Введение

Долгие годы внимание исследователей в области нефрологии было сосредоточено на изучении повреждающих (эффекторных) звеньев патогенеза различных заболеваний почек. Но в 1990-х гг. были опубликованы результаты исследований, главным образом экспериментальных, которые позволили по-иному взглянуть на механизмы, определяющие течение и исход заболеваний почек. Эти работы показали, что кратковременное воздействие различных повреждающих факторов на
почечную ткань приводит к уменьшению ее чувствительности к дальнейшему повреждению. Полученные в эксперименте данные легли в основу гипотезы о существовании в почке системы “самозащиты” – механизма, противостоящего повреждению [1].

В частности, была подтверждена способность почки к “самоограничению” воспаления. Так, добавление к культуре резидентных клеток неповрежденных клубочков почек провоспалительного цитокина – интерлейкина-1β (ИЛ-1β) – приводило к усиленной выработке этими клетками медиаторов воспаления, тогда как при уже развившемся нефрите ответ клеток на введение ИЛ-1β был значительно
слабее [2]. К парадоксальному торможению воспалительных реакций в почке при экспериментальном нефрите также приводило введение в клубочки активированных макрофагов [3]. На модели “ишемия–реперфузия” была продемонстрирована способность почек отвечать “резистентностью” к другому виду повреждения – нарушению гемодинамики. Установлено, что короткий период ишемии в почке
активирует локальный синтез ряда факторов и приводит к компенсаторным изменениям гемодинамики, которые в последующем защищают почку от тяжелой ишемии [4]. Кроме того, получены данные, свидетельствующие о наличии у разных тканей свойства “термотолерантности”. В частности, в культуре клеток различных тканей показано, что быстрое нагревание до сублетальных температур приводит к синтезу “стрессорных” молекул (т. н. белков теплового шока), способствующих сохранению структуры белков и предупреждающих их разрушение при дальнейшем температурном воздействии [5].

Последующие исследования продемонстрировали, что активация факторов локальной самозащиты тканей в ответ на повреждение представляет собой универсальную запрограммированную реакцию на различных уровнях – внутри- и внеклеточном, а также на поверхности клеток [1]. Эндогенные
протективные медиаторы могут изменять течение патологического процесса в почке, в связи с этим они представляют особый интерес для понимания основных закономерностей прогрессирования поражения почек и как объект – для разработки новых путей воздействия с целью предупреждения
развития фиброза в почке.

Настоящий обзор посвящен одному из компонентов системы самозащиты почки – белкам теплового шока (БТШ). Авторами анализируются нарушения функционирования БТШ при различных заболеваниях почек, в т. ч. при хроническом гломерулонефрите (ХГН), обсуждаются возможные направления коррекции этих изменений.

Стресс-белки и белки теплового шока

Поддержание полного набора функционально компетентных белков в каждой клетке в физиологических условиях и во время стресса/повреждения обеспечивается различными механизмами, включая систему белков, названных молекулярными шаперонами. Термин “шаперон” (от франц. “сhaperon” – компаньонка) впервые применил R.A. Laskey в 1978 г. при описании свойств белка, предотвращающего нежелательные ионные взаимодействия между гистонами и молекулой ДНК.
По своей сути шапероны – белки, облегчающие фолдинг, рефолдинг, сборку и разборку других белков и макромолекулярных комплексов. Шапероны, синтез которых активируется стрессорными факторами, обозначают как стресс-белки. Если стрессорным фактором является тепловой шок, такие белки
называют белками теплового шока (БТШ, англ. Hsp, от “heat shock proteins”). Исторчески термин “белок теплового шока” используется и в случаях, когда экспрессия родительского гена индуцируется не только собственно тепловым шоком, но и иными факторами [6].

БТШ являются высококонсервативными белками и обнаруживаются во всех организмах – от бактерий до человека. Они выполняют фундаментальную защитную роль – облегчают образование вторичной и третичной структур других белков, а также участвуют в процессах репарации или элиминации токсических для клетки неправильно свернутых или денатурированных белков [7, 8].

