ОСТЕОПРОТЕГЕРИН И RANKL: РОЛЬ В РАЗВИТИИ СЕРДЕЧНО- СОСУДИСТЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ У БОЛЬНЫХ С ТЕРМИНАЛЬНОЙ СТАДИЕЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ, ПОЛУЧАЮЩИХ ГЕМОДИАЛИЗ

ВВЕДЕНИЕ

Сосудистую кальцификацию расценивают как сильный предиктор общей и кардиоваскулярной смертности при терминальной почечной недо­статочности (тПН). Ее наличие связывают с ря­дом традиционных факторов риска, включающих возраст, артериальную гипертензию и сахарный диабет, также с нетрадиционными факторами ри­ска, такими как нарушения минерально-костного метаболизма. Прогрессирование ригидности ар­терий эластического типа и прежде всего аорты ведет к повышению постнагрузки на левый же­лудочек (ЛЖ), развитию гипертрофии ЛЖ (ГЛЖ), его диастолической и систолической дисфункции и хронической сердечной недостаточности (ХСН) [1-3]. В развитии минерально-костных наруше­ний важную роль играют медиаторы минерально­костного обмена, такие как фактор роста фибробластов-23 (FGF-23), остеопротегерин (ОПГ) и лиганд активатора рецептора ядерного факто­ра каппа В (RANKL, receptor activator of nuclear factor-kB ligand). ОПГ - гликопротеин семейства рецепторов фактора некроза опухоли, синтезиру­ется остеобластами, Т-лимфоцитами, гладкомы­шечными клетками сосудов и является ключевым звеном ингибирования активации и дифференци­ации остеокластов, в связи с чем имеет большое значение в процессах резорбции костной ткани [4]. RANKL-белок с молекулярной массой 47 кДа, член семейства факторов некроза опухоли, про­дуцируется остеобластами и Т-лимфоцитами, участвует в механизмах активации остеокластогенеза и развитии гиперкальциемии. Механизмы его действия основаны на соединении со специ­фическим рецептором RANK, который располо­жен на остеокластах и дендритных клетках. Ак­тивированный таким образом RANK стимулирует пролиферацию и дифференциацию остеокластов, обладающих коллагеназной и гидролазной ак­тивностью, что приводит к усилению резорбции костей, гиперкальциемии и гиперфосфатемии [5, 6]. RANKL и ОПГ представляют собой антагони­стичную пару гормонов, регулирующих процессы минерализации и резорбции костной ткани. ОПГ действует как ловушка рецепторов RANK, инги­бирует связывание RANK и RANK-лиганда, тем самым предотвращает активацию RANK. Следо­вательно, нарушается остеокластогенез, начинают преобладать процессы минерализации и оссификации. Дисбаланс системы RANKL/RANK/ОПГ приводит к серьезным процессам ремоделирова­ния костей у пациентов с тПН [7]. Выявлено, что ОПГ является связующим звеном между кальци­фикацией артерий и резорбцией костей, которые лежат в основе клинического сочетания сосуди­стых заболеваний и остеопороза [8]. В условиях разобщённого костно-минерального обмена при ТПН вследствие гиперфосфатемии, гиперпаратиреоза, воздействия высокого титра FGF-23 проис­ходит остеобластная трансформация гладкомы­шечных клеток сосудов с выработкой ими ОПГ и RANKL. ОПГ был обнаружен в кальцифици­рованной медии сосудов, фиброзированном мио­карде, а также в кальцинатах клапанов сердца у больных, получающих программный гемодиализ (ГД). И если появление ОПГ вне скелета связыва­ют только с усугублением ремоделирующих про­цессов в соответствующих тканях, то избыточный уровень ОПГ, обнаруживаемый в костной ткани больных с ТПН, расценивают как следствие из­быточной резорбции, компенсаторный механизм, направленный на торможение дальнейшей потери массы кости [9]. Таким образом, участие ОПГ и RANKL в развитии ССО при ТПН представляет­ся доказанным, однако их клиническое значение в кардиоренальных взаимосвязях остается мало­изученным.

