За последние 5-10 лет существенно изменились представления о регуляции гомеостаза железа в связи с открытием и изучением новых белковых молекул, участвующих в процессах абсорбции железа энтероцитами кишечника, его хранении и реутилизации. Основными в настоящее время можно считать гепсидин, ферритин, трансферрин и трансферриновый рецептор. Всего описано около 20 белковых регуляторов гомеостаза железа [6].
Гепсидин - гормоноподобный пептид, состоящий из 25 аминокислотных остатков, синтезируемый исключительно в ткани печени, впервые был обнаружен и описан в 2001 году как антибактериальный пептид, способный повреждать мембрану бактерий. В 2001 году были опубликованы первые результаты экспериментальных исследований на мышах, показывающих, что синтез гепсидина индуцируется в условиях перегрузки железом, что и предположило его участие в регуляции метаболизма железа. Впоследствии установлено, что гепсидин, является отрицательным регулятором абсорбции железа в кишечнике и его мобилизации из депо, оказывает тем самым основной биологический эффект, направленный на снижение железа в циркуляции. Таким образом, между продукцией гепсидина и содержанием железа в организме существует обратная зависимость. Продукция пептида зависит от активности эритропоэза. Активация эритропоэза под воздействием эритропоэтина приводит к снижению синтеза гепсидина, что в свою очередь приводит к увеличению всасывания железа в кишечнике, освобождению его из депо и достаточному насыщению эритрона железом. Также известно, что синтез гепсидина может увеличиваться вне зависимости от обмена железа и активности эритропоэза, а именно под действием бактериальных липополисахаридов и провоспалительных цитокинов, тем самым создавая условия для перераспределения железа в депо из циркуляции и ограничения его доступности для микроорганизмов. Цитокиновая активация синтеза гепсидина и накопление железа в энтероцитах, макрофагах и гепатоцитах при бактериальных инфекциях может привести к развитию анемии [4; 5; 6].
Открытие гепсидина позволило установить связь между иммунными нарушениями метаболизма железа и развитием анемии хронических заболеваний, основной чертой которой является сочетание низкого уровня железа в сыворотке с повышенными запасами в клетках ретикулоэндотелиальной системы [1].
Определение уровня гепсидина в сыворотке крови стало возможным в обычной лабораторной практике лишь в последние несколько лет в связи с появлением коммерческих тест-систем для иммуноферментного анализа. Однако информации по результатам определения уровня гепсидина как у практически здоровых лиц, так и при различных патологических состояниях в доступной нам литературе немного.
Цель исследования
Изучение содержания уровня гепсидина в сыворотке крови у больных хроническим пиелонефритом в фазах обострения и ремиссии, уточнение его роли в регуляции обмена железа.
Материалы и методы исследования
Оценка показателей эритропоэза, определение уровня гепсидина, основных показателей феррокинетики в сыворотке крови проведены у 60 больных (19 мужчин и 41 женщина) хроническим пиелонефритом (средний возраст 37,6 лет) с давностью заболевания от 1 года до 15 лет, без сопутствующей патологии со стороны других органов и систем организма. 40 пациентов (1-я группа) обследованы в фазе обострения заболевания, в первые сутки при поступлении в стационар, и 20 пациентов (2-я группа) в фазе ремиссии, в период диспансерного наблюдения в поликлинических условиях. Контрольную группу составили 20 практически здоровых людей (средний возраст 32,1 года). Образцы венозной крови получали из локтевой вены при помощи вакуумных систем для взятия крови, в утренние часы, после 12-часового голодания.
Общий анализ крови проводили на гематологическом автоматическом анализаторе КХ-21N (SYSMEX, Япония) с определением гемоглобина (HGB), эритроцитов (RBC), лейкоцитов (WBC) и эритроцитарных индексов (MCV, MCH, МСНС, RDW). На биохимическом полуавтоматичесом анализаторе CLIMA MC-15 (PAL, Испания), используя диагностические наборы производства ЗАО «Диакон-ДС», определяли: уровень сывороточного железа (ЖС), общую железосвязывающую способность сыворотки (ОЖСС) и содержание С-реактивного белка (СРБ). Показатель насыщения трансферрина железом (НТЖ) вычисляли по соотношению ЖС и ОЖСС, выраженному в %. На автоматическом ИФА-анализаторе Alisei Q.S. (SEAC, Италия) методом твердофазного иммуноферментного анализа в сыворотке крови определяли уровень гепсидина (тест-система производства ЗАО «БиоХимМак»), ферритина (СФ), эритропоэтина (ЭПО), ИЛ-6, α-ФНО (тест-системы производства ЗАО «ВЕКТОР-БЕСТ» и ООО «Компания Алкор Био»).
