CC BY
19© Коллектив авторов, 2014
Значение морфогенетических белков FGF-23 и Klotho как предикторов прогноза хронической болезни почек
Л.Ю. МИЛОВАНОВА, Ю.С. МИЛОВАНОВ, Л.В. КОЗЛОВСКАЯ, Н.А. МУХИН
Университетская клиническая больница №3, ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России
Significance of the morphogenetic proteins FGF-23 and Klotho as predictors of prognosis of chronic kidney disease
L.YU. MILOVANOVA, YU.S. MILOVANOV, L.V. KOZLOVSKAYA, N.A. MUKHIN
University Clinical Hospital Three, I.M. Sechenov First Moscow Medical University, Ministry of Health of Russia
Резюме
Цель исследования. Изучение роли морфогенетических белков FGF-23 и Klotho в прогрессировании хронической болезни почек (ХБП) и формировании сердечно-сосудистых осложнений, воспаления, белково-энергетической недостаточности и других осложнений.
Материалы и методы. Обследовали 70 больных ХБП I—VD стадии: 41 — с хроническим гломерулонефритом (в том числе 10 с нефритом при диффузных заболеваниях соединительной ткани), 22 — с тубулоинтерстициальным нефритом и 7 — с гипертензивным нефросклерозом. Всего было 30 мужчин и 40 женщин (возраст от 20 до 84 лет), средний возраст на момент включения в исследование составил 41±6,7 года. У всех 70 больных ХБП изучен уровень FGF-23 в сыворотке крови (Human FGF-23 ELISA kit с использованием моноклональных антител к полной молекуле FGF-23) и белка Klotho (Human alpha-Kl ELISA с использованием анти-Klotho-антител).
Результаты. У всех обследованных больных ХБП выявлено увеличение уровня FGF-23 и снижение уровня белка Klotho в сыворотке крови, степень изменения которых нарастала от I к VD стадии. Увеличение уровня FGF-23 по мере снижения скорости клубочковой фильтрации у больных с разными стадиями ХБП опережает повышение в сыворотке крови уровня фосфора и интактного паратиреоидного гормона. Выявлена сильная корреляция уровня в сыворотке крови морфогенетических белков, особенно Klotho, с протеинурией, уровнем С-реактивного белка, белково-энергетической недостаточностью, что указывает на плейотропные эффекты этих белков. Отмечена также сильная корреляция между уровнями в сыворотке крови белка Klotho и ферритина и процентом насыщения железом трансферрина, что свидетельствует о возможном участии белка Klotho в регуляции метаболизма железа.
Заключение. Результаты исследования подтверждают полученные в эксперименте и клинических условиях данные о том, что уровни морфогенетических белков FGF-23 (повышение) и Klotho (снижение) в сыворотке крови являются ранними маркерами прогрессирования ХБП и что их изменения начинаются уже с III стадии ХБП и прогрессируют по мере нарастания почечной недостаточности.
Ключевые слова: хроническая болезнь почек, морфогенетические белки FGF-23 и Klotho, прогрессирование почечной недостаточности, артериальная гипертония, анемия, нарушение фосфорно-кальциевого обмена, гемодиализ.
Aim. To study the role of the morphogenetic proteins FGF-23 and Klotho in the progression of chronic kidney disease (CKD) and in the development of cardiovascular events, inflammation, protein-energy deficiency, and other complications. Subjects and methods. Examinations were made in 70 patients with Stages I—VD CKD: 41 with chronic glomerulonephritis (including 10 with nephritis in the presence of diffuse connective tissue diseases), 22 with tubulointerstitial nephritis, and 7 with hypertensive nephrosclerosis. There were a total of 30 men and 40 women whose age was 20 to 84 years; the mean age at the study inclusion was 41±6.7 years. The serum levels of FGF-23 (Human FGF-23 ELISA kit using monoclonal antibodies to complete molecule of FGF-23) and Klotho (Human alpha-K1 ELISA using anti-Klotho antibodies) were investigated in all the 70 patients with CKD.
Results. The sera of all the examinees with CKD showed elevated FGF-23 and decreased Klotho levels, the magnitude of a change in which increased from Stage I to VD. In patients with different stages of CKD, the increase in FGF-23 levels, as glomerular filtration rate reduced, outstripped that in the serum levels of phosphorus and intact parathyroid hormone. There was a strong correlation of the serum level of the morphogenetic proteins, Klotho in particular, with proteinuria, C-reactive protein level, protein-energy deficiency, indicating the pleiotropic effects of these proteins. There was also a strong correlation between serum Klotho and ferritin levels and transferrin saturation percentage, which suggests that Klotho may be involved in iron regulation. Conclusion. The results of the investigation lend credence to the experimental and clinical findings that the serum levels of the morphogenetic proteins FGF-23 (an increase) and Klotho (a decrease) are early markers for progressive CKD and that their changes begin just in Stage III CKD and progress as renal failure worsens.
Key words: chronic kidney disease, morphogenetic proteins FGF-23 and Klotho; progressive renal failure; hypertension; anemia; phosphorus-calcium metabolic disturbance; hemodialysis.
