WSTĘP

Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (MIZS) jest nie tylko najczęstszą przewlekłą artropatią wieku rozwojowego ale także przyczyną odległych, niemych w okresie dzieciństwa, objawów klinicznych o groźnych następstwach w życiu dorosłym, takich jak miażdżyca. Rozwój zmian miażdżycowych rozpoczyna się u dzieci prawie równolegle z procesem zapalnym w stawach. Stwierdzono, że początkowym miejscem, w którym powstaje proces zapalny w MIZS, jest błona maziowa stawów. Syntetyzowane przez nią cytokiny prozapalne dostają się wraz z krwią m.in. do tkanki tłuszczowej, trzewnej, mięśni szkieletowych, wątroby, śródbłonka gdzie generują zmiany proaterogenne takie jak: oporność insulinowa, dyslipoproteinemia, stres oksydacyjny, zmiany prozakrzepowe (1). Dowodem na wczesny rozwój miażdżycy u dzieci z MIZS są pionierskie badania Tselepis i wsp. którzy u młodych pacjentów z MIZS stwierdzali znaczące zaburzenia lipidowe w surowicy krwi z wyraźnie obniżoną frakcją HDL-2 i HDL-3 cholesterolu (2). Wykazano również, że dzieci chore na MIZS również wykazują zaburzenia przemiany lipidowej i wzrost stężenia homocysteiny a także zwiększony wskaźnik IMT (Intima Media Thickness) (3, 4).

CEL PRACY

Celem pracy była ocena zależności pomiędzy wskaźnikiem IMT a wybranymi markerami dysfunkcji śródbłonka (CRP – białko C-reaktywne, sICAM-1 – międzykomórkowa cząsteczka adhezyjna – forma rozpuszczalna – Intercellural Adhesive Molecule-1) u dzieci z MIZS.

MATERIAŁ I METODY

Badaniami objęto grupę 40 dzieci (20 dziewczynek i 20 chłopców)  chorujących na MIZS (kryteria ILAR). U 32 dzieci rozpoznano postać skąpostawową choroby (15 dziewcząt i 17 chłopców), u 8 postać wielostawową (5 dziewczynek i 3 chłopców). Wiek badanych wynosił od 4 do 16 lat (średnio 11 lat). Stosowano: encorton, metotrexat, leki antycytokinowe – etanercept, preparaty immunoglobulin i solumedrol w wybranych przypadkach. Pacjenci leczeni byli w II Klinice Chorób Dzieci Uniwersyteckiego Dziecięcego Szpitala Klinicznego oraz Poradni Reumatologicznej w Białymstoku.

Z badań wykluczono dzieci, u których stwierdzono występowanie takich czynników ryzyka rozwoju miażdżycy jak otyłość czy nadciśnienie tętnicze.  Grupę kontrolną stanowiło 23 zdrowych dzieci (11 dziewczynek i 12 chłopców) w wieku od 3 do 17 lat, średnio 12 lat, bez obciążeń w wywiadzie osobniczym w kierunku chorób reumatycznych, chorób układu krążenia, otyłości czy hiperlipidemii.

Krew w ilości 3 ml pobierano na czczo z żyły łokciowej, w godzinach rannych, podczas kontrolnej wizyty lub w momencie hospitalizacji. U dzieci z MIZS badanie wykonywano w okresie zaostrzenia choroby. Białko C-reaktywne (CRP) oznaczano metodą immunoturbidymetryczną przy użyciu analizatora biochemicznego HITACHI 912 (Zakład Laboratoryjnej Diagnostyki Pediatrycznej UDSK). Zakres normy 0-0,5 mg/dl.

Stężenie sICAM-1 w surowicy oznaczano metodą Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) wykorzystujac zestawy Quantikine kits  (R&D Systems USA) zgodnie z załączoną instrukcją producenta. Najmniejsze wykrywalne stężenie sICAM-1 wynosiło 0,35 ng/ml.

