CC BY
54
€• Коллектив авторов. 1999
УДК 616-008.9:616.61-008.64-036.12-085.38
А. Ш. Румянцев, А. М. Есаян, Т. М. Бурова, В. В. Козлов
КАТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ У БОЛЬНЫХ С ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ, ПОЛУЧАЮЩИХ ЛЕЧЕНИЕ ХРОНИЧЕСКИМ ГЕМОДИАЛИЗОМ
A. Sch. Rumyantsev, A.M.Essaian, T.M.Burova, V.V.Kozlov
PROTEIN CATABOLISM IN PATIENTS WITH CHRONIC RENAL FAILURE RECEIVING HEMODIALYSIS TREATMENT
Кафедра пропедевтики внутренних болезней, Научно-исследоеательский институт нефрологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П.Павлова, Россия
РЕФЕРАТ
У 128 больных с хроническим гломерулонефритом, получающих лечение хроническим гемодиализом, определяли концентрацию миоглобина, среднемолекулярных пептидов, общей протеолитической активности крови, альфа-1 протеазного ингибитора, альфа-2 макроглобулина в динамике на протяжении 10 лет. Предложена рабочая классификация нарушений обмена белка. Показано, что выраженность нарушений обмена белка зависит от скорости катаболизма белка во время процедуры диализа, возраста больных, выраженности ацидоза, длительности периода артериальной гипертензии и ХПН, а также «дозы диализа». При наличии тяжелых нарушений обмена белка 10-летняя выживаемость больных составила 32%. Обоснована необходимость коррекции диеты, ацидоза и адекватности диализа для профилактики белковых нарушений.
Ключевые слова: гемодиализ, катаболизм белков, протеолитическая активность крови, альфа-1 протеазный ингибитор, альфа-2 макроглобулин, миоглобин, среднемолекулярные пептиды.
ABSTRACT
The concentration of myoglobin, common proteolytic blood activity, alfa-1 proteasis inhibitor, alfa-2 macroglobulin were determined in 128 patients with chronic glomerulonephritis receiving treatment by chronic dialysis in dynamics during 10 years. A working classification of disturbances of protein metabolism is proposed. It was shown that the degree of protein metabolism disturbances depended on the rate of protein catabolism during the dialysis sessions, age of the patient, acidosis, duration of arterial hypertension and chronic renal failure as well as on Kt/V. In the presence of grave disturbances of protein metabolism the 10 years survival rate was 32%. The necessity to correct the diet, acidosis and adequacy of dialysis for prevention of protein abnormalities is proved.
Key words: hemodialysis, protein catabolism, total proteolytic inhibitor, alfa-2 macroglobulin, myoglobin, middle molecules.
ВВЕДЕНИЕ
Применение хронического гемодиализа (ГД) существенно увеличивает длительность жизни больных с хронической почечной недостаточностью (ХПН). Однако этот метод лечения не лишен сам по себе ряда недостатков, в определенных условиях снижающих эффективность его применения.
Так, показано, что на фоне ГД значительно увеличивается скорость прогрессирования атеросклероза, снижается активность иммунной системы, развиваются гиперпаратиреоз, кахексия |3. 9, 12]. Все эти процессы во многом связаны с нарушением обмена белка. По этой причине среди предикторов длительности жизни диализных пациентов универсальным считается
blood activity, alfa-1 proteolytic
низкий уровень альбумина крови. Вышесказанное свидетельствует о том, что изучение метаболизма протеинов является актуальной задачей.
Проведены различные исследования, в ходе которых выяснилось, что скорость синтеза белка при ХПН снижена. Выявлены некоторые факторы, усиливающие распад белка, как, например, ацидоз, белково-энергетическая недостаточность, эндо- и экзогенная интоксикация |11, 12]. Совершенствование технической базы позволило уменьшить потерю белка в диализат, были разработаны различные методики диетотерапии. Однако все это не позволило решить проблему полностью. С практической точки зрения, остается важным, как осуществляется катаболизм белка, есть ли относительно не-
сложные способы его контроля и каковы возможности коррекции подобных нарушений в настоящее время. С целью попытки найти подходы к решению поставленных вопросов и была предпринята настоящая работа.