АГ — артериальная гипертония
АД — артериальное давление
АПФ — ангиотензинпревращающий фермент
БЭН — белково-энергетическая недостаточность
ГЛЖ — гипертрофия левого желудочка
ГМК — гладкие мышечные клетки
ГН — гломерулонефрит
ДЗСТ — диффузные заболевания соединительной ткани
ДЭ — дисфункция эндотелия
иПТГ — интактный паратиреоидный гормон
СКФ — скорость клубочковой фильтрации
СРБ — С-реактивный белок
ССО — сердечно-сосудистые осложнения
ТЗСЛЖ — толщина задней стенки левого желудочка
ТИН — тубулоинтерстициальный нефрит FGF-23 — 23-й фактор роста фибробластов
ХБП — хроническая болезнь почек
Хроническая болезнь почек (ХБП) — общепопуляци-онная проблема, имеющая не только медицинское, но и большое социально-экономическое значение. По данным эпидемиологических исследований (КИАКЕВ и др.), в настоящее время повсеместно наблюдается неуклонное увеличение числа больных ХБП, в том числе с терминальной стадией (V стадия ХБП), при которой требуется терапия, замещающая функцию почек [1, 2].
На обеспечение диализа в странах европейского сообщества расходуется 2%, в США — 5% бюджета здравоохранения [1]. В России терапию, замещающую функцию почек, получают более 24 тыс. человек, ежегодный прирост числа больных в среднем составляет 10,5%, при этом на лечение одного больного расходуется около 1,5 млн рублей [2]. В связи с этим очевидна необходимость поиска новых подходов к предупреждению или максимальной отсрочке терминальной стадии ХБП, а также к повышению качества жизни больных на додиализных стадиях ХБП.
Скорость прогрессирования почечной недостаточности у больных ХБП зависит от ряда факторов, среди которых большое значение имеют сердечно-сосудистые осложнения (ССО), воспаление, белково-энергетическая недостаточность (БЭН), нарушения минерального и костного обмена, анемия, оказывающие значительное влияние на выживаемость и уровень реабилитации больных [3].
Результаты исследований механизмов прогрессиро-вания ХБП в последние годы дополнились вновь полученными данными. Так, пристальное внимание исследователей привлечено к новым маркерам хронического поражения почек и формирования ССО, синдрома хронического воспаления — морфогенетическим белкам — 23-му фактору роста фибробластов (FGF-23) и ЮоШо [1, 2, 4].
В ряде исследований показано, что повышение продукции остеоцитами FGF-23 при прогрессировании ХБП прямо связано с дисфункцией эндотелия (ДЭ), выраженностью атеросклероза, гипертрофией миокарда, кальци-фикацией сосудистой стенки, а также с уровнем протеи-нурии. Увеличение концентрации в сыворотке крови FGF-23 у пациентов со скоростью клубочковой фильтрации (СКФ) менее 60 мл/мин почти в 6 раз увеличивало риск развития атеросклероза [5, 6].
Установлено, что внеклеточная (циркулирующая) часть белка ЮоШо, секретируемая в кровоток, функцио-
Сведения об авторах:
Козловская Лидия Владимировна — д.м.н., проф. каф. терапии, профессиональных заболеваний и пульмонологии медико-профилактического факультета.
Милованов Юрий Сергеевич — врач-нефролог высшей категории УКБ №3, д.м.н., проф. каф. нефрологии и гемодиализа Института профессионального образования; e-mail: [email protected] Мухин Николай Алексеевич — д.м.н., проф., акад. РАН и РАМН, зав. каф. терапии, профессиональных заболеваний и пульмонологии медико-профилактического факультета; e-mail: [email protected]
нирует как эндокринный фактор и кодирует многие факторы роста, в том числе инсулиноподобный фактор роста 1-го типа и Wnt, обладает способностью снижать активность окислительных процессов путем активации FoxO и увеличения экспрессии супероксиддисмутазы, а также влиять на процессы эндотелиальной интеграции и функцию клеток [7]. В исследовании J. Mirza и соавт. [8] установлена связь между снижением экспрессии белка Klotho в почечной ткани с дисфункцией синоатриального узла и преждевременной гибелью экспериментальных животных от ССО.
Уточнение роли морфогенетических белков FGF-23 и Klotho в прогрессировании ХБП, формировании СОО, воспаления, БЭН и других осложнений позволит оптимизировать методы лечения и профилактики у больных ХБП.
Материалы и методы
Исследовали 70 больных ХБП I—VD стадии, из них 41 с хроническим гломерулонефритом — ГН (в том числе 10 с нефритом при диффузных заболеваниях соединительной ткани — ДЗСТ), 22 с тубулоинтерстициальным нефритом (ТИН) и 7 с гипертен-зивным нефросклерозом (табл. 1). Всего было 30 мужчин и 40 женщин — возраст от 20 до 84 лет (рис. 1), средний возраст на момент включения в исследование составлял 41±6,7 года.
Стадии ХБП определяли согласно критериям KDIGO (2009), при этом СКФ рассчитывали по уравнению CKD-EPI (2011).
