Diabetes mellitus a protrombotická aktivita

Souhrn

Diabetes mellitus (DM) je charakterizován významnou hyperglykemií a vysokým rizikem aterotrombózy v koronárních, centrálních i periferních arteriích. Riziko srdečního infarktu je u diabetiků 2. typu 3– 5krát vyšší než u nediabetiků. Příčinou jsou změny hemostázy u obézních diabetiků 2. typu, včetně změn fibrinolýzy, snížení fibrinolytické aktivity a zvýšení trombogenního rizika v rámci plurimetabolického syndromu inzulinové rezistence [1,2]. Ve studii REACH bylo vyhodnoceno více než 67 tisíc nemocných s riziky aterotrombózy nebo aterotrombózou. Byla vyčleněna skupina diabetiků a výsledky byly podrobeny multivariační analýze a byly prokázány rozdíly mezi intenzitou léčby nemocných s ischemickou chorobou srdeční a diabetem a pouze diabetem. Intenzita an­ti­trom­botické léčby u diabetiků bez klinických projevů aterotrombózy byla nižší [3].

Klíčová slova:
diabetes mellitus –  aterotrombóza –  syndrom inzulinové rezistence –  protrombotická aktivita

Úvod

Diabetes mellitus 2. typu s obezitou ovlivňuje jak složky fibrinolýzy, tak i ně­kte­ré složky koagulačního systému a projevy aktivace destiček a poškození endotelu [4– 6]. Zvýšení koncentrace PAI-1 je prediktivní faktor infarktu myokardu u nemocných s anginou pectoris. Zvýšení tPa je prognostický faktor pro vznik srdečního infarktu u zdravých osob. Stejně tak je pozitivní korelace mezi hladinou PAI-1 a tPa u nemocných s počínající karotickou stenózou. Všechny tyto epidemiologické studie ukazují, že je úzký vztah mezi sníženými složkami fibrinolytického systému a zvýšeným rizikem arteriálních trombóz a rozvojem vaskulárního postižení [7]. Jiné studie ukazují, že fibrinolytická aktivita, PAI-1 a tPa antigen těsně korelují s četnými komponentami syndromu inzulinové rezistence (IR) (body mass indexem –  BMI, poměrem pas-boky, triglyceridy, HDL-cholesterolem, endogenním inzulinem, krevním tlakem atd.) [8,9]. Vzestup PAI-1 koreluje se vzestupem BMI, korekcí hypertenze, hladinou inzulinu, vzestupem triacyl­glycerolů a poklesem HDL-cholesterolu [10,11]. Diabetes mellitus 2. typu se projevuje protrombogenně i endoteliální dysfunkcí s poklesem syntézy NO a prostacyklinu. DM je provázen poruchami aktivity krevních destiček, poruchy glykace vedou k poruše syntézy fibrinu a poruše funkce fibrinu, který se stává rezistentní na fibrinolýzu. Změny jsou sumarizovány v tab. 1.

Inzulinová rezistence (IR), změny fibrinolýzy a koagulace

Změny fibrinolytických vlastností krve jsou u obézních nemocných s diabetem 2. typu závislé na produkci PAI-1 adipocyty. Metabolický kompartment PAI-1 je tvořen adipocyty a hepatocyty. Hepatocyty produkují jen malé množství PAI-1. Experimentálně se u obézních myší zjistilo, že se až 7krát zvyšuje produkce PAI-1 v adipocytech a jen 2krát v hepatocytech. Hladiny PAI-1 při obezitě a diabetu jsou jednoznačně dány množstvím viscerálního tuku. Lidské kultury omentálních adipocytů tvoří více PAI-1 než podkožní tuková tkáň. Lokální tvorba PAI-1 je důležitá pro regulaci proliferace adipocytů, která je závislá na plazminem aktivované proteolýze. PAI-1 tak nepřímo inhibičně ovlivňuje zvyšování buněčnosti tukové tkáně.

Vztah PAI-1 k tvorbě tukových zásob vysvětluje jeho regulaci různými hormony, růstovými faktory a cytokiny, jako je inzulin, transformační růstový faktor β (TGF β) a TNF α. Inzulin stimuluje tvorbu PAI-1 v adipocytech současně s působením VLDL a volných mastných kyselin. Tuková tkáň je nejdůležitějším zdrojem PAI-1 v závislosti na inzulinu. V experimentu se prokázalo, že aplikace inzulinu zvyšuje expresi mRNK pro PAI-1 více v tuku než v játrech. Ve splanchnickém endotelu se jeho tvorba neindukovala [12].