Цель исследования. Уточнить возможные па­тогенетические связи между маркерами костно­минерального метаболизма - ОПГ и RANKL - и маркерами сердечно-сосудистых заболеваний, ха­рактеризующих состояние миокарда и сосудистой стенки аорты у пациентов, находящихся на заме­стительной почечной терапии.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

В исследование включили 105 больных с ХБП С5д: 47 мужчин и 58 женщин в возрасте от 23 до 69 лет (средний возраст -53±2,5 года). Больные получали адекватную (согласно критериям NKF KDOQI) терапию с использованием ГД и дости­жением Kt/V-1,37±0,1.

Длительность диализной терапии составила от 10 до 42 мес, длительность наблюдения пациен­тов - 6 мес.

Для уточнения механизмов минерально­костных нарушений при ТПН и их влияния на раз­витие сердечно-сосудистых осложнений (ССО) у всех больных были исследованы уровни парат- гормона (ПТГ), кальция, фосфора. Дополнитель­ные исследования включали определение уровня морфогенетических белков ОПГ и RANKL. Для выявления ишемического поражения миокарда у больных определяли уровень в крови высокочув­ствительного кардиоспецифического белка - тропонина I.

Количественную концентрацию ОПГ и RANKL, ПТГ, тропонина I в сыворотке крови больных определяли с использованием коммер­ческих наборов «ELISA kit» фирмы «Biomedica» (Австрия) методом иммуноферментного анализа. Анализы проводились с помощью иммунофер­ментного анализатора «Alisei» через внешний персональный компьютер «Samsung».

Эхокардиографию с допплерографией про­водили на аппарате «ALOKA 4000». Опреде­ляли конечный диастолический диаметр, тол­щину задней стенки ЛЖ (ТЗСЛЖ) и межжелудочковой перегородки (ТМЖП), индекс массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ). Массу миокарда ЛЖ рассчитывали по формуле R.B. Devereux: 1,04 [(ТМЖП+ТЗСЛЖ+КДР)³-КДР³]-13,6. ГЛЖ диа­гностировали при ИММЛЖ >125 г/м² для мужчин и >110 г/м² для женщин.

Для оценки систолической функции опреде­ляли фракцию выброса (ФВ) ЛЖ. Методом ду­плексного сканирования с применением эффекта Допплера исследовали пиковую систолическую скорость кровотока в дуге аорты (Vps -peak systol­ic velocity), соотнесенную со средним артериаль­ным давлением (АД) для количественной оценки характера гемодинамических изменений, косвен­но свидетельствующих о состоянии стенки аорты, ее просвета.

Общеклиническое обследование включало определение концентрации гемоглобина (Нв), уровня гематокрита (Ht), ферритина в сыворотке крови и коэффициента насыщения трансферрина железом (КНТж), общего белка и альбумина, хо­лестерина, электролитов (натрий, калий) в крови, показателей азотистого обмена (креатинин, моче­вина). У больных, находящихся на ГД, все показа­тели определяли на 2-й день после сеанса ГД в от­носительно нормоволюмическом состоянии. Те­рапия включала коррекцию минерально-костных нарушений путем назначения препаратов, свя­зывающих фосфаты (карбонат кальция, ацетат кальция, севеламер) и активных форм витамина D (альфакальцидол, парикальцитол). Коррекцию анемии проводили препаратами эритропоэтина (α- и β-эпрекс и эпоэтин-β) и препаратом парен­терального железа [сахарозный комплекс железа (III) гидроксида]. Антигипертензивная терапия включала ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, блокаторы рецепторов ангиотен­зина II, β-адреноблокаторы, антагонисты кальцие­вых каналов.

