CC BY
27УДК:615.834:612.017-616.72-002
Каладзе Н. Н., Соболева Е. М. ЦИТОКИНОВЫЙ ПРОФИЛЬ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ RANKL/ OPG У БОЛЬНЫХ ЮВЕНИЛЬНЫМ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ НА САНАТОРНО-КУРОРТНОМ ЭТАПЕ РЕАБИЛИТАЦИИ
ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», Медицинская академия имени С. И. Георгиевского, г. Симферополь
Kaladze N. N., Soboleva E. M. CYTOKINE PROFILE AND STATE OF RANKL/OPG SYSTEM IN PATIENTS WITH JUVENILE RHEUMATOID ARTHRITIS ON SANATORIUM STAGE OF REHABILITATION
V. I. Vernadsky Crimean Federal University, Medical Academy named after S. I. Georgievsky, Simferopol
РЕЗЮМЕ
Цель. Изучить состояние цитокинового статуса и показателей системы RANKL/OPG у больных ювенильным ревматоидным артритом на санаторно-курортном этапе реабилитации. Пациенты и методы. На санаторно-курортном этапе обследовано 40 больных ювенильным ревматоидным артритом. Контрольную группу (КГ) составили 15 практически здоровых сверстников. Определение количественной концентрации в сыворотке крови показателей цитокинового статуса (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-4, ИЛ-10), RANKL и остеопротегерина проводили методом «двухступенчатого» иммуноферментного анализа (ELISA). Полученные данные обрабатывались методом математической статистики с использованием сертифицированного компьютерного пакета обработки данных «STATISTICA-6». Результаты. Выявлено повышение концентрации как провоспалительных, так и противовоспалительных цитокинов. Снижение противовоспалительного потенциала ассоциировалось с более высокой активностью заболевания и степенью функциональной недостаточности. Изменения в системе RANKL/OPG свидетельствовали о снижении интенсивности ремоделирования костной ткани, с превалированием процесса костной резорбции. Выводы. При ювенильном ревматоидном артрите имеет место нарушение процессов ремоделирования костной ткани, связанное с иммунными изменениями, лежащими в основе патогенеза заболевания. Изменения в системе RANKL/OPG могут способствовать нарушению нормального соотношения между процессами резорбции и формирования кости и усугубляются по мере возрастания активности воспалительного процесса. Нарушение процессов костного ремоделирования, в сторону преобладания остеорезорбции, обусловлено изменением соотношения цитокиновых медиаторов и ингибиторов, являющегося следствием системного воспалительного процесса.
Ключевые слова: ювенильный ревматоидный артрит, дети, цитокины, санаторно-курортное лечение.
SUMMARY
The objective. To study cytokines status and indicators of RANKL/OPG in patients with juvenile rheumatoid arthritis at a sanatorium stage of rehabilitation. Patients and methods. At the sanatorium stage examined 40 patients with juvenile rheumatoid arthritis. The control group (CG) consisted of 15 healthy children. Quantitative determination of serum concentrations of the cytokine status indicators (TNF-а, IL-1, IL-6, IL-4, IL-10), and osteoprotegerin/RANKL was performed by the "two-step" linked immunosorbent assay (ELISA). The data were processed by mathematical statistics using certified computer packet processing «STATISTICA-6». Results. Revealed increasing concentrations of both proinflammatory and anti-inflammatory cytokines. Reducing anti-inflammatory potential associated with higher disease activity and the degree of functional impairment. Changes in the RANKL/OPG system showed decrease in the intensity of the remodeling of bone tissue, with a predominance of bone resorption. Conclusion. The violation of the processes of bone tissue remodeling, related to the immune changes being the basis of pathogenesis of disease, takes place at the juvenile rheumatoid arthritis. Changes in the system RANKL/OPG can assist violation of normal between by the processes of resorption and forming of bone and aggravated as far as growth of activity of inflammatory process. Disturbance of bone remodeling towards predominance of osteoresorption, caused by a change the ratio of cytokine mediators and inhibitors, which is a consequence of systemic inflammation. Key words: juvenile rheumatoid arthritis, children, cytokines, sanatorium treatment.
Введение
Ювенильные артриты - являются актуальной проблемой современной педиатрии и ревматологии, что обусловлено ростом заболеваемости, ухудшением качества жизни, высоким уровнем инвалидизации, значительными социально-экономическими
потерями для общества и семьи. Патогенез ювенильного ревматоидного артрита (ЮРА) до сих пор остается одной из наиболее сложных и интенсивно изучаемых проблем. Учитывая, что ЮРА является потенциально инвалидизирующим заболеванием, в основном по состоянию опорно-двигательного аппарата, дальнейшее изучение факторов, влияющих на процессы костного ремоделирования, является актуальной задачей педиатрической ревматологии [1].
