Фактор росту фібробластів 23 та запалення при хронічній хворобі нирок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фактор росту фібробластів 23 та запалення при хронічній хворобі нирок

Мар'яна Ігорівна Чайковська, аспірант кафедри внутрішньої медицини №3 Тернопільського Державного Медичного Університету ім. І.Я. Горбачевського, Лілія Петрівна Мартинюк, д. мед. наук, професор, завідувач кафедри внутрішньої медицини №3 Тернопільського Державного Медичного Університету ім. І. Я. Горбачевського

Summary

Fibroblast growth factor 23 and inflammation in chronic kidney disease

M.I. Chaikovska, postgraduate student of the Department ofInternal Medicine, I. Horbachevsky Ternopil State Medical University; І.P. Martynyuk, MD, professor, head of the Department ofInternal Medicine #3, I. Horbachevsky Ternopil State Medical University;

In order to study the state of systemic inflammation in CKD, we determined the level of IL-ip, IL-6 and IL-8 in 106 patients, 47 women (44%) and 59 men (56%), aged (49.6 ± 13.9 ) years with CKD I-V stages. Also we studied the link between FGF-23 and the inflammatory markers in CKD. Concentration of IL-ip, IL-6 and IL-8 was determined using a set of reagents for enzyme-linked immunosorbent assay «Vector BEST». The C- terminal fragment of FGF-23 was determined using a set of reagents for enzyme-linked immunosorbent assay "Biomedica" (Austria) on the STAT FAX 303 Plus machine. The increase in the concentration of inflammatory factors along with progression of chronic renal failure was revealed. The existence of a strong link between the level of IL-6 and the C-terminal fragment of FGF-23 in CKD was established. Finding out the issue of the primary stimulation factor ofFGF-23 production in CKD requires further research.

Key words: inflammation, CKD, Il-1fi, Il -6, II -8, FGF-23.

Анотація

З метою вивчення стану системного запалення при ХХН нами було визначено рівень ІЛ-1Р, ІЛ-6 та ІЛ-8 у 106 осіб, 47 жінок (44%) та 59 чоловіків (56%), віком (49,6±13,9) років із ХХН І-V стадій, а також досліджено зв'язок між ФРФ-23 та маркерами запалення при ХХН. Концентрацію ІЛ-IP, ІЛ-6 та ІЛ-8 визначали за допомогою набору реактивів для імуноферментного аналізу «Вектор Бест». С-кінцевий фрагмент ФРФ-23 визначався за допомогою набору реактивів для імуноферментного аналізу «Biomedica» (Австрія) на апараті STAT FAK 303 Plus. Виявлено зростання концентрації факторів запалення в міру прогресування хронічної ниркової недостатності. Встановлено наявність сильного зв'язку між рівнем ІЛ-6 та С-кінцевим фрагментом ФРФ-23 при ХХН. З'ясування питання первинного фактора стимуляції продукції ФРФ-23 при ХХН потребує подальших досліджень.

Ключові слова: запалення, ХХН, ІЛ-1@, ІЛ-6, ІЛ-8, ФРФ-23.

Постановка проблеми

Запалення було визнане невід'ємною частиною хронічної хвороби нирок (ХХН) наприкінці 1990-х років, коли було виявлено його зв'язок із серцево-судинними захворюваннями, білково-енергетичною недостатністю та смертністю [1, 2]. З того часу зацікавленість запаленням при ХХН стрімко зросла, і на сьогодні запалення визнається вже не новим, а швидше традиційним фактором ризику захворюваності та смертності при ХХН.

Як виявилося, різні біомаркери запалення мають різну прогностичну цінність при ХХН. Аналіз багатоцентрової міжнародної бази даних гемодіалізних пацієнтів показав, що СРБ прогнозував смертність з точністю, близькою до альбуміну, підвищеного рівня феритину та рівня лейкоцитів [3]. Встановлено, що ІЛ-6 є кращим предиктором загальної та серцево-судинної смертності, ніж СРБ та інші цитокіни, такі як ФНП-а, ІЛ-ір та ІЛ-18 [4, 5].

