ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕДИАТОРОВ ВОСПАЛЕНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У ДЕТЕЙ С ХРОНИЧЕСКИМ ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТОМ

18-05-2018

В настоящее время хроническое заболевание почек (ХЗП) является частой проблемой здоровья населения всего мира, что может привести к постепенной потере функции почек и, в конечном итоге, к почечной недостаточности [1,7,14].

Существует ограниченная информация об эпидемиологии ранних стадий ХЗП в детской популяции, поскольку она часто протекает бессимптомно и, следовательно, не диагностируется и не сообщается. В литературе последних лет встречается нескольких сообщений об эпидемиологии различных стадий хронических заболеваний почек у детей от 2 до 5 лет [6,12,14].

Хроническое заболевание почек характеризуется увеличением окислительного стресса (ОС) и воспаления. Усиление этих процессов могут способствовать дальнейшему повреждению почек, а также начальному или дополнительному повреждению дистальных тканей, что приводит к развитию или прогрессированию сопутствующих заболеваний. В связи с этим становится очевидным, что снижение ОС и воспаления является обязательным, поскольку повреждение, вызванное ОС и воспалением, является циклическим и потенциально системным, служащим для повреждения местной ткани, а также ткани, дистальной к месту первоначального поражения [4,9,15].

Повышенный ОС обычно рассматривается как нарушение регулярной функции организма. Чрезмерные уровни медиаторов ОС могут привести к серьезному повреждению в клетках и тканях организма. Поэтому биомаркеры, связанные с ОС, могут рассматриваться как новые диагностические инструменты различных заболеваний [9,13]. Предполагается, что ОС, может быть одним из факторов, влияющих на течение ХЗП [4,13].

Потенциально, в качестве биомаркеров ОС используют широкий спектр молекул, одним из которых является глутатион [2]. Глутатион широко изучен в более чем 99 000 опубликованных рецензируемых научных работах по этой теме. В одном из обзоров было отмечено, что почти 80% людей с ХЗП испытывают недостаток в глутатионе. На самом деле, низкие уровни глутатиона участвуют во всех болезненных состояниях и последующие симптомы и болезни связаны с низким уровнем глутатиона [2,8].

Известно, что при развитии воспалительного процесса цитокины служат для межклеточной сигнализации. На начальных стадиях воспалительного процесса местные тканевые клетки могут выделять такие цитокины, как ИЛ-1 и ИЛ-6. После появления в очаге воспаления лимфоцитов и мононуклеарных фагоцитов, они, активируясь под действием антигена, могут выделять свои собственные цитокины (ИЛ-1, ФНО-α, ИЛ-4, ИФН-γ), которые воздействуя на эндотелий местных сосудов, дополнительно усиливают клеточную миграцию [3, 10].

Примечательно, что несмотря на значительное число работ, исследующих роль цитокинов и параметров глутатионовой системы в жизнедеятельности клеток при хроническом гломерулонефрите (ХГН), многие молекулярные механизмы участия этих показателей в значительной мере остаются неизвестными. Поэтому сохраняется повышенный интерес к изучению активности цитокинов и параметров системы глутатиона.

Цель исследования – изучение активности цитокинов и антиокси-дантной системы и выявление взаимосвязи между ними у детей с различными формами ХГН.

Материал и методы. Обследовано 288 детей с ХГН, из которых мальчиков было 186 (64,6%), девочек - 102 (35,4%). Дети были возрасте от 5 до 16 лет (средний возраст - 10,63±3,88 лет). Обследованные были разделены на 3 группы: I группа - 104 (36,1%) детей с нефротической формой, II группа - 96 (33,3%) детей с гематурической формой, III группа - 88 (30,6%) детей со смешанной формой. Контрольную группу составили 30 практически здоровых детей того же возраста (средний возраст - 10,7±5,11 лет).

Исследование было выполнено в соответствии с принципами Хельсинской Декларации. Протокол исследования был одобрен Локальным этическим комитетом всех участвующих учреждений. На проведение исследований было получено информированное согласие родителей детей.

Использована классификация гломерулонефрита Сперанского Г.Н. и соавт. (1966), с дополнениями М.С. Игнатовой и Ю.Е. Вельтищева (1989).