Своим названием БТШ обязаны истории их открытия. В 1962 г. F. Ritossa обнаружил вздутия (пуфы) в структурных единицах хромосомы слюнной железы мушки Drosophila, перенесшей воздействие высоких температур. В 1974 г. A. Tissieres et al. выявили деспирализацию хромосом в этих участках и связали их наличие с увеличением экспрессии генов, кодирующих синтез особых белков [6]. Индуцированные умеренным прогреванием тела, эти белки обеспечивали транзиторную толерантность к высоким,
обычно летальным, температурам. Позже было установлено, что синтез БТШ индуцируется не только при повышении температуры, но и при многих других неблагоприятных воздействиях, таких как добавление к клеткам органических растворителей, тяжелых металлов, оксидантов, а также под влиянием некоторых гормонов и ростовых факторов. Показано, что при повышенной экспрессии БТШ растет резистентность не только к высоким температурам, но и к воспалению, гипоксии, ишемии, токсинам и свободным радикалам. В связи с этим БТШ относят к стресс-белкам [9].

Виды белков теплового шока, их структурно-функциональная характеристика

По характеру синтеза БТШ подразделяются на коституциональные и индуцибельные.

Конституциональные БТШ синтезируются в клетке постоянно (под действием факторов роста, гормонов), для их активации не требуется воздействия на клетку повреждающего фактора, т. е. синтез их при стрессе не увеличивается. Они составляют 5–10 % всех белков клетки.

Синтез индуцибельных БТШ, составляющих до 15 % всех клеточных белков, начинается вскоре после воздействия на клетку повреждающего агента (температурный, оксидантный, токсический, осмотический, а также воспалительный стрессы) [10]. Данные, полученные in vivo, свидетельствуют о том, что разделение БТШ на конституциональные и индуцибельные в человеческом организме достаточно условно, т. к. их синтез зависит от специализации и функциональной активности
клеток.

В настоящее время выделено несколько семейств БТШ, различающихся по молекулярному весу и структурно-функциональным особенностям:
• высокомолекулярные БТШ – включают протеины с молекулярной массой более 100 кДа (БТШ-100, БТШ-110)
• БТШ-90 – включают протеины с молекулярной массой от 81 до 99 кДа;
• БТШ-70 – включают протеины с молекулярной массой от 66 до 78 кДа;
• БТШ-60 – включают протеины с молекулярной массой от 55 до 64 кДа;
• БТШ-40 – включают протеины с молекулярной массой от 35 до 54 кДа;
• малые БТШ – включают протеины с молекулярной массой менее 34 кДа (БТШ-20, 25, 22/27); • человеческие шаперонины (например, БТШ-10, связывающийся в комплекс с БТШ-60 и регулирующий его функцию).

Цитопротекторные свойства БТШ

Как цитопротекторные свойства БТШ, так и их роль в процессах нормальной жизнедеятельности клетки во многом определяются тем, что эти белки являются шаперонами. К шаперонам относятся БТШ-70, БТШ-90, БТШ-60, БТШ-22 (α,β-кристаллин), БТШ-27. Шапероны находятся почти во всех органеллах и цитоплазме. БТШ связываются с растущим полипептидом, как только он отделяется от рибосомы. Это удерживает растущую молекулу в конформации, предотвращающей случайную преждевременную укладку и способствующей переносу полипептида в митохондриальное пространство.

В компетенции БТШ-шаперонов находятся временное связывание и облегчение скручивания незрелых пептидов в процессе трансляции, облегчение транспорта белков вдоль мембран органелл, разработка олигомерных белковых комплексов, контроль биологической активности регуляторных белков (в т. ч. транскрипционных факторов), предотвращение агрегации частично денатурированных белков вследствие межмолекулярных взаимодействий, облегчение деградации токсических метаболитов белков путем транспорта денатурированных белков к протеосомам и лизосомам. In vitro показана
роль шаперонного механизма в восстановлении функциональной активности цитрат-синтазы, β-галактозидазы и других ферментов. Ряд БТШ (например, БТШ-90 и БТШ-70), будучи компонентами апорецепторных комплексов стероидных гормонов, посредством шаперонного механизма обеспечивают поддержание стероидных рецепторов в конформационном состоянии, необходимом для взаимодействия с гормонами.

