Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Значение эндотелиальной дисфункции в развитии различных проявлений хронического гломеурлонефрита (обзор литературы) 13
1.1. Актуальность 13
1.2. Дисфункция эндотелия и хроническая болезнь почек 14
1.3. Роль молекул клеточной адгезии в развитии хронической болезни почек 18
1.4. Факторы эндотелиальной дисфункции и хроническая болезнь почек 21
1.5. Гепарансульфат и его роль в развитии хронической болезни почек 28
1.6. Заключение 32
Глава 2. Материалы и методы исследования 33
2.1. Дизайн исследования 33
2.2. Характеристика обследованной группы пациентов 35
2.3. Методы исследования 40
2.3.1. Клинико-лабораторное и инструментальное обследование 40
2.3.2. Определение молекулы межклеточной адгезии – 1, сосудистой молекулы адгезии – 1 и гепарансульфата 41
2.3.3. Чрескожная нефробиопсия и морфологическиое исследование нефробиоптата 43
2.3.4. Статистическая обработка результатов 47
Глава 3. Взаимосвязь уровня ICAM-1, VCAM-1 и гепарансульфата крови и показателей, отражаюших клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита 49
3.1. Взаимосвязь уровня ICAM-1 крови и показателей, отражающих клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита 49
3.2. Взаимосвязь уровня VCAM-1 крови и показателей, отражающих клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита 68
3.3. Взаимосвязь уровня гепарансульфата крови и показателей, отражающих клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита 86
Глава 4. Прогнозирование развития тубулоинтерстициального фиброза при хроническом гломерулонефрите 107
4.1. Гепарансульфат и развитие тубулоинтерстициального фиброза у больных с ХГН 107
4.2. ICAM-1 и развитие тубулоинтерстициального фиброза у больных с ХГН 114
4.3. VCAM-1 и развитие тубулоинтерстициального фиброза у больных с ХГН 118
4.4. Заключение 126
Глава 5. Влияние уровней гепарансульфата, ICAM-1 и VCAM-1 крови на почечную выживаемость и развитие ремиссии при хроническом гломерулонефрите 127
5.1. Влияние уровня гепарансульфата крови на почечную выживаемость при хроническом гломерулонефрите 127
5.2. Влияние уровня ICAM-1 крови на почечную выживаемость при хроническом гломерулонефрите 128
5.3. Влияние уровня VCAM-1 крови на почечную выживаемость при хроническом гломерулонефрите 131
5.4. Связь уровней гепарансульфата, ICAM-1 и VCAM-1 и динамики изменений клинико-лабораторных показателей у больных ХГН 132
5.5. Взаимосвязь уровней гепарансульфата, VCAM-1 и ICAM-1 c морфологическими признаками ХГН и достижением ремиссии 136
5.6. Заключение 150
Заключение 151
Выводы 167
Практические рекомендации 170
Список сокращений 171
Список литературы 172
Приложения 191
- Роль молекул клеточной адгезии в развитии хронической болезни почек
- Взаимосвязь уровня ICAM-1 крови и показателей, отражающих клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита
- Гепарансульфат и развитие тубулоинтерстициального фиброза у больных с ХГН
- Взаимосвязь уровней гепарансульфата, VCAM-1 и ICAM-1 c морфологическими признаками ХГН и достижением ремиссии
Роль молекул клеточной адгезии в развитии хронической болезни почек
Еще на рубеже XX-XXI веков было установлено, что растворимые молекулы клеточной адгезии (САМ), к которым относятся ICAM-1, ICAM-2, VCAM-1 и PECAM-1, представляют собой перспективные биомаркеры, которые могут отражать эндотелиальную активацию и процессы воспаления стенки сосудов [33, 101].