У всех обследованных детей был собран анамнез настоящего заболевания. Учитывались сроки начала заболевания, начальные симптомы почечной патологии и данные о перенесенных заболеваниях. Применены клинические, лабораторные и инструментальные методы исследования (УЗИ).

Воспалительный процесс оценивали по концентрации цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-4, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНО-α, ИФН-g), которую определяли методом иммуноферментного анализа с помощью соответствующих иммуноферментных тест-систем производства ЗАО «Вектор-Бест» (Россия).

Рассчитан интегральный коэффициент цитокинового баланса с помощью определения значения индексов интерлейкинов как отношения провоспалительных и противовоспалительных ИЛ в крови к контрольным значениям, результаты которых выражали в условных единицах. Индекс цитокинов (ИЦ) определяли по формуле: ИЦ = И1 + (И2 - 1), где И1 - средний арифметический показатель индексов провоспалительных ИЛ; И2 - средний арифметический показатель индексов противовоспалительных ИЛ. Оценку проводили исходя из того, что ИЦ ≤ 1 означает оптимальный баланс цитокинов, т.е. воспалительный процесс отсутствует, ИЦ > 1 - дисбаланс цитокинов, т.е. воспалительный процесс усилен [5].

Состояние антиоксидантной системы (АОС) определяли по уровню восстановленного глутатиона (Ellman G.L.,1959), глутатионпероксидазы (Гаврилова А.Р., Хмара Н.Ф.,1986), глутатионредуктазы (Paglia B., Walentine W., 1967). Материалом для исследования служила плазма крови.

Статистическая обработка полученных результатов выполнена путем использования стандартных пакетов программы Statistica version 6,0 (США). Определяли среднее квадратическое отклонение, доверительный интервал по критерию Стьюдента, коэффициенты корреляции между основными параметрами. Корреляционную связь рассчитывали с помощью показателя ранговой корреляции Спирмена. Статистически значимыми считали различия p<0,05.

Результаты и обсуждение. До диагностирования ХГН у большинства детей (78,8%) наблюдались изменения в общем анализе мочи в виде микропротеинурии - у 11,5%, микрогематурии - у 16,3%, оксалурии - у 28,8%, уратурии - у 22,1% пациентов. У 5 (4,8%) обследованных ранее была выявлена пиелоэктазия, у 3 (2,9%) - везикоренальный рефлюкс. Хронические инфекционные очаги имелись у 70 (67,3%) детей, из которых у 33 (31,7%) был хронический тонзиллит, у 18 (17,3%) - кариес, у 11 (10,6%) - аденоиды и у 8 (7,7%) детей - ринит. У 49 (47,1%) пациентов отмечались частые ОРВИ, у 6 (5,8%) детей - бронхиты. 51 (49,0%) ребенок из 104 имел сочетанную патологию. В стадии обострения протеинурия у пациентов I и III групп достигала 9,9±2,77 г/л, в период ремиссии - 1,65±0,40 г/л.

Исследования показали изменение цитокинового статуса в сравнении с контрольным (рис.1).

Рис.1. Показатели цитокинового статуса (в пг/мл) у детей с ХГН.

 Выявлено значительное повышение ФНО-α у всех групп детей с ХГН. У пациентов с гематурической формой ХГН содержание этого цитокина в крови превышало контрольные в 3,9 раза (р<0,01), с нефротической и смешанной формой - в 4,2 (р<0,01) и 4,3 раза (р<0,01) соответственно. Уровень ИЛ-1β и ИЛ-8 относительно контрольных величин был выше при нефротической форме в 2,0 и 1,5 раза (р<0,05), при гематурической - в 1,8 и 1,4 раза (р<0,05), при смешанной - в 2,0 и 1,5 раза (р<0,05) соответственно. Сравнительная оценка уровня ИФН-g показала, что у детей с ХГН независимо от его клинической формы, величина этого цитокина превышала контрольный в 1,8 раза (р<0,05).

Как видно из рис.1, концентрации ИЛ-4 и ИЛ-10 при ХГН также были повышены, но в сравнении с контрольными величинами статистически значимых различий не отмечалось.

Учитывая то, что цитокины образуют единую трансмиттерную сеть, где имеет значение не только уровень, но и соотношение про- и противовоспалительных цитокинов, которое может служить дополнительной информацией для оценки состояния пациентов, нами были рассчитаны цитокиновые индексы. Индекс цитокинов (ИЦ) у пациентов с нефротическим и смешанным вариантом ХГН составил 2,6 усл.ед., у детей с гематурической формой заболевания - 2,5 усл.ед. (рис.2).

