Platelet-leukocyte aggregates in the circulating blood as an early indicator of recurrence of chronic obstructive pyelonephritis


E.F. Barinov, Kh.V. Grigoryan, A.O. Balykina, T.I. Faber

Donetsk National Medical University named after M. Gorky, Department of Histology, Cytology and Embryology; Donetsk, Ukrain; Donetsk Regional Clinical Territorial Medical Association; Donetsk, Ukrain
Aim. To evaluate the platelet (Pl) reactivity to the platelet-activating factor (PAF), as well as their ability to form platelet-leukocyte aggregates (PLA) against the background of use of non-steroidal anti-inflammatory drugs and antibiotics in patients with chronic obstructive pyelonephritis (COPN).
Materials and Methods. The study included 43 patients, of which 26 – with COPN in the remission phase and 17 patients COPN in the attack phase. Platelets were isolated by centrifugation from citrated peripheral blood. The Pl aggregation was evaluated on ChronoLog aggregator (USA) using stimulation with PAF at EC50 concentration. The number of PLA was assessed after blood smear staining by Romanowsky-Giemsa method.
Results. In the attack phase of COPN, a high residual Pl reactivity to PAF was revealed. At the same time, in the phase of recurrence of the disease Pl form more PLA, with predominant concentration of neutrophils and monocytes. For the remission phase of COPN, the variability of the Pl reactivity to PAF is typical, which reflects the features of the realization of a chronic inflammatory reaction. In 10 (38.5%) patients with COPN in the remission phase with a higher residual Pl reactivity, the stimulating effect of PAF was manifested by an increase in the number of platelet-neutrophilic and platelet-monocyte aggregates, whereas in 16 (61.5%) patients with low residual reactivity – by an increase in the number of platelet-lymphocytic aggregates.
Conclusions. The increase in the number of aggregates that provide the recruitment of neutrophils and monocytes to the focus of inflammation during remission of COPN can be a predictor of the transition of chronic inflammation to the acute phase.

Введение

Недостаточное понимание конкретных механизмов инициации воспалительной реакции при хроническом обструктивном пиелонефрите (ХОПН), принципов формирования межклеточной кооперации, поддерживающей и ограничивающей воспаление, сложности прогнозирования альтерации и репарации тканей почки ограничивает возможности ранней диагностики и лечения рецидива заболевания [1]. Взаимодействие между клетками крови в виде клеточных агрегатов наблюдается при различных физиологических и патологических состояниях, сопровождаются морфологическими и функциональными изменениями тромбоцитов (Тц) и лейкоцитов [2]. Характеристики тромбоцитарно-лейкоцитарных агрегатов (ТЛА) циркулирующей крови продолжают обсуждаться в контексте поиска информативных маркеров развития воспаления [3], что позволило бы приблизиться к возможности ограничения развития воспалительной реакции на самых ранних этапах. Одним из подходов к решению данной проблемы является анализ реактивности Тц in vitro, поскольку последние вовлечены не только в реализацию гемостаза, но и в инициацию, прогрессирование и лимитирование воспалительного процесса [4].Тем не менее вопросы, каким образом оценить провоспалительную активность Тц и можно ли использовать в качестве индикатораТЛА для оценки динамики воспаления при ХОПН, остаются открытыми. В этом контексте представляет интерес фактор активации тромбоцитов (ФАТ), который секретируется активированными лейкоцитами и считается паракринным стимулятором Тц при воспалении [5].

Известно, что ФАТ обеспечивает взаимодействие нейтрофилов (Нф) и Тц в реализации воспаления [6]. Однако остается малоизученной роль ФАТ в формировании ТЛА при развитии воспаления. Исследование взаимодействия клеток крови могло бы пролить свет на механизмы перехода фазы ремиссии в фазу рецидива ХОПН.

Цель исследования – оценить in vitro реактивность тромбоцитов к ФАТ и их возможности к формированию тромбоцитарно-лейкоцитарных агрегатов на фоне применения нестероидных противовоспалительных препаратов и антибиотиков у пациентов с хроническим обструктивным пиелонефритом.

