Preview

Нефрология

Расширенный поиск

УБИКВИТИН-НЕЗАВИСИМАЯ ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ ДЕГРАДАЦИЯ БЕЛКА У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ ПОЧЕК 5Д СТАДИИ

https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-73-78

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ: оценка влияния убиквитин-независимой деградации белка на развитие нарушений белкового обмена у пациентов с ХБП, получающих лечение гемодиализом. ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ: обследовано 80 пациентов с ХБП, получающих лечение гемодиализом. В исследуемую группу вошли: 47 мужчин и 33 женщины, средний возраст которых составил 51,7±11,6 года, длительность диализа – 33,5 (0,5; 236) мес. Всем пациентам было проведено антропометрическое исследование, биоимпедансометрия, определение мышечной силы, биохимический анализ крови и открытый ИФА на наличие 20S-протеасомы (20S-PSM) в крови. РЕЗУЛЬТАТЫ: При построении моделей регрессионного анализа значимое влияние на мышечную силу оказывали возраст, длительность диализа, уровень сывороточного альбумина, 20S-протеасомы. Статистически значимой корреляционной связи между уровнем 20S-PSM и сывороточного альбумина и общего белка как самостоятельного результата протеасомной деградации белка получено не было (p=0,78; p=0,80). ЗАКЛЮЧЕНИЕ: В ходе исследования продемонстрирована взаимосвязь уровня 20S-протеасомы с особенностями проведения диализного лечения, уровнем хронического воспаления. Изменение компонентного состава тела в виде компенсаторного увеличения абсолютного содержания жировой ткани на фоне саркопении по результатам биоимпедансометрии выявлено не было, что требует дальнейшего изучения.

Для цитирования:


Бондаренко Н.Б., Батюшин М.M., Гасанов М.З., Сарвилина И.В., Голубева О.В. УБИКВИТИН-НЕЗАВИСИМАЯ ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ ДЕГРАДАЦИЯ БЕЛКА У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ ПОЧЕК 5Д СТАДИИ. Нефрология. 2019;23(1):73-78. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-73-78

For citation:


Bondarenko N.B., Batushin M.M., Gasanov M.Z., Sarvilina I.V., Golubeva O.V. PROTEIN DEGRADATION BY THE UBIQUITIN-PROTEASOME PATHWAY IN PATIENTS WITH CHRONIC KIDNEY DISEASE STAGE 5D. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(1):73-78. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-73-78

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время хроническая болезнь почек (ХБП), в том числе ее терминальная стадия, рас­сматривается как важная медико-социальная про­блема, что обусловлено ее распространенностью, высоким сердечно-сосудистым риском, влиянием на продолжительность и качество жизни, которое зависит в том числе от необходимости в проведе­нии постоянной заместительной почечной тера­пии (ЗПТ). Наиболее распространенным спосо­бом ЗПТ является гемодиализ (ГД), применение которого у пациентов с ХБП 5 стадии ассоцииро­вано с развитием различных осложнений, в част­ности, дисбаланса компонентного состава тела в результате нарушений белкового обмена [1]. Эти изменения на ранних стадиях болезни могут про­текать незаметно и в дальнейшем приводить к раз­витию опасного клинического состояния - саркопении, как результата дисбаланса катаболических и анаболических процессов. Ее развитие связано с высокой сердечно-сосудистой смертностью в обсуждаемой группе пациентов [2]. Факторами риска саркопении являются пожилой возраст, на­личие сахарного диабета, повышенный уровень креатинина и сывороточного фосфата крови, дли­тельность диализного лечения [3, 4].

В процессе катаболизма мышечных белков принимают участие следующие внутриклеточные системы: лизиосомная (аутофагическая), каспазная, кальпаиновая и убиквитин-протеасомная. Последней у пациентов с ХБП принадлежит осо­бая роль, как ведущей в развитии дефицита мы­шечной ткани. В качестве активирующих ее фак­торов зачастую выступают провоспалительные медиаторы (С-реактивный белок, IL-6 и др.), ок- сидативный стресс, дефицит витамина D и др. [5].

