Detection of kidney dysfunction potential biomarkers with hypertension in the persons of 25–45 years

Full Text

АГ – артериальная гипертензия

АД – артериальное давление

АО – абдоминальное ожирение

ИАП-1 – ингибитор активатора плазминогена-1

ИМТ – индекс массы тела

ОТ – окружность талии

РСБ-4 – ретинолсвязывающий белок 4

СД – сахарный диабет

СДМА – симметричный диметиларгинин

СКФ – скорость клубочковой фильтрации

ХБП – хроническая болезнь почек

TGF-β1 – трансформирующий фактор роста β1

Введение

Артериальная гипертензия (АГ) на сегодняшний день остается самым распространенным заболеванием сердечно-сосудистой системы, являясь ведущим фактором риска развития ишемической болезни сердца, инсульта, сердечной недостаточности, поражения почек [1].

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что именно сердечно-сосудистые факторы риска ключевые с точки зрения формирования предрасположенности к стойкому ухудшению функции почек. Доказано, что АГ любой степени может приводить к развитию почечной недостаточности. Во многих исследованиях показана связь между тяжестью, длительностью АГ и частотой развития хронической болезни почек (ХБП). При этом повышение систолического артериального давления (АД) на 10 мм рт. ст. ассоциировалось с увеличением риска развития ХБП на 6% [2].

К одним из основных маркеров повреждения почек относят снижение скорости клубочковой фильтрации (СКФ), микроальбуминурию. Однако в основном они отражают поражение гломерулярного аппарата, что происходит на более поздних стадиях повреждения почки [3]. Особое значение приобретает поиск биомаркеров почечного повреждения, способных выявлять начальные изменения почечной ткани. Изложенное позволяет считать актуальным выявление потенциальных биомаркеров дисфункции почек при АГ у лиц трудоспособного возраста.

Цель исследования – оценить значимость симметричного диметиларгинина (СДМА), ретинолсвязывающего белка 4 (РСБ-4), ингибитора активатора плазминогена-1 (ИАП-1), трансформирующего фактора роста β1 (TGF-β1), уромодулина в качестве потенциальных биомаркеров дисфункции почек при АГ у лиц 25–45 лет.

Материалы и методы

Исследование проведено по государственному заданию в рамках бюджетной темы №0324-2018-0001, №0259-2019-0006, одобрено этическим комитетом. В исследование включены 147 человек, сформированы 4 группы: 1-я – лица с АГ и СКФ<90 мл/мин/1,73 см²; 2-я – с АГ и СКФ≥90 мл/мин/1,73 см²; 3-я – с АД<140/90 мм рт. ст. и СКФ<90 мл/мин/1,73 см²; 4-я – с АД<140/90 мм рт. ст. и СКФ≥90 мл/мин/1,73 см². Группы сопоставимы по полу, возрасту (табл. 1). От всех лиц получено информированное согласие на обследование и обработку персональных данных.

Всем пациентам проводилась антропометрия: рост, масса тела, окружность талии (ОТ). Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывали по формуле:

ИМТ = масса тела (кг) / рост (м²).

Ожирение регистрировали при ИМТ≥30 кг/м², абдоминальное ожирение (АО) – при ОТ≥94 см у мужчин и при ОТ≥80 см у женщин. Наличие сахарного диабета (СД) определяли согласно клинико-анамнестическим данным.

У всех пациентов однократно забирали кровь из локтевой вены утром натощак через 12 ч после приема пищи. Глюкозу сыворотки крови, креатинина крови и мочевой кислоты измеряли энзиматическими методами с использованием стандартных реактивов Termofisher (Финляндия) на биохимическом анализаторе Konelab 30i (Финляндия). Пересчет глюкозы сыворотки крови в глюкозу плазмы крови осуществлялся по формуле:

глюкоза плазмы (ммоль/л) = -0,137+1,047 × глюкоза сыворотки (ммоль/л).

Расчет СКФ согласно национальным рекомендациям KDIGO 2012 г. производился по формуле CKD-EPI, в которой учитываются раса, пол, возраст, креатинин сыворотки. Снижение СКФ регистрировалось при СКФ<90 мл/мин/1,73 см², нормальная СКФ – при СКФ≥90 мл/мин/1,73 см². АГ регистрировали при АД≥40/90 мм рт. ст. (Российское медицинское общество по артериальной гипертонии, 2013), нормальное АД – при АД<140/90 мм рт. ст. Микроальбуминурия у обследуемых не определялась. У всех лиц в сыворотке крови исследованы уровни СДМА, уромодулина, РСБ-4, TGF-β, ИАП-1 с использованием стандартных тест-систем ELISAs на анализаторе Multiscan EX (Финляндия).

