Συσχέτιση των επιπέδων οστεοποντίνης και οστεοπροτεγερίνης με τη λειτουργικότητα των αγγείων σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο

Abstract

Purpose: Osteopontin (OPN) and osteoprotegerin (OPG) are bone metabolism biomarkers which have recently emerged as key factors in both vascular remodeling and atherosclerosis progression. Interleukin-6 (IL-6) is an inflammatory cytokine with a key role in the development of atherosclerosis. Endothelial function and arterial stiffness are key players in the pathophysiology of atherosclerotic disease and their measurement is well validated in large population studies as strong predictor of adverse cardiovascular outcomes. Our purpose is to evaluate the relationship of OPN and OPG with vascular function (endothelial function and arterial stiffness) and the severity of coronary artery disease (CAD) in patients with CAD. Methods: The study population consisted of 437 subjects undergoing diagnostic coronary angiography for suspected CAD. Subjects were angiographically categorized in the group of CAD: 308 patients (mean aged 60±11years), and control group: 129 healthy subjects (mean aged 59±13 years). Gensini score was used to evaluate the severity of CAD based on the narrowing of the lumen diameter, the site and the numbers of the stenotic vessels, with greater values representing extensive CAD. Serum/plasma OPN and OPG levels were measured using ELISA. Carotid-femoral pulse wave velocity (PWV) was measured as an index of aortic stiffness. Endothelial function was evaluated by flow mediated dilation (FMD) and endothelium – independent dilation (EID) in the brachial artery. In a subpopulation of our study (331 patients - 219 patients and 112 healthy subjects), serum interleukin-6 (IL-6) levels were also measured using ELISA. Results: There was no significant difference between control subjects and CAD patients according to age (P=0.13), serum creatinine levels (Ρ=0.53) and smokers percentage (P=0.44). Compared to control subjects, CAD patients had higher levels of logOPG (Ρ<0.001) and higher levels of logOPN (Ρ<0.001). CAD patients had also significantly impaired PWV (Ρ=0.009) and impaired FMD (Ρ<0.001). There was no significant difference in EID (Ρ=0.27) between CAD patients and control subjects. Moreover, logOPG levels (Ρ<0.001), logOPN levels (Ρ<0.001), PWV (Ρ=0,016) and FMD (P<0.001) were associated with the severity of CAD as it could be calculated with the number of affected coronary vessels. Notably, there was a significant association between the number of affected coronary vessels and the severity of CAD as it could be calculated with Gensini score (Ρ<0.001). Multivariate linear regression analysis revealed that increased logOPG (P=0.013) and logOPN (P=0.006) levels were associated with 3‐vessel CAD patients, independently of other known cardiovascular risk factors. Simiratly, multivariate linear regression analysis revealed that logOPG and logOPG levels were associated with the severity of CAD as it could be calculated with Gensini score (Ρ=0.04 for OPG and Ρ=0.09 for OPN- there was a statistical trend for OPN), independently of other known cardiovascular risk factors. Additionally, in CAD patients, PWV was positively associated with logOPG levels (r=0.13, Ρ=0.04) and logOPN levels (r=0.10 Ρ=0.049). Multivariate linear regression analysis revealed that logOPG levels were associated with PWV (P=0.001), thus a statistical trend (P=0.056) revealed that logOPN levels were associated with PWV (P=0.056). Moreover, in CAD patients, FMD was negatively associated with logOPG levels (r=-0.11, P=0.05). Multivariate linear regression analysis revealed that FMD was negatively associated with logOPG levels (P=0.04), independently of other possible confounders Regarding the subpopulation of our study, compared to control subjects, CAD patients had higher levels of logIL-6 (Ρ=0.03). Importantly, in CAD patients logIL-6 levels were positively associated with logOPG (r=0.17, P=0.01) and logOPN (r=0.30, P<0.001) levels. Additionally, in CAD patients, PWV was positively associated with logIL-6 levels (r=0.17, Ρ=0.02). Conclusion: CAD patients have increased OPG, OPN and IL-6 levels. The present study revealed there is a consistent association between OPG and OPN serum levels, vascular function and inflammation in CAD patients. Furthermore, we found that OPG and OPN serum levels are positively associated with the severity of CAD. These findings suggest another possible mechanism linking OPG and OPN serum levels with CAD progression through arterial wall stiffening and inflammation.

