Роль цитокинов и факторов роста в формировании и прогрессировании хронической болезни почек у детей

Авторы посвящают статью светлой памяти Майи Сергеевны Игнатовой (1929–2019).

Прогрессирование хронических заболеваний почек (ХЗП) с формированием терминальной хронической почечной недостаточности, требующей проведения заместительной терапии, а в последующем трансплантации почек, является одной из актуальных проблем нефрологии [1–4]. Для унификации подходов к оценке стадии ХЗП NKF/КDOQI (National Kidney Foundation/Kidney Disease Outcomes Quality Initiative) в 2002 г. была предложена концепция хронической болезни почек (ХБП) [5, 6].

ХБП — это стадийный процесс, инициирующийся при воздействии разнообразных экзогенных и эндогенных факторов, в дальнейшем участвующих в прогрессировании ренального поражения с формированием нефросклероза [7, 8]. ХБП — это собирательное понятие, которое определяется как повреждение почек или снижение их функции в течение трех месяцев с выраженными клиническими симптомами нефропатии или без отчетливого присутствия клинических признаков болезни почек [9].

Механизмы прогрессирования — это факторы или группа факторов, приводящие к развитию нефросклероза, который может рассматриваться как патологический ответ организма на альтерацию иммунной или неиммунной природы [10]. В настоящее время выделяют шесть групп механизмов прогрессирования нефросклероза: клеточно-молекулярные, бактериальные, гемодинамические, уродинамические, метаболические, коагуляционные [11, 12].

Клеточно-молекулярные механизмы склерозирования представляют собой местные почечные проявления общепатологических механизмов воспаления и фиброза, являются следствием локального баланса между эндокринными, паракринными (на соседние клетки) и аутокринными (на синтезирующую их клетку) факторами, регулирующими пролиферацию и синтетическую функцию фибробластов [13]. Клеточные механизмы повреждения тубулоинтерстициальной ткани почек представлены: Т-лимфоцитами, моноцитами-макрофагами, нейтрофилами, тромбоцитами, системой комплемента, цитокинами и факторами роста [14].

Цитокины — это продуцируемые клетками белково-пептидные факторы, осуществляющие короткодистантную регуляцию межклеточных и межсистемных взаимодействий. Цитокины определяют выживаемость клеток, стимуляцию или ингибирование их роста, дифференцировку, функциональную активацию и апоптоз клеток [15]. Цитокины — гормоноподобные молекулы, действие которых на клетку-мишень опосредуется высокоспецифичными высокоаффинными мембранными рецепторами [16]. В отличие от классических гормонов большинство цитокинов является молекулами локального (паракринного) действия. Они продуцируются и утилизируются клетками, находящимися в тесной близости. Возможно и аутокринное действие цитокинов, т. е. действие на ту же клетку, которая секретировала данный цитокин. Цитокины иммунной системы характеризуются следующими общими свойствами: синтезируются в процессе реализации механизмов естественного или специфического иммунитета; проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка 10–11 ммоль/л); служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают аутокринной, паракринной и эндокринной активностью; действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток (при этом вызывают преимущественно медленные клеточные реакции, требующие синтеза новых белков); образуют регуляторную сеть, в которой отдельные элементы обладают синергическим или антагонистическим действием; обладают плейотропной (полифункциональной) активностью [17]. Регуляторы естественного иммунитета — провоспалительные цитокины (интерлейкины ИЛ-1 и ИЛ-6, фактор некроза опухоли-α (ФНО-α), хемокины — ИЛ-8, MCP-1, RANTES и др.). Они участвуют в неспецифической защите организма от бактериальных и вирусных инфекций. Их основными мишенями являются клетки-фагоциты — макрофаги и гранулоциты. Цитокины, регулирующие специфические иммунные реакции, — ИЛ-2 и ИЛ-4, трансформирующий фактор роста-β (ТФР-β) и др. Эти белки участвуют в активации, росте и дифференцировке зрелых лимфоцитов. Цитокины, регулирующие воспалительные реакции, развивающиеся в процессе специфического иммунного ответа, — INF-γ, лимфотоксин, ИЛ-5, ИЛ-10 и др. Их основная функция — активация неспецифических эффекторных клеток: цитотоксических макрофагов и естественных киллеров [18].