Триває дослідження ролі окремих цитокінів при ХХН та ТНН.

Фактор росту фібробастів 23 (ФРФ-23) є гормоном кісткового походження, що необхідний для підтримки нормального рівня фосфату та гомеостазу вітаміну Д3 [6]. Рівень ФРФ-23 при ХХН прогресивно зростає, а висока його концентрація міцно зв'язана з підвищеним ризиком прогресування ХХН, розвитку серцево-судинних ускладнень та смертністю [7].

Рівень ФРФ-23 регулюється не до кінця зрозумілою взаємодією місцевих кісткових факторів, що модулюють обмін та мінералізацію [8, 9, 10], та системних факторів, що контролюють мінеральний метаболізм. Високий рівень паратгормону, 1,25-дигідроксивітаміну Д3, фосфату та кальцію стимулює вироблення ФРФ-23, але не може адекватно пояснити зростання концентрації ФРФ-23 на ранніх стадіях ХХН, оскільки підвищення концентрації ФРФ-23 випереджує розвиток гіперпаратиреозу чи гіперфосфатемії, а концентрація вітаміну Д3 при захворюваннях нирок падає, як і рівень кальцію.

Аналіз досліджень і публікацій

Запалення при ХХН пов'язане і з мінерально-кістковими порушеннями (МКП). ФНП-а є одним з найпотужніших індукторів ключового тригера активації остеокластів та кісткової резорбції та пов'язаний з випадковими переломами у діалізних пацієнтів [11].

Недавно було встановлено, що ФНП-подібний слабкий індуктор апоптозу (TWEAK) стимулює експресію запальних цитокінів локально в клітинах нирок та знижує експресію Клото в in vitro та in vivo [12]. Таким чином, запалення може сприяти розвитку резистентності до ФРФ-23 на ранніх стадіях ХХН та зростання концентрації останнього опосередковано.

Дослідження на тваринах та людині демонструють, що запалення стимулює транскрипцію ФРФ-23, що зрівноважується пропорційно підвищеним розщепленням щойно синтезованого ФРФ- 23 у здорових остеоцитах. Це веде до того, що в крові можна знайти високий рівень фрагментів зруйнованого ФРФ-23, зокрема С-кінцевого фрагменту ФРФ-23, але не біологічно активного інтактного ФРФ-23.

Із прогресуванням ХХН зростає рівень загального ФРФ-23, і відношення С-кінцевого ФРФ-23 щодо інтактного ФРФ-23 падає, можливо внаслідок послабленого його розщеплення при ХХН. При відсутності ХХН саме хронічне запалення веде до зміни балансу утворення та розщеплення інтактного ФРФ-23 на користь першого, що супроводжується також падінням концентрації ПТГ та 1,25-дигідроксивітаміну Д. В умовах ХНН запалення веде до підвищення концентрації інтактного біологічно активного ФРФ-23 [13].

Таким чином, показане посилення транскрипції ФРФ-23 в остеоцитах під впливом запалення. Проте питання з'ясування конкретного медіатора запалення, що володіє стимулюючим впливом на продукцію ФРФ-23, особливо на початкових етапах ХХН, залишається відкритим.

Мета дослідження. Вивчити стан системного запалення при ХХН шляхом оцінки рівня ІЛ-1Р, ІЛ- 6 та ІЛ-8 та дослідити зв'язок між ФРФ-23 та маркерами запалення при ХХН.

