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

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

Анализ суточной экскреции с мочой цитокинов и факторов роста доказывает превалирование процесса фиброгенеза над воспалением по мере формирования и прогрессирования хронической болезни почек у детей.




Role of cytokines and growth factors in formation and progression of chronic kidney disease in children I. V. Zorin, A. A. Vyalkova, E. V. Gunkova, L. V. Kutsenko, S. V. Plotnikova, S. A. Tchesnokova, S. M. Konnova

Analysis of urinary excretion of cytokines and growth factors indicates the prevalence of fibrogenesis inflammation in progression of chronic kidney disease.

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).

Характеристика наблюдаемых детей по возрасту, полу и формам заболевания

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.

Экскреция цитокинов и факторов роста при ПМР без признаков ХБП и у пациентов с ХБП

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).

Показатели суточной экскреции с мочой цитокинов и факторов роста у пациентов с ПМР и РН

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.

И. В. Зорин1, доктор медицинских наук, профессор
А. А. Вялкова, доктор медицинских наук, профессор
Е. В. Гунькова
Л. В. Куценко
С. В. Плотникова
С. А. Чеснокова
С. М. Коннова

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

Купить номер с этой статьей в pdf

Все новости и обзоры - в нашем канале на «Яндекс.Дзене». Подписывайтесь

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:

  • 22
    Ноя
    АДАИР дата окончания: 23 Ноября 2019 Место проведения: г. Москва, пл. Европы 2,  отель «Radisson Slavyanskaya»
  • 10
    Дек
    II Global Genetic Forum 2019 дата окончания: 12 Декабря 2019 Место проведения: Инновационный Центр «Сколково» (Москва)