Поскольку цитокины являются локальными медиаторами, более целесообразно измерять их уровни в соответствующих тканях после экстракции тканевых протеинов или в естественных жидкостях, например, в слезе, смывах из полостей, моче, спинномозговой жидкости и т. д. Уровни цитокинов в сыворотке или других биологических жидкостях отражают текущее состояние работы иммунной системы, т. е. синтез цитокинов клетками организма in vivo [19–22].

Материал и методы исследования

Целью настоящего исследования было оценить роль цитокинов и факторов роста в формировании и прогрессировании ХБП у детей.

Проведено обследование 188 детей, в том числе 118 детей с рефлюкс-нефропатией (РН) с ХБП на разных стадиях интерстициального фиброза; 40 пациентов с пузырно-мочеточниковым рефлюксом (ПМР) без признаков нефросклероза, 30 детей контрольной группы (табл. 1).

Критерии включения пациентов в клиническое обследование:

• добровольное информированное согласие родителей ребенка на участие в клиническом обследовании;
• возраст пациентов от 1 года до 17 лет включительно;
• наличие верифицированных диагнозов по международным критериям: ПМР (комитет по интернациональному изучению ПМР, 1981); рефлюкс-нефропатия (J. M. Smellie, 1985) [23].

Критерии исключения больных из исследования:

• отказ родителей от участия в клиническом обследовании;
• двусторонняя РН;
• двусторонний ПМР;
• ХБП III–V стадий (С3-С5).

В результате проведенного обследования выделены следующие группы клинического наблюдения:

1) дети с ПМР без признаков тубулоинтерстициального поражения почек (n = 40);
2) дети с рефлюкс-нефропатией А (n = 30);
3) дети с рефлюкс-нефропатией В (n = 30);
4) дети с рефлюкс-нефропатией С (n = 30);
5) дети с рефлюкс-нефропатией D (n = 28).

Контрольную группу составили условно здоровые дети (n = 30).

При постановке диагноза РН использована классификация, предложенная J. M. Smellie, основанная на степени нефросклероза, верифицированной по результатам проведенной нефро­сцинтиграфии:

• степень А — наличие не более 2 очагов нефросклероза;
• степень В — выявление более 2 очагов нефросклероза с сохранением участков неизмененной паренхимы;
• степень С — генерализованные изменения почечной паренхимы, уменьшение почки в размерах;
• степень D — конечная стадия сморщивания почки, с сохранением менее 10% функционирующей паренхимы [23].

Диагноз ПМР верифицировался на основании критериев, разработанных Комитетом по интернациональному изучению пузырно-мочеточникового рефлюкса в 1981 г. по степени заброса рентгеноконтрастного вещества и дилатации чашечно-лоханочной системы почек [23].

Клинико-параклиническое обследование детей проводилось в Государственном автономном учреждении здравоохранения «Городская клиническая больница № 6» города Оренбурга.

Нефросцинтиграфия, позволившая верифицировать степени рефлюкс-нефропатии, проводилась на базе отделений радиоизотопной диагностики Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Оренбургская областная клиническая больница».

Всем детям проводилось определение в утренней моче цитокинов (ИЛ-8, ИЛ-10) и факторов роста (ФНО-α, ТФР-β). Сбор мочи проводился на общем режиме, забор образцов по 15 мл (осуществляется из общего объема после утренней микции). Образцы мочи хранились при температуре –20 °C до проведения анализа. Для измерения уровней изучаемых цитокинов и факторов роста использовались наборы для иммуноферментного анализа (ИФА): «The BioSource Human IL-8/NAP-1 ELISA», «The BioSource Human IL-10 ELISA», «The BioSource Human TNF-α ELISA», «The BioSource Human TGF-β1 ELISA» (BIOSOURCE, США). Выполнение исследований методом ИФА проводилось на многофункциональном анализаторе «Clima» (Финляндия).