 

Рис.2. Коэффициенты соотношения про- и противовоспалительных цитокинов (усл.ед.) в крови у детей с различными вариантами ХГН

У детей с ХГН независимо от формы отмечалось достоверное повыше-ние индекса соотношения ИЛ-1β/ИЛ-4 (р<0,05), ФНО-α/ИЛ-4 и ФНО-α/ИЛ-10 (р<0,01). Помимо этого, статистически значимое увеличение коэффициента ИФН-g/ИЛ-4 выявлено у пациентов с нефротическим и смешанным вариантом ХГН (р<0,05), а также индекса соотношения ИФН-g/ИЛ-10 у детей с нефротическим и гематурическим вариантом ХГН.

При исследовании соотношения между цитокинами, на основе абсолютных значений мы определили долю каждого цитокина в % в общей сумме у детей с различными вариантами ХГН [3]. Достоверными оказались показатели для ФНО-α, которые у детей I, II и III групп составили соответственно 25,5, 24,9, 25,9%, что в сравнении с контрольным показателем (11,1%) были выше в 2,3, 2,2 и 2,3 раза (р<0,05). Для ИЛ-4 у детей со смешанным вариантом ХГН показатель составил 6,7%, что по сравнению с контрольным (9,1%) был в 1,4 раза ниже (р<0,05). Различие остальных показателей относительно контрольных не было статистически значимым.

В общем, наиболее существенные различия выявлены в содержании ИЛ-1β и ФНО-α.  

Одним из главных факторов развития патологических состояний является оксидативный стресс. Согласно полученным данным отмечалось снижение показателей антиоксидантной защиты у обследованных пациентов (табл.1).

Таблица  №1

Концентрации показателей оксидативного стресса в плазме крови у детей с ХГН

Примечание: * - статистическая достоверность различий с группой контроля (р<0,05)

Как видно, у детей с ХГН выявлялось снижение уровня глутатиона и ферментов. Количество восстановленного глютатиона (GSH) в плазме крови пациентов I группы было снижено на 9,4%, II группы – на 16,5% и III группы – на 17,1%. Разница уровня ГПО у детей с ХГН и здоровых детей составила 16,5%, 32,5% (р<0,05) и 20,6% (р<0,05) соответственно в I, II и III группах. Концентрация ГР в сравнении с контрольной группой у детей с нефротической формой ХГН была снижена на 33,3% (р<0,05), с гематурической формой – на 42,9% (р<0,05) и у пациентов со смешанной формой ХГН – на 35,7% (р<0,05). Следовательно, в целом, активность АОС у детей с ХГН в сравнении с контрольной была низкой.

Анализ взаимосвязей между цитокинами и показателями окислитель-ного стресса позволил выявить ряд статистически значимых корреляций (рис.3).

Как видно, при нефротическом варианте ХГН у детей наиболее значимые взаимосвязи обнаружены между ФНО-α/ГР (р<0,01), при гематурии-ческом варианте - ФНО-α/GSH (р<0,05), ФНО-α/ГПО (р<0,05), ФНО-α/ГР (р<0,05), при смешанном ХГН - ИЛ-1β/ГР (р<0,05), ФНО-α/ГР (р<0,05). Выявленные корреляционные связи у детей с различным вариантом ХГН между уровнями цитокинов и показателями ОС позволяют предположить о влиянии цитокиновой системы на состояние клеточных митохондрий.

По данным литературы, ОС может усиливать активацию системы провоспалительных цитокинов [4,9,11]. Согласно результатам ряда исследований, развитие ОС является одним из звеньев патогенеза болезней мочевой системы. Установлено, что основным процессом, приводящим к повреждению и разрушению мембран, является снижение уровня антиоксидантов в крови [13,15].

 Рис.3. Коэффициенты наиболее значимой корреляционной связи между цитокинами и показателями глутатионовой системы при ХГН у детей

В настоящее время установлено, что в состав плазматической мембраны клеток входит рецептор-зависимая ферментная система генерации пероксида водорода, которая стимулируется цитокинами [3,10]. По вине свободных радикалов в организме появляется много клеток, подвергшихся мутациям и повреждениям, что приводит к усиленной работе иммунной системы, зачастую она не может справиться с таким количеством поврежденных клеток и в результате возникает воспалительный процесс, который приводит к хроническим заболеваниям [11,13]. Продукты перекисного окисления липидов, оказывают цитотоксическое действие, способствуют активации иммунных механизмов, которые опосредованы провоспалительными цитокинами [3,10].

