CC BY
14© Коллектив авторов, 2013
Новые маркеры кардиоренальных взаимосвязей при хронической болезни почек
Л.Ю. МИЛОВАНОВА, Ю.С. МИЛОВАНОВ, Л.В. КОЗЛОВСКАЯ, Н.А. МУХИН
Университетская клиническая больница №3 (Клиника нефрологии, внутренних и профессиональных болезней им. Е.М. Тареева) Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России
New markers of cardio-renal links in chronic kidney disease
L.YU. MILOVANOVA, YU.S. MILOVANOV, L.V. KOZLOVSKAYA, N.A. MUKHIN
University Clinical Hospital Three (E.M. Tareev Clinic of Nephrology, Internal and Occupational Diseases), I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia
Резюме
Цель исследования. Изучить клиническое значение определения в сыворотке крови концентрации регуляторов фосфорно-кальциевого обмена — морфогенетических белков FGF-23 и Klotho у больных с разными стадиями хронической болезни почек (ХБП).
Материалы и методы. У 70 больных ХБП I—VD стадии (41 с хроническим гломерулонефритом, в том числе 10 с нефритом при системных заболеваниях, 22 — с тубулоинтерстициальным нефритом и 7 — с гипертензивным нефросклерозом) изучен уровень FGF-23 (Human FGF-23 ELISA kit с использованием моноклональных антител к полной молекуле FGF-23) и Klotho (Human alpha-Kl ELISA с использованием анти-Klotho-антител) в сыворотке крови. Исследование морфогенетических белков проведено по стандартному протоколу специалистами диагностической лаборатории ЛиТЕХ. Результаты. У обследованных больных по мере прогрессирования ХБП от I к VD стадии в сыворотке крови увеличивалась концентрация FGF-23 и снижалась концентрация Klotho. Наиболее высокий уровень FGF-23 и низкий Klotho отмечен в группе больных, получавших лечение регулярным гемодиализом (стадия VD). Между уровнем Klotho и протеинурией, уровнем С-реактивного белка, белково-энергетической недостаточностью выявлена сильная обратная корреляция, что свидетельствует о влиянии этих факторов на уровень Klotho в сыворотке крови. Уровень FGF-23 и интактного паратгормона в сыворотке крови коррелировал с данными показателями в меньшей степени. При анализе содержания морфогенетических белков у больных с анемией по сравнению с больными ХБП тех же стадий с целевым уровнем гемоглобина выявлены более низкие концентрации Klotho и более высокие FGF-23 (r=0,602; р<0,01 и r=-0,450; р<0,01 соответственно). У 49 больных артериальной гипертонией определена прямая сильная связь между повышением уровня FGF-2 3 и обратная сильная связь между снижением уровня Klotho в сыворотке крови и увеличением толщины задней стенки левого желудочка (r=0,552; р<0,01 и r=-0,587; р<0,01 соответственно). Такая же сильная связь обнаружена между повышенным уровнем в сыворотке крови FGF-2 3 (r=0,492; р<0,01) и концентрацией Klotho (r=-0,537; р<0,01) и индексом периферического сосудистого сопротивления (по данным ультразвуковой допплерографии).
Заключение. Наряду с активным участием морфогенетических белков (FGF-23 и Klotho) в минеральном обмене и его нарушениях при ХБП очевидна их роль в развитии сердечно-сосудистых осложнений (в частности, через участие в процессах кальцификации сосудов и ремоделирования сердца), анемии (посредством возможного влияния на метаболизм железа, усиление ишемии интерстициальной ткани почек с нарушением выработки Klotho), белково-энергетической недостаточности (через участие в процессах воспаления, оксидантного стресса и синтеза белка).
Ключевые слова: хроническая болезнь почек, гемодиализ, фактор роста фибробластов (FGF-23), Клото (Klotho), артериальная гипертония, анемия, нарушения фосфорно-кальциевого обмена, вторичный гиперпаратиреоз.
Aim. To study the clinical significance of determining the serum concentration of phosphorus and calcium metabolism regulators — the morphogenetic proteins FGF-23 and Klotho in patients with different stages of chronic kidney disease (CKD). Subjects and methods. The serum levels of FGF-23 (a human FGF-23 ELISA kit with full-length anti-FGF-23 monoclonal antibodies) and Klotho (a human alpha-K1 ELISA with anti-Klotno antibodies) were investigated in 70 patients with Stages I—VD CKD (41 patients with chronic glomerulonephritis, including 10 with nephritis in systemic diseases, 22 with tubulointerstitial nephritis, and 7 with hypertensive nephroslerosis). The morphogenetic proteins were studied by the specialists of the LiTECH diagnostic laboratory according to the standard protocol.
Results. As CKD progressed from Stage I to VD, there were increased FGF-2 3 concentrations and decreased Klotho levels in the examinees' serum. The highest FGF-23 level and low Klotho concentration were noted in the group of patients on regular hemodialysis treatment (Stage VD). There was a strong inverse correlation between Klotho levels and proteinuria, C-reactive protein, and protein-energy insufficiency, which suggests that these factors influence the serum level of Klotho. The serum levels of FGF-23 and intact parathyroid hormone correlated with these values to a lesser degree. Analysis of the content of the morphogenetic proteins in patients with anemia versus those with CKD of the same stages and target hemoglobin values revealed low Klotho concentrations and high FGF-23 levels (r=0.602; р<0.01 and r=-0.450; р<0.01, respectively). Forty-nine hypertensive patients showed a direct strong relationship between elevated serum FGF-23 levels and an inverse strong one between the reduced serum Klotho levels and the increased posterior left ventricular wall (r=0.552; р<0.01 and r=-0,587; р<0.01, respectively). The same strong association was found between the higher serum level of FGF-23 (r=0.492; р<0.01) and the concentration of Klotho (r=-0.537; р<0.01) and peripheral vascular resistance index (as evidenced by Doppler ultrasound study).
