Гиперлипидемия, маркеры воспаления, структурно-механические свойства клеток крови у пациентов со стенозирующим атеросклерозом коронарных артерий

Основной причиной смертности во всем мире остается ишемическая болезнь сердца, несмотря на успехи профилактической медицины, связанные с эффективным воздействием на модифицируемые факторы риска болезней системы кровообращения (БСК).

Цель работы. Оценить характер липидемии, индексы системного воспаления (SIRI, AISI, SII, NLR, PLR, MLR), морфологические и локальные механические свойства клеток крови по данным атомно-силовой микроскопии у пациентов со стенозирующим атеросклерозом коронарных артерий.

Материалы и методы. В исследование включено 58 пациентов, имеющих инструментально поддтвержденный гемодинамически значимый стеноз коронарных артерий с технической невозможностью или отказом пациентов от реваскуляризации. Из них 72,4 % (n = 42) составили мужчины и 27,6 % (n = 16) – женщины в возрасте 59,1±4,4 лет. У всех пациентов определены показатели липидного спектра крови, выполнен общеклинический анализ крови с подсчетом лейкоцитарной формулы и расчетом индексов воспаления, проведена диагностика нарушений микрогемодинамики. У 10 лиц выполнено исследование структуры и локальных механических свойств фиксированных форменных элементов клеток (эритроцитов и тромбоцитов) на атомно-силовом микроскопе.

Результаты. У пациентов со стенозирующим многососудистым поражением коронарных артерий удельный вес лиц с превышением референсного интервала по нейтрофильно-лимфоцитарному индексу (NLR) составил 22,4%, индексу системного воспалительного ответа (SIRI) – 58,6%, индексу системного воспаления (SII) – 29,3%. Установлена прямая, средней силы корреляционная взаимосвязь между SIRI и значениями прогностически неблагоприятного ХС-ЛПНП (r = 0,49; р < 0,05), признаками атеросклеротического (r = 0,58; р < 0,05) многососудистого (r = 0,43; р < 0,05) поражения коронарных артерий, обратная средней силы взаимосвязь между антиатерогенным ХС-ЛПВП и масштабами атеросклеротического поражения коронарного бассейна (r = –0,41; р < 0,05).

Заключение. Полученные взаимосвязи между антии атерогенными характеристиками липидограммы, степенью тяжести коронарного атеросклероза, SIRI указывают на вклад вторичной гиперлипидемии и воспаления в патогенез атеросклеротического ремоделирования. По результатам атомно-силовой микроскопии биоматериала пациентов со стенозирующим атеросклерозом коронарных артерий установлено, что изменение эластичности мембраны клеток крови (эритроцитов и тромбоцитов) связано с ростом индексов SIRI, SII и AISI. Данный предварительный вывод сделан на ограниченной выборке, результаты последующих исследований будут проанализированы и представлены после завершения набора пациентов.

1. European Health Information Gateway. World Health Organization. (available at: https://gateway.euro.who.int/en/).

2. National Statistical Committee of the Republic of Belarus. Minsk, 2019, 257 p. Available at: https://www.belstat.gov.by/. (in Russian).

3. Visseren F.L.J., Mach F., Smulders Y.M. et al. 2021 ESC Guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice: Developed by the Task Force for cardiovascular disease prevention in clinical practice with representatives of the European Society of Cardiology and 12 medical societies with the special contribution of the European Association of Preventive Cardiology (EAPC). Eur Heart J. 2021, vol. 42, Issue 34, pp. 3227–3337. DOI: 10.1093/eurheartj/ehab484.

4. Khan M.A., Hashim M.J., Mustafa H. et al. Global Epidemiology of Ischemic Heart Disease: Results from the Global Burden of Disease Study. Cureus. 2020, vol. 12(7), e9349. DOI:10.7759/cureus.9349.

5. Kong P., Cui Z.Y., Huang X.F. et al. Inflammation and atherosclerosis: signaling pathways and therapeutic intervention. Signal Transduct Target Ther. 2022, vol. 7(1), pp 131. DOI: 10.1038/s41392-022-00955-7.

6. Ridker P., Rane M. Interleukin-6 signaling and anti-Interleukin-6 therapeutics in cardiovascular disease. Circulation Research. 2021, vol. 128(11), pp. 1728–1746.

7. Saranchina J.V., Dutova S.V., Kilina O.Y. et al. Features of interleukin-19 production in patients with atherosclerosis. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2021, vol. 36(2), pp. 52–60. DOI: 10.29001/2073-8552-2021-36-2-52-60. (in Russian).

