The role of endothelin-1 and its autoantibodies in the pathogenesisof atopic dermatitis: a case-control study

Full Text

 Атопический дерматит (АД) — мультифакториальный генетически детерминированный дерматоз со сложной патофизиологической основой и характерной возрастной клинической картиной. В настоящее время среди всех хронических дерматозов распространенность АД составляет до 30%. Заболевание обычно возникает в детском возрасте; протекая хронически со сменой периодов обострения и ремиссии.

В патогенезе АД важную роль играют дисбаланс Т-хелперов 1-го и 2-го типов с характерным цитокиновым профилем; образование IgE с последующей дегрануляцией тучных клеток; что приводит к возникновению воспалительных изменений в коже [1–3]. Значимую патогенетическую роль в развитии АД может играть эндотелин-1 (ЭТ-1). Вещество синтезируется эндотелиальными и гладкомышечными клетками сосудов; астроцитами и нейронами; гепатоцитами; тканевыми базофилами и культивированными кератиноцитами. ЭТ-1 образуется за короткий период времени при участии адреналина; цитокинов; ангиотензина-II; после механического воздействия и не способен накапливаться в клетках [4]. Известно; что увеличению синтеза ЭТ-1 способствует трансформирующий фактор роста â; снижение концентрации регулируется аутоантителами и аутоантителами-абзимами [5–9]. Изначально ЭТ-1 был признан самым мощным вазоконстриктором; но в настоящее время известно; что он обладает многими другими биологическими свойствами [10–12]. В литературе описаны прямые и опосредованные эффекты ЭТ-1; реализующиеся через активацию эндотелин-А рецепторов; экспрессируемых миоцитами сосудистой стенки; кардиомиоцитами; клетками головного мозга и желудочно-кишечного тракта; и эндотелин-В рецепторов; локализующихся в гладкомышечных клетках сосудов среднего и мелкого диаметра; почках; желудочно-кишечном тракте [13]. По современным литературным данным; незначительные концентрации ЭТ-1 напрямую активируют рецепторы эндотелия с высвобождением факторов релаксации и опосредованно через аутокринно-паракринные реакции с высвобождением медиаторов; таких как оксид азота; простациклин; натрийуретический пептид; способствуют вазодилатации; однако увеличение его уровня активирует рецепторы гладкомышечных клеток; вызывая вазоспазм и пролиферацию средней оболочки мелких артерий [14; 15]. Таким образом; в зависимости от концентрации ЭТ-1 запускает антагонистические реакции.

Проведены исследования; показавшие влияние биологически активных веществ тучных клеток слизистых оболочек крысы на синтез ЭТ-1 и ингибирование экспрессии цитокинов. Доказано; что в кожных покровах ЭТ-1 участвует в синтезе меланина через механизмы активации тирозиназы [16]. Кроме этого; ЭТ-1 может играть важную роль в модулировании синтеза цитокинов путем регуляции их продукции лимфоцитами; активирует митогенез; пролиферативные изменения клеток; фиброз интимы сосудистой стенки [17–19]. ЭТ-1 участвует в развитии удушья при бронхиальной астме; вызывая отек тканей и гиперреактивность бронхов аэроаллергенам; активирует хемотаксис нейтрофилов; увеличивает миграцию в очаг воспаления нейтрофилов; способствует синтезу провоспалительных цитокинов и коллагеназы; приводя к гипертрофии гладких мышц бронхиального дерева; гиперплазии эпителиоцитов; фиброзу базальной мембраны; однако очень мало данных о его участии в патогенезе АД [20]. В связи со сказанным представляется актуальным определить уровень ЭТ-1 и аутоантител к нему при АД.

Цель настоящего исследования заключалась в изучении роли ЭТ-1 и аутоантител к нему в патогенезе АД.

Методы

Дизайн исследования

Уровень ЭТ-1 и аутоантител к нему исследовался в плазме крови у пациентов с АД и в контрольной группе. Обследование пациентов проводилось в период обострения заболевания до терапии; после окончания терапии и в период ремиссии. Тип исследования — случай-контроль.