Conclusion. Along with the active participation of the morphogenetic proteins (FGF-23 and Klotho) in mineral metabolism and its disturbances in CKD, their role is apparent in the development of cardiovascular events (in particular, through the involvement in
the processes of vascular calcification and cardiac remodeling), anemia (through the possible effect on iron metabolism, enhanced ischemia of renal interstitial tissue with impaired Klotho production), and protein-energy insufficiency (through the participation in the processes of inflammation, oxidative stress, and protein synthesis).
Key words: chronic kidney disease, hemodialysis, fibroblast growth factor (FGF-23), Klotho, arterial hypertension, anemia, phosphorus and calcium metabolism dis turbances, secondary hyperparathyroidism.
АГ — артериальная гипертония
АД — артериальное давление
АПФ — ангиотензинпревращающий фермент
БЭН — белково-энергетическая недостаточность
ГД — гемодиализ
ГЛЖ — гипертрофия левого желудочка ГМКС — гладкие мышечные клетки сосудов ГН — гломерулонефрит
ИММЛЖ — индекс массы миокарда левого желудочка
иПТГ — интактный паратиреоидный гормон
КДР — конечный диастолический размер
КРС — кардиоренальный синдром
КСО — конечный систолический объем
КСР — конечный систолический размер
ЛЖ — левый желудочек
ЛПИ — лодыжечно-плечевой индекс
ММЛЖ — масса миокарда левого желудочка
ОТС — относительная толщина стенок
РАС — ренин-ангиотензиновая система
СКФ — скорость клубочковой фильтрации
СРБ — С-реактивный белок
ССО — сердечно-сосудистые осложнения
ТЗСЛЖ — толщина задней стенки левого желудочка
ТМЖП — толщина межжелудочковой перегородки
УО — ударный объем
ФВ — фракция выброса
ХБП — хроническая болезнь почек
ЭхоКГ — эхокардиография
FGF-23— фактор-23 роста фибробластов
FGFR — рецептор фактора роста фибробластов
НЬ — гемоглобин
К1оШо — клото
В последние десятилетия в мире отмечается тенденция к неуклонно возрастающему значению сосудистых заболеваний в развитии хронической болезни почек (ХБП), что обусловлено общим постарением населения, ростом заболеваемости сахарным диабетом, артериальной гипертонией (АГ) и атеросклерозом [1—3]. В то же время результаты эпидемиологических исследований позволяют рассматривать ХБП в качестве независимого предиктора формирования и прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний [1—4].
На согласительной конференции ADQI (Acute Dialysis Quality Initiative) в Венеции в 2008 г. C. Ronco и соавт. была предложена концепция кардиоренального синдрома (КРС) как патофизиологического состояния, при котором сочетание патологии сердца и почек усугубляет нарушение функции обоих органов. В зависимости от характера повреждения — «острое» или «хроническое» — выделяют острый КРС и хронический КРС.
В этой связи проводятся исследования по выявлению ранних маркеров повреждения почек. Протеины адипо-нектин, Y-глутаминтрансфераза, цистеин С, N-ацетил-ßD-глутаминидаза, белок, связывающий жирные кислоты, — FABP (англ. fatty-acid-binding proteins) и эндотелин используются в качестве ранних биомаркеров острого повреждения почек [5—8], но оказались малоинформативными маркерами ХБП [9].
В последнее время внимание исследователей привлечено к новым маркерам хронического поражения почек и формирования сердечно-сосудистых осложнений (ССО) — морфогенетическим белкам — фактору-23 роста фибробластов (FGF-23) и клото (Klotho) [9—12].
Сведения об авторах:
Милованов Юрий Сергеевич — д.м.н., в.н.с. отд. нефрологии НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека; е-тай: уипутйоуапоу@ mail.ru
Козловская Лидия Владимировна — д.м.н., проф. каф. терапии и профболезней
Мухин Николай Алексеевич — д.м.н., проф., акад. РАМН, зав. каф. терапии и профболезней, дир. клиники нефрологии, внутренних и профессиональных болезней им. Е.М. Тареева
В ряде исследований показано, что повышение продукции остеоцитами FGF-23 при прогрессировании ХБП прямо связано с дисфункцией эндотелия, уровнем проте-инурии, выраженностью атеросклероза, гипертрофии миокарда, кальцификацией сосудистой стенки. При этом увеличение концентрации в сыворотке крови FGF-23 у пациентов со скоростью клубочковой фильтрации (СКФ) менее 60 мл/мин почти в 6 раз увеличивало риск атеросклероза [13].
При этом показано, что циркулирующая форма К1оШо обладает способностью снижать активность процессов окисления через активацию FoxO и увеличение экспрессии супероксиддисмутазы, а также влиять на процессы интеграции эндотелия и функцию клеток [14]. В исследовании J. Мига и соавт. [13] выявлена связь снижения почечной экспрессии К1оШо с дисфункцией сино-атриального узла и преждевременной гибелью экспериментальных животных от ССО.
Однако роль FGF-23 и К1оШо в кардиоренальных взаимосвязях остается малоизученной. Прежде всего следует ответить на вопрос, возможно ли рассматривать изменение уровня К1оШо и FGF-23 в сыворотке крови в качестве маркера раннего формирования КРС при ХБП и возможны ли ранняя профилактика и коррекция нарушений, связанных с повышением продукции морфогенетических белков при ХБП. До настоящего времени неясно влияние используемой нефропротективной терапии на концентрацию в сыворотке крови циркулирующей формы К1оШо и FGF-23 у пациентов с додиализными стадиями ХБП.
Материалы и методы
Характеристика пациентов. В исследование включили 70 больных ХБП 1—УО стадии: 41 с хроническим гломерулонефри-том (ГН), в том числе 10 с нефритом при системных заболевани-
Контактная информация:
Милованова Людмила Юрьевна — к.м.н., н.с. отд. нефрологии НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека Первого МГМУ им. И.М. Сеченова; е-тай: Шт.тПоуапоуа® ^ай.сот
ях, 22 — с тубулоинтерстициальным нефритом и 7 — с гипертен-зивным нефросклерозом (табл. 1), среди них 30 мужчин и 40 женщин в возрасте от 20 до 84 лет, средний возраст 41+6,7 года.
Стадии ХБП определяли по критериям NKF-K/DOKI (2002), при этом СКФ рассчитывали по уравнению CKD-EPI (2009) (табл. 2).