Σκοπός: Η οστεοποντίνη (OPN) και η οστεοπροτεγερίνη (OPG) είναι βιοδείκτες οστικού μεταβολισμού που έχουν πρόσφατα αναδειχθεί ως βασικοί παράγοντες τόσο για την αγγειακή αναδιαμόρφωση όσο και την εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης. Η ιντερλευκίνη-6 (IL-6) είναι μια φλεγμονώδης κυτοκίνη, που έχει ένα βασικό ρόλο στην ανάπτυξης της αθηροσκλήρωσης. Η ενδοθηλιακή λειτουργία και η σκληρότητα των αγγείων είναι βασικοί παράγοντες που συσχετίζονται με παθοφυσιολογία της αθηροσκλήρωσης και η μέτρηση αυτών των παραγόντων, όπως προκύπτει από πολλές πολυπληθείς μελέτες, τους έχει καθιερώσει ως σημαντικούς δείκτες για την πρόβλεψη δυσμενών καρδιαγγειακών συμβαμάτων. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εξετάσει τη συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων της OPN και της OPG στον ορό με τη λειτουργικότητα των αγγείων (ενδοθηλιακή λειτουργία και σκληρότητα των αγγείων) και τη σοβαρότητα της στεφανιαίας νόσο (ΣΝ) σε στεφανιαίους ασθενείς. Μέθοδοι: Στη μελέτη συμμετείχαν 437 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε διαγνωστική στεφανιογραφία λόγω υποψίας ΣΝ. Βάση των αποτελεσμάτων των στεφανιογραφιών, οι ασθενείς χωρίστηκαν στην ομάδα των στεφανιαίων ασθενών: 308 ασθενείς (μέση ηλικία 60±11 χρονών), και στην ομάδα των υγιών μαρτύρων, αυτών δηλαδή που δεν έπασχαν από ΣΝ: 129 υγιείς άτομα (μέση ηλικία 59±13 χρονών). Η βαθμολογία σύμφωνα με τη κλίμακα GENSINI χρησιμοποιήθηκε για να εκτιμηθεί η σοβαρότητα της ΣΝ, δίνοντας σημασία στο βαθμό στένωσης της διάμετρος του αυλού του αγγείου, στη γεωγραφική θέση του αγγείου αυτού μέσα στο στεφανιαίο αγγειακό δίκτυο και τον αριθμό των στενούμενων αγγείων, με μεγαλύτερες τιμές της κλίμακας αυτής να συσχετίζονται με εκτεταμένη ΣΝ. Τα επίπεδα της OPN και OPG στον ορό/ πλάσμα μετρήθηκαν με ELISA. Η ενδοθηλιακή λειτουργία εκτιμήθηκε με την υπερηχογραφική μελέτη της ενδοθήλιο-εξαρτώμενης αγγειοδιαστολής (FMD) και της ανεξάρτητης από το ενδοθήλιο αγγειοδιαστολής (EID) της βραχιονίου αρτηρίας. Η καρωτιδο-μηριαία ταχύτητα του σφυγμικού κύματος (PWV) μετρήθηκε ως δείκτης της αορτικής σκληρίας. Σε υποπληθυσμό της μελέτης (331 ασθενείς - 219 στεφανιαίοι ασθενείς και 112 υγιείς μάρτυρες) μετρήθηκε με ELISA, η ιντερλευκίνη-6 (IL-6) στον ορό. Αποτελέσματα: Δεν υπήρχε σημαντική στατιστική διαφορά μεταξύ στεφανιαίων ασθενών και υγιών μαρτύρων όσο αφορά την ηλικία (Ρ=0.13), τα επίπεδα κρεατινίνης στον ορό (Ρ=0.53) και το ποσοστό των καπνιστών (P=0.44). Σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες, οι στεφανιαίοι ασθενείς είχαν αυξημένα επίπεδα logOPG (Ρ<0.001) και αυξημένα επίπεδα logOPN (Ρ<0.001). Οι στεφανιαίοι ασθενείς είχαν σημαντικά επηρεασμένη PWV (Ρ=0.009) και επηρεασμένο FMD (Ρ<0.001). Δεν υπήρχε σημαντική διαφορά στις τιμές της EID (Ρ=0.27) μεταξύ των στεφανιαίων ασθενών και των υγιών μαρτύρων. Επίσης, βρέθηκε ότι, τα επίπεδα