mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-EOB-2531mimmun-2531Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАнализ уровней и корреляционных связей интерлейкинов крови у больных диабетической ретинопатией с легкими и умеренными когнитивными нарушениямиEvaluation of blood interleukin levels and their correlations in the patients with diabetic retinopathy with mild and moderate cognitive impairmentАгарковН. М.AgarkovN. M.

Агарков Николай Михайлович – доктор медицинских наук, профессор кафедры биомедицинской инженерии ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет», г. Курск; старший научный сотрудник лаборатории «Проблемы старения» ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Agarkov Nikolai M., PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Biomedical Engineering, South-West State University, Kursk; Senior Research Associate, Laboratory “Problems of Aging”, Belgorod National Research University

300540, Kursk, 50 let Oktyabrya str., 94

vitalaxen@mail.ruЛевИ. В.LevI. V.

Лев Инна Валерьевна – кандидат медицинских наук, заведующая I офтальмологическим отделением

Тамбов

PhD (Medicine), Ophthalmologist, Head, First Ophthalmological Department

Tambov

mihina.inna@mail.ruЯрошевичЕ. А.YaroshevichE. A.

Ярошевич Елена Александровна – ассистент кафедры офтальмологии

Воронеж

Assistant Professor, Department of Ophthalmology

Voronezh

el.yaroshevich@yandex.ruФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»; ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»РоссияSouth-West State University; Belgorod State National Research UniversityRussian FederationТамбовский филиал МНТК «Микрохирургия глаза имени академика С.Н. Федорова» Министерства здравоохранения РФРоссияS. Fedorov Center of Eye Microsurgery, Tambov BranchRussian FederationФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко»РоссияN. Burdenko Voronezh State Medical UniversityRussian Federation20222111202224611711178Copyright © Агарков Н.М., Лев И.В., Ярошевич Е.А., 20222022Агарков Н.М., Лев И.В., Ярошевич Е.А.Agarkov N.M., Lev I.V., Yaroshevich E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2531

Иммунологические нарушения на системном уровне связаны с различными гериатрическими состояниями, в том числе с когнитивной дисфункцией, однако у пациентов с диабетической ретинопатией изменения интерлейкинового профиля крови изучены без учета степени тяжести когнитивных нарушений. Целью настоящего исследования являлся анализ уровней и корреляционных связей интерлейкинов в плазме крови у больных с диабетической ретинопатией с легкими и умеренными когнитивными нарушениями, среди 54 пациентов пожилого возраста с диабетической ретинопатией с легкими когнитивными нарушениями и 62 больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными расстройствами, проходивших стационарное обследование и лечение в 2021-2022 гг. в Тамбовском филиале МНТК «Микрохирургия глаза имени академика С.Н. Федорова» методом иммуноферментного анализа с использованием набора «Протеиновый контур» изучено содержание в плазме крови IL-1α, IL-1β, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18. Выявление диабетической ретинопатии осуществлялось на основе комплексного офтальмологического обследования и с учетом клинических рекомендаций Общероссийской ассоциации врачей-офтальмологов «Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отек диабетический». Когнитивные функции оценивались по валидной шкале Mini-Menthal State Examenation. Показано, что у больных диабетической ретинопатией с умеренными когнитивными нарушениями статистически значимо повышен уровень всех изученных провоспалительных интерлейкинов, чем у больных диабетической ретинопатией с легкими когнитивными нарушениями. В большей степени увеличилось содержание в плазме крови IL-6 до 24,4±2,1 пг/мл в сравнении с 5,1±0,8 пг/мл (р < 0,001) при легких когнитивных расстройствах. Развитие умеренных когнитивных нарушений у пациентов с диабетической ретинопатией сопровождалось также статистически значимым подъемом на системном уровне IL-8 до 36,7±3,5 пг/мл против 10,5±2,3 пг/мл при легких когнитивных нарушениях, IL-17 до 21,9±1,8 пг/мл против 8,5±1,1 пг/мл соответственно. Концентрация противовоспалительных интерлейкинов в плазме крови пациентов с диабетической ретинопатией с умеренной когнитивной дисфункцией достоверно уменьшилась – IL-4 до 2,1±0,3 пг/мл против 3,4±0,5 пг/мл при легкой степени ухудшения ментальности, IL-10 до 8,7±0,5 пг/мл против 15,4±1,3 пг/мл соответственно. Между уровнем системных интерлейкинов и умеренными когнитивными расстройствами больных диабетической ретинопатией выявлена большая сопряженность связей. С провоспалительными интерлейкинами и умеренными когнитивными нарушениями установлены обратные средние корреляции с IL-1β (r = -0,336; р = 0,021), с IL-6 (r = -0,584; p = 0,019), с IL-8 (r = -0,469; p = 0,006), с IL-17 (r = -0,348; p = 0,018). Содержание IL-4 и IL-10 в плазме крови больных диабетической ретинопатией коррелирует с умеренными когнитивными нарушениями при достоверной величине r = +0,407 (p = 0,016) и r = +0,359 (p = 0,008) соответственно. При легких когнитивных нарушениях корреляции связи установлены с меньшим числом интерлейкинов, а именно с IL-1β, IL-6, IL-8 и IL-10 и представлены слабой связью, за исключением IL-6 (умеренная связь). Формирование умеренных когнитивных нарушений среди больных диабетической ретинопатией обусловлено повышением IL-1β, IL-6, IL-8, IL-17 и снижением IL-10.

