Значение факторов гипоксии и дисфункции эндотелия в поражении почек при ожирении

АГ — артериальная гипертония

АД — артериальное давление

АДМА — асимметричный диметиларгинин

АУ — альбуминурия

ГЦ — гомоцистеин

ДЭ — дисфункция эндотелия

ИМТ — индекс массы тела

ИР — инсулинорезистентность

ЛПВП — липопротеиды высокой плотности

МС — метаболический синдром

ОСА — общая сонная артерия

рСКФ — расчетная скорость клубочковой фильтрации

СД — сахарный диабет

СОАС — синдром обструктивного апноэ во сне

ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания

ТИМ — толщина комплекса интима—медиа

ФР — фактор риска

ХБП — хроническая болезнь почек

ХС — холестерин

MTHFR — метилентетрагидрофолатредуктаза

Развитие хронической болезни почек (ХБП) при ожирении может быть обусловлено гормональными и гемодинамическими факторами, которые вызывают дисфункцию эндотелия (ДЭ) и ремоделирование сосудов [1, 2]. При ожирении часто наблюдается синдром обструктивного апноэ во сне (СОАС), приводящий к гипоксии тканей; при этом повышается риск развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Присоединение СОАС к метаболическому синдрому (МС) перекрывает влияние других компонентов МС на риск развития ССЗ. Однако влияние СОАС на формирование и прогрессирование ранних стадий ХБП не достаточно изучено, особенно совместный вклад этих факторов в развитие ХБП.

Центральное место в формировании ДЭ занимает нарушение функций, опосредованных оксидом азота (NO), и одним из значимых факторов ДЭ является асимметричный диметиларгинин (АДМА), который ингибирует NO-синтазы всех известных типов. В серии работ показано, что АДМА является независимым фактором риска (ФР) развития ССЗ и важным медиатором кардиоренальных связей, так как многие механизмы, регулирующие эффекты и метаболизм АДМА, реализуются непосредственно в ткани почек. Согласно результатам экспериментальных исследований в регуляцию метаболизма АДМА может быть вовлечена метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR), а носительство мутаций гена MTHFR приводит к повышению концентрации гомоцистеина (ГЦ), стимулирующего накопление АДМА в эндотелии [3—5].

Таким образом, в условиях пандемии ожирения актуально исследование факторов, связанных с такими патологическими процессами, как гипоксия и ДЭ, под влиянием избыточного количества жировой ткани. В связи с этим цель исследования состояла в определении значения факторов гипоксии и ДЭ в стратификации риска и диагностике ранних стадий ХБП.

В исследование включили 86 больных (64 мужчины, 22 женщины) в возрасте от 19 до 64 лет, общая характеристика которых представлена в таблице.

Из исследования были исключены пациенты с ХБП IIIb—V стадии (рСКФ <45 мл/мин/1,73 м²), доказанными заболеваниями почек, протеинурией >2,0 г/сут, гематурией почечного генеза; злокачественной и симптоматической артериальной гипертонией (АГ); тяжелыми сердечно-сосудистыми осложнениями в анамнезе; системными аутоиммунными заболевания; заболеваниями печени (за исключением неалкогольной жировой болезни печени); эндокринопатиями (за исключением сахарного диабета — СД), а также больные, злоупотребляющие алкоголем, что оценивалось с помощью общепринятых тестов (опросник CAGE, анкета ПАС и сетка LeGo).

Инсулинорезистентность (ИР) и связанные с ней нарушения углеводного обмена определяли по уровню гликемии натощак, гликемическому профилю, концентрации инсулина и С-пептида в сыворотке крови, индексу HOMA. Альбуминурию (АУ) оценивали количественным методом в суточной моче (иммунотурбидиметрия). Иммуноферментным методом определяли концентрацию АДМА в сыворотке крови («Immunоdiagnostik», Германия). В качестве генетического маркера ДЭ изучали полиморфизм аллеля C677T гена MTHFR с помощью аллель-специфичной полимеразной цепной реакции и метода полиморфизма длины рестриктных фрагментов.

Клиническое обследование включало измерение АД стандартным методом, ультразвуковое исследование органов брюшной полости и почек, ультразвуковое дуплексное сканирование сонных артерий с определением ТИМ ОСА. Ремоделирование сосудов оценивали по ТИМ ОСА >0,9 мм [7]. Скорость клубочковой фильтрации рассчитывали по 4-компонентной формуле MDRD (1999). ХБП диагностировали по общепринятым критериям KDOQI (2002, в модификации 2010) [8].

Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программы Microsoft Excel 2003 и Statistica v.8.0. Для сравнения групп использовали параметрические (однофакторный дисперсионный анализ) и непараметрические методы (критерии Манна—Уитни и Крускала—Уоллиса). Для оценки зависимости признаков проводили корреляционный (ранговый коэффициент Спирмена) и линейный регрессионный анализ. Риск развития какого-либо заболевания под влиянием другого состояния оценивали с помощью отношения шансов, рассчитанного по таблицам сопряженности. Статистически значимые различия и корреляции констатировали при p<0,05, тенденцию — при 0,05

Среди 86 обследованных больных у 27 (31%) диагностирована ХБП, преимущественно II стадии, IIIа стадия — у 6 (7%). Повышенная АУ (≥30 мг/сут) наблюдалась у 22 (26%) больных, протеинурия более 300 мг/сут — у 5 (6%). ХБП у больных с ИМТ ≥30 кг/м² выявлялась чаще, чем у больных с избыточной массой тела (ИМТ 25—29,9 кг/м²): 37 и 21% соответственно (р=0,048). Кроме того, при патологическом ожирении ХБП наблюдалась значительно чаще (72 и 28%; р=0,006).

У больных ХБП по сравнению с больными без ХБП наблюдались более выраженное ожирение, повышенные уровни С-пептида (1348±363 и 1028±363 пмоль/л соответственно), инсулина (16,9±7,3 и 11,7±5,5 мкед/мл соответственно) и индекса НОМА (4,3±1,7 и 2,9±1,5 соответственно), тенденция к повышению среднего АД и триглицеридемии. ТИМ ОСА и концентрация мочевой кислоты в сыворотке были сопоставимы в обеих группах. Кроме того, у больных ХБП статистически значимо чаще выявлялся СОАС (см. таблицу).

ИР напрямую зависела от выраженности ожирения. При этом не выявлено влияние АГ, дислипидемии и гиперурикемии на формирование ХБП у обследованных больных. При ХБП наблюдались более высокие уровни С-пептида, инсулина и индекс НОМА.

Несмотря на отсутствие различий по концентрации АДМА между группами с ХБП и без ХБП, при сравнительном анализе между стадиями ХБП выявлен более высокий уровень АДМА у больных ХБП IIIа стадии (рис. 1).

Корреляционный анализ продемонстрировал взаимосвязь уровня АДМА, ТИМ ОСА и рСКФ у больных ХБП. Кроме того, концентрация АДМА обратно коррелировала с уровнем холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), что свидетельствует об атерогенном эффекте повышения концентрации АДМА в сыворотке крови при ХБП. Дополнительными факторами, связанными с увеличением ТИМ, являлись уровень мочевой кислоты в сыворотке крови и АД. В то же время при наличии ХБП не выявлено взаимосвязей ИР с этими признаками. Таким образом, в прогрессировании ранних стадий ХБП преобладает роль АДМА, мочевой кислоты и АД и ведущим становится механизм атеросклеротического ремоделирования сосудов.

При построении многофакторной регрессионной модели, включавшей ассоциированные с ХБП показатели, выявлено, что наиболее информативными факторами, отражающими прогрессирующее снижение функции почек (для уравнения регрессии: p<0,003, R²=0,64, стандартная ошибка оценки 15), являлись инсулин (b=1,52; p=0,004), индекс НОМА (b=–1,31; p=0,009), мочевая кислота (b=–0,94; р<0,001) и АДМА (b=0,44; p=0,038).

С учетом полученных данных был рассчитан риск развития ХБП I—IIIа стадии. Присоединение к ожирению МС усугубляло риск развития ХБП более чем в 2 раза. В свою очередь присоединение СОАС дополнительно повышало риск формирования ХБП в 2,1 раза (при 95% доверительном интервале от 1,06 до 3,14). При сравнении групп больных с СОАС и без него выявлено, что СОАС характеризовался наиболее выраженным ожирением, более высоким средним АД, повышенными уровнями С-пептида, инсулина, индекса НОМА, сниженной рСКФ. Наличие СОАС также способствовало гипертрофии комплекса интима—медиа, более выраженной при ХБП (рис. 2).

Несмотря на отсутствие непосредственной взаимосвязи ХБП и уровня АДМА у обследованных больных, выявлено статистически значимое повышение концентрации АДМА при СОАС, что позволило предполагать участие этого фактора в патогенезе ранних стадий ХБП.

При изучении роли полиморфизма гена MTHFR в развитии ранних стадий ХБП выявлено, что у больных с гомозиготным носительством патологического аллеля наблюдались более выраженное ожирение и гиперинсулинемия. Кроме того, было подтверждено влияние полиморфизма этого гена на повышение уровня АДМА в сыворотке крови. Риск развития ХБП у носителей генотипа ТТ возрастал в 2,6±1,28 раза, увеличение ТИМ — в 3,33 раза (при 95% доверительном интервале от 1,13 до 5,53).