της logΟPG (Ρ<0.001) και της logOPN (Ρ<0.001) καθώς και οι τιμές της PWV (Ρ=0.016) και της FMD (P<0.001) συσχετίστηκαν με τη σοβαρότητα της ΣΝ όπως αυτή εκτιμήθηκε βάση του αριθμού των στενούμενων στεφανιαίων αγγείων. Να σημειωθεί ότι, υπήρχε μια σημαντική σχέση μεταξύ του αριθμού των στενούμενων στεφανιαίων αγγείων και της σοβαρότητας της ΣΝ όπως αυτή υπολογίστηκε με βάση τη βαθμολογία της κλίμακας Gensini (logGensini) (Ρ<0.001). Μετά από πολυπαραγοντική γραμμική ανάλυση φάνηκε ότι αυξημένα επίπεδα της logOPG (P=0.013) και της logOPN (P=0.006) συσχετίζονταν με στεφανιαίους ασθενείς με νόσο 3 αγγείων, ανεξάρτητα από τη παρουσία άλλων παραγόντων κινδύνου για εκδήλωση καρδιαγγειακών νοσημάτων. Παρομοίως, μετά από πολυπαραγοντική γραμμική ανάλυση, φάνηκε ότι τα επίπεδα της logOPG και της logOPN συσχετίστηκαν με τη σοβαρότητα της ΣΝ όπως αυτή εκτιμήθηκε βάση της κλίμακας Gensini (Ρ=0.04 για την OPG and Ρ=0.09 για την OPN - Υπήρχε μια στατιστική τάση για την OPN), ανεξάρτητα από τη παρουσία άλλων παραγόντων κινδύνου για εκδήλωση καρδιαγγειακών νοσημάτων. Επιπλέον, βρέθηκε ότι στους ασθενείς με ΣΝ, η PWV συσχετιζόταν θετικά με τα επίπεδα της logOPG (r=0.13, Ρ=0.04) και της logOPN (r = 0.10, Ρ=0.049). Μετά από πολυπαραγοντική γραμμική ανάλυση φάνηκε, ότι τα επίπεδα της logOPG συσχετίζονταν με τη PWV (P=0.001), ενώ υπήρχε μια στατιστική τάση (P=0.056) που φανέρωνε ότι τα επίπεδα της logOPN συσχετίζονταν με τη PWV (P=0.056), ανεξάρτητα από άλλους συγχυτικούς παράγοντες. Επίσης, βρέθηκε ότι στους στεφανιαίους ασθενείς, η FMD συσχετίζοταν αρνητικά με τα επίπεδα της OPG (r=-0.11, P=0.05). Αυτή η συσχέτιση επιβεβαιωνόταν και μετά από πολυπαραγοντική γραμμική ανάλυση, ανεξάρτητα από άλλους συγχυτικούς παράγοντες (P=0.04). Όσο αφορά τον υποπληθυσμό της μελέτης, στον οποίο έγινε η μέτρηση της IL-6, προέκυψε ότι σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες, οι στεφανιαίοι ασθενείς είχαν αυξημένα επίπεδα αυξημένα επίπεδα logIL-6 (Ρ=0.03). Επίσης, σημαντικό εύρημα ήταν ότι, στους στεφανιαίους ασθενείς τα επίπεδα της logIL-6 συσχετίστηκαν με τα επίπεδα της logOPG (r = 0.17, Ρ = 0.01 ) και της logOPN (r = 0.30, Ρ <0.001). Επιπλέον, βρέθηκε ότι στους ασθενείς με ΣΝ, η PWV συσχετιζόταν θετικά με τα επίπεδα της logIL-6 (r=0.17, Ρ=0.02). Συμπέρασμα Οι στεφανιαίοι ασθενείς έχουν αυξημένα επίπεδα OPG, OPN και IL-6. Η παρούσα μελέτη αποκάλυψε ότι υπάρχει μια συνεπής συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων της OPG και της OPN, της λειτουργικότητας των αγγείων και της φλεγμονής στους στεφανιαίους ασθενείς. Επιπλέον, διαπιστώσαμε ότι τα επίπεδα της OPG και της OPN στον ορό συσχετίζονται θετικά με τη σοβαρότητα της ΣΝ. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν έναν άλλο πιθανό μηχανισμό που συνδέει τα επίπεδα της OPG και της OPN στον ορό με την εξέλιξη της ΣΝ, μέσω της αρτηριακής σκληρίας και της φλεγμονής.