В последнее время все большее внимание в мире уделяют изучению механизмов, ингибирующих прогрессирование сердечно-сосудистых заболеваний, в т. ч. и при хронической болезни почек (ХБП). Особый интерес представляют полученные в эксперименте и в клинике новые данные, свидетельствующие о том, что циркулирующая форма белка Klotho обладает способностью снижать оксидативные процессы через активацию FoxO и увеличение экспрессии супероксиддисмутазы, а также влиять на процессы эндотелиальной интеграции и клеточную функцию при ХБП [29]. Выявлена сильная обратная зависимость между снижением сывороточной концентрации Klotho и высоким риском сердечно-сосудистых осложнений (ССО) у пациентов c ХБП [16, 27].

Мутантный ген белка Klotho впервые был выявлен в 1997 г. у мышей с наличием синдрома преждевременного старения [1, 16]. Позже было установлено, что ген Кlotho кодирует трансмембранный протеин, который принадлежит семейству гликозидаз и находится в почечных канальцах [23, 31]. В настоящее время стало известно, что секретируемый геном Klotho “белок молодости” обладает плейотропными эффектами, включая рено- кардиопротективный [9, 14, 18, 21, 33].

Klotho существует в двух формах: тип I – трансмембранный протеин (1014 аминокислот) с большим экстрацеллюлярным доменом и короткой интрацеллюлярной частью (10 аминокислот), преимущественно экспрессируемый в дистальных почечных канальцах, и тип II – циркулирующий растворимый фактор, определяемый в крови, в меньшей степени – в других биологических жидкостях, обладающий системными эффектами [2, 9, 25, 34, 36]. Трансмембранный протеин Klotho формирует комплекс с рецептором FGF-23 (FGFR1) и функционирует как облигатный ко-рецептор для FGF-23, обусловливая фосфатурию [10, 41]. Циркулирующая форма Klotho продуцируется с помощью либо протеолитического отщепления экстрацеллюлярного домена трансмембранной формы (130 кДа изоформа) с помощью закрепленных в мембране металлопротеиназ ADAM10 и ADAM17 (англ. – a disintegrin and metalloproteinase domain) или альтернативного сплайсинга mRNA (изоформы 70 кДа). Системные эффекты этого протеина связаны преимущественно с циркулирующей формой [20, 22, 26, 30, 38].

Установлено, что снижение экспрессии трансмембранной формы белка Klotho в почках при ХБП происходит параллельно падению СКФ, достигая 5 % от нормального уровня у больных на диализе. Отщепленная внеклеточная (экстрацеллюлярная) часть молекулы Klotho, попадая в циркуляцию, имеет не зависимые от FGF-23 плейотропные биологические эффекты в виде ингибирования Na-Р-транспортеров (NPT2a, NPT2c, NPT3), активации кальциевого и калиевого ионных каналов (TRPV5, TRPV6, ROMK1) [8, 14, 17, 24, 39].

Получены данные, свидетельствуют, что Klotho может связываться с рецептором трансформирующего фактора роста бета (англ. TGF-β – transforming growth factor beta) 2-го типа и, ингибируя его нисходящие сигналы, замедлять интерстициальный фиброз [19, 38]. Нефропротективные эффекты Klotho изучены на моделях гломерулонефрита у животных [26]. Трансгенная сверхэкспрессия Klotho у экспериментальных животных способствовала регрессу повреждений клубочков и интерстиция почек, вызывая снижение протеинурии и азотемии [20, 22, 26, 38]. Повышение экспрессии Klotho у гипертензивных мышей препятствовало прогрессированию артериальной гипертензии, поражению почек и приводило к снижению протеинурии [8, 17]. Считают, что Klotho вызывает уменьшение продукции в эпителии дистальных почечных канальцев супероксида и супрессию активности мембранного ферментативного комплекса – NADPH-оксидазы (англ. – nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase) – основного источника активных форм кислорода – ROS (англ. – Reactive oxygen species), вовлекаемых в прогрессирование тубулоинтерстициального повреждения. In vivo интраперитонеальное введение растворимой формы рекомбинантного белка Klotho сразу после индукции односторонней обструкции мочеточника предотвращает развитие острого почечного фиброза в результате ингибирования TGFβ1 [26]. Установлено, что Klotho связывается с рецептором TGFβR2 II типа в эпителии почечных канальцев, подавляя активацию рецепторов TGFβR1 I типа, фосфорилирующих Smad2/3 белки (транскрипционные факторы, регулирующие экспрессию генов-мишеней TGFβ1) [26, 29, 35, 43]. И напротив, снижение циркулирующей формы Klotho в сыворотке крови сопровождается гиперфосфатемией, усилением эндотелиальной дисфункции и диффузной сосудистой кальцификации. Снижение в почках, сыворотке, моче уровня Klotho характерно для заболеваний, проявляющихся преждевременным “сосудистым старением”, – диабета и гипертонии [35].

