Роль цитокинов в ремоделировании костной ткани при моделировании хронического заболевания почек

ем относительного риска развития указанной формы заболевания в 2,5^1,3 раза (RR = 2,5-4,3). У больных детской формой атопического дерматита (таблица) регистрировалась высокая частота встречаемости HLA-антигена I класса В15, а также высокая частота встречаемости HLA-антигенов II класса DRB1*13 и DQBl*0602-8, представительство которых в тканях ассоциировалось с повышением относительного риска развития этой формы заболевания в 3,1-4,6 раза (RR = 3,1-4,6). Представительство в тканях HLA-антигенов II класса DRB 1*07, DRB1 * 11 и DRB1 *0303 ассоциировалось у пациентов с детской формой атопического дерматита с определенной резистентностью к развитию указанной формы заболевания (RR = 0,2-0,3). У больных подростковой формой атопического дерматита (таблица) констатировалась высокая частота встречаемости HLA-антигенов I класса В15, В16, В17 и высокая частота встречаемости HLA-антигенов II класса DRB1*13, DQBl*0602-8, что ассоциировалось с повышением относительного риска развития указанной формы заболевания в 3,1-5,3 раза (RR = 3,1-5,3), тогда как представительство в тканях HLA-антигена I класса В12 и HLA-антигенов II класса DRB1*11, DQB 1*0303 ассоциировалось у них с определенной устойчивостью к развитию этой формы заболевания (RR = 0,1-0,3).

Выводы

1. У детей с атопическим дерматитом отмечается ассоциативная связь заболевания с иммуно-генетическими параметрами. При этом у больных младенческой, детской и подростковой формами заболевания регистрируется ассоциативная связь с разными антигенами главного комплекса гистосов-местимости.

2. В качестве иммуногенетических маркеров младенческой формы атопического дерматита может служить представительство в тканях HLA-антигенов Al, В17, В18 и DRB1*04; детской формы атопического дерматита - представительство в тканях HLA-антигенов В15, DRB1*13 и DQB 1*0602-8; подростковой формы атопического дерматита - представительство в тканях HLA-антигенов В15, В16, В17, DRB1*13 и DQB 1*0602-8.

Список литературы

1. Велыпищев Ю.Е. Атопическая аллергия у детей/ Ю.Е. Вельтищев, О.Б. Святкина// Российский вестник перинатологии и педиатрии. 1995. № 3. с. 8-14

2. Джумагазиее A.A. Ассоциации антигенов системы HLA с патологией детского возраст / A.A. Джу-магазиев// Педиатрия. 1995. № 3. С. 43-46.

3. Иллек Я.Ю. Ассоциации HLA-антигенов при тяжелом течении атопического дерматита у детей раннего возраста/ Я.Ю. Иллек, Г.А. Зайцева, A.B. Га-ланина//Педиатрия. 2008. т. 87. № 4. С. 18-20.

4. Флек Е.В. Ассоциации HLA-антигенов у больных атопическим дерматитом с разными вариантами течения болезни/ Е.В. Флек, H.H. Свечникова, В.Ф. Прокофьев, В.И. Коненков// Медицинская иммунология. 2002. т. 4. № 4-5. С. 629-632.

5. Saeki M. HLA and atopic dermatitis with hing serum IgE levels/ M. Saeki, S. Kuwata, M. Nakagava, T. Eton^Y. Shibata// Allergy-Clin-Immunol. 1994. Sep. v. 94. № 3. P. 575-583.

Сведения об авторах

Иллек Ян Юрьевич - д.м.н., профессор, заведующий кафедрой педиатрии Кировской ГМА, e-mail: yanillek@gmail.com.

Зайцева Галина Алексеевна - д.м.н., профессор, руководитель лаборатории иммуногематологии Кировского НИИ гематологии и переливания крови, e-mail: ip-gem@med.stat.kirov.ru

Галанина Алена Васильевна - д.м.н., профессор кафедры педиатрии Кировской ГМА, e-mail: alenagalanina@ narod.ru

Суслова Елена Валентиновна - к.м.н., врач-педиатр, e-mail: ozon43@mail.ru

Суслов Игорь Николаевич - к.м.н., врач-педиатр, e-mail: ozon43@mail.ru.