Известно, что деградации белка в протеасоме предшествует ее убиквитинирование - АТФ- зависимое присоединение остатков низкомо­лекулярного белка убиквитина с участием трех типов ферментов: убиквитин-активирующего, убиквитин-конъюгирующего и убиквитинлигазы. Меченые таким образом белки цито­плазмы и нуклеоплазмы подвергаются расще­плению в 26S протеасомах. Однако в последние годы становится всё более очевидным, что таким образом клетка избавляется лишь от части не­желательных белков. Многие белки могут рас­щепляться 20S-протеасомой АТФ-независимым способом и без предварительного убиквитинирования [6, 7]. Вместе с тем, лишь около 30 % протеасом в клетках млекопитающих представлены 26S-протеасомами, тогда как большая их часть приходится на 20S-комплексы [6, 7]. В рамках работы убиквитин-протеасомной модели осо­бое внимание уделялось активности убиквитинлигаз [8, 9], работа которых опосредована через 26S-протеасомы. Имеются данные об определе­нии активности убиквитин-независимой дегра­дации, опосредованной через 20S-протеасому, с моделированием на мышах [9], однако, ее роль у пациентов с ХБП до конца не ясна. Таким обра­зом, истинное значение 20S-комплексов в процес­сах убиквитин-независимой деградации белков (к примеру, в условиях окислительного стресса, хронического воспаления) остается недостаточно изученным и представляет научный интерес.

Целью исследования явилась оценка влияния убиквитин-независимой деградации белка на раз­витие нарушений белкового обмена у пациентов с ХБП, получающих лечение гемодиализом.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Было обследовано 80 пациентов с ХБП 5 ста­дии, находящихся на лечении программным ге­модиализом в ООО «ГЦ Ростов». Исследуемая группа была представлена 47 мужчинами и 33 женщинами, средний возраст которых составил 51,7±11,6 года, длительность диализа - 33,5 (0,5; 236) мес.

В исследование не включались пациенты мо­ложе 18 и старше 80 лет, страдающие ХБП 1-4 стадии и 5 стадии, не получающие заместитель­ной почечной терапии, имеющие патологию мы­шечной ткани, алкоголизм или наркоманию в анамнезе или подтвержденные психические на­рушения. Гемодиализ проводился 12 ч в неделю. Клиническое обследование включало в себя сбор жалоб, оценку объективного статуса, в том чис­ле измерение мышечной силы на бесфистульной руке с использованием кистевого динамометра ДМЭР-120-0,5 (Россия) трехкратно (для расче­тов использовался лучший результат), биоимпедансометрию аппаратом «Диамант АИСТ-мини» (Россия). Определение уровня 20S-протеасомы проводилось методом количественного иммуноферментного анализа однократно всем пациен­там исследуемой группы с использованием на­бора «20S-Proteasome» (20S-PSM) «ELISA Kit» (США). Статистический анализ данных прово­дился с помощью пакета прикладных программ «Statistica 10,0» («StatSoft», США). Статистиче­ская значимость различий двух средних опреде­лялась с помощью критерия Манна-Уитни. Оцен­ка силы взаимодействия между количественными признаками при нормальном распределении осу­ществлялась с помощью коэффициента Пирсона, при ненормальном - коэффициента Спирмена. Для анализа связей между различными показате­лями использовался критерий х2-квадрат для кате­гориальных признаков. Нулевую статистическую гипотезу об отсутствии различий и связей опро­вергали при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Пациенты были разделены по гендерному при­знаку на 2 группы, в каждой из которых были вы­делены 2 подгруппы в зависимости от наличия или отсутствия снижения мышечной силы.

 

Таблица 1 / Table 1

Характеристика группы

Characteristic of the group

 

Мужчины, n=47

Женщины, n=33

Показатель

Сохранная мышечная сила, n=41

Снижение мышеч­ной силы, n=6

Сохранная мышечная сила, n=24

Снижение мышечной силы, n=9

САД, мм рт. ст.

142±15,13

137,83±20,094

144,8±13,8

139,22±16,56

ДАД, мм рт. ст.

