Сывороточные уровни морфогенетических белков – фактора роста фибробластов-23 (FGF-23) и Клото (klotho) при ХБП: клиническое значение


Л.Ю. Милованова, Ю.С. Милованов, Л.В. Козловская, Н.А. Мухин

ГБОУ ВПО “Первый МГМУ им. И.М. Сеченова” Минздрава России, Москва
Цель. Изучить клиническое значение определения сывороточной концентрации регуляторов фосфорно-кальциевого обмена – морфогенетических белков фибробластов-23 (FGF-23)/Klotho у больных хронической болезнью почек (ХБП) разных стадий.
Материал и методы. В исследование включены 70 больных (30 мужчин, 40 женщин) ХБП 1–5-й стадий (средний возраст –41,0 ± 6,7 года). Проведено общеклиническое обследование, оценены признаки поражения органов-мишеней, определены сывороточные уровни фактора роста FGF-23 и Klotho.
Результаты. Выявлена прямая ассоциация повышенной сывороточной концентрации FGF-23 и низкой сывороточной концентрации Klotho с сывороточным уровнем С-реактивного белка (r = (+)0,370, p < 0,01, и r = (-)0,453, p < 001) и выраженностью нутритивных нарушений ( r= (+)0,559, p < 0,01, и r = (-)0,581, p < 0,01), а также уровнем протеинурии (r= (+)0,305, p < 0,05, и r= (-)0,502, p < 0,01). С нарушением соотношения FGF-23/Klotho коррелирует частота и выраженность анемии.
Заключение. Определение сывороточной концентрации FGF-23 и Klotho может быть использовано в качестве предикторов течения ХБП и ее осложнений.

Хроническую болезнь почек (ХБП) в настоящее время рассматривают как “васкулопатическое состояние”, которое начинается с функционального расстройства и приводит к органным повреждениям разными патогенетическими механизмами, трансформируясь из фактора риска в сердечно-сосудистые осложнения (ССО), являющиеся одной из ведущих причин смерти больных на регулярном гемо(ГД) и постоянном амбулаторном перитонеальном диализе (ПАПД) [1–3].

Согласно многочисленным исследованиям последних лет, высокий риск ССО у больных ХБП обусловлен кальцификацией мягких тканей, включая сердце и сосуды, вследствие прогрессирующего нарушения минерального обмена [3, 4]. Нарушения минерального метаболизма начинаются задолго до того, как пациенты достигают диализа.

Унификация методов ранней диагностики, лечения и профилактики нарушений минерального и костного обменов у больных ХБП на преддиализных стадиях – важный стратегический подход к снижению сердечно-сосудистой и общей смертности больных, улучшению качества их жизни, снижению расходов на госпитальное лечение вторичного гиперпаратиреоза и заместительную почечную терапию (ЗПТ) [3, 4].

В последние годы идентифицированы ранее не известные факторы, участвующие в регуляции гомеостаза фосфора, витамина D и минерализации костной ткани при ХБП, среди которых серьезное патогенетическое значение придают морфогенетическим белкам – фактору роста фибробластов-23
(FGF-23) и Клото (Klotho) [5–12]. Результаты проспективных исследований (табл. 1) дают основание рассматривать FGF-23 в качестве нового “уремического токсина” и как независимого самостоятельного маркера поражения сердечно-сосудистой системы больных на диализных стадиях ХБП. В то же время
роль FGF-23 в определении сердечно-сосудистого риска и в целом прогноза больных на додиализных стадиях ХБП изучена хуже. Еще менее определено значение Klotho в оценке прогноза у больных ХБП.

Таблица 1. Связь повышения плазменной концентрации FGF-23 с неблагоприятным прогнозом
больных ХБП (данные проспективных исследований).

Понимание ранних механизмов развития ССО у больных ХБП имеет важное значение для разработки новых терапевтических стратегий.

Цель исследования: изучить клиническое значение определения сывороточной концентрации регуляторов фосфорно-кальциевого обмена – морфогенетических белков FGF-23/Klotho у больных разными стадиями ХБП.

Материал и методы

Характеристика обследованных больных В исследование включены 70 больных ХБП 1–5D-стадий – 41
хроническим гломерулонефритом (ХГН) (в т. ч. 10 нефритом при системных заболеваниях), 22 – тубулоинтерстициальным нефритом и 7 – гипертензивным нефросклерозом (табл. 2), среди них 30 мужчин и 40 женщин в возрасте от 20 до 84 лет, средний возраст на момент включения в исследование составил 41±6,7 года.

Распределение больных по нозологическим формам поражения почек

Стадии ХБП определяли по критериям NKF K/DOKI (2002), при этом СКФ рассчитывали по уравнению CKD-EPI (2009) (табл. 3).

Среди 70 больных, включенных в исследование, на момент взятия проб крови 21 (30 %) больной имел нормальный уровень АД (110/70–140/80), у 49 (70 %) – отмечена артериальная гипертензия (АГ) разной степени выраженности. Для контроля АГ пациентам назначали антигипертензивные
препараты: ингибиторы АПФ, блокаторы кальциевых каналов, бета-блокаторы, диуретики изолированно или в сочетании в зависимости от тяжести АГ.

Среди 49 больных АГ 27(55,1 %) удавалось поддерживать уровень АД в пределах целевого – 130/80–140/80 мм рт. ст.,

Таблица 3. Распределение больных по стадиям ХБП.