Критерии соответствия

Критериями включения пациентов в исследование являлись: наличие диагноза АД; стаж заболевания более 2 лет; наличие подписанного добровольного информированного согласия; отсутствие сопутствующих заболеваний; в том числе хронических; в стадию ремиссии. Критериями исключения являлись: сопутствующие хронические заболевания в анамнезе; проведение лекарственной терапии (НПВС; Н1-блокаторы; системные и топические глюкокортикостероиды; циклоспорины; ингибиторы кальциневрина) и/или общей узкополосной средневолновой ультрафиолетовой терапии в течение 2 месяцев до включения пациента в исследование; беременность и лактация; клинические признаки вторичного инфицирования кожи; длительность ремиссии АД менее 2 месяцев после купирования обострения заболевания в рамках исследования.

Условия проведения

Исследование проводилось на базе ГУЗ «Краевой кожно-венерологический диспансер» Минздрава Забайкальского края (г. Чита) и ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» Минздрава России (г. Чита).

Продолжительность исследования

В статье представлены предварительные результаты исследования; полученные в период с 2015 по 2018 г.

Описание медицинского вмешательства

Обследование пациентов проводилось трижды: 1) во время обострения АД до начала терапии заболевания; 2) после проведенного в стационаре курса лекарственного лечения или ультрафиолетового облучения кожи и 3) в период стойкой ремиссии; длившейся не менее 2 месяцев; во время которой пациенты использовали базисную терапию в виде эмолентов.

Терапия в период обострения заболевания назначалась согласно клиническим рекомендациям РОДВК по ведению больных с АД с учетом степени тяжести поражения кожи:

• гипоаллергенная диета;
• базисная терапия — эмоленты;
• системная терапия — антигистаминные препараты (клемастин; хлоропирамин; лоратадин; цетиризин); системные глюкокортикостероиды (бетаметазон; метилпреднизолон; преднизолон); циклоспорин;
• наружная терапия — топические ингибиторы кальциневрина (такролимус; пимекролимус); топические глюкокортикостероиды (клобетазол; бетаметазон; триамцинолон; флутиказон; мометазон; метилпреднизолона ацепонат; гидрокортизона бутират; гидрокортизон); пиритион цинк; анилиновые красители (фукорцин; метиленовый синий);
• физиотерапевтическое лечение — фототерапия (УФВ диапазон; длина волны 310–315 нм с максимумом эмиссии 311 нм).

Материал и методы

Под нашим наблюдением на базе стационарных отделений ГУЗ «Кожно-венерологический диспансер» Минздрава Забайкальского края в г. Чите находились 40 пациентов с диагнозом АД в возрасте от 18 до 40 лет: 25 (62;5%) женщин и 15 (37;5%) мужчин; средний возраст составил 27;4 ± 9;5 года. В контрольную группу входили 15 здоровых добровольцев; соответствующих по полу и возрасту.

Диагностику АД проводили согласно критериям Hanifin и Rajka. Для определения степени тяжести заболевания применяли шкалу SCORAD. Оценивавшиеся значения индекса SCORAD и интенсивности зуда представлены в баллах. У каждого пациента; включенного в исследование; определялись следующие показатели: площадь поражения кожного покрова; интенсивность клинических проявлений; выраженность субъективных симптомов; таких как кожный зуд и нарушение сна. В исследовании применяли классификацию степени тяжести АД; в которой легкий АД верифицируется при индексе SCORAD менее 25 баллов; средней тяжести — от 25 до 50 баллов; тяжелый — более 50 баллов [21]. Распределение обследованных пациентов в группы по интенсивности зуда осуществлялось по следующим критериям: с отсутствием зуда (0 баллов по визуальной аналоговой шкале); со слабым зудом (от 1 до 3 баллов по визуальной аналоговой шкале); с умеренным зудом (от 4 до 7 баллов по визуальной аналоговой шкале) и с интенсивным зудом (от 8 до 10 баллов по визуальной аналоговой шкале).

