Сравнительный анализ содержания триптофана и метаболитов кинуренинового и серотонинового путей у пациентов с артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца

Цель    Сравнительный анализ содержания триптофана (Трп) и его метаболитов в сыворотке крови лиц без сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и пациентов с такими ССЗ, как артериальная гипертензия (АГ) и ишемическая болезнь сердца (ИБС).
Материал и методы    В исследование был включен 131 участник: в группу АГ вошло 58 участников, среди которых 11 были с доказанным периферическим атеросклерозом, в группу ИБС вошли 46 человек, контрольная группа составила 27 участников без признаков ССЗ. Для измерения концентраций Трп и его метаболитов в плазме крови использовали сверхпроизводительную жидкостную хроматографию в сочетании с тройным квадрупольным анализатором.
Результаты    При сравнении трех групп было выявлено статистически значимое различие по уровню концентраций триптофана (р=0,029), кинуренина (p<0,001), соотношения кинуренин:Трп (p<0,001), хинолиновой (р=0,007) и кинурениновой (р=0,003) кислот, серотонина (p<0,001), 5‑гидроксииндолуксусной кислоты (5‑ГИУК) (р=0,011). При дополнительном разделении группы пациентов с АГ на подгруппы без периферического атеросклероза и с доказанным периферическим атеросклерозом различия между группами сохранялись по уровням кинуренина, соотношения кинуренин:Трп, хинолиновой и кинурениновой кислот, серотонина, 5‑гидроксииндолуксусной кислоты (5‑ГИУК). Также были выявлены взаимосвязи между концентрациями исследуемых метаболитов и лабораторно-инструментальными данными, в большей степени с маркерами воспаления.
Заключение    По результатам анализа содержания триптофана и его метаболитов в сыворотке крови у пациентов с ССЗ было выявлено нарастание уровней кинуренина, соотношения кинуренин:Трп, хинолиновой, кинурениновой кислот и 5‑ГИУК, а также снижение концентраций триптофана и серотонина в группах АГ, АГ с наличием доказанного периферического атеросклероза и ИБС.

1. Nitz K, Lacy M, Atzler D. Amino Acids and Their Metabolism in Atherosclerosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2019;39(3):319–30. DOI: 10.1161/ATVBAHA.118.311572.

2. Противовоспалительная терапия канакинумабом для лечения заболеваний, обусловленных атеросклерозом: результаты двойного слепого плацебо-контролируемого исследования CANTOS (Canakinumab Antiinflammatory Thrombosis Outcome Study). Доказательная кардиология. 2017;10(3):11-6.

3. Lutgens E, Atzler D, Doring Y, Duchene J, Steffens S, Weber C. Immunotherapy for cardiovascular disease. European Heart Journal. 2019;40(48):3937–46. DOI: 10.1093/eurheartj/ehz283.

4. Гецина М.Л., Черневская Е.А., Белобородова Н.В. Роль общих для человека и микробиоты метаболитов триптофана при тяжелых заболеваниях и критических состояниях (обзор). Клиническая практика. 2020;11(1):92–102. DOI: 10.17816/clinpract19068.

5. Wei J, Zhang Z, Du Y, Yang X, Zhao L, Ni P et al. A combination of neuroimaging and plasma metabolomic analysis suggests inflammation is associated with white matter structural connectivity in major depressive disorder. Journal of Affective Disorders. 2022;318:7–15. DOI: 10.1016/j.jad.2022.08.108.

6. Mendelsohn D, Riedel WJ, Sambeth A. Effects of acute tryptophan depletion on memory, attention and executive functions: A systematic review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2009;33(6):926–52. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2009.03.006.

7. Hue JJ, Graor H, Zarei M, Katayama ES, Ji K, Hajihassani O et al. IDO1 is a therapeutic target for pancreatic cancer-associated depression. Molecular Cancer Therapeutics. 2022;MCT-22-0055. [Epub ahead of print]. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-22-0055.

8. Weinlich G, Murr C, Richardsen L, Winkler C, Fuchs D. Decreased Serum Tryptophan Concentration Predicts Poor Prognosis in Malignant Melanoma Patients. Dermatology. 2007;214(1):8–14. DOI: 10.1159/000096906.

9. Jamshed L, Debnath A, Jamshed S, Wish JV, Raine JC, Tomy GT et al. An Emerging Cross-Species Marker for Organismal Health: Tryptophan-Kynurenine Pathway. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(11):6300. DOI: 10.3390/ijms23116300.

10. Karimi Z, Chenari M, Rezaie F, Karimi S, Parhizgari N, Mokhtari-Azad T. Proposed Pathway Linking Respiratory Infections with Depression. Clinical Psychopharmacology and Neuroscience. 2022;20(2):199–210. DOI: 10.9758/cpn.2022.20.2.199.