Статистическая обработка полученных результатов выполнялась с использованием пакета программ SPSS (версия 11.0). Полученные данные в таблицах и тексте представлены как абсолютные и относительные величины – n (%), а также как (М±m), где М – среднее арифметическое значение, m – стандартная ошибка среднего, SD – стандартное отклонение; Ме [25; 75], где Ме – медиана, 25 и 75 – 1 и 3-й квартили. Использовались методы сравнения выборок (U-критерий Манна–Уитни при сравнении Медиан, t-критерий Стьюдента при сравнении средних значений). При сравнении выборок с условно нормальными и повышенными значениями использовали критерий ÷². Оценка ассоциаций признаков оценивалась с помощью корреляционного анализа (Стьюдента). За критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали р<0,05.

Результаты

В качестве потенциальных биомаркеров дисфункции почек при АГ в нашем исследовании приняты СДМА, РСБ-4, ИАП-1, TGF-β1, уромодулин. В каждой из четырех сформированных (на основании наличия АГ и снижения СКФ) групп изучены средние значения исследуемых потенциальных биомаркеров, СКФ, АД, ИМТ, ОТ, глюкозы плазмы крови, мочевой кислоты, число лиц с ожирением, в том числе с АО, СД (см. табл. 1).

Таблица 1. Характеристики обследованных по группам
	1-я группа, АГ и СКФ<90	2-я группа, АГ и СКФ≥90	3-я группа, АД<140/90 и СКФ<90	4-я группа, АД<140/90 и СКФ≥90	p1-2	p1-3	p1-4
Число (n), средний возраст (М±SD) обследованных
Мужчины	18	19	17	16	0,817	0,817	0,720
Возраст, лет	42,09±3,49	40,31±3,68	39,68±3,59	40,07±4,17	0,140	0,053	0,125
Женщины	19	18	20	18	0,817	0,817	0,904
Возраст, лет	41,25±3,93	42,37±2,46	42,28±3,30	41,76±2,59	0,303	0,381	0,620
Оба пола	37	37	37	36	–	–	–
Возраст, лет	41,66±3,70	41,31±3,27	41,09±3,63	40,93±3,52	0,672	0,506	0,125
Cредние значения (Mе [25;75]) изучаемых биомаркеров, СКФ, АД, ИМТ, ОТ, глюкозы плазмы крови
СДМА, мкмоль/л	1,30 [1, 08; 2, 01]	1,19 [0, 93; 1, 45]	1,36 [0, 84; 1, 80]	1,24 [1, 00; 1, 90]	0,141	0,375	0,463
Уромодулин, нг/мл	164,86 [130, 32; 230, 76]	175,19 [112, 66; 216, 57]	175,44 [150, 32; 203, 01]	188,90 [94, 08; 315, 87]	0,693	0,513	0,921
РСБ-4, мкг/мл	88,64* [80, 95; 107, 05]	87,07 [80, 59; 94, 36]	85,17 [77, 02; 90, 53]	80,05 [72, 02; 88, 96]	0,321	0,039	0,011
ИАП-1, нг/мл	162,99 [136, 25; 180, 61]	163,09 [132, 03; 179, 77]	150,71 [131, 36; 175, 62]	162,04 [133, 11; 186, 57]	0,774	0,285	0,902
TGF-β1, мкг/мл	23,16** [13, 65; 40, 14]	16,98 [9, 02; 36, 24]	15,99 [8, 33; 25, 64]	21,43 [12, 42; 39, 16]	0,328	0,026	0,851
СКФ, мл/мин/1,73 см3	82,70 [77, 47; 88, 12]	101,47 [93, 48; 107, 91]	84,07 [77, 45; 88, 51]	105,75 [98, 58; 108, 89]	<0,0001	0,608	<0,0001
Систолическое АД, мм рт. ст.	139,00 [130, 25; 146, 75]	141,50 [133, 75; 148, 00]	118,00 [112, 50; 12, 25]	119,50 [112, 63; 126, 50]	0,405	<0,0001	<0,0001
Диастолическое АД, мм рт. ст.	93,50 [90, 50; 100, 00]	95,00 [91, 25; 101, 00]	79,00 [73, 25; 83, 75]	77,75 [69, 38; 82, 88]	0,442	<0,0001	<0,0001
ИМТ, кг/м2	28,86 [25, 81; 31, 95]	28,04 [23, 80; 32, 29]	25,16 [23, 22; 28, 79]	25,91 [23,07; 29,55	0,713	0,008	0,040
ОТ, см	93,00 [87, 00; 102, 80]	92,80 [83, 00; 103, 00]	85,20 [78, 90; 93, 00]	88,00 [79, 13; 98, 90]	0,774	0,002	0,053
Глюкоза, ммоль/л	6,04 [5, 51; 6, 67]	6,15 [5,73; 6.46]	5,62 [5, 29; 6, 04]	5,52 [5, 19; 6, 15]	0,475	0,005	0,018
Мочевая кислота, мкмоль/л	382,00 [333, 00; 456, 50]	368,50 [307, 00; 423, 50]	341,00 [266, 00; 405, 50]	348,50 [281, 25; 389, 50]	0,390	0,054	0,040
Число лиц (n) с ожирением, АО, СД
Ожирение	14	13	6	8	0,900	0,040	0,150
АО	26	22	16	19	0,333	0,022	0,129
СД	3	3	0	1	1,000	0,081	0,320
Примечание. р – достоверность различий (средних значений/количества) соответствующего параметра между группами, глюкоза – глюкоза плазмы крови натощак, n – абсолютное число наблюдений, *достоверно более высокие средние значения РСБ-4 среди лиц из 1-й группы (лица с АГ и сниженной СКФ) по отношению к аналогичному показателю среди лиц из 3 и 4-й групп; **достоверно более высокие средние значения TGF-β1 среди лиц из 1-й группы (лица с АГ и сниженной СКФ) по отношению к аналогичному показателю среди лиц из 3-й группы.

