ГД — гемодиализ

ГЛЖ — гипертрофия левого желудочка

ДАД — диастолическое артериальное давление

ДД — диастолическая дисфункция

ИКДД — индекс конечного диастолического диаметра

ИММЛЖ — индекс массы миокарда левого желудочка

ЛЖ — левый желудочек

ОСА — общие сонные артерии

ПТГ — паратиреоидный гормон

САД — систолическое артериальное давление

ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания

ССО — сердечно-сосудистые осложнения

ТЗСЛЖ — толщина задней стенки ЛЖ

ТИМ — толщина комплекса интима—медиа

ТМЖП — толщина межжелудочковой перегородки

ФВ — фракция выброса

ХБП — хроническая болезнь сердца

FGF-23 — 23-й фактор роста фибробластов

IVRT — время изоволюмического расслабления

Vps — пиковая систолическая скорость кровотока в дуге аорты

В 2008 г. О. Gutierrez и соавт. [1] стали первыми, кто продемонстрировал сильную связь между уровнем 23-го фактора роста фибробластов (FGF-23) в сыворотке крови и летальностью среди «диализных» пациентов. Между тем подобные связи подтверждены в преддиализных группах пациентов, у больных хронической болезнью почек (ХБП), не находящихся на диализе, и даже у больных с нормальной функцией почек [1—3]. Тот факт, что высокий уровень FGF-23 является клинически значимым фактором риска развития тяжелых осложнений, включая все причины смерти и сердечно-сосудистую смертность и заболеваемость, отмечается практически во всех исследованиях, посвященных данной проблеме. Проведенные в последнее десятилетие исследования показали, что FGF-23 является циркулирующим гормоном костного происхождения, который играет ключевую роль в регуляции метаболизма фосфора в сыворотке крови. Гиперфосфатемия, обусловленная снижением массы функционирующих нефронов, стимулирует синтез и секрецию паратиреоидного гормона (ПТГ), является одним из основных стимулов секреции FGF-23 остеоцитами [4]. FGF-23 ингибирует реабсорбцию фосфора в проксимальных канальцах почки, увеличивая его клиренс, а также снижает синтез кальцитриола и как следствие повышает синтез ПТГ [5]. Предыдущие исследования показали связь концентрации FGF-23 с массой левого желудочка (ЛЖ) и гипертрофией ЛЖ (ГЛЖ), даже с учетом нарушения функции почек [4, 5]. Более того, многоцентровые исследования продемонстрировали связь FGF-23 с летальностью среди больных с терминальной стадией почечной недостаточности, обусловленной прогрессированием ХБП [6, 7] и ишемической болезнью сердца [8].

Несмотря на то что данные связи высокой концентрации FGF-23 с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) очень сильны, особенно у больных с ХБП, механизмы их остаются неясными. Один из возможных механизмов — прямая кардиотоксичность FGF-23, как показано экспериментально, когда высокая концентрация FGF-23 усиливала ГЛЖ [5]. Другая группа исследователей, наоборот, установила, что нейтрализующие FGF-23 антитела не влияли на развитие гипертрофии сердца у крыс с ХБП [9]. Измененный фосфорный и кальциевый гомеостаз стойко связан с кальцификацией и ригидностью артериальной стенки. Поскольку FGF-23 является интегральным фактором в регуляции фосфорного метаболизма и обмена витамина D, он может также индуцировать кальцификацию артерий и их жесткость. Однако не во всех предшествующих исследованиях наблюдали связи FGF-23 с кальцификацией артерий [10, 11]. Более того, FGF-23 обычно требуется его ко-рецептор — фактор Клото для связывания целевых тканей и усиления его биологических эффектов. Большинство исследований показали отсутствие экспрессии фактора Клото в сосудистых клетках человека [12, 13]. Кроме того, остается неясным, связанны ли сердечно-сосудистые осложнения (ССО) с FFG-23 прямым токсическим воздействием этого медиатора метаболизма костной ткани на миокард либо коронарные артерии или альтернативно, непрямым путем, через процессы развития аортальной ригидности с повышением посленагрузки миокарда, развитием ГЛЖ и хронической сердечной недостаточности.

