия пищевода пациента с ЭРБ. Окрашивание гематоксилин/эозин, увеличение 200

Рисунок 2. Увеличение межклеточных пространств в эпителии пищевода пациента с ЭРБ. Окрашивание гематоксилин/эозин, увеличение 400

Обсуждение

Представленные результаты продемонстрировали связь повышения уровня кортизола с развитием эрозий гастродуоденальной области, что дополняет существующие представления о кортизоле как о индукторе катаболических процессов в слизистой оболочке верхних отделов ЖКТ [6]. Стоит также отметить, что согласно современным данным литературы, с повышенным уровнем кортизола может быть ассоциирован эффект длительного незаживления эрозивных поверхностей эпителия, поскольку кортизол воздействует на Wnt-сигнальный путь, ингибируя пролиферацию клеток, необходимую для заживления [7].

Увеличение плазменных уровней валина, лейцина, глутаминовой кислоты у лиц с ЭРБ, в отличие от пациентов группы контроля, может свидетельствовать в пользу развития процессов гиперкатаболизма, сопровождающего распадом белков при наличии эрозий слизистой оболочки пищевода, поскольку данные аминокислоты участвуют в белковом обмене [11]. Однако повышение уровня глутаминовой кислоты при ЭРБ, кроме прочего, может свидетельствовать об активации энергетического обмена. На это также указывают изменения концентраций глутамина в исследуемых группах. Снижение уровней глутамина при ГЭРБ (как при ЭРБ, так и при НЭРБ), предположительно, происходит за счет деаминирования данной аминокислоты. Этот процесс, согласно данным литературы, активно происходит в митохондриях и может указывать на напряженность энергетического обмена в тканях при ГЭРБ [12].

У пациентов с ГЭРБ зафиксировано повышение концентрации аргинина в плазме крови. Известно, что с помощью NO-синтазы из L-аргинина синтезируется монооксид азота [13]. По итогам исследования, представленного И. В. Маевым и соавт., высокий уровень монооксида азота за счет активации гуанилатциклазы и увеличения содержания гуанидинмонофосфата может способствовать релаксации НПС у пациентов с ГЭРБ [14].

Повышение концентрации аланина и цистеина у пациентов с ЭРБ также свидетельствует в пользу развития процессов белкового катаболизма. Избыточное высвобождение цистеина при ЭРБ сопровождает процесс разрушения дисульфидных связей между белковыми молекулами, что приводит к снижению их прочности и способствует развитию дистрофических процессов [15].

Описанные дистрофические процессы находят свое отражение в микрофотографиях гистологических образцов слизистой оболочки нижней трети пищевода у пациентов с ЭРБ, где можно наблюдать выраженные явления баллонной дистрофии эпителия (рис. 1) и увеличение межклеточных промежутков (рис. 2), что является характерными морфологическими признаками ГЭРБ и соотносится с данными Лионского консенсуса [9], а в рамках представленной работы еще и с выявленными нарушениями аминокислотного состава плазмы крови у обследованных лиц.

Представленное исследование имеет определенные ограничения:

1. На аминокислотный состав плазмы крови пациентов может влиять характер диеты. С целью минимизировать влияние питания, забор крови для определения аминокислотного состава проводился спустя несколько дней нахождения пациентов в стационаре на больничном питании. Однако, поскольку пациенты проходили обследование в разное время, полностью унифицировать питание не представлялось возможным.

2. Исследование выполнено на небольшой выборке пациентов — 58 человек в возрасте от 30 до 60 лет, в связи с чем затруднительно экстраполировать выводы на общую популяцию, необходимо проведение исследований на выборке большего объема.

Заключение

В ходе представленного исследования выявлены значимые различия по плазменному содержанию кортизола между пациентами с ЭРБ и группой контроля. С помощью регрессионного анализа подтверждена связь эрозивного повреждения пищевода с увеличением концентрации кортизола в плазме крови.

Описаны изменения аминокислотного состава плазмы крови пациентов с ГЭРБ, более проявленные у лиц с ЭРБ, свидетельствующие об активации энергетического обмена и процессов гиперкатаболизма в слизистой оболочке нижней трети пищевода, связанные с агрессивным воздействием рефлюксата и реализацией эффектов кортизола.

Финансирование: Авторы заявляют об отсутствии финансирования.

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соответствие принципам этики: Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской Декларации Всемирной Медицинской ассоциации, Руководству по надлежащей клинической практике (ICH-GCP), протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом.

Вклад авторов: Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.