Статистический анализ полученных данных проводили с помощью программ «Microsoft Office Excel» («Microsoft», США, 2010) и «SPSS 22.0» («SPSS Inc», США). Использовали методы пара­метрической и непараметрической статистики. Статистическую значимость различий средних величин при сравнении несвязанных переменных оценивали с помощью U-теста Манна-Уитни, при сравнении связанных переменных использо­вали порный t-китерий Стьюдента. Выполняли корреляционный (коэффициента корреляции r Пирсона или ранговый коэффициент корреляции Rs Спирмена) и регрессионный анализ. Нулевую статистическую гипотезу об отсутствии различий и связей отвергали при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Наблюдение за больными проводили в тече­ние 6 мес. По окончании исследования пациенты были разделены на 4 группы в зависимости от полученных результатов, оцененных по динами­ке массы миокарда ЛЖ: 1-я группа - 28 больных, у которых изначально нормальные показатели ИММЛЖ оставались в пределах нормы до конца исследования; 2-я группа - 29 больных с исходно умеренным повышением ИММЛЖ, у которых его значения практически нормализовались к концу исследования; 3-я группа - 34 больных с изначально высокими цифрами ИММЛЖ, у которых отмечено статистически значимое снижение его к концу периода исследования; 4-я группа - 14 больных с изначально высокими показателями ИММЛЖ, у которых они еще более увеличились к концу исследования (табл. 1).

Согласно приведенным данным (табл. 2), по мере ухудшения показателей центральной ге­модинамики отмечалось нарастание тяжести структурно-функциональных изменений показа­телей ЛЖ.

Отмечено повышение САД и ПАД, наиболее высокие показатели которых выявлены в 3-й и 4-й группах больных (р<0,01). Обращало на себя внимание статистически значимое снижение по­казателей инотропной функции сердца: выявлено нарастающее снижение ФВ ЛЖ во 2-, 3-й и 4-й группах больных по сравнению с показателями 1-й группы (р<0,01). Учитывая значительную роль почечной анемии в развитии ССО при ХБП, мы исследовали показатели гемопоэза у обследо­ванных больных. Выявлено снижение уровня ге­моглобина и гематокрита, более выраженное во 2-, 3-й и 4-й группе больных по сравнению с по­казателями 1-й группы (р<0,01).

Исследование Vps косвенно характеризует состояние стенки аорты, ее эластичность, со­хранность демпфирующей функции аорты. По мере увеличения Vps возрастали постнагрузка и

ИММЛЖ (табл. 3). Наиболее высокие показатели выявлены в 4-й группе больных. Также выявлено нарастание уровня кардиоспецифического белка - высокочувствительного тропонина I от 1-й до 4-й группы, что свидетельствовало о возможном рас­тяжении миокарда, повышении проницаемости клеточных мембран или ишемическом поврежде­нии миокарда.

При исследовании показателей фосфорно­кальциевого обмена (табл. 4). выявлено, что у большинства больных имеются минерально­костные нарушения.

Отмечено статистически значимое повышение уровня фосфора во 2-, 3-й и 4-й группах больных по сравнению с показателями 1-й группы и сни­жение уровня кальция в 3-й и 4-й группах боль­ных. Также было выявлено, что нарастание уров­ня ПТГ с 1-й по 4-ю группу больных соответствовало степени увеличения ГЛЖ, т.е. по мере повы­шения уровня ПТГ увеличивалась ГЛЖ.

Исследование уровня ОПГ, играющего значи­тельную роль в процессах ремоделирования кост­ной ткани и кальцификации сосудов, выявило его увеличение во всех группах больных с наиболее высокими показателями в 3-й и 4-й группах. Уро­вень RANKL, напротив, достоверно снижался по мере увеличения ИММЛЖ, т.е. нарастания тяже­сти ССО и почечной недостаточности от 1-й до 4-й группы.