Badanie ultrasonograficzne tętnic szyjnych u każdego dziecka było poprzedzone pełnym badaniem echokardiograficznym w celu wykluczenia patologii serca i dużych naczyń. Do badań wykorzystano aparat USG firmy HITACHI EUB-6500 z przetwornikiem liniowym ultradźwięków emitującym fale o częstotliwości 13-6 MHz.
Badanie tętnic szyjnych (lewej i prawej, po 3 pomiary z każdej strony) odbywało się w pozycji leżącej na wznak z głową lekko odchyloną do tyłu i do boku w stronę przeciwną do kierunku padania ultradźwięków (najlepsza wizualizacja badanego naczynia). Badania ograniczano jedynie do dalszej ściany naczynia na odcinku poza opuszką aorty zgodnie z danymi z piśmiennictwa (lepsza wizualizacja badanego miejsca).Uzyskany obraz tętnicy szyjnej przedstawia się jako układ równoległych linii przedzielonych ciemną przestrzenią (światło naczynia). Wskaźnik IMT (Intima Media Thickness) to odległość wyrażona w milimetrach pomiędzy pierwszą jasną warstwą od strony światła naczynia (intima) a granicą pomiędzy drugą jasną warstwą (adventitia) i ciemną warstwą środkową (media) (ryc. 1) (5, 6).

Na badania uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku.

ANALIZA STATYSTYCZNA

Wyniki poddano analizie statystycznej, w której w przypadku cech mierzalnych wyliczono średnią wartość minimum, wartość maksimum i odchylenie standardowe.

W celu określenia różnic pomiędzy grupą badaną a grupą kontrolną w przypadku zmiennych spełniających warunki rozkładu normalnego zastosowano test t-Studenta. Dla zmiennych nie spełniających warunków rozkładu normalnego zastosowano test U-Manna-Whitney’a. Oceny korelacji dokonano za pomocą analizy korelacji liniowej Pearsona.

Za istotne statystycznie uznano różnice dla których p<0,05.

Analizę statystyczną wykonano za pomocą pakietu Statistica 5,0 firmy Statsoft.

WYNIKI

• Ocena wskaźnika IMT (Intima Media Thickness)

Wartości wskaźnika IMT tętnic szyjnych dzieci z MIZS oraz w grupie kontrolnej przedstawiono w tabeli I. Stwierdzono różnice statystycznie znamienne w porównaniu do grupy kontrolnej.

Tabela II ilustruje wartości wskaźnika IMT u dzieci z MIZS z postacią skąpostawową  u 32 dzieci z MIZS postacią skąpostawową  oraz u 8 dzieci z postacią wielostawową. Wykazano istotne statystycznie wyższe wartości wskaźnika IMT zarówno w postaci skąpostawowej (p<0,01) jak i wielostawowej (p<0,001) w porównaniu do grupy kontrolnej. Analiza porównawcza wskaźnika IMT w postaci skąpostawowej i wielostawowej MIZS nie wykazała istotności statystycznej.

• Ocena wybranych markerów biochemicznych

Średnie stężenie CRP w grupie badanej wynosiło 1,97 mg/dl (maksimum 14,9, minimum 0), zaś w grupie kontrolnej 0,08 mg/dl (maksimum 0,3, minimum 0). Różnice te były istotne statystycznie (p=0,01). Średnie stężenie CRP u dzieci z MIZS postacią skąpostawową wynosiło 1,75 mg/dl, zaś w postaci wielostawowej 2,82 mg/dl, zaś w grupie kontrolnej 0,08 mg/dl (tab. III, IV).  

Analiza porównawcza stężenia CRP w postaci skąpostawowej i wielostawowej nie wykazała istotności statystycznej w odniesieniu do tego parametru.

Średnie stężenie sICAM-1 w grupie dzieci z MIZS wynosiło 333,4 ng/mL (maksimum 369,26;  minimum 174,24), zaś w grupie kontrolnej 288,7 ng/mL (maksimum 369,98, minimum 177,26). Wartości te były istotne statystycznie (p<0,05).   

Średnie stężenie w surowicy sICAM-1 istotnie dodatnio korelowało ze średnim CRP (p<0,001, r = 0,75) (ryc. 2).

