Preview

Нефрология

Расширенный поиск

Миостатин при белково-энергетической недостаточности у пациентов на гемодиализе

https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-3-36-41

Полный текст:

Аннотация

Цель: оценка влияния миостатина (MSTN) на развитие клинико-лабораторных проявлений нарушения белкового обмена у пациентов, получающих гемодиализ.

Пациенты и методы: было обследовано 80 больных с ХБП С5Д стадии (47 мужского и 33 женского пола), получающих терапию программным гемодиализом. У всех пациентов проводился тщательный сбор клинико-анамнестических данных, лабораторный мониторинг с определением уровня MSTN в крови методом иммуноферментного анализа, динамометрическое и биоимпедансометрическое исследование. Статистический анализ осуществляли с помощью программ «STATISTICA 10.0» («StatSoft Inc.», США) и «Microsoft Office Excel 2010» («Microsoft Corp.», США).

Результаты: при проведении регрессионного анализа не было выявлено статистически значимой связи уровня MSTN с показателями белково-энергетической недостаточности (БЭН), альбумином, β2-микроглобулином, СРБ, ферритином крови. Ни прием различных лекарственных средств (за исключением кетоа-минокислот), ни наличие сопутствующей патологии в анамнезе не изменяли уровень MSTN. В то же время, была выявлена зависимость локального увеличения толщины кожных складок с исследуемым маркером, повышение которого ассоциировано с прогрессирующим снижением мышечной силы.

Заключение: в результате проведенного исследования была оценена взаимосвязь сывороточной концентрации MSTN с клинико-лабораторными проявлениями БЭН. Полученные данные характеризуют вклад MSTN в процесс мышечной деградации белка, что может стать мишенью для таргетного терапевтического воздействия и требует дальнейшего изучения.

Для цитирования:


Кузярова А.С., Гасанов М.З., Батюшин М.М., Голубева О.В. Миостатин при белково-энергетической недостаточности у пациентов на гемодиализе. Нефрология. 2019;23(3):36-41. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-3-36-41

For citation:


Kuzyarova A.S., Gasanov M.Z., Batyushin M.M., Golubeva O.V. Myostatin in protein-energy wasting in patients on hemodialysis. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(3):36-41. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-3-36-41

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день основными методами за­местительной почечной терапии (ЗПТ) являются гемодиализ (ГД) и перитонеальный диализ (ПД), лечением которыми обеспечиваются более 80 % пациентов с терминальной стадией почечной не­достаточности (тПН) во всем мире. По данным отчета Российского Национального регистра (де­кабрь 2015), в России ЗПТ получали 44 136 боль­ных с хронической болезнью почек (ХБП) 5Д стадии, среди которых доля ГД составила около 93 % [1]. Продолжительность ж изни и заболевае­мость почечных больных зависят не столько от выбора модальности диализной программы, обу­словленной различными, в том числе, социально­экономическими причинами, но в большой степе­ни от наличия сопутствующей патологии, влияю­щей на течение основного заболевания и резко ухудшающей его прогноз [2]. Важнейший вклад в структуру смертности обсуждаемой когорты пациентов вносит нарушение нутритивного ста­туса. Оно сопровождается развитием белково­энергетической недостаточности (БЭН), тяжелые стадии которой характеризуются развитием уре­мической саркопении. Проявления БЭН встре­чаются у 20-70 % гемодиализных пациентов, а также у 18-56 % больных на ПД. Чаще наблюда­ется легкая и среднетяжелая стадия БЭН и гораз­до реже - выраженные нарушения [3]. Этиология развития саркопении носит многофакторный ха­рактер и может быть обусловлена нарушением ро­ста новых мышечных волокон, подавлением син­теза или стимуляцией деградации белка [4]. Если раньше ведущая роль отводилась снижению по­ступления белка в организм, то сегодня достовер­но известно, что увеличение потребления белка не может в значительной степени снизить его ХБП-индуцированную потерю, если не будет за­блокирован катаболический контур. В настоящее время не существует надежных способов борьбы с мышечным истощением, вызванным ХБП, но были обнаружены механизмы, которые контро­лируют оборот клеточного белка, что в будущем позволит разработать терапевтические стратегии для уменьшения явлений саркопении. Основной причиной потери мышечной массы является на­рушение передачи сигналов ЮРН/РВК/АкРпути, ведущая роль в котором отводится гиперэкспрес­сии миостатина (МSTN). Осложнения, связанные с уремией, такие как системное воспаление, про­грессирующая анемия, ацидоз, гормональные на­рушения в метаболизме витамина D3 и гиперин- сулинемия являются инициальными факторами для повышения МSTN, приводящего к активации протеолиза через убиквитин-протеосомную си­стему [5]. Миостатин - член семейства трансфор­мирующего фактора роста-β (TGF-β), является от­рицательным регулятором роста и развития мышц (рисунок). Связываясь с активиновыми рецепто­рами IIB типа, он через Smad 2/ Smad 3-сигнальные пути ингибирует фосфорилирование АКТ, тем самым увеличивает уровни активного FoxO1, приводя к экспрессии генов, связанных с атрофи­ей [6]. Он также блокирует экспрессию фактора MyoD, который усиливает миогенез. Таким об­разом, МSTN играет двойную роль, участвуя как в усилении деградации белка, так и в подавлении пролиферации и дифференцировки миоцитов [7].