Шапероны редко работают в одиночку, чаще в “бригадах”, состоящих из различных молекул, включающих шапероны и кошапероны. Кошапероны взаимодействуют с шаперонами, такими как БТШ-70 и БТШ-90, и помогают в выполнении ими различных функций. Именно шаперонно-кошаперонные комплексы помогают вновь сформированной полипептидной цепочке проходить фолдинг, восстанавливают поврежденные белки (рефолдинг), а при невозможности восстановления
направляют их в протеиназные комплексы.

Таким образом, синтез БТШ в ответ на различные повреждающие факторы, в т. ч. воспалительные, является внутриклеточным защитным механизмом, предотвращающим повреждение клеток [11]. Повышение экспрессии БТШ внутри клетки обеспечивает стабилизацию и восстановление поврежденных белковых молекул и оптимальный баланс между синтезом и деградацией белков. Это приводит к повышению резистентности клеток к стрессу. Вместе с тем БТШ могут высвобождаться
во внеклеточную среду или экспрессироваться на поверхности клеток, и в этом случае их особая протективная роль заключается в контроле воспалительного иммунного ответа [12].

Роль БТШ в Т-клеточной регуляЦии хронического воспаления

БТШ, особенно семейства 60 и 70, относятся к иммунодоминантным молекулам. Пептидные последовательности микробных БТШ-60 и -70 являются основными эпитопами, стимулирующими противоинфекционный иммунный ответ. Для БТШ прокариотических (бактерий) и эукариотических клеток (млекопитающих и человека) характерна высокая степень гомологии, достигающая 50–60 % (как, например, для семейства БТШ-60) [13]. Это может означать, что БТШ – потенциальные кандидаты для молекулярной мимикрии и могут распознаваться иммунной системой как потенциально патогенные антигены, т. е. могут играть роль в развитии не только противоинфекционного иммунитета, но и аутоиммунитета [14]. Данные о повышении уровня БТШ-60 и -70 или антител к ним в сыворотке крови при аутоиммунных заболеваниях – ревматоидном артрите, системной красной волчанке, дерматомиозите, склеродермии, сахарном диабете, нефрите, а также при трансплантации органов, свидетельствуют в пользу этого предположения [15–20]. В исследовании Н.А. Мухина и соавт. уровень антител к БТШ-70 был значительно выше у больных системной красной волчанкой, дерматомиозитом и
ХГН, чем у здоровых лиц [21].

В доказательство протективной роли БТШ при воспалительных заболеваниях van Eden W. et al. одними из первых продемонстрировали, что введение экспериментальным животным с аутоиммунным адьювантным артритом БТШ-60 оказывает противовоспалительный эффект и тормозит развитие заболевания [22]. В дальнейшем регуляторный эффект БТШ был подтвержден в эксперименте и при других аутоиммунных заболеваниях: энцефаломиелите, коллаген-индуцированном артрите и диабете I типа [15, 18].

Установлено, что эпитопы собственных БТШ, экспрессируемых в очаге воспаления, распознаются Т-клетками. Это приводит к формированию регуляторных противовоспалительных фенотипов реактивных Т-клеток [23], а именно фенотипа Т-хелперов 2 типа (Th2), продуцирующих ИЛ-10 и
ИЛ-4, Т1-регуляторных клеток (Tr1), продуцирующих ИЛ-10 и ТФР-β, и CD4+CD25+ регуляторных клеток (Трег) [24, 25]. Противовоспалительный ИЛ-10 одним из первых выделяется регуляторными клетками в очаге воспаления и является основным стрессорным цитокином, опосредующим многие иммунорегуляторные эффекты БТШ. Так, преиммунизация экспериментальных животных БТШ-60 и -70 приводила к повышению числа продуцирующих ИЛ-10 Т-регуляторных клеток в очаге воспаления [25]. Установлено, что изменение фенотипа Т-клеток под воздействием БТШ происходит при активации сигнала от Toll-like рецепторов (TLR). БТШ-60 или -70, которые высвобождаются из клеток во внеклеточное пространство, могут активировать регуляторные клетки CD4+CD25+, воздействуя на TLR-4 [26]. Взаимодействие БТШ-60 с TLR2 на Т-клетках приводит к “переключению” Th1-фенотипа на Th2 c уменьшением секреции воспалительных (ФНО-α и ИФ-γ) и повышением уровня противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10 и ИЛ-4) [24].