Среди 70 больных, включенных в исследование, на момент взятия проб крови у 21 (30%) уровень артериального давления — АД (110/70—140/80) был в пределах нормы, у 49 (70%) отмечалась артериальная гипертония (АГ) разной степени выраженности. Для контроля АГ пациентам назначали антигипертензивные препараты: ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), блокаторы кальциевых каналов, p-адреноблокаторы, диуретики, изолированно или в сочетании в зависимости от тяжести АГ.
Среди 49 больных с 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. На момент начала скринингового обследования у них сохранялась АГ (АД 150/90—165/100 мм рт.ст.).
Среди 24 больных ХБП IV—V стадии с анемией у 19 (79,2%) проводили коррекцию анемии эритропоэтином-p (рекормон) и венофером. У 13 (68,4%) пациентов терапия позволила достичь целевого уровня гемоглобина 110—120 г/л и поддерживать его при продолжении лечения, у остальных 6, несмотря введение ре-кормона и венофера, сохранялась анемия (Hb <110 г/л).
У 19 (12,9%) больных с повышенным уровнем интактного паратиреоидного гормона (иПТГ) для контроля его продукции применяли парикальцитол, у 20 (13,6%) — альфакальцидол.
У 7 (10%) больных ГН, в том числе при ДЗСТ в связи с сохраняющейся активностью основного заболевания на додиализ-ном этапе ХБП, применяли глюкокортикостероиды и/или цито-статики в умеренных дозах.
Контактная информация:
Милованова Людмила Юрьевна — к.м.н., с.н.с. научно-исследовательского отд. здоровьесберегающих технологий научно-исследовательского центра; тел.: +7(916)164-1400; e-mail: ludm. [email protected]
Таблица 1. Распределение обследованных больных (n=70) по стадиям ХБП
Стадия ХБП
СКФ, мл/мин/1,73 м2
Число больных, абс. (%)
I
II
III
IV
V VD
96.2 (92—100) 76,6 (60—85)
39.3 (30—55) 21,8 (15—27) 9,7 (10—14)
6,7 (5—9)
11 (15,7)
12 (17,1) 25 (35,7) 11 (15,7)
5(7,1) 6 (8,6)
Рис. 1. Распределение больных по нозологическим формам поражения почек.
У всех 70 больных ХБП I—VD стадии изучен уровень FGF-23 в сыворотке крови (Human FGF-23 ELISA kit с использованием моноклональных антител к полной молекуле FGF-23) и Klotho (Human alpha-Kl ELISA с использованием анти-К1о&о-антител). Исследование морфогенетических белков проводили по стандартному протоколу специалисты диагностической лаборатории ЛиТЕХ. Для исследования у пациентов брали кровь в вакуумные пробирки, затем ее центрифугировали, а полученную сыворотку замораживали и хранили при температуре —28 °С до накопления необходимого количества проб. У 10 практически здоровых добровольцев уровень FGF-23 в сыворотке крови составлял 9—100 пг/мл, уровень белка Klotho — 200—1000 пг/мл. Эти показатели морфогенетических белков в сыворотке крови были приняты нами в качестве нормы для здоровых лиц.
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. Оценивали также выраженность синдрома БЭН (БЭН-malnu-trition).
Всем пациентам 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 концентрации в сыворотке крови фосфора, кальция и иПТГ, определяемого методом иммунохимического анализа (у здоровых лиц 8—65 пг/мл, при ХПН 150—300 пг/мл).
Всем пациентам измеряли АД (по методу Короткова) и выполняли электрокардиографию. У 49 больных АГ проведена эхо-кардиография с определением основных параметров деятельно-
сти сердца. У 57 больных изучали состояние кровотока в магистральных сосудах, включая артерии почек с помощью ультразвуковой допплерографии. У всех больных определяли общее содержание железа в сыворотке, общую железосвязывающую способность сыворотки, уровень ферритина в сыворотке и насыщение железом трансферрина.
Статистическую обработку данных выполняли с помощью пакета программ SPSS 10 for Windows. При статистической обработке данных использовали следующие методы и показатели: при анализе распределения переменной рассчитывали частоту отдельных значений (среднее арифметическое, среднее квадратичное отклонение и медиану, строили частотные гистограммы); при поиске связей между переменными использовали коэффициент корреляции Пирсона r и ранговый коэффициент корреляции Спирмена p.
Результаты
Среди обследованных нами 70 больных ХБП от I к VD стадии увеличивался уровень FGF-23 и снижался уровень белка Klotho в сыворотке крови. Наиболее высокий уровень FGF-23 и низкий уровень белка Klotho отмечен в группе больных, получавших лечение регулярным гемодиализом (ГД) (рис. 2). Между величиной СКФ и уровнем FGF-23 в сыворотке выявлена сильная прямая корреляция (r=0,693; p<0,01), между СКФ и уровнем белка Klotho — сильная обратная корреляция (r=-0,799; p<0,01). У больных ХБП VD степень изменения этих показателей — увеличение уровня в сыворотке FGF-23 и снижение уровня белка Klotho — зависела от продолжительности лечения ГД (соответственно r=0,429; p<0,01 и r=-0,629; p<0,01).