Среди 70 больных, включенных в исследование, на момент взятия проб крови у 21 (30%) артериальное давление (АД) было в пределах нормы (110/70—140/80 мм рт.ст.), у 49 (70%) отмечалась АГ разной степени выраженности. Для контроля АГ пациентам назначали антигипертензивные препараты: ингибиторы ангио-тензинпревращающего фермента (АПФ), блокаторы кальциевых каналов, ß-блокаторы, диуретики, изолированно или в сочетании в зависимости от тяжести АГ.
Среди 49 больных АГ у 27 (55,1%) удавалось поддерживать уровень АД в пределах целевого (130/80—140/80 мм рт.ст.), остальные 22 (44,9%) пациента принимали антигипертензивные препараты нерегулярно и на момент начала скринингового обследования у них сохранялась АГ (АД 150/90— 165/100 мм рт.ст.).
Из 24 больных ХБП IV—V стадии и анемией у 19 (86,4%) проводили коррекцию анемии эпоэтином-ß и сахарозным комплексом железа (III) гидроксида. У 13 (68,2%) больных данная терапия позволила достигнуть целевого уровня гемоглобина (Hb) 110—120 г/л и поддерживать его при продолжении лечения, у остальных 6, несмотря введение эпоэтина-ß и сахарозного комплекса железа (III) гидроксида, сохранялась анемия (Hb <110 г/л).
У 9 (12,9%) больных с гиперкальциемией и повышенным уровнем интактного паратиреоидного гормона (иПТГ) для контроля его продукции применяли парикальцитол.
У 7 (10%) больных с ГН, в том числе при диффузных заболеваниях соединительной ткани, в связи с сохраняющейся активностью основного заболевания на додиализном этапе ХБП применяли глюкокортикостероиды и/или цитостатики в умеренных дозах.
Методы исследования. У всех 70 больных ХБП I—VD стадии изучен уровень в сыворотке крови FGF-23 (Human FGF-23 ELISA kit с использованием моноклональных антител к полной молекуле FGF-23) и Klotho (Human alpha-Ki ELISA с использованием анти-Юо&о-антител). Исследование морфогенетических белков проводили по стандартному протоколу специалистами диагностической лаборатории ЛиТЕХ. Для исследования у паци-
Таблица 1. Распределение обследованных больных по нозологическим формам поражения почек
Число больных
Нозология —--—-
абс. %
Хронический ГН 31 44,2
ГН при системных заболеваниях: 10 14,2
ревматоидный артрит 2 2,85
СКВ 3 4,29
системные васкулиты 5 7,14
Хронический тубулоинтерстициальный нефрит 22 31,4
Гипертензивный нефросклероз 7 10
Всего 70 100
Примечание. СКВ — системная красная волчанка.
Таблица 2. Распределение обследованных больных по стадиям ХБП
„ СКФ, мл/мин/1,73 м2 Число больных
Стадия ХБП -----
_диапазон среднее абс._%
I 92—100 96,2 11 15,7
II 60—85 76,6 12 17,1
III 30—55 39,3 25 35,7
IV 15—27 21,8 11 15,7
V 10 —14 9,7 5 7,1
VD 5—9 6,7 6 8,6
Всего 70 100
ентов забирали кровь в вакуумные пробирки, затем кровь центрифугировали и полученную таким образом сыворотку замораживали и хранили при температуре —28 °С до накопления необходимого количества проб.
У всех больных собирали подробный анамнез и анализировали симптомы с целью уточнения этиологии ХБП, сопутствующей патологии сердечно-сосудистой системы, длительности АГ, скорости прогрессирования ХБП, наличия или отсутствия остаточной функции почек на момент начала лечения гемодиализом (ГД). Оценивали также выраженность синдрома белково-энерге-тической недостаточности (БЭН), или malnutrition, с использованием биоэлектрического импедансного анализа (монитор БИА, «Танита», США).
Всем пациентам определяли выполняли общеклинические анализы крови и мочи. Исследование биохимических параметров крови проводили на биохимическом анализаторе Technicon (США) и биохимическом лабораторном аппарате Spectrum («Abbot», США).
О нарушении фосфорно-кальциевого обмена судили по величине произведения CaP (рекомендуемый уровень <55 мг2/дл2 или <4,46 ммоль/л), уровню иПТГ, определяемого методом им-мунохимического анализа (у здоровых лиц 8—65 пг/мл, допустимый уровень при ХПН — 150—300 пг/мл).
У всех больных определяли общее содержание в сыворотке крови железа, общую железосвязывающую способность сыворотки, уровень в сыворотке крови ферритина и насыщение трансферрина, липиды общие, липопротеины, триглицериды, аланинаминотрансферазу, аспартатаминотрансферазу.
Всем пациентам определяли уровень АД (по методу Корот-кова) и выполняли электрокардиографию. Для оценки гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) у больных с АГ использовали индекс Соколова—Лайона (SV1+RV5/RV6>35 мм, чувствительность 22%, специфичность 100%).
У больных с АГ проводили эхокардиографию (ЭхоКГ) на приборе ACUSON 128 ХР10 (США) в 3 основных режимах (М-режим, В-режим и допплероэхоКГ) в соответствии со стандартным протоколом (Р. Gosse и соавт., 1990; R. Devereux 1990). В М-режиме определяли конечный диастолический размер (КДР) и конечный систолический размер (КСР), толщину межжелудочковой перегородки (ТМЖП) и толщину задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ). Относительную толщину стенок (ОТС) левого желудочка (ЛЖ) рассчитывали по формуле ОТС=(ТМЖП+ТЗСЛЖ)/КДР, конечный систолический объем (КСО) и конечный диастолический объем (КДО) ЛЖ — по формуле Тейхольца: V = 7,0D3/(2,4+D), где V — объем ЛЖ (КСО или КДО); D — переднезадний размер ЛЖ в систолу или диастолу; ударный объем (УО) определяли как разницу КДО и КСО, а фракцию выброса (ФВ) — как отношение УО и КДО.