УДК 616.71-007.234-076:616.61-036.1-092.9

С.Б. Павлов1, М.В. Кумечко1, А.В. Гончарова1, Н.М. Бабенко1, В.И. Савенков2

РОЛЬ цитокинов

В РЕМОДЕЛИРОВАНИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ ПОЧЕК

'Харьковская медицинская академия последипломного образования

2Харъковский национальный медицинский университет

S.B. Pavlov1, M.V. Kumechko1, A.V. Goncharova1, N.M. Babenko1, V.I. Savenkov2

ROLE OF CYTOKINES IN BONE TISSUE REMODELING IN MODELING OF CHRONIC KIDNEY DISEASE

'Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education 2Kharkiv National Medical University

Выполнено исследование цитокинового профиля у экпериментальных животных при моделировании хронической болезни почек. Выявлены нарушения баланса между про- и противовоспалительными цитокинами, что отражается на метаболических процессах в костной ткани и на физиологической системе соединительной ткани в целом.

Ключевые слова: цитокины, ремоделирование костной ткани, хроническая болезнь почек.

It was analyzed the cytokine profile on experimental model in chronic kidney disease. Imbalance between pro- and anti-inflammatory cytokines was detected. That affected on the metabolic processes in bone and physiological system of connective tissue as a whole.

Keywords: cytokines, bone remodeling, chronic kidney disease.

Известно, что хроническая болезнь почек (ХБП) является фактором нарушения ремоделиро-вания костной ткани и развития остеопороза [7, 11]. ХБП запускает сложный комплекс патологических реакций, приводящих к нарушениям костного метаболизма [9].

Важную роль в этом процессе играет неуклонно прогрессирующий склероз почки. Имеются сведения, что склероз носит вторичный заместительный характер и является следствием периодической реактивации воспалительного процесса в почке, который может иметь, например, инфекционный характер [8]. Известно также, что ХБП может развиваться после острого первичного инфекционного процесса на фоне отсутствия реинфицирования. Т.е. риск развития ХБП прочно ассоциируется с острой почечной недостаточностю (ОПН) [6, 13]. При этом решающую роль играет интенсивность первичного процесса, а не его природа [10]. При достижении тяжести ОПН определенного уровня может инициироваться хроническое прогрессирующее заболевание, носящее волнообразный характер, что, вероятно, происходит вследствие нарушений механизмов стереотипного ответа на повреждение.

Важную роль при этом могут играть нарушения со стороны физиологической системы соединительной ткани (ФССТ), все элементы которой находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, а изменения любого компонента этой системы отражаются на других, приводя к изменению всей системы в целом [1]. Можно предположить, что после полного устранения повреждающих факторов патологический процесс продолжает развиваться и углубляться, замыкая цепи обратной связи и вовлекая в себя новые компоненты ФССТ. Таким образом, ХБП приводит к нарушениям костного метаболизма, характеризующимся дисбалансом в механизмах ремо-делирования костной ткани, которые, в свою очередь, могут приводить к развитию склероза почки, строма которой также является частью ФССТ. Механизмы реализации такого рода обратных связей стали проясняться только после открытия клеточных медиаторов - интерлейкинов, факторов роста и др. Поэтому изучение взаимосвязи между почечной и костной тканями посредством цитокинов представляет определенный интерес.

Цель исследования

Изучение роли межклеточных медиаторов (на примере трансформирующего фактора роста (31 (ТСР-(31), интерлейкина-17 (ИЛ-17) и рецепторного антагониста интерлейкина-1 (ИЛ-1 РА)) в механизмах нарушения ремоделирования костной ткани в эксперименте в процессе развития ХБП.

Материалы и методы

Экспериментальное исследование проводилось в 2 группах (по 50 животных) белых крыс самок в возрасте 9 мес. массой 210±30 г в соответствии с принципами Европейской конвенции о защите позвоночных животных (Страсбург, 1986) и «Общими принципами экспериментов на животных», одобренными I Национальным конгрессом по биоэтике (Киев, 2001).