8. Moriya J. Critical roles of inflammation in atherosclerosis. J Cardiol. 2019, vol. 73(1), pp. 22–27. DOI: 10.1016/j.jjcc.2018.05.010.

9. Petrova E., Оgurtsova S., Belskaya M. Indices of Systemic Infl ammation, Interrelation with Biological Markers of Early Vascular Aging and the Severity of Atherosclerosis of the Coronary and Precerebral Arteries in Asymptomatic Patients of Working Age with Subclinical Hypothyroidism. Cardiology in Belarus, 2024, vol. 16(6), pp. 640–657. DOI: 10.34883/PI.2024.16.6.005. (in Russian).

10. Sergienko I.V., Ansheles A.A., Kukharchuk V.V. Dyslipidemia, atherosclerosis and ischemic heart disease: genetics, pathogenesis, phenotypes, diagnostics, therapy, comorbidity. Moscow, 2020:295. (in Russian).

11. Pi H., Wang G., Wang Y. et al. Immunological perspectives on atherosclerotic plaque formation and progression. Front Immunol, 2024, vol. 15(1437821). DOI: 10.3389/fimmu.2024.1437821.

12. Kaya H., Ertas F., Islamoglu Y. et al. Association between neutrophil to lymphocyte ratio and severity of coronary artery disease. Clin Appl Thromb Hemost, 2014, vol. 20(1), pp. 50–54. DOI: 10.1177/1076029612452116.

13. Zhang G.Y., Chen M., Yu Z.M. et al. Relation between neutrophil-to-lymphocyte ratio and severity of coronary artery stenosis. Genet Mol Res, 2014, vol. 13(4), pp. 9382–9389. DOI: 10.4238/2014.

14. Sharma K., Patel A.K., Shah K.H. Is Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio a Predictor of Coronary Artery Disease in Western Indians? Int J Inflam. 2017, vol 44(2), pp. 128–136.

15. Tamhane U.U., Aneja S., Montgomery D. et al. Association between admission neutrophil to lymphocyte ratio and outcomes in patients with acute coronary syndrome. Am J Cardiol, 2008, vol. 102(6), pp. 653–657. DOI: 10.1016/j.amjcard.2008.05.006.

16. Zhou D., Wan Z., Fan Y. et al. A combination of the neutrophil-to-lymphocyte ratio and the GRACE risk score better predicts PCI outcomes in Chinese Han patients with acute coronary syndrome. Anatol J Cardiol, 2015, vol. 15(12), pp. 995–1001. DOI: 10.5152/AnatolJCardiol.2015.6174.

17. Misumida N., Kobayashi A., Saeed M. et al. Neutrophil-to-lymphocyte ratio as an independent predictor of left main and/or three-vessel disease in patients with non-ST-segment elevation myocardial infarction. Cardiovasc Revasc Med, 2015, vol. 16(6), pp. 331–335.

18. Pant S., Deshmukh A., Gurumurthy G. et al. Infammation and atherosclerosis – revisited. J Cardiovasc Pharmacol Ther, 2019, vol. 19(2), pp. 170–178.

19. Petrova E.B., Shishko O.N., Оgurtsova S.E. et al. New biomarkers of systemic inflammation siri and aisi, relationship with the processes of early vascular aging in patients with subclinical hypothyrosis and asymptomous atherosclerosis of the coronary arteries. Journal of the Grodno State Medical University, 2025, vol. 23, no. 2, pp. 140–146. DOI:10.25298/2221-8785-2025-23-2-140-146. (in Russian).

20. Li J., He D., Yu J., et al. Dynamic Status of SII and SIRI Alters the Risk of Cardiovascular Diseases: Evidence from Kailuan Cohort Study. J Inflamm Res, 2022, vol. 15, pp. 5945–5957. DOI:10.2147/JIR.S378309.

21. Erdogan M., Erdöl M.A., Öztürk S., Durmaz T. Systemic immune-inflammation index is a novel marker to predict functionally significant coronary artery stenosis. Biomark Med, 2020, vol. 14(16), pp. 1553–1561. DOI: 10.2217/bmm-2020-0274.

22. Liu Y., Ye T., Chen L. et al. Systemic immune-inflammation index predicts the severity of coronary stenosis in patients with coronary heart disease. Coron Artery Dis, 2021 vol. 32, pp. 715–720. DOI: 10.1097/MCA.0000000000001037.

23. Shvarts V.A., Talibova S.M., Sokolskaya M.A., et al. Association of novel biomarkers of systemic inflammation with atherosclerosis and its severity. Russian Journal of Cardiology. 2024, vol. 29(8), pp. 67–64. DOI: 10.15829/1560-4071-2024-6025. (in Russian).