Как видно из табл. 1, максимальные значения СДМА определялись в 1 и 3-й группах (группы со снижением СКФ). Минимальные значения уромодулина зарегистрированы в 1-й группе, максимальные – в 4-й. При этом уровень РСБ-4 оказался достоверно выше в 1-й группе по отношению к 3 и 4-й группам. Значения ИАП-1 и TGF-β1 оказались близкими в 1 и 4-й группах, при этом достигнута достоверность различий между средними значениями TGF-β1 1 и 3-й групп (значения TGF-β1 оказались выше в 1,5 раза в 1-й группе, чем в 3-й). Значения ИМТ, ОТ, глюкозы плазмы крови, мочевой кислоты и число лиц с ожирением, в том числе с АО, СД, оказались наибольшими в 1 и 2-й группах (группы с наличием АГ).

Далее изучены корреляционные связи СДМА, РСБ-4, ИАП-1, TGF-β1, уромодулина со СКФ в каждой из выделенных групп (табл. 2).

Таблица 2. Корреляционные связи изучаемых биомаркеров со СКФ (мл/мин/1,73 см2) по группам
Маркеры	1-я группа, АГ и СКФ<90	2-я группа, АГ и СКФ≥90	3-я группа, АД<140/90 и СКФ<90	4-я группа, АД<140/90 и СКФ≥90
СДМА, мкмоль/л	r=-0,324	r=0,084	r=0,043	r=-0,171
	p=0,048	p=0,621	p=0,800	p=0,318
Уромодулин, нг/мл	r=-0,022	r=-0,099	r=-0,003	r=-0,061
	p=0,898	p=0,560	p=0,985	p=0,725
РСБ-4, мкг/мл	r=-0,015	r=0,071	r=0,107	r=-0,052
	p=0,929	p=0,677	p=0,541	p=0,770
ИАП-1, нг/мл	r=0,270	r=-0,234	r=-0,81	r=-0,264
	p=0,112	p=0,164	p=0,645	p=0,132
TGF-β1, нг/мл	r=-0,452	r=-0,211	r=0,043	r=-0,514
	p=0,005	p=0,211	p=0,801	p=0,001
Примечание. р – достоверность различий.

Из табл. 2 следует, что в 1-й группе определялась достоверная корреляционная связь СДМА и СКФ. Зарегистрирована отрицательная корреляционная связь TGF-β1 с СКФ в 1 и 4-й группах.