Модель для изучения нарушений ремоделирования костной ткани выбиралась с учетом следующих

требований: индукция ХБП должна осуществляться посредством однократного воздействия высокой интенсивности, чему соответствует создание ОПН; фактор, создающий ОПН, должен иметь неинфекционную природу и полностью устраняться с течением времени; ХБП должна развиваться даже после устранения первичного воздействия, вызвавшего ОПН. Всем этим условиям отвечает модель индукции ХБП раствором глицерина [2].

Создание ОПН осуществляли путем однократного введения 50%-ного водного раствора глицерина в дозе 10 мл/кг массы тела животного. В данной экспериментальной модели через 8 недель после инъекции глицерина формируется хроническое нарушение выделительной функции почек. Основой ОПН являются дистрофические и некротические процессы в эпителии проксимальных и дистальных канальцев, а переход в стадию ХБП характеризуется формированием интерстициального нефрита и нефросклеро-за. Развитие ХБП контролировали в соответствии с методикой авторов модели. Нарушение ремоделирования костной ткани контролировали с помощью прямого измерения плотности кости, которую рассчитывали как отношение массы кости (г) к объему данной кости (см3) [3]. Объем кости определяли по объему вытесненной жидкости.

Контрольная группа - интактные животные. Исследование цитокинового профиля при моделировании остеопороза, являющегося последствием ХБП, проводилось через 12 недель после инъекции глицерина. Кровь для исследования животных брали из сердца.

Проводились исследования в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа. Уровни интерлейкина-17 и антагониста рецептора интерлейкина-1 (ИЛ-1 РА) определяли с помощью наборов реагентов Вектор-Бест (Россия, Новосибирск). Определение уровней ТСР-|31 производилось с помощью набора ВюУепёог (Чехия).

Математическая обработка результатов была проведена с помощью пакета статистического анализа 81аи5иса 6.0. Различия между сравниваемыми показателями считали достоверными при р < 0,05.

Результаты и обсуждение

При исследовании плотности кости было отмечено ее достоверное снижение в группе животных с моделью нарушения ремоделирования костной ткани при ХБП (экспериментальная группа) (1,431±0,038 г/см3) по сравнению с контрольной группой (1,618±0,039 г/см3), что подтверждает нарушение ремоделирования кости и развитие остеопороза в этой группе.

Как видно из рис. 1, у животных экспериментальной группы показатели содержания в крови цитокинов ИЛ-1 РА (4.207±0.546 пг/мл) и ИЛ-17 (33.944±0.938 пг/мл) были достоверно выше, чем у интактных животных (2.529±0.132 пг/мл и 28.166±0.526 пг/мл соответственно) (р < 0,05). Уровень ТСР-(31 (22.863±0.557 нг/мл) был достоверно ниже показателей животных из контрольной группы (26.313±0.620 нг/мл). Из этих цитокинов наименее значительным было увеличение уровня ИЛ-17, всего на 21%. Содержание ИЛ-1 РА повышалось на 66%, ТСР-(31 - уменьшалось на 13%. Наиболее значительным было увеличение содержания противовоспали-

Сак«. Во. £ ЛИ:»«г Р1о1: и|г

Сакд. Вот £ 'ЛИ:Кг РЮ1: №« РА

Г ХБП

Гр)тя

±СЕ Х«50

Г ХБП

Потпл

о |*лп  «=Е

X »-о

Сакд. 6о. £ 'ЛМ:><1 Р1ЛВЫЬ

32 X 28 А X

Р »

Ж 13

г.кап Г~)»ОЕ

X «со

Рис. 1. Уровни цитокинов в контрольной и экспериментальной группах.

тельного цитокина ИЛ-1 РА, который синтезируется для предотвращения воспалительных реакций, опосредованных ИЛ-1. Одновременно с этим возрастала концентрация провоспалительного ИЛ-17, который стимулирует продукцию многих цитокинов, в том числе и ИЛ-1. Такой дисбаланс в содержании про- и противовоспалительных цитокинов в группе животных с ХБП характерен для сдвигов в системе Т-клеточного иммунного ответа, что, в свою очередь, свидетельствует о хронизации воспаления [12, 14].

