Pro-inflammatory cytokines and their participation in the development of cardiovascular calcification in patients with chronic kidney disease


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2023.1.30-34

Mambetova A.M., Khutueva M.Kh., Tkhabisimova I.K.

1) Department of General Medical Training and Medical Treatment, Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University. Nalchik, Russia; 2) Republican Clinical Hospital named after Sh.Sh. Ependiev of the Ministry of Health of the Chechen Republic, Department of Anesthesiology and Intensive Care, Grozny, Russia
Objective. Evaluation of the participation of pro-inflammatory cytokines in cardiovascular calcification, identification of the relationship with the risk of its development in patients with chronic kidney disease (CKD) receiving renal replacement therapy (RRT).
Material and methods. A one-time examination of 85 CKD patients om program hemodialysis was carried out. The blood interleukin-3 (IL-3), IL-6 levels were determined using ELISA; white blood cell (WBC) shift index, and systemic inflammation risk index according to the Glasgow Prognostic Score (GPS) were calculated. Cardiovascular calcification (CVC) was divided into aortic wall calcification (AWC), heart valves (HVC), any calcification (AWC and/or HVC) or concomitant valvular and aortic calcification (AWC+HVC). Statistical analysis was carried out using the Statistica 12.6.
Results. A significant correlation between the risk of the aorta and heart valve calcification (AWC + HVC) with the IL-3 and IL-6 levels (P<0.05) was established. Increase in IL-3 level (more than 35 pg/ml) led to the most pronounced increase in the risk of concomitant calcification (AWC + HVC). The prognostic value of IL-3 was decreased, while IL-6 persistent in the presence of any component of the calcifications of the aorta and heart valves: AWC or HVC. The effect of WBC shift index on the risk of CVC was detected both in relation to concomitant and isolated calcification (P<0.05). The relationship of the systemic inflammation risk index was established in relation to concomitant calcification (P<0.05).
Conclusion. Determining the pro-inflammatory cytokine levels in CKD has the potential to identify patients at risk for CVC. IL-6, IL-3 are involved in the cytokine regulation of CVC in CKD patients.

Введение

За последние годы отмечен рост распространенности хронической болезни почек (ХБП) с высоким риском сердечно-сосудистых осложнений (ССО), что является основной причиной смерти [1–3]. ССО при ХБП связаны с минерально-костными нарушениями (МКН-ХБП). В исследованиях показано влияние регуляторов кальцификации и минерально-костного обмена на формирование сердечно-сосудистой кальцификации (ССК) [4–7], выявлены противовоспалительные свойства препаратов, контролирующих МКН [8–10]. Роль провоспалительных цитокинов в развитии ССК активно изучается. Им принадлежит ключевая роль и в развитии воспаления, но и в прогрессировании ХБП [11, 12]. Активация процессов воспаления происходит параллельно со снижением функции почек. Значительное повышение уровней провоспалительных факторов наблюдается начиная уже с 3-й стадии ХБП. Установлено, что увеличение уровней интерлейкина-3 (ИЛ-3) и ИЛ-6 коррелирует со снижением скорости клубочковой фильтрации [13, 14]. Патогенетические механизмы формирования ССК с участием провоспалительных цитокинов, оценка риска развития требуют дальнейшего изучения.

Цель исследования: изучить участие провоспалительных цитокинов в формировании сердечно-сосудистой кальцификации, выявить взаимосвязь с риском его развития у больных ХБП, получающих заместительную почечную терапию (ЗПТ).

Материал и методы

Проведено одномоментное когортное исследование 85 больных ХБПС 5Д-стадии, которые получали лечение программным гемодиализом [15]. Средний возраст пациентов составил 56,6±14,9 года. Лечение гемодиализом продолжалось в среднем 11,7±6,9 года.

Всем пациентам проведены общеклинические исследования в соответствии с протоколом, а также определены уровни провоспалительных цитокинов: ИЛ-3 и -6 с помощью иммуноферментного анализа с применением наборов (Bioscience, Bender MedSystems).

Для комплексной оценки на основании значений уровней С-реактивного белка и альбумина крови рассчитан индекс риска системного воспаления по шкале Glasgow Prognostic Score (GPS). При значении шкалы GPS, равном 2, больного относили к группе высокого риска воспаления, при значении 1 – умеренного, при значении 0 – низкого риска [15]. Также рассчитан индекс сдвига лейкоцитов крови (ИСЛК), который в норме составляет 1,99±0,15 у.е. [16].

Наличие клапанной кальцификации определяли при эхокардиографии с применением допплеровского режима. Наличие кальцификации брюшного отдела аорты определяли при обзорной рентгенографии брюшной полости в левой боковой проекции с регистрацией кальцинатов в зоне I–IV поясничных позвонков, передней и задней стенки аорты. ССК разделена на кальцификацию стенки аорты (КСА), клапанов сердца (ККС), любую кальцификацию (КСА и/ или ККС) или содружественную кальцификацию клапанов сердца и аорты (КСА+ККС) [15]. Статистический анализ проводили с применением набора инструментов программы Statistica 12.6. Для оценки удельного веса наличия признака в группах и межгруппового сравнения использовали метод Пирсона с определением χ2-критерия. Влияние признаков на риск обнаружения другого проводили с применением однои двухфакторного логит-регрессионного анализа с определением критериев F и р [15].