ГЛЖ констатировали в случае, если ТМЖП и/или ТЗСЛЖ в конце диастолы превышала 1,0 см. Более точным признаком ГЛЖ считали увеличение массы миокарда левого желудочка (ММЛЖ), которую рассчитывали по формуле R. Devereux и N. Reichek (1977): ММЛЖ = 1,04-([КДР+ТЗСЛЖ+ТМЖП]-3-[КДР]-3)-13,6. Индекс массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ) определяли как отношение ММЛЖ к площади поверхности тела. ГЛЖ диагностировали при ИММЛЖ >134 г/м2 у мужчин и >110 г/м2 у женщин (эхокардиографические критерии R. Devereux, 1984). На основании значений ИММЛЖ и ОТС выделяли следующие геометрические типы ЛЖ: нормальная геометрия — ИММЛЖ=^ ОТС <0,45, концентрическая гипертрофия — ИММЛЖ >N, ОТС >0,45; эксцентрическая гипертрофия — ИММЛЖ >N, ОТС <0,45. Систолическую дисфункцию констатировали при ФВ <45%.
У 57 больных на момент взятия проб крови изучили состояние кровотока в магистральных сосудах, включая артерии почек с помощью ультразвуковой допплерографии, для выявления каль-цификатов, а также изучения функциональной способности сосудистой стенки. Для оценки степени кальцификации периферических сосудов у этих же больных определяли лодыжечно-плече-вой индекс (ЛПИ). ЛПИ = сАД (среднее АД) на лодыжке/сАД на плече. Например, если сАД на лодыжке 140 мм рт.ст., а на плече =110 мм рт.ст., то ЛПИ = 140/110=1,27. Нижняя граница нормы — 0,95—0,9, верхняя граница — 1,4—1,42.
Статистическая обработка. Для статистической обработки полученных данных использовали следующие методы и показатели: при анализе распределения переменной рассчитывали частоты отдельных значений, среднее арифметическое, среднее квадратичное отклонение и медиану, строили частотные гистограммы; при поиске связей между переменными использовали критерий х2, коэффициент корреляции Пирсона r и ранговый коэффициент корреляции Спирмена р. Обработка данных выполнена с помощью пакета программ SPSS 10 for Windows.
Результаты
У обследованных больных ХБП по мере прогрессиро-вания от I к VD стадии увеличивалась концентрация FGF-23 и снижалась концентрация Klotho в сыворотке крови. Наиболее высокий уровень FGF-23 и низкий Klotho отмечен в группе больных, получавших лечение регулярным ГД — стадия V5D (рис. 1). Между уровнем СКФ и концентрацией в сыворотке крови FGF-23 выявлена сильная прямая корреляция (r=0,693; p<0,01), между СКФ и концентрацией белка Klotho — сильная обратная корреляция (r=-0,799; p<0,01). В группе больных ХБП VD изменения этих показателей — увеличение концентрации в сыворотке крови FGF-23 и снижение Klotho зависели от продолжительности лечения ГД (r=0,429; p<0,01 и r=-0,629; p<0,01 соответственно).
При сравнении уровня FGF-23 в сыворотке крови в группах больных с разными стадиями ХБП оказалось, что его увеличение по мере снижения СКФ опережает повышение уровня в сыворотке крови фосфора и иПТГ, начинаясь с ХБП III стадии, тогда как гиперфосфатемия и повышение уровня иПТГ — с ХБП IV—V стадии.
В то же время снижение концентрации Klotho в сыворотке крови больных при прогрессировании ХБП происходило в обратной корреляционной зависимости от содержания в сыворотке крови фосфора и иПТГ. Корреляции между уровнями морфогенетических белков FGF-23, Klotho и показателями фосфорно-кальциевого обмена (фосфор, произведение СаР, иПТГ) у больных ХБП суммированы в табл. 3.
Таким образом, на основании полученных данных, можно предположить, что уровни морфогенетических белков FGF-23 и Klotho в сыворотке крови являются ран-
ними маркерами прогрессирования ХБП, их изменение начинается уже с ХБП III стадии и прогрессирует по мере нарастания почечной недостаточности. При этом повышение уровня FGF-23 и снижение уровня Klotho в сыворотке крови опережают повышение концентрации фосфора, произведение Са-Р и уровня ПТГ по мере снижения СКФ у больных ХБП.
Мы проанализировали изменение концентраций в сыворотке крови FGF-23 и Klotho в зависимости от факторов воспаления (С-реактивный белок — СРБ, протеи-нурия), а также БЭН (табл. 4).
Между уровнем Klotho и протеинурией, СРБ, БЭН выявлена сильная обратная корреляция, что свидетельствует о влиянии этих факторов на уровень Klotho в сыворотке крови. Уровень FGF-23 и иПТГ в сыворотке крови коррелировал с указанными показателями в меньшей степени.
Кроме того, мы оценили изменения уровня в сыворотке крови морфогенетических белков в зависимости от АД (табл. 5).
В группе больных без АГ («=21) у пациентов с более низким уровнем FGF-23 («=10) ТЗСЛЖ была меньше (0,85—0,9 см), чем у больных с более высоким уровнем FGF-23 и более низким уровнем Klotho («=11) —1,0—1,1 см (рис. 2).
Наряду с этим у больных АГ («=49) выявлена связь между повышением уровня FGF-23 и снижением уровня Klotho в сыворотке крови и увеличением ТЗСЛЖ (^=0,552;
Таблица 3. Корреляции между показателями фосфорно-кальциевого обмена и уровнем регуляторных морфогенетических белков в сыворотке крови у пациентов с ХБП III—VD стадии
Показатель FGF-23 Klotho
r Р r Р
Фосфор 0,607 <0,01 -0,549 <0,01
CaP 0,506 <0,01 -0,438 <0,01
ПТГ 0,888 <0,01 -0,785 <0,01
Таблица 4. Влияние суточной протеинурии, СРБ и БЭН на уровень FGF-23/Klotho и иПТГ у больных ХБП III—IV стадии
Klotho
T~ FGF-23
i
-щ- _I_ ■ L .
III
ХБП стадии
V Гемодиализ
3000
2000
0
V
Рис. 1. Уровни FGF-23 и Klotho в сыворотке крови у пациентов с разными стадиями ХБП.