Adipocyty jsou významným zdrojem lokálních regulátorů množství tuku typu TGF β a TNF aα TGF β je mitogenem pro adipocyty, čímž zvyšuje buněčnost tukové tkáně, zároveň inhibuje jejich diferenciaci na adipocyty. TNF α je naopak fyziologickým adipostatem. Oba faktory indukují tvorbu PAI-1 na úrovni genu, přičemž stimulační účinek TNF α je srovnatelný s inzulinem, zatímco efekt TGF β je několikanásobně vyšší.

Obezita je provázena hyperinzulinemií a zvýšenou koncentrací TNF α v tukové tkáni. TNF α podmiňuje syntézu PAI-1 v kulturách adipocytů. TNF α selektivně zvyšuje syntézu PAI-1 bez současného zvyšování sekrece tPa. Inkubace adipocytů s TNF α nebo inzulinem po 5 dní zvyšuje sekreci PAI-1 [13].

TNF a inhibuje lipoproteinové lipázy a potlačuje diferenciaci adipocytů. Vlivem TNF α dochází k tvorbě kyslíkových radikálů. Hlavním zdrojem tvorby TNF jsou makrofágy v odpovědi na řadu podnětů. TNF α je považován za jednoho z mediátorů inzulinorezistence, a to pro svůj prokázaný vliv na fosforylaci tyrozinu na inzulinovém receptoru, která má za následek zhoršení signalizace po vazbě na inzulin vzhledem k útlumu proteinových kináz. U inzulinorezistence spojené s obezitou byl prokázán vliv solubilního receptoru pro TNF (sTNF-R p55) na substrát inzulinového receptoru IRS-1. Sekundární úlohu u inzulinorezistence při obezitě hraje IL-6. Yudkin [13] shrnuje, že syndrom inzulinové rezistence v sobě neobsahuje pouze klasické rizikové faktory kardiovaskulárních onemocnění, jako je hypertenze a hyperlipoproteinemie, ale je často provázen četnými změnami koagulace a fibrinolýzy. V experimentu je exprese sekrece PAI-1 v hepatocytu a endoteliálních buňkách indukována inzulinem, triglyceridy, oxidovanými LDL a proinzulin like molekulami. U syndromu inzulinové rezistence je zvýšená koncentrace endoteliálního faktoru von Willebrandova, která svědčí o poškození endotelu. Zvýšení fibrinogenu je spojováno se syndromem inzulinové rezistence. Podle posledních pozorování sekrece IL-6 z tukové tkáně, kombinovaná s TNF α u obézních diabetiků indukuje inzulinovou rezistenci a při inzulinové rezistenci dochází k poškození endotelu, koagulopatiím a ischemické chorobě srdeční [14,15].

Galajda et al [6,12] upozornili na to, že hlavní příčinou protrombotického stavu při syndromu IR je hypofibrinolýza při excesu PAI-1. Jde o nejčastější získaný trombofilní stav, který je sledován zvýšeným rizikem arteriální trombózy při AS. Hladiny PAI-1 mají velmi úzký vztah k parametrům IR, ale není zcela jasné, jakým způsobem se tento vztah uplatňuje. Původně navržený model zdůrazňoval klíčovou roli hyperinzulinemie v etipatogenezi hyperfibrinolýzy na základě klinické korelace PAI-1 s inzulinemií a průkazem stimulačního vlivu inzulinu na produkci PAI-1 v hepatocytech in vitro. Galajda et al [12] navrhli jiný model pro vysvětlení hypofibrinolýzy pro syndromu IR. Jde o multikompartmentový a multifaktoriální model, který je v souhlase s názory o komplexnosti etiopatogenezy protrombotického stavu u nemocných s IR a zároveň dovoluje řešit mnohé kontroverzní názory jiných studií. Autoři vyšli z poznatků o polyfunkčnosti plazminového systému, který reguluje nejen fibrinolýzu, ale i růst buněk závislý na pericelulární proteolýze, což má význam při remodelaci cév, ale také v regulaci množství tukové tkáně. Plazmin generovaný vlivem tPa štěpí multimery von Willebrandova faktoru, a moduluje tak i destičkové reakce v podmínkách hemodynamického stresu. Nedávno byla potvrzena významná heterogenita endoteliální produkce tPa, který je tvořen pouze ze 40 % v endotelu, a to ve tkáních citlivých na inzulin. Vzhledem k tomu, že byl prokázán význam viscerálního tuku na řízení koncentrací PAI-1, výrazná produkce tPa ve splanchnickém cévním systému a klíčovou úlohu jater v clearenci komplexů tPa/ PAI-1, je vhodné vyčlenit metabolický kompartment jako zvláštní funkční celek.