ICAM-1 представляет собой трансмембранную молекулу гликопротеина суперсемейства иммуноглобулинов и характеризуется пятью различными иммуноглобулиноподобными доменами, трансмембранным доменом и цитоплазматическим хвостом. ICAM-1 существует в виде мембраносвязанного и растворимого (sICAM-1) гликопротеина. Было показано, что он экспрессируется также в лейкоцитах и эндотелиальных клетках. Этот белок имеет внеклеточную часть (присоединенную к одной гидрофобной трансмембранной области из 24 остатков), трансмембранный и короткий цитоплазматический хвост из 28 остатков. Пять внеклеточных доменов (от D-1 до D-5) содержат 453 аминокислоты, в основном гидрофобные, и его структура -листа стабилизируется дисульфидной связью. 20D1 и D3 взаимодействуют со своими лигандами LAF-1 и Mac-1 на лейкоцитах соответственно, а тирозиновый остаток цитоплазматического хвоста опосредует сигнальный путь. Трансэндотелиальная миграция лейкоцитов в область воспаления происходит в четыре этапа: скручивание и присоединение лейкоцитов, интегрирующих интегрин (эндотелиальное связывание E- и P-селектина), активация интегринов хемокинами (повышенная адгезия к лигандам), устойчивая адгезия (LFA - 1, Mac 1) и миграция лейкоцитов в субэндотелиальную поверхность. ICAM-1 вызывает трансмиграцию лейкоцитов за счет ослабления и сокращения молекул соединительной адгезии эндотелиальных клеток через индукцию внутриклеточных уровней Ca 2+ [105]. ICAM-1 играет важнейшую роль в процессе адгезии лейкоцитов к эндотелию и их трансэндотелиальной миграции, а также является дополнительным фактором активации иммунных клеток. Данный фактор ЭД известен, непосредственно как маркер индуцированной активности эндотелия [31]. ICAM-1 является хорошо известной идентифицированной критической молекулой, секретируемой эндотелием во время сосудистого воспаления и способствующей связыванию всех типов лейкоцитов с эндотелием [76, 106]. По результатам одного из исследований, полиморфизм гена ICAM-1 связан со степенью интерстициального фиброза у реципиентов почек [49].
Данные полученные в одном из японских исследований свидетельствуют о том, что гломерулярная гиперфильтрация является основной причиной гломерулосклероза и опосредуется частично экспрессией ICAM-1 и инфильтрацией макрофагов [98]. В работе Shimizua et al установлено, что развитие тубулоинтерстициального повреждения в почечной ткани может быть связано с процессом индукции ICAM-1 в почке [95]. Некоторые исследования говорят о связи экспрессии ICAM-1 и выраженности протеинурии. Повышение уровня ICAM-l в крови крыс положительно коррелировало с протеинурией [59]. Ингибирование связывания ICAM-1 с его рецепторами снижало экскрецию белка с мочой у крыс [88].