Показатель FGF-23 Klotho ПТГ
Суточная протеинурия, г 0,305* -0,502** 0,313*
БЭН 0,559** -0,581** 0,396*
СРБ 0,370** -0,453** 0,311*
Примечание. * — p<0,05; ** — p<0,01.
Таблица 5. Распределение пациентов с ХБП I— VD стадии
по степени АГ
Показатель Число больных
абс. %
Оптимальное АД 11 15,7
Нормальное АД 9 12,9
Высокое нормальное АД 1 1,4
АГ 1-й степени 18 25,7
АГ 2-й степени 15 21,4
АГ 3-й степени 16 22,9
Всего 70 100
Мы оценили изменения показателей морфогенетических белков в сыворотке крови также в зависимости от наличия у больных анемии и состояния обмена железа как важных клинических детерминантов прогрессирования ХБП.
При анализе уровней морфогенетических белков у больных с анемией по сравнению с больными на тех же стадиях ХБП с целевым уровнем Hb выявлены более низкие уровни Klotho и более высокие уровни FGF-23 (r=0,602; /><0,01 и r=—0,450; _р<0,01 соответственно) (рис. 3).
Кроме того, у больных ХБП выявлена корреляция уровней морфогенетических белков с концентрацией ферритина в сыворотке крови и процентом насыщения трансферрина железом; при этом сила связи Klotho была более тесная (табл. 7).
Таким образам, концентрации FGF-23 и Klotho в сыворотке крови могут служить предикторами выраженности анемии у больных ХБП.
Среди 24 пациентов с ХБП на додиализных стадиях с анемией у 19, получавших эпоэтин-в и сахарозный комплекс железа (III) гидроксида, уровень Klotho в сыворотке крови был в среднем выше, чем у 5 пациентов с анемией, не получавших эпоэтин-в (r=0,540; /<0,05). У 6 пациентов, получавших лечение по поводу анемии (эпоэтин-в + сахарозный комплекс железа (III) гидроксида), но не достигших целевого уровня Hb, отмечены более низкие средние уровни Klotho и более высокие уровни FGF-23 по сравнению с 13 больными, у которых благодаря этому лечению удалось достигнуть целевого уровня Hb (r=0,498; /><0,01 и r=—0,453; /<0,05 соответственно).
Обсуждение
Большинство исследований, выполненных в последние годы, направлено на поиск ранних маркеров развития хронической почечной недостаточности и формирования ССО [9—12, 15, 16]. Основываясь на данных литературы и результатах проведенного нами исследования, мы склоняемся к тому, что в качестве таких маркеров следует рассматривать FGF- 23 и Klotho. Повышение уровня FGF-23
Таблица 6. Показатели концентрации в сыворотке крови FGF-23/Klotho у больных ХБП с АГ и пациентов с адекватной ее коррекцией и без АГ
^ „ FGF-23 Klotho
Группа больных Показатель -
r p r p
1-я (п=27) — пациенты с неа- 0,455 <0,01 -0,547 <0,01
декватной коррекцией АД САД максимальное 0,536 <0,01 -0,585 <0,01
ДАД максимальное 0,402 <0,01 -0,429 <0,01
ИММЛЖ 0,652 <0,01 -0,687 <0,01
ФВ -0,649 <0,01 0706 <0,01
Фракция диастолического расслабления миокарда ЛЖ -0,372 <0,05 0,274 <0,05
Нарушение сократительной способность миокарда ЛЖ 0,243 <0,05 -0,265 <0,05
Повышение индексов периферического 0,492 <0,01 -0,537 <0,01
сосудистого сопротивления (УЗДГ)
Кальцификация сердца и сосудов 0,625 <0,01 -0,584 <0,01
2-я (п=22) — пациенты с адекватной коррекцией АД -0,518 <0,01 0,508 <0,01
Контрольная (п=21) — пациенты без АГ -0,420 <0,05 0,490 <0,05
Рис. 2. ТЗСЛЖ у больных ХБП I—III стадии в зависимости от уровня FGF-23 в отсутствие АГ.
/><0,01 и г=—0,587; /><0,01 соответственно). Кроме того, обнаружена сильная связь между повышенным уровнем в сыворотке крови FGF-23 (г=0,492; /<0,01) и концентрацией К1оШо (г=—0,537; /<0,01) и индексом периферического сосудистого сопротивления (по данным ультразвуковой доп-плерографии). У этих же больных повышенная концентрация FGF-23 и сниженная концентрация К1оШо в сыворотке крови были ассоциированы с большей частотой выявления кальцификатов в сердце и магистральных артериях (г=0,625; /<0,01 и г=—0,584; /<0,01 соответственно) и снижением кровотока в артериях голени (ЛПИ) (г=0,345; /<0,05 и г=—0,380; /<0,05 соответственно).
Эти корреляции были наиболее сильными в группе пациентов с АГ (п=27), у которых не достигнута коррекция уровня АД (табл. 6).
При этом среди больных, достигших целевого уровня АД, более высокие уровни К1оШо (г=0,509; /<0,01) и менее выраженное ремоделирование миокарда отмечены в случае, если для коррекции АГ использовались ингибиторы АПФ, а не другие антигипертензивные препараты.
Примечание. САД — систолическое АД; ДАД — диастолическое АД. ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АРХИВ 6, 2013
Таблица 7. Влияние обмена железа на уровни FGF-23 и ^Ню в сыворотке крови у больных ХБП (п=19)
Показатель FGF-23 Klotho иПТГ
Ферритин сыворотки, мг/л -0,411* 0,539** нд
Насыщение трансферрина, % -0,454* 0,491** -0,487*
Примечание. * — p<0,05; ** — p<0,01. нд — недостоверно.
в сыворотке крови у некоторых больных происходит уже со II—III стадии ХБП, задолго до изменений уровня кальция, фосфора или иПТГ [10, 17, 18]. К тому времени как пациенты достигают конечной стадии почечной недостаточности, концентрация FGF-23 может в 100—1000 раз превышать норму [19, 20]. Предполагают, что повышение уровня FGF-23 при ХБП является компенсаторной реакцией на ретенцию фосфора, наблюдаемую при прогресси-ровании ХБП [13, 21, 22]; по нашим данным, начиная с III стадии, между степенью снижения СКФ и повышения уровня FGF-23 отмечается обратная линейная зависимость.