Ocena zależności pomiędzy wskaźnikiem IMT a wybranymi markerami dysfunkcji śródbłonka

U dzieci z MIZS stwierdzono istotne statystycznie korelacje pomiędzy wskaźnikiem IMT a ICAM-1 (p<0,001, r=0,75).

Współczynnik korelacji współzależności pomiędzy IMT a CRP wyniósł -,0538, p< 0,05 (ryc. 3).  

DYSKUSJA

Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów generuje w organizmie chorego dziecka szereg ogólnoustrojowych zaburzeń immunologicznych i biochemicznych, których implikacje sięgają aż do życia dorosłego. Badania, zwłaszcza ostatnich 2 dekad, potwierdziły istnienie swoistej hierarchii cytokin prozapalnych u chorych na MIZS. Dzięki rozwojowi inżynierii genetycznej i biotechnologii powiększa się liczba poznanych cytokin. Mimo to nadal wiele danych wskazuje, że TNF-α, interleukina-1 (IL-1), jak też interleukina-6 (IL-6) stoją na szczycie „kaskady” cytokin i działających we wczesnych etapach przewlekłego procesu chorobowego.(7)

We wcześniejszych naszych badaniach potwierdzono niekwestionowaną rolę cytokin prozapalnych, w tym IL-6 w inicjowaniu i podtrzymywaniu procesu zapalnego w błonie maziowej stawów a także w innych narządach co w konsekwencji przyśpiesza proces miażdżycowy (7). Co więcej, wg niektórych autorów MIZS określane jest jako „choroba zależna od IL-6”, bowiem jej nadprodukcja może być pomocna w wyjaśnieniu wielu pozastawowych nieprawidłowości, takich jak anemia mikrocytarna czy zahamowanie wzrostu. Jednocześnie wczesne wdrożenie leczenia antycytokinowego powoduje szybkie obniżenie się stężenia tej cytokiny w surowicy krwi pacjentów (8).

Wykładnikami procesu zapalnego i uszkodzenia śródbłonka mogą być: markery bichemiczne dysfunkcji śródbłonka, takie jak CRP i sICAM-1, jak również wskaźnik IMT. Wzrost białka C-reaktywnego w chorobach tkanki łącznej stwierdzali również inni autorzy. wyniki naszych badań częściowo korespondują z badaniami Jarvisalo i wsp. oraz Nagata-Sakurai i wsp. (9, 10). Ocena zatem stężenia CRP wg Ridkera i wsp. ma większą wartość prognostyczną i jest niezależnym czynnikiem ryzyka powikłań sercowo-naczyniowych a wzrost stężenia białka C-reaktywnego jest uznanym w literaturze wyznacznikiem zmian miażdżycowych w tętnicach szyjnych. (11, 12)

Wewnątrzkomórkowa cząsteczka adhezyjna (sICAM-1) jest integralną proteiną błonową należącą do rodziny immunoglobulin. Pełni ona ważną rolę zarówno w adhezji i migracji komórek jak i  w odpowiedzi immunologicznej. W stanie zdrowia stężenie tej molekuły pozostaje niskie, lecz w trakcie procesu zapalnego stymulowanego przez cytokiny zapalne znacznie wzrasta – zarówno w płynie stawowym jak i w surowicy krwi. Stężenie ICAM-1 w surowicy koreluje z wieloma cechami zapalenia stawów takimi jak: czas trwania sztywności porannej, obrzękiem stawów, OB czy CRP. Co więcej, podawanie przeciwciał anty ICAM-1 w indukowanym doświadczalnie zwierzęcym modelu zapalenia stawów (in vivo) powoduje zahamowanie choroby (13). Dolezalowa i wsp. sugerują także, iż molekuły adhezyjne mogą być uznawane nawet za marker agresywności MIZS (14).