79,41±10,28

74,17±22,534

73,3±9

71,1±15,4

ИМТ, кг/м2

26,32±4,41

26,40±4,479

28,4±4,61*

27,37±4,24*

Сухая масса, кг

78,62±15,89

79,88±19,905

72,7±13,1

65,57±9,78

Жировая масса, %

18,07±9,81

21,17±8,010

29,4±7,64

29,1±5,64

 

Лабораторные показатели

Гемоглобин, г/л

110,44±12,27*

121,17±10,61*

106,8±12,8

112,33±9,15

Лейкоциты,109

6,72±2,06

6,05±2,17

6,4±1,98

5,96±1,87

Лимфоциты, 109

1,61±0,50

1,52±0,48

1,47±0,46

1,58±0,64

Альбумин, г/л

43,59±2,90

41±3,16

43,8±1,88

42,22±2,33

Общий белок, г/л

69,51±5,17

68±6,48

67,38±3,6

66,89±3,76

СРБ. мг/л

9,83±8,10

16,68±6,43

4,48±5,37

6,17±3,83

Β2-микроглобулин, мг/л

26,84±5,84

26,8±6,14

24,97±5,38

26,33±4,62

20S-PSM, нг/мл

54,18±15,12

48,5±9,47

59,64±5,37

58,52±12,3

 

Сопутствующая патология

Сахарный диабет

3/41

-

3/24

1/9

Артериальная гипертензия

36/41

5/6

23/24

8/9

ХСН

10/41

1/6

5/24

3/9

НРС

6/41

1/6

-

1/9

ПИКС

7/41

1/6

2/24

-

ОНМК

1/41

-

4/24

-

* p<0,05.

 

В подгруппе женщин была определена до­стоверная связь между сниженной мышечной силой, длительностью диализа и уровнем аль­бумина (χ2=8,38; p=0,015, рис. 1). У мужчин воз­раст коррелировал с уровнем 20S-протеасомы (χ2=7,4, p=0,024, рис. 2). Других статистически достоверных связей в подгруппах, а также в об­щей исследуемой группе обнаружено не было. Тем не менее, для общей группы подтверждается влияние нарушения белкового обмена на функ­циональное состояние скелетной мускулатуры. Так, было установлено, что с увеличением уровня 20S-протеасомы и снижением уровня сывороточ­ного альбумина значительно возрастает дисфунк­ция мышечной ткани (рис. 3).

Достоверных различий в средних значениях уровней 20S-протеасомы у пациентов в группах с нормальной и сниженной мышечной силой, а также в соответствующих группах по гендерному признаку не установлено (p=0,88; p=0,83 в под­группе мужчин; p=0,77 в подгруппе женщин).

Статистически значимой корреляционной связи между уровнем 20S-протеасомы и сыво­роточного альбумина, общего белка получено не было (p=0,78; p=0,80). Однако в моделях множе­ственной регрессии была определена дополни­тельная зависимость 20S-протеасомы от уровня С-реактивного белка, что свидетельствует о вкла­де воспаления не только в активацию катаболиз­ма, но и в торможение анаболических процессов (табл. 2, 3).

Несмотря на имеющиеся литературные дан­ные в пользу увеличения объема жировой ткани при потере мышечной массы, у пациентов со сни­женной мышечной силой по сравнению с группой с сохранными показателями, по данным биоимпедансометрии, имелись статистически недосто­верные отклонения по процентному содержанию жировой массы (25,9±7,57; 22,26±10,56, p=0,22).

 

Рис. 1. Вероятность снижения у женщин мышечной силы в за­висимости от уровня сывороточного альбумина, длительности диализа (χ2=8,38, p=0,015).

Figure 1. Probability of reducing muscle strength depending on the serum albumin level and durance of dialysis treatment among women (χ2=8,38, p=0,015).

 

 

Рис. 2. Вероятность снижения у мужчин мышечной силы в зависимости от возраста, 20S-PSM (χ2=7,4, p=0,024).

Figure 2. Probability of reducing muscle strength depending on age, 20S-PSM level among men (χ2=7,4, p=0,024).

 

 

Рис. 3. Вероятность снижения мышечной силы в зависимо­сти от уровня сывороточного альбумина, 20S-PSM (χ2=7,12, p=0,028).

Figure 3. Probability of reducing muscle strength depending on serum albumin, 20S-PSM (χ2=7,12, p=0,028).

 

Вероятнее всего, подобные результаты связаны с недостаточной чувствительностью метода биоимпедансометрии по сравнению с другими ви­зуализирующими методами (компьютерной то­мографией, магнитно-резонансной томографией, двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией).

