CC BY
51
В помощь врачу
О.В. Комарова, А.Г. Кучеренко, И.Е. Смирнов, А.Н. Цыгин
Научный центр здоровья детей РАМН, Москва, Российская Федерация
Динамика содержания сывороточных маркеров апоптоза для оценки прогноза хронической болезни почек у детей
Контактная информация:
Комарова Ольга Викторовна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения нефрологии НИИ педиатрии ФГБУ «НЦЗД» РАМН
Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский проспект, д. 2, стр. 1, тел.: (499) 134-13-08, e-mail: [email protected] Статья поступила: 13.08.2013 г., принята к печати: 28.10.2013 г.
104
Цель исследования: изучить динамику содержания ключевых сывороточных маркеров апотоза sFas-рецептора и его лиганда sFas-L, цитохрома С и аннексина V у детей на разных стадиях хронической болезни почек (ХБП) для определения роли апоптоза клеток почечных структур в прогрессировании патологии почек. Пациенты и методы: в исследовании участвовали 68 детей с ХБП 1-3-й ст. в возрасте 3-17 лет. Результаты: отличные от нормальных значения sFas-R, sFas-L, аннексина V были обнаружены у детей на всех стадиях ХБП. Содержание цитохрома С достоверно превышало физиологический диапазон у детей с ХБП 1-й ст., однако имело тенденцию к повышению и на 2-й и 3-й ст. ХБП. При проведении дисперсионного анализа была установлена сильная корреляция между уровнем протеинурии и совокупностью всех 4 сывороточных показателей. У детей с неиммунной патологией без нарушения функций почек и у пациентов со 2-й ст. ХБП при сравнении сывороточных уровней маркеров апоптоза в условиях терапии ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента и в отсутствии такого лечения установлено значимое повышение содержания sFas-R у пациентов без нефропротективной терапии. Выводы: в развитие и прогрессирование ХБП вовлечены как Fas-опосредованный, так и митохондриальный путь программируемой гибели гломерулярных и тубулярных клеточных структур почек. Применение с нефропротективной целью ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента уменьшает степень выраженности процессов апоптоза в них, в первую очередь ингибируя активность Fas-опосредованного механизма реализации.
Ключевые слова: дети, хроническая болезнь почек, апоптоз, Fas-опосредованный.
(Вопросы современной педиатрии. 2013; 12 (5): 104-107)
ВВЕДЕНИЕ
Хроническая болезнь почек (ХБП) занимает особое место среди хронических неинфекционных болезней т. к. она широко распространена в популяции, связана с рез-
ким ухудшением качества жизни, высокой смертностью и в терминальной стадии приводит к необходимости применения дорогостоящих методов заместительной терапии: диализа и пересадки почки [1].
O.V. Komarova, A.G. Kucherenko, I.E. Smirnov, A.N. Tsygin
Scientific Centre of Children Health of RAMS, Moscow, Russian Federation
Dynamics of Concentration of Apoptosis Serum Markers in Assessment of Prognosis of Chronic Kidney Disease in Children
Aim: to investigate sFas-receptor and its ligand, sFas-L, cytochrome C and annexin V as the apoptotic markers in children with CKD to determine the renal cell apoptosis role in the progression of a renal disease. Patients and methods: 68 children with CKD 1-3 from 3 to 17 years were examined. Results: sFas-R, sFas-L, annexin Vsignificant differed from normal value at all stages of CKD. Cytochrome C level was significantly higher than normal in children with CKD1. But tended to increase at and 2 and 3 stages correspondingly. Significant correlation was determinated between proteinuria and the combination of all four markers. Comparing serum levels of apoptosis markers in children with non-immune disorders without renal dysfunction treated and iACE not treated and in patients with CKD-2 t a significant excess of the level of sFas-R in patients without iACE therapy was found. Conclusions: Fas-mediated and mitochondrial programmed cell death are implicated in development and progression of CKD. ACE inhibitors reduced the severity of apoptosis, primarily by inhibiting the activity of its Fas-mediated pathway.