остальные 22 (44,9 %) пациента антигипертензивные препараты принимали нерегулярно. На момент начала скрининга у них сохранялась АГ (АД – 150/90–165/100 мм рт. ст.). Среди 24 больных ХБП 4–5-й стадий и анемией 19 (79,2 %) проводили коррекцию анемии эритропоэтином бета (рекормон) и железа сахаратом. Тринадцати (68,4 %) проводимая терапия позволила достигнуть целевого уровня Hb 110–120 г/л и поддерживать его на этом уровне в результате продолжения лечения, у остальных 6, несмотря на введение рекормона и железа сахарата, сохранялась анемия (Hb < 110 г/л).

У 9 (12,9%) больных гиперкальциемией и повышенным уровнем иПТГ для контроля продукции иПТГ применяли парикальцитол.

Семь (10%) больных ГН, в т. ч. при системных заболеваниях соединительной ткани, в связи с сохраняющейся активностью основного заболевания на додиализном этапе ХБП применяли
кортикостероиды и/или цитостатики в умеренных дозах.

Методы исследования
У всех 70 больных ХБП 1–5D-стадий изучен сывороточный уровень FGF-23 в сыворотке крови (Human FGF-23 ELISA kit с использованием моноклональных антител к полной молекуле FGF-23) и Klotho (Human alpha-Kl ELISA с использованием анти-Klotho-антител). Исследование морфогенетических белков
проводилось по стандартному протоколу специалистами диагностической лаборатории ЛиТЕХ. Для исследования у пациентов забирали кровь в вакуумные центрифужные пробирки, затем кровь центрифугировали, полученную таким образом сыворотку замораживали и хранили при температуре (-)28 °С до накопления необходимого количества проб.

У всех больных собирали подробный анамнез и анализировали симптомы с целью уточнения этиологии ХБП, сопутствующей патологии сердечно-сосудистой системы, длительности АГ, скорости прогрессирования ХБП, наличия или отсутствия остаточной функции почек на момент начала лечения ГД.

Оценивали также выраженность синдрома белково-энергетической недостаточности (БЭН – malnutrition).

Показатели FGF-23 и Klоtho у пациентов с разными стадиями ХБП

Всем пациентам выполняли общеклинические анализы крови и мочи. Исследование биохимических параметров крови проводили на биохимическом анализаторе Technicon (США) и биохимическом лабораторном аппарате Spectrum (Abbot, США).

О нарушении фосфорно-кальциевого обмена судили по величине произведения Ca x P (рекомендуемый уровень < 55 мг2/дл2 или < 4,46 ммоль/л), уровню интактного паратиреоидного гормона (иПТГ), определенного методом иммунохимического анализа (у здоровых лиц = 8–65 пг/мл, допустимый
уровень при хронической почечной недостаточности (ХПН) – 150–300 пг/мл).

Всем пациентам измеряли уровень АД (по методу Короткова) и выполняли ЭКГ. Для оценки ГЛЖ у больных АГ использовали индекс Соколова–Лайона [(Socolow–Lyon) SV1+RV5/RV6 > 35 mm (чувствительность – 22 %, специфичность – 100 %)].

Больным АГ проведено эхокардиографическое исследование на приборе ACUSON 128 ХР10 (США) в трех основных режимах (М-режим, В-режим и допплерэхокардиография) в соответствии со стандартным протоколом (Gosse et al., 1990, Devereux, 1990). При М-модальном режиме определены конечный диастолический (КДР) и конечный систолический размер ы (КСР), толщина межжелудочковой перегородки (ТМЖП) и толщина задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ) в сантиметрах. Относительная толщина стенок (ОТС) ЛЖ рассчитана по формуле ОТС = (ТМЖП + ТЗСЛЖ)/КДР, конечный систолический (КСО) и конечный диастолический объемы (КДО) ЛЖ – по формуле L. Teichholz: V = 7,0 x D3 / (2,4 + D), где V – объем ЛЖ (КСО или КДО); D – переднезадний размер ЛЖ в систолу или диастолу; ударный объем (УО) определен как разница КДО и КСО, а фракция выброса (ФВ) – как отношение УО к КДО.

Наличие гипертрофии стенок ЛЖ регистрировали, если ТМЖП и/или ТЗСЛЖ в конце диастолы превышала 1,1 см. Более точным признаком ГЛЖ является увеличенная масса миокарда левого желудочка (ММЛЖ), рассчитанная по формуле R. Devereux и N. Reichek (1977):

ММЛЖ = 1,04х ([КДР + ТЗСЛЖ + ТМЖП]х3 − [КДР]х3) − 13,6,

где КДР – конечный диастолический размер, ТЗСЛЖ – толщина задней стенки левого желудочка, ТМЖП – толщина межжелудочковой перегородки, выраженные в сантиметрах.

Индекс массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ) определен как отношение ММЛЖ к площади поверхности тела. ГЛЖ диагностировали при ИММЛЖ ≥ 134 г/м2 у мужчин и ≥ 110 г/м2 у женщин (ЭХО-КГ критерии R. Devereux, 1984). На основании значений ИММЛЖ и ОТС выделены следующие
геометрические типы ЛЖ: нормальная геометрия – ИММЛЖ = N, ОТС < 0,45, концентрическая гипертрофия – ИММЛЖ > N, ОТС > 0,45; эксцентрическая гипертрофия – ИММЛЖ > N, ОТС < 0,45. Систолическую дисфункцию диагностировали при ФВ < 45%.