11. Pertovaara M, Raitala A, Juonala M, Lehtimaki T, Huhtala H, Oja SS et al. Indoleamine 2,3-dioxygenase enzyme activity correlates with risk factors for atherosclerosis: the Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Clinical and Experimental Immunology. 2007;148(1):106–11. DOI: 10.1111/j.1365-2249.2007.03325.x.

12. Кобалава Ж.Д., Конради А.О., Недогода С.В., Шляхто Е.В., Арутюнов Г.П., Баранова Е.И. и др. Артериальная гипертензия у взрослых. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(3):149-218. DOI: 10.15829/1560-4071-2020-3-3786.

13. Барбараш О.Л., Карпов Ю.А., Кашталап В.В., Бощенко А.А., Руда М.Я., Акчурин Р.С. и др. Стабильная ишемическая болезнь сердца. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):201-50. DOI: 10.15829/1560-4071-2020-4076.

14. Yu E, Ruiz-Canela M, Guasch-Ferre M, Zheng Y, Toledo E, Clish CB et al. Increases in Plasma Tryptophan Are Inversely Associated with Incident Cardiovascular Disease in the Prevencion con Dieta Mediterranea (PREDIMED) Study. The Journal of Nutrition. 2017;147(3):314–22. DOI: 10.3945/jn.116.241711.

15. Polyzos KA, Ketelhuth DFJ. The role of the kynurenine pathway of tryptophan metabolism in cardiovascular disease: An emerging field. Hamostaseologie. 2015;35(2):128–36. DOI: 10.5482/HAMO-14-10-0052.

16. Murr C, Grammer TB, Kleber ME, Meinitzer A, Marz W, Fuchs D. Low serum tryptophan predicts higher mortality in cardiovascular disease. European Journal of Clinical Investigation. 2015;45(3):247–54. DOI: 10.1111/eci.12402

17. Song P, Ramprasath T, Wang H, Zou M-H. Abnormal kynurenine pathway of tryptophan catabolism in cardiovascular diseases. Cellular and Molecular Life Sciences. 2017;74(16):2899–916. DOI: 10.1007/s00018-017-2504-2.

18. Gaspar R, Halmi D, Demjan V, Berkecz R, Pipicz M, Csont T. Kynurenine Pathway Metabolites as Potential Clinical Biomarkers in Coronary Artery Disease. Frontiers in Immunology. 2022;12:768560. DOI: 10.3389/fimmu.2021.768560.

19. Savitz J. The kynurenine pathway: a finger in every pie. Molecular Psychiatry. 2020;25(1):131–47. DOI: 10.1038/s41380-019-0414-4.

20. Fazio F, Carrizzo A, Lionetto L, Damato A, Capocci L, Ambrosio M et al. Vasorelaxing Action of the Kynurenine Metabolite, Xanthurenic Acid: The Missing Link in Endotoxin-Induced Hypotension? Frontiers in Pharmacology. 2017;8:214. DOI: 10.3389/fphar.2017.00214.

21. Ouyang L, Yu C, Xie Z, Su X, Xu Z, Song P et al. Indoleamine 2,3-Dioxygenase 1 Deletion–Mediated Kynurenine Insufficiency in Vascular Smooth Muscle Cells Exacerbates Arterial Calcification. Circulation. 2022;145(24):1784–98. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.057868.

22. Farouk A, Hamed RA, Elsawy S, Abd El Hafez NF, Moftah FM, Nassar MAY et al. Measuring the Systemic Inflammatory Response to On- and Off-Pump Coronary Artery Bypass Graft (CABG) Surgeries Using the Tryptophan/Kynurenine Pathway. Journal of Investigative Surgery. 2022;35(8):1621–5. DOI: 10.1080/08941939.2022.2084188.

23. Wirleitner B, Rudzite V, Neurauter G, Murr C, Kalnins U, Erglis A et al. Immune activation and degradation of tryptophan in coronary heart disease: Tryptophan in coronary heart disease. European Journal of Clinical Investigation. 2003;33(7):550–4. DOI: 10.1046/j.1365-2362.2003.01186.x.

24. Herberth G, Offenberg K, Rolle-Kampczyk U, Bauer M, Otto W, Roder S et al. Endogenous metabolites and inflammasome activity in early childhood and links to respiratory diseases. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2015;136(2):495–7. DOI: 10.1016/j.jaci.2015.01.022.

25. Trabado S, Al-Salameh A, Croixmarie V, Masson P, Corruble E, Feve B et al. The human plasma-metabolome: Reference values in 800 French healthy volunteers; impact of cholesterol, gender and age. PLOS ONE. 2017;12(3):e0173615. DOI: 10.1371/journal.pone.0173615.