При сравнении уровня FGF-23 в сыворотке крови у больных с разными стадиями ХБП установлено, что его увеличение по мере снижения СКФ опережает повышение уровня фосфора и иПТГ (рис. 3), начиная с ХБП IIIA стадии, тогда как гиперфосфатемия и повышение уровня иПТГ — с ХБП IV—V стадии (см. рис. 3).
Корреляции между морфогенетическими белками FGF-23, Klotho и показателями фосфорно-кальциевого обмена (фосфор, кальций и иПТГ) у больных ХБП суммированы в табл. 2.
У больных ХБП III—IV стадии с повышением уровня иПТГ в сыворотке, которым проводили лечение пари-кальцитолом («=19), снижение уровня белка Klotho в соответствии со степенью почечной недостаточности оказалось менее значимым, чем у больных с ХБП III—IV стадии, леченных альфакальцидолом (n=20); различий между группами по степени снижения в сыворотке концентраций FGF-23 и иПТГ не отмечено (рис. 4).
Кроме того, мы оценили изменения уровня морфоге-нетических белков в сыворотке в зависимости от величи-
Рис. 2. Уровни FGF-23 и белка Klotho у пациентов с разными стадиями ХБП.
Рис. 4. Сравнительная характеристика уровня белка Klotho в сыворотке крови у больных ХБП с гиперпродукцией иПТГ, получавших лечение гиперпаратиреоза парикаль-цитолом и альфакальцидолом.
Рис. 3. Динамика уровней фосфора (а) и иПТГ (б) в сыворотке крови при прогрессировании ХБП.
ны АД. У обследованных нами 49 больных ХБП с выявленной АГ степень повышения АД прямо коррелировала с уровнем FGF-23 (г=0,452; _р<0,01) и обратно — с уровнем белка ЮоШо (г=—0,687; ^<0,01) в сыворотке крови (рис. 5).
Рис. 5. Динамика АГ в зависимости от уровня FGF-23 (а) и белка Klotho (б) в сыворотке крови у 49 больных ХБП.
У больных АГ также выявлена сильная обратная корреляция между степенью снижения уровня белка ЫоШо и выраженностью гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ), периферического сосудистого сопротивления и частотой выявления кальцификатов в сердце и магистральных артериях (табл. 3). Эти корреляции были наиболее сильными у 27 пациентов с АГ, у которых не удалось достичь адекватной коррекции уровня АД.
В то же время у больных, у которых удалось достичь и поддерживать целевой уровень АД, отмечены более высо-
а
б
Таблица 2. Корреляции между показателями фосфорно-кальциевого обмена и уровнем регуляторных морфогенети-ческих белков в сыворотке крови у пациентов с ХБП III—VD стадии
Показатель
FGF-23
Белок Kiotho
Фосфор
Кальций общий иПТГ
0,607 0,506 0,888
<0,01 <0,01 <0,01
-0,549 -0,438 -0,785
<0,01 <0,01 <0,01
Таблица 3. Корреляции между показателями кальцификации сердца и сосудов и уровнем белка Klotho в сыворотке крови у больных ХБП III—VD стадии с АГ
Белок К1оШо Показатель г p
Увеличение ТЗС ЛЖ -0,587 Индекс периферического сосудистого сопротивления -0,537 Частота выявления кальцификатов в сердце и сосудах -0,584 <0,01 <0,01 <0,01
Примечание. ТЗСЛЖ — толщина задней стенки левого желудочка.
Таблица 4. Влияние обмена железа на концентрацию белка Klotho в сыворотке крови у больных ХБП
Показатель Белок К1о&о иПТГ
Ферритин сыворотки 0,539** Насыщение трансферрина, % 0,491** ns -0,487*
Примечание. Здесь и в табл. 5: * — p<0,05; ** — p<0,01. ns — статистически незначимо.
Таблица 5. Связь суточной протеинурии, СРБ и БЭН с уровнем FGF-23/Klotho в сыворотке крови и иПТГ у больных ХБП Ш—М стадии
Показатель FGF-23 Белок К1оШо Суточная протеинурия 0,305* -0,502** СРБ 0,370** -0,453** БЭН_0,559**_-0,581**_
кие уровни белка К1оШо и менее выраженная степень ре-моделирования миокарда, чем у больных с некорригиро-ванной АГ, причем преимущественно среди больных, у которых для коррекции АГ использовались ингибиторы АПФ и блокаторы ангиотензиновых рецепторов.
Мы изучили связь изменений концентрации белка К1оШо в сыворотке крови с наличием у больных анемии и показателями обмена железа как важных клинических детерминант прогрессирования ХБП. Нами выявлено, что уровень белка К1оШо у больных с анемией ниже, чем у больных без анемии, причем степень снижения уровня белка К1оШо прямо коррелировала со степенью снижения концентрации гемоглобина (рис. 6).
Отмечена также сильная корреляция между уровнем белка ЮоШо в сыворотке и показателями обмена железа — уровнем ферритина в сыворотке крови и процентом насыщения железом трансферрина (табл. 4).