W naszych badaniach stwierdziliśmy że dzieci z MIZS w początkowej fazie prezentowały rozwój przedklinicznej fazy miażdżycy, która manifestowała się wzrostem grubości warstwy wewnętrznej i środkowej tętnic szyjnych (IMT). Wyniki naszych badań korespondują z doniesieniami  Chunga i wsp. oraz Pamuka i wsp. którzy u pacjentów z MIZS stwierdzali insulinooporność, hiperinsulinizm, zaburzenia gospodarki lipidowej, co według ich opinii może predysponować do wystąpienia zespołu metabolicznego i zmian miażdżycowych (15, 16). Co więcej, stwierdzenie korelacji pomiędzy IMT a homocysteiną w badaniach wcześniej opublikowanych (3, 4) oraz zależność między IMT a sICAM-1 w niniejszej pracy jest niezaprzeczalnym dowodem, iż rozwój zmian ateromatycznych przebiega prawie równocześnie z przewlekłym procesem zapalnym. W stanach tych dochodzi do wzrostu wydzielania MIF (macrophage migration inhibitory factor – czynnik hamujący migrację makrofagów) przez komórki T co prowadzi do adhezji i infiltracji leukocytów, ekspresji cytokin i mediatorów zapalnych, metaloproteinaz, oraz hamowanie apoptozy. Dowodzi to o roli MIF jako czynnika łączącego patogenetycznie miażdżycę i zapalenie stawów.

Stwierdzono, że miażdżyca i reumatoidalne zapalenie stawów (RA) charakteryzują się podobnym profilem zapalnym, który jest regulowany przez cytokiny takie jak MIF. W fazie początkowej monocyty i T limfocyty w świetle naczyń przechodzą aktywnie przez śródbłonek do ogniska uszkodzenia, którym jest ściana naczyniowa lub tkanka maziowa, monocyty i T limfocyty są tam gromadzone i aktywowane. Przedłużone przeżycie monocytów i limfocytów T jest znamienne w obydwu tych stanach chorobowych. Obserwowano przedłużone przeżycie i/lub proliferację, jak również aktywację osiadłych komórek mezenchymalnych, komórek mięśni gładkich naczyń (VSME) lub fibroblastów maziówki. Wykazano, iż lokalna produkcja matrix metaloproteinaz (MMPs) jest głównym zjawiskiem pośredniczącym w niestabilności płytki w ognisku miażdżycowym i uszkodzeniu chrząstki w RA (17).

Stwierdzana zaś w naszych poprzednich badaniach zależność pomiędzy IMT a homocysteiną wydaje się również potwierdzać aterogenny wpływ homocysteiny na tworzenie kompleksów z LDL cholesterolem i powstawanie blaszek miażdżycowych, uwalnianie  wolnych rodników tlenowych na drodze autooksydacji, rozkojarzenie syntezy tlenku azotu i proliferację komórek mięśni gładkich. Podwyższone stężenie homocysteiny – „cholesterolu XXI wieku” prowadzi z kolei do wzrostu ryzyka choroby wieńcowej i udaru mózgu. Zagadnienie to w odniesieniu do ludzi dorosłych było znane, jednak znacznie mniej w populacji wieku rozwojowego (3).

Reasumując wyniki naszych badań należy podkreślić, iż przewlekły proces zapalny w MIZS nie ogranicza się do anatomicznego zajęcia stawu, ale ma charakter ogólnoustrojowy, a immunologiczno-zapalne uszkodzenie naczyń krwionośnych z dysfunkcją śródbłonka oraz wzrost grubości warstwy środkowej i wewnętrznej tętnic szyjnych jest kluczowym i wczesnym objawem miażdżycy już w tak młodym wieku.
Nowoczesna strategia leczenia MIZS powinna uwzględniać kompleksowe leczenie p/zapalne, immunomodulujące, a także dietetyczne (kwasy omega 3) wraz z propagowaniem prozdrowotnego trybu życia.

WNIOSKI

1. U dzieci z MIZS stwierdzono wyższe wartości wskaźnika IMT w stosunku do dzieci zdrowych.

2. U pacjentów z MIZS wykazano zależność pomiędzy wskaźnikiem IMT a sICAM-1.

3. Wzrost wskaźnika IMT, stężenia sICAM-1 i CRP w surowicy krwi u dzieci z MIZS może być przedklinicznym markerem rozwoju miażdżycy u tych pacjentów.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1. Sattar N., Mc Carey D.W., Capell H. Mc Innes I.B.: Explaining how high-grade systemic inflammation accelerates vascular risk in rheumatoid arthritis. Circulation, 2003, 108, 2957-2963.