В этой связи целью исследования стало установление возможной патогенетической связи между маркером костно-минерального метаболизма FFG-23 и маркерами ССЗ, характеризующими состояние кардиомиоцитов и сосудистой стенки аорты и крупных артерий, высокочувствительным тропонином I, пиковой систолической скоростью кровотока в дуге аорты (Vps — peak systolic velocity) и толщиной комплекса интима—медиа (ТИМ) общих сонных артерий (ОСА) у больных на разных стадиях ХБП.

Обследовали 110 больных на разных стадиях ХБП, находящихся на лечении в отделении нефрологии и отделении гемодиализа Республиканской клинической больницы. Из них 57 мужчин и 53 женщины в возрасте от 25 до 65лет (средний возраст 56±2,2 года). Общеклиническое обследование включало определение концентрации гемоглобина (Нb), уровня гематокрита (Нt), ферритина в сыворотке крови и коэффициента насыщения трансферрина железом (КНТж), общего белка и альбумина, холестерина, электролитов (натрий, калий) в крови, показателей азотистого обмена (креатинин, мочевина). Стадии ХБП определяли в соответствии с критериями NKF-K/DOQI, скорость клубочковой фильтрации рассчитывали по формуле CKD-EPI. Для уточнения механизмов минерально-костных нарушений при ХБП и их влияния на развитие ССО были исследованы на разных стадиях ХБП уровни ПТГ, кальция, фосфора. Дополнительные исследования включали определение уровня морфогенетического фосфатурического белка FGF-23.

С целью выявления ишемического поражения миокарда у больных ХБП определяли уровень в крови нового высокочувствительного кардиоспецифического белка — тропонина I.

Количественную концентрацию FGF-23, тропонина I, ПТГ в сыворотке крови определяли с использованием коммерческих наборов фирмы «Biomedica» (Австрия) методом иммуноферментного анализа.

Эхокардиографию с допплерографией проводили на аппарате Aloka 4000. Определяли конечный диастолический диаметр, конечный диастолический объем ЛЖ, индекс конечного диастолического диаметра (ИКДД), толщину задней стенки ЛЖ (ТЗСЛЖ) и межжелудочковой перегородки (ТМЖП), индекс массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ). Массу миокарда ЛЖ рассчитывали по формуле R. Devereux: 1,04·[(ТМЖП + ТЗСЛЖ + КДР)3 – КДР3] – 13,6.

ИММЛЖ рассчитывали как отношение массы миокарда ЛЖ к площади поверхности тела. ГЛЖ диагностировали при ИММЛЖ >125 г/м² для мужчин и >110 г/м² для женщин. Для оценки геометрии ЛЖ применяли классификацию J. Gottdiener на основании расчета ИКДД и относительной толщины стенки (ОТС) Л.Ж. Согласно ей ИКДД равен диаметру ЛЖ в конце диастолы, разделенному на площадь поверхности тела.

Для оценки систолической функции определяли фракцию выброса (ФВ) ЛЖ, диастолической — максимальную скорость раннего диастолического наполнения Е, максимальную скорость позднего диастолического наполнения А, Е/А, время изоволюмического расслабления (IVRT) Л.Ж. При помощи ультразвукового исследования определяли ТИМ ОСА. При ТИМ 0,9 мм констатировали ее увеличение. Методом дуплексного сканирования с применением эффекта Допплера исследовали Vps, соотнесенную со средним артериальным давлением, для количественной оценки характера гемодинамических изменений, косвенно свидетельствующих о состоянии стенки аорты, ее эластичности и просвета.

У больных, находящихся на ГД, все показатели определяли на 2-й день после сеанса ГД в относительно нормоволюмическом состоянии.