При проведении корреляционного анализа были выявлены следующие ассоциации: прямая взаимосвязь между уровнем ОПГ и Vps (r=0,608; p<0,01), ИММЛЖ (r=0,550; p<0,01), уровнем тро- понина I (r=0,744; p<0,01) и отрицательная - меж­ду ОПГ и ФВ (r=-0,459; p<0,01). Между титрами RANKL и ОПГ имелось отрицательное взаимоот­ношение (r=0,466; p<0,01).

ОБСУЖДЕНИЕ

Кальцификация сосудов является распростра­ненным осложнением и связана с повышенной кардиоваскулярной смертностью у больных, по­лучающих ГД [1-3]. Результаты проведенного нами исследования показали, что подавляющее большинство пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности имеют выраженные органические изменения сердечно-сосудистой системы, о чем свидетельствуют увеличение ИММЛЖ и Vps-пиковой скорости кровотока в дуге аорты, а также повышение уровня кардиоспецифичной изоформы тропонина I. В ряде ис­следований показано, что взаимодействующие ОПГ и RANKL вовлечены в патогенез сосудистой кальцификации, эндотелиальной дисфункции и атеросклероза [10,11]. Кроме того, установлено, что ОПГ и RANKL играют важную роль в форми­ровании и регуляции функционирования остеокластов и остеобластов. При этом ОПГ и RANKL действуют в противоположных направлениях: RANKL повышает число активных остеокластов, таким образом увеличивая костную резорбцию, в то время как ОПГ, который нейтрализует RANKL, снижает резорбцию кости. Таким образом, соот­ношение ОПГ/RANKL может рассматриваться как фактор регуляции образования костной мас­сы и ее ремоделирования [12,13]. При этом повы­шенное соотношение ОПГ/RANKL определяет состояние низкого костного метаболизма, способствующего кальцификации сосудов у больных с ТПН [14]. В наших исследованиях также были выявлены статистически достоверные измене­ния в виде повышения уровня ОПГ, нараставшие от 1-й до 4-й группы. При этом титр ОПГ в 1-й группе был в субнормальных значениях с невы­раженным превышением нормы, в остальных группах - значительно выше референсных значе­ний и достигал максимума в 4-й группе (p<0,001). Крайне высокий уровень ОПГ говорил о высоком риске экстраскелетной кальцификации. В этой же группе обследованных нами больных было отме­чено достоверное снижение уровня RANKL, так­же нараставшее в выделенных группах от 1-й до 4-й, т.е. по мере выраженности ССО. В 4-й группе отмечался самый низкий титр медиатора. Из по­лученных данных следует, что в группе пациентов с самыми неудовлетворительными показателями состояния миокарда отмечается наиболее выра­женное разобщение в системе ОПГ/ RANKL.

У больных, получающих хронический ГД и не­редко страдающих адинамической костной болез­нью, дополнительное ингибирование резорбции кости в связи с высоким уровнем ОПГ сыворотки приводит к нарушению аккумуляции кальция и фосфора в костной ткани, которое сопровождает­ся метастатической кальцификацией сосудистого русла и прогрессированием кальцификации со­судов в целом. Эти исследования подтверждают значимость оси ОПГ/RANKL в тесной связи меж­ду костными и кардиоваскулярными заболевания­ми у больных с ХПН. У наблюдаемых нами боль­ных медиаторное разобщение в системе ОПГ/ RANKL нарастало по мере увеличения ИММЛЖ и было наиболее выраженным в 4-й группе. Уро­вень остеопротегерина значительно увеличился, достигнув 15,3±0,6 пмоль/л (p<0,05). Тогда как уровень RANKL остался примерно в том же диапазоне низких концентраций. Такая картина сви­детельствовала о быстрой потере минеральной плотности кости с возможной эктопической каль­цификацией.

