Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о лабораторной оценке метаболической функции печени при абдоминальном ожирении 14
1.1. Ожирение и метаболическое поражение печени 14
1.2. Значение патологических состояний при ожирении 20
1.3. Роль методов лабораторной диагностики патологических состояний при ожирении 22
1.4. Современные возможности диагностики жировой дегенерации печени 25
Глава 2. Характеристика обследованных и методы исследования 31
2.1. Общая организация исследования 31
2.1.1. Дизайн исследования 31
2.2. Методы исследования 41
2.2.1. Клинические методы исследования 41
2.2.1.1. Физикальные исследования 41
2.2.1.2. Инструментальные исследования 42
2.2.2. Лабораторные исследования 46
2.2.2.1. Биохимические исследования 46
2.2.2.2. Микробиологические исследования 50
2.3. Методы статистической обработки результатов исследований 53
Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 55
3.1. Лабораторная характеристика абдоминального ожирения при отсутствии метаболических нарушений 55
3.2. Лабораторная оценка метаболических нарушений при абдоминальном ожирении 61
3.3. Взаимосвязь метаболических нарушений и изменений лабораторных показателей и расчетных индексов с жировой дегенерацией печени, дисфункцией висцеральной жировой ткани, инсулинорезистентностью. 67
3.4. Предикторы жировой дегенерации печени 70
3.4.1. Лабораторная статистическая модель для выявления жировой дегенерации печени 77
3.5. Лабораторные маркеры метаболических нарушений 84
3.6. Лабораторная характеристика этанол продуцирующей микробиоты при абдоминальном ожирении 90
3.7. Валидация лабораторных предикторов для диагностики жировой дегенерации печени при абдоминальном ожирении 93
Заключение 97
Выводы 109
Практические рекомендации 111
Сокращения, принятые в диссертации 113
Список литературы 114
- Ожирение и метаболическое поражение печени
- Лабораторная характеристика абдоминального ожирения при отсутствии метаболических нарушений
- Предикторы жировой дегенерации печени
- Валидация лабораторных предикторов для диагностики жировой дегенерации печени при абдоминальном ожирении
Ожирение и метаболическое поражение печени
Весь спектр нарушений обмена веществ в печени объединен понятием «неалкогольная жировая болезнь печени» и включает неалкогольный стеатоз (НАС, жировая дистрофия, неалкогольный жировой гепатоз), неалкогольный стеатогепа-тит (НАСГ, жировая дистрофия с различной степенью фиброза печени (F0-F4)) с дальнейшим прогрессированием в гепатоцеллюлярную карциному печени (ГЦК) [8]. Отмечено, что ГЦК может развиться при наличии метаболических факторов риска и отсутствии цирроза и гистологических признаков НАСГ [8]. К настоящему времени в перечне заболеваний МКБ 10 отсутствует единый код, отражающий полноту диагноза НАЖБП [9]. Для кодировки используется один из четырех ко 15 дов, среди которых код К 76.0 - жировая дегенерация печени, не классифицированная в других рубриках, - отражает первую стадию болезни. Энциклопедический словарь медицинских терминов трактует термины «дегенерация» и «дистрофия» как синонимы, характеризующие патологический процесс нарушения обмена веществ с накоплением продуктов обмена [15].
В литературе представлено много научных работ, результаты которых оценивают НАЖБП как дополнительный компонент МС ввиду тесной патогенетической связи между этими состояниями вследствие воспалительных и метаболических процессов. Ключевым моментом в формировании концепции МС, объединяющим метаболические нарушения, можно считать работу Reaven G.M. [16], в которой была дана оценка связи нарушения толерантности к глюкозе, ИР, повышения концентрации в плазме триглицеридов и снижения липопротеидов высокой плотности, уровня общего холестерина с повышенным риском ИБС. Вполне вероятно, что висцеральное ожирение, представленное при МС, превышение портального или интраперитонеального жира способствует появлению и прогрессирова-нию НАЖБП, увеличивая количество свободных жирных кислот в печени [17]. Также отмечается тесная связь между ИР и НАЖБП [17-20].