В зависимости от стадии ХБП больных распределили в следующие группы: 1-я — 23 пациента с ХБП I—II стадии, 2-я — 30 больных ХБП III стадии, 3-я — 32 пациента с ХБП IV стадии 4-я — с 25 больными ХБП V стадии.

Терапия включала коррекцию минерально-костных нарушений путем назначения препаратов, связывающих фосфаты (карбонат кальция, ацетат кальция), и активных форм витамина D (альфакальцидол, парикальцитол). Коррекцию анемии проводили препаратами эритропоэтина (α- и β-эпрекс и эпоэтин-β) и препаратом парентерального железа (сахарозный комплекс железа (III) гидроксида). Антигипертензивная терапия включала ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, блокаторы рецепторов ангиотензина II, β-адреноблокаторы, антагонисты кальциевых каналов.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программ Microsoft Office Excel 2010 и SPSS 22.0 for Windows. Использовали методы параметрической и непараметрической статистики. Статистическую значимость различий средних величин при сравнении несвязанных переменных оценивали с помощью критерия U Манна—Уитни, при сравнении связанных переменных использовали парный критерий t Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Корреляционный анализ с вычислением коэффициента корреляции r проводили по методу Пирсона, ранговый коэффициент корреляции определяли методом Спирмена. Коэффициент корреляции проверяли на статистическую значимость.

У 85 (77%) больных к началу исследования выявлены различные варианты ГЛЖ, у 25 (23%) — нормальная геометрия Л.Ж. Развитие концентрической ГЛЖ, которая характеризуется увеличением толщины стенок ЛЖ в ответ на гемодинамическую перегрузку, прежде всего при артериальной гипертонии, отмечено у 34 (31%) больных. Эксцентрическая ГЛЖ, связанная с утолщением стенок ЛЖ при перегрузке объемом, обусловленным анемией, выявлена в 36 (33%) случаях. Эксцентрическая дилатационная ГЛЖ, приводящая к увеличению объемов левых камер сердца, обнаружена у 9 (8%) больных. Концентрическая дилатационная или смешанная ГЛЖ, характеризующаяся значительным утолщением стенок ЛЖ в сочетании с увеличением его полости и являющаяся клинически и прогностически наиболее тяжелой формой ГЛЖ, выявлена у 6 (5%) больных (табл. 1).

Согласно приведенным данным по мере увеличения стадии почечной недостаточности прогрессировали структурно-функциональные изменения ЛЖ и общей гемодинамики. Отмечено повышение САД и ДАД, наиболее высокие — в 3-й и 4-й группах больных. Выявлено увеличение ИММЛЖ во 2-й и 3-й группах по сравнению с таковыми в 1-й группе; наиболее выраженные изменения выявлены в 4-й группе больных, получающих диализную терапию. Увеличение ИММЛЖ отмечалось за счет статистически значимого увеличения линейных размеров сердца во 2-й и 3-й группах — ТЗСЛЖ и МЖП (р<0,01).

Обращало внимание статистически значимое снижение показателей инотропной функции сердца: выявлено нарастающее снижение ФВ ЛЖ во 2, 3 и 4-й группах больных по сравнению с показателями в 1-й группе. Наиболее выраженные изменения отмечены в группе больных, получающих диализную терапию. Диастолическая функция оставалась сохранной в 1-й группе больных. Во 2-й группе (III стадия ХБП) показатели трансмитрального кровотока свидетельствовали о развитии I типа диастолической дисфункции (ДД). Показатели диастолической функции в 3-й группе больных (IV стадия ХБП) свидетельствовали о ДД II типа (псевдонормальный тип). Наиболее выраженные изменения выявлены в 4-й группе больных, что соответствовало развитию преимущественно рестриктивного типа ДД.

Учитывая значительную роль почечной анемии в развитии ССО при ХБП, мы исследовали показатели гемопоэза у обследованных больных. Выявлено снижение уровня гемоглобина и гематокрита, более выраженное во 2, 3 и 4-й группах больных по сравнению с показателями 1-й группы (см. табл. 1).