2. Tselepis A.D., Elisaf M., Besis S.: Association of the inflammatory state in active juvenile rheumatoid arthritis with hypo-high-density lipoproteinemia  and reduced lipoprotein –associated platelet-activating factor acetylhydrolase activity. Arthritis Rheum., 1999, 42(2), 373-783.

3. Urban M., Pietrewicz E., Górska A., Głowińska B.: Ocena wybranych parametrów gospodarki lipidowej i homocysteiny w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów u dzieci. Pol. Merk. Lek., 2004, 17, 99, 235-238.

4. Pietrewicz E., Urban M.: Wczesne zmiany miażdżycowe u dzieci z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów. Pol. Merk. Lek., 2007, 22, 129, 211-214.

5. Durga J., Verhoef P., Bots M., Schouten E.: Homocysteine and carotid intima media thickness: a critical appraisal of the evidence. Atherosclerosis , 2004, 176, 1-19.

6. Pignoli P., Tremoli E., Poli A., Oreste P., Paoletti R.: Intimal plus medial thickness of an arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging. Circulation., 1986, 74, 6, 1399-1406.

7. Pietrewicz E., Urban M., Górska A.: Stężenie cytokin w surowicy krwi u chorych z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów w zależności od postaci choroby i stopnia jej aktywności. Pol. Merk. Lek. 2004, 17, 99, 232-234.

8. Ravelli A., Martini A.: Juvenile idiopathic arthritis. Lancet, 2007, 369, 767-778.

9. Jarvisalo M.J., Jartti L., Nanto-Salonen K., Irjala K.: Increased aortic intima-media thickness – a marker of preclinical atherosclerosis in high-risk children. Circulation, 2001, 104, 2943-2947.

10. Nagat-Sakurai M., Inaba M.  Goto H., Kumeda Y., Furumitsu Y, Inui K, Koyama H, Emoto M, Ishimura E, Shoji T, Nishizawa Y.: Inflammation and bone resorption as independent factors of accelerated arterial wall thickening in patients with rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum., 2003, 48, 11, 3061-3067.

11. Ridker P.M., Rifai N., Rose L.: Comparison of C-reactive protein and low-density lipoprotein cholesterol levels in the  prediction of first cardiovascular events. N. Engl. J. med., 2002, 347, 1557-1565.

12. Hashimoto H, Kitagawa K, Hougaku H, Shimizu Y, Sakaguchi M, Nagai Y, Iyama S, Yamanishi H, Matsumoto M, Hori M.: C-reactive protein is an independent predictor of the rate of increase in early carotid atherosclerosis. Circulation. 2001, 104, 1, 63-67.

13. Mulherin D.M.: Adhesion molecule in untreated inflammatory arthritis. J. Med., 1996, 89, 195-203.

14. Dolezalova P.: Soluble adhesion molecules ICAM-1 and E-selectin in juvenile arthritis: clinical and laboratory correlations. Clin. Exp. Rheumatol., 2002, 20, 249-254.

15. Chung C.: Prevalence of the metabolic syndrome is increased in patients with rheumatoid arthritis and is associated with coronary atherosclerosis. Atherosclerosis, 2008, 196(2), 756-763.

16. Pamuk O.: Role of insulin resistance in increased frequency of atherosclerosis detected by ultrasonography in rheumatoid arthritis. J. Rheumatol., 2006, 33, 2447-2452.

17. Urban M.: Wczesne zmiany miażdżycowe u dzieci w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i toczniu trzewnym uogólnionym. Miażdżyca u dzieci i młodzieży. Cornetis, Wrocław, 2007, 360-367.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Mirosława Urban
II Klinika Chorób Dzieci
Uniwersytecki Dziecięcy Szpital Kliniczny
ul. Waszyngtona 17, 15-274 Białystok
2klchdz@umwb.edu.pl