Согласно рекомендациям Европейской ассоциации по изучению печени (EASL), Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD) и Европейской ассоциации по изучению ожирения (EASO) (2016 г.) у пациентов с ИР и/или наличием метаболических факторов риска необходимо провести диагностику НАЖБП (степень А1), так же как у всех лиц со стеатозом необходимо исключить компоненты МС (степень А1) [8], им вторит и руководство по медицинской помощи больным ожирением Американской ассоциации клинических эндокринологов (AACE)/Американского колледжа эндокринологии (ACE) [4], признавшее наличие «метаболически здорового ожирения». Предположительно, для подтверждения «метаболически здорового ожирения» отсутствие внутрипеченочного стеато-за важнее, чем наличие абдоминального ожирения [21].
По данным исследования S.L.Appleton и соавт., только 4% метаболически здоровых лиц с ожирением имеют повышенный риск развития СД2 и ССЗ, при этом при ожирении с МС риски возрастают до 14 и 11% соответственно [22]. А 30-летнее когортное исследование женщин продемонстрировало, что вероятность развития ССЗ по сравнению с участницами с нормальной массой тела и отсутствием метаболических нарушений среди участниц с «метаболически здоровым ожирением» была выше на 39%, а при метаболически нездоровом ожирении – в 3 раза [6]. Поэтому определение четких критериев, выявляющих наличие МС, является особенно актуальным.
Вместе с тем до настоящего времени консенсус не достигнут и единая концепция МС не утверждена (табл. 1).
Так, первое определение метаболического синдрома было сформулировано в 1998 г. экспертами Всемирной организации здравоохранения [23], дополненное в 1999 г. В качестве основного критерия использовалась ИР, определенная прямыми или косвенными методами. Дополнительно должны присутствовать 2 критерия.
Эксперты из Европы (EGIR), изучающие инсулинорезистентность, также приняли ИР за основу, добавив присутствие 2-х из 4-х сопутствующих факторов [24].
Экспертным советом III Национальной образовательной программы по холестерину США (NCEP-ATP III, [25]) подход к определению метаболического синдрома в 2001 г. был упрощен, для диагностики необходимо наличие любых трех критериев из 5.
Для привлечения внимания клиницистов к МС Американская ассоциация клинических эндокринологов (AACE) в 2003 г. предложила свою трактовку основных критериев [26]. И только в апреле 2005 г., благодаря консенсусу Американской кардиологической ассоциацией (АНА), Международной федерации диабета (IDF) и Национального института сердца, легких и крови (NHLBI), появилась единая концепция МС. Во главе концепции было определено место абдоминальному ожирению, критерии которого были значительно ужесточены в соответствии с данными о различных этнических популяциях (ОТмуж. 94 см, ОТжен. 80 см). Дополнительными критериями стали: дислипидемия (ХсЛПВП 1,3 ммоль/л для женщин и 1,0 ммоль/л для мужчин, ТГ 1,7 ммоль/л), артериальная гипертензия (АД130/85 мм рт. ст.) и уровень глюкозы плазмы натощак 5,6 ммоль/л.Дальнейше развитие концепция получила в ноябре 2009 г., по которой для диагностики МС необходимы 3 критерия из 5 [27].
В РФ за основу также принят абдоминальный тип ожирения и наличие не менее 2-х дополнительных критериев [11].
Данные концепции неокончательны и, вероятно, будут уточнятся по мере накопления данных, однако все они применяются в научных целях. Основным дис 19 кутабельным параметром является определение ожирения как основного или дополнительного критерия.
Вместе с тем еще в 1989 г. Kaplan N.M. включил ожирение как фактор риска кардиоваскулярных заболеваний, наравне с устойчивостью к глюкозе, триглице-ридемией и артериальной гипертензией [28], изучив патофизиологическое влияние избыточного веса на гиперинсулинемию, что подтверждается и другими учеными [16, 29]. Некоторые исследования поддерживают связь между изменениями в кишечной микробиоте и ожирением, а также его осложнениями, в том числе ИР и НАЖБП [30, 31]. Изменение кишечной микрофлоры (дисбактериоз) также может стимулировать отложение жира в печени с использованием нескольких механизмов, в том числе продукцией этанола [32-35].