Полученные нами результаты подтверждают мнение, что ОС и изменения иммуновоспалительного характера являются звеньями патогенеза хронического гломерулонефрита, между ними имеется взаимосвязь, и они могут активизировать друг друга [2,3,15]. Можно предположить, что выявленные сдвиги в цитокиновом профиле и дисбаланс в антиоксидантной системе усугубляют воспаление почечных клубочков.

Заключение. Повышение циркулирующих цитокинов и снижение параметров антиоксидантной системы подтверждают участие иммуновоспали-тельных механизмов и ОС в патогенезе ХГН.

Выявленные корреляционные связи у детей с различным вариантом ХГН между уровнями цитокинов и показателями системы глутатиона позволяют предположить о взаимном влиянии цитокиновой системы и оксидативного стресса на течение ХГН, т.е. воспаление и окислительный стресс взаимодействовали друг с другом.

Определение циркулирующих цитокинов и параметров ОС нужно для соразмерной оценки компенсаторных возможностей организма.

 

ƏDƏBİYYAT -ЛИТЕРАТУРА– REFERENCES:

1.Ağayev M.M. Nefrologiya. Bakı: “Əbilov, Zeynalov və oğulları”, 2007, 352 s.
2.Бабак О.Я. Глутатион в норме и при патологии: биологическая роль и возможности клинического применения. Здоров¢я Украïни, 2015;1:1-3.
3.Жизневская И.И., Хмелевская И.Г. Особенности цитокинового профиля при гломерулопатиях у детей. Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". 2013; 1: 62-66.
4.Плешкова Е.М. Окислительный стресс и его участие в развитии и течении болезней мочевой системы у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014; 5: 9-14.
5.Юдина Т.В., Сааркоппель Л.М., Крючкова Е.Н., Коновалов И.М., Мирзонов В.А. Способ диагностики нарушения цитокинового баланса организма человека. Патент на изобретение № 2463609 от 10.10.2012. Москва.
6.Becherucci F, Roperto RM, Materassi M, Romagnani P. Chronic kidney disease in children. Clin Kidney J. 2016; 9(4): 583–591. doi: 10.1093/ckj/sfw047
7.Bruck K, Stel VS, Gambaro G et al. CKD prevalence varies across the European general population. J Am Soc Nephrol. 2016; 27:2135-2147.
8.Farouk H, Kandil D, Kamel S, Elghoroury EA, Elshamaa MF Sabry S, Galal A. Effect of GSTM1 and GSTT1 Deletions in the Development of Oxidative Stress in Children with Chronic Kidney Disease. Journal of Clinical and Basic Cardiology 2013; 16 (1-4), 1-5.
9.Frijhoff J, Winyard PG, Zarkovic N. et al. Clinical relevance of biomarkers of oxidative stress. Antioxid Redox Signal.2015; 23:1144–1170.
10.Ifuku M., Miyake K., Watanebe M. et al. Various roles of Th cytokine mRNA expression in different forms of glomeruloneph-ritis. Amer. J. Nephrol. 2013;38(2): 115-123.
11.Imig J.D., Ryan M.J. Immune and Inflammatory Role in Renal Disease. Compr Physiol. 2013; 3(2): 957–976.
12.Kaspar C.D.W., Bholah R., Bunchman T.E. A Review of Pediatric Chronic Kidney Disease. Blood Purif. 2016;41:211-217. https://doi.org/10.1159/000441737
13.Krata N, Zagożdżon R, Foroncewicz B, Mucha K. Oxidative Stress in Kidney Diseases: The Cause or the Consequence? Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis. 2018; 66 (3): 211–220.
14.Liu ZH. Nephrology in China. Nat Rev Nephrol. 2013; 9(9): 523–528.
15.Xu G, Luo K, Liu H, Huang T, Fang X, Tu W. The progress of inflammation and oxidative stress in patients with chronic kidney disease. Ren Fail. 2015; 37(1): 45-49. doi: 10.3109/0886022X.2014.964141.