Еще одним механизмом развития уремической саркопении является нарушение репарации и син­теза новых мышечных волокон, индуцированных клетками-спутниками (клетки-предшественники мышц) [8, 9]. Эти клетки, находясь под базальной пластинкой, покрывающей миофибриллы, пре­бывают в покое. При снижении мышечной мас­сы клетки-сателлиты начинают экспрессировать транскрипционные факторы MyoD и миогенин [10]. Затем путем мезенхимально-эпителиальной трансформации дифференцируются в миоциты и образуют новые мышечные волокна [11,12]. В ис­следовании M. Sharma, C. McFarlane и др. было установлено ингибирующее влияние проявлений уремии (системное воспаление, дефицит сигнала IGF-1 и др.) на сателлитные клетки [8]. Таким об­разом, своевременное определение стадии БЭН у пациентов, получающих ЗПТ программным гемо­диализом, имеет важное прогностическое значе­ние.

Целью исследования явилась оценка роли мио- статина в процессе катаболизма белка у пациен­тов на гемодиализе.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Было обследовано 80 больных с ХБП 5Д ста­дии (47 мужского и 33 женского пола), получаю­щих терапию программным гемодиализом. Сред­ний возраст составил 51,7±11,6 года, длитель­ность диализа - 33,5 (0,5; 236) мес. У всех участ­ников исследования был проведен тщательный сбор анамнестических данных, учитывающих индивидуальные особенности течения и прогрес­сирования ХБП, наличие сопутствующей пато­логии, проводимую лекарственную терапию. По­требление питательных веществ и калорийность определяли по результатам заполнения индивиду­альных 3-дневных пищевых дневников. Оценивали антропометрические данные, включающие из­мерение роста и массы тела с целью расчета ИМТ и процента отклонения от идеальной массы тела; измеряли толщину кожной складки над бицепсом, трицепсом, в подвздошной области, над лопаткой для подсчета процентного содержания жировой ткани. Стадию БЭН оценивали с использовани­ем комплексной методики в модификации G.L. Bilbrey и T.L.Cohen [3]. Уровень MSTN опреде­ляли в сыворотке крови методом полуоткрытого иммуноферментного анализа с использованием набора «Myostatin ELISA Kit» (США). Сопутству­ющий лабораторный мониторинг включал в себя общий и биохимический анализы крови с оценкой показателей феррокинетики, уровней креатинина, мочевины, СРБ, р2-микроглобулина, паратиреоидного гормона и др. Функциональное состояние мышечной ткани определяли при помощи кисте­вой динамометрии. Методом биоимпедансоме- трии оценивали показатели компонентного соста­ва тела.

 

Рисунок. Схема патогенетических эффектов миостатина. Akt - протеин киназа β, mTOR - белок-мишень рапамицина млекопитающих, Myostatin - миостатин, Activin receptor ΙΙβ - активиновый рецептор ΙΙβ типа, FoxOs, Smad 1,2 - транскрипционные факторы, MyoD - фактор миогенеза.

Figure 1. Diagram of the pathogenetic effects of the myostatin. Akt - protein kinase β, mTOR - mammalian target rapamycin protein, FoxOs - forkhead box protein, Smad 1,2 - transcription factors, MyoD - the factor of myogenesis.