В 1989 году VCAM-1 была впервые идентифицирована как гликопротеин на поверхности эндотелиальных клеток [55,133]. Экспрессия VCAM-1 активируется провоспалительными цитокинами, в том числе TNF, а также АФК, окисленным липопротеином низкой плотности [46]. При высоком уровне воспаления и хронических состояниях при некоторых заболеваниях VCAM-1 также экспрессируется на поверхности других клеток, включая тканевые макрофаги, дендритные клетки, фибробласты костного мозга, миобласты, ооциты, клетки Купфера, клетки Сертоли и раковые клетки [35, 166]. Присутствие VCAM-1 на трубчатых клетках в воспаленной почке указывает на способность этих клеток взаимодействовать с мононуклеарными клетками либо в качестве вспомогательных клеток, либо в качестве цитотоксических мишеней. Отсутствие VCAM-1 в эндотелиальных клетках почечных сосудов свидетельствует о локальных различиях в эндотелиальных клетках этого органа, что контрастирует с другими тканями (например, кожей и синовиальной оболочкой) [139]. Прямое взаимодействие LFA-1, который является лигандом для VCAM-1 на клетках HK-2 активировало передачу сигналов ERK1 / 2 и как итог – ускорение эпителиально-мезенхимального перехода в почечной паренхиме [156]. VCAM-1, содержащийся в моче, выступает в качестве надежного индикатора активности волчаночного нефрита – к такому выводы пришли ученые из США [164]. На экспериментальной модели гломерулонефрита продемонстрировано присутствие интегрина VLA-4, являющегося лигандом VCAM-1, в эндотелии клубочков почек, а также показано значительное повышение экспрессии VCAM-1 на эндотелии [7]. Повышенные уровни циркуляции растворимых форм ICAM-1, VCAM-1 и E-селектина были обнаружены в ряде исследований у пациентов с ХБП, в том числе ХБП 5 стадии на гемодиализе [99]. В одном из исследований IL-13 оказывал влияние исключительно на растворимую и поверхностную экспрессию VCAM-1, причем последний стимулируется IL-13 в сочетании с TNF-. Экспрессия ICAM-1 была значительно увеличена за счет влияния TNF-, IL-1 [153]. В общей популяции СКФ обратно связана с циркулирующими молекулами адгезии VCAM-1 и MCP-1 и несколькими маркерами воспаления [82]. Повышение адгезивности эндотелия имеет большое значение в развитии ЭД, главным образом за счет высокой активности молекул клеточной адгезии - VCAM-1 и ICAM-1, приводящих к скоплению на эндотелии различных клеточных популяций с последующим развитием индуцированных воспалительных процессов [4]. Сывороточные уровни растворимых молекул адгезии sVCAM-1, sICAM-1 в одном из исследований коррелировали положительно со стадией заболевания почек. Также их уровни сыворотки положительно коррелировали с C-реактивным белком [25]. Уровни сыворотки ICAM-1 и VCAM-1 постепенно повышались у пациентов с ХПН и у пациентов на гемодиализе [42]. Молекулы семейства CAM - ICAM и VCAM, являются важными независимыми предикторами смертности от всех причин у пациентов с трансплантацией почки [60]. Все вышеизложенное говорит о важности и актуальности дальнейшего исследования уровней молекул клеточной адгезии у больных ХГН для уточнения их роли в развитии тех или иных клинических и морфологических проявлений заболевания.
Взаимосвязь уровня ICAM-1 крови и показателей, отражающих клинико-морфологические характеристики хронического гломерулонефрита
Медиана ICAM-1 в крови больных с ХГН составила 242,3 нг/мл. При анализе распределения признака оно было оценено как нормальное (индекс Kolmogorov-Smirnov d =0,12, p 0,20; Lilliefors p 0,05) (Рис. 4).
В таблице 3 представлены значения клинических показателей в зависимости от уровня ICAM-1 (отклонение от медианы исследуемого фактора). В данной таблице продемонстрировано распределение (удельный вес) в группах с повышенным (более 242,3 нг/мл) и пониженным (менее 242,3 нг/мл) уровнем ICAM-1. В группе пациентов с повышенным уровнем данного фактора в крови, наблюдалось более высокое содержание белка (в том числе и альбумина) в крови, меньший уровень суточной потери белка с мочой и уровень протеинурии в разовой порции мочи, что свидетельствует о преимущественно нефритическом варианте течения гломерулонефрита у данной группы больных. Величина СКФ, фибриногена крови, величина САД и ДАД, уровень креатинина, мочевины, ОХС крови и мочевой кислоты не отличались в данных группах обследуемых.
Помимо этого, нами было установлено, что распределение (удельный вес) в группах с повышенным (более 242,3 нг/мл) и пониженным (менее 242,3 нг/мл) уровнем ICAM-1 не отличалось по полу (мужской – 58,3, 75% соответственно, 2=2,3, р=0,13), наличию гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ – 2,1, 12,5% соответственно, 2=3,6, р=0,06), АГ (АГ – 72,9, 78,1% соответственно, 2=0,26, р=0,59), ХПН (ХПН – 18,8, 21,9% соответственно, 2=0,12, р=0,73), ХСН (ХСН – 2,1, 3,1% соответственно, 2=0,09, р=0,77).