PAI-1 je regulátor plazminem aktivované proteolýzy. Metabolický kompartment zahrnuje viscerální adipocyty i hepatocyty a je citlivý na stimulační působení inzulinu, proinzulinu a ně­kte­rých cytokinů. Reguluje postprandiální změny fibrinolýzy důležité pro proliferaci adipocytů a zmnožení tukové tkáně. Tento kompartment je odpovědný za vzestup PAI-1 při obezitě. Vaskulární kompartment produkce PAI-1 reguluje nejen fibrinolýzu, ale i aktivitu destiček v podmínkách hemodynamického stresu. PAI-1 má zásadní význam pro regulaci proliferace endotelu, vyžadující proteolytický fenotyp zprostředkovaný plazminem. Syntéza PAI-1 v endotelu je stimulovaná trombinem, angiotenzinem IV, cytokiny, bio­logicky aktivními lipidy a oxidačním stresem, zatímco inzulin inhibuje cytokiny indukovanou tvorbu PAI-1. Výsledná hladina PA-1, a tím i výsledná úroveň fibrinolýzy při syndromu IR, je průnikem produkce ve všech kompartmentech.

U nemocných s obezitou a syndromem IR korelují hladiny PAI-1 s inzulinemií a BMI, hlavním stimulačním momentem je zřejmě ovlivnění tvorby PAI-1 v adipocytech pomocí inzulinu. Cévní původ PAI-1 lze prokázat pomocí aktivit endotelových markerů, jako je např. von Willebrandův faktor. Podrobnější rozbor původu zvýšení PAI-1 má klinické důsledky. U nemocných s obezitou, kde pochází PAI-1 z adipocytů, je regulace snížené fibrinolýzy možná redukcí hmotnosti. U nemocných, kde snížená fibrinolýza má endoteliální původ, je třeba komplexnější léčebné ovlivnění funkcí endotelu [16].

Kvasnička a Škrha [4,5] poprvé v České republice popsali změny fibrinolytické aktivity u nemocných s NIDDM a soudili na spoluúčast syndromu IR u těchto nemocných. Kvasnička našel souvislosti mezi zánětlivými ukazateli a fibrinolytickými změnami u IR. Samad a Loskutoff [17] poukázali na to, že u obézních myší je zvýšená prokoagulační aktivita a snížený fibrinolytický potenciál. Zvýšení PAI-1 u geneticky obézních myší bylo způsobeno elevací TNF α, inzulinu a TGF β (transformační růstový faktor β). Vliv těchto působků je směrován především do stimulace tvorby PAI-1 v adipocytu. TGF β, TNF α a inzulin provokují tvorbu PAI-1 v kultuře adipocytů. Metabolizmus tukové tkáně je charakterizován vzájemnými interakcemi mezi zrajícími adipocyty a buňkami stromatu, včetně endoteliálních buněk, hladkých svalových buněk, makrofágů, mezoteliálních buněk a prekurzorů adipocytů. Tukové buňky mají sekreční úlohu. Sekrece může být parakrinní, autokrinní nebo juxtakrinní. Substance uvolňované z tukové tkáně mají vliv na krevní tok i angiogenezu a kontrolují proliferaci a diferenciaci prekurzorů adipocytů.

Fibrinogen u diabetu 2. typu bývá změněn. Předpokládá se, že fibrinogen musí být molekulárně pozměněn tak, aby abnormální struktura fibrinogenu vytvářela abnormální podmínky pro strukturu koagula a zvyšovala riziko trombózy.

Změny struktury fibrinogenu se týkají především změny α a γ řetězce. Změny jsou geneticky podmíněné. Rodiny s mutací struktury fibrinogenu mají vysokou incidenci ischemické choroby srdeční v mladém věku a četný výskyt familiární tromboembolické nemoci. Amiral [6] prokázal, že při mutaci γ řetězce (554 Arg.Cyst) se vytvářejí velmi tenká fibrinová vlákna a že takto změněný fibrin není aktivní k plazminogenu a nemá volné fibrinové konce. Existuje pozitivní korelace mezi hodnotou fibrinogenu v plazmě a kontrolami glykemie, pokles glykemie, resp. udržování glykemie při léčbě diabetu vede k poklesu koncentrace fibrinogenu. Není to zřejmé při léčbě inzulinem, ale významné při léčbě metforminem [18– 20].

Gentile [21] prokázal, že vyšší koncentrace F VIIa u diabetiků s náhlou cévní příhodou mozkovou má prognostický význam a že hodnoty F VIIa u nediabetiků se stejným cévním postižením jsou nižší. Hodnoty F VIIa korelovaly s kontrolami glykemie, a tedy s kompenzací diabetu.