Как видно, исследование Vps, которая косвенно характеризует состояние стенки аорты, ее эластичность, сохранность демпфирующей функции аорты, показало, что по мере нарастания почечной недостаточности достоверно увеличивалась и Vps, начиная с III стадии ХБП. Наиболее высокие показатели выявлены в 4-й группе больных.

При исследовании кардиоспецифического белка — высокочувствительного тропонина I, увеличение уровня которого свидетельствует о растяжении миокарда, повышении мембранной проницаемости клеток и ишемическом повреждении миокарда, выявлено увеличение уровня этого маркера уже в 1-й группе больных (I—II стадия ХБП) и нарастание по мере развития уремии: в 3-й группе — 0,84±0,02 нг/мл и 4-й группе — 0,93±0,05 нг/мл по сравнение с показателями в 1-й (0,67±0,008 нг/мл) и 2-й группе (0,72±0,02 нг/мл; р<0,01) (табл. 2). По мере прогрессирования ХБП наблюдалось увеличение ТИМ ОСА, косвенно свидетельствующее об изменениях сосудистой стенки аорты и коронарных артерий. ТИМ ОСА во 2-й и 3-й группах больных статистически значимо превышали показатели 1-й группы, при этом наиболее высокие показатели выявлены у больных 4-й группы (см. табл. 2).

При исследовании показателей фосфорно-кальциевого обмена выявлено, что у большинства больных имеются нарушения минерально-костного обмена (табл. 3). Отмечено статистически значимое повышение уровня фосфора во 2, 3 и 4-й группах больных по сравнению с показателями 1-й группы и снижение уровня кальция в 3-й и 4-й группах больных. По мере прогрессирования ХБП констатировано статистически значимое повышение уровня ПТГ, начиная с III стадии ХБП (2-я группа больных), достигающее высоких значений в группе больных, получающих диализную терапию (4-я группа). При исследовании уровня FGF-23, играющего значительную роль в процессах ремоделирования костной ткани и кальцификации сосудов, выявлено его достоверное повышение по мере прогрессирования ХБП, начинающееся уже на I—II (ранних) стадиях ХБП; наиболее высокие показатели его отмечены в 3-й и 4-й группах больных.

Анализ связей FGF-23 с показателями фосфорно-кальциевого обмена выявил наличие статистически значимой прямой корреляции между уровнем FGF-23 и ПТГ (r=0,985; p<0,01) и уровнями FGF-23 и фосфора (r=0,711; p<0,01). Анализ корреляций между изменением концентраций FGF-23 в зависимости от морфологических и функциональных показателей сердечно-сосудистой системы выявил сильную прямую связь между уровнями FGF-23 и ИММЛЖ (r=0,787; p<0,01) и достоверную обратную корреляцию между FGF-23 и ФВ (r=–0,910; p<0,05). Наряду с этим выявлена прямая связь между уровнем FGF-23 и ТИМОСА (r=0,951; p<0,05). Анализ изменений уровня морфогенетического белка в сыворотке крови в зависимости от уровня тропонина I выявил прямую зависимость FGF-23 и тропонина I (r=0,574; p<0,05), повышение уровня которых определялось уже на самых ранних стадиях ХБП (табл. 4).

При анализе динамики уровня FGF-23 и тропонина I собственно по стадиям ХБП (I—V), как свидетельствуют данные табл. 4, выявлено статистически значимое повышение обоих показателей по сравнению с принятыми нормальными значениями уже на I стадии ХБП, задолго до существенных изменений показателей фосфорно-кальциевого обмена (уровня ПТГ), до развития выраженных CCО (ригидности аорты и крупных артерий, ГЛЖ), развитие которых поддается определению при клинических и лабораторно-инструментальных исследованиях, как правило, с III стадии ХБП (см. табл. 1, 2, 3).