У больных с СОАС и без СОАС распространенность генотипа ТТ была сопоставима, что позволяет предполагать независимое влияние СОАС и полиморфизма гена MTHFR на уровень АДМА.

Результаты настоящего исследования свидетельствуют о том, что у больных ожирением поражение почек и сосудистой стенки формируется во взаимосвязи друг с другом. Это подтверждается результатами ряда клинических и популяционных исследований [9]. Так, исследование, включавшее лиц, считавших себя здоровыми (368 мужчин), продемонстрировало, что между величинами ТИМ ОСА и АУ имеется прямая корреляция, а увеличение экскреции с мочой альбумина зависит в первую очередь от отношения ОТ к окружности бедер [10]. Обследование 237 взрослых аборигенов Австралии также показало, что прирост ТИМ ОСА сопряжен с увеличением как концентрации альбумина в моче, так и отношения альбумин/креатинин мочи [11]. Данная взаимосвязь сохраняется и у больных СД 2-го типа. Популяционное исследование, выполненное с участием 760 этнических китайцев, страдавших СД 2-го типа и не имевших белка в моче при определении его обычными методами, выявило, что даже незначительное увеличение мочевой экскреции альбумина ассоциировано с ростом ТИМ ОСА, максимальные величины которой отмечаются в случае, если АУ находится в третьем и четвертом квартильном интервале значений. В этом случае вероятность увеличения ТИМ ОСА возрастает не менее чем в 1,8 раза [12]. Таким образом, в прогрессировании ранних стадий ХБП преобладает роль механизма атеросклеротического ремоделирования сосудов.

Маркеры ИР являлись одними из ведущих предикторов формирования ХБП. Наиболее четко связь МС как состояния, ассоциированного с ИР, с повреждением почек показана в метаанализе, проведенном G. Thomas и соавт. [13]. Авторы провели систематический обзор исследований, выполненных с 1966 по 2010 г., из известных баз данных (в том числе Medline, Scorpus). МС повышал риск снижения рСКФ (<60 мл/мин/1,73 м²) или роста АУ. То же самое относилось и к каждому компоненту МС в отдельности, в том числе абдоминальному ожирению.

Согласно результатам нашего исследования у больных ожирением прогрессирование ХБП ассоциировано с атеросклеротическим поражением сонных артерий, что во многом определяется нарастанием концентрации АДМА в сыворотке крови. Роль АДМА как фактора атеросклеротического ремоделирования сосудов подтверждается и наличием обратной корреляции концентрации АДМА с уровнем ХС ЛПВП. Примечательно, что при ХБП не выявлено взаимосвязей ИР с АДМА и рСКФ. Корреляция концентрации АДМА и функции почек показана в исследовании Н. Paiva и соавт. [14] в группе больных с СД и без него, с нормальной или повышенной СКФ, определенной радиоизотопным методом. Авторы нашли обратную зависимость между СКФ и концентрацией АДМА в обеих группах. Сходные данные обнаружены и у больных фокально-сегментарным гломерулосклерозом [15]. В другой работе J. Lo и соавт. [16] показали ассоциацию рСКФ (<60 мл/мин/1,73 м²) со снижением уровня ХС ЛПВП, а также обратную корреляцию между ИМТ и рСКФ.

Описанная патогенетическая цепь достигает максимальной выраженности у больных ХБП IIIa стадии, при которой наблюдаются максимальные уровни АДМА в крови. Кроме того, больные ХБП IIIа стадии характеризовались более выраженной АГ. Celik и соавт. [17] исследовали степень развития коллатералей коронарных артерий у больных атеросклерозом в зависимости от функции почек. У больных с СКФ менее 60 мл/мин/1,73 м² наблюдались более высокий уровень АДМА в сыворотке крови и менее выраженный ангиогенез, чем у пациентов с СКФ более 60 мл/мин/1,73 м². В другой работе в группе больных эссенциальной АГ обнаружена корреляция рСКФ и скорости коронарного кровотока с уровнем АДМА [18]. Приведенные сведения соответствует полученным в данной работе результатам, связи концентрации АДМА с СКФ и ремоделированием сосудов, особенно при нарушенной функции почек.

Дополнительными факторами, связанными с атеросклеротическим ремоделированием сосудов, являются уровень мочевой кислоты и АД. Эти два фактора находятся во взаимосвязи друг с другом, что свидетельствует о едином механизме метаболических (гиперурикемия) и гемодинамических (АГ) нарушений, вызванных ожирением [19, 20]. В экспериментальных работах показано, что при блокаде фермента, разрушающего мочевую кислоту, — уриказы — спустя некоторое время развивается АГ как следствие почечной вазоконстрикции из-за снижения концентрации NO в эндотелиоцитах и активации. Выявлено, что гиперурикемия может вызывать ремоделирование сосудистой стенки мелких сосудов почек, сходное с гипертоническим артериолосклерозом, независимо от степени повышения АД [21—23].