Показано, что увеличение продукции FGF-23 является независимым предиктором быстрого прогрессирова-ния ХБП [14, 23]. Появились данные, свидетельствующие, что терапия вторичного гиперпаратиреоза высокими дозами витамина D может также вносить вклад в повышение уровня FGF-23 в сыворотке крови [12, 17]. В условиях снижения массы действующих нефронов и редукции рецепторов FGF-23 в почках его действие быстро распространяться на любые другие органы, экспрессирующие рецепторы фактора роста фибробластов (FGFR), вызывая патологические сдвиги.
Уже на ранних стадиях ХБП изменения в системе FGF-23/Klotho участвуют в развитии ССО [17, 23]. Группа ученых из Uppsala University Hospital под руководством M. Mirza и соавт. [13] показала, что FGF-23 может снижать зависимую от эндотелия вазодилатацию как у здоровых, так и больных ХБП с СКФ <60 мл/мин/1,73 м2, приводя к кальцификации сосудов, АГ и ремоделированию миокарда сердца.
Можно с уверенностью утверждать, что ГЛЖ является независимым предиктором смерти у пациентов с ХБП: ее диагностируют примерно у 40% больных на додиализ-ной стадии ХБП и у 80% пациентов, начинающих лечение ГД [24—26]. Установлено, что FGF-23 независимо от Klotho участвует в механизмах формирования ГЛЖ путем
активации FGFR, расположенных в сердце [27]. Влияния FGF-23 на сердце могут быть блокированы in vitro с помощью ингибитора PD173074 (синтетический ингибитор FGF-23) [27].
В исследовании O. Gutierrez и соавт. [17] выявлена сильная обратная зависимость между снижением концентрации в сыворотке крови Klotho и высоким риском развития ССО у больных ХБП.
У наблюдаемых нами больных с активностью ХГН и АГ дефицит Klotho коррелировал с более высоким уровнем протеинурии, повышением сопротивления периферических сосудов и стойким повышением уровня АД. В то же время опубликованы экспериментальные исследования, показавшие уменьшение протеинурии и существенное снижение уровня ангиотензина II у гипертензивных мышей с ХГН при повышении экспрессии Klotho [28— 30]. У трансгенных мышей с ХБП повышенная экспрессия Klotho сочеталась с адекватной фосфатурией, лучшей функциональной способностью почек и существенно меньшей степенью кальцификации по сравнению с диким типом мышей с ХБП и сниженной продукцией Klotho [30]. При этом благоприятное действие Klotho на кальци-фикацию сосудистой стенки выражено в большей степени, чем его влияние на функцию почек и фосфатурию, что связывают с прямым влиянием Klotho на сосуды. В исследованиях in vitro показано, что Klotho подавляет зависимый от натрия захват фосфора и минерализацию, индуцируемую гиперфосфатемией, и предупреждает дифференциацию гладких мышечных клеток сосудов (ГМКС). Klotho уменьшает кальцификацию сосудов также благодаря увеличению фосфатурии, стабилизации СКФ и прямой ингибиции захвата фосфата ГМКС [9, 11, 28, 29].
Получены данные, свидетельствующие, что Klotho может связываться с рецептором трансформирующего в-фактора роста 2-го типа и, ингибируя его нисходящие сигналы, замедлять интерстициальный фиброз [14].
В последнее время получены данные, указывающие на то, что Klotho является не только ко-рецептором для реализации биологического эффекта FGF-23 в органах-мишенях, но и дополнительным механизмом его контррегуляции. Так, в экспериментальном исследовании M. Hu и соавт. [9], несмотря на индукцию ХБП, у трансгенных по Klotho мышей имелись сохранный его уровень и значительно менее выраженная кальцификация сосудов по сравнению с Klotho-дефицитными мышами и ХБП. Возможно, что часть благоприятных влияний Klotho на функцию эндотелия при ХБП является результатом уменьше-
1200 -I 1000 -800 -600 -400 -200 - - ■ FGF-23 □ Klotho г In L
131-145 121-13 0 111-120 101-110 81-100 69-80 Hb, г/л
Рис. 3. Влияние анемии на уровни морфогенетических белков FGF-23 и Klotho в сыворотке крови у больных ХБП.
ния трансдукции FGF-23 [31]. Необходимы крупные клинические исследования для того, чтобы ответить на вопрос, является ли FGF-23 инициатором дисфункции эндотелия при ХБП, а Klotho, напротив, ее протектором.
Установлено, что снижение экспрессии трансмембранной формы белка Klotho в почках происходит одновременно с увеличением концентрации FGF-23, достигая 5% от нормального уровня у больных, получающих лечение ГД. Экспериментально подтверждено, что снижение уровня трансмембранной формы Klotho может предшествовать росту концентрации FGF-23 при моделировании ранних стадий ХБП [11, 15]. Отщепленная внеклеточная часть молекулы Klotho, попадая в циркуляцию, дает независимые от FGF-23 плейотропные биологические эффекты в виде ингибирования транспортеров Na—Р (NPT2a, NPT2c, NPT3) и активации кальциевого и калиевого ионных каналов (TRPV5, TRPV6, ROMK1) [11, 14, 15].
Механизмы, с помощью которых при ХБП снижается экспрессия Klotho в почках, мало изучены, однако потенциально могут иметь значение ишемия, оксидантный стресс, повышение уровня ангиотензина II и воспаление [9, 11, 15, 14]. В проведенном нами исследовании выявлена прямая ассоциация повышенной концентрации FGF-23 в сыворотке крови с наличием воспаления, выраженностью БЭН и развитием анемии. Напротив, у большинства больных ХБП с наличием воспаления, БЭН и анемией отмечалась низкая концентрация Klotho в сыворотке крови. Установлено, что гипоальбуминемия и БЭН ускоряют перекисное окисление липидов мембран эритроцитов, приводя к деформации их мембран, усугублению тяжести анемии [14]. В то же время в норме эритроциты содержат антиоксиданты, поэтому тяжелая анемия у «диализных» больных способствует развитию оксидантного стресса, что приводит к снижению экспрессии белка Klotho. В ранее проведенном исследовании выявлено статистически значимое различие уровня альбумина (41,1± 0,52 г/л против 31,0±0,42 г/л; _р<0,01) среди больных, поступающих на лечение ГД, с умеренной и тяжелой анемией (Hb >100 и Hb <80 г/л соответственно) [31]. Эти результаты в совокупности подтверждают неслучайную связь синдрома БЭН с оксидантным стрессом, нефрогенной анемией и снижением уровня циркулирующей формы Klotho.