Помимо этого выявлена достоверная корреляционная связь между РСБ-4 и СДМА в 3-й (r=0,400; р=0,017) и 4-й группе (r=0,403; р=0,018), в 1-й группе определялась тенденция (r=0,289; р=0,088).

Обсуждение результатов

Число пациентов, страдающих АГ и нуждающихся в экстракорпоральных методах заместительной почечной терапии, увеличивается с каждым годом. Так, в США и странах Западной Европы АГ занимает 2-е место среди причин терминальной почечной недостаточности после СД [4]. Даже среди молодых лиц АГ (потенциальный фактор риска дисфункции почек) является широко распространенной патологией [5].

СКФ – один из способов оценки выделительной функции почки и считается во всем мире наиболее точным расчетным показателем почечной функции. Критерием снижения функции почек является уровень СКФ, находящийся ниже нормальных значений, т.е. ниже 90 мл/мин/1,73 м² [6]. Данные исследований показывают, что СКФ снижается при многих структурных повреждениях почек. Повреждение почек может затрагивать многие компоненты: паренхиму, сосуды, собирательную систему почек. О наличии повреждения почек судят на основании исследования маркеров повреждения, так как они могут указать на локализацию повреждения почек, а в сочетании с клиническими данными – и на причину заболевания [4]. Нами исследованы одни из наиболее перспективных, по данным зарубежной научной литературы, биомаркеров, отражающих функцию почек: СДМА, уромодулин, РСБ-4, TGF-β, ИАП-1.

СДМА – производное аминокислоты L-аргинина в процессе метилирования. СДМА экскретируется почками, поэтому его уровень в сыворотке крови отражает фильтрационную функцию почек. В одном из исследований повышенный уровень СДМА наблюдался при нарушении функции почек и указывал на риск развития кардиоваскулярной патологии, а также смерти, связанной с почечной недостаточностью [7]. В метаанализе 18 клинических исследований с участием 2136 пациентов определена достоверная корреляционная связь концентрации СДМА с референс-методом определения СКФ по клиренсу инулина [8]. У пациентов с начальными стадиями почечной патологии всех возрастных групп установлена повышенная концентрация СДМА, которая имела достоверную связь со СКФ [9]. Исследование D. Fliser и соавт. показало взаимосвязь между уровнем креатинина сыворотки крови, СКФ и СДМА [10]. Результаты, полученные в нашем исследовании, согласовывались с полученными ранее данными зарубежных исследований: наибольшие значения СДМА зарегистрированы в группах со сниженной СКФ (1 и 3-я), выявлена достоверная отрицательная связь между СДМА и СКФ в группе лиц с АГ и сниженной СКФ (1-я группа). При этом достоверность различий средних значений СДМА между группами не достигнута, поэтому мы может констатировать лишь тенденцию (см. табл. 1).

Уромодулин (белок Тамма–Хорсфалла) – специфический почечный протеин, синтезирующийся исключительно в эпителиальных клетках толстого восходящего отдела петли Генле и начального отдела дистального извитого канальца. В последние годы возрос интерес к изучению концентрации уромодулина в сыворотке крови: показано, что концентрация уромодулина в сыворотке прямо ассоциировалась со СКФ, средним АД и обратно – с выраженностью атрофии канальцев, сывороточной концентрацией креатинина [11]. Более того, оказалось, что величина сывороточного уромодулина может являться более ранним и чувствительным маркером хронической почечной дисфункции, чем некоторые другие общепризнанные показатели (например, цистатин С) [12, 13]. Тем не менее проблемы использования сывороточного уромодулина в качестве маркера состояния почек остаются нерешенными. В нашем исследовании наибольшие значения уромодулина зарегистрированы в группе с нормальными АД и СКФ (4-я группа), наименьшие – в группе лиц с АГ и сниженной СКФ (1-я группа), во 2 и 3-й группах уровни уромодулина занимали промежуточные значения (см. табл. 1). Полученные результаты согласовывались с литературными данными, при этом достоверность различий не достигнута.