ОБСУЖДЕНИЕ

У пациентов с ХБП, находящихся на лечение гемодиализом, наблюдается комплексное влия­ние убиквитин-протеасомной системы, развиваю­щейся белково-энергетической недостаточности, сниженного уровня сывороточного альбумина и др. на обменные процессы в скелетной му­скулатуре. Обнаруженная связь между возрас­том больных, длительностью диализа и уровнем 20S-протеасомы, а также сниженной мышечной силы может служить косвенным подтверждени­ем участия 20S-протеасомы в потере мышечной массы и силы у пациентов, получающих ЗПТ, и развитии у них саркопении.

Отсутствие достоверных корреляционных свя­зей мышечной силы, общего белка, сывороточно­го альбумина с уровнем 20S-протеасомы, возмож­но, объясняется недостаточной его концентраци­ей в сыворотке крови по сравнению с клеточным уровнем, что требует дальнейшего изучения. Вы­явленный вклад С-реактивного белка при постро­ении моделей множественной регрессии делает его актуальным среди других маркеров воспали­тельного процесса, в связи с чем представляется информативным его оценка у пациентов исследу­емой группы. Также была подтверждена связь вы­сокочувствительного теста (high-sensitivity CRP) с объемом мышечной массы и общим содержанием белка в организме [9].

Наряду с недостаточной чувствительностью биомпендансометрии в оценке компонентного со­става тела по сравнению с визуализирующими ме­тодиками, следует учитывать мультифакториальную природу увеличения жировой ткани, в част­ности, вклад нутритивного статуса, параметров диализа, сопутствующего коморбидного фона, а также возможности развития миостеатоза. Эти процессы приводят к усилению окислительного стресса, прогрессированию инсулинрезистентности и снижению силы сокращения [10].

 

Таблица 2 / Table 2

Модель зависимости сывороточного альбумина от 20S-PSM, СРБ

Model of dependence level of serum albumin from 20S-PSM, CRP

Показатель

Beta

Std.Err.

B

Std.Err.

t(77)

p-level

 

 

 

44,28930

1,254775

35,29660

0,000000

СРБ, мг/л

-0,301468

0,109779

-0,06925

0,025216

-2,74613

0,007504

20S-PSM, нг/мл

-0,035502

0,109779

-0,00705

0,021802

-0,32340

0,747271

 

Таблица 3 / Table 3

Модель зависимости уровня общего белка от 20S-PSM, СРБ

Model of dependence level of total protein from 20S-PSM, CRP

Показатель

Beta

Std.Err.

B

Std.Err.

t(77)

p-level

 

 

 

69,73864

2,341690

29,78133

0,000000

СРБ, мг/л

0,069607

0,114920

0,02850

0,047058

0,60570

0,546496

20S-PSM, нг/мл

-0,075340

0,114920

-0,02667

0,040687

-0,65559

0,514043

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования продемонстрирована вза­имосвязь уровня 20S-протеасомы с особенностя­ми проведения диализного лечения, уровнем хро­нического воспаления. Несмотря на отсутствие самостоятельной корреляционной связи данного показателя с мышечной силой, уровней сыворо­точного белка, с использованием моделей мно­жественной регрессии оценен вклад убиквитиннезависимой деградации на функциональное состояние мышечной ткани, уровни общего бел­ка, сывороточного альбумина. Изменение компо­нентного состава тела в виде компенсаторного увеличения абсолютного содержания жировой ткани на фоне саркопении по результатам биоимпедансометрии выявлено не было, что требует дальнейшего изучения.

Список литературы

1. Бикбов БТ, Томилина НА. Заместительная терапия терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации в 1998–2013 гг. Отчет по данным Российского регистра заместительной почечной терапии. Часть первая. Нефрология и диализ 2015. Приложение к Т. 17; 3: 5–111 [Bikbov BT, Tomilina NA. Renal replacement therapy for ESRD in Russian Rederation, 1998-2013. Report of the Russian Renal Replacement Therapy Registry. Part 1. Nephrology and dialysis 2015. App. to T. 17; 3: 5–111]

2. Androga L, Sharma D, Amodu A et al. Sarcopenia, Obesity, and Mortality in US Adults With and Without Chronic Kidney Disease. Kidney Int Rep 2017 Mar; 2(2): 201–211. Doi: 10.1016/j. ekir.2016.10.008