На основании полученных данных правомочен вывод о том, что концентрация белка ЮоШо в сыворотке крови может служить предиктором выраженности анемии у больных ХБП.
Среди 29 пациентов с ХБП на додиализных стадиях с анемией у 19, получавших лечение эпоэтинами и железа сахаратом, концентрация белка К1оШо в сыворотке крови в среднем была выше, чем у 10 пациентов с анемией, не получавших лечение стимулирующими эритропоэз пре-
паратами и железом (рис. 7). Причем среди 19 пациентов, получавших лечение анемии, у 13, которым удалось поддерживать целевые уровни гемоглобина, уровень белка К1оШо в сыворотке был наиболее высоким.
Учитывая обсуждаемые в литературе плейотропные эффекты морфогенетических белков FGF-23 и К1оШо, не связанные с их влиянием на показатели фосфорно-каль-циевого обмена, мы также проанализировали изменение уровня этих белков в сыворотке крови в зависимости от факторов воспаления (С-реактивный белок — СРБ, протеинурия), а также БЭН (табл. 5).
Выявлена сильная корреляция между уровнем мор-фогенетических белков в сыворотке крови и протеинури-ей (особенно белка К1оШо), СРБ, БЭН, что свидетельствует о неслучайной связи между этими показателями.
Обсуждение
В настоящее время идентифицированы ранее неизвестные факторы, участвующие в регуляции гомеостаза фосфора, витамина D и минерализации костной ткани, а также активно влияющие на механизмы сосудистого и ту-булоинтерстициального ремоделирования при ХБП: мор-фогенетические белки — FGF-23 и К1оШо [5, 6, 9—12].
Концентрация FGF-23 в сыворотке крови регулируется почками с помощью клубочковой фильтрации, при
Рис. 6. Влияние анемии на концентрацию белка Klotho в сыворотке крови у больных с ХБП.
Рис. 7. Сравнительная характеристика уровня белка Klotho у пациентов с ХБП и анемией, получавших лечение анемии (ЭСА + железа сахарат), и у пациентов с ХБП и анемией без лечения.
снижении которой концентрация FGF-23 в крови повышается. Уровень белка ЮоШо регулируется проксимальной тубулярной экспрессией, при прогрессировании ту-булоинтерстициального фиброза продукция белка ЮоШо снижается.
Установлено, что повышение уровня FGF-23 в сыворотке крови является компенсаторной реакцией на задержку фосфата, наблюдаемую при снижении СКФ [5, 13—20]. По данным литературы [14—15] и результатам нашего исследования, уровень FGF-23 в сыворотке крови повышается при ХБП по мере снижения СКФ, значительно опережая увеличение концентрации фосфора в сыворотке. Одновременно уровень белка ЫоШо в сыворотке крови снижается.
На основании полученных нами результатов и данных литературы [5, 16—19] уровень FGF-23 в сыворотке крови повышается у больных ХБП раньше, чем увеличивается концентрация фосфора и ПТГ в сыворотке крови, являясь чувствительным маркером прогноза. К тому времени, когда пациенты достигают терминальной стадии
ХПН, уровень FGF-23 в сыворотке крови часто в 100— 1000 раз превышает нормальное его содержание, в то время как концентрация фосфора может быть только умеренно повышенной [5, 13, 18—20].
В условиях уменьшения массы действующих нефро-нов и редукции рецепторов FGF-23 (FGF-R1) в почках влияние FGF-23 при увеличение его уровня в сыворотке может распространяться на любые другие ткани, экспрес-сирующие FGFR, в частности сосуды и сердце [21—25]. В ряде крупных обсервационных исследований показано, что повышение уровня FGF-23 прямо связано с выраженностью атеросклероза, ГЛЖ и кальцификацией сосудов [18, 26—38].
В исследовании ARMORR с помощью множественного линейного регрессионного анализа установлено, что высокий уровень FGF-23 в сыворотке крови у больных ХБП является предиктором смерти в течение 1-го года диализной терапии независимо от уровня фосфора и ПТГ, в том числе в результате повышения частоты развития ССО [39].
Допускают, что увеличение уровня FGF-23 в сыворотке происходит преимущественно вторично в результате снижения уровня белка ЫоШо, трансмембранная форма которого служит ко-рецептором для FGF-23 [6, 11, 21].
В недавних экспериментальных исследованиях подтверждено, что внеклеточная часть белка ЮоШо, секрети-руемая в кровоток путем протеолитического отщепления внеклеточного домена трансмембранной формы, с помощью мембраносвязанных протеаз ADAM-10 и ADAM-17, может функционировать как гуморальный фактор, который препятствует ДЭ, обеспечивает антиоксидантный, антиапоптотический эффекты и препятствует преждевременному старению [6, 9, 11]. Усиленная экспрессия белка ЮоШо обеспечивает защиту как почек, так и сердечно-сосудистой системы.