Под воздействием БТШ продукция противовоспалительных цитокинов увеличивается не только в Т-лимфоцитах, но и в мононуклеарных клетках – моноцитах и дендритных клетках [27]. В частности, Caldas C. et al. показали, что периферические Т-лимфоциты и лимфоциты, инфильтрирующие почечный трансплантат, а также мононуклеарные клетки периферической крови больных с хронической посттрансплантационной нефропатией продуцируют ИЛ-10 под действием БТШ-60 [28].

Снижение способности клеток к экспрессии БТШ может вызывать потерю резистентности к хроническим воспалительным заболеваниям и, наоборот, повышенная экспрессия БТШ в ответ на повреждение способствует эффективной иммунорегуляции. Противовоспалительный потенциал БТШ
при заболеваниях почек мало изучен. Выявлено повышение внеклеточной экспрессии БТШ при экспериментальном нефрите, а также у больных с различными формами нефрита [29, 30]. Исследование Marzec L. et al. показало снижение степени экспрессии БТШ-72 на поверхности моноцитов периферической крови больных хроническими заболеваниями почек по сравнению с контролем. При этом выраженное уменьшение моноцитарной экспрессии БТШ-72 отмечено у пациентов с терминальной ХПН, что сочеталось с развитием системного воспаления [31].

Роль БТШ в регуляции апопотза

Апоптоз – высокорегулируемая форма программированной смерти клетки с характерными морфологическими и биохимическими признаками. Расшифровка механизмов апопотоза явилась важным этапом в толковании не только смерти клеток, но и патогенеза многих болезней, в т. ч. почек. Благодаря апоптозу поврежденные, завершившие свой жизненный путь и нежелательные клетки удаляются из организма без нарушения клеточного микроокружения.

Для распространения стимулов апоптоза необходимо, чтобы инициирующие сигналы были восприняты и переданы эффекторным системам, ответственным за гибель клетки. Наиболее древним регулятором гибели клеток млекопитающих является протоонкоген bcl-2, впервые выделенный из В-клеток фолликулярной лимфомы.

БТШ оказывают антиапоптотическое действие подобно белку bcl-2 [32]. Обсуждается несколько механизмов, посредством которых БТШ (главным образом семейство БТШ-70) участвуют в регуляции клеточной гибели. Во-первых, БТШ защищают генетический аппарат клетки. Показано, что они обладают способностью связываться с хроматином и ядерными белками, таким образом предохраняя клетку от апоптоза [5]. В поврежденной клетке они распределяются преимущественно в участках деконденсированной, нуклеазодоступной ДНК. Во-вторых, БТШ способны связываться с цитохромом С,
аномально локализованным в цитоплазме поврежденных клеток [33]. В-третьих, отдельные БТШ обладают свойством взаимодействовать со стресс-активируемыми протеинкиназами, которые участвуют в инициации программированной клеточной гибели [32]. Кроме того, установлено, что БТШ-70, накапливаясь в клетке, способен образовывать комплексы с другими клеточными белками, в которые помимо полипептидов с нарушенной структурой включаются вполне нормальные, активные белки, в частности белки – составляющие NF-kB [7]. Взаимодействие с БТШ-70 задерживает эти регуляторные белки в цитоплазме и поэтому временно откладывает исполнение их основной функции – контроля над экспрессией ряда генов. Этот факт позволяет объяснить отдельные этапы процесса
активации иммунных клеток и роль БТШ-70 в клеточной защите от некоторых цитотоксических факторов, например фактора некроза опухоли (ФНО), а также самостоятельный, связанный с БТШ-70 путь регуляции апоптоза.

Белки теплового шока в системе самозащиты почки

В ткани почки в норме экспрессируются ряд БТШ, уровень которых изменяется при ряде острых и хронических заболеваний почек.

БТШ-90 взаимодействует со многими белками клетки, включая протеинкиназы и стероидные рецепторы, регулирует их кинетику и активность [34]. В норме в ткани почки экспрессия БТШ-90 отмечается преимущественно в дистальных канальцах и собирательных трубочках коркового и мозгового слоя, что соответствует распределению минерало- и глюкокортикоидных рецепторов, определяя важное значение комплекса БТШ-90/стероидный рецептор в передаче сигнала [35].
Небольшая экспрессия БТШ-90 отмечена в петле Генле, подоцитах, париетальном эпителии Боуменовой капсулы, в эндотелиальных и интерстициальных клетках, свидетельствуя о том, что этот протеин выполняет и другие функции в клетках почек.