Максимальная длительность стационарной терапии составляла 14 койко-дней; по истечении данного периода пациенты наблюдались в амбулаторных условиях. При остаточных клинических проявлениях АД после проведенной терапии пациентам пролонгировалась наружная терапия амбулаторно до достижения ремиссии.

У всех пациентов; включенных в исследование; и у здоровых людей; составляющих контрольную группу; определяли дермографизм до терапии; после ее проведения и в период ремиссии заболевания. Забор крови производили из локтевой вены в одноразовые пробирки для забора крови Vacutainer с цитратом натрия утром натощак; центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 мин; полученную плазму хранили при –70 °C до исследования. Концентрацию эндотелина-1 и аутоантител к нему в плазме измеряли методом ИФА с использованием коммерческих иммуноферментных анализов (ELISA) (Biomedica Group; Вена; Австрия) в соответствии с протоколами производителя.

Этическая экспертиза

Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» МЗ РФ; все пациенты перед исследованием подписали добровольное информированное согласие на участие в нем.

Статистический анализ

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакетов Statistica 6.0. Статистическую значимость различий показателей в связанных выборках определяли с помощью t-критерия Стьюдента; в несвязанных выборках — U-критерия Вилкоксона; Манна – Уитни. Корреляционный анализ между переменными проводился с помощью корреляции Пирсона и ранга Спирмена; в зависимости от распределения данных. Результаты представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения. Статистическую значимость определяли при р < 0;05.

Результаты

Объекты (участники) исследования

На момент включения в исследование легкая степень тяжести АД выявлена у 11 пациентов; индекс по шкале SCORAD составлял от 13 до 20; среднее значение 17;4 ± 1;2; после проведения терапии SCORAD равнялся нулю (р < 0;05). АД средней степени тяжести был диагностирован у 17 пациентов; индекс по шкале SCORAD составлял от 29 до 37 баллов; средний показатель 32;1 ± 3;18; после проведения терапии в данной группе пациентов значения индекса SCORAD составляли от 1 до 3 баллов; среднее значение 1;9 ± 0;8 (р < 0;05). Тяжелая степень АД была выявлена у 12 пациентов; значения индекса SCORAD в период обострения заболевания составили от 54 до 68 баллов; среднее значение 63 ± 4;7; после проведения терапии — от 8 до 11 баллов; среднее значение 9;3 ± 1;1 (р < 0;05). У всех пациентов; включенных в исследование; индекс SCORAD в период ремиссии был равен нулю.

Интенсивность кожного зуда у пациентов с атопическим дерматитом легкой степени тяжести составляла 3;2 ± 0;6 балла; средней степени тяжести — 7;8 ± 1;1 балла; тяжелой степени — 9;4 ± 0;1 балла. При АД легкой степени тяжести у 9;09% пациентов отсутствовал кожный зуд; у 27;2% пациентов выявлен слабый кожный зуд; у 63;71% — умеренный кожный зуд. Среди пациентов с распространенной формой АД; характеризовавшегося средней тяжестью поражения кожи; выделены 2 группы интенсивности кожного зуда: у 76;4% больных определен умеренный зуд; 23;6% пациентов страдали от интенсивного кожного зуда. При тяжелой степени все пациенты субъективно ощущали постоянный интенсивный кожный зуд.

Основные результаты исследования

Первые результаты в период проведения терапии фиксировались в виде полного регресса субъективного ощущения кожного зуда; в период ремиссии данный симптом отсутствовал у всех пациентов. В группе исследования до проведения терапии белый дермографизм был выявлен у 32 пациентов (80%); смешанный — у 8 человек (20%). После окончания терапии 29 человек (72;5%); страдающих АД; имели белый дермографизм; 11 — смешанный (27;5%). В период ремиссии длительностью не менее 2 месяцев белый дермографизм наблюдался у 6 человек (15%); смешанный у 26 (65%) и красный у 8 пациентов (20%). В контрольной группе в 100% случаев был определен красный дермографизм (рисунок).