Key words: children, chronic kidney disease, apoptosis, Fas-induced.
(Voprosy sovremennoipediatrii — Current Pediatrics. 2013; 12 (5): 104-107)
Под термином «хроническая болезнь почек» подразумевают наднозологическое понятие, объединяющее всех больных с сохраняющимися в течение 3 и более мес признаками повреждения ткани почек по данным лабораторных и инструментальных исследований и/или снижением их фильтрационной функции. В зависимости от скорости клубочковой фильтрации (СКФ) выделяют 5 стадий ХБП [2]. Именно потенциальная возможность утраты функции почек позволяет адекватно оценить вероятность и риски развития неблагоприятных исходов, что особенно важно у детей.
В настоящее время достигнуты значительные успехи в раскрытии патогенетических звеньев прогрессирования хронических заболеваний почек [3]. При этом особое внимание уделяется т. н. неиммунным факторам прогрессирования. Считается доказанным, что неиммунное прогрессирование хронических заболеваний почек развивается вследствие сочетанного воздействия ряда патологических факторов, таких как:
• системная артериальная гипертензия;
• гемодинамические нарушения в почках, характеризующиеся повышенной перфузией почечных клубочков с развитием внутриклубочковой гипертензии и гиперфильтрации;
• появление и/или усугубление уже существующей протеинурии;
• усиление склеротических процессов в почках за счет стимуляции пролиферативных процессов [4].
Все указанные факторы находятся во взаимосвязи и являются звеньями одной патогенетической цепи формирования нефросклероза. При развитии гломерулярного и интерстициального склероза, которые в значительной мере обусловливают прогрессирование хронических заболеваний почек, нарушается баланс между клеточной пролиферацией и гибелью клеток [5].
В основе потери клеточной массы лежит процесс апоптоза — программируемой гибели клеток (ПГК). При развитии нефросклероза происходит чрезмерная активация апоптоза гломерулярных и тубулярных эпителио-цитов с потерей в первую очередь таких функционально значимых клеток, как подоциты и тубулярные эпителио-циты. Существует 2 взаимосвязанных и взаимодополняющих пути реализации ПГК. Первый — рецепторный, через активацию системы трансмембранных рецепторов Fas (CD95, APO-1), ФНО-Р1 (рецептор фактора некроза опухоли-1 — tumor necrosis factor receptor-1) и соответствующих им лигандов (Fas-лиганд и ФНО а-лиганд) с передачей сигнала через цитоплазменный белок FADD (Fas-associated death domain) с последующей активацией каскада каспаз (цистеиновых аспартатзависимых про-теиназ), что в конечном итоге приводит к гибели клетки. Второй путь запуска апоптоза — внутриклеточный, с активацией митохондрий со снижением мембранного потенциала на внутренней мембране органеллы и набуханием ее матрикса [6].
К индукторам апоптоза относят трансформирующий фактор роста (ТФР) р, ФНО а, сосудистый эндотелиальный ростовой фактор, оксид азота. Суть молекулярных механизмов апоптоза отражают такие лабораторные показатели сыворотки крови, как растворимая фор-
ма Fas-рецептора (sFas) и его лиганда (sFas-L), а также цитохром С, которые являются ключевыми участниками каскада процессов апоптоза [7-9].
В последние годы при изучении процессов ПГК пристальное внимание стали уделять изучению биологической активности белка аннексина V, относящегося к семейству аннексинов. Это связано с тем, что аннек-син V, как и другие члены семейства, не выделяется из нормальных клеток — его источником являются только апоптотические клетки [10].
Таким образом, оценка регуляции и степени выраженности процессов апоптоза при ХБП дает возможность глубокого анализа молекулярных механизмов нефро-склероза.
Цель исследования: изучить динамику содержания ключевых сывороточных маркеров апоптоза (sFas-рецептора и его лиганда sFas-L, цитохрома С и аннек-сина V) у детей на разных стадиях ХБП для определения роли апоптоза клеток почечных структур в прогрессировании патологии почек.