Материал и методы

В исследование включены 43 пациента с хроническим обструктивным пиелонефритом, который был верифицирован на основании жалоб больных, анамнеза заболевания, объективного осмотра, результатов клинико-лабораторных и инструментальных исследований. В фазе ремиссии ХОПН обследованы 26 больных, в фазе рецидива – 17. Пациенты в фазе ремиссии ХОПН принимали нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) и антибиотики в стандартной дозе не менее 5–10 дней до момента госпитализации, связанной с необходимостью проведения литотрипсии. Пациентам в фазе рецидива ХОПН назначали стандартную противовоспалительную терапию и исследования проводили через 5–10 дней. Из цитратной периферической крови пациентов Тц выделяли путем центрифугирования. Для анализа реактивности Тц использовали ФАТ в концентрации ЕС50 (150 мкМ), воспроизводящей у здоровых лиц амплитуду агрегации на уровне 50±5%. Оценку агрегации тромбоцитов (АТц) проводили на агрегометре ChronoLog (USA). Формирование ТЛА моделировали in vitro в условиях инкубации ФАТ-стимулированных тромбоцитов с интактными лейкоцитами. Количество интактных и стимулированных ТЛА оценивали после окраски мазков крови по методу Романовского–Гимзе. Учитывали следующие параметры: количество ТЛА (на 100 лейкоцитов); состав лейкоцитов, вовлеченных в формирование агрегатов (на 100 лейкоцитов); соотношение основных типов агрегатов: тромбоцитарно-нейтрофильных (ТНфА), тромбоцитарно-моноцитарных (ТМА) и тромбоцитарно-лимфоцитарных агрегатов (ТЛфА). Все клинические исследования выполнены по согласованию с комиссией по биоэтике Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького. Статистическую обработку результатов проводили в пакетах MedStat и MedCalc. Достоверность полученных результатов подтверждалась путем статистической обработки с помощью вариационного регрессионного однофакторного дисперсионного анализа. Оценивали характер распределения признака, среднее арифметическое значение или медиану, стандартную ошибку, среднее отклонение, коэффициенты корреляции, критерии регресса и дисперсии. При анализе межгрупповых различий в зависимости от характера распределения признаков учитывали критерий Стьюдента и Вилкоксона. Различие оценивали как статистически значимые при p<0,05.

Результаты

Достижение поставленной цели возможно путем решения ряда исследовательских вопросов.

Во-первых, отличается ли реактивность Тц к ФАТ у пациентов в фазах ремиссии и рецидива ХОПН на фоне применения НПВП и антибиотиков? В обеих группах, если судить по ответу Тц на ФАТ, имеет место остаточная гипореактивность. У пациентов в фазе ремиссии ХОПН агрегация тромбоцитов составила 18,7±1,2% (95% ДИ – 16,1–21,3%), в фазе рецидива заболевания – 34,1±1,1% (р<0,001), т.е. при наличии острой воспалительной реакции в мочевыводящих путях реактивность Тц была в 1,82 раза выше. Обращает на себя внимание вариабельность ФАТ-индуцированной агрегации в фазе ремиссии ХОПН – от 7,9% до 30,4%. Дополнительно проведенный анализ реактивности Тц у больных в фазе ремиссии ХОПН позволил распределить вариационный ряд агрегатограмм на две подгруппы: А (n=10 пациентов), в которой агрегация Тц составила 25,2±0,9% (95% ДИ – 23,1–27,3%), и Б (n=16 пациентов) – 14,7±1,0% (95% ДИ – 12,5–16,8%) (р<0,001). Таким образом, на фоне применения НПВП и антибиотиков пациентами с фазой рецидива ХОПН остаточная реактивность Тц выше, чем в фазу ремиссии заболевания. Для фазы ремиссии характерна вариабельность реактивности Тц на ФАТ. Поскольку ФАТ является провоспалительным агонистом для Тц, наличие различной остаточной реактивности Тц может свидетельствовать об особенностях взаимодействия Тц и лейкоцитов при хроническом воспалении. Результатом такого взаимодействия может быть изменение количества и состава ТЛА, обеспечивающих реализацию воспаления при ХОПН.

Во-вторых, отличается ли количество тромбоцитарно-лейкоцитарных агрегатов (ТЛА)и соотношение клеток в агрегатах крови при ремиссии и рецидиве ХОПН, если имеет место гипореактивность Тц? Результаты исследования показали, что общее количество ТЛА в фазе рецидива ХОПН на 29,8% больше, чем в фазе ремиссии (соответственно 3,295±0,183% и 2,630±0,116%; р<0,001). В фазу рецидива спектр ТЛА был представлен всеми исследованными лейкоцитами. Так, в мазках крови выявлены:ТНфА – 2,353±0,331%, ТМА – 0,765±0,265%, ТЛфА – 0,059±0,019%, и тромбоцитарно-эозинофильные агрегаты (ТЭоА) – 0,118±0,080%. В фазу ремиссии ХОПН агрегаты были представлены ТНфА, ТМА и ТЛфА соответственно 2,000±0,288%, 0,538±0,116% и 0,090±0,022%. Количественный состав агрегатов в фазу рецидива и ремиссии статистически значимо не различался, однако выявляется тенденция к увеличению численности нейтрофилов и моноцитов, участвующих в формировании ТЛА при рецидиве ХОПН. Более демонстративным оказалось отношение ТНфА/ ТМАв крови, которое составило соответственно3,1 и 3,72. Таким образом, гипореактивные Тц принимают участие в формировании ТЛА. Общая численность и состав ТЛА отражают взаимодействие клеток крови при реализации хронической и острой воспалительной реакции.