Механизмы, с помощью которых при ХБП снижается экспрессия Klotho в почках, мало изучены, однако потенциально могут иметь значение ишемия, оксидативный стресс, повышение почечной продукции ангиотензина II и воспаление [10, 19, 21, 33, 42]. В проведенном нами исследовании у большинства больных ХБП с наличием воспаления, белково-энергетической недостаточности и анемии отмечена низкая сывороточная концентрация Klotho [4]. В более раннем нашем исследовании выявлено статистически достоверное различие в уровнях альбумина (41,1 ± 0,52 против 31,0 ± 0,42; p < 0,01) среди больных, поступающих на лечение ГД с умеренной и тяжелой анемией (соответственно Hb ≥ 100 г/л и Hb ≤ 80 г/л) [5].

В недавнем исследовании L. Cavalli и соавт. [13] показали, что гипоальбуминемия и БЭН ускоряют перекисное окисление липидов мембран эритроцитов, приводя к деформации эритроцитарных мембран, усугублению тяжести анемии. С другой стороны, тяжелая анемия у диализных больных, способствуя развитию оксидативного стресса, приводит к снижению экспрессии белка Klotho. Эти результаты в совокупности подтверждают неслучайную связь синдрома БЭН с оксидативным стрессом, нефрогенной анемией и снижением циркулирующей формы Klotho.

Установлено, что уремические токсины, в частности металлопротеиназы ADAM17, наряду с другими мембранными протеазами – BACE1 (англ. – Beta-site APP-cleaving enzyme 1) – могут принимать участие в протеолизе белка Klotho. При этом Klotho утрачивает свои рецепторные свойства, формируя FGF23-резистентность органов-мишеней [5, 15, 24, 36]. Активация ADAM17 связана и со снижением продукции кальцитриола при ХБП, поскольку VDR-активаторы блокируют его экспрессию наряду с инактивацией рецептора эпидермального фактора роста EGFR (англ. – epidermal growth factor receptor). Следует также отметить, что активация ADAM17 в почке под действием ангиотензина II может приводить к эффектам, имеющим системное значение. Опосредованное ADAM17 локальное высвобождение и увеличение в циркуляции фактора некроза опухолей TNF-α (англ. – Tumor necrosis factor-alpha), обладающего известными профибротическими/провоспалительными свойствами, а также молекул адгезии ICAM-1 (англ. – Intercellular Adhesion Molecule 1) и VCAM-1 (англ. – Vascular cell adhesion molecule 1) обусловливают развитие системного воспалительного стресса и ССО. Подтверждением тому служит повышение у больных ХБП 4–5-й стадий С-реактивного белка – неспецифического маркера воспаления, который рассматривают как фундаментальный маркер эндотелиальной дисфункции у пациентов с ХБП [25, 32, 34].

Нами выявлена прямая ассоциация низкой сывороточной концентрации Klotho с наличием воспаления – уровнем С-реактивного белка (r = (+)0,370; p < 0,01 и r = (-) 0,453; p < 001) и выраженностью нутритивных нарушений – белково-энергетической недостаточности ( r = (+)0,559; p < 0,01 и r = (-)0,581; p < 0,01), уровнем протеинурии (r = (+)0,305; p < 0,05 и r = (-)0,502; p < 0,01) [4].

Эти данные согласуются с результатами других авторов [10, 21], которые на основании выявления у больных ХБП 3–5 стадий повышенного уровня С-реактивного белка – неспецифического маркера воспаления и эндотелиальной дисфункции, рассматривают ХБП как состояние хронического воспаления. Согласно экспериментальной работе Maekawa и соавт. [26], растворимый рекомбинатный белок Klotho при добавлении к эндотелиальным клеткам пупочной вены HUVEC (англ. – Human umbilical vein endothelial cells) человека подавлял экпрессию ими молекул адгезии – ICAM-1(англ. – Intercellular Adhesion Molecule 1) и VCAM-1(англ. – Vascular cell adhesion molecule 1), участвующих в патогенезе воспалительных сосудистых заболеваний.

В недавних экспериментальных исследованиях подтверждено, что циркулирующая форма Klotho может функционировать как гуморальный фактор, который защищает сердечно-сосудистую систему [19, 26]. Сверхэкспрессия Klotho обеспечивает как почечную, так и кардиоваскулярную протекцию [2, 7, 19].