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
Участники исследования
В исследование было включено 68 детей с ХБП, из них 33 девочки и 34 мальчика в возрасте от 3 до 17 лет (средний возраст 8,4 года). Референтную группу составил 21 условно здоровый ребенок.
Все пациенты были распределены по группам в соответствии со стадиями ХБП в зависимости от показателей СКФ, рассчитанных по формуле Шварца (табл. 1):
• 1-я группа — ХБП 1-й ст. — СКФ > 90 мл/мин (п = 38);
• 2-я группа — ХБП 2-й ст. — СКФ 89-60 мл/мин (п = 17);
• 3-я группа — ХБП 3-4-й ст. — СКФ < 60 мл/мин (п = 13).
Методы исследования
У всех участников исследования в сыворотке крови иммуноферментным методом определяли концентрацию растворимых форм sFas-R и sFas-L, а также цитохрома С и аннексина V.
Статистическая обработка данных
Результаты исследования были статистически обработаны с использованием пакета прикладных программ IBM SPSS-21. Данные представлены в виде среднего (S) ± стандартное отклонение (SD). Различия считали статистически значимыми при p < 0,05 и p < 0,01.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Значимое превышение нормальных значений sFas-R, sFas-L, аннексина V обнаружено у детей на всех стадиях ХБП (табл. 2). Уровень цитохрома С существенно превышал физиологический только у детей с ХБП 1-й ст., однако имел тенденцию к повышению и на 2-й и 3-й ст. ХБП.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что на всех стадиях ХБП избыточно активирован как Fas-опосредованный, так и митохондриальный путь реализации ПГК.
При проведении дисперсионного анализа установлена сильная корреляция (R2 = 0,793) между выраженностью протеинурии и совокупностью всех 4 показателей.
105
ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2013/ ТОМ 12/ № 5
В помощь врачу
Таблица 1. Спектр клинических и морфологических диагнозов пациентов на разных стадиях хронической болезни почек
106
Клинический диагноз 1-я группа СКФ > 90 мл/мин n = 38 2-я группа СКФ 89-60 мл/мин n = 17 3 группа СКФ < 60 мл/мин n = 13
Идиопатический нефротический синдром: 26 8 3
а) активная стадия; 15 8 3
б) стадия частичной/полной ремиссии; в) морфологический диагноз: 11 - -
• болезнь минимальных изменений; 10 - -
• фокально-сегментарный гломерулосклероз; 10 6 1
• мембранопролиферативный гломерулонефрит; 3 2 2
• мезангиопролиферативный гломерулонефрит 3 - -
Неиммунные нефропатии: 12 9 10
а) рефлюкс-нефропатия; 3 3 3
б) наследственный нефрит; 4 3 2
в) тубулопатии; 2 - -
г) поликистоз почек, аутосомно-доминантный вариант; 1 2 2
д) состояние после перенесенного гемолитико-уремического синдрома 2 1 3
Примечание. СКФ — скорость клубочковой фильтрации.
Таблица 2. Значение исследуемых маркеров апоптоза у детей в зависимости от стадии хронической болезни почек
Группы sFas-R (нг/мл) sFAS-L (нг/мл) Цитохром С (нг/мл) Аннексин V (нг/мл)
1-я группа СКФ > 90 мл/мин (п = 38) 0,54 ± 0,16* 0,130 ± 0,01** 1,7 ± 0,72** 1,65 ± 0,18*
2-я группа СКФ 89-60 мл/мин (п = 17) 0,53 ± 0,1* 0,123 ± 0,01 0,38 ± 0,28 1,47 ± 0,14*
3-я группа СКФ < 60 мл/мин (п = 13) 0,50 ± 0,05* 0,122 ± 0,01 0,49 ± 0,7 1,34 ± 1,3*
Группа контроля (п = 21) 1,89 ± 0,37 < 0,01 0,28 ± 0,03 0,225 ± 0,01
Примечание. * — p < 0,01 по сравнению с группой контроля, ** — p < 0,05 по сравнению с группой контроля; СКФ — скорость клубочковой фильтрации.