Рисунок. Распределение пациентов с атопическим дерматитом по характеру выявленного дермографизма; %

Включенные в исследование пациенты с ограниченной формой АД имели легкую степень тяжести заболевания; распространенный кожный процесс был выявлен у пациентов со среднетяжелой и тяжелой степенями тяжести АД. Уровень ЭТ-1 в плазме крови в период обострения легкого АД составил 0;44 ± 0;15 фмоль/мл; при АД средней степени тяжести — 0;63 ± 0;17 фмоль/мл; при тяжелом АД — 0;94 ± 1;2 фмоль/мл. Уровень ЭТ-1 в плазме крови больных АД как легкой; так и средней степени тяжести был достоверно выше по сравнению с контрольной группой — 0;34 ± 0;11 фмоль/мл (р < 0;05) (табл.). После проведенной терапии концентрация ЭТ-1 достоверно уменьшилась по сравнению с исходным уровнем; который отмечался при обострении заболевания; и составила при легком АД 0;38 ± 0;18 фмоль/мл; при среднетяжелом АД — 0;36 ± 0;21 фмоль/мл; при тяжелом АД — 0;37 ± 0;11 фмоль/мл (р < 0;05). В период ремиссии заболевания уровень ЭТ-1 был сопоставим с показателями; выявленными в контрольной группе. Уровень эндотелина-1 в период ремиссии в крови больных легким АД составил 0;33 ± 0;10 фмоль/мл; АД средней тяжести — 0;31 ± 0;09 фмоль/мл; тяжелым АД — 0;33 ± 0;10 фмоль/мл.

 

Таблица. Содержание эндотелина-1 и антител к нему в крови у больных атопическим дерматитом в соответствии со степенью тяжести; оцененной по индексу SCORAD

Table. The concentration of endothelin-1 and antibodies to it in the blood of patients with atopic dermatitis in accordance with the severity of the disease and the SCORAD index

Показатели	Легкий АД (n = 11)			Среднетяжелый АД (n = 17)			Тяжелый АД (n = 12)			Контрольная группа (n = 15)
	ограниченная форма			распространенная форма
	обострение	после терапии	ремиссия	обострение	после терапии	ремиссия	обострение	после терапии	ремиссия
SCORAD; среднее значение; баллы	17;4 ± 1;2*	0 †	0 †	32;1 ± 3;18	1;9 ± 0;8*	0	63 ± 4;7	9;3 ± 1;1*	0 †	0
Интенсив-ность зуда; баллы	3;2 ± 0;6*‡**	0	0	7;8 ± 1;1*	0	0	9;4 ± 0;1*	0	0†	0
ЭТ-1;фмоль/мл	0;44 ± 0;15*	0;38 ± 0;18	0;33 ± 0;10†	0;63 ± 0;17**	0;36 ± 0;2	0;31 ± 0;09†	0;94 ± 1;2	0;37 ± 0;11†	0;33 ± 0;10†	0;34 ± 0;11
АТ IgGк ЭТ-1;мкг/мл	38;21 ± 0;13‡**	18;43 ± 3;09*	20;40 ± 1;06	49;31 ± 3;21***	19;84 ± 6;15†	20;06 ± 0;32	63;52 ± 5;48*	20;40 ± 1;06†	21;45 ± 2;16	22;50 ± 2;73

Значимые корреляционные связи обнаружены между уровнем ЭТ-1 в плазме крови и шкалой SCORAD (r = 0;52; p < 0;05); а также между концентрацией ЭТ-1 и тяжестью зуда (r = 0;64; p < 0;05) в период обострения заболевания.

Нежелательные явления

Нежелательных явлений отмечено не было на этапе как стационарного; так и амбулаторного ведения пациентов.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

Нами показано; что в период обострения АД происходит увеличение уровня ЭТ-1; и его концентрация снижается в период разрешения клинической картины заболевания. Кроме этого; мы выявили значимые корреляционные связи в период выраженной клинической симптоматики между концентрацией ЭТ-1 в плазме крови; тяжестью заболевания и интенсивностью кожного зуда.