Нефропротективные эффекты белка ЮоШо изучены на моделях ГН у животных [22]. Трансгенная усиленная экспрессия белка ЫоШо у экспериментальных животных способствовала регрессу повреждений клубочков и ин-терстициальной ткани почек, вызывая снижение протеи-нурии и азотемии [20—24]. Повышение экспрессии белка ЮоШо у гипертензивных мышей препятствовало прогрес-
сированию АГ, поражению почек и приводило к снижению протеинурии [24, 25]. Считают, что белок Klotho вызывает уменьшение продукции почечного супероксида и супрессию активности NADPH-оксидазы, которая является основным источником активных форм кислорода, вовлекаемых в прогрессирование повреждения тубулоин-терстициальной ткани. Напротив, уменьшение циркулирующей формы белка Klotho в сыворотке крови сопровождается гиперфосфатемией, усилением оксидантного стресса, ДЭ и диффузной кальцификацией сосудов.
В проведенном нами исследовании отмечена корреляция степени повышения в сыворотке крови уровня FGF-23 (прямая) и белка Klotho (обратная) со степенью повышения АД, снижение уровня белка Klotho — с величиной ТЗСЛЖ, индексом периферического сосудистого сопротивления, частотой выявления кальцификатов.
Следовательно, уровень белка Klotho в сыворотке крови является ранним диагностическим маркером формирования хронического кардиоренального синдрома 4-го типа. Этот показатель может быть использован в мо-ниторировании больных ХБП с ССО, в том числе при лечении ингибиторами АПФ, активными метаболитами витамина D, для оценки кардионефропротективного эффекта этого лечения.
В проведенном нами исследовании выявлена прямая ассоциация повышенной концентрации в сыворотке крови FGF-23 и низкой концентрации белка Klotho с наличием воспаления — уровнем СРБ (/=0,370; p<0,01 и /=-0,453; p<0,01) и выраженностью нутритивных нарушений — БЭН (/=0,559; p<0,01 и /=—0,581; p<0,01), уровнем протеинурии (/=0,305; p<0,05 и /=-0,502; p<0,01). Эти данные согласуются с результатами других авторов [11, 14, 27], которые на основании выявления у больных ХБП III—V стадии повышенного уровня СРБ — неспецифического маркера воспаления и ДЭ, рассматривают ХБП как состояние хронического воспаления. Группа ученых из Uppsala University Hospital под руководством M. Mirza [8] показала, что при повышенной экспрессии FGF-23 может нарушаться зависимая от эндотелия вазодилатация у пациентов с СКФ <60 мл/мин/1,73 м2. Напротив, в экспериментальной работе Y. Maekawa и соавт. [29] растворимый рекомбинантный белок Klotho при добавлении к эндотелиальным клеткам пупочной вены HUVEC (Human umbilical vein endothelial cells) человека подавлял экспрессию ими молекул адгезии — ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule 1) и VCAM-1 (Vascular cell adhesion molecule 1), участвующих в патогенезе воспалительных заболеваний сосудов.
У наблюдаемых нами больных активным хроническим ГН (ХБП II—IV стадии) с дефицитом белка Klotho отмечались высокий уровень протеинурии, повышение индексов сопротивления периферических сосудов и стойкое повышение уровня АД. В то же время в экспериментальных исследованиях показано, что повышение экспрессии белка Klotho ведет к уменьшению протеинурии и существенному снижению активности ангиотензина II у гипертензивных мышей с хроническим ГН [11, 28—31]. При этом увеличение экспрессии белка Klotho сочеталось с адекватной фосфатурией и лучшей функциональной способностью почек, т.е. с торможением прогрессирования ХБП.
У трансгенных мышей с ХБП и высокой продукцией белка Klotho выявлена существенно меньшая степень кальцификации сосудов по сравнению с диким типом
мышей с ХБП и сниженной продукцией белка Klotho [32]. Благоприятный эффект белка Klotho, выражающийся в предупреждении кальцификации сосудов, был выражен в большей степени, чем его влияние на функцию почек и фосфатурию, что связывают с прямым влиянием циркулирующей формы белка Klotho на сосуды. В исследованиях in vitro показано, что белок Klotho подавляет зависимый от натрия захват эндотелием и гладкими мышечными клетками (ГМК) фосфора, предупреждает дифференциацию ГМК сосудов и минерализацию, индуцируемую ги-перфосфатемией [11, 33—35], предотвращая неблагоприятное ремоделирование сосудистой стенки [11, 32].
Наряду с экспериментальными исследованиями в литературе появляются указания на клинические работы о роли белка Klotho как модифицируемого фактора, вовлеченного в патогенез кардиоренальных взаимодействий при ХБП [11, 33].
Возможно, что часть эффектов белка Klotho, благоприятно влияющих на функцию сосудистого эндотелия при ХБП, является результатом уменьшения трансдукции FGF-23 [11, 21].
Эти данные подтверждают, что кальцификацию сосудов следует рассматривать как показатель (свидетельство) в первую очередь нарушения отношения FGF-23/Klotho, а это важно учитывать при индивидуализации подхода к лечению больных ХБП [40—44]. По результатам проведенного нами исследования, изменение отношения FGF-23/Klotho может быть ранним биомаркером степени хронического повреждения почек при ХБП, предшествуя изменениям других устоявшихся маркеров прогрессирования ХБП.