Установлено, что уремические токсины, в частности фермент семейства металлопротеиназ ADAM17 (англ. — a disintegrin and metalloproteinase domain 17) наряду с другими мембранными протеазами — BACE1 (англ. — Beta-site APP-cleaving enzyme 1) и ADAM10 могут принимать участие в протеолизе белка Klotho. При этом Klotho утрачивает свои рецепторные свойства, формируя резистентность к FGF-23 органов-мишеней [14, 18]. Активация ADAM17 связана и со снижением продукции кальцитрио-ла при ХБП, поскольку VDR-активаторы блокируют его экспрессию наряду с инактивацией рецептора эпидер-
ЛИТЕРАТУРА
1. Sarnak M.J. Cardiovascular complications in chronic kidney disease. Am J Kidney Dis 2003; 41: 11—17.
мального фактора роста (EGFR). Следует также отметить, что активация ADAM17 в почке под действием ангиотензина II может приводить к эффектам, имеющим системное значение. Опосредованное ADAMH-локальное высвобождение и увеличение в циркуляции a-фактора некроза опухоли, обладающего известными профибротиче-скими/провоспалительными свойствами, и молекул адгезии — ICAM-1 (англ. — Intercellular Adhesion Molecule 1) и VCAM-1 (англ. — Vascular cell adhesion molecule 1), обусловливают развитие системного воспаления стресса и ССО. Подтверждением тому служит повышение у больных ХБП IV—V стадии активности СРБ — неспецифического маркера воспаления, который рассматривают как фундаментальный маркер дисфункции эндотелия у пациентов с ХБП [14, 32—35].
Получены данные, свидетельствующие о роли комплекса фермент семейства металлопротеиназ17/транс-формирующий a-фактор роста /эндотелиальный фактор роста (ADAM17/TGF-a/EGFR), индуцируемого при активации ренин-ангиотензиновой системы (РАС) и дефиците кальцитриола, в структурной перестройке околощитовидных желез и снижении экспрессии Klotho в почках [12, 36—39]. Эти данные позволяют предполагать важность эффективной блокады РАС и коррекции дефицита D-гормона в профилактике и лечении ССО при ХБП. В проведенном нами исследовании среди больных, достигших целевой уровень АД, более высокие концентрации Klotho и менее выраженное ремоделирование миокарда отмечены у тех, у кого для коррекции АГ использовали ингибиторы АПФ, а не другие антигипертензивные препараты.
Заключение
Таким образом, помимо большого значения морфо-генетических белков в минеральном обмене и его нарушениях при ХБП, по мере изучения этих белков становятся все более очевидными их плейотропные эффекты — связь с развитием ССО (через участие в процессах кальцифика-ции сосудов и ремоделирование сердца), анемией (посредством возможного влияния на метаболизм железа, усиление ишемии интерстициальной ткани почек с нарушением выработки Klotho), БЭН (через участие в процессах воспаления, оксидантного стресса и синтеза белка).
Необходимы дальнейшие исследования изменений метаболизма FGF-23 и Klotho в условиях применения ингибиторов АПФ, эпоэтина-в, внутривенного железа (сахарозный комплекс железа (III) гидроксида), парикальцито-ла у больных ХБП для уточнения роли в механизмах нефро-протективного эффекта этих средств медикаментозной стимуляции продукции Klotho и подавления FGF-23.
Можно предполагать, что возмещение дефицита Klotho у пациентов с ХБП является перспективным направлением в совершенствовании методов нефропро-текции.
2. Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) CKD-MBD Work Group. KDIGO clinical practice guideline for the
diagnosis, evalution, prevention, and treatment of chronic kidney disease-mineral and bone disorder (CKD-MBD). Kidney Int 2009; 76 (Suppl.113): S1—S130.
3. Национальные рекомендации по минеральным и костным нарушениям при хронической болезни почек. Российское диализное общество (май 2010). Нефрол и диал 2011; 1: 33—51.
4. Budoff M.J, Rader M.P. Reilly et al Relationship of Estimated GFR and Coronary Artery Calcification in the (CRIC) Chronic Renal Insufficiency Cohort Study. Am J Kidney Dis 2011; 58: 519—526.
5. Coresh J., AstorB.C., Greene T. et al. Prevalence of chronic kidney disease and decreased kidney function in the adult US population: Third National Health and Nutrition Examination Survey. Am J Kidney Dis 2003; 41: 1 — 12.
6. Coresh J., Selvin E, Stevens L.A. et al. Prevalence of chronic kidney disease in the United States. JAMA 2007; 298: 2038—2047.
7. Damsgaard E.M., Mogensen C.E. Microalbuminuria in elderly hy-perglycaemic patients and controls. Diabet Med 1986; 3: 430—435.
8. Menon V., Shlipak M.G., WangX. et al. Cystatin C as a risk factor for outcomes in chronic kidney disease. Ann Intern Med 2007; 147: 19—27.
9. Hu M.C., Shi M, Zhang J. et al. Klotho deficiency causes vascular calcification in chronic kidney disease. Am J Soc Nephrol 2011; 22 (1): 124—136.
10. Gutierrez O., Isakova T, Rhee E. et al. Fibroblast growth factor-23 mitigates hyperphosphatemia but accentuates calcitriol deficiency in chronic kidney disease. Am J Soc Nephrol 2005; 16: 2205— 2215.