Причины нарушений костного метаболизма при ЮРА многочисленны и до конца не установлены. В основе развития воспалительного процесса при данной патологии лежат механизмы, связанные с дисбалансом образования воспалительных и противовоспалительных цитокинов, что, возможно, является пусковым моментом в развитии патологии костной ткани. Известно, что провоспалительные цитокины, такие как ФНО-а, ИЛ-1 и ИЛ-6, способны активировать остеокласты, стимулируя резорбционные процессы, в то время, как противовоспалительные цитокины (ИЛ-4, ИЛ-10) подавляют костную резорбцию, посредством частичного торможения формирования остеокластов [2, 3, 4 ].
Реализация цитокиновых эффектов, в отношении
костной ткани, осуществляется через систему RANKL/OPG/RANK: активатор рецептора нуклеарного фактора капа-ß лиганда (RANKL)/ активатор рецептора цитокиновой системы нуклеарного фактора ^АМК)/остеопротегерин (OPG). Данной системе отводят ключевую роль в формировании, дифференцировке и активности остеокластов, обеспечении баланса между процессами деминерализации и реминерализации костной ткани [5]. В настоящее время состояние данной системы активно изучается при многих хронических воспалительных заболеваниях, в том числе и при ювенильных артритах [6].
RANKL - гликопротеин, который продуцируется клетками остеобластного ряда и активированными Т-лимфоцитами, является основным стимулом для созревания остеокластов. RANKL, экспрес-сированный на поверхности остеобластов, связывается с RANK.
RANK - рецептор, расположенный на плазматической мембране предшественников остеокластов. Он, приводя к внутриклеточным каскадным механизмам, воздействует на ядерный факторкаппа-В(№-кВ).ОТ-кВспомощьюрецептора TRAF 6 поступает из цитоплазмы в ядро и повышает экспрессию протеина NFATd, являющийся специфическим триггером, запускающим процесс транскрипции внутриклеточных генов, формирующих процесс остекластогенеза [7, 8]. Остеобласты и стволовые мезенхимальные клетки костного мозга одновременно синтезируют макрофагально-колонийстимулирующий фактор (M-CSF), который, связываясь со своим высоко аффинным трансмембранным рецептором (c-fms), активирует внутриклеточную тирозинкиназу, также стимулирующую процесс пролиферации и дифференциации клеток-предшественниц остеокластов.
OPG - остеопротегерин - растворимый рецептор для RANKL, синтезируется клетками остеобластного фенотипа, а также ß-лимфоцитами, клетками стромы и эндотелия сосудов. OPG является блокатором взаимодействия RANKL с RANK и, как следствие, угнетает формирование остеокластов и резорбцию костной ткани [9].
Регулирующее влияние в отношении продукции и секреции OPG проявляют различные факторы, такие как цитокины (ФНО-а), интерлейкины (ИЛ-1а, ИЛ-1ß, ИЛ-6, ИЛ-11, ИЛ-17, ИЛ-18), регуляторные пептиды (трансформирующий фактор роста ß), гормоны (эстрогены, глюкокортикоиды), витамины (D3).
Цель исследования - изучить состояние цитокинового статуса и показателей системы RANKL/OPG у больных ювенильным ревматоидным артритом на санаторно-курортном этапе реабилитации.
Материалы и методы
Исследования проводились на базе ГУДССКС «Здравница» (г. Евпатория). Было обследовано 40 больных ЮРА, в возрасте от 7 до 16 лет (средний возраст 12,30±0,22). Суставно-висцеральную форму заболевания диагностировали у 7 детей, преимущественно суставную - у 33 больных. На период обследования у 7 пациентов преобладала умеренная степень активности процесса, у 22 - минимальная и 10 детей находились в стадии ремиссии. По длительности заболевания больные распределились следующим образом: у 16 детей стаж болезни составил от 1 до 3 лет, у 10 - от 3 до 6 лет и у 14 - более 6 лет.
Контрольную группу (КГ) составили 15 практически здоровых сверстников.
Определение количественной концентрации в сыворотке крови показателей цитокинового статуса (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-4, ИЛ-10), RANKL и остеопротегерина (OPG) проводили методом «двухступенчатого» иммуноферментного анализа (ELISA). Использовались следующие тест-систем: остепротегерин («eBioscience», Австрия), RANKL («Biomedical», Германия), интерлейкины («Вектор-Бест», Россия).
Полученные данные обрабатывались методом математической статистики с использованием сертифицированного компьютерного пакета обработки данных «STATISTICAL». Проверка гипотез о равенстве двух средних производилась с использованием непараметрических методов статистики. Для оценки степени взаимосвязей проводился корреляционный анализ с вычислением парных коэффициентов корреляции (r) Спирмена.