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
В течение 10 лет наблюдали 128 больных с ХПН, развившейся как исход хронического гло-мерулонефрита, получающих лечение хроническим ГД в отделении гемодиализа НИИ нефрологии СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова. У всех пациентов определяли концентрацию среднемо-лекулярных пептидов (СМП) методом микроколоночной гель-хроматографии [I]. Оценивалось состояние протеолитических и антипротеазных систем крови: активность в плазме крови альфа- 1 протеазного ингибитора (альфа-1 ПИ) и альфа-2 макроглобулина (альфа-2 МКГ) с использованием Ь)-альфа-бензоил-Ь-аргинина (БАЭЭ) [10], общая протеолитическая актив-
Таблица 1 Клиническая характеристика больных (Х±т)
Показатель Значение
Пол, М/Ж 72/56
Возраст, годы 40,0±13,3
Активность течения болезни, баллы 1,61 ±0,47
Длительность болезни, годы 15,7*3,5
Длительность АГ, годы 9,3±3,9
Длительность ХПН, годы 5,9±1,7
Длительность гемодиализа, мес 40,2±13,7
Междиализная прибавка массы тела, кг 2,98±0,52
KT/V, усл. ед. 0,87±0,04
Частота ИБС, есть/нет 67/61
Индекс Кетле, кг/м2 22,5±4,0
Объем гемотрансфузий, мл/год 1366+1011
Систолическое АД, мм рт. ст. 138,0±24,8
Диастолическое АД, мм рт. ст. 86,9±16,6
Та_блица 2 Лабораторная характеристика больных (Х±т)
Показатель Значение
Эритроциты, х 1012 2,30±0,34
Ретикулоциты, % 0,62±0,35
Гематокрит, % 23,6±3,4
Гемоглобин, г/л 74,8±12,5
Индекс тяжести анемии, усл. ед. 18,1 ±12,5
Тромбоциты, х 109/л 189±29
Общий белок, г/л 68,4+6,8
Альбумин, г/л 36,4±3,7
Креатинин, ммоль/л 1,05+0,15
Мочевина, ммоль/л 24,1 ±4,1
Калий, ммоль/л 5,62+0,73
Натрий, ммоль/л 137,7±3,5
Кальций, ммоль/л 0,98±0,09
Фосфор, ммоль/л 2,16±0,55
Железо, мкмоль/л 23,8+11,2
Трансферрин, мкмоль/л 65,9±19,6
Холестерин, ммоль/л 3,9±0,7
Мочевая кислота, ммоль/л 0,83±0,16
ность крови (ОПА) по отщеплению аргинина от протамина [2]. Кроме того, рассчитывали коэффициент активации внутрисосудистого протео-лиза (КАВП) как отношение ОПА к суммарной активности антипротеаз в процентах от должной величины. Концентрацию миоглобина (МГ) в сыворотке крови определяли в реакции пассивной гемагглютинации [4]. Рассчитывали скорость катаболизма белка на основе однопуловой модели кинетики в междиализный период [15] и во время процедуры ГД [6]. Дтя оценки состояния питания больных использовали методику пищевых дневников, а также вычисляли массо-ростовой индекс Кетле (масса тела, кг/рост, м2).
Бикарбонатный ГД проводили на аппаратах «АкЫп» и «СатЬго» по 5—6 ч 3 раза в неделю с использованием воды, очищенной методом обратного осмоса на аппарате МПИроге (США). Использовали отечественные и зарубежные диализаторы с площадью поверхности 1,0—1,5 м2 (материал мембраны — купрофан и ацетатцел-люлоза). Скорость кровотока составляла в среднем 250 мл/мин, скорость потока диализата — не более 500 мл/мин. Адекватность диализной процедуры определяли с учетом показателя К1:/У в модификации ГТ.Оа^Ыав [13].