Таблица 3. Значения маркеров апоптоза у детей с хронической болезнью почек 1-й ст. в зависимости от нозологии
Маркер Нефротический синдром,активная стадия Протеинурия > 2,5 г/сут Нефротический синдром, стадия частичной ремиссии Протеинурия < 0,5 г/сут Нефротический синдром, стадия полной ремиссии Протеинурия отсутствует Протеинурия при неиммунной патологии (0,7-1 г/сут) Норма
sFas-R, нг/мл 4,36 ± 0,6*** 3,0 ± 0,1 3,3 ± 0,9 4,24 ± 0,7*** 1,89 ± 0,37
sFAS-L, нг/мл 0,134 ± 0,03** 0,128 ± 0,04 0,131 ± 0,04 0,139 ± 0,05** < 0,01
Цитохром С, нг/мл 0,38 ± 0,02 0,45 ± 0,03 0,35 ± 0,04 0,41 ± 0,04 0,28 ± 0,03
Аннексин V, нг/мл 1,17 ± 0,08 1,28 ± 0,07 1,25 ± 0,15 1,19 ± 0,2 0,225 ± 0,01
Примечание. ** — p < 0,05 по сравнению с группой контроля, *** — p < 0,05 по сравнению с группой пациентов в стадии частичной/полной ремиссии нефротического синдрома.
Связь маркеров активности апоптоза и одного из основных факторов прогрессирования ХБП также свидетельствует о вовлеченности обоих механизмов ПГК в патогенез нефросклероза.
Процессы ПГК играют существенную роль не только в патогенезе склеротических изменений, но и участвуют в формировании различных форм патологии почек. Нарушению механизмов апоптоза отводят значимую
роль и при различных нефропатиях, таких как гломеру-лонефриты, поликистоз почек, диабетическая нефропатия [11, 12].
В нашем исследовании также был проведен сравнительный анализ значений изучаемых маркеров у пациентов с идиопатическим нефротическим синдромом и группы детей с неиммунной патологий (наследственный нефрит, поликистоз почек, рефлюкс-нефропатия)
в функционально компенсированной стадии болезни (табл. 3).
ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ результатов показал, что у детей с различной хронической патологией почек без снижения СКФ уровень маркеров апоптоза значимо отличается от нормальных значений. У пациентов как с активной стадией нефротического синдрома, так и с неиммуногенными нефропатиями, сопровождающимися умеренной протеинурией, число sFas-рецепторов было достоверно выше, чем у детей с минимальной протеинурией или при ее отсутствии (частичная/полная ремиссия нефротического синдрома).
Полученные данные позволяют предположить, что при протеининдуцированном апоптозе ведущим является именно Fas-опосредованный его путь.
В нашем исследовании была проведена также сравнительная оценка сывороточных уровней маркеров апоптоза в условиях терапии ингибиторами ангиотен-зинпревращающего фермента и в отсутствии такого лечения. Так, при концентрации исследуемых маркеров у детей с неимунными нефропатиями в функционально компенсированной стадии болезни было получено статистически значимое превышение (p < 0,05) значений растворимой формы Fas-рецептора у детей без терапии ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента по сравнению с детьми, получавшими их в дозе 0,3-0,5 мг/кг в сут (0,65 ± 0,2 и 0,42 ± 0,1 нг/мл, соответственно). При анализе возможной разницы показателей ПГК при наличии или отсутствии нефропротек-тивной терапии у детей с ХБП 2-й ст. было установлено, что уровень sFas-R был достоверно выше у детей без лечения ингибиторами ангиотензинпревращающего
фермента (0,62 ± 0,06 и 0,48 ± 0,07 нг/мл, соответственно). Концентрация аннексина V у детей с СКФ 60-90 мл/мин оказалась достоверно ниже при приеме ингибиторов АПФ, чем при отсутствии данного лечения (1,12 ± 0,01 и 1,16 ± 0,02 нг/мл, соответственно). Следовательно, процессы Fas-опосредованного апоптоза были более выраженными у пациентов без нефро-протективной терапии.