На момент взятия проб крови изучили состояние кровотока 57 больных в магистральных сосудах, включая артерии почек, с помощью ультразвуковой допплерографии с целью выявления кальцификатов, а также изучения функциональной способности сосудистой стенки.

Всем больным определили общее содержание сывороточного железа, общую железосвязывающую способность сыворотки, сывороточный уровень ферритина и насыщение трансферрина, липиды общие, липопротеины (ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП), триглицериды, аланинаминотрансферазу, аспартатаминотрансферазу.

Рисунок 2. Динамика сывороточных уровней фосфора и иПТГ при прогрессировании ХБП.

Таблица 4. Корреляционные связи между сывороточными показателями фосфорно-кальциевого обмена
и уровнем регуляторных морфогенетических белков у пациентов с ХБП 3–5D стадий.

Таблица 5. Связь суточной протеинурии, СРБ и БЭН с сывороточной концентрацией FGF-23/Klotho и иПТГ у больных ХБП 3–4-й стадий.

Статистическая обработка результатов исследования
Статистическая обработка результатов выполнена с помощью пакета программ “SPSS 10 for Windows”.
При статистической обработке данных использовали следующие методы и показатели:
- при анализе распределения переменной рассчитывали частоту отдельных значений: среднее арифметическое, среднее квадратичное отклонение и медиану, строили частотные
гистограммы;
- при поиске связей между переменными использовали коэффициент корреляции Пирсона “r” и ранговый коэффициент корреляции Спирмена “p”.

Результаты

Среди изученных больных ХБП по мере прогрессирования от 1-й к 5D-стадии увеличивалась сывороточная концентрация FGF-23 и снижалась концентрация Klotho. Наиболее высокий уровень FGF-23 и низкий Klotho отмечены в группе больных, получавших лечение регулярным ГД 5D-стадии (рис. 1). Между уровнем СКФ и сывороточной концентрацией FGF-23 установлена сильная прямая корреляция (r = 0,693, p < 0,01), между СКФ и концентрацией белка Klotho – сильная обратная корреляция [r = (-)0,799, p < 0,01]. В группе больных ХБП 5D-степени изменения этих показателей – увеличение сывороточной концентрации FGF-23 и снижение Klotho – коррелировали с длительностью пребывания больных на ГД [r = (+)0,429; p < 0,01, и r = (-)0,629; p<0,01 соответственно].

При сравнении сывороточного уровня FGF-23 в группах больных с разными стадиями ХБП оказалось, что его увеличение по мере снижения СКФ опережает повышение сывороточного уровня фосфора и иПТГ (рис. 2), начиная уже с ХБП 3-й стадии, тогда как гиперфосфатемия и повышение уровня ПТГ– с ХБП 4–5-й стадий.

В то же время снижение концентрации в сыворотке крови больных Klotho при прогрессировании ХБП происходило в обратной корреляционной зависимости от содержания в сыворотке крови фосфора и ПТГ. Корреляционные связи между морфогенетическими белками FGF-23, Klotho и показателями
фосфорно-кальциевого обмена (фосфор, произведение Са х Р и ПТГ) у больных ХБП суммированы в табл. 4.

Таким образом, на основании полученных данных можно предположить, что сывороточные показатели морфогенетических белков FGF-23 и Klotho являются ранними маркерами прогрессирования ХБП, их изменение начинается уже с ХБП 3-й стадии и прогрессирует по мере нарастания почечной
недостаточности. При этом повышение сывороточного уровня FGF-23 и снижение уровня Klotho опережают повышение сывороточной концентрации фосфора, произведение Са х Р и ПТГ по мере снижения СКФ у больных ХБП.

Распределение пациентов ХБП 1–5D-стадий по степени АГ

В группе пациентов с ХБП 3–4-й стадий, которым проводили лечение парикальцитолом (n = 9), снижение Klotho в соответствии со степенью почечной недостаточности оказалось менее значимым, чем в группе больных ХБП 3–4-й стадий, получавших другую терапию фосфорно-кальциевых
нарушений (преимущественно кальцитриол) [r = (+) 0,451; p < 0,01]; разницы между группами по степени снижения в сыворотке FGF-23 и иПТГ не отмечено (r = (-)0,322; р > 0,05).

Учитывая обсуждаемые в литературе плейотропные эффекты морфогенетических белков FGF-23 и Klotho, не связанные с их влиянием на показатели фосфорно-кальциевого обмена, мы проанализировали изменение сывороточных концентраций этих белков в зависимости от факторов воспаления (СРБ, протеинурия), а также белково-энергетической недостаточности БЭН (табл. 5).

Выявлена сильная корреляция между сывороточной концентрацией морфогенетических белков, особенно Klotho, и протеинурией, СРБ, БЭН, что свидетельствует о неслучайной связи этих белков с реакциями воспаления при ХБП.

Кроме того, мы оценили изменения сывороточного уровня морфогенетических белков в зависимости от величины АД (табл. 6).

В группе больных ХБП с выявленной АГ (n = 49–70 %), (рис. 3 а, б) степень повышения АД прямо коррелировала с сывороточной концентрацией FGF-23 ( r= (+)0,452; p < 0,01) и обратно – с сывороточной концентрацией Klotho (r = (-) 0,687; p < 0,01).

Рисунок 3. Динамика величины АГ в зависимости от уровня FGF-23 (A) Klotho (Б) в сыворотке крови больных ХБП (n=49).