РЕЗУЛЬТАТЫ
В табл. 1 и 2 приведена клинико-лаборатор-ная характеристика обследованных больных с терминальной стадией ХПН. Среди них было 56,3% мужчин и 43,7% женщин в возрасте от 20 до 70 лет. Длительность диализной терапии составляла от 34 до 126 мес. Преобладали лица со средней степенью активности течения заболевания до начала ГД, по С.И.Рябову, В.В.Став-ской [8] В соответствии с этим, длительность заболевания в среднем составляла около 16 лет. Артериальная гипертензия развивалась к 6— 7-му году заболевания и, как правило, предшествовала развитию ХПН. В свою очередь, ХПН развивалась постепенно, больные находились под наблюдением городского нефрологического диспансера и в плановом порядке направлялись на лечение ГД. Длительность лечения ГД к началу исследования составляла около 3,5 лет.
В период начала исследования в России не существовало общепринятых подходов к оценке адекватности ГД. В настоящее время в качестве основного показателя адекватности используется К1/У по мочевине. Когда мы рассчитали его ретроспективно на 1988 г., то выяснилось, что адекватность ГД в то время была недостаточной. Прибавка массы тела в междиализный период составляла около 3 кг, что свидетельствовало о недостаточной дисциплинированности больных. Состояние питания, судя по индексу Кетле, было удовлетворительным.
Пациентов с клиническими и/или инстру-мент&тьными признаками ИБС было около 53%, несмотря на относительно молодой возраст, умеренную артериальную гипертензию, а также нормальную концентрацию холестерина крови.
Значения традиционных показателей (эритроциты и т. п.) также свидетельствовали о наличии у больных анемии средней степени тяжести. Медиана концентрации гемоглобина крови равнялась 76 г/л. Однако при проведении параметрического и непараметрического корреляционного анализа не было выявлено достоверных связей между степенью анемии и объемом гемотрансфузий. При проведении различных вариантов анализа (включение только значений больше медианы, только меньше медианы, только для верхнего квартиля, только для нижнего квартиля) также не выявлено никаких закономерностей.
В связи с этим рассчитывали индекс тяжести анемии. Он представляет собой отношение количества крови, перелитой больному за год (мл), к концентрации гемоглобина крови (г/л). Как было показано недавно в совместном исследовании с А.Н.Васильевым (в печати), данный показатель тесно коррелирует с длительностью жизни диализных больных, получающих лечение рекомбинантным человеческим эритропоэтином. Величина индекса более 20 усл. ед. соответствует плохому прогнозу.
Параметры, косвенно характеризующие запасы белка в организме (концентрация общего белка и альбумина в крови), колебались в пределах нормальных значений. Уровень азотистых показателей соответствовал ХПН Ша ст. Выраженной дизэлектролитемии не отмечалось. Показатели обмена железа в среднем соответствовали норме.
В табл. 3 представлены показатели катаболизма белка в начале исследования. До начала сеанса ГД уровень СМП почти в 6 раз превышал границу нормы, концентрация МГ — примерно в 4 раза. При этом, если судить по абсолютным значениям ОПА, альфа-1 ПИ и аль-фа-2 МКГ, внутрисосудистый протеолиз был сбалансирован. Однако при определении КАВП оказалось, что до сеанса ГД внутрисосудистый протеолиз усилен в среднем на 20%. Процедура ГД сопровождалась увеличением скорости катаболизма белка почти в 10 раз. За счет того, что молекулярная масса СМП относительно невелика, концентра-
ция этих веществ снижалась примерно на 40%. Это сопоставимо с мочевым клиренсом здорового человека.
Несмотря на то, что МГ способен частично переходить в диализирующий раствор, отмечалось повышение его концентрации к концу процедуры ГД в 1,5 раза. Одновременно отмечалась тенденция к повышению ОПА (на 11%) и снижалась активность антипротеаз (альфа-1 ПИ на 40%, альфа-2 МКГ на 18%), на 35% увеличивался КАВП.