Всем детям проведена оценка функционального состояния почек по пробам Реберга с поправкой по формуле Шварца, Зимницкого, суточной экскреции с мочой титруемых кислот, аммиака. Верификация ХБП проводилась на основании критериев NKF/КDOQI (National Kidney Foundation/Kidney Disease Outcomes Quality Initiative) [6].

Статистическая обработка материала произведена путем вычисления средней арифметической (М), ошибки средней (m) с помощью биометрических методов анализа, коэффициента Стьюдента (t) с последующим нахождением уровня достоверности различий (р) по таблицам. Достоверным считали различие при р < 0,05.

Результаты

Нами установлены тенденции продукции и экскреции интерлейкинов и факторов роста у пациентов всех сравниваемых групп (рис.).

Установлено, что у детей из группы с ПМР без признаков ХБП уровень экскреции с мочой ИЛ-8 был ниже (14,38 ± 0,49 пг/мл), чем у пациентов с ХБП (РН А — 16,55 ± 0,78 пг/мл). По мере прогрессирования ХБП, что соответствует стадиям РН, установлено стадийное увеличение суточной экскреции с мочой ИЛ-8 (табл. 2).

Нами установлено, что по мере формирования ХБП у пациентов с ПМР происходит увеличение продукции и экскреции с мочой ИЛ-10. У детей с ПМР уровень экскреции с мочой ИЛ-10 составлял 11,98 ± 0,24 пг/мл, у пациентов с РН А, то есть начальной стадией ХБП, он составлял 19,23 ± 0,32 пг/мл. По мере прогрессирования ХБП отмечалось снижение экскреции с мочой ИЛ-10.

Нами установлено, что по мере формирования, а затем прогрессирования ХБП происходит увеличение продукции и экскреции с мочой ФНО-α. У пациентов с ПМР без признаков ХБП уровень экскреции с мочой ФНО-α составил 11,48 ± 0,31 пг/мл, у пациентов с начальными признаками ХБП (РН А) он был 16,69 ± 0,59 пг/мл. По мере прогрессирования ХБП у пациентов с РН показатели экскреции с мочой ФНО-α существенно увеличивались и составляли у детей с РН D 28,9 ± 0,93 пг/мл.

Нами доказано, что при формировании ХБП у детей с ПМР происходит увеличение продукции ТФР-β. У детей с ПМР он составил 7,62 ± 0,25 пг/мл, в то время как у пациентов с начальными признаками нефросклероза, что соответствовало РН А, он был 8,57 ± 0,34 пг/мл. Таким образом, по мере прогрессирования ХБП установлено увеличение экскреции ТФР-β у пациентов с ХБП (рис.).

Обсуждение

В результате проведенного исследования нами установлено, что при формировании ХБП происходит увеличение продукции и экскреции с мочой цитокинов (ИЛ-10, ИЛ-8) и факторов роста (ФНО-α, ТФР-β). При прогрессировании ХБП происходит увеличение продукции и экскреции цитокинов: ИЛ-8, факторов роста (ФНО-α, ТФР-β) при снижении выработки и экскреции с мочой ИЛ-10.

Анализ экскреции с мочой цитокинов и факторов роста доказывает преобладание процесса фиброгенеза над воспалением по мере формирования и прогрессирования ХБП у детей [24].