Наряду с этим у больных АГ (n = 49) выявлена связь повышения уровня FGF-23 и снижения уровня Klotho в сыворотке крови с увеличением ТЗСЛЖ (соответственно r (+)0,552; p < 0,01, и r = (-)0,587; p < 0,01). Нами также обнаружена сильная связь сывороточной концентрации FGF-23 – прямая [r = (+)0,492; p < 0,01], и сывороточной концентрации Klotho – обратная [r = (-)0,537; p < 0,01], с индексами периферического сосудистого сопротивления, по данным УЗДГ. У тех же больных повышенная концентрация FGF-23 и сниженная концентрация Klotho в сыворотке крови были ассоциированы с большей частотой выявления кальцификатов в сердце и магистральных артериях [соответственно r = (+) 0,625; p < 0,01, и r = (-) 0,584; p < 0,01].

Эти корреляции были наиболее сильными в группе пациентов с АГ (n = 27), которым не удалось достичь адекватной коррекции уровня АД (табл. 7).

В то же время в группе больных, которым удалось достичь и поддерживать целевой уровень АД, по сравнению с группой больных некорректированной АГ, отмечены более высокие показатели Klotho [r = (+) 0,509; p < 0,01] и менее выраженная степень ремоделирования миокарда, причем преимущественно среди тех больных, у кого для коррекции гипертонии использовались нефропротективные средства – иАПФ или блокаторы ангиотензиновых рецепторов.

Мы изучили связь изменений сывороточных показателей морфогенетических белков с наличием у больных анемией и показателями обмена железа как важных клинических детерминант ХБП. Сравнили концентрацию морфогенетических белков в сыворотке крови больных анемией и без анемии и
выявили более низкий уровень Klotho и более высокий – FGF-23 (соответственно r = (+)0,602, p < 0,01, и r = (-)0,450, p < 0,01) среди больных анемией, чем среди больных с теми же стадиями ХБП, имеющими целевые значения Hb. Так, 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 этими группами больных анемией по величине сывороточной концентрации Klotho составила 80 % (рис. 4).

При анализе показателей обмена железа у пациентов с ХБП отмечена корреляция сывороточного уровня ферритина и процента насыщения железом трансферрина с сывороточной концентрацией морфогенетических белков, при этом связь с Klotho была более сильной (табл. 8).

На основании полученных данных правомочен вывод о том, что сывороточная концентрация FGF-23 и Klotho может служить предиктором выраженности анемии у больных ХБП.

Так же как у больных ХБП с АГ, леченных иАПФ, среди 24 пациентов ХБП на преддиализных стадиях с анемией, у 19 больных, получавших лечение эпоэтинами (рекормон) и железа сахаратом, концентрация в сыворотке крови Klotho в среднем была выше, чем у 5 пациентов с анемией, не получавших лечение эритропоэзстимулирующими средствами (ЭСА) и железом (r = 0,540; p < 0,05) (рис. 5).

Необходимо отметить, что среди 19 пациентов, получавших лечение анемии (рекормон + железа сахарат), у 6 с недостигнутым целевым уровнем Hb отмечены более низкие показатели Klotho и более высокие – FGF-23, чем у 13 больных, которым удалось не только достичь, но и поддержать целевые значения Нb (соответственно r = (+)0,498; р < 0,01, и r = (-)0,453; р < 0,05).

Таблица 7. Индексы корреляции между сывороточными концентрациями морфогенетических белков и
величиной ремоделирования стенки ЛЖ и периферического сопротивления у больных рефрактерной АГ.

Таблица 8. Влияние обмена железа на сывороточную концентрацию FGF-23 и Klotho у больных ХБП.

Рисунок 4. Влияние анемии на сывороточную концентрацию морфогенетических белков FGF-23 и Klotho у больных ХБП.

Обсуждение

Большинство исследований последних лет направлено на поиск ранних маркеров развития ХПН и формирования ССО у больных ХБП [5–10].

При ХБП нарушаются все звенья минерального и костного метаболизма, причем эти нарушения начинаются задолго до того, как пациенты достигают диализа. В настоящее время идентифицированы ранее не известные факторы, участвующие в регуляции гомеостаза фосфора, витамина D и минерализации костной ткани – морфогенетические белки – FGF-23 и Kлото (Klotho) [5, 6, 12].

Сравнительная характеристика уровней FGF-23 и Klotho у пациентов с анемией, получавших лечение анемии (ЭСА+железа сахарат) и у пациентов ХБП с анемией без лечения

В норме гормон FGF-23 секретируется остеобластами и остеоцитами, ингибирует почечную реабсорбцию фосфора в проксимальных канальцах (фосфатурический гормон), а также его кишечную абсорбцию путем подавления активности 1-альфа-гидроксилазы в почках и снижения сывороточного уровня 1,25(ОН)2D3 (подавляющий продукцию витамина D гормон) [5–11, 13–17]. В отличие от классических представителей семейства факторов роста фибробластов, функционирующих
паракринно и/или аутокринно, FGF-23 является эндокринным фактором [11, 12, 13]. Концентрация FGF-23 регулируется с помощью гломерулярной фильтрации и проксимальной тубулярной экскреции [5, 11, 14–19].

Белок Klotho впервые был выявлен в 1997 г. как результат генной мутации у мышей с наличием синдрома преждевременного старения [16]. Позже было установлено, что ген Кlotho кодирует трансмембранный протеин, который принадлежит семейству гликозидаз и находится в почечных канальцах [17–21]. В настоящее время известно, что ген Klotho секретирует “белок молодости”, обладающий плейотропными эффектами, включая кардиоренопротективный эффект [6, 11, 14, 15, 22]. Мыши, лишенные этого гена, развивают фенотип, идентичный таковому преждевременного старения человека [6].