В последнее десятилетие значительный интерес проявляется к FGF23 — гормону, секретируемому остеобластами/остеоцитами в кости, который действует на уровне почки как регулятор фосфата и активатор 1,25-дигидроксивитамина D[1/25 (OH)2D] через активацию комплекса FGF-рецептор/Клото—ко-рецептор [13]. Уровень FGF-23 в сыворотке крови повышен при ХБП и связан с ростом риска развития ССО и смертью больных с ХБП [8—10]. В нашем предыдущем исследовании повышенная концентрация FGF-23 ассоциировалась с увеличенной массой миокарда ЛЖ и ГЛЖ и прямо сильно коррелировала с нарастанием уремии [14].

С. Faul и соавт. [15] показали, что внутривенные или внутрисердечные инъекции FGF-23 приводили к ГЛЖ у крыс. Более того, авторы выбрали классическую модель ХБП у крыс — 5/6 нефрэктомию с последующим развитием вторичного гиперпаратиреоза, гиперфосфатемии и гипертензии, чтобы показать, что, несмотря ни на какие изменения в этом «клиническом» фенотипе, однократное введение блокатора рецепторов FGF-23 может полностью предотвратить развитие ГЛЖ в данной модели.

В некоторых сообщениях внимание обращено на связанные с FGF-23 реактивность и ремоделирование артериального русла. Исследования на моделях, как и у человека [16—18], показали, что оба — фосфат и FGF-23 — снижают функцию эндотелия. Так, М. Mirza и соавт. [19] выявили значительную связь между уровнем FGF-23 в сыворотке крови, снижением вазореактивности и повышением сосудистой жесткости в когорте пациентов старше 70 лет. В более поздних исследованиях выявлено потенциальное прямое влияние FGF-23 на процессы кальцификации сосудистой стенки. R. Jambo и соавт. [20] использовали интактный срез аорты, полученный от уремической крысы, и гладкую мышечную сосудистую клетку. При этом FGF-23 действовал как синергист, усиливая индуцированную фосфатом кальцификацию. Показано, что этот эффект зависим от локальной экспрессии Klotho в стенке сосудов. Однако в другой подобной экспериментальной ситуации в группе 1501 больного с ХПН наличие связи между кальцификацией сосудов и уровнем FGF-23 не подтверждено [21]. В работе С. Faul и соавт. [15] не очевидно, что предварительным органом-мишенью повреждения FGF-23 служит сердце, а не периферическая сердечно-сосудистая система. Действительно, J. Scialla и соавт. [21] предоставили свидетельства наблюдения над когортой 3680 «недиализных» пациентов с ХБП, у которых повышенный уровень FGF-23 связан более сильно с хронической сердечной недостаточностью, чем с атеросклеротическими осложнениями даже после множественных поправок. Предварительные данные исследования EVOLVE о степени снижения уровня FGF-23 с помощью цинакальцета связаны с улучшением сердечно-сосудистых исходов в этой когорте пациентов [21, 22]. Кроме того, выявлена связь между уровнем FGF-23 и обоими (как единичными, так и распространенными) случаями предсердной фибрилляции [23, 24]. Такие находки могут наводить на мысль о существовании оси сердце—костная система, которая будет тщательно разработана и определена в будущем.

Недавний доклад J. Hsu и соавт. [25] посвящен тому, что FGF-23 представляет собой скорее миокардиальный, чем сосудистый токсин. Более того, отмечено, что возможна диссоциация между протективным физиологическим фосфатонинным эффектом секреции FGF-23, как результата фосфатной перегрузки, и присущими FGF-23 свойствами, которые могут поражать сосудистую стенку. В настоящее время имеются данные, что в каждой популяции — с нормальной, средней или значительно сниженной функцией почек субъекты с наиболее высоким уровнем FGF-23 внутри групп имели наихудший прогноз ССЗ. В этой связи возникает один из многих вопросов, требующих уточнения: являются ли надежными данные о зависимых от концентрации токсических воздействиях как о начале риска, имеющего отношение к FGF-23 как биомаркеру заболеваемости.