Пацієнти та методи дослідження

Нами обстежено 106 осіб, 47 жінок (44%) та 59 чоловіків (56%), віком (49,6±13,9) років із ХХН, які перебували на стаціонарному обстеженні та лікуванні в нефрологічному відділенні КЗ ТОР «Тернопільської університетської лікарні». Серед обстежених хворих було 9 пацієнтів із ШКФ >90 мл/(хв-1,73м2), що склали першу групу (ХХН І, n=9), 6 пацієнтів із ШКФ 60-89 мл/(хв-1,73м2), що склали другу групу (ХХН ІІ, n=6), 23 пацієнти із ШКФ 30-59 мл/(хв-1,73м2), що склали третю групу (ХХН ІІІ, n=23), 29 пацієнтів із ШКФ 15-29 мл/(хв-1,73м2), що склали четверту групу (ХХН ГУ, n=29), та 39 хворих із ШКФ <15 мл/(хв-1,73м2), що утворили п'яту групу (ХХН V, n=39). Визначення рівня с-кінцевого фрагменту ФРФ-23 проводили пацієнтам із ХХН І-V стадій та контрольній групі, що включала 9 здорових осіб віком (41,9±13,6) років.

ШКФ розраховували за формулою CKD EPI (KDIGO 2012).

Лабораторні дослідження включали визначення сироваткового рівня Ш-ір, ІЛ-6 та ІЛ-8 за допомогою набору реактивів для імуноферментного аналізу «Вектор Бест». С-кінцевий фрагмент ФРФ-23 визначався за допомогою набору реактивів для імуноферментного аналізу «Biomedica» на апараті SТАТ FАХ 303 Plus. Статистична обробка отриманих даних виконувалася за допомогою програм MicrosoftExcell 2010, Statistica 10.0. Дані представлені як середнє значення (М) та стандартна похибка (±m). Сатистичну достовірність відмінностей між кількісними показниками оцінювали за показником Манна-Уітні (U). Зв'язок між показниками визначали за коефіцієнтом рангової кореляції Спірмена (R).

Результати та їх обговорення

При вивченні рівня ІЛ-6 (рис. 1) нами виявлено прогресивне зростання його концентрації, порівняно із ХХН І, паралельно з падінням ШКФ із досягненням максимального рівня на V стадій ХХН ((82,46±7,62) пг/мл) (p<0,001). ХХН ІІ характеризувалась деяким зниженням значення ІЛ-6 ((6,54±1,38) пг/мл) порівняно із ХХН І ((7,25±2,14) пг/мл), яке, проте, не досягнуло статистичної достовірності.

Рис. 2. Концентрація ІЛ-1@ при ХХН.

При аналізі концентрації ІЛ-ір (рис. 2) спостерігалося зростання рівня цього прозапального цитокіна від ХХН І ((12,64±4,30) пг/мл) до ХХН IV.

Вивчення показника ІЛ-8 (рис. 3) серед пацієнтів із ХХН показало прогресивне зростання концентрації прозапального ІЛ-8 починаючи від ХХН І ((9,39±1,62) пг/мл) до ХХН ГУ ((33,00±9,17) пг/мл) ((32,06±7,86) пг/мл) (р<0,001). ХХН V характеризувалася незначним, але достовірним зниженням показника ІЛ-ір ((26,93±5,59) пг/мл) порівняно із ХХН IV (р<0,05).

(р<0,001). При ХХН V рівень ІЛ-8 достовірно зменшувався (р<0,001) порівняно із ХХН ГУ, досягаючи рівня ((17,80±7,30) пг/мл).

При дослідженні зв'язків між ШКФ та факторами запалення виявлено слабку достовірну негативну кореляцію між ШКФ та ІЛ-8 (Я= - 0,27; р < 0,05) (рис. 4), яка досягала найбільшої сили при ШКФ > 15 мл/(хв-1,73м²) (Я= -0,84; р<0,005). Виявлено достовірний негативний середньої сили зв'язок між ШКФ та ІЛ-ір (Я= - 0,39; р<0,001) (рис. 5), який був найяскравіший при ШКФ > 15 мл/(хв-1,73м²) (Я=- 0,72; р < 0,005). Також нами встановлено наявність сильного достовірного негативного зв'язку між ШКФ та ІЛ-6 при ХХН І-У стадій (Я= - 0,89; р < 0,001) (рис. 6).