Статистическую обработку данных осуществляли на персональном компьютере с использованием программы Statistika 6.0. Статистическую значимость различий оценивали по критерию Стьюдента, при этом достоверной считалась разница при р<0,05.
Результаты и обсуждение
При анализе гематологических показателей у больных хроническим пиелонефритом в фазе обострения заболевания (1-я группа) выявлено снижение уровня гемоглобина, количества эритроцитов, среднего содержания (МСН) и средней концентрации (МСНС) гемоглобина в эритроците в сравнении с контрольной группой (р<0,05). Средний объем эритроцита (МСV) повышен (р<0,05). В фазе ремиссии (2-я группа) статистически значимых различий гематологических показателей в сравнении со здоровыми не наблюдалось.
Уровень сывороточного железа и ОЖСС снижены, а показатель насыщения трансферрина железом, наоборот, повышен у больных в период обострения заболевания в сравнении с контрольной группой (р<0,05). Аналогичных изменений биохимических маркеров метаболизма железа в период ремиссии не обнаружено.
Обострение хронического пиелонефрита сопровождается повышением уровня лейкоцитов, ферритина (в среднем в 6 раз), СРБ (в среднем в 10 раз) и провоспалительных цитокинов (в среднем в 20 раз) по сравнению с контрольной группой (р<0,05). В фазе ремиссии содержание острофазных белков остается нормальным. Однако уровень основных провоспалительных агентов - ИЛ-6, α-ФНО в фазе ремиссии хронического пиелонефрита оказался повышенным по сравнению со здоровыми (р<0,05), хотя и незначительно, что, по нашему мнению, указывает на наличие персистирующей инфекции при данном заболевании.
Как в период обострения, так и в фазе ремиссии хронического пиелонефрита наблюдается снижение эндогенного эритропоэтина в сравнении с контрольной группой (р<0,05).
При изучении концентрации гепсидина нами выявлено повышение уровня пептида в сыворотке крови у больных в фазе обострения (1-я группа) по сравнению с контрольной группой (р<0,05). Концентрация гепсидина находилась в пределах от 68 до 500 пг/мл и в среднем при обострении хронического пиелонефрита составила 359,6+151,4 пг/мл. В контрольной группе содержание гепсидина колебалось от 12 до 294 пг/мл, и в среднем концентрация гепсидина у здоровых составила 109,0+75,4 (у женщин - 56,8 пг/мл, у мужчин - 162,5 пг/мл). При обследовании 2-й группы пациентов (фаза ремиссии хронического пиелонефрита) концентрация гепсидина в среднем составила 136,6+109,9 пг/мл, что не отличалось от группы сравнения.
Все полученные результаты исследований отражены в таблице.
Таблица 1 - Показатели эритропоэза, феррокинетики и уровня гепсидина у больных хроническим пиелонефритом в фазах обострения и ремиссии
|
Показатель, единицы измерения |
Контрольная группа (n=20) |
Больные с ХП 1-я группа (n=40) |
Больные с ХП 2-я группа (n=20) |
|
HGB, гл |
140,8±15,0 |
128,5±17,7* |
131,9±16,3 |
|
RBC, х1012/л |
4,6±0,4 |
4,3±0,5* |
4,4±0,4 |
|
WBC, х109/л |
5,9±1,1 |
7,6±2,6* |
6,3±1,5 |
|
MCV, fl |
83,2±4,7 |
86,5±6,9* |
82,7±5,6 |
|
MCH, pg |
30,4±1,8 |
29,7±3,0* |
29,5±2,2 |
|
МСНС, pg |
36,2±1,2 |
34,0±2,2* |
35,1±2,5 |
|
RDW, % |
12,2±0,6 |
13,2±2,3 |
12,7±1,4 |
|
ЖС, мкмоль/л |
18,7±5,0 |
17,3±8,1* |
19,1±6,1 |
|
ОЖСС, мкмоль/л |
57,9±6,4 |
52,0±13,8* |
54,0±7,6 |
|
НТЖ, % |
31,8±8,2 |
33,8±14,3* |
35,7±11,6 |
|
СФ, нг/мл |
27,0±10,6 |
179,6±206,7* |
41,6±36,8 |
|
ЭПО, ммЕ/мл |
13,2±4,3 |
7,3±2,7* |
9,4±6,0* |
|
ИЛ-6, пг/мл |
0,4±1.4 |
21,5±41,3* |
1,3±2,7* |
|
α-ФНО, пг/мл |
0,5±0,4 |
20,5±40,3* |
1,7±4,5* |
|
СРБ, мг/мл |
1,3±1,0 |
14,1±13,4* |
0,8±0,7 |
|
Гепсидин, пг/мл |
109,0±75,4 |
359,6±151,4* |
136,5±109,5 |
* различия достоверны по сравнению с контрольной группой (p<0,05).