3. Ren H, Gong D, Jia F et al. Sarcopenia in patients undergoing maintenance hemodialysis: incidence rate, risk factors and its effect on survival risk. Renal Failure 2016; 38 (3): 364–371. Doi: 10.3109/0886022X.2015.1132173

4. Sayer AA, Robinson SM, Patel HP et al. New horizons in the pathogenesis, diagnosis and management of sarcopenia. 2013 Mar; 42(2): 145–150. Doi: 10.1093/ageing/afs191

5. Kaizu Y, Ohkawa S, Odamaki M et al. Association between inflammatory mediators and muscle mass in long-term hemodialysis patients. Am J Kidney Dis 2003; 42 (2): 295–302

6. Бунеева ОА, Медведев АЕ. Убиквитин-независимая деградация белков в протеасомах. Биомедицинская химия 2018; 64(2): 134–148 [Buneeva OA, Medvedev AE. Ubikvitin-nezavisimaya degradaciya belkov v proteasomah. Biomedicinskaya himiya 2018; 64(2): 134–148]

7. Raynes R, Pomatto LC, Davies KJ. Degradation of oxidized proteins by the proteasome: Distinguishing between the 20S, 26S, and immunoproteasome proteolytic pathways. Mol Aspects Med 2016 Aug;50: 41–55. Doi: 10.1016/j.mam.2016.05.001

8. Rom O, Reznik AZ. The role of E3 ubiquitin-ligases MuRF-1 and MAFbx in loss of skeletal muscle mass. Free Radic Biol Med 2016 Sep; 98: 218–230. Doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.12.031

9. Deger SM, Hung AM, Gamboa JL et al. Systemic inflammation is associated with exaggerated skeletal muscle protein catabolism in maintenance hemodialysis patients. JCI Insight 2017 Nov 16; 2(22); pii: 95185. Doi: 10.1172/jci.insight.95185

10. Correa-de-Araujo R, Harris-Love MO, Milkovic I et al. The need for standardized assessment of muscle quality in Skeletal Muscle Function Deficit and other aging-related muscle dysfunction: a symposium report. Front Physiol 2017; 8: 87. Doi: 10.3389/fphys.2017.000.87


Об авторах

Н. Б. Бондаренко
Кафедра внутренних болезней №2 Ростовского государственного медицинского университета
Россия

Бондаренко Николай Борисович - аспирант

344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29.

Тел.: +7950-851-15-62 



М. M. Батюшин
Кафедра внутренних болезней №2 Ростовского государственного медицинского университета
Россия

Проф. Батюшин Михаил Михайлович, д-р мед. наук

344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29.

Тел.: +7918-501-88-01 



М. З. Гасанов
Кафедра внутренних болезней №1 Ростовского государственного медицинского университета
Россия

Доц. Гасанов Митхат Зульфугар-оглы, канд. мед. наук

344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29.

Тел.: +7988-947-37-50 



И. В. Сарвилина
Медицинский центр «Новомедицина», г. Ростов-на-Дону
Россия

Сарвилина Ирина Владиславовна - главный врач

344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, д. 74. Бизнес-центр «Купеческий двор», офис 1030.

Тел.: +7903-436-48-66 



О. В. Голубева
«Гемодиализный центр Ростов», г. Ростов-на-Дону
Россия

Голубева Оксана Владимировна - главный врач

344029, г. Ростов-на-Дону, ул. 1-й Конной Армии, д. 33. 

Тел.: +7918-854-09-60 



Для цитирования:


Бондаренко Н.Б., Батюшин М.M., Гасанов М.З., Сарвилина И.В., Голубева О.В. УБИКВИТИН-НЕЗАВИСИМАЯ ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ ДЕГРАДАЦИЯ БЕЛКА У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ ПОЧЕК 5Д СТАДИИ. Нефрология. 2019;23(1):73-78. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-73-78

For citation:


Bondarenko N.B., Batushin M.M., Gasanov M.Z., Sarvilina I.V., Golubeva O.V. PROTEIN DEGRADATION BY THE UBIQUITIN-PROTEASOME PATHWAY IN PATIENTS WITH CHRONIC KIDNEY DISEASE STAGE 5D. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(1):73-78. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-1-73-78

Просмотров: 230


ISSN 1561-6274 (Print)
ISSN 2541-9439 (Online)