Полученные результаты и их обсуждение
Проведенное нами исследование показало, что у пациентов с ЮРА значения как провоспалительных (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6), так и противовоспалительных (ИЛ-4, ИЛ-10) цитокинов достоверно (р<0,01) превышают показатели контрольной группы (табл.1).
Уровень основного провоспалительного цитокина ФНО-а составил 74,73±3,7 пг/мл (в КГ - 2,28±0,72 пг/мл), уровень ИЛ-1 составил 12,43±1,81 пг/мл (в КГ - 4,26±1,02 пг/мл), а уровень ИЛ-6 - 16,76±2,39 пг/мл (в КГ - 5,45±1,36 пг/мл). Содержание противовоспалительных цитокинов также было достоверно выше чем у здоровых сверстников. Так, уровень ИЛ-10 составил 20,87±6,71 пг/мл (в КГ -9,12±2,58 пг/мл), а содержание ИЛ-4 составило 50,1±4,8 пг/мл (в КГ - 6,66±2,16 пг/мл).
Известно, что ФНО-а значительно повышает резорбцию кости, ослабляет остеокластогенез и формирование костей, регулирует взаимодействие клеток остеобластической и остеокластической линий, а ИЛ-1 ускоряет созревание остеокластов [10].
ИЛ-1 активирует воспалительный процесс пос редством различных механизмов, в том числе за
Таблица 1
Показатели цитокинового профиля у больных ЮРА
Показатели Здоровые дети (n=15) Дети с ЮРА (n=40) Р2-1
1 2
ФНО-а (пг/мл) 2,28±0,72 74,73±3,70 р<0,01
ИЛ-1 (пг/мл) 4,26±1,02 12,43±1,81 р<0,01
ИЛ-6 (пг/мл) 5,45±1,36 16,76±2,39 р<0,01
ИЛ-4 (пг/мл) 6,66±2,16 50,10±4,80 р<0,01
ИЛ-10 (пг/мл) 9,12±2,58 20,87±6,71 р<0,01
счет повышения синтеза ИЛ-6. Интерлейкин-6 оказывает плейотропное действие и запускает системное воспаление (стимулирует в печени синтез белков острой фазы воспаления), влияя на гемопо-эз (приводит к развитию тромбоцитоза и анемии) и многие типы клеток иммунной системы.
Внутрисистемный корреляционный анализ выявил следующие корреляционные пары: ФНО-а-ИЛ-1 (г=0,43; р<0,05); ИЛ-1-ИЛ-6 (г=0,61; р<0,05), что подтверждает факт последовательной активации и вовлечения в патологический процесс про-воспалительных цитокинов.
В отношении противовоспалительного потенциала была выявлена достоверная прямая корреляционная связь средней силы (г=0,59; р<0,05) между
уровнями ИЛ-4 и ИЛ-10. Так же были выявлены корреляции между степенью активности заболевания и содержанием ИЛ-4 (r=-0,46; р<0,05), уровнем ИЛ-10 и проявлениями функциональной недостаточности (r=-0,43; р<0,05), что подтверждает факт снижения противовоспалительного потенциала, ассоции-рованного с увеличением степени активности заболевания и, как следствие, прогрес-сированием функциональной недостаточности у пациентов данной группы.
У больных ЮРА были выявлены более низкие значения RANKL и остеопротегерина, что может свидетельствовать о снижении интенсивности процессов костного ремоделирования у данной категории пациентов (табл. 2).
Таблица 2
Показатели системы OPG/RANKL у больных ЮРА
Здоровые дети Дети с ЮРА
Показатели (n=15) (n=40) Р2-1
1 2
RANKL (нг/мл) 0,31±0,06 0,28±0,05 р>0,05
OPG (нг/мл) 10,65±2,34 7,69±2,46 р>0,05
OPG/ RANKL 34,35±2,13 27,46±1,26 р<0,05
Для оценки процессов ремоделирования костной ткани первостепенное значение имеют не только абсолютные значения данных показателей, но в большей степени их соотношение (OPG/RANKL). Так, если у здоровых детей КГ соотношение OPG/ RANKL составило 34,35±2,13, то у больных ЮРА оно было достоверно (р<0,05) ниже (27,46±1,26), что свидетельствует об усиление костной резорбции при данном заболевании.
Межсистемный корреляционный анализ выявил у пациентов с ЮРА достоверную прямую корреляционную связь между активностью воспалительного процесса и RANKL (r=0,34; p<0,05), что свидетельствует об усилении костной резорбции у пациентов с ЮРА по мере роста активности заболевания.