У отдельных больных не все изучаемые показатели менялись в одинаковой степени. В связи с этим выраженность нарушений обмена белка (НОВ) представили в виде трех степеней: I — легкая, II — средней тяжести и III — тяжелая. К 1 степени относили случаи с изолированным повышением концентрации СМП в сыворотке крови, ко II — одновременное повышение уровня СМП и КАВП, к III — параллельное увеличение всех показателей. О причинах подобного деления будет изложено в обсуждении результатов исследования.
При проведении множественного пошагового регрессионного анализа выявлено, что выраженность расстройств белкового обмена зависела от возраста, длительности периода ХПН. длительности периода артериальной ги-пертензии, индекса тяжести анемии:
СТНОБ = 3.011 + 2.673хСКБНД - 0,132xSB +
+ 0,001хвозраст + 0,021хАГ + 0,003хИТА -- 0,158xKT/V + 0,018хХПН, F = 5,49. р<0,003. R = 0.86, R2 = 0,73,
где СТНОБ — степень тяжести нарушений обмена белка; СКБНД — нормализованная скорость катаболизма белка во время ГД, мг/(кг-ч); SB — концентрация стандартного бикарбоната, ммоль/л; АГ — длительность периода артериальной гипертензии, годы; ИТА — индекс тяжести анемии, усл. ед.; Kt/V — показатель адекватности диализа, усл. ед.; ХПН — длительность периода ХПН, годы.
Таблица 3
Показатели катаболизма белка в начале исследования (Х±т)
Показатель До ГД После ГД Р
Миоглобин, нг/мл 229±28 325±36 <0,05
Общая протеолитическая активность, мкмольДЮО мл-мин) 5,83±0,43 6,49±0,42 NS
Альфа-1 протеазный ингибитор, ИЕ/мл 28,6±3,9 19,1±1,4 <0,05
Альфа-2 макроглобулин, ИЕ/мл 6,38±0,47 5,27±0,25 <0,05
КАВП,% 121+11 157+12 <0,05
Среднемолекулярные пептиды, мкмоль/л 3100±352 1860±190 <0,05
Скорость катаболизма белка нормализованная. мг/(кг-ч) 492±36 (интрадиализная) 50±6 (междиализная) <0,001
При рассмотрении показателей катаболизма белка в зависимости от длительности ГД обращало на себя внимание то, что наиболее высокие их значения приходились на первый год лечения. В дальнейшем к 5—6-му году лечения по мере усиления белково-энергетической недостаточности и интрадиализного катаболизма отмечалось снижение тощей массы тела. Начальный экспоненциальный тренд составил 0,643 кг/год, средняя абсолютная ошибка — 6,3%. Параллельно этому было отмечено постепенное снижение концентрации СМП и МГ. При этом существенного снижения КАВП не происходило.
Важным фактором, способным усиливать распад белка, являлась адекватность диализа. Так, была выявлена отрицательная связь между нормализованной скоростью катаболизма белка во время процедуры ГД и «дозой диализа» (К1/У), г = -0,86, р<0,0001.
Среди наших пациентов у 96 была выявлена средняя степень нарушений обмена белка и у 32 человек — тяжелая. В течение 10 лет наблюдения умер 51 пациент. При расчете кумулятивной выживаемости для первой подгруппы она составила 64%, а для второй — только 36%, Г=3,2, р<0,01.
ОБСУЖДЕНИЕ
В начале исследования по общепринятым клинико-лабораторным критериям 48% больных можно было отнести к группе низкого риска и 52% — среднего риска (только за счет наличия ИБС) (7]. Мы сознательно отбирали наиболее стабильных и сохранных пациентов, так как планировалось длительное наблюдение за ними. Однако при ретроспективном анализе учет лишь тех параметров, которые приведены в табл. 1 и 2, не позволил с достаточной точностью прогнозировать судьбу обследуемых.
В связи с особой ролью, которую отводят белковым нарушениям при ХПН, мы исследовали показатели, характеризующие катаболизм белка, и выявили их достоверное влияние на выживаемость больных.