Представители российской школы биохимии липидов и липопротеинов под руководством проф. В.Н. Титова считают, что нарушение накопления жирных кислот в форме триглицеридов (ТГ) является основой для изменения функции висцеральных жировых клеток и инсулинозависимых адипоцитов, что приводит к развитию МС и ожирению. Пул висцеральных жировых клеток осуществляет поглощение, депонирование и гидролиз запасенных ТГ, высвобождение в межклеточную среду неэтерифицированных жирных кислот (ЖК). У них нет рецепторов к инсулину. В противоположность им, инсулинозависимые подкожные адипоци-ты обеспечивают субстратами инсулинозависимые поперечнополосатые миоциты, они выделяют в кровоток ЖК, которые они ранее поглотили в форме ТГ. Клетки обладают также специфичными медиаторами: лептин у висцеральных жировых клеток, а адипонектин у подкожных адипоцитов [36, 37]. Существенный вклад в развитие и прогрессирование ИР и атерогенных нарушений привносит избыточная секреция висцеральными адипоцитами адипокинов и снижение секреции ади-понектина, обладающего антиатерогенными и антидиабетическими свойствами. Продемонстрировано, что уровни адипонектина выше 12.49 мг/литр у женщин с ожирением (OR-3.02; 95% ДИ 1.95-4.67; p 0,001) и выше 8.07 мг/литр у мужчин (ОR 2.14; 95% ДИ 1.1-4.06; р = 0,01) увеличивает шанс быть метаболически здоровыми [38]. Возможно, в том числе и по этой причине МС сопутствует ожире 20 нию только в 49% случаев [22, 39]. Адипокины и провоспалительные молекулы, которые секретируют висцеральные клетки ЖТ, служат основой заболеваний сердечно-сосудистой системы и НАЖБП. В связи с избыточным накоплением ТГ происходит апоптоз с гепатоцитами при НАЖБП, а также с -клетками островков Лангерганса [40].
С учетом многообразия патогенетических механизмов ожирения рутинного обследования, включающего традиционные клинико-инструментальные и лабораторные показатели липидного профиля, недостаточно для оптимального обследования и определения тактики последующего ведения пациентов с ожирением.
Лабораторная характеристика абдоминального ожирения при отсутствии метаболических нарушений
Несмотря на то что термин «метаболически здоровое ожирение» используется преимущественно в отношении факторов кардиоваскулярного риска [12], сообщается, что для данных лиц характерен также меньший риск развития ИР [8, 27]. Показатели эффективности определения формирующегося МС, не сопровождающегося появлением клинических симптомов у обследованных, разделенных на группы лабораторными методами, с применением критериев нескольких клинических рекомендаций (табл. 1) представлены в таблице 10. Фиксируя диагностическую эффективность и современность национальных клинических рекомендаций РФ по ожирению (2017 г., [12]), в нашем исследовании применение этих критериев признано нецелесообразным, так как в данном руководстве за дискриминационную основу для диагностики ожирения принят ИМТ 25 кг/м2 и соотношение «Окружность талии/окружность бедер». Для изучения степени жировой дегенерации печени у обследованных, относимых к метаболически «здоровым», использовано сравнение двух концепций по диагностике МС [8, 11, 27], основанных на измерении окружности талии для определения абдоминального ожирения.
При оценке клинико-лабораторных показателей метаболически «здоровых» лиц с абдоминальным ожирением (МЗФАО) привлекают внимание отличия в степени жировой дегенерации печени при группировке обследованных с помощью критериев метаболического синдрома различных руководств. Так, МЗФАО по «Национальным клиническим рекомендациям РФ по диагностике метаболического синдрома» (2013 г.) [11] (далее МЗФАО-2013) характеризуется умеренной жировой дегенерацией печени с поражением менее 32% гепатоцитов. Группа МЗФАО по Клиническим руководствам (AHA/IDF/NHLBI/ IAS/WHF/IASO, 2009; EASL/EASD/EASO, 2016) [8, 27] (МЗФАО-2009) достоверно отличается по степени стеатоза печени (р 0,05) и характеризуется выраженным стеатозом, сопровождающимся поражением более 32% гепатоцитов (табл. 11).