Вместе с тем были показаны отличия по клиническому варианту течения гломерулонефрита (нефротический синдром – 16,7, 65,6% соответственно, 2=19,9, р 0,00001), наличию отеков (отеки – 41,7, 71,8% соответственно, 2=7,0, р=0,008), асцита (асцит – 2,1, 21,9% соответственно, 2=8,4, р=0,004).
При проведении рангового корреляционного анализа по Spearman было показано, что более высокие значения ICAM-1 в крови наблюдаются у более молодых пациентов, имеющих меньший уровень ИМТ, а также САД и ДАД, в том числе в период отсутствия гипотензивного контроля (САДмакс, ДАДмакс) (Табл. 4). Повышение уровня ICAM-1 в крови наблюдалось при нефритических формах ХГН, что характеризовалось отрицательной направленностью корреляционной связи ICAM-1 в крови с уровнем суточной протеинурии, уровнем протеинурии в разовой порции мочи, а также наличием и выраженностью отеков, а также положительной направленностью корреляционной связи с уровнями общего белка, альбумина крови, что подтверждает ранее полученные нами результаты.
При исследовании уровня ICAM-1 и VCAM-1, нами было отмечено, что изменения концентрации ICAM-1 в крови происходили равнонаправленно изменениям концентрации VCAM-1 (Рис. 5).
Полученные данные позволили нам преобразовать их с получением уравнений линейной регрессии. С помощью этих уравнений представляется возможным, например, определять расчетным способом уровень ICAM-1 при отсутствии лабораторных возможностей его прямого определения в крови (Табл. 5).
При проведении рангового корреляционного анализа по Spearman и Kendall Tau были установлены статистически значимые связи уровня ICAM-1 в крови с морфологическими проявлениями при ХГН (Табл. 6). В результате было установлено, что уровень ICAM-1 был выше у больных с IgA-нефропатией, а также с такими свойственными нефритическим формам и IgA-нефропатии признаками, как мезангиальная гиперклеточность, склероз мезангиального пространства, фокусы фибриноидного пропитывания в клубочках. Те признаки, которые в большей степени характеризуют нефротические формы нефрита, при повышении уровня ICAM-1 встречались реже, в частности, белковые цилиндры в канальцах и протоках, утолщение базальных мембран капилляров. Редко встречались при повышении уровня ICAM-1 также набухание эндотелия и микровиллезная трансформация подоцитов, что свидетельствует о том, что повышение уровня ICAM-1 приводит к снижению компенсаторно приспособительных свойств эндотелиальных и подоцитарных клеток при гломерулонефрите. Ассоциация повышенного уровня ICAM-1 с депозитами Ig и в частности IgA свидетельствует о его вероятном участии в иммунокомплексном воспалении при ХГН, причем это участие реализуется в большей степени в период выраженной активности воспалительного процесса, поскольку снижение активности, характеризующееся накоплением IgG, сопровождается снижением уровня ICAM-1 в крови. Повышенный уровень ICAM-1 также ассоциируется с накоплением фибриногена в капиллярных петлях клубочков и интерстиции, что свидетельствует о более выраженных процессах воспаления и микротромбообразования, в следствие повышения прокоагулянтных свойств эндотелия.
В последующем был проведен логистический регрессионный анализ влияния уровня ICAM-1 крови на вероятность наличия тех или иных морфологических показателей, а также наличия изменений уровня общего холестерина крови и альбумина в крови и вероятность развития частичной ремиссии. (Таб.7)
Гепарансульфат и развитие тубулоинтерстициального фиброза у больных с ХГН
В предыдущих главах было сказано, что гепарансульфат является мощным профиброгенным фактором, повышенные уровни которого влияют на развитие различных морфологических признаков измененной почечной ткани (склероз клубочков, ТИФ, сегментарная пролиферация эндотелиальных клеток, мезангиальная гиперклеточность, эндотелиальная гиперклеточность, фокусами сглаживания малых отростков, свечением С3 компонента комплемента в капиллярных петлях, отложением фибриногена в капиллярных петлях).