11. Chung-Yi C, Makoto K, Mohammed S. Razzaque Molecular Regulation of Phosphate Metabolism by Fibroblast Growth Factor-23 — Klotho System: Adv Chronic Kidney Dis 2011; 18: 91—97.
12. Hu P., Xuan Q, Hu B. et al. Fibroblast Growth Factor-23 Helps Explain the Biphasic Cardiovascular Effects of Vitamin D in Chronic Kidney Disease. Biol J Sci 2012; 8 (5): 663—671.
13. Mirza M.A., Larsson A., LindL. et al. Circulating fibroblast growth factor-23 is associated with vascular dysfunction in the community. Atherosclerosis 2009; 205: 385—390.
14. Maltese G., Karalliedde J. The Putative Role of the Antiageing Protein Klotho in Cardiovascular and Renal Disease. Int J Hyper-tens 2012; 757: 469.
15. Kuroo M. Klotho in chronic kidney disease — What's new? Nephrol Dialys Transplant 2009; 24 (6): 1705—1708.
16. Semba R.D., Cappola A.R., Sun K. et al. Plasma klotho and cardiovascular disease in adults. Am J Geriatr Soc 2011; 59 (9): 1596—1601.
17. Gutiérrez O. M, Januzzi J.L., Isakova T. et al. Fibroblast Growth Factor-23 and Left Ventricular Hypertrophy in Chronic Kidney Disease. Circulation 2009; 119 (19): 2545—2552.
18. CavalliL, Mazzotta C., BrandiM.L. Phosphatonins: physiological role and pathological changes. Clin Cases Miner Bone Metab 2012; 9 (1): 9—12.
19. Rodriguez-Benot A., Martin-Malo A., Alvarez-Lara M. et al. Mild hyperphosphatemia and mortality in hemodialysis patients. Am J Kidney Dis 2005; 46: 68—77.
20. Gutiérrez O.M., Mannstadt M, Isakova T. et al. Fibroblast growth factor 23 and mortality among patients undergoing hemodialysis. N Engl J Med 2008; 359: 584—592.
21. Шутов Е.В. Значение фактора роста фибробластов-23 у больных хронической болезнью почек (обзор современных исследований). Леч врач 2012; 8: 12—18.
22. Hruska K.A., Mathew S., LundR. Hyperphosphatemia of Chronic Kidney Disease. Kidney Int 2008; 74 (2): 148—157.
23. Ramon I. FGF-23 and its role in phosphate homeostasis. Eur J Endocrin 2010; 62 (I): 1 — 10.
24. Levin A. Clinical epidemiology of cardiovascular disease in chronic kidney disease prior to dialysis. Semin Dial 2003; 16 (2): 101— 105.
25. Levin A., Singer A.J., Thompson C.R. et al. Prevalent left ventricular hypertrophy in the predialysis population: identifying opportunities for intervention. Am J Kidney Dis 1996; 27: 347—354.
26. Middleton R.J., Parfrey P.S., Foley R.N. Left ventricular hypertrophy in the renal patient. Am J Soc Nephrol 2001; 12: 1079—1084.
27. Faul C, Amaral A.P., Oskouei B. et al. FGF23 induces left ventricular hypertrophy. Clin J Invest 2011; 121: 4393—4408.
28. Haruna Y, Kashihara N, Satoh M. et al. Amelioration of progressive renal injury by genetic manipulation of Klotho gene. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104: 2331—2336.
29. Mitani H, Ishizaka N, Aizawa T. et al. In vivo klotho gene transfer ameliorates angiotensin II-induced renal damage. Hypertension 2002; 39: 838—843.
30. Wang Y, Sun Z. Klotho Gene Delivery Prevents the Progression of Spontaneous Hypertension and Renal Damage. Hypertension 2009; 54: 810—817.
31. Donate-Correa J., Mora-Fernández C., Martínez-Sanz R. et al. Expression of FGF23/KLOTHO system in human vascular tissue. Int J Cardiol 2011; [Epub ahead of print].
32. Milovanova L.Yu., Milovanov Yu.S., Kozlovskaya L.V. The place of paricalcitol in nephroprotrctive strategy of predialysis chronic kidney disease due to systemic diseases. Arh Evromed 2011; 3: 69—78.
33. Tripepi G, Mallamaci F., Zoccali C. Inflammation markers, adhesion molecules, and all-cause and cardiovascular mortality in patients with ESRD: searching for the best risk marker by multivari-ate modeling. Am J Soc Nephrol 2005; 16: S83— S88.
34. Добронравов В.А. Современный взгляд на патофизиологию вторичного гиперпаратиреоза: роль фактора роста фибро-бластов 23 и Klotho. Нефрология 2011; 4: 11—20.
35. Borst M.H., Vervloet M.G. Cross Talk Between the Renin-An-giotensin-Aldosterone System and Vitamin D-FGF-23-klotho in Chronic Kidney Disease. Am J Soc Nephrol 2011; 22 (9): 1603—1609.
36. Milovanova L, Milovanov Y, Plotnikova A. Phosphorus and Calcium Metabolism Disorders Assosiated with Chronic Kidney Disease Stage III—IV (Systematic Rewiew and Meta-Analysis). Chronic Kidney Disease and renal Transplantation. Ed. by Mani-sha Sahay. INTECH 2012; 95—118.
37. Милованова Л.Ю., Милованов Ю.С., Плотникова А.А., Добро-смыслов И.А. Эктопическая минерализация при хронической болезни почек — механизмы, патогенез, современные возможности профилактики и лечения. Современ мед наука 2012; 1: 16—33.
38. Милованова Л.Ю., Козловская Л.В., Милованов Ю.С. и др. Механизмы нарушения фосфорно-кальциевого гомеостаза в развитии сердечно-сосудистых осложнений у больных хронической болезнью почек. Роль фактора роста фибробластов-23 (FGF-23) и klotho. Тер арх 2010; 6: 66—72.
39. Милованова Л.Ю, Милованов Ю. С., Козловская Л.В., Мухин Н.А. Сывороточные показатели морфогенетических белков — фактора роста фибробластов-23(FGF-23) и клото (Klotho) при ХБП: клиническое значение. Клин нефрол 2013; 2: 45—50.
Поступила 18.02.2013