Белок Klotho существует в 2 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 и в меньшей степени в других биологических жидкостях, обладающий системными эффектами [6, 17, 23–35]. Трансмембранный протеин Klotho формирует комплекс с рецептором FGF-23 (FGFR1) и функционирует как облигатный ко-рецептор для FGF-23,
обусловливая фосфатурию [6, 11, 17, 26–29]. Циркулирующая форма Клото продуцируется с помощью либо протеолитического отщепления экстрацеллюлярного домена трансмембранной формы (130 кДа изоформа) с помощью закрепленных в мембране протеаз ADAM10 и ADAM17 или альтернативного сплайсинга мРНК (изоформы 70 кДа). Системные эффекты этого протеина, по-видимому, связаны преимущественно с циркулирующей формой [6, 11, 30–35].

Высокий уровень комплекса FGFR1 : Klotho выявляют в дистальных канальцах почек, однако биологическое действие FGF-23 реализуется в проксимальных канальцах [5, 11, 14, 36–38]. Предполагают, что влияние FGF-23 на проксимальные канальцы может быть непрямое – возможно, через стимуляцию FGFR1 в дистальных канальцах и высвобождение других паракринных факторов, которые регулируют функции проксимальных канальцев (дистально-проксимальный тубулярный механизм). FGF-23/Klotho-сигнал вызывает фосфатурию путем подавления натрий-зависимых котранспортеров фосфата IIa-типа (NaPi-2a), экспрессируемых на щеточной каемке мембраны клеток проксимальных почечных канальцев. В последующем было обнаружено, что циркулирующая
форма Klotho регулирует транспорт фосфора в проксимальных канальцах почек также с помощью дегликозилирования NaPi-2а котранспортеров [11, 30–39]. В результате сокращения численности и активности NaPi-2a развивается фосфатурия независимо от FGF-23.

Накопленные данные позволяют рассматривать FGF-23 в качестве одного из ранних маркеров нарушения минерального обмена у пациентов с ХБП [8, 13–15, 18, 19, 40–43]. Уже при умеренном снижении СКФ повышается ретенция фосфатов, что активирует секрецию FGF-23 как фосфатурического гормона, а в дальнейшем – ПТГ [11, 14, 15, 19, 41].

На основании полученных нами результатов и данных литературы [5, 18, 19] уровень FGF-23 повышается в сыворотке крови у больных ХБП по мере снижения СКФ раньше, чем происходит увеличение сывороточной концентрации фосфора и ПТГ. К тому времени, когда пациенты достигают
терминальной ХПН, концентрация FGF-23 часто в 100–1000 раз превышает нормальное его содержание, в то время как сывороточная концентрация фосфора может быть только умеренно повышенной [5, 13, 18, 19, 42].

Установлено, что повышение сывороточного уровня FGF-23 является компенсаторной реакцией на ретенцию фосфора, наблюдаемую при прогрессирующем снижении СКФ [5, 14, 19, 42]. По нашим данным, у пациентов ХБП начиная с 3-й стадии отмечается обратная линейная зависимость между снижением СКФ и повышением FGF-23. В последнее время допускают, что повышение уровня FGF-23 происходит преимущественно вторично в результате снижения уровня Klotho, который служит
ко-рецептором для FGF-23 [6, 11, 40].

В снижении экспрессии Klotho в почках при ХБП могут иметь значение ишемия, оксидативный стресс, повышение ангиотензина II и воспаление [6, 7, 9, 22]. С другой стороны, адекватная продукция Klotho обеспечивает антиоксидантный, антиапоптический эффекты и препятствует преждевременному старению [6, 9, 11, 14]. В недавних экспериментальных исследованиях подтверждено, что циркулирующая форма Klotho может функционировать как гуморальный фактор, который защищает сердечно-сосудистую систему [6, 9, 11]. Сверхэкспрессия Klotho обеспечивает как почечную, так и
кардиоваскулярную протекцию.

Нефропротективные эффекты Klotho изучены на моделях ГН у животных [20]. Сверхэкспрессия Klotho у трансгенных экспериментальных животных способствовала регрессу повреждений клубочков и интерстиция почек, вызывая снижение протеинурии и азотемии [20–23]. Повышение экспрессии Klotho у гипертензивных мышей препятствовало прогрессированию АГ, поражению почек и приводило к снижению протеинурии [24, 25]. Считают, что Klotho вызывает уменьшение продукции почечного супероксида и супрессию активности НАДФН-оксидазы, которая является основным источником активных форм кислорода (ROS), вовлекаемых в прогрессирование тубулоинтерстициального повреждения. Интраперитонеальное введение растворимой формы рекомбинантного белка Клото экспериментальным животным сразу после индукции у них односторонней обструкции мочеточника предотвращает развитие острого почечного фиброза в результате ингибирования TGFβ1 [26]. Установлено, что Klotho связывается с рецептором – TGFβR2 II типа, подавляя активацию рецепторов – TGFβR1 I типа, фосфорилирующих Smad2/3 белки (транскрипционные факторы, регулирующие экспрессию генов-мишеней TGFβ1) [11, 26]. И напротив, снижение циркулирующей формы Klotho в сыворотке крови сопровождается гиперфосфатемией, усилением оксидативного стресса, эндотелиальной дисфункцией и диффузной сосудистой кальцификацией. Снижение уровня Klotho в почках, сыворотке, моче характерно для заболеваний, проявляющихся преждевременным сосудистым старением, – диабета и гипертонии [11].

