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

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.

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).

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].

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.