По результатам нашего исследования выявлено, что метаболически «здоровым» обследованным с АО, в зависимости от применяемых клинических рекомендаций по диагностике метаболического синдрома, сопутствует разная выраженность неалкогольного стеатоза печени. Наиболее жесткие рекомендации включают требования по уровню ХсЛПНП, что сопровождается умеренным неалкогольным жировым гепатозом при метаболически «здоровом» ожирении. При отсутствии этого критерия МЗФАО соответствует выраженная жировая дистрофия печени.
Для лиц со здоровым ожирением (n = 7), то есть имеющих АО при отсутствии дополнительных метаболических факторов риска, составивших 30% группы МЗФАО-2013, медиана Steatotest составила 0,60 ед., что соответствует умеренному стеатозу (6-32%) печени и указывает на нарушение метаболических функций в печени. По мнению авторов, в связи с этим для лиц с неполным набором критериев МС, более корректно вместо метаболически «здорового» ожирения (“metabolically healthy obese”, metabolically healthy” obese [4, 8]) применять «ожирение без метаболического синдрома» или «ожирение с сопутствующими метаболическими нарушениями (одним или несколькими)».
Статистически достоверных различий между группами метаболически «здорового» ожирения и здоровых без АО по уровням лабораторных биомаркеров не выявлено, медианы большинства изученных показателей не превышают пороговых значений, АСТ АЛТ (табл. 12).
Отмечено повышение медианы гамма-глютамилтрансферазы у лиц с метаболически «здоровым» ожирением по сравнению с нормальным весом (42,1 Е/л vs 24,6 Е/л) без превышения верхнего значения референтного интервала, возможно, это отражает начальные изменения в кишечной микробиоте и связанное с этим увеличение продукции эндогенного алкоголя, а также изменения глутатионового цикла вследствие активации процессов перекисного окисления липидов.
Нарушения гликемии натощак и субклинический атеросклероз брахиоце-фальных артерий у обследованных данных групп не выявлены. Отсутствуют синхронно изменяющиеся и взаимозависимые лабораторные параметры.
Расчетные индексы по оценке инсулинорезистентности характеризуют группу МЗФАО-2009 как имеющую ИР (медиана индекса HOMA-IR - 3,98 ед., метаболического индекса - 9,78 ед.) (табл. 13). Индекс VAI в двух группах превышает референтный интервал для лиц с нормальной массой тела [12] , при этом группа МЗФАО-2013 соответствует оптимальному уровню VAI: менее 1,93 ед. для возраста 52 и 66 лет, предложенного авторами индекса M.C. Amato et al. [96]. Висцеральная жировая дисфункция выявлена у 24% обследованных МЗФАО-2013 и у 36% - МЗФАО-2009 при использовании критериев M.C. Amato et al [96].
Таким образом, критерии Национальных клинических рекомендаций РФ по диагностике метаболического синдрома (2013 г.) являются эффективными для доклинической диагностики при метаболически «здоровом» ожирении (AUC=0,971). Несмотря на то что метаболически «здоровое» ожирение характеризуется отсутствием жалоб и клинической картины патологии печени, а также существенных изменений лабораторных показателей по сравнению с референтным диапазоном, для обследованных с МЗФАО характерна умеренная степень жировой дегенерации печени. Расчетные индексы демонстрируют большую точность в оценке ИР, чем уровень глюкозы и инсулина натощак. Эти данные подтверждают недостаточность оценки только антропометрических показателей ожирения и свидетельствуют о необходимости стандартизации критериев для определения метаболически «здорового» ожирения [102, 103]. Оценка метаболического профиля ожирения может помочь при определении стратегий вмешательства в клинической практике.
Предикторы жировой дегенерации печени
Среди обследованных здоровых лиц с АО только у 1 (0,01%) пациента отсутствует жировая дегенерация печени (жировая дистрофия менее 1% гепатоцитов). Показатель жировой дегенерации печени - результат SteatoTest достоверно выше в группе метаболически нездорового фенотипа абдоминального ожирения (р= 0,0001) и соответствует выраженному стеатозу в более 32% гепатоцитов (табл. 18).