В частности, показано, что БТШ-90 участвует в поддержании нормального почечного кровотока и влияет на скорость клубочковой фильтрации (СКФ), регулируя синтез оксида азота, зависимого от эндотелиальной NO-синтазы. Так, в исследовании V. Ramirez et al. ингибирование БТШ-90 привело
к снижению почечного кровотока и СКФ и значительному уменьшению экскреции с мочой нитратов и нитритов [36]. Показано, что экспрессия этого белка повышается в клетках канальцев после ишемического повреждения [37], а также при токсической острой почечной недостаточности (ОПН) [38]. Обсуждается роль БТШ-90 как компонента протективной системы, обеспечивающей регенерацию поврежденных и дифференциацию новых тубулярных клеток.

При нефрите с полулуниями у человека также отмечено повышение экспрессии БТШ-90 в цитоплазме пролиферирующих клеток полулуний [39]. В целом публикации о БТШ-90 при заболеваниях почек немногочисленны, для уточнения его нефропротективной роли необходимы дальнейшие исследования.

БТШ-70 участвуют в формировании структуры вновь синтезированных нативных белков, восстановлении частично денатурированных белков и в деградации необратимо поврежденных белковых молекул. БТШ-70 могут взаимодействовать со структурами цитоскелета и участвовать в транспорте белков через внутриклеточные мембраны в органеллы, а также в расщеплении белковых агрегатов [34]. В семейство БТШ-70 входят белки с молекулярной массой 73 и 72 кДа.

БТШ-73 – главный конституциональный белок семейства, в норме он экспрессируется во всех зонах почечной ткани. В ткани почки крыс установлена его экспрессия подоцитами, клетками Боуменовой капсулы, эпителием проксимальных канальцев, собирательных трубочек, а также в папиллярном
эпителии и интерстиции. У человека БТШ-73 синтезируется преимущественно клетками дистальных канальцев, в меньшей степени – проксимальных [40].

При экспериментальном PAN-нефрозе (модель нефрита с мининальными изменениями (МИ) и фокального сегментарного гломерулярного гломерулосклероза (ФСГС) выявлено усиление внутриклеточной экспрессии БТШ-73 в мезангии, эпителиальных клетках проксимальных, дистальных канальцев, петли Генле, собирательных трубочек. Полагают, что увеличение экспрессии БТШ-73 в цитоплазме тубулярных клеток может быть обусловлено повышенной реабсорбцией белка и/или отражать защитную реакцию эпителиоцитов на повреждение компонентами протеинурии [41]. Также обсуждается, что БТШ-73 выполняет функцию защиты мезангиоцитов от апоптоза, т. к. эти клетки под действием БТШ приобретают резистентность к оксидантному стрессу [42]. При экспериментальной ОПН выявлена усиленная экспрессия БТШ-73, главным образом в проксимальных канальцах – основном
месте повреждения [37].

БТШ-72 синтезируется в почке преимущественно в ответ на повреждение (индуцибельный белок), однако его экспрессия выявлена и в норме. Особенность его внутрипочечного распределения вдоль кортикопапиллярных областей свидетельствует об участии этого белка в адаптации клеток мозгового слоя к высокой внеклеточной концентрации солей и мочевины – гипертоническому стрессу. БТШ-72 стабилизирует внутриклеточные белки и, таким образом, уменьшает денатурирующий эффект гипертонической среды [34].

Экспрессия этого белка резко возрастает при ишемической ОПН. Обсуждается, что при ОПН БТШ-72 участвует в деградации необратимо поврежденных белков, в восстановлении структуры частично денатурированных белков, способствует восстановлению цитоскелета и клеточной полярности [4].
Экспрессия БТШ-72 усиливается в месте повреждения – в корковом слое почки, однако снижается во внутреннем мозговом слое. Это объясняется уменьшением осмолярности мочи в мозговом слое при повреждении и, следовательно, снижением влияния осмотического стресса в этой зоне [43]. Mueller T. et al. изучили экскрецию БТШ-72 с мочой больных после пересадки почки [44]. Резкое повышение экскреции БТШ-72 отмечено в первые часы после операции, что отражает мобилизацию защитных механизмов в ответ на ишемическое повреждение тубулярного эпителия. Прогностически неблагоприятным признаком в данном исследовании было уменьшение уровня БТШ-72 в моче, коррелирующее с уровнем гиперкреатининемии и указывающим на тяжесть ишемического повреждения почечного трансплантата.