Systemic immunological disorders are associated with various geriatric conditions, including cognitive dysfunction. However, in patients with diabetic retinopathy, the changes of blood interleukin profile were studied without considering the severity of cognitive impairment. The aim of this study was to analyze blood plasma levels and intercorrelations of interleukins in the patients with diabetic retinopathy accompanied by mild and moderate cognitive impairment. Fifty-four elderly patients with diabetic retinopathy and mild cognitive impairment, and 62 patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive disorders underwent inpatient examination and treatment at the Tambov branch of the S. Fedorov Center of Eye Microsurgery over 2021-2022. The interleukins contents in blood plasma were studied by enzyme immunoassay using the Protein Contour kit, including IL-1α, IL-1β, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18. The diagnostics of diabetic retinopathy was based on comprehensive ophthalmological examination, according to the Clinical recommendations of the Society of the Russian Association of Ophthalmologists «Diabetes mellitus: diabetic retinopathy, diabetic macular edema». Cognitive functions were assessed according to a valid Mini- Mental-State-Examination scale. It has been shown that the patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive impairment have a significantly increased level of all the studied proinflammatory interleukins, as compared to similar cohort with diabetic retinopathy accompanied by a mild cognitive impairment. In mild cognitive disorders, the content of IL-6 in blood plasma was higher (24.4±2.1 pg/mL versus 5.1±0.8 pg/mL, p < 0.001). Development of moderate cognitive impairment in the patients with diabetic retinopathy was also accompanied by a statistically significant increase of plasma IL-8 to 36.7±3.5 pg/mL versus 10.5±2.3 pg/mL with mild cognitive impairment; IL-17, to 21.9±1.8 pg/mL versus 8.5±1.1 pg/mL, respectively. Concentrations of anti-inflammatory interleukins in blood plasma of the patients with diabetic retinopathy and moderate cognitive dysfunction were significantly decreased, i.e., IL-4 to 2.1±0.3 pg/mL versus 3.4±0.5 pg/mL in cases of mild mental deterioration; IL-10, to 8.7±0.5 pg/mL versus 15.4±1.3 pg/mL, respectively. A sufficient correlation was shown between the levels of systemic interleukins and moderate cognitive disorders in the patients with diabetic retinopathy. For the proinflammatory interleukins in cases of moderate cognitive impairment, an inverse correlations with IL-1β (r = -0.336; p = 0.021), IL-6 (r = -0.584; p = 0.019), IL-8 (r = -0.469; p = 0.006), and with IL-17 (r = -0.348; p = 0.018) were shown. The content of IL-4 and IL-10 in blood plasma of the patients with diabetic retinopathy correlated with moderate cognitive impairment at a significant level of r = +0,407 (p = 0.016) and r = +0.359 (p = 0.008), respectively. In mild cognitive impairment, the correlations with fewer numbers of interleukins were revealed, i.e., IL-1β, IL-6, IL-8 and IL-10, and exhibit weaker connections, except of IL-6 (a moderate connection level). Development of moderate cognitive impairment among the patients with diabetic retinopathy may be caused by increase in IL-1β, IL-6, IL-8, IL-17, and a decrease in IL-10. 