Полученные нами результаты определения уровня гепсидина в сыворотке крови у больных хроническим пиелонефритом и у практически здоровых людей согласуются с данными литературы. Так, по результатам исследований А.А. Левиной и соавт. [2], уровень гепсидина у здоровых (как взрослых, так и детей) находится в пределах 60-80 пг/мл, а при различных воспалительных заболеваниях (независимо от этиологии заболевания) колеблется от 250 до 400 пг/мл. В работе T. Ganz и соавт. [7] указывается, что концентрация гепсидина у здоровых варьируется от 17 до 286 пг/мл, при этом выявлены половые различия содержания пептида (у женщин 65 пг/мл, у мужчин 112 пг/мл), что сочетается с более низким содержанием ферритина у женщин по сравнению с мужчинами.
Отсутствие значимых изменений уровня гепсидина в период ремиссии заболевания подтверждает цитокиновый механизм его регуляции [6].
Анализ результатов проведенных исследований указывает на нарушение регуляции метаболизма железа у больных хроническим пиелонефритом в фазе обострения, что выражается снижением концентрации доступного для эритропоэза сывороточного железа, увеличением его депо (ферритина).
Уменьшение количества трансферрина в период обострения (на что косвенно указывает снижение показателя ОЖСС) и увеличение степени его насыщения железом (повышение НТЖ) также свидетельствуют о недостатке включения железа в эритроциты [3].
При обострении хронической инфекции резко увеличивается синтез цитокинов. Бактериальные липополисахариды и ИЛ-6, как основной провоспалительный агент, приводят к гиперпродукции гепсидина гепатоцитами. Гепсидин блокирует экспорт железа из макрофагов и абсорбцию его в кишечнике, что и приводит к гипоферремии. Такое перераспределение железа неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности микроорганизмов. Тем самым гепсидин является связующим звеном между метаболизмом железа и механизмами естественной защиты [4].
Выявленный нами при обострении хронического пиелонефрита низкий уровень эритропоэтина, на фоне воздействия α-ФНО и других цитокинов, в сочетании с существующей недостаточностью железа для синтеза гемоглобина может привести к развитию анемии [1]. У обследованных нами больных в фазе обострения заболевания наблюдаются симптомы формирования умеренно выраженной гипохромной анемии.
Полученные в ходе исследования данные позволяют впервые установить важную роль гепсидина в регуляции метаболизма железа у больных хроническим пиелонефритом, что является основанием для изучения новых подходов к диагностике анемий при хронических заболеваниях.
Выводы
- При хроническом пиелонефрите в период обострения заболевания наблюдается нарушение регуляции метаболизма железа.
- Фаза обострения хронического пиелонефрита сопровождается значительным повышением уровня гепсидина в сыворотке крови.
Рецензенты:
- Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, заместитель директора по науке ФГУ «Саратовский НИИ травматологии и ортопедии» Минздравсоцразвития РФ, г. Саратов.
- Бородулин В.Б., д.м.н., профессор, зав. кафедрой биологической химии лечебного факультета Саратовского ГМУ им. Разумовского, г. Саратов.
Работа получена 20.09.2011
Библиографическая ссылка
Приходько М.А., Гладилин Г.П., Сенотова М.В. РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 4. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=4773 (дата обращения: 20.04.2024).