Изменения экспрессии БТШ-72 выявлены среди больных хронической почечной недостаточностью. Так, Dinda A.K. et al.. обнаружили у пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности значительное повышение внутриклеточного БТШ-72 во всех почечных канальцах, которые находятся в
условиях ишемического и метаболического стресса [40]. Среди пациентов на диализе экспрессия БТШ была еще выше, что, по-видимому, связано с дополнительными факторами повреждения канальцев токсическими экзогенными химическими соединениями [40].

Иммуногистохимическое исследование ткани почек больных ХГН (МИ, ФСГС и мембранозной нефропатией) выявило лишь слабое гранулярное окрашивание БТШ-72/73 в подоцитах, тубулярных клетках дистальных канальцев и собирательных трубочек, не отличающееся от окрашивания в нормальной почке [30]. У больных волчаночным нефритом (ВН) степень экспрессии БТШ-72 в ткани почки (в цитоплазме тубулярных клеток проксимальных, дистальных канальцев и собирательных трубочек) также не отличалась от нормы [45]. Однако в исследовании Venkataseshan V. et al. значительное повышение экспрессии БТШ-70 тубулярными клетками отмечено в очагах острого интерстициального воспаления при гломерулонефрите и интерстициальном нефрите, в то время как при хроническом интерстициальном воспалении и фиброзе увеличения БТШ-70 не выявлено [30].

БТШ-60. Семейство БТШ-60 относится к молекулярным шаперонам, обеспечивающим сшивание мономерных белков и объединение их в олигомерные комплексы [34]. В нормальной ткани почки БТШ-60 экспрессируется в корковом и наружном мозговом слое, в меньшей степени – во внутреннем мозговом слое. Наиболее интенсивное иммуногистохимическое окрашивание отмечается в клетках эпителия проксимальных канальцев и с умеренной интенсивностью – в дистальных канальцах. В клубочках БТШ-60 экспрессируется только подоцитами [46]. Значение повышения внутриклеточного БТШ-60 при заболеваниях почек почти не изучено. Известно, что при экспериментальной токсической почечной недостаточности синтез БТШ-60 повышается во всех канальцах коркового слоя в соответствии с уровнем повреждения [47].

Малые (низкомолекулярные) белки теплового шока

Малые БТШ представляют наиболее гетерогенную группу белков по молекулярному весу в пределах 34 кДа, участвующих главным образом в процессах полимеризации/деполимеризации актиновых микрофиламентов клетки [48].

Среди низкомолекулярных БТШ в защите ткани почки от повреждения важная роль принадлежит БТШ-27. Этот белок находится в клетке в виде больших олигомеров, выполняющих функцию шаперонов, и в виде меньших олигомеров, которые объединены с актиновыми микрофиламентами (актин-ассоциированный белок) и способствуют стабилизации актиновых волокон в условиях стресса, особенно под влиянием реактивных радикалов кислорода и ФНО-α [49]. При этом защитную функцию обеспечивают нефосфорилированные олигомеры HSP27; их фосфорилирование под действием р38 МАР-киназы приводит к потере связи с актиновыми микрофиламентами и нарушению актинового цитоскелета.

Низкомолекулярные БТШ могут выполнять различные защитные функции во всех зонах почки. В мозговом слое, где наблюдается выраженная экспрессия БТШ, защита направлена на предотвращение осмотического воздействия гипертонической среды [50]. Высокая экспрессия БТШ-27 во внутрипочечных артериальных сосудах свидетельствует об участии этого белка в сосудистом цикле сокращения–дилатации [46]. Интенсивное окрашивание БТШ-27 в щеточной каемке проксимальных канальцев может отражать влияние этого белка на процессы ремоделирования актиновых филаментов [51]. Выраженная экспрессия БТШ-27 отмечена в клетках клубочка (мезангиальных и подоцитах), имеющих хорошо развитую актиновую систему. Структура ножек подоцитов как неотъемлемая часть фильтрационного барьера почки напрямую зависит от состояния актиновых микрофиламентов и регулируется БТШ-27 [52]. Фосфорилирование БТШ-27 в подоцитах приводит к агрегации и перераспределению актиновых филаментов, разрушению цитоскелета, утрате нормальной структуры фильтрационного барьера. Так, при в эксперименте при PAN-нефрозе потеря ножек подоцитов и развитие НС были тесно связаны с повышенной экспрессией фосфорилированных изоформ БТШ-27 и утратой защитных свойств этого протеина [53].