В связи с тем, что определялось несколько показателей обмена белка и выраженность их изменений была неодинаковой у разных больных, мы посчитали целесообразным предложить рабочую классификацию НО Б. Как уже говорилось, СМП являются продуктом частичного протеолиза. В подобный процесс могут включаться лишь модифицированные белки, количество которых внутри клетки увеличено при интоксикации, стрессе, воспалении, ацидозе, белково-энергетической недостаточности, усилении перекисного окисления липи-дов. Модифицированные белки теряют свои регуляторные функции, в результате чего нару-
шается внутриклеточный метаболизм, а вследствие этого — страдают специфические функции клетки. Все это приводит к тому, что внутриклеточный протеолиз усиливается, модифицированные белки подвергаются частичному протеолизу, после чего способны выходить из клетки через клеточную мембрану. В этом случае в крови повышается содержание СМП даже при нормальной клубочковой фильтрации [5]. Условно мы назвали такую ситуацию I степенью НОБ.
При II степени НОБ активизируется внут-рисосудистый протеолиз для того, чтобы инак-тивировать чрезмерное количество пептидного материала, вновь поступающего в кровь. В этот период определяется одновременное повышение в крови концентрации СМП и активности показателей внутрисосудистого протеолиза.
Наконец, при III степени НОБ количество модифицированных белков внутри клетки настолько превышает возможности ее прогеоли-тического аппарата, что начинается дополнительное выведение этих белков путем экзоциго-за. В крови увеличивается активность внутрисосудистого протеолиза, повышается концентрация СМП и МГ.
Если придерживаться приведенной выше схемы, то у 75% наших пациентов исходно можно было говорить о II степени НОБ и у 25% — о III. В дальнейшем выяснилось, что в первую очередь погибли те больные из клинической группы среднего риска, у которых была зарегистрирована III степень НОБ
По данным множественного регрессионного пошагового анализа, было выявлено, что катаболизм белка могут усиливать несколько клинических и лабораторных показателей. В первую очередь речь идет о высоком катаболизме белка во время процедуры ГД. Поскольку в подавляющем большинстве диализных центров в России невозможно регулярно оценивать объем потерь аминокислот в диализирующий раствор, то нам представляется удобным расчет СКБНД, так как этот показатель позволяет косвенно оценивать потери белка за диализную сессию. В том случае, когда эти потери восполняются недостаточно. у больного начинается постепенное снижение массы тела, как это было показано к пятому году лечения ГД при ретроспективном анализе группы наших больных.
Интересно, что к моменту начала исследования концентрация общего белка и альбумина крови не имели значимого прогностического значения. Это не кажется удивительным, так как в тот период оба параметра были в пределах нормальных значений. С другой стороны, данный факт свидетельствует о том, что выбранные нами показатели более чувствительны.
Концентрация стандартного бикарбоната отражает кислотно-основное состояние крови. Ацидоз хорошо известен как фактор, усиливающий распад белка.
Три следующих показателя: возраст, длительность ХПН и артериальной гипергензии тесно взаимосвязаны. «Катаболическое» влияние первых двух не требует особых пояснений. Роль длительного периода артериальной гипер-тензии становится понятной с учетом того, что все показатели внутрисосудистого протеолиза имеют связь с калликреин-кининовой системой.
Индекс тяжести анемии интересный и пока не до конца изученный фактор. Высокие его значения свидетельствуют о ситуации, когда для поддержания стабильного уровня гемоглобина крови необходимо не только дополнительное количество эритроцитов, но и дополнительное количество белков плазмы. А это может произойти только в условиях превышения распада белка над его синтезом.
Важным фактором, влияющим на активность катаболизма белка, является доза диализа. При низком показателе Кл/У резко возрастает скорость катаболизма белка. Вклад в нее внутрисосудистого протеолиза, как следует из приведенных данных, составляет лишь около 10%, остальное — результат деятельности внутриклеточных протеаз.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, использованный нами комплекс показателей, включающий определение концентрации СМП, МГ и КАВП, технически несложен и выполнение его возможно в условиях большинства клинических лабораторий. В качестве дополнительного показателя целесообразно регулярно определять скорость катаболизма белка во время процедуры ГД.