Из оценки предикторов стеатоза 25 обследованных с метаболически нездоровым фенотипом абдоминального ожирения исключены в связи с отсутствием результатов оценки стеатоза по SteatoTest (входит только в комплекс FibroMax). При анализе не выявлено статистически достоверных различий изучаемых лабораторных показателей между группами метаболически «здоровых» лиц со стеато-зом менее 5% (норма) и поражением 6-32% гепатоцитов (1 стадия - умеренный жировой гепатоз) [98], поэтому пациенты при дальнейшем анализе рассматривались в одной группе МЗФАО.
Среди исследованных лабораторных параметров (АЛТ, АСТ, ГГТ, инсулин и глюкоза натощак, триглицериды (ТГ), общий холестерин (ОХс), холестерин ли-попротеинов высокой (ХсЛПВП) и низкой плотности (ХсЛПНП), аполипопротеи-ны А1 (апоА) и В (апоВ), гомоцистеин, С-реактивный белок (hsСРБ)) и расчитан-ных индексов наибольшую степень корреляционной связи со стеатозом в более чем 32% гепатоцитов по индексам FibroMax и/или SteatoScreen (далее СП 32%) демонстрирует коэффициент ТГ/ХсЛПВП (r=0,5; p 0,0001), имеющий достоверные различия значений между контрольной и исследуемой группой: 1,72 [95%ДИ 1,30 - 2,43] vs 3,11 [95%ДИ 2,52 - 3,96], p 0,005 (табл. 19). Несмотря на рекомендации по применению индекса ожирения печени (FLI) для исключения стеатоза печени при значениях менее 30 ед. [89, 104], в нашей группе обследованных со стеатозом более 32% FLI-индекс составил 9,91 [95%ДИ 4,49 - 11,22] ед., при умеренной силе корреляционной связи с индексом SteatoTest (r= 0,4; p 0,005). Наиболее значимые различия между группами обследованных выявлены для показателей: коэффициент LAP (p 0,0005; r= 0,4, p 0,0005), метаболический индекс (p 0,001; r= 0,4, p 0,0005), индекс VAI (p 0,0005; r= 0,4, p 0,0005), индекс HOMA-IR и индекс QUICKI (p 0,0005). Традиционно определяемые показатели липидного обмена демонстрируют меньший уровень статистической достоверности при определении степени СП 32% при средней силе взаимосвязи (r= 0,4): уровень триглицеридов (p 0,05), ХсЛПВП (p 0,005) и ХcЛПНП (p 0,05).
Оценивая диагностическое качество исследованных тестов как предикторов стеатоза печени по результатам оценки стеатоза по SteatoTest, входящего в комплекс FibroMax, и данных УЗИ для общей выборки обследованных с помощью сравнения ROC-кривых, мы отметили, что наиболее эффективными тестами являются метаболический индекс и индекс VAI (см. рис. 8).
Сопоставление эффективности диагностических тестов с помощью оценки площади под ROC-кривыми (AUC, Area Under Curve) позволяет определить оптимальные предикторы: метаболический индекс (AUCМИ= 0,752), индекс VAI (AUCVAI = 0,757), при этом различия статистически недостоверны (табл. 20). Необходимо отметить, что МИ является наиболее чувствительным маркером стеато-за в более 5% гепатоцитов, в этом случае AUCМИ= 0,838. Триглицериды имеют низкую диагностическую точность: AUCТГ= 0,666 [95% ДИ 0,547-0,771], уровень ХсЛПВП показывает высокое диагностическое качество при определении стеато-за более 5% (AUCХсЛПВП= 0,809). Концентрация триглицеридов 1,7 ммоль/л демонстрирует умеренную чувствительность (81%) и низкую специфичность (42 %) определения степени СП 32%, при этом значение концентрации более 1,33 ммоль/л повышает чувствительность до 90% (Sp= 42%). Для стеатоза печени более 5% гепатоцитов значения ТГ 1,7 ммоль/л обладают низкой специфичностью (Se= 74,0%, Sp= 28,6%).