Концепция перегрузки фосфатами и кальцием актуальна, но ее механизмы нуждаются в уточнении. Ряд исследователей установили, что при здоровых почках высокий нормальный уровень фосфора связан с сердечно-сосудистой смертностью, при этом ключевую роль играет FGF-23, а не ПТГ. Существующая гипотеза гласит, что FGF-23 увеличивается раньше, чем ПТГ, и организм только на поздних стадиях при снижении уровня кальция реагирует повышением ПТГ. В ранних стадиях ХБП, когда уровень кальция еще не повышен, в основе кардиотоксических эффектов лежит блокирование синтеза витамина D и чрезмерное поступление фосфатов. Усилия ученых направлены на раннее снижение концентрации фосфатов и улучшение тем самым прогноза ССЗ. Трудность заключается в том, что фосфаты на ранних стадиях ХБП являются плохими биомаркерами. Предполагают, что в будущем, когда другие биомаркеры и FGF-23 позволят сделать прогнозы более точными, станет возможным раннее воздействие на FGF-23 [26].

Одним из биомаркеров поражения сердца является кардиоспецифический белок тропонин. Серологические исследования ишемически поврежденного миокарда зависят от уровня тропонина, хотя он является предиктором смерти при ХБП III и IV стадии и у диализных пациентов, использование этого маркера ограничено чувствительностью исследования [27]. Новое высокочувствительное исследование способно обнаруживать значительно более низкие уровни циркулирующего тропонина — тропонина I (hs-cTnTI) с большей точностью. Исследование в общей популяции показало, что высокочувствительный тропонин I выявляется в значительном количестве и у здоровых субъектов [25] и в ассоциации с ГЛЖ [26], в то время как у пациентов из группы высокого риска в отсутствие симптомов обнаружение низкого уровня высокочувствительного тропонина I повышало чувствительность к определению риска развития ССО [27]. Тропонин I выделяется из кардиомиоцитов в состоянии стресса и служит предиктором смерти. В настоящем исследовании мы изучали связь FGF-23 с жесткостью артерий и уровнем тропонина I на разных стадиях ХБП, включая ранние. В результате исследования установлено статистически значимое повышение уровня FGF-23 и тропонина I уже на самых ранних стадиях (I и III) ХБП (см. табл. 2, 3, 4). Повышение уровня FGF-23 значительно опережало увеличение уровня ПТГ и изменения других показателей фосфорно-кальциевого обмена, выявлявшиеся в III—V стадии ХБП (см. табл. 4).

Таким образом, у больных на разных стадиях ХБП выявлены различные варианты ГЛЖ, включая дилатационные формы, увеличение толщины сосудистой стенки и ригидности крупных артерий и аорты, развитие систолической и диастолической дисфункции, обусловливающие развитие хронической сердечной недостаточности. Ишемический характер поражения сердца, выявляемый у больных ХБП, подтверждается повышением уровня высокочувствительного кардиоспецифического белка тропонина I, концентрация которого изменяется уже на ранних стадиях ХБП. В развитии ССО при ХБП значительную роль играют нарушения фосфорно-кальциевого обмена, проявляющиеся повышением уровня ПТГ, изменениями концентрации кальция и фосфора, приводящие к кальцификации сосудов, к ригидности аорты и развитию ГЛЖ, начиная с III—IV стадии ХБП. Уровень FGF-23 повышается уже на ранних стадиях ХБП, предшествуя повышению уровня ПТГ и развитию вторичного гиперпаратиреоза, и коррелирует с уровнем тропонина I. Возможно, это свидетельствует о наличии альтернативного классическому представлению участия FGF-23 в развитии кардиоренального синдрома — о прямом кардиотоксическом действии FGF-23. Повышенные уровни FGF-23 и высокочувствительного тропонина I на ранних стадиях ХБП могут служить, по нашему мнению, ранними маркерами поражения сердца при ХБП.