Перечисленные показатели способствуют определению отдаленного прогноза у конкретного больного. Пациенты, у которых отмечается III степень НОВ, имеют плохой отдаленный прогноз. В качестве мер коррекции следует в первую очередь добиваться адекватного ГД, устранять белково-энергетическую недостаточность, корригировать ацидоз. Особую роль эти мероприятия приобретают у пациентов старших возрастных групп с длительным течением ХПН и артериальной гипертензией.
Библиографический список
1. Козлов В.В., Рябов С.И.. Дорофеева Т.Е. и др. Влияние гемодиализа и гемосорбции на уровень среднемолеку-лярных компонентов сыворотки крови больных с хронической почечной недостаточностью//Тер. арх,—1984,—Т. 56, №7,—С. 77-81.
2. ПасхинаТ.С., Платонова Л.В., Полянцева Р.Л. Ингибитор трипсина мочи у больных гломерулонефритом // Вопр. мед. химии.—1988,—№ 1 .—С. 89—94.
3. Ракитянская И.А. Иммунный гомеостаз // Лечение хронической почечной недостаточности / Ред. С.И.Рябов.— СПб., 1997.-С. 274-297.
4. Ротт Г.М., Лапшина Г.М., Рожинская И.В. и др. Разработка и сопоставление информационной значимости методов определения миоглобина: твердофазный иммунофер-ментный анализ и гемагглютинационный тест // Вопросы мед. химии —! 988.—Т. 34, №5.—С. 124— 129.
5. Румянцев А.Ш., Казначеева И.Г., Абдядилова Л.В. и др. Выраженность эндогенной интоксикации при патогенетической терапии больных хроническим гломерулонефритом //Тер. арх.—1992.—№ 6—С. 35—40.
6. Румянцев А.Ш., Козлов В.В., Жлоба А.А. Катаболизм белков // Лечение хронической почечной недостаточности / Ред. С.И.Рябов.-СПб., 1997.—С. 409-421.
7. Рябов С.И. Организация работы отделения хронического гемодиализа // Диализное лечение больных с ХПН.— СПб., 1995,—С. 5—10.
8. Рябов С.И., Ставская В.В. Прогностическое значение морфологических и клинических особенностей хронического гломерулонефрита // Тер. арх,—1990,—Т. 62, № 6.— С. 27—34.
9. Смирнов А.В., Козлов В.В Клинические проявления атеросклероза у больных на гемодиализе // Нефрология,— 1998.-Т 2, № 2,—С. 68—77.
10. Храмов В.А., Петрова Л.М., Блинова Е.И. Модификация реакции Сакагучи при применении 5-хлор-7-йод-8-ок-сихинолина // Лаб. дело,—1980,—№ 11.— С. 651—653.
11. Alvestrand A., Gutierez A. Relationship between nitrogen balance, protein and energy intake in hemodialysis patients // Nephrol. Dial. Transplant.—1996,—Vol. 11, №2,—P. 130—133.
12. Bergstrom J. Why are dialyses patients malnourished? //Amer. J. Kidney Dis.—1995—Vol. 95, № 8.-P. 898—903.
13. Daugirdas J.T. Second generation logarithmic variable volume Kt/V: an analysis of error // J. Amer. Soc. Nephrology.— 1993.-Vol. 4, №10.—P. 1205-1213.
14. Reaich D., Channon S.M., Scrimgeour C.M. et al. Correction of acidosis in human with CRF decreases protein degradation and aminoacid oxidation //' Amer. J. Physiol.— 1993 —№. 265.—P. 230-235.
15. Sargent J.A., Gotch F.A. Mathematic modelling of dialysis therapy//Kidney Int.—1980,—Vol. 18, Suppl. 10,—P. 2—10.
Поступила n редакцию 15.12.98 г.