Таким образом, проведенное нами исследование показало, что при ювенильном ревматоидном артрите имеет место нарушение процессов ремоделирования костной ткани, связанное с иммунными изменениями, лежащими в основе патогенеза заболевания. Изменения в системе RANKL/OPG могут способствовать нарушению нормального соотношения между процессами резорбции и формирования кости и усугубляются по мере возрастания активности воспалительного процесса. Нарушение процессов костного ремоделирования, в сторону преобладания остеорезорбции, обусловлено изменением соотношения цитокиновых медиаторов и ингибиторов, являющегося следствием системного воспалительного процесса.
Выводы
1. При ювенильном ревматоидном артрите имеет место повышение концентрации как провоспалитель-ных, так и противовоспалительных цитокинов.
2. Снижение противовоспалительного потенциала ассоциируется с более высокой активностью заболевания и степенью функциональной недостаточности. При этом имеет место факт после-
2.
3.
4.
Конфликт интересов. Авторы данной статьи заявляют об отсутствии конфликта интересов, финансовой или какой-либо другой поддержки, о которой необходимо сообщить.
довательной активации и взаимосвязи в системе провоспалительных цитокинов.
3. Изменения в системе RANKL/OPG свидетельствовали о снижении интенсивности ремоде-лирования костной ткани, с превалированием процесса костной резорбции и усугублялись по мере возрастания активности воспалительного процесса.
Conflict of interest. The authors of this article confirmed financial or any other support with should be reported.
Литература/References
Макарова Т. П. Ювенильный ревматоидный артрит: современные аспекты: Обзор. // Казанский медицинский журнал. - 2004. - №4 - С.291-297. [Makarova T. P. Yuvenil'nyy revmatoidnyy artrit: sovremennye aspekty: Obzor. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2004;(4):291-297. (in Russ.)] Храмцова С. Н., Щеплягина Л. А. Роль цитокинов и гормонов в формировании костной ткани. // Российский педиатрический журнал. 2005. - №2 - С.25-29 [Khramtsova S. N., Shcheplyagina L. A. Rol' tsitokinov i gormonov v formirovanii kostnoy tkani. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal. 2005;(2):25-29. (in Russ.)] Камилов Ф. Х., Фаршатова Е. Р., Еникеев Д. А. Клеточно-молекулярные механизмы ремоделирования костной ткани и ее регуляция. // Фундаментальные исследования.
- 2014. - Т.7 - №4 - С.836-842. [Kamilov F. Kh., Farshatova E. R., Enikeev D. A. Kletochno-molekulyarnye mekhanizmy remodelirovaniya kostnoy tkani i ee regulyatsiya. Fundamental'nye issledovaniya. 2014;7(4):836-842. (in Russ.)] Сагаловски С. Остеопороз: клеточно-молекулярные механизмы развития и молекулы-мишени для поиска новых средств лечения заболевания. // Остеопороз и остеопатии.
- 2012. - №1 - С.15-28. [Sagalovski S. Osteoporoz: kletochno-
10.
molekulyarnye mekhanizmy razvitiya i molekuly-misheni dlya poiska novykh sredstv lecheniya zabolevaniya. Osteoporoz i osteopatii. 2012;(1):15-28. (in Russ. )]
Pivonka P., Zimak J., Smith D. W. et al. Theoretical investigation of the role of the RANK-RANKL-OPG system in bone remodeling. J. Theoretical. Biol. 2010;262(2):306-316. Masi L., Simonini G., Piscitelli E., Del Monte F., Giani T., Cimaz R. et al. Osteoprotegerin (OPG)/RANK-L system in juvenile idiopathic arthritis: is there a potential modulating role for OPG/RANK-L in bone injury? J. Rheumatol. 2004;31:986-991. Darnay B. D., Besse A., Poblenz A. et al. TRAFs in RANK signaling. Adv. Exp. Med. Biol. 2007;1(597):152-159. Sagalovsky S., Schonert M. RANKL-RANK-OPG system and bone remodeling: a new approach on the treatment of osteoporosis. Clin. Explt. Pathol. 2011;2(10):146-153. Jabbar S., Drury J., Nordham J. N. et al. Osteopretegerin RANKL and bone turnoval in postmenopausal osteoporosis. J. Clin. Pathol. 2011;4(64):354-357.
Steeve T., Marc P., Sandrine T., Dominique H., Yannick F. IL-6, RANKL, TNF-alpha/IL-1: interrelations in bone resorption pathophysiology. Cytokine and Growth Factor Reviews. 2004;15(1):49-60.
Сведения об авторах
Соболева Елена Михайловна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры педиатрии, физиотерапии и курортологии ФПМКВК и ДПО ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», Медицинская академия имени С. И. Георгиевского, 295051, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7, e-mail: [email protected] Каладзе Николай Николаевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой педиатрии, физиотерапии и курортологии ФПМКВК и ДПО ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», Медицинская академия имени С. И. Георгиевского, 295051, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7, e-mail: evpediatr@ rambler.ru
Поступила 28.01.2019 r. Received 28.01.2019