 

Статистический анализ данных проводил­ся с помощью пакета прикладных программ «Microsoft Office» («Microsoft Corporation», США) и «Statistica-10.0» («StatSoft Inc.», США). При нормальном распределении признака в груп­пе при сравнении независимых выборок при­меняли критерий Стьюдента, а при отличии от нормального - критерии Манна-Уитни, χ2, тест Брауна-Форсайта. Корреляционный анализ при нормальном распределении выборки осущест­влялся с помощью коэффициента Пирсона, при ненормальном - коэффициента Спирмена. Так­же проводился линейный регрессионный одно- и многофакторный анализ. При сравнении двух не­зависимых выборок применяли методы диспер­сионного анализа: анализ ANOVA с проведением теста Левене и Брауна-Форсайта при нормальном распределении и по критерию Краскела-Уоллиса при распределении, отличном от нормального. Нулевую статистическую гипотезу об отсутствии различий и связей отвергали при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Респонденты были разделены на две подгруп­пы в зависимости от уровня MSTN, медиана ко­торого составила 8,47±1,27 нг/мл, колеблясь от 5,39 до 12,80 нг/мл. В исследуемой группе часто­та встречаемости БЭН составила 90 % случаев (72 человека). Большая часть БЭН относилась к легкой - 61,25 % и среднетяжелой стадии - 27,5 %, лишь у 1 пациента отмечались выраженные про­явления белково-энергетической недостаточно­сти. Несмотря на высокую частоту встречаемости не было получено корреляционных взаимоотно­шений между стадией БЭН, ее биоимпедансометрическими характеристиками и миостатином ни в количественном, ни в качественном соотноше­нии признаков, что может свидетельствовать о более выраженном влиянии на экспрессию в кро­ви изучаемого катаболического маркера наличия более тяжелых форм нарушений нутритивного статуса, встречающихся в изучаемой выборке не так часто.

Несмотря на то, что самостоятельная связь между БЭН и миостатином не определялась, по­вышение уровня MSTN >8,49 нг/мл на 20 % ас­социировалось со снижением мышечной силы, по данным динамометрии, на 12 %, в случае по­вышения на 75 % вероятность развития слабости мышц достигала 22 % ( р=0,04).

Клинические проявления уремической инток­сикации не имели достоверной связи с уровнем МSTN (кожный зуд - r = -0,11, боли в костях - r = 0,06, миалгии - r = -0,04, судороги - r = -0,12), что определяет низкую диагностическую значи­мость данных признаков в оценке катаболическо- го вектора мышечного метаболизма. Среди всего спектра оцененных лечебных мероприятий ассо­циацию с высокой концентрацией MSTN в крови показало применение кетоаналогов аминокислот (таблица). Это может быть объяснено использо­ванием кетокислот с целью терапевтической кор­рекции признаков БЭН, ассоциированной с вы­раженными катаболическими процессами, харак­теризующимися, в том числе, высоким уровнем миостатина.

 

Таблица / Table

Статистически значимые результаты логистического регрессионного анализа влияния клинических признаков на вероятность повышения миостатина

Statistically significant results of a logistic regression analysis of the influence of clinical signs on the likelihood of increasing myostatin

Показатель и уравнения регрессии*

Constanta B0

Estimate

ОШ

χ2

df

p

Толщина складки над бицепсом, мм

-2,58

0,90

2,47

5,3

1

0,02

Толщина складки в подвздошной области, мм

-1,63

0,40

1,49

4,3

1

0,039

Длительный прием кетоаналогов аминокислот

-0,35

1,33

3,78

6,45

1

0,01

В то же время, лечение другими исследуемы­ми препаратами: ингибиторами АПФ, АРА II, β-блокаторами, антагонистами кальциевых кана­лов, диуретиками, антипаратиреоидными, фос- фатсвязывающими медикаментозными средства­ми не влияет на белково-энергетический статус пациентов. Проведенный регрессионный анализ также не выявил изменения уровня миостатина в зависимости от наличия сопутствующей пато­логии (р>0,05). При распределении по двум под­группам в зависимости от медианы миостатина уровень исследуемого фактора не имел статисти­чески значимой корреляционной связи с уровнем альбумина крови и показателями феррокинетики. Несмотря на имеющиеся литературные данные об индуцирующем влиянии системного воспале­ния на экспрессию миостатина, нами подобной зависимости выявлено не было. Повышение кон­центрации β2-микроглобулина и С-реактивного белка не влияло на уровень MSTN крови (р = 0,98 и р = 0,07). Проведение логистического регресси­онного анализа позволило обнаружить влияние антропометрических данных на повышение миостатина. Так, в подгруппе MSTN > 8,49 нг/мл тол­щину складки над бицепсом более 4 мм выявляли в 72 % случаев, и у более 83 % обследованных увеличение кожной складки в подвздошной обла­сти составляло более 8 мм (см. таблицу).