24. Iturri J., Toca-Herrera J.L. Characterization of cell scaffolds by atomic force microscopy. Polymers (Basel), 2017, vol. 9(8), pp. 383-400. DOI: 10.3390/polym9080383.

25. Muller D. J. AFM: a nanotool in membrane biology. Biochemistry, 2008, vol. 47(31), pp. 7986-7998. DOI: 10.1021/bi800753x.

26. Yang R., Xi N., Fung C.K.M. et al. The Emergence of AFM Applications to Cell Biology: How new technologies are facilitating investigation of human cells in health and disease at the nanoscale. J Nanosci Lett, 2011, vol. 1(2), pp. 87-101.

27. Bansode S.B., Gacche R.N. Glycation-induced modification of tissue-specific ECM proteins: A pathophysiological mechanism in degenerative diseases. Biochim Biophys Acta Gen Subj, 2019, vol. 1863(11), pp. 129411. DOI: 10.1016/j.bbagen.2019.08.004.

28. Fogel O., Richard-Miceli C., Tost J. Epigenetic changes in chronic inflammatory diseases. Adv Protein Chem Struct Biol, 2017, vol. 106, pp. 139-189. DOI: 10.1016/bs.apcsb.2016.09.003.

29. Yeow N., Tabor R.F., Garnier G. Atomic force microscopy: From red blood cells to immunohaematology. Adv Colloid Interface Sci, 2017, vol. 249, pp. 149–162. DOI: 10.1016/j.cis.2017.05.011.

30. Girasole M., Pompeo G., Cricenti A. et al. Roughness of the plasma membrane as an independent morphological parameter to study RBCs: a quantitative atomic force microscopy investigation. Biochim Biophys Acta (BBA)-Biomembranes, 2007, vol. 1768(5), pp. 1268-1276. DOI: 10.1016/j.bbamem.2007.01.014.

31. Pretorius E., du Plooy J.N., Soma P. et al. Smoking and fluidity of erythrocyte membranes: A high resolution scanning electron and atomic force microscopy investigation. Nitric Oxide, 2013, vol. 35, pp. 42-46.

32. Zhong D., Zhang Y., Zuo Q. et al. Interaction of polyethyleneimines with fibrinogen and erythrocyte membrane. Soft Materials, 2014, vol. 12(2) pp. 138–148.

33. Pivovarov Yu.I., Dmitrieva L.A., Sergeeva A.S. et al. Evaluation of erythrocyte deformability in patients with hypertension. Arterial Hypertension, 2021, vol. 27(1), pp. 94–99. DOI: 10.18705/1607-419X-2021-27-1-94-99. (in Russian).

34. Melchenko E.A. application of atomic-power microscopy at research of biophysical properties of red blood cells membranes. Science. Innovations. Technologies, 2015, vol. 3, pp. 131–136. (in Russian).

35. Guedes A.F., Carvalho F.A., Malho I. et al. Atomic force microscopy as a tool to evaluate the risk of cardiovascular diseases in patients. Nat Nanotechnol, 2016, vol. 11(8), pp. 687-692. DOI: 10.1038/nnano.2016.52.

36. Kukharenko L.V., Chizhik S.A., Drozd E.S. et al. Use of afm for morpho-functional state diagnostics of platelets of patients with ischemic heart disease. Doklady BGUIR, 2016, vol. 7(101), pp. 66–70. (in Russian).

37. Birulya A.A., Kazakova M.I., Melnikova G.B. et al. Prospects of atomic force microscopy in studying pathological processes in cardiological patients. Emergency cardiology and cardiovascular risks, 2023, vol. 7(2), pp. 2000–2008. DOI: 10.51922/2616-633X.2023.7.2.2000. (in Russian).

38. Malaya L.T., Miklyaev I.Yu., Kravchun P.G. Microcirculation in cardiology. Kharkov, 1977. 231 p. (in Russian).

39. Melnikova G.B., Lapitskaya V.A., Kuznetsova T.A., et al. Influence of the lowtemperature plasma of the atospheric barrier discharge on the structure and properties of the membranes erythrocytes and platelets. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2020, vol. 65(1), pp. 72–82. DOI: 10.29235/1561-8358-2020-65-1-72-82. (in Russian).

40. Melnikova G.B., Makhaniok A.A., Chizhik S.A. Non-destructive testing of mechanical properties and thickness of Langmuir–Blodgett films by static force spectroscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2025, vol. 70(3), pp. 252–263. DOI: 10.29235/1561-8358-2025-70-3-252-263. (in Russian).