Inzulinová rezistence a změny funkce trombocytů

Ranieri [22] prokázal, že krevní destičky u obézních mužů mají větší střední objem (MPV). Zvětšení MPV je pokládán za projev aktivace destičkových funkcí a provází kardiovaskulární onemocnění, jako je náhlá cévní příhoda mozková, srdeční infarkt, ale i diabetes mellitus [23]. U nemocných s diabetes mellitus byla prokázána snížená propustnost destičkové membrány, změny homeostázy Ca²⁺ a Mg²⁺ (zvýšení intracelulárního Ca²⁺, mobilizace a snížení intracelulárního Mg²⁺), zvýšení metabolizmu arachidonové kyseliny, zvýšení syntézy TXA₂, snížení tvorby prostacyklinu, snížení tvorby NO, snížení tvorby antioxidantů, zvýšení exprese na aktivací závislých adhesních molekul (GpIIb-IIIa, P-selektin).

V řadě studií bylo zkoumáno, zda získané změny krevních destiček, které jsou komplementární součástí zvýšené mortality na kardiovaskulární choroby u diabetiků, jsou důvodem ke změně taktiky protidestičkové léčby [24]. Bylo prokázáno, že GpIIb-IIIa blokátory významně snižují 30denní mortalitu z 6,2 na 4,6 % (p = 0,007) u diabetiků. U 22 tisíc pacientů ve studiích s GP IIb-IIIa blokátory neměly vliv na přežití nemocných, pokud nešlo o diabetiky. Vliv GpIIb-IIIa inhibitorů u diabetiků byl významnější. 1 279 pacientů, kteří měli PTCA GpIIb-IIIa inhibitory, redukovaly 30denní mortalitu z 4,0 na 1,2 % [25].

Hirsh a Bhatt [26] v retrospektivní analýze diabetické podskupiny ve studii CAPRIE prokázali, že při srovnání 1 914 diabetiků s clopidogrelem vs 1 952 diabetiků s kyselinou acetylsalicylovou (ASA) je ve skupině diabetiků s clopidogrelem nižší výskyt vaskulárních komplikací (15,6 vs 17,7 vaskulárních komplikací –  p = 0,042). Clopidogrel byl více efektivní v sekundární prevenci u diabetiků, ale ASA je levnější. Angiolillo [27] zkoumal vliv inhibiční efekt receptoru P2Y na destičkovou aktivitu po podání clopidogrelu u diabetiků 2. typu. Prokázal, že nemocní se suboptimální odpovědí na clopidogrel mají změny destičkové prokoagulační aktivity.

V minulosti jsme prokázali také zvýšení cytosolického Ca u nemocných s diabetes mellitus 2. typu. Zvýšení cytosolického Ca vede ke zvýšené aktivitě krevních destiček, zvýšení destičkové agregability [28,29]. Nemocní s inzulinovou rezistencí mají zvýšenou hladinu CAMP, což u obézních vede ke zvýšené rezistenci destiček na protidestičkovou léčbu.

Trombocyty nemocných s diabetem a syndromem inzulinové rezistence vykazují zřetelné známky aktivity. Pacienti s diabetem mají častěji popisovanou rezistenci na protidestičkovou léčbu, a to jak na ASA, tak na clopidogrel [30,31].

Do mechanizmu vzniku rezistence na protidestičkovou léčbu u diabetiků zasahuje řada podnětů. Bylo prokázáno, že hyperlipoproteinemie vede ke zvýšenému počtu destičkových agregátů a ke zvýšení syntézy tromboxanu A₂. Dochází ke zvýšení tvorby trombinu, a tím klesá an­ti­trom­botický efekt ASA a clopidogrelu [32,33].

Nabízí se otázka, zda nemocní s diabetem by neměli mít protidestičkovou léčbu v primární profylaxi [24]. Primární profylaxe by byla zřejmě výhodná u nemocných:

• s pozitivní rodinnou anamnézou ischemické nemoci srdeční
• kuřáků cigaret
• hypertoniků
• u osob s hmotností > 120 % nad ideální hmotnost
• diabetiků s mikroalbuminurií či makroalbuminurií
• vysokým cholesterolem, vysokým LDL-cholesterolem, nízkým HDL-cholesterolem, vysokými triacylglyceroly

Hyperglykemie, poruchy glykace a rizika trombózy

Jak diabetes 1. typu, tak diabetes 2. typu jsou charakterizovány kolísající glykemií a změnami glykace proteinů. Poruchy glykace proteinů vyvolávají vyšší koncentrace cirkulujícího tkáňového faktoru. Změny glykace u nemocných se špatnou kompenzací diabetu vyvolávají zřejmě i poruchy syntézy fibrinogenu, pokles koncentrace plazminogenu a t-Pa vážících se na fibrin, a tím i nízkou koncentraci plazminu tvořeného na povrchu destiček. Glykace fibrinogenu vede k tvorbě fibrinových vláken rezistentních na plazmin [34].

Podpořeno výzkumným záměrem MZO 00179906.

prof. MUDr. Jaroslav Malý, CSc.
www.fnhk.cz
e-mail: maly@fnhk.cz

Doručeno do redakce: 25. 1. 2010