Данное положение обосновывает целесообразность проведения уже на 1-й ст. ХБП нефропротектив-ной и антисклеротической терапии ингибиторами ангио-тензинпревращающего фермента, которые выступают в качестве блокаторов одного из ключевых индукторов данного процесса — ТФР р [13]. Необходимо отметить, что и при снижении СКФ проведение нефропротективной терапии уменьшает степень выраженности процессов ПГК как одного из механизмов нефросклероза и тем самым замедляет темпы дальнейшего прогрессирования нефропатий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Установлено, что в развитие и прогрессирование ХБП вовлечены как Fas-опосредованный, так и митохондриальный путь ПГК. Применение с нефропротективной целью ингибиторов АПФ уменьшает выраженность апоптоза, в первую очередь ингибируя активность его Fas-опосредованного механизма реализации.
В соответствии с современными представлениями молекулярной биологии о процессах межклеточных взаимодействий, лежащих в основе нефросклероза, полученные результаты дают основания для продолжения тщательного изучения данных молекулярных процессов с целью совершенствования нефропротективной антисклеротической лечебной стратегии у детей с ХБП [14].
107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. National Kidney Foundation. K/DOQI clinical practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation, classification, and stratification. Am. J. Kidney Dis. 2002; 39 (2 Suppl. 1): 1-266.
2. Смирнов А. В., Добронравов В. А., Каюков И. Г. и др. Хроническая болезнь почек: дальнейшее развитие концепции и классификации. Нефрология. 2007; 11 (4): 7-17.
3. Fogo A. B. Mechanisms of progression of chronic kidney disease. Pediatr. Nephrol. 2007; 2: 2011-2022.
4. Bohle A., Muller G. A., Wehrmann M. et al. Pathogenesis of chronic renal failure in the primary glomerulopathies, renal vasculopathies, and chronic interstitial nephritides. Am. J. Kidney Dis. 1996; 49 (Suppl.): 2-9.
5. Комарова О. В., Кучеренко А. Г., Смирнов И. Е., Цыгин А. Н. Роль нарушений процессов апоптоза в прогрессировании хронической болезни почек у детей. Нефрология и диализ. 2013; 15: 135-139.
6. Широкова А. В. Апоптоз. Сигнальные пути и изменение ионного и водного баланса клетки. Цитология. 2007; 49 (5): 385-394.
7. Jaber B. L., Perianayagam M.C., Balakrishnan V. S., King A. J. Mechanisms of neutrophil apoptosis in uremia and relevance of the
Fas (APO-1, CD95)/Fas ligand system. J. Leuk. Biol. 2001; 69 (6): 1006-1012.
8. Green D. R., Kroemer G. The pathophysiology of mitochondrial cell death. Science. 2004; 305 (5684): 626-629.
9. Dounousi E., Koliousi E., Papagianni A. Mononuclear leukocyte apoptosis and inflammatory markers in patients with chronic kidney disease. Am. J. Nephrol. 2012; 36: 531-536.
10. Hughes J., Savill J. S. Apoptosis in glomerulonephritis. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 2005; 14 (4): 389-395.
11. Tao Y., Kim J., Stanley M. et al. Pathways of caspase-mediated apoptosis in autosomal-dominant polycystic kidney disease. Kidney Int. 2005; 67: 909-919.
12. Моисеев С. В., Арутюнов Г. П., Фомин В. В. Ингибиторы АПФ и нефропротекция при хронических заболеваниях почек с протеинурией. Клин. нефрол. 2009; 2: 31-36.
13. Bakris G. L. Slowing nephropathy progression: focus on proteinuria reduction. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2008; 3: 3-10.
14. Metcalfe W. How does early chronic kidney disease progress. Nephrol. Dial. Transplant. 2007; 22 (Suppl. 9): 26-30.
ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2013/ ТОМ 12/ № 5