Данные литературы свидетельствуют о повышенном содержании в сыворотке крови больных ХБПТСР-[31 как основного фактора, стимулирующего коллаген-продуцирующую активность фибробла-стов, что является одним из факторов прогрсссиро-вания заболеваний почек [4, 5]. На начальных этапах воспаления усиление продукции ТСГ-|31 ведет к восстановлению структуры поврежденного органа, обеспечивая быструю дифференцировку клеток и ремоделирование тканей. Результатом длительного синтеза ТСГ-|31 является гиперпролиферация фибро-бластов и развитие профибротических эффектов. В нашем случае в группе животных с ХБП наблюдается снижение уровня этого цитокина. Вероятно, это связано с длительным периодом формирования нару-

шений в экспериментальной модели. Процесс развития хронического воспаления в почке реализовался, а воспалительный процесс в кости перешел в фазу компенсаторных реакций.

При проведении корреляционного анализа было обнаружено 5 значимых корреляций параметров между собой (р < 0,05) (табл. 1). Из них показателей с очень высокой (г > 0,8) и высокой (0,8 > г > 0,6) корреляцией не было; средние корреляции параметров (0,6 > г > 0,4): уровень ИЛ-17 коррелировал с уровнем ИЛ-1 РА в контрольной и экспериментальной группах, причем в первом случае зависимость была прямой, а во втором - обратной. Уровень ИЛ-1 РА коррелировал с уровнем ТСГ-|31 в контрольной группе и в группе с ХБП, причем коэффициент корреляции также был положительным в первом случае и отрицательным во втором. Коэффициент корреляции остальных показателей был низким.

Рассматривая смену направлений корреляций между уровнями цитокинов ИЛ-1 РА и ИЛ-17 в контрольной и экспериментальной группах, можно предположить, что корреляция в группе с ХБП отражает взаимодействие цитокинов при развитии хронического воспаления. Этот этап характеризуется активностью провоспалительных цитокинов и недостаточ-

Корреляции параметров между собой в экспериментальных группах

Таблица 1

Группы Контрольная группа Группа с моделью нарушения ремоделирования костной ткани при ХБП

Цитокины ИЛ-17 ИЛ-1 РА ИЛ-17 ИЛ-1 РА

ИЛ-1 РА 0.41* -0.58*

ТСБ-Р! 0.06 0.42* 0.29* -0.53*

* р < 0,05

ным действием их ингибиторов и антагонистов. Что находит подтверждение в нашем случае, где присутствует обратная корреляция между провоспалитель-ным ИЛ-17 и противовоспалительным ИЛ-1 РА. При этом средние уровни этих цитокинов в экспериментальной группе растут.

Вероятно, изменение направления корреляции между содержанием ИЛ-1 РА и TGF-ßl в экспериментальной группе связано с тем, что хроническое воспаление, перешедшее в компенсаторную фазу на уровне ФССТ, выступает как фактор, вызывающий повышение уровня противовоспалительного цито-кина ИЛ-1РА и ингибирование TGF-ßl. При этом баланс между уровнями цитокинов ИЛ-1 РА и TGF-ßl в контрольной группе смещается в сторону увеличения уровня ИЛ-1 РА и снижения уровня TGF-ßl в группе животных с ХБП.

Заключение

Корреляции уровней цитокинов у животных обеих групп демонстрируют взаимосвязи в системе регуляции ремоделирования костной ткани. Появление новых взаимосвязей между парами цитокинов, а также смена их направлений свидетельствует о нарушениях в работе рсгуляторных механизмов при ХБП. Поскольку межклеточные медиаторы играют важную роль в ремоделировании костной ткани и склерозировании почки, можно предположить, что между нарушениями костного метаболизма и почечной патологией существует механизм обратной связи, реализующийся посредством цитокинов.