РСБ-4 – низкомолекулярный белок липокалин, который служит основным переносчиком и депо витамина А в крови, адаптирующим организм к колебаниям поступления ретинола с пищей. T. Bobbert и соавт. выявили, что увеличение концентрации РСБ-4 в сыворотке крови связано с резистентностью к инсулину, развитием СД 2-го типа, ожирением, дислипидемий и АГ, обнаружили обратную ассоциацию СКФ и уровня РСБ-4 в плазме крови. Авторы пришли к выводу, что концентрация РСБ-4 в плазме крови человека может быть использована в качестве маркера нефропатии и сердечно-сосудистых заболеваний [14]. Также в ряде исследований регистрировался повышенный уровень РСБ-4 у пациентов с ХБП [15, 16]. Согласно нашим данным (см. табл. 1) уровень РСБ-4 оказался достоверно выше в группе лиц с АГ и сниженной СКФ (1-я группа), чем в группе с нормальными АД и СКФ (4-я группа) и в группе с нормальным АД и сниженной СКФ (3-я группа). Более того, уровень РСБ положительно ассоциировался с уровнем СДМА, маркером, имеющим большую доказательную базу в отношении его использования для выявления дисфункции почек.

ИАП-1 – белок острой фазы, его концентрация в крови возрастает вместе с увеличением содержания ИЛ-1. S. Malgorzewicz и соавт. получили данные о значимом увеличении уровня ИАП-1 у больных с начальными стадиями снижения СКФ и дальнейшее повышение ИАП-1 по мере снижения СКФ [17]. В ходе нашего исследования не получено данных, позволяющих рекомендовать ИАП-1 в качестве маркера дисфункции почек при АГ. Так, в 1, 2 и 4-й группах средние значения ИАП-1 оказались близкими (см. табл. 1), наименьшие значения ИАП-1 зарегистрированы в 3-й группе (АД<140/90 и СКФ<90).

TGF-β принадлежит к семейству димерных полипептидов, которые широко распространены в тканях и синтезируются многими типами клеток. TGF-β1 также принимает участие в патогенезе гломерулярных заболеваний, таких как диабетическая нефропатия и гломерулосклероз. Исследование, выполненное R. Scaglione и соавт., определило связь циркулирующего TGF-β1 с ИМТ, АД, уровнем экскреции альбумина с мочой у больных АГ. Авторы пришли к выводу, что повышение уровня TGF-β1 может считаться патофизиологическим механизмом прогрессирования дисфункции почек у больных АГ [18]. В другом исследовании доказана связь сывороточного TGF-β1 с активностью ренина в плазме наряду с повышением АД, микроальбуминурией [19]. В нашем исследовании средние значения TGF-β1 в 1-й группе (АГ и СКФ<90) достоверно выше, чем в 3-й группе (АД<140/90 и СКФ<90), определена достоверная отрицательная корреляционная связь между TGF-β1 и СКФ в 1 и 4-й группах (см. табл. 1, 2).

Значения ИМТ, ОТ, глюкозы плазмы крови, мочевой кислоты и число лиц с ожирением, в том числе с АО, СД, оказались наибольшими в группах с наличием АГ – в 1 и 2-й группах (см. табл. 1).

Известно, что ожирение, в том числе АО, инсулинорезистентность/СД 2-го типа, гиперурикемия, ускоряют развитие нефропатии при АГ и могут оказывать влияние на концентрацию изучаемых потенциальных биомаркеров. При этом проведенный многофакторный регрессионный анализ не продемонстрировал достоверного влияния указанных состояний на концентрацию анализируемых веществ, вероятнее всего, в связи с возрастным диапазоном обследованных лиц, небольшим количеством наблюдений.

Заключение

Результаты выполненного исследования позволяют рассматривать СДМА, РСБ-4, TGF-β1 в качестве потенциальных биомаркеров дисфункции почек при АГ у лиц 25–45 лет. При этом для получения большей доказательной базы требуется проведение дальнейших исследований, в том числе с расширением объема выборки.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

N. A. Kovalkova

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5368-1899

к.м.н., ст. науч. сотр.

Russian Federation, Novosibirsk

A. D. Khudyakova

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5397-0498

аспирант

Russian Federation, Novosibirsk

E. V. Kashtanova

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2268-4186

д.б.н., ст. науч. сотр.

Russian Federation, Novosibirsk

Ya. V. Polonskaya

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3538-0280

д.б.н., ст. науч. сотр.

Russian Federation, Novosibirsk

L. V. Shcherbakova

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9270-9188

ст. науч. сотр.

Russian Federation, Novosibirsk

Yu. I. Ragino

Research Institute of Internal and Preventive Medicine – branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: terap2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4936-8362

чл.-кор. РАН, д.м.н., врио руководителя

Russian Federation, Novosibirsk

References

Supplementary files