Полученные данные свидетельствуют о роли комплекса ADAM17/TGF-α/EGFR, индуцируемого при активации ренин-ангиотензиновой системы (РАС), и дефиците кальцитриола в структурной перестройке ПЩЖ и снижении экспрессии Klotho в почках [4, 40]. Эти данные позволяют предполагать важность эффективной блокады РАС и коррекции дефицита D-гормона в профилактике и лечении ССО при ХБП. В нашем исследовании среди больных c достигнутым целевым уровнем АД более высокие показатели Klotho и менее выраженное ремоделирование миокарда отмечены среди тех больных, у кого для коррекции гипертонии использовали ингибиторы АПФ, а не другие антигипертензивные препараты [4].

У наблюдаемых нами больных активным хроническим ГН и артериальной гипертензией (ХБП 2–4-й стадий) с дефицитом Klotho отмечены высокий уровень протеинурии, повышение индексов сопротивления периферических сосудов и стойкое повышение уровня АД [4]. В то же время в экспериментальных исследованиях повышение экспрессии Klotho сопровождалось существенным снижением почечной продукции ангиотензина II и уменьшением протеинурии у гипертензивных мышей с хроническим ГН [11, 21, 26, 35]. При этом повышенная экспрессия Klotho сочеталась с адекватной фосфатурией и лучшей функциональной способностью почек.

У трансгенных мышей с ХБП и высокой продукцией Klotho выявлена существенно меньшая степень кальцификации сосудов по сравнению с диким типом мышей с ХБП и сниженной продукцией Klotho [19]. Благоприятный эффект Klotho на сосудистую кальцификацию был выражен в большей степени, чем его эффект на почечную функцию и фосфатурию, что связывают с прямым влиянием Klotho на сосуды. В исследованиях in vitro показано, что наряду с увеличением фосфатурии и стабилизацией СКФ Klotho супрессирует Na-зависимый захват эндотелием и гладкомышечными клетками (ГМК) фосфора, предупреждает дифференциацию ГМК сосудов и минерализацию, индуцируемую гиперфосфатемией [38, 42].

Установлено, что высвобождение гена Klotho, запускаемое аденовирусом, вызывая повышение эндотелийзависимого синтеза NO, предотвращало неблагоприятное ремоделирование сосудистой стенки в модели атеросклероза у крыс. Повышение продукции Klotho предотвращает формирование атеросклероза и замедляет процесс старения экспериментальных животных [16, 29]. Наряду с экспериментальными исследованиями в литературе появляются указания на клинические работы о роли Klotho как протективного фактора, вовлеченного в патогенез кардиоренальных взаимодействий при ХБП [3, 6, 12, 24, 37]. Получены данные, свидетельствующие о том, что ряд благоприятных эффектов Klotho на эндотелий сосудов при ХБП может быть также результатом уменьшения трансдукции FGF-23 [21, 28, 38].

Нами было установлено, что с нарушением соотношения FGF-23/Klotho коррелирует частота анемии и ее выраженность: по мере снижения уровня гемоглобина при прогрессировании ХБП достоверно увеличивалась концентрация в сыворотке крови FGF-23 и снижалась концентрация Klotho. У больных с наиболее низким уровнем гемоглобина (80–68 г/л) концентрация FGF-23 превышала ее величину у больных с нормальным уровнем гемоглобина почти в 1000 раз. Разница между группами по величине сывороточной концентрации Klotho составила 80 %. Преимущественно с сывороточной концентрацией Klotho прямо коррелировали и основные показатели обмена железа (сывороточный уровень ферритина и % насыщения трансферрина железом), причем корреляция была сильной (соответственно r = (+)0,539; р < 0,01 и r = (+)0,491; р < 0,01). Корреляция с FGF-23 (обратная) была также достоверной, хотя и менее значимой (r = (-)0,411; р < 0,05 и r = (-) 0,454; р < 0,05) [4]. Публикаций о связи сывороточной концентрации Klotho с уровнем гемоглобина в литературе нами не обнаружено. Имеются лишь единичные сообщения о наличии корреляции этих факторов с параметрами обмена железа.

Таким образом, на основании совокупности этих данных можно допустить возможность практического использования определения сывороточной концентрации Klotho в качестве раннего диагностического маркера почечно-кардиального повреждения.

Необходимы дальнейшие исследования изменений метаболизма Klotho в условиях применения больными ХБП ингибиторов АПФ, эпоэтина, внутривенного железа (венофер), и парикальцитола для уточнения возможности медикаментозной стимуляции продукции Klotho и подавления FGF-23.

Можно предполагать, что возмещение дефицита Klotho у пациентов с ХБП является перспективным направлением в совершенствовании методов кардио-нефропротективной стратегии.