Morena et al. [15] показали,что высокий уро­вень ОПГ был сильным предиктором смерти от всех причин у больных, получающих гемодиа­лиз. Anand et al. [16] наблюдали 510 больных с сахарным диабетом в течение 18±5 мес. Уровень ОПГ сыворотки прямо коррелировал с сосудистой кальцификацией и другими кардиоваскулярными осложнениями в течение всего периода наблю­дения. Подобные результаты также были пред­ставлены в ряде поперечных и обсервационных исследований, проводимых у «диализных» боль­ных. В исследование Moreno et al. [17] было пока­зано, что среди всех выявленных факторов риска ССО содержание ОПГ сыворотки является одним из наиболее сильных предикторов кальцифика­ции коронарных артерий, а уровень ОПГ >757,7 пг/мл (6,31 пмоль/л) может указывать на наличие кальцификации коронарных артерий у больных с ХБП. Также было установлено, что быстрое про­грессирование сосудистой кальцификации связа­но с повышением концентрации ОПГ.

В одном из последних исследований, прове­денном на 47 «диализных» пациентах, кальцифи­кация коронарных артерий и уровень ОПГ в сыво­ротке были исследованы в начале и через 30 мес наблюдения [18]. Выяснилось, что прогрессиро­вание кальцификации коронарных артерий нахо­дилось в прямой связи с возрастом, диализным стажем, толщиной интима-медиа сонных артерий и базовым уровнем сывороточной концентрации ОПГ. В другом подобном исследовании выявили влияние ОПГ и RANKL на развитие кальцификации коронарных артерий, в котором выражен­ность кальцификации измеряли два раза в год. Был сделан вывод о значении изменений уровня ОПГ в сыворотке как предиктора прогрессирова­ния кальцификации коронарных артерий [19].

Клиническое значение прогрессирования каль­цификации артерий, как было установлено в ряде исследований в неуремической популяции, расце­нено как наиболее тяжелое ССО, определяющее будущее больного. B.G. Hsu et al. [20] выявили, что каждые 10 единиц прогрессирования кальци­фикации коронарных артерий были связаны с 3% повышения смертности в год среди пациентов с ХБП.

Роль концентрации RANKL в сыворотке в патогенезе сосудистой кальцификации до сих пор остается неясной. RANKL, как было доло­жено в ряде исследований, тесно связан с ССО. Однако данных о связи между сывороточным уровнем RANKL и кальцификацией коронарных артерий, исключая последние Фрамингемские исследования, нет. В этом исследовании концен­трация сывороточного RANKL не коррелирова­ла с кальцификацией коронарных артерий [21]. В противоположность этому исследованию, [19] нашли достоверную обратную корреляцию между уровнем сывороточного RANKL и кальцификаци­ей коронарных артерий. Последние исследова­ния костной гистоморфометрии и артериальной кальцификации показали, что имеется достаточ­но сильная связь между костным метаболизмом и артериальной (коронарной или аортальной) кальцификацией у «диализных» пациентов [22]. В нашем исследовании снижение уровня RANKL и его взаимосвязь с параметрами, характеризую­щими выраженность ССО у больных с тПН - уровнем тропонина I, ИММЛЖ, Vps, были менее выражены, чем концентрация ОПГ в сыворотке и соотношение ОПГ/RANKL, что подтверждало предположение о более значительной роли взаи­модействия ОПГ и RANKL в процессах кальци­фикации артерий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У больных с тПН выявлены изменения костно­минерального обмена, включая значительное повышение уровня ОПГ и соотношения ОПГ/ RANKL, что свидетельствует о высоком риске ре­моделирующих процессов в сердечно-сосудистой системе. ОПГ является независимым предикто­ром повреждения сердечно-сосудистой системы. ОПГ и RANKL играют важную роль в патогенезе сосудистой кальцификации при тПН. Ось ОПГ/ RANKL может рассматриваться во взаимосвя­зи между костно-минеральными нарушениями и кардиоваскулярными заболеваниями у пациен­тов, получающих диализную терапию. Необхо­димо продолжить исследование возможностей медикаментозной коррекции нарушений костно­минерального обмена в кардиопротективной те­рапии.