Внимание! Статья адресована врачам-специалистам

Latifova N.F., Azizova U.G., Hasanova Sh.I.

Azerbaijan Medical University, Baku

Concentration of some antimicrobial peptides in diabetic nephropathy

Резюме. Хроническая гипергликемия у больных сахарным диабетом часто приводит к структурным и функциональным нарушениям почечных канальцев. Повреждение почек сопровождается усилением воспалительного процесса, в котором участвуют антимикробные пептиды. Проведено сравнительное изучение концентраций кальпротектина, кателицидина и печеночного белка, связывающего жирные кислоты у больных сахарным диабетом 2-го типа и с диабетической нефропатией. Проведено исследование сывороток крови 49 больных, разделенных на 2 группы: 28 лиц с сахарным диабетом 2-го типа и 21 – с сахарным диабетом 2-го типа и диабетической нефропатией. Уровень гипергликемии определяли с помощью глюкозы и гликозилированного гемоглобина. Концентрацию креатинина и мочевины в сыворотке крови – биохимическим методом с помощью реактивного набора «Lachema» (Чехия). Уровень кальпротектина, кателицидина и печеночного белка, связывающего жирные кислоты, определяли с использованием иммуноферментного анализа (набор «Eastbiopharm»). Уровни глюкозы и гликозилированного гемоглобина у больных сахарным диабетом 2-го типа без осложнения составляли 8,6±0,3 ммоль/л и 9,3±0,3% соответственно, при диабетической нефропатии они достигают до 10,3±0,6 ммоль/л и 11,5±0,6% соответственно. Наибольшее увеличение показателей выявлено у больных с диабетической нефропатией. Уровни кальпротектина, кателицидина и печеночного белка, связывающего жирные кислоты, в сыворотке крови у лиц без нефропатии повышались в 2,1 раза (p<0,001) – 42,5% (p=0,005) и 40,2% (p=0,001) соответственно; а у больных с диабетической нефропатией – в 2,2 раза (p<0,001) и 2,8 раза (p<0,001) соответственно по сравнению с контролем. Таким образом, полученные данные предполагают, что кальпротектин, кателицидин и печеночный белок, связывающий жирные кислоты, можно использовать как маркеры определения развития болезни и степени повреждения почек.

Ключевые слова: сахарный диабет; диабетическая нефропатия; кальпротектин; кателицидин; печеночный белок, связывающий жирные кислоты.

Медицинские новости. – 2020. – №6. – С. 84–86.

Summary. Chronic hyperglycemia in patients with diabetes mellitus often leads to structural and functional disorders of the renal tubules. Renal damage is accompanied by an accelerated inflammatory process, in which antimicrobial peptides are involved. The aim of this work is a comparative study of the concentrations of calprotectin, cathelicidin and fatty acid-binding liver protein in patients with diabetes mellitus type 2 and with diabetic nephropathy. The blood of 49 patients was studied, with patients divided into 2 groups: 28 patients with diabetes mellitus type 2, 21 patients with diabetes mellitus type 2 and diabetic nephropathy. The level of hyperglycemia was determined using glucose and glycated hemoglobin. The concentration of creatinine and urea in the blood serum was determined by the biochemical method using the reactive kit «Lachema» (Czech Republic). The levels of calprotectin, cathelicidin and fatty acid-binding liver protein were determined using an enzyme immunoassay («Eastbiopharm»). The levels of glucose and glycated hemoglobin in patients with type 2 diabetes mellitus without complication was 8.6±0.3 mmol/l and 9.3±0.3%, respectively. At diabetic nephropathy, the levels of glucose and glycated hemoglobin reach, respectively, up to 10.3±0.6 mmol/l and 11.5±0.6%. The greatest increase in calprotectin and fatty acid-binding liver protein was found in patients with diabetic nephropathy. The levels of calprotectin, cathelicidin and fatty acid-binding liver protein in blood serum in patients without nephropathy rise by 2.1 times (p<0.001); 42.5% (p=0.005) and 40.2% (p=0.001); and in patients with diabetic nephropathy by 2.2 times (p<0.001); 56.7% and 2.8 times (p<0.001) compared with the control. Thus, the data suggest that calprotectin, cathelicidin and fatty acid-binding liver protein can be used as markers for determining the development of the disease and the degree of damage to the kidneys.