Нами установлено, что с нарушением отношения FGF-23/Klotho коррелируют частота развития анемии и ее выраженность: по мере снижения уровня Hb при про-грессировании ХБП достоверно увеличивалась концентрация в сыворотке крови FGF-23 и снижалась концентрация белка Klotho. У больных с наиболее низким уровнем Hb (68—80 г/л) концентрация FGF-23 превышала таковую у больных с нормальным уровнем Hb почти в 1000 раз. Различия между больными с низким и высоким уровнями Hb по концентрации белка Klotho в сыворотке крови составили 80%. Преимущественно с концентрацией белка Klotho в сыворотке крови прямо коррелировали и основные показатели обмена железа (уровень ферритина в сыворотке крови и насыщение трансферрина железом), причем корреляция была сильная (r=0,539; /<0,01 и r=0,491; /><0,01 соответственно). Корреляция между этими показателями железа и FGF-23 (обратная) была также достоверной, хотя и менее значимой (r=—0,411; /<0,05 и r=—0,454; /<0,05 соответственно). Публикаций о связи концентрации в сыворотке крови FGF-23 и белка Klotho с уровнем Hb мы не обнаружили, имеются лишь единичные сообщения о наличии корреляции между ними и параметрами обмена железа [43, 44]. Можно допустить, что оба этих фактора или один из них принимает участие в регуляции метаболизма железа, но такое предположение нуждается в дальнейших исследованиях.
Заключение
Полученные нами результаты подтверждают установленный в эксперименте и клинических условиях данные о том, что уровни морфогенетических белков FGF-23 и
ЮоШо в сыворотке крови являются ранними маркерами прогрессирования ХБП, их изменения начинаются уже с ША стадии ХБП и прогрессируют по мере нарастания почечной недостаточности. При этом повышение уровня FGF-23 и снижение уровня белка ЮоШо опережают повышение концентрации фосфора и иПТГ в сыворотке крови по мере снижения СКФ у больных ХБП и коррелирует со степенью повышения АД у больных АГ, с выраженностью ГЛЖ сердца, периферического сосудистого сопротивления, частотой выявления кальцификации магистральных артерий и сердца. Кроме того, выявлены прямая корреляция между степенью снижения концентрации белка ЮоШо и выраженностью анемии и нарушением обмена железа, корреляция между степенью изменения отношения FGF-23/KIotho и наличием воспаления — уровнем СРБ, БЭН, протеинурией.
Совокупность этих данных обосновывает практическое использование концентрации белка ЮоШо и FGF-23 в сыворотке крови в качестве ранних диагностических маркеров дисфункции почек, оценки прогноза и совершенствования нефропротективной тактики при ХБП.
Необходимы дальнейшие исследования изменений метаболизма FGF-23 и ЫоШо в условиях применения ингибиторов АПФ, эпоэтинов, внутривенного железа (сахарозный комплекс железа (III) гидроксида), парикальци-тола у больных ХБП для уточнения роли в механизмах нефропротективного эффекта этих средств, увеличения продукции белка ЮоШо и подавления FGF-23.
В последнее время обсуждается перспектива разработки анти-FGF-23-нейтрализующих антител для лечения больных ХБП, однако их клиническая польза будет ясна в будущем.
ЛИТЕРАТУРА
1. 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.
2. Национальные рекомендации по минеральным и костным нарушениям при хронической болезни почек. Российское диализное общество (май 2010). Нефрол и диал 2011; 1: 33—51.
3. Sarnak M.J. Cardiovascular complications in chronic kidney disease. Am J Kidney Dis 2003; 41: 11 — 17.
4. Hruska K. A., Mathew S., LundR. Hyperphosphatemia of Chronic Kidney Disease Kidney Int 2008; 74 (2): 148—157.
5. 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.
6. Chung-Yi C, Kuro-o M, Mohammed S. Razzaque Molecular Regulation of Phosphate Metabolism by Fibroblast Growth Factor-23—Klotho System: Adv Chronic Kidney Dis 2011; 18 (2): 91—97.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Kuro-o M. Klotho in chronic kidney disease — What's new? Nephrology Dial Transplant 2009; 24 (6): 1705—1708.
11. 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.
12. Maltese G., Karalliedde J. The putative role of the antiageing protein klotho in cardiovascular and renal disease. Int J Hypertens 2012; 2012: 757469. Доступно на: http://www.hindawi.com/ journals/ijhy/2012/757469/
13. Martin A., David V., Quarles L.D. Regulation and function of the FGF23/Klotho endocrine pathways. Physiol Rev 2012; 92 (1): 131—155.
14. CavalliL., Mazzotta C., BrandiM.L. Phosphatonins: physiological role and pathological changes. Clin Cases Miner Bone Metab 2012; 9 (1): 9—12.
15. 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 Manisha Sahay. INTECH 2012: 95—118.
16. Шутов Е.В. Значение фактора роста фибробластов-23 у больных хронической болезнью почек — обзор современных исследований. Леч врач 2012; 8: 12—18.
17. Kuro-o M., Matsumura Y., Aizawa H. et al. Mutation of the mouse Klotho gene leads to a syndrome resembling ageing. Nature 1997; 390 (6655): 45—51.