В-третьих, отличается ли количество ТЛА и соотношение клеток в агрегатах крови у пациентов в фазе ремиссии ХОПН при различной остаточной реактивности Тц к ФАТ? У пациентов подгруппы А после стимуляции Тц с помощью ФАТ общее количество ТЛА в мазках крови на 17,2% больше, чем в подгруппе Б (соответственно 4,555±0,209% и 3,887±0,012%; р=0,040).При этом в подгруппе А выявлено большее количество ТНфА по сравнению с подгруппой Б (на 29,2%; р<0,01;соответственно 3,603±0,177% и 2,788±0,091%). В подгруппе А имело место увеличение количества ТМА по сравнению с подгруппой Б на 71,3% (р=0,044). Соотношение ТНфА/ТМА в подгруппе А составило 4,98, тогда как в подгруппе Б – 6,62.В подгруппе Б после стимуляции Тц сформировалось больше ТЛфА по сравнению с подгруппой А (в 2,96 раза; р<0,001), соответственно 0,678±0,141%и 0,299±0,087%. При этом отношение ТНфАТЛА составило в подгруппе Б 4,11, а подгруппе А – 15,73.Таким образом, в фазе ремиссии ХОПН выявлена зависимость количества ТЛА и соотношения клеток в агрегатах от остаточной реактивности Тц к ФАТ.

Обсуждение

До настоящего времени остаются непонятными механизмы активации циркулирующих в кровотоке лейкоцитов при развитии воспалительной реакции, хотя взаимодействие лейкоцитов и Тц считается признанным фактом [7]. Можно предположить, что развитие воспаления с участием Тц сопровождается формированием циркулирующих ТЛА и секрецией микрочастиц, которые являются индуктором и модуляторм развития воспалительной реакции [8]. Вызывают интерес и механизмы стимуляции самых Тц при воспалении; полагают, чт ведущую роль в этом процессе играют нейтрофилы, секретирующие ФАТ [9]. Высокую склонность Тц к агрегации при наличии воспаления и чувствительность Тц к ФАТ впервые отметили [10]. Расшифровка механизмов такой реактивности Тц обнаружила повышение продукции тромбоксана В2 (Т×В2) и 12-гидроксией козатетраеновой кислоты (12-НЕТА).

Выявленное нами участие ФАТ в активации Тц после блокады ЦОГ-1 тромбоцитов и ЦОГ-2 лейкоцитов (в результате назначения больным различных противовоспалительных препаратов и антибиотиков) свидетельствует, во-первых, о сохранении остаточной реактивности Тц на ФАТ, что создает основу для восстановления их функциональной активности; во-вторых, подтверждает возможность стимуляции Тц лейкоцитами при наличии воспалительной реакции у пациента. По сути, можно говорить о феномене прекондиционирования Тц лейкоцитами, которые находятся на разных стадиях активации при ХОПН. Причем наличие прекондиционированных Тц в фазе ремиссии ХОПН может быть фактором риска индукции острой воспалительной реакции в МВП. Установлено, что прекондиционованныеТц реагируют даже на подпороговые стимулы, быстро опустошаются, изнашиваются и тем самым способствуют ускоренному тромбопоэзу и выбросу новых гиперреактивных Тц [11].

Обращает на себя внимание, что у пациентов в фазе ремиссии ХОПН имеет место вариабельность количества и состава ТЛА. У ряда больных с более высокой остаточной реактивностью Тц (подгруппа А) при стимуляции ФАТ формируются ТЛА, в составе которых доминируют нейтрофилы и моноциты. A. Zarbock и соавт. [12] считают, что агрегация Тц с нейтрофилами способствует в первую очередь рекрутированию нейтрофилов в очаг воспаления. Взаимодействие нейтрофилов с Тц опосредовано в основном P-селектином, β2- и β3-интегринами (CD11b/CD18, CD41/CD61) [13]. Кроме того, Тц способствуют вторичной активации нейтрофилов и других лейкоцитов. Это связано с тем, что Тц секретируют биологически активные вещества, индуцирующие продукцию цитокинов нейтрофилами и эндотелиальными клетками. Ранее M.J. Peters и соавт. [14] установили, что при наличии воспаления агрегаты представлены субпопуляцией нейтрофилов, имеющих значительный потенциал фагоцитоза и продукции активных радикалов кислорода. Таким образом, Тц могут рассматриваться как важные амплифайеры острого воспаления.