В проведенном нами исследовании выявлена прямая ассоциация повышенной сывороточной концентрации FGF-23 и 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].

Эти данные согласуются с результатами других авторов [11, 14, 43, 44], которые на основании выявления у больных ХБП 3–5-й стадий повышенного уровня С-реактивного белка – неспецифического маркера воспаления и эндотелиальной дисфункции, рассматривают ХБП как состояние хронического
воспаления. Группа ученых из Uppsala University Hospital под руководством Mirza [27] показали, что при повышенной экспрессии FGF-23 может нарушаться эндотелийзависимая вазодилатация у пациентов с СКФ < 60 мл/мин/1,73 м2. И напротив, в экспериментальной работе Maekawa и соавт. [28] растворимый рекомбинатный белок Klotho при добавлении к эндотелиальным клеткам пупочной вены (HUVEC)
человека подавлял экспрессию ими молекул адгезии –ICAM-1 (внутриклеточная молекула адгезии-1) и VCAM-1 (сосудистые молекулы клеточной адгезии-1), участвующих в патогензе воспалительных сосудистых заболеваний.

У наблюдаемых нами больных активным ХГН и АГ (ХБП 2–4-й стадий) с дефицитом Klotho отмечались высокий уровень протеинурии, повышение индексов сопротивления периферических сосудов и стойкое повышение уровня АД. С другой стороны, в экспериментальных исследованиях повышение экспрессии Klotho сопровождалось уменьшением протеинурии и существенным снижением ангиотензина II у гипертензивных мышей с ХГН [11, 29, 30, 31]. 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 [32]. 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 [11, 32].

Высвобождение гена Klotho, запускаемое аденовирусом в модели атеросклероза у крыс, повышение эндотелий-зависимого NO-синтеза предотвращают неблагоприятное ремоделирование сосудистой стенки [11, 32]. Наряду с экспериментальными исследованиями в литературе появляются ссылки
на клинические работы о роли Klotho как модифицируемого фактора, вовлеченного в патогенез кардиоренальных взаимодействий при ХБП [11, 33].

Возможно, что часть благоприятных эффектов Klotho на эндотелиально-сосудистую функцию при ХБП является результатом уменьшения трансдукции FGF-23 [11, 21].

В условиях снижения массы действующих нефронов и редукции рецепторов FGF-23 (FGFR1) в почках влияние FGF-23 при нарастании его уровня в сыворотке может распространяться на любые другие органы, экспрессирующие FGFR. В ряде достаточно крупных обсервационных исследований было показано, что повышение FGF-23 прямо связано с выраженностью атеросклероза, ГЛЖ миокарда и сосудистой кальцификацией [18, 27, 34, 35].

ГЛЖ с развитием дисфункции ЛЖ является распространенным проявлением ССО и независимым фактором риска смерти пациентов с ХБП на регулярном ГД [11, 18, 34]. Примерно 40 % пациентов на преддиализной стадии ХБП и свыше 80 % пациентов, начинающих ГД, имеют ГЛЖ [14, 36–38]. По полученным нами данным, совпадающими с данными литературы, высокие уровни FGF-23 коррелируют с увеличением ТЗСЛЖ, ИММЛЖ. Влияние FGF-23 на развитие ГЛЖ и интерстициального кардиального фиброза осуществляется через активацию FGFR-рецепторов, особенно FGFR1, экспрессирующихся на
миокардиальных клетках взрослого человека, которые могут быть блокированы in vitro с помощью ингибитора PD173074 (синтетический ингибитор FGF-23), не требуя наличия Klotho в качестве ко-рецептора [34]. В масштабном исследовании CRIC (Chronic Renal Insufficiency Cohort Study), в котором проанализированы клинические данные о 1908 больных ХБП на додиализных стадиях, была установлена четкая связь между тяжестью ХБП и диффузной артериальной кальцификацией
независимо от традиционных факторов риска [35].

В исследовании ARMORR с помощью множественного линейного регрессионного анализа установлено, что высокий сывороточный уровень FGF-23 у больных ХБП является предиктором смерти в течение 1-го года диализной терапии независимо от сывороточного уровня фосфора и ПТГ [39].

Эти данные подтверждают, что наличие сосудистой кальцификации следует рассматривать как показатель (свидетельство) в первую очередь нарушения соотношения FGF-23/Klotho и учитывать при индивидуализации подхода к лечению больных ХБП.

При этом, по результатам проведенного нами исследования, изменение соотношения FGF-23/Klotho может быть ранним биомаркером степени хронического почечного повреждения при ХБП, предшествуя изменениям других устоявшихся маркеров прогрессирования ХБП.