интерлейкины кровидиабетическая ретинопатиякогнитивные нарушениякорреляционные связиофтальмологические осложнения сахарного диабетапожилой возрастblood interleukinsdiabetic retinopathycognitive impairmentcorrelationsophthalmological complications of diabetes mellitusold ageReferencesАстахов Ю.С., Нероев В.В., Шестакова М.В., Зайцева О.В., Охоцимская Т.Д., Рябина М.В., Шадричев Ф.Е., Григорьева Н.Н., Липатов Д.В., Кононенко И.В. Клинические рекомендации «Сахарный диабет: ретинопатия диабетическая, макулярный отек диабетический». М.: Общероссийская общественная организация «Ассоциация врачей-офтальмологов», 2020. 52 с.Astakhov Yu.S., Neroev V.V., Shestakova M.V., Zaitseva O.V., Okhotsimskaya T.D., Ryabina M.V., Shadrichev F.E., Grigorieva N.N., Lipatov D.V., Kononenko I.V. Clinical recommendations “Diabetes mellitus: diabetic retinopathy, diabetic macular edema”]. Moscow: All-Russian public organization “Association of Ophthalmologists”, 2020. 52 p.Фабрикантов О.Л., Агарков Н.М., Лев И.В., Гурко Т.С., Яблоков М.М., Москалева Е.О., Москалев А.А. Аллостатическая нагрузка как способ объективизации возрастной жизнеспособности пациентов с офтальмопатологией // Научные результаты биомедицинских исследований, 2021. Т. 7, № 4. С. 451-460.Fabrikantov O.L., Agarkov N.M., Lev I.V., Gurko T.S., Yablokov M.M., Moskaleva E.O., Moskalev A.A. Allostatic load as a way to objectify the age viability of patients with ophthalmopathology. Nauchnye rezultaty biomeditsinskikh issledovaniy = Research Results in Biomedicine, 2021, Vol. 7, no. 4, pp. 451-460. (In Russ.)Cheng D., Zhao X., Yang S., Wang G., Ning G. Association between diabetic retinopathy and cognitive impairment: a systematic review and meta-analysis. Front. Aging Neurosci., 2021, Vol. 13, 632911. doi: 10.3389/fnagi.2021.692911.Cheng D., Zhao X., Yang S., Wang G., Ning G. Association between diabetic retinopathy and cognitive impairment: a systematic review and meta-analysis. Front. Aging Neurosci., 2021, Vol. 13, 632911. doi: 10.3389/fnagi.2021.692911.Crosby-Nwaobi R.R., Sivaprasad S., Amiel S., Forbes A. The relationship between diabetic retinopathy and cognitive impairment. Diabetes Care, 2013, Vol. 36, no. 10, pp. 3177-3186.Crosby-Nwaobi R.R., Sivaprasad S., Amiel S., Forbes A. The relationship between diabetic retinopathy and cognitive impairment. Diabetes Care, 2013, Vol. 36, no. 10, pp. 3177-3186.Gupta P., Gan A.T., Man R.E., Fenwick E.K., Sabanayagam C., Mitchell P., Cheung C.Y., Cheung N., Wong T.Y., Cheng C.Y., Lamoureux E.L. Association between diabetic retinopathy and incident cognitive impairment. Br. J. Ophthalmol., 2019, Vol. 103, no. 11, pp. 1605-1609.Gupta P., Gan A.T., Man R.E., Fenwick E.K., Sabanayagam C., Mitchell P., Cheung C.Y., Cheung N., Wong T.Y., Cheng C.Y., Lamoureux E.L. Association between diabetic retinopathy and incident cognitive impairment. Br. J. Ophthalmol., 2019, Vol. 103, no. 11, pp. 1605-1609.Lu X., Gong W., Wen Z., Hu L., Peng Z., Zha Y. Correlation between diabetic cognitive impairment and diabetic retinopathy in patients with T2DM by 1 H-MRS. Front. Neurol., 2019, Vol. 10, 1068. doi: 10.3389/fneur.2019.01068.Lu X., Gong W., Wen Z., Hu L., Peng Z., Zha Y. Correlation between