ОБСУЖДЕНИЕ

БЭН, индуцированная ХБП, нарушает метабо­лизм мышечных белков, вызывая гипотрофию и гипоплазию скелетной мускулатуры [8]. При тя­желых стадиях она клинически проявляется уре­мической саркопенией, важную роль в развитии которой играет миостатин. В проведенном нами исследовании не было выявлено самостоятель­ной статистически значимой связи МSTN с БЭН, однако была обнаружена отрицательная регрес­сионная зависимость с таким клиническим про­явлением саркопении, как снижение мышечной силы, что можно объяснить недостаточной чув­ствительностью данного метода определения степени БЭН. Несмотря на то, что методика по G.L. Bilbrey и T.L. Cohen на сегодняшний день является одним из наиболее универсальных и комплексных способов оценки пищевого стату­са у пациентов на гемодиализе, она не в полной мере учитывает клинические проявления мышеч­ного истощения у данной когорты пациентов и требует дальнейшего усовершенствования. Вы­явленное влияние повышения уровня миостатина на степень мышечной гипотрофии, скорее всего, реализуется опосредованно через активацию протеолиза, нарушение синтеза мышечного волок­на, а также снижение репаративного потенциала клеток-предшественников. Последний факт под­тверждается работой J. Dong и соавт., в которой было детально изучено индуцирующее влияние миостатина в условиях ХБП на дифференцировку сателлитных клеток по фиброгенному пути, при­водящую к избирательным структурным измене­ниям и значительному мышечному истощению при наличии нормальной физиологии скелетных мышц [10]. Тот факт, что ХБП является состояни­ем постоянного воспалительного процесса, дав­но известен и подтверждается многочисленными исследованиями [13, 14]. Однако нами не было выявлено изменения показателей системного вос­паления ф2-микроглобулин, СРБ, ферритин), а также показателей феррокинетики и альбумина в зависимости от концентрации исследуемого мар­кера, что может быть связано с системным влия­нием данных факторов, наличием сопутствую­щей патологии, параметрами и продолжительно­стью диализа. В то же время, изменение толщины кожных складок над бицепсом и в подвздошной области, соотносящееся с повышением уровня MSTN, свидетельствует о вкладе миостатина в адипогенез, развитие инсулинорезистентности и, следовательно, индукции оксидативного стресса, приводящего к нарушению мышечного гомеоста­за [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В исследовании выявлено влияние повышен­ного уровня миостатина на параметры снижения мышечной силы, что может быть связано с про­цессами фиброадипогенеза в мышечном волокне. В свою очередь прогрессирующее снижение силы сокращения является клиническим проявлением белково-энергетической недостаточности, на­растающей прогрессивно почечной дисфункции. Не было выявлено связи белков системного вос­паления, параметров феррокинетики, концентра­ции альбумина с MSTN, что делает неактуальным определение данных биохимических показателей при оценке БЭН. В фармакологическом анамнезе статистически значимая связь была обнаружена при использовании кетоаналогов аминокислот - со снижением прогрессирования почечной дис­функции. В отношении других лекарственных препаратов связь была недостоверна. Вклад со­путствующей патологии в изменение сыворо­точной концентрации миостатина также не по­казал достоверного результата. Таким образом, миостатин оказывал влияние на мышечную силу пациентов, получавших лечение гемодиализом. Однако дальнейшего изучения требуют межмоле- кулярные взаимодействия миостатина в катаболи- ческом каскаде с целью комплексной оценки его роли в этом процессе.

Список литературы

1. Томилина НА, Андрусев АМ, Перегудова НГ, Шинкарев МБ. Заместительная терапия терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации в 2010-2015 гг Отчет по данным Общероссийского Регистра заместительной почечной терапии Российского диализного общества, Часть первая. Нефрология и диализ 2017; приложение к Т. 19 (4): 1-95 Doi: 10.28996/1680-4422-2017-4suppl-1-95

2. Агранович НВ, Кнышова СА, Батюшин ММ, Байда АП. Хроническая болезнь почек в амбулаторно-поликлинической практике. Диагностика, лечение, профилактика, медикосоциальная экспертиза, Ставрополь, СтавГМУ, 2014; 57