Нами было установлено, что с нарушением соотношения FGF-23/Klotho коррелирует частота и выраженность анемии: по мере снижения уровня Нb при прогрессировании ХБП достоверно увеличивалась концентрация в сыворотке крови FGF-23 и снижалась концентрация Klotho. Преимущественно с сывороточной концентрацией Klotho прямо коррелировали и основные показатели обмена железа (сывороточный уровень ферритина и % насыщения трансферрина железом), причем
корреляция была сильной [cоответственно 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]. Публикаций о связи сывороточной концентрации FGF-23 и Klotho с уровнем гемоглобина в литературе нами не обнаружено. Имеются лишь единичные сообщения о наличии корреляции этих факторов с параметрами обмена железа.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что анемия и нарушение фосфорно-кальциевого обмена при ХБП развиваются параллельно. У больных анемией, особенно выявляемой рано, необходимо исследовать все показатели фосфорно-кальциевого обмена (FGF-23/Klotho, фосфор, иПТГ, кальций) с целью оценки прогрессирования ХБП, своевременного выявления связанных с ней нарушений, проведения мер профилактики и лечения. На основании совокупности этих данных можно допустить возможность практического использования Klotho и FGF-23 в качестве ранних диагностических маркеров почечного повреждения, оценки прогноза, а также для совершенствования кардионефропротективной стратегии.


Литература


1. Sarnak M.J. Cardiovascular complications in chronic kidney disease. Am. J. Kidney Dis. 2003; 41: 11–17.
2. Hruska K.A., Mathew S., Lund R. Hyperphosphatemia of Chronic Kidney Disease Kidney Int. 2008;74(2): 148–157.
3. Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) CKD-MBD Work Group. KDIGO clinical practice guideline for the diagnosis, evalution, prevention, and treatment of chronic kidney disease-mineral and bone disorder
(CKD-MBD). Kidney Int. 2009; 76 (Suppl. 113): S1–S130.
4. Национальные рекомендации по минеральным и костным нарушениям при хронической болезни почек. Российское диализное общество (май 2010). Нефрол. и диал. 2011; 13(1): 33–51.
5. Gutierrez O., Isakova T., Rhee E. et al. Fibroblast growth factor-23 mitigates hyperphosphatemia but accentuates calcitriol deficiency in chronic kidney disease. Am. J. Soc. Nephrol. 2005; 16: 2205–2215.
6. Chung-Yi C., Makoto K., Mohammed S. Razzaque Molecular Regulation of Phosphate Metabolism by Fibroblast Growth Factor-23–Klotho System: Adv Chronic Kidney Dis. 2011; 18(2): 91–97.
7. Hu M.C., Shi M., Zhang J. et al. Klotho deficiency causes vascular calcification in chronic kidney disease. Am. J. Soc. Nephrol. 2011; 22(1): 124–136.
8. Hu P., Xuan Q., Hu B. et al. Fibroblast Growth Factor-23 Helps Explain the Biphasic Cardiovascular Effects of Vitamin D in Chronic Kidney Disease. Biol. J. Sci. 2012;8(5): 663–671.
9. Makoto Kuro-O. Klotho in chronic kidney disease – What's new? Nephrology Dialysis Transplant. 2009; 24(6): 1705–1708.
10. Semba R.D., Cappola A.R., Sun K. et al. Plasma klotho and cardiovascular disease in adults. Am. J. Geriatr. Soc. 2011;59(9):1596–1601.
11. Maltese G., Karalliedde J. The Putative Role of the Antiageing Protein Klotho in Cardiovascular and Renal Disease. Int. J. Hypertens. 2012; 2012: 757469
12. Martin A., David V., Quarles L.D. Regulation and function of the FGF23/KLOTHO endocrine pathways. Physiol Rev. 2012;92(1):131–155.
13. Cavalli L., Mazzotta C., Brandi M.L. Phosphatonins: physiological role and pathological changes. Clin. Cases. Miner. Bone Metab. 2012;9(1):9–12.
14. Milovanova L., Milovanov Y., Plotnikova A. Phosphorus and Calcium Metabolism Disorders Assosiated with Chronic Kidney Disease Stage III–IV (Systematic Rewiew and Meta-Analysis). Chronic Kidney Disease and renal Transplantation. Ed. by Manisha Sahay. INTECH. 2012;95–118.
15. Шутов Е.В. Значение фактора роста фибробластов-23 у больных хронической болезнью почек – обзор современных исследований. Лечащий врач. 2012;8:12–18.
16. Kuro-o M., Matsumura Y., Aizawa H. et al. Mutation of the mouse Klotho gene leads to a syndrome resembling ageing. Nature. 1997; 390 (6655): 45–51.
17. Добронравов В.А. Современный взгляд на патофизиологию вторичного гиперпаратиреоза: роль фактора роста фибробластов 23 и Klotho. Нефрология. 2011;15(4):11–20.
18. Matsumura Y., Aizawa H., Shiraki-Iida T. et al. Identification of the human Klotho gene and its two transcripts encoding membrane and secreted Klotho protein. Biochemical and Biophysical Research Communications. 1998;242(3):626–630.
19. Gutiérrez O.M., Januzzi J.L., Isakova T. et al. Fibroblast Growth Factor-23 and Left Ventricular Hypertrophy in Chronic Kidney Disease. Circulation. 2009;119(19):2545–2552.
20. Isakova T., Wahl P., Vargas G.S. et al. Fibroblast growth factor 23 is elevated before parathyroid hormone and phosphate in chronic kidney disease. Kidney Int. 2011;79:1370–78.