diabetic cognitive impairment and diabetic retinopathy in patients with T2DM by 1 H-MRS. Front. Neurol., 2019, Vol. 10, 1068. doi: 10.3389/fneur.2019.01068.Moss H.E. Retinal vascular changes are a marker for cerebral vascular diseases. Curr. Neurol. Neurosci. Rep., 2015, Vol. 15, no. 7, 40. doi: 10.1007/s11910-015-0561-1.Moss H.E. Retinal vascular changes are a marker for cerebral vascular diseases. Curr. Neurol. Neurosci. Rep., 2015, Vol. 15, no. 7, 40. doi: 10.1007/s11910-015-0561-1.Quevedo-Martinez J.U., Garfias Y., Jimenez J., Garcia O., Venegas D., Bautista V.M. Pro-inflammatory cytokine profile is present in the serum of Mexican patients with different stages of diabetic retinopathy secondary to type 2 diabetes. BMJ Open Ophthalmol., 2021, Vol. 6, no. 1, e000717. doi: 10.1136/bmjophth-2021-000717.Quevedo-Martinez J.U., Garfias Y., Jimenez J., Garcia O., Venegas D., Bautista V.M. Pro-inflammatory cytokine profile is present in the serum of Mexican patients with different stages of diabetic retinopathy secondary to type 2 diabetes. BMJ Open Ophthalmol., 2021, Vol. 6, no. 1, e000717. doi: 10.1136/bmjophth-2021-000717.Rodill L.G., Exalto L.G., Gilsanz P., Biessels G.J., Quesenberry C.P., Whitmer R.A. Diabetic retinopathy and dementia in type 1 Diabetes. Alzheimer Dis. Assoc. Disord., 2018, Vol. 32, no. 2, pp. 125-130.Rodill L.G., Exalto L.G., Gilsanz P., Biessels G.J., Quesenberry C.P., Whitmer R.A. Diabetic retinopathy and dementia in type 1 Diabetes. Alzheimer Dis. Assoc. Disord., 2018, Vol. 32, no. 2, pp. 125-130.Schram M.T., Euser S.M., Craen A.J., Witteman J.C., Frolich M., Hofman A., Jolles J., Breteler M.B., Westendorp R.G. Systemic markers of inflammation and cognitive decline in old age. J. Am. Geriatr. Soc., 2007, Vol. 55, no. 5, pp. 708-716.Schram M.T., Euser S.M., Craen A.J., Witteman J.C., Frolich M., Hofman A., Jolles J., Breteler M.B., Westendorp R.G. Systemic markers of inflammation and cognitive decline in old age. J. Am. Geriatr. Soc., 2007, Vol. 55, no. 5, pp. 708-716.Urbančič M., Petrovič D., Živin A.M., Koroseč P., Fležar M., Petrovič M. Correlations between vitreous cytokine levels and inflammatory cells in fibrovascular membranes of patients with proliferative diabetic retinopathy. Mol. Sci., 2020, no. 26, pp. 472-482.Urbančič M., Petrovič D., Živin A.M., Koroseč P., Fležar M., Petrovič M. Correlations between vitreous cytokine levels and inflammatory cells in fibrovascular membranes of patients with proliferative diabetic retinopathy. Mol. Sci., 2020, no. 26, pp. 472-482.Wennberg A.M, Hagen C.E., Machulda M.M., Knopman D.S., Petersen R.C., Mielke M.M. The CrossSectional and Longitudinal Associations between IL-6, IL-10, and TNFα and cognitive outcomes in the Mayo Clinic Study of Aging. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci., 2019, Vol. 74, no. 8, pp. 1289-1295.Wennberg A.M, Hagen C.E., Machulda M.M., Knopman D.S., Petersen R.C., Mielke M.M. The CrossSectional and Longitudinal Associations between IL-6, IL-10, and TNFα and cognitive outcomes in the Mayo Clinic Study of Aging. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci., 2019, Vol. 74, no. 8, pp. 1289-1295.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.