3. Ветчинникова ОН, Пичугина ИС. Белково-энергетическая недостаточность у пациентов с хронической болезнью почек на диализной терапии, МОНИКИ 1775, М., 2015; 3-5

4. Xiaonan HW, William EM. Mechanisms of muscle wasting in chronic kidney disease. Nat Rev Nephrol 2014; 10 (9): 504-516. Doi:10.1038/nrneph.2014.112

5. Смирнов АВ, Голубев РВ, Коростелева НЮ и др. Снижение физической работоспособности у больных, получающих заместительную почечную терапию: фокус на сарко-пению. Нефрология 2017; 21(4): 9-29

6. Willem MH. Hoogaars, Richard T. Jaspers. Past, Present, and Future Perspective of Targeting Myostatin and Related Signaling Pathways to Counteract Muscle Atrophy. In: Xiao J et al. Muscle Atrophy. Advances in Experimental Medicine and Biology 2018, Springer, Singapore; 153-206

7. Гасанов МЗ. Молекулярные аспекты патогенеза сарко-пении у пациентов с хронической болезнью почек: интегративная роль mTOR. Нефрология 2018; 22(5): 9-16

8. Sharma M, McFarlane C, Kambadur R et al. Myostatin: expanding horizons. IUBMB Life 2015; 67(8): 589-600. Doi:10.1002/iub.1392

9. Liping Z, Xiaonan HW, Huiling W et al. Satellite cell dysfunction and impaired IGF-1 signaling cause CKD-induced muscle atrophy. J Am Soc Nephrol 2010; 21(3): 419-427. Doi: 10.1681/ASN.2009060571

10. Jiangling D, Yanjun D, Zihong C et al. The pathway to muscle fibrosis depends on myostatin stimulating the differentiation of fibro/adipogenic progenitor cells in chronic kidney disease. Kidney Int 2017; 91(1): 119-128. Doi: 10.1016/j.kint.2016.07.029

11. Anat J. The origin, molecular regulation and therapeutic potential of myogenic stem cell populations. Journal of anatomy 2009; 215(5): 477-497. Doi: 10.1111/j.1469-7580.2009.01138.x

12. Lee EJ, Jan AT, Baig MH et al. Fibromodulin: a master regulator of myostatin controlling progression of satellite cells through a myogenic program. The FASEB Journal 2016; 30(8): 2708-2719. Doi: 10.1096/fj.201500133R

13. Cheema B, Abas H, Smith B et al. Investigation of skeletal muscle quantity and quality in end-stage renal disease. Nephrology 2010; 15(4): 454-463. Doi: 10.1111/j.1440-1797.2009.01261.x

14. Raj DSC, Sun Y, Tzamaloukas AH. Hypercatabolism in dialysis patients. Current Opinion in Nephrology and Hypertension 2008; 17(6): 589-594. Doi: 10.1097/MNH.0b013e32830d5bfa

15. Bing D, Feng Z, Jianghui W et al. The function of myostatin in the regulation of fat mass in mammals. Nutr Metab 2017; 14(29). Doi: 10.1186/s12986-017-0179-1


Об авторах

А. С. Кузярова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Кузярова Ангелина Сергеевна - кафедра внутренних болезней № 2, клинический ординатор.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29., тел.: +7 904-508-4637



М. З. Гасанов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Гасанов Митхат Зульфугар-оглы - кандидат медицинских наук, доцент, кафедра внутренних болезней № 1.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29, тел.: +7 988-947-37-50



М. М. Батюшин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Батюшин Михаил Михайлович - доктор медицинских наук, профессор, кафедра внутренних болезней № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д.29, тел.: +7 918-501-88-01



О. В. Голубева
Гемодиализный центр Ростов, ООО
Россия

Голубева Оксана Владимировна - главный врач.

344029, Ростов-на-Дону, ул. 1-й Конной Армии, д. 33, тел.: +7 918-854-09-60



Для цитирования:


Кузярова А.С., Гасанов М.З., Батюшин М.М., Голубева О.В. Миостатин при белково-энергетической недостаточности у пациентов на гемодиализе. Нефрология. 2019;23(3):36-41. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-3-36-41

For citation:


Kuzyarova A.S., Gasanov M.Z., Batyushin M.M., Golubeva O.V. Myostatin in protein-energy wasting in patients on hemodialysis. Nephrology (Saint-Petersburg). 2019;23(3):36-41. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2019-23-3-36-41

Просмотров: 263


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