У человека экспрессия БТШ-27 в ткани почки была изучена при ВН [45]. Особенно высокая его экспрессия отмечена при диффузном пролиферативном ВН (с наиболее выраженными процессами воспаления и пролиферации клеток), выраженность ее коррелировала с гистологическими индексами активности нефрита, а также уровнем креатинина сыворотки крови. Интенсивная экспрессия БТШ-27 выявлялась главным образом

в резидентных клетках почки, а не в клеточном воспалительном инфильтрате, что предполагало активацию защитных внутрипочечных резервов в ответ на повреждение [45].

БТШ-32 (гемоксигеназа-1). Гемоксигеназа представляет собой микросомальный фермент, который катализирует расщепление гема до биливердина, свободного железа и СО. Гемоксигеназа-1 является индуцибельной изоформой, синтез которой повышается под влиянием температурного воздействия, а также компонентов гема, ионов тяжелых металлов, цитокинов и реактивных радикалов кислорода [54]. В клетках человека гемоксигеназа-1 участвует главным образом в защите от неблагоприятного воздействия оксидантного стресса [55], но ее индукцию могут вызывать и воспалительные стимулы,
например добавление ИЛ-1β. Протективное значение гемоксигеназы-1 заключается в торможении синтеза воспалительных факторов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α), повышении противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10), а также продуктов деградации гема и их метаболических дериватов. Моноксид
углерода СО уменьшает выработку индуцибельной NO-синтазы (iNOS), циклооксигеназы-2, соответствующих медиаторов воспаления – NO и простагландинов [56].

В эксперименте на моделях и в клинических условиях у пациентов с мезангиопролиферативным гломерулонефритом наиболее выраженные изменения выявлены при низкой продукции гемоксигеназы-1 [57]. Напротив, индукция эндогенной гемоксигеназы-1 в экспериментальных моделях анти-БМК а и ВН приводила к торможению повреждения клубочков, уменьшению количества иммунных депозитов в ткани почки и в итоге – к снижению протеинурии [57, 58]. Протективная роль гемоксигеназы-1 продемонстрирована при ишемическом и токсическом повреждении почек, остром гломерулонефрите и отторжении почечного трансплантата [59, 60].

Возможные пути коррекции нарушений в системе самозащиты, перспективы использования БТШ

Изучение стресс-лимитирующей системы БТШ, ее регулирующих механизмов является актуальной и перспективной задачей современной нефрологии и медицины в целом. Усиление эндогенных протективных механизмов может лежать в основе новой стратегии терапевтического вмешательства. Одним из таких направлений считается применение фармакологических активаторов системы БТШ. В настоящее время уже получены доказательства того, что ингибиторы АПФ могут быть использованы для увеличения содержания БТШ [61–63]. Это имеет большое значение, т. к. расширяет показания к назначению применяемых в нефрологии с нефропротективной целью препаратов, устраняющих эффекты ангиотензина II.

Другим возможным путем коррекции нарушений в системе самозащиты может служить введение в организм природных (бактериальных) БТШ или их синтетических аналогов. In vitro получены данные о том, что введение очищенного БТШ в живые клетки или трансфекция генома БТШ повышает резистентность клеток к различным повреждающим факторам – температурному воздействию, ишемии и т. д. [64]. В эксперименте подтверждена возможность улучшения течения аутоиммунных заболеваний у лабораторных животных после введения им БТШ. В частности, показано, что вакцинация БТШ-60 и -70 животных с адъювантным артритом активирует специфичные клоны Т-клеток, секретирующие противовоспалительные ИЛ-10 и ТФР-β, и приводит к торможению заболевания [65, 66].