Данные литературы свидетельствует о существенном влиянии СОАС на формирование сердечно-сосудистых [24] и почечных [25, 26] заболеваний, усугубление различных патологических процессов при ожирении. Известно, что эпизоды гипоксии—реоксигенации, приводящие к экспрессии в эндотелии и тканях медиаторов вазоконстрикции и фиброгенеза, обусловливают дальнейшее нарастание АД, интенсификацию тромбогенеза [27]. Результаты нашей работы указывают на то, что по мере развития МС и присоединения СОАС к ожирению усугубляются ИР, АГ, гипертриглицеридемии, ремоделирование сосудов, ДЭ и снижение функции почек. Взаимосвязь СОАС и функции почек при ХБП продемонстрирована в работе японских исследователей, согласно которой степень тяжести СОАС, определенная по индексу апноэ/гипопноэ, коррелировала с рСКФ [28].

В настоящее время ДЭ придается большое значение как ключевому фактору развития ССЗ. Одним из наиболее существенных звеньев, повреждающихся в эндотелии при атеросклерозе, является система синтеза NO. Развивающаяся при этом ДЭ приводит к спазму сосудов, усиленной пролиферации клеток, в том числе гладких мышечных, накоплению в них липидов, к агрегации тромбоцитов и тромбообразованию [1, 29, 30].

В последнее время исследования главным образом направлены на поиск и изучение новых маркеров и патогенетических факторов ДЭ. Широко изучаются АДМА и генетическая предрасположенность к развитию ДЭ [31, 32]. В серии эпидемиологических работ показано, что АДМА — независимый ФР развития ССЗ и прогрессирования ХБП [4, 33, 34]. По данным настоящей работы, у больных ожирением наблюдается обратная корреляция концентрации АДМА с уровнем ХС ЛПВП, что свидетельствовало о хорошо известной взаимосвязи ДЭ с факторами развития атеросклероза. Кроме того, в нашем исследовании у больных ХБП IIIа стадии обнаружены более высокие, чем у больных ХБП I—II стадии, уровни АДМА в сыворотке крови. Наши данные согласуются с результатами работы К. Krzyzanowska и соавт. [35], которые выявили, что у женщин с патологическим ожирением снижение массы тела (по ИМТ с 49±1 до 34±1 кг/м²) сопровождалось уменьшением концентрации АДМА с 1,06±0,06 до 0,81±0,04 мкмоль/л. При развитии СД 2-го типа определялись наиболее высокие уровни АДМА.

Сообщения о взаимосвязи АДМА и факторов МС противоречивы. С одной стороны, существуют данные, что АДМА ассоциирована с холестерином липопротеидов низкой плотности [36]. В работе Т. McLaughlin и соавт. [37] показано, что снижение ИМТ приводит к уменьшению концентрации АДМА при одновременном улучшении показателей углеводного обмена только у больных с ИР. У больных с нормальной чувствительностью к инсулину изменения уровня АДМА не выявляются. С другой стороны, АДМА выступает в роли ФР развития ССЗ, независимого от маркеров МС, в том числе ИР [14, 34, 35, 38]. Показано, что у больных ХБП I стадии без СД индекс НОМА и концентрация АДМА связаны с выраженностью протеинурии [39].

Роль полиморфизма гена MTHFR в формировании ДЭ и повышении риска развития ССЗ хорошо изучена. Исследование European Collaborative Study выявило, что гипергомоцистеинемия представляет собой независимый модифицируемый ФР развития ССЗ [39, 40]. Мутации гена MTHFR связывают с избыточным накоплением ГЦ в плазме крови. В случае гипергомоцистеинемии «избыток» ГЦ остается не инактивированным, что вызывает окислительное повреждение эндотелия, приводя к развитию ДЭ [31, 32].

Результаты данной работы свидетельствуют также о возможной роли АДМА в формировании ДЭ при мутациях гена MTHFR, так как обнаружено повышение уровня АДМА в сыворотке крови при носительстве патологического аллеля 677Т гена MTHFR. Кроме того, у таких больных наблюдались более выраженные ожирение и гиперинсулинемия, а также повышение риска гипертрофии комплекса интима—медиа и формирования ХБП I—IIIа стадий.

Значимыми факторами развития ранних стадий ХБП у больных ожирением являются индекс НОМА, уровни инсулина, С-пептида, мочевой кислоты и АДМА в сыворотке крови. Среди заболеваний, ассоциированных с ожирением, наибольшее значение в формировании ранних стадий ХБП имеют МС как отражение совокупности состояний, в основе патогенеза которых лежит ИР, и СОАС, характеризующийся эпизодами гипоксии—реоксигенации, приводящими к усугублению ДЭ и ремоделированию сосудов.