Результаты

Средние значения уровней ИЛ-3, ИЛ-6, а также ИСЛК и GPS составили: ИЛ-6 – 60,9±13,1 пг/мл, ИЛ-3 – 33,6±10,6 пг/мл, ИСЛК – 1,8±0,98 к.е., GPS – 0,38±0,62 балла [15]. С целью выявления взаимосвязи уровней ИЛ-3 и -6, а также ИСЛК, GPS с формированием ССК и оценки риска его развития проведен логит-регрессионный анализ (табл. 1).

32-1.jpg (177 KB)

Установлена достоверная связь риска обнаружения кальцификации аорты и клапанов сердца (ККС+КСА) с уровнем ИЛ-3 и ИЛ-6 [15] (табл. 1). Выявлено, что при значениях ИЛ-6 более 55 пг/мл риск ККС+КСА возрастает и достигает максимума при значениях 80 пг/мл. По мере повышения уровня ИЛ-3 (более 35 пг/мл) также отмечено наиболее выраженное повышение риска содружественной кальцификации аорты и клапанов сердца. Прогностическая значимость ИЛ-3 снижается, а ИЛ-6 сохраняется при наличии какой-либо составной части кальцификации аорты и клапанов сердца: ККС или КСА [15,16]. Отмечено преодоление 20%-ного порога риска развития ССК уже при значениях ИЛ-6 более 33 пг/мл. Логит-регрессивный анализ также подтвердил связь ИСЛК с развитием как содружественной, так и изолированной кальцификации аорты или клапанов. Связь GPS установлена в отношении содружественной кальцификации [15, 16] (табл. 1).

Для достижения поставленной цели из числа выявленных статистически значимых параметров проведены расчеты с построением модели двуфакторного анализа (табл. 2).

Как видно из табл. 2, повышение значений ИЛ-3 и ИЛ-6, ИЛ-6 и ИСЛК, ИЛ-3 и GPS сопровождается повышением риска выявления содружественной ККС сердца и КСА.

Повышение значений ИЛ-6 и ИСЛК сопровождается повышением риска изолированной кальцификации – ККС или КСА, а повышение значений ИЛ-3 и ИЛ-6 – риска КСА [15]. Методом двуфакторного логит-регрессионного анализа проведен анализ оценки распределения ранговых признаков в подгруппах с определением распределения по методу Пирсон χ2 в отношении пар признаков [15]. Значения количественных признаков преобразованы в ранговые путем разделения их по медиане. Содружественное повышение значений признаков более медианы принималось за 1, снижение – за 0. Анализ проведен в группе повышенных значений уровней ИЛ-3 и ИЛ-6. Установлено, что кроме изолированной ККС все остальные виды кальцификации статистически значимо чаще встречались в группе больных с повышенными уровнями ИЛ-3 и ИЛ-6 (χ2-критерий=7,9, p=0,005; χ2-критерий= 4,3, p=0,039, χ2-критерий=2,53, p=0,11; χ2-критерий=7,8, p=0,006 соответственно) [15].

Обсуждение

Широкая распространенность ХБП и его осложнений делает актуальным дальнейшее изучение этой проблемы. Практическая значимость вопроса заключается в необходимости комплексной оценки сердечно-сосудистого риска [3]. Роль провоспалительных цитокинов в формировании ССК активно изучается. В результате проведенного исследования установлено повышение уровней ИЛ-3 и ИЛ-6, продемонстрирована отчетливая связь с развитием ССК у больных ХБП.

Провоспалительные цитокины – это большая группа белковых цитокинов, объединенная связью с лейкоцитами, участвующая в пролиферации и дифференцировке Bи T-клеток, а также в лейкопоэзе [17–19]. Во взаимосвязи с ИЛ-3 и ИЛ-6 показана статистическая значимость ИСЛК и GPS в прогнозировании риска ССК у диализируемых больных.

Заключение

ССК – сложный процесс, в реализации которого принимает участие много факторов, одним из которых является воспаление, возникающее за счет дисбаланса цитокинового статуса. Определение уровня провоспалительных цитокинов у больных ХБП актуально для выявления больных, угрожаемых по ССК, и определения терапевтической тактики.


About the Autors


Aneta M. Mambetova – Dr. Sci. (Med.), Professor at the Department of General Medical Training and Medical Rehabilitation, Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, Nalchik. Address: 173 Chernyshevsky st., Nalchik, 360000; tel.: +7 (866) 293-00-80, +7 (905) 439-11-90; e-mail: amm-0007@yandex.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0378-0754.
Madina Kh. Khutueva – Head of the Department of Anesthesiology and Intensive Care, Republican Clinical Hospital named after Sh.Sh. Ependiev of the Ministry of Health of the Chechen Republic, Grozny. Address: 12 Kemerovskaya st., Grozny, 364000; e-mail: babaka95@gmail.com. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7300-5908.
Irina K. Tkhabisimova – Cand. Sci. (Med.), Head of the Department of General Medical Training and Medical Rehabilitation, Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, Nalchik. Address: 173 Chernyshevsky st., Nalchik. Address: 173 Chernyshevsky st., Nalchik, 360000; e-mail: tkhabisim@icloud.com. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4065-989X.


Similar Articles


Бионика Медиа