Повышение экспрессии БТШ собственными клетками в ответ на воспаление при аутоиммунных заболеваниях является необходимым для реализации защитного механизма. Регулируя фенотип Т-клеток, выработку ими противовоспалительных цитокинов, БТШ могут формировать микроокружение, способствующее торможению хронического воспалительного процесса. Защитный эффект иммунизации бактериальными БТШ обеспечивается благодаря высокой степени гомологии определенных БТШ-эпитопов бактерий и человека (в основном промежуточных и C-концевых пептидов). Индукция регуляторного протективного Т-клеточного фенотипа связана только с перекрестными (гомологичными) пептидами, в то время как существующие исключительно у бактерий (негомологичные) эпитопы вызывают развитие воспалительного ответа [67]. Для определения факторов, способствующих детерминации перекрестно-реактивных эпитопов и формированию регуляторной Т-клеточной активности при иммунизации бактериальными БТШ, необходимы дальнейшие исследования.

Эффективность применения бактериальных БТШ для профилактики и торможения аутоиммунных заболеваний в эксперименте создает предпосылки к проведению иммунотерапии БТШ и в клинических условиях. Так, в исследовании T.L. Vischer при введении больным с ревматоидным артритом препарата ОМ-89 (экстракта E. coli, очищенного от эндотоксина, который содержит БТШ-60 и БТШ-70), а в исследовании B.J. Prakken – препарата dnaJP1 (пептида БТШ-40) отмечено изменение провоспалительного фенотипа Т-клеток (Th1) на противовоспалительный (Трег) [68, 69]. Помимо иммуномодулирующего действия БТШ среди данных больных наблюдался хороший клинический эффект и лечение не сопровождалось развитием побочных реакций. При назначении препарата
DiaPep277 (пептида р277 БТШ-60) больным сахарным диабетом 1 типа наряду с улучшением клинической картины отмечено и“переключение” Th1-ответа на противовоспалительный Th2 [70].

Однако для широкого клинического применения БТШ необходимы многоцентровые контролируемые исследования.

Заключение

жании полного набора функционально компетентных белков. В ткани почки БТШ являются важной частью внутриклеточной защиты, которая функционирует в физиологических условиях и активируется при различных видах повреждения – ишемическом, токсическом, воспалительном. БТШ обеспечивают
стабилизацию клеточных структур, способствуют повышению устойчивости клеток к процессам апоптоза и некроза, а также сохранению потенциала для дальнейшей репарации.

В последние годы появились данные, свидетельствующие о важной роли и внеклеточно расположенных БТШ, в частности их иммунорегулирующего действия. У здоровых людей незначительная экспрессия БТШ на поверхности клеток, по-видимому, необходима для подержания системного противовоспалительного статуса. В процессе острого воспаления происходит экстернализация БТШ клетками инфильтрата, при этом к определенным БТШ развивается иммунный ответ, обеспечивающий их распознавание цитотоксическими клетками и элиминацию из очага воспаления. При хроническом воспалении, в т. ч. иммунном, повышение уровня БТШ на поверхности
клеток является также необходимым защитным механизмом, т. к. способствует образованию особых регуляторных фенотипов БТШ-специфичных Т-лимфоцитов (CD4+CD25+, Th2, Tc1- клеток), продуцирующих противовоспалительные цитокины. При хроническом иммунно-опосредованном воспалении в ткани почки недостаточная экспрессия БТШ может приводить к нарушению локальных механизмов самозащиты почки и прогрессированию воспаления.

При ХГН значение этих белков в поддержании “противовоспалительного статуса” почки, в т. ч. участие в механизмах протеинурического ремоделирования тубулоинтерстиция изучено недостаточно. Это направление исследований представлено главным образом экспериментальными и единичными клиническими работами по определению локализации и интенсивности экспрессии отдельных БТШ в различных структурах почки. Практически отсутствуют публикации по определению уровня экскреции данных протективных факторов с мочой больных ХГН в сопоставлении с клиническими признаками активности/прогрессирования и тяжестью морфологических изменений в ткани почки. Вместе с тем
изучение БТШ, способных модулировать воспаление в почке, “переключать” течение процесса в сторону резолюции и выздоровления, имеет важное значение в оценке течения и прогноза ХГН, а также в разработке новых подходов к патогенетическому лечению. В частности, уже показан первый
положительный опыт применения бактериальных БТШ и их ДНК-вакцин пациентами с различными аутоиммунными заболеваниями.