Таким образом, патологические процессы, лежащие в основе ХБП, сопровождаются нарушением баланса между про- и противовоспалительными ци-токинами, что отражается на всей ФССТ и на метаболических процессах в костной ткани.

Список литературы

1. Богомолец A.A. Патологическая физиология: в 2-х томах. Саратов: Госиздат, 1924. Т. 1. 238 е., Т. 2. 240 с.

2. Кондаков I.I., ТопчшЫ., KipieHKO О.M. Вплив глщеролу на функцюнально-морфолопчш показ-ники нирок при моделюванш гострсн та хрошчно! HiipKOBOÏ недостатносп у щур1в // Украшський журнал нефрологи та д1алпу. 2013. № 3(39). С. 14-20.

3. Подковкин В.Г., Иванов Д.Г., Иванов Г.А. Влияние постоянного магнитного поля на состояние костной ткани крыс с повышенным уровнем резорбции // Успехи современного естествознания. 2008. №7. С. 13-16;

А. August P., Suthanthiran М. Transforming growth factor beta and progression of renal disease // Kidney Int Suppl. 2003. Vol. 87. P. 99-104.

5. Böttinger EP., Bitzer M. TGF-beta signaling in renal disease // J Am Soc Nephrol. 2002. Vol. 13(10). P. 2600-10.

6. Chawla LS., KimmelPL. Acute kidney injury and chronic kidney disease: an integrated clinical syndrome // Kidney Int. 2012. Vol. 82(5). P. 516-24.

7. Gal-Moscovici A., Sprague S.M. Bone health in chronic kidney disease mineral and bone disease // Adv. Chronic Kidney Dis. 2007. Vol. 14(1). P. 27-36.

8. Kanasaki K., Taduri G, Koya D. Diabetic nephropathy: the role of inflammation in fibroblast activation and kidney fibrosis // Front Endocrinol (Lausanne). 2013; Vol. 4: 7. Published online 2013 February 6. doi: 10.3389/fendo.2013.00007 PMCID: PMC3565176.

9. Lewis R. Mineral and bone disorders in chronic kidney disease: new insights into mechanism and management // Ann Clin Biochem. 2012. Vol. 49(5). P. 432-440.

10. Libby P. Inflammatory mechanisms: the molecular basis of inflammation and disease. // Nutr Rev. 2007. Vol. 65(12. Pt 2). S. 140-6.

11. Martin KJ„ Gonzalez EA. Metabolic Bone Disease in Chronic Kidney Disease // J Am Soc Nephrol. 2007. Vol. 18(3). P. 875-885.

12. Moss RB„ Moll Т., El-Kalay M. [et al], Thl/ Th2 cells in inflammatory disease states: therapeutic implications // Expert Opin Biol Ther. 2004. Vol. 4(12). P. 1887-96.

13. PalevskyPM. Chronic-on-acute kidney injury// Kidney Int. 2012". Vol. 81. P. 430-431.

14. Sester U. Sester M„ Hank M. [et al], T-cell activation follows Thl rather than Th2 pattern in haemodialysis patients // Nephrol. Dial. Transplant. 2000. Vol. 15 (8). P. 1217-1223.

Сведения об авторах

Павлов Сергей Борисович - кандидат биологических наук, заведующий Центральной научно-исследовательской лабораторией Харьковской медицинской академии последипломного образования, e-mail: psb@ua.fm.

Кумечко Марина Валентиновна - младший научный сотрудник Центральной научно-исследова-тельской лаборатории Харьковской медицинской академии последипломного образования, e-mail: marina_ sash@mail.ru.

Гончарова Алина Валерьевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории Харьковской медицинской академии последипломного образования, e-mail: aligon@mail.ru.

Бабенко Наталия Михайловна - младший научный сотрудник Центральной научно-исследова-тельской лаборатории Харьковской медицинской академии последипломного образования.

Савенков Владимир Ильич - кандидат медицинских наук, доцент кафедры урологии, нефрологии и андрологии Харьковского национального медицинского университета, e-mail: visavenkovl992@ rambler.ru.