Литература

1. Игнатова М. С. Проблемы прогрессирования болезней почек у детей и современные возможности ренопротекции: научное издание // Нефрология и диализ. 2005. Т. 4, № 7. С. 428–434.
2. Iturbe B. R., Johnson R. J., Herrera-Acosta J. Tubulointerstitial damage and progression of renal failure // Kidney International. 2005. Vol. 68. Supp. 99. P. 82–86.
3. Litwin M. Risk factors for renal failure in children with non-glomerular Nephropathies // Pediatric Nephrology. 2004. Vol. 19. P. 178–186.
4. Muller G. A., Zeisberg M., Strutz F. The importance of tubulointerstitial damage in progressive renal disease // Nephrol. Dial. Transplant. 2000. Vol. 15. Suppl 6. P. 76–77.
5. Definition and classification of chronic kidney disease: A position statement from Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO). Kidney International. 2005. Vol. 67. P. 2089–2100.
6. K/DOQI Clinical Practice Guidelines for Chronic Kidney Disease: Evaluation Classification Stratification // A J K D. 2002. № 39. (2 Suppl. 1). P. 1–266.
7. Игнатова М. С. О хронических болезнях почек и тубулоинтерстициальных нефропатиях // Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. 2008. Т. 87, № 3. С. 128.
8. Levey A. S. Chronic Kidney Diseasе as a Global Public Health Problem: Approaches and Initiatives // Kidney Int. 2007. Vol. 72. Р. 247–259.
9. Mak R. Chronic kidney disease in children: state of art // Pediatr Nephrol. 2007. V. 22. P. 1687–1688.
10. Картамышева Н. Н., Чумакова О. В., Кучеренко А. Г. Факторы прогрессирования хронического пиелонефрита и хронического интерстициального нефрита // Педиатрия. 2004. № 5. С. 50–53.
11. Паунова С. С. Патогенетические основы нефросклероза // Нефрология и диализ. 2005. № 2. С. 130–135.
12. Fogo A. B. Mechanisms of progression of chronic kidney disease // Pediatr. Nephrol. 2007; 22 (12). P. 2011–2022.
13. Чеботарева Н. В., Бобкова И. Н., Козловская Л. В. Молекулярные механизмы интерстициального фиброза при прогрессирующих заболеваниях почек (Обзор литературы) // Нефрология и диализ. 2006. № 1. С. 26–35.
14. Eddy A. A. Molecular basis of renal fibrosis // Pediatric Nephrology. 2000. Vol. 15. P. 290–301.
15. Кетлинский С. А., Симбирцев А. С. Цитокины. СПб: Фолиант, 2008. С. 23.
16. Anders H. J., Vielhauer V., Schlondorff D. Chemokines and chemokine receptors are involved in the resolution or progression of renal disease // Kidney Int. 2003. Vol. 63. P. 401–415.
17. Славянская Т. А., Сепиашвили Р. И. Роль цитокинов в иммунопатологии // Аллергология и иммунология. 2004. Т. 5, № 1. С. 42.
18. Cale С. M. Cytokines and macrophages: implications for normal and abnormal renal development // Pediatr. Nephrology. 1999. Vol. 13. P. 709–715.
19. Кучеренко А. Г., Паунова С. С., Смирнов И. Е. и др. Цитокины при некоторых формах обструктивных уропатий у детей // Вопросы современной педиатрии. 2004. № 2. С. 82–83.
20. Пекарева H. A., Чупрова A. B., Лоскутова С. А. и др. Патогенетическое значение динамики цитокинов при хроническом обструктивном пиелонефрите у детей // Педиатрия. 2008. № 3. С. 23–27.
21. Смирнов И. Е., Хворостов И. Н. Цитокины и апоптоз при обструктивных уропатиях у детей// Российский педиатрический журнал. 2007. № 6. С. 31–35.
22. Хворостов И. Н., Зоркин С. Н., Смирнов И. Е. Значение определения уровня цитокинов при обструктивных уропатиях у детей // Вестник Волгоградского медицинского университета. 2005. № 2 (14). С. 45–49.
23. Smellie J., Normand C. Bacteriuria, reflux and renal scarring // Arch Dis Child. 1975. V. 50. P. 581–583.
24. Паунова С. С. Рефлюкс-нефропатии, В кн.: Детская нефрология. Руководство для врачей. 3-е издание / Под ред. М. С. Игнатова. М.: МИА, 2011. С. 502–511.

ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России, Оренбург

¹ Контактная информация: zorin2000@yandex.ru

DOI: 10.26295/OS.2019.78.12.015

Роль цитокинов и факторов роста в формировании и прогрессировании хронической болезни почек у детей/ И. В. Зорин, А. А. Вялкова, Е. В. Гунькова, Л. В. Куценко, С. В. Плотникова, С. А. Чеснокова, С. М. Коннова
Для цитирования: Лечащий врач № 9/2019; Номера страниц в выпуске: 6-9
Теги: дети, почечная недостаточность, фибриногенез