Обсуждение основного результата исследования

Патофизиология зуда при АД до конца не изучена; однако существует несколько механизмов его возникновения. Известно; что внутриклеточная нейральная пептидаза-1 была идентифицирована как ключевой регулятор ЭТ-1 зависимого кожного зуда [22]. Существует теория возникновения кожного зуда; в основе которой лежит выброс гистамина из дегранулированных тучных клеток; однако она несовершенна; так как антигистаминные препараты не всегда оказывают противозудное действие; обуславливая торпидность к лечению дерматоза. Однако мы предполагаем; что при дегрануляции тучных клеток выделяются молекулы гистамина; связывающиеся со специфическим рецептором на поверхности эндотелиальной клетки; вызывая ее сокращение; что приводит к активации синтеза ЭТ-1 с последующим проявлением его биологических эффектов.

Одним из диагностических критериев АД является белый дермографизм — стойкий вазоспазм; возникающий в результате активации симпатической нервной системы. Однако проведенные нами исследования показали; что в патогенезе заболевания важную роль поддержания и усугубления воспалительных изменений в коже играет ЭТ-1 [23; 24]. Можно предположить; что маркером белого дермографизма при АД является повышение уровня ЭТ-1 в плазме крови. При механическом воздействии на кожу при проверке дермографизма эндотелиальными клетками сосудов происходит активный выброс ЭТ-1 и возникает местный спазм сосудов микроциркуляторного русла. Возможно; эозинофилы и поврежденные при АД кератиноциты кожи способствуют синтезу ЭТ-1; вызывающего вазоконстрикцию; что; на наш взгляд; может влиять на нарушение микроциркуляции в коже; усугубляя воспалительные реакции с последующим синтезом метаболитов арахидоновой кислоты и образованием кислых продуктов обмена веществ; которые; взаимодействуя с рецепторами кожи; вызывают зуд. Возможно; при снижении концентрации ЭТ-1 кровоток в сосудах дермы восстанавливается; проявление белого дермографизма исчезает; улучшается микроциркуляция в сосудах дермы и регрессирует симптом кожного зуда.

Мы считаем; что аутоантитела к ЭТ-1 при АД являются регуляторами биологической активности вазоконстрикторов; непосредственно участвующих в процессах микроциркуляции кожи. Повышенные концентрации ЭТ-1 могут усугублять воспалительные процессы в коже и; возможно; приводить к появлению вторичной альтерации и гиперпигментации у пациентов с АД. Мы предполагаем; что в период ремиссии повышение концентрации аутоантител к ЭТ-1 является маркером скорого обострения заболевания. Однако элиминация ЭТ-1 может быть обеспечена аутоантителами в чрезвычайно короткие сроки для поддержания нормального функционирования поверхностной и глубокой сосудистых сетей дермы.

Ограничения исследования

Факторов; способных существенным образом повлиять на выводы исследования; не выявлено.

Заключение

Нами впервые исследован уровень ЭТ-1 и выявлены аутоантитела к нему при АД. Мы предполагаем; что в патогенезе заболевания ЭТ-1 не только ограничивает очаг воспаления; реализуя биологический эффект через вазоспазм; но и усугубляет тяжесть заболевания; способствуя нарушению микроциркуляции в коже. Кроме этого; повышение концентрации ЭТ-1 в плазме крови может являться маркером белого дермографизма и кожного зуда. При подтверждении патофизиологической роли ЭТ-1 при АД в последующих клинических исследованиях рецепторы к ЭТ-1 могут быть потенциальными мишенями для таргетной терапии АД.

About the authors

Irina V. Kibalina

Chita State Academy of Medicine

Author for correspondence.
Email: vilinia@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4390-183X
SPIN-code: 6085-1292
Scopus Author ID: 857071

MD; Cand. Sci. (Med)

Russian Federation, Gorkogo str., 39A, 672027, Chita

Namzhil N. Tsybikov

Chita State Academy of Medicine

Email: thybikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6192-8422
SPIN-code: 1963-8418
Scopus Author ID: 520407

MD; Dr. Sci. (Med.); Professor

Russian Federation, Gorkogo str., 39A, 672027, Chita

References

Supplementary files