Рис. 3. Концентрація ІЛ-8 при ХХН.

Рис. 4. Зв'язок між ІЛ-8 та ШКФ.

Рис. 5. Зв 'язок між ІЛ-lf та ШКФ.

Рис. 6. Зв'язок між ІЛ-6 та ШКФ.

Серед досліджуваних нами прозапальних цитокінів ІЛ-ір, ІЛ-6, ІЛ-8 лише показники ІЛ-ір перевищували референсні значення ((0-10) пг/мл) на І стадії ХХН, що свідчить про достатній рівень протизапальної ланки імунної відповіді, який, через складний каскад суперечливих реакцій, не допустив зростання ІЛ-6 та ІЛ-8. Проте, із зниженням ШКФ та виснаженням ресурсів протизапальних факторів організму, неухильно прогресує секреція факторів запалення, що супроводжується розвитком ускладнень ХНН.

Отримані результати свідчать про стан хронічного запалення при ХХН, яке посилюється паралельно з падінням функції нирок і стимулює подальше наростання ниркової недостатності. Показники хронічного запалення (ІЛ-ір, ІЛ-8) досягають максимальних значень на переддіалізній стадії ХХН. При цьому замісна ниркова терапія не здатна повністю нівелювати дію запальних цитокінів, зниження їх концентрації не досягає рівня показників ХХН ІІІ.

Натомість рівень ІЛ-6, як представника завершальної фази запальної відповіді, досягає максимальних значень при термінальній нирковій недостатності, інгібуючи секрецію ІЛ-1 на останній стадії ХХН, що супроводжується, як наслідком, також зниженням продукції ІЛ-8.

Рис. 7. Зв'язок між ФРФ-23 та 1Л-6 при ХХН.

При вивченні рівня сироваткової концентрації с-кінцевого фрагмента ФРФ-23 у пацієнтів із ХХН виявлено прогресивне зростання його рівня паралельно з розвитком ниркової недостатності. При чому, статистично значуще (р<0,05) підвищення концентрації ФРФ-23 спостерігалося вже на другій стадії ХХН ((1,29±0,08) пмоль/л) порівняно із ХХН І ((0,76±0,07) пмоль/л). При зниженні ШКФ рівень ФРФ-23 продовжував зростати, досягаючи рівня ((1,71±0,22) пмоль/л), ((1,90±0,30) пмоль/л), ((17,51±7,08) пмоль/л) на ІІІ, IV та V стадіях ХХН відповідно, що суттєво відрізнялося від даного показника при ХХН І (р<0,001).

При обстеженні контрольної групи пацієнтів виявлено суттєву відмінність (р<0,05) між рівнем ФРФ-23 у здорових осіб ((0,44 ± 0,05) пмоль/л) та у пацієнтів із ХХН як із зниженою ШКФ, так і з збереженою функцією нирок.

При дослідженні кореляції між ФРФ-23 та факторами запалення, такими як ІЛ-ір, ІЛ-6, ІЛ-8, виявлено достовірний зв'язок між ФРФ-23 та ІЛ-6 при ХХН І-У стадій (Я= 0,84; р<0,001) (рис. 7). Достовірний зв'язок між ФРФ-23 та ІЛ-ір (рис. 8) при ХХН І-У стадій (Я= 0,28; р<0,005) посилювався при ШКФ > 15 мл/(хв-1,73м²) (Я= 0,45; р<0,001). Зв'язок між ФРФ-23 та ІЛ-8 спостерігався лише при ШКФ > 15 мл/(хвН,73м²) (Я= 0,57; р<0,001).

Рис. 8. Зв'язок між ФРФ-23 та ІЛ-1р при ХХН.