A. Nagasawa и соавт. [15] утверждают, что у здоровых людей при активации тромбоцитов агонистами в основном образуются моноцит-тромбоцитарные агрегаты. Исследования, касающиеся механизмов формирования и значения тромбоцит-моноцитарных агрегатов, свидетельствуют, что образование таких агрегатов обеспечивается путем активации тромбоцитарных рецепторов CD41 (гликопротеина IIb–IIIa) и рецепторов моноцитов CD142 и CD162 [16]; процесс индуцируется АДФ и тромбином, а ингибируется аденозином. Адгезия Тц к моноцитам и нейтрофилам обеспечивает связывание лейкоцитами тканевого фактора, фактора свертывания Хагемана и фибриногена [17]. Таким образом, наличие ТМА у пациентов с ХОПН, вероятно, отражает включение моноцитарных механизмов ограничения острой воспалительной реакции. Остается малоизученным провоспалительное действие активированных Тц, которое может реализовываться путем взаимодействия с лейкоцитами. В настоящее время установлено [18], что активация Тц индуцирует провоспалительный фенотип циркулирующих моноцитов [CD14 (+) CD16 (+)]. Эти моноциты обладают повышенной адгезией к эндотелию и участвуют в формировании моноцитарно-тромбоцитарных агрегатов. Нельзя исключать, что увеличение количества ТМА при гипореактивности Тц направлено на восстановление их функциональной активности посредством секреции БАВ провоспалительным фенотипом моноцитов; целью такого взаимодействия могло бы быть рекрутирование Нф из крови для обеспечения фагоцитоза.

У части пациентов, находящихся в фазе ремиссии ХОПН при стимуляции гипореактивных тромбоцитов, обнаружено увеличение количества ТЛА, однако в их составе доминировали тромбоцитарно-лимфоцитарные агрегаты. Значимость данного явления для понимания механизмов исхода хронической воспалительной реакции не получила должного отражения в литературе. Образование агрегатов Тц с лимфоцитами связано с активацией тромбоцитов; подавляется при блокаде P-селектина, рецепторов GPIIb/IIIa, CD11b или CD40L. В свою очередь активация Т-лимфоцитов усиливала формирование агрегатов с Тц. В последние годы формируется убеждение, будто Тц являются регулятором иммунных реакций. Основание для таких заключений: (а) наличие в Тц факторов роста, цитокинов и хемокинов, которые активно влияют на элементы иммунной системы; (б) присутствие Toll-like-рецепторов (TLR) на поверхности Тц, что объясняет их активацию и участие в иммунном ответе [19]. Более того, M.R. Thomas и соавт. [20] признают критическую роль Тц в развитии воспаления и модуляции иммунных реакций. S.C. Starossom и соавт [21] удалось уточнить модулирующую роль Тц. Оказалось, что в начале воспаления Тц секретируют фактор тромбоцитов-4 и ФАТ, которые специфически стимулируют дифференцировку Т-клеток в направлении Тh-1, Тh -17 и CD4 Т-клеток, продуцирующих интерферон-γ/интерлейкин-17. На более поздних стадиях воспаления увеличивалась способность Тц образовывать агрегаты с CD4 Т-клетками. Формирование агрегатов обеспечивалось связыванием CD62P на тромбоцитах с адгезивной молекулой CD166 на поверхности Т-хелперов. Такое взаимодействие способствовало снижению активации CD4 T-клеток, их пролиферации и секреции интерферона-γ, что ограничивало воспалительную реакцию.

Заключение

На фоне применения НПВП и антибиотиков у пациентов с ХОПН отмечается гипореактивностьТц к провоспалительному медиатору ФАТ. У пациентов в фазу рецидива ХОПН остаточная реактивность Тц – выше, чем в фазу ремиссии заболевания, при этом формируются преимущественно тромбоцитарно-нейтрофильные и тромбоцитарно-моноцитарные агрегаты. Для фазы ремиссии ХОПН – характер на вариабельность реактивности Тц на ФАТ, отражающей особенности реализации хронической воспалительной реакции. Увеличение количества агрегатов, обеспечивающих рекрутирование нейтрофилов и моноцитов в очаг воспаления при ремиссии ХОПН, может быть предиктором перехода хронического воспаления в острую фазу.


About the Autors


Barinov E.F. – Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Histology, Cytology and Embryology, DonNMU
E-mail: barinov.ef@gmail.com
Grigoryan Kh.V. – Urologist, Donetsk Regional Clinical Territorial Medical Association;
Balykina A.O. – Teaching Assistant at the Department of Histology, Cytology and Embryology, Donetsk National Medical University named after M. Gorky;
Faber T.I. – Teaching Assistant at the Department of Histology, Cytology and Embryology, Donetsk National Medical University named after M. Gorky


Similar Articles


Бионика Медиа