21. Haruna Y., Kashihara N., Satoh M. et al. Amelioration of progressive renal injury by genetic manipulation of Klotho gene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2007;104(7):2331–2336.
22. Hu M.C., Shi M., Zhang J. et al. Klotho deficiency is an early biomarker of renal ischemia-reperfusion injury and its replacement is protective. Kidney International. 2010; 78(12): 1240–1251.
23. Sugiura H., Yoshida T., Tsuchiya K. et al. Klotho reduces apoptosis in experimental ischaemic acute renal failure. Nephrol Dial Transplant. 2005; 20(12): 2636–2645.
24. Sugiura H., Yoshida T., Mitobe M. et al. Klotho reduces apoptosis in experimental ischaemic acute kidney injury via HSP-70. Nephrol. Dial. Transplant. 2010;25(1):60–68.
25. Aizawa H., Saito Y., Nakamura T. et al. Downregulation of the Klotho gene in the kidney under sustained circulatory stress in rats. Biochemical and Biophysical Research Communications. 1998;249(3):865–871.
26. Wang Y., Sun Z. Klotho gene delivery prevents the progression of spontaneous hypertension and renal damage. Hypertension. 2009; 54(4): 810–817.
27. Doi S., Zou Y., Togao O. et al. Klotho inhibits transforming growth factor-β1 (TGF-β1) signaling and suppresses renal fibrosis and cancer metastasis in mice. Biol. J. Chem. 2011;286(10):8655–8665.
28. Mirza M.A., Larsson A., Lind L. et al. Circulating fibroblast growth factor-23 is associated with vascular dysfunction in the community. Atherosclerosis. 2009;205:385–390.
29. Maekawa Y., Ishikawa K., Yasuda O. et al. Klotho suppresses TNF-α-induced expression of adhesion molecules in the endothelium and attenuates NF-κB activation. Endocrine. 2009; 35(3): 341–346.
30. Mitani H., Ishizaka N., Aizawa T. et al. In vivo klotho gene transfer ameliorates angiotensin II-induced renal damage. Hypertension 2002; 39: 838–843. 31. Borst M.H., Vervloet M.G. Cross Talk Between the Renin-Angiotensin-Aldosterone System and Vitamin D-FGF-23-klotho in Chronic Kidney Disease.
Am. J. Soc. Nephrol. 2011; 22(9): 1603–1609.
32. Wang Y., Sun Z. Klotho Gene Delivery Prevents the Progression of Spontaneous Hypertension and Renal Damage. Hypertension 2009; 54: 810–817.
33. Saito Y., Nakamura T., Ohyama Y. et al. In vivo Klotho gene delivery protects against endothelial dysfunction in multiple risk factor syndrome. Biochem Biophys Res Commun. 2000; 276(2): 767–772.
34. Koh N., Fujimori T., Nishiguchi S. et al. Severely reduced production of Klotho in human chronic renal failure kidney. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2001; 280(4): 1015–1020.
35. Faul C., Amaral A.P., Oskouei B. et al. FGF23 induces left ventricular hypertrophy. Clin. J. Invest. 2011; 121: 4393–408.
36. Budoff M.J., Rader M.P. et al Relationship of Estimated GFR and Coronary Artery Calcification in the (CRIC) Chronic Renal Insufficiency Cohort Study. Am. J. Kidney Dis. 2011; 58(4): 519–526.
37. Levin A. Clinical epidemiology of cardiovascular disease in chronic kidney disease prior to dialysis. Semin. Dial. 2003; 16(2): 101–105.
38. Милованова Л.Ю., Козловская Л.В., Милованов Ю.С. и др. Механизмы нарушения фофсорно-кальциевого гомеостаза в развитии сердечнососудистых осложнений у больных хронической болезнью почек. Роль фактора роста фибробластов-23 (FGF-23) и klotho. Тер. арх. 2010; 6: 66–72.
39. Middleton R.J., Parfrey P.S., Foley R.N. Left ventricular hypertrophy in the renal patient. Am. J. Soc. Nephrol. 2001; 12:1079–84.
40. Gutiérrez O.M., Mannstadt M., Isakova T. et al. Fibroblast growth factor 23 and mortality among patients undergoing hemodialysis. N. Engl. J. Med. 2008; 359: 584–592.
41. Милованова Л.Ю., Милованов Ю.С., Плотникова А.А. и др. Эктопическая минерализация при хронической болезни почек – механизмы, патогенез, современные возможности профилактики и лечения. Современ. мед. наука. 2012; 1: 16–33.
42. Милованова Л.Ю., Милованов Ю.С., Козловская Л.В. Нарушения фосфорно-кальциевого обмена при хронической болезни почек III–V стадий. Клин. нефрол. 2011; 1: 58–68.
43. Милованова Л.Ю., Николаев А.Ю., Милованов Ю.С. Гиперфосфатемия как фактор риска сердечно-соудистых заболеваний у больных ХПН. Нефрол. и диал. 2002; 2: 113–117.


Об авторах / Для корреспонденции


Милованова Л.Ю. – научный сотрудник отдела нефрологии НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека ГБОУ ВПО “Первый МГМУ им. И.М. Сеченова” Минздрава России, к.м.н.;
Милованов Ю.С. – ведущий научный сотрудник отдела нефрологии НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека ГБОУ ВПО “Первый МГМУ им. И.М. Сеченова” Минздрава России, д.м.н.;
Козловская Л.В. – профессор кафедры терапии и профболезней медикопрофилактического факультета ГБОУ ВПО “Первый МГМУ им. И.М. Сеченова” Минздрава России, д.м.н.;
Мухин Н.А. – академик РАН и РАМН, профессор, заведующий кафедрой терапии и профболезней медико-профилактического факультета, директор НОК-центра здоровьесберегающих технологий ГБОУ ВПО “Первый МГМУ им. И.М. Сеченова” Минздрава России, д.м.н.


Похожие статьи


Бионика Медиа