Отже, ФРФ-23 пов'язаний із факторами продукції цього цитотоксичного фосфатоніну самелення, при чому найміцніший зв'язок спостерігається під дією ІЛ-6. З'ясування цього питання вимагає із ІЛ-6, що може свідчити про стимуляцію подальших досліджень.

Таблиця 1 Лабораторна характеристика обстежених пацієнтів

Примітка: * - р<0,05, порівняно з групою хворих із ШКФ>90 мл/(хв-1,73м²); ** - р<0,001, порівняно з групою хворих із ШКФ>90 мл/(хв-1,73м²)

нирковий недостатність цитокін фібробласт

Висновки

1. У хворих із ХХН має місце хронічне запалення, яке зростає в міру прогресування ХНН та деякою мірою корегується замісною нирковою терапією.

2. Показники прозапальних ІЛ-ір, ІЛ-6, ІЛ-8, наростаючи паралельно зі зниженням ШКФ, свідчать про важкість запальної відповіді, а тому можуть бути використані для поглибленої діагностики як предиктори несприятливих наслідків при ХХН.

3. У хворих із ХХН має місце підвищення концентрації С-кінцевого фрагменту ФРФ-23. ІЛ-6 володіє достовірним сильним зв'язком із рівнем с- кінцевого фрагменту ФРФ-23 при ХХН.

Список літератури:

1. Stenvinkel P, Heimburger O, Paultre F et al. Strong association between malnutrition, inflammation, and atherosclerosis in chronic renal failure. Kidney Int 1999;55:1899-1911.

2. Zimmermann J, Herrlinger S, Pruy A, Metzger T, Wanner C: Inflammation enhances cardiovascular risk and mortality in hemodialysis patients. Kidney Int 1999;55:648-658.

3. Bazeley J, Bieber B, Li Y, Morgenstern H et al. C-reactive protein and prediction of 1-year mortality in prevalent hemodialysis patients. Clin J Am Soc Nephrol 2011;6:2452-2461.

4. Honda H, Qureshi AR, Heimburger O et al. Serum albumin, C-reactive protein, interleukin 6, and fetuin a as predictors of malnutrition, cardiovascular disease, and mortality in patients with ESRD. Am J Kidney Dis 2006;47:139-148.

5. Tripepi G, Mallamaci F, Zoccali C. Inflammation markers, adhesion molecules, and allcause and cardiovascular mortality in patients with ESRD: searching for the best risk marker by multivariate modeling. J Am Soc Nephrol 2005;16:S83-S88.

6. 50. Martin A, David V, Quarles LD. Regulation and function of the FGF23/klotho endocrine pathways. Physiol Rev. 2012;92:131-155.

7. Gutierrez, 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

8. Martin A, David V, Li H, et al. Overexpression of the DMP1 C-terminal fragment stimulates FGF23 and exacerbates the hypophosphatemic rickets phenotype in Hyp mice. Mol Endocrinol. 2012;26:1883-1895.

9. Martin A, Liu S, David V, et al. Bone proteins PHEX and DMP1 regulate fibroblastic growth factor Fgf23 expression in osteocytes through a common pathway involving FGF receptor (FGFR) signaling. FASEB J. 2011;25:2551-2562.

10. Feng JQ, Ward LM, Liu S, et al. Loss of DMP1 causes rickets and osteomalacia and identifies a role for osteocytes in mineral metabolism. Nat Genet. 2006;38:1310-1315.

11. Panuccio V, Enia G, Tripepi R et al. Pro- inflammatory cytokines and bone fractures in CKD patients. An exploratory single centre study. BMC Nephrol 2012;13:134

12. Sanz AB, Izquierdo MC, Sanchez-Nino MD et al. TWEAK and the progression of renal disease: clinical translation. Nephrol Dial Transplant 2014;29(suppl 1):i54-i62.

13. Valentin David, Aline Martin, Tamara Isa- kova1 et al. Inflammation and functional iron deficiency regulate fibroblast growth factor 23 production. Kidney International (2016) 89, 135-146.

Размещено на Allbest.ru