18. Добронравов В.А. Современный взгляд на патофизиологию вторичного гиперпаратиреоза: роль фактора роста фибро-бластов 23 и Klotho. Hефрoлoгия 2011; 4: 11—20.
19. Matsumura Y., Aizawa H., Shiraki-Iida T. et al. Identification of the human Klotho gene and its two transcripts encoding membrane and secreted Klotho protein. Biochem Biophys Res Commun 1998; 242 (3): 626—630.
20. 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.
21. Isakova T., Wahl P., Vargas G.S. et al. Fibroblast growth factor 23 is elevated before parathyroid hormone and phosphate in chronic kidney disease. Kidney Int 2011; 79: 1370—1378.
22. Haruna Y., Kashihara N., Satoh M. et al. Amelioration of progressive renal injury by genetic manipulation of Klotho gene. PNAS 2007; 104 (7): 2331—2336.
23. Hu M.C., Shi M., Zhang J. et al. Klotho deficiency is an early biomarker of renal ischemia-reperfusion injury and its replacement is protective. Kidney Int 2010; 78 (12): 1240—1251.
24. Sugiura H., Yoshida T., Tsuchiya K. et al. Klotho reduces apoptosis in experimental ischaemic acute renal failure. Nephrol Dial Transplant 2005; 20 (12): 2636—2645.
25. Sugiura H., Yoshida T., Mitobe M. et al. Klotho reduces apoptosis in experimental ischaemic acute kidney injury via HSP-70. Nephrol Dial Transplant 2010; 25 (1): 60—68.
26. Aizawa H., Saito Y., Nakamura T. et al. Downregulation of the Klotho gene in the kidney under sustained circulatory stress in rats. Biochem Biophys Res Commun 1998; 249 (3): 865—871.
27. Wang Y., Sun Z. Klotho gene delivery prevents the progression of spontaneous hypertension and renal damage. Hypertension 2009; 54 (4): 810—817.
28. Doi S., Zou Y., Togao O. et al. Klotho inhibits transforming growth factor-ß1 (TGF-ß1) signaling and suppresses renal fibrosis and cancer metastasis in mice. J Biol Chem 2011; 286 (10): 8655—8665.
29. Maekawa Y., Ishikawa K., Yasuda O. et al. Klotho suppresses TNF-a-induced expression of adhesion molecules in the endothelium and attenuates NF-xB activation. Endocrine 2009; 35 (3): 341—346.
30. MitaniH., Ishizaka N., Aizawa T. et al. In vivo klotho gene transfer ameliorates angiotensin II-induced renal damage. Hypertension 2002; 39: 838—843.
31. Borst M.H., Vervloet M.G. Cross Talk Between the Renin-Angiotensin-Aldosterone System and Vitamin D-FGF-23-klotho in Chronic Kidney Disease. Am J Soc Nephrol 2011; 22 (9): 1603—1609.
32. Wang Y., Sun Z. Klotho Gene Delivery Prevents the Progression of Spontaneous Hypertension and Renal Damage. Hypertension 2009; 54: 810—817.
33. Saito Y., Nakamura T., Ohyama Y. et al. In vivo Klotho gene delivery protects against endothelial dysfunction in multiple risk factor syndrome. Biochem Biophys Res Commun 2000; 276 (2): 767—772.
34. Koh N., Fujimori T., Nishiguchi S. et al. Severely reduced production of Klotho in human chronic renal failure kidney. Biochem Biophys Res Commun 2001; 280 (4): 1015—1020.
35. Faul C., Amaral A.P., Oskouei B. et al. FGF23 induces left ventricular hypertrophy. Clin J Invest 2011; 121: 4393—408.
36. Budoff M.J., Rader M.P., Reilly A. et al. Relationship of Estimated GFR and Coronary Artery Calcification in the (CRIC) Chronic
Renal Insufficiency Cohort Study. Am J Kidney Dis 2011; 58 (4): 519—526.
37. Levin A. Clinical epidemiology of cardiovascular disease in chronic kidney disease prior to dialysis. Semin Dial 2003; 16 (2): 101—105.
38. Милованова Л.Ю., Козловская Л.В., Милованов Ю.С., Добро-смыслов И.А. Механизмы нарушения фосфорно-кальциево-го 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. Middleton R.J., Parfrey P.S., Foley R.N. Left ventricular hypertrophy in the renal patient. Am J Soc Nephrol 2001; 12: 1079—1084.
40. 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.
41. 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.
42. Милованова Л.Ю., Милованов Ю.С., Козловская Л.В. Нарушения фосфорно-кальциевого обмена при хронической болезни почек III—V стадий. Клин нефрол 2011; 1: 58—68.
43. Милованова Л.Ю., Николаев А.Ю., Милованов Ю.С. Гипер-фосфатемия как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний у больных ХПН. Нефрол и диал 2002; 2: 113—117.
44. Милованова Л.Ю., Милованов Ю.С, Козловская Л.В., Мухин Н.А. Новые маркеры кардиоренальных взаимосвязей при хронической болезни почек. Тер арх 2013; 6: 17—24.
Поступила 24.12.2013