Использование значений ХсЛПВП менее 1,3 ммоль/л [11, 21] в качестве предиктора СП 32% обладает 90% чувствительностью (Sp - 42%), а уровень ХсЛПВП менее 1,0 ммоль/л [13] - 77% чувствительностью и 58% специфично 76 стью. Учитывая гендерные различия при отклонениях ХсЛПВП, оптимальными значениями необходимо считать 1,01 ммоль/л (Se= 63,2%, Sp= 80,0%) для мужчин, и 0,8 ммоль/л (Se= 64,5%, Sp= 78,9%) для женщин (табл. 21).
Диагностически точными предикторами с оптимальным порогом отсечения (optimal cut-off value) являются индекс VAI, оценивающий степень висцеральной жировой дисфункции [96], и индекс инсулинорезистентности HOMA-IR [13].
Таким образом, с диагностической и экономической точек зрения VAI следует считать оптимальным предиктором для выявления стеатоза печени более 32%. Для метаболического индекса с целью оценки ИР рекомендовано значение более 7 ед. [71], при этом значении диагностическая чувствительность определения СП 32% составляет 84% при специфичности 46%.
Учитывая среднее диагностическое качество изученных тестов (AUCs 0,77), для создания более точной модели прогноза использован метод математического моделирования с применением множественной линейной регрессии, оценивающей влияние нескольких независимых показателей на стадию стеатоза печени.
Валидация лабораторных предикторов для диагностики жировой дегенерации печени при абдоминальном ожирении
Учитывая, что своевременная диагностика ранних проявлений патологии является важнейшей профилактической задачей, необходимо обратить внимание на универсальные и диагностически точные лабораторные маркеры, которые были отобраны в ходе нашего исследования. Среди изученных лабораторных параметров и расчетных индексов наибольшую информативность для превентивной диагностики представляют следующие тесты, обладающие лучшими показателями AUCs: метаболический индекс (МИ), индекс VAI, предиктор СП32 (AUCs 0,752, p 0,0001).
С целью валидации интегральных предикторов сформирована группа проверки их диагностической работоспособности (n=135), в соотношении 17% здоровых и 83% больных, данное распределение наблюдений практически равноценно (в %) соотношению группы исследования МЗФАО/МНЗФАО (21% и 79%). Вали-дация исследованных предикторов на сформированной группе оценки подтвердила высокую диагностическую точность выбранных маркеров: AUCПредиктор СП32= 0,910, AUCМИ= 0,843 - за исключением индекса VAI (табл. 35, рис. 13). Меньшая точность характерна для разного рода сочетаний тестов липидного обмена (AUC 0,83).
Для оценки и выбора точек отсечения дополнительно проведена оценка графического представления параметров в виде статистической сводки переменных: медиана, квартили, диапазон и крайние значения, - представлены на рисунке 14.
Предиктор СП32 при значениях 0,69 ед. следует считать лучшим тестом для превентивной диагностики жировой дегенерации печени у здоровых лиц с АО, т.к. он обладает оптимальным сочетанием операционных параметров: диагностической чувствительности и специфичности (81 и 88% соответственно), диагностической эффективности (82%), отношением правдоподобия положительного результата (+LR- 6,9) (табл. 36).
Метаболический индекс уступает по чувствительности и специфичности (76 и 78% соответственно). Менее приемлемым для скрининговой диагностики вследствие низкой чувствительности является сочетание гликемии натощак и повышения триглицеридов более 1,7 ммоль/л (Se 45%). Выбор новых точек отсечения для триглицеридов и общего холестерина (при значениях 2,27 ммоль/л и 6,4 ммоль/л соответственно), более чем в 5 раз повышают отношение правдоподобия положительного результата, но не демонстрируют лучшие дискриминационные характеристики по сравнению с предиктором СП32 по показателю диагностической эффективности. Оценивая диагностическую точность регламентированных клиническими руководствами лабораторных маркеров (ОХс, ТГ, ХсЛПВП) [11-13], необходимо отметить потребность в гармонизации порога клинического решения для повышения чувствительности (Se) и специфичности (Sp) этих тестов.