В свете вышеизложенных результатов нашего исследования, мы посчитали необходимым выявить связи между уровнем гепарансульфата и различными клинико-морфологическими показателями с развитием ТИФ.
Нами проведен логистический регрессионный анализ, в ходе которого оценивалось влияние гепарансульфата в совокупности с клинико морфологическими факторами на вероятность обнаружения в нефробиоптате ТИФ (Таб. 24).
Полученные данные позволили разработать номограммы (клиническая модель №7), включающие различные лабораторные, клинические и морфологические показатели для прогнозирования вероятности обнаружения ТИФ в почечной ткани (Таб. 25). В данных номограммах показано прямое влияние уровня гепарансульфата крови на прогноз развития ТИФ в зависимости от величины САД, ДАД, СКФ, уровня креатинина, альбумина и ряда морфологических показателей.
В качестве примера влияния гепарансульфата на вероятность обнаружения ТИФ в биоптате на рисунках 28 и 29 приведены графики с включением в них таких показателей, как уровень САД и расширение мезангия.
Взаимосвязь уровней гепарансульфата, VCAM-1 и ICAM-1 c морфологическими признаками ХГН и достижением ремиссии
При проведении данного исследования стало очевидным участие изучаемых факторов в развитии тех или иных морфологических проявлений ХГН, что было описано в предыдущих главах. В последующем мы решили изучить влияние сывороточных уровней данных маркеров совместно с различными морфологическими и лабораторными показателями на вероятность достижения ремиссии ХГН.
При проведении логистического регрессионного анализа были получены свидетельства влияния исходного уровня гепарансульфата и ряда клинико-морфологических признаков на достижение ремиссии заболевания в течение 12 месяцев наблюдения (Табл. 37).
В качестве примера такого влияния на рисунке 22 продемонстрирован график регрессии зависимости ремиссии от исходных уровней мочевой кислоты и гепарансульфата.
На основании полученных уравнений логистической регрессии нами были рассчитаны номограммы (клиническая модель №4) для оценки прогноза развития ремиссии ХГН (Табл. 38). Согласно проведенному анализу, исходно более низкие уровни гепарансульфата совместно с менее выраженным ТИК и ТИВ, а также совместно с меньшим уровнем мочевой кислоты свидетельствовали о большей вероятности развития ремиссии у группы обследуемых больных.
Проведенный логистический регрессионный анализ позволил также выделить морфологические и клинико-лабораторные факторы, которые в совокупности с уровнем ICAM-1 оказывали влияние на развитие ремиссии гломерулонефрита (Таб. 39).
В качестве примера такого влияния на рисунках 23 и 24 представлены графики зависимости ремиссии от исходного уровня ICAM-1, выраженности ТИВ и уровня фибриногена.
По результатам логистического регрессионного анализа нами были составлены номограммы (клиническая модель №5) для оценки риска развития ремиссии на основании исходных данных с включением в их перечень уровней ICAM-1 (Таб. 40). Чем меньше был возраст пациента, тем вероятность развития ремиссии была выше. Помимо этого, сочетание низких уровней ICAM-1 с более низкими уровнями фибриногена, с меньшей степенью выраженности ТИК и ТИВ, а также с отсутствием склероза клубочка в биоптате также повышало вероятность развития ремиссии.
При проведении логистического регрессионного анализа оценки влияния VCAM-1 в совокупности с клинико-морфологическими факторами были получены уравнения регрессии, демонстрирующие влияние клинико лабораторных показателей на вероятность достижения ремиссии (Таб. 41).