Keywords: diabetes mellitus, diabetic nephropathy, calprotectin, cathelicidin, fatty acid-binding liver protein.

Meditsinskie novosti. – 2020. – N6. – P. 84–86.

Сахарный диабет (СД) считается одной из самых серьезных проблем здравоохранения XXI века. Согласно статистическим данным, в 2030 году ожидается рост больных СД в развивающихся странах на 170%, а в развитых – на 42% [1, 2].

Хроническая гипергликемия при СД приводит к развитию различных осложнений, главным образом к микро- и макроангиопатиям. Наиболее распространенным и тяжелым осложнением является диабетическая нефропатия (ДН), которая сопровождается формированием узелкового гломерулосклероза, приводящего к развитию терминальной почечной недостаточности [2, 3, 6, 7].

Известно, что на фоне хронической гипергликемии происходит неферментативное гликозилирование белков, что инициирует повреждение базальной мембраны почечных клубочков. Их повреждение сопровождается активацией мононуклеаров, фагоцитов, лимфоцитов, а также других медиаторов воспаления, в том числе антимикробных пептидов (АМП) [3, 5, 11].

Имеются данные о том, что некоторые АМП участвуют в патогенезе воспалительных реакций и играют важную роль в развитии ДН. Изучение АМП в механизме воспалительного процесса у больных ДН имеет большое значение для разработки новых диагностических маркеров, определяющих степень развития этой патологии, а также для раннего выявления изменений в почечной функции у больных СД 2-го типа [5, 8, 11–13, 17].В литературе имеются данные о том, что повышенное содержание L-FABP в моче является фактором риска развития ДН [16]. Очень мало работ по изучению L-FABP в крови больных с ДН [10]. С этой точки зрения особый интерес представляет изучение роли кальпротектина, кателицидина, печеночного белка, связывающего жирные кислоты (L-FABP),в патогенезе ДН.

Цель исследования – изучение роли кальпротектина, кателицидина и L-FABP в развитии и прогрессировании ДН у больных СД 2-го типа.

Материалы и методы

В исследование были включены 49 пациентов с диагнозом СД 2-го типа: 28 человек без признаков диабетической нефропатии (1-я группа), 21 – с диагнозом ДН (2-я группа). Контрольную группу составили 17 здоровых людей.

У всех больных уровень гипергликемии определяли с помощью глюкозы и гликозилированного гемоглобина (HbA1c). Концентрацию глюкозы определяли с помощью набора реактива фирмы «Human», содержание HbA1c – по методу Ю.А. Князева и соавт. [4]. Концентрацию креатинина и мочевины в сыворотке крови – биохимическим методом с помощью реактивного набора «Lachema» (Чехия). Содержание кальпротектина, кателицидина и L-FABP в сыворотке крови определяли методом ИФА, набором «Eastbiopharm» (Китай).

Статистическое исследование проводили с помощью непараметрического критерия Манна – Уитни, используя программы Excel 2013 и SPSS-20. Различия считали достоверными при р<0,05.

Результаты и обсуждение

У больных 1-й группы концентрации глюкозы и HbA1c достоверно увеличивались в среднем на 84% и 88,9% (p<0,001) соответственно по сравнению с таковым в группе контроля и составляли 8,6±0,3 ммоль/л и 9,3±0,3 соответственно. Во 2-й группе уровень глюкозы и HbA1c достигает до 10,3±0,6 ммоль/л и 11,5±0,6 соответственно. Как видно из результатов, уровень глюкозы и HbA1c во 2-й группе повышается в 2,2 и 2,3 раза соответственно (p<0,001) по отношению к таковому в группе контроля. Концентрация креатинина и мочевины в сыворотке крови у больных во 2-й группе составила 267,6±26,1 мкмоль/мл (контроль – 78,6±8,5 мкмоль/мл) – выше нормы в 3,4 раза (p=0,002), 13,4±1,3 мкмоль/мл (контроль – 5,3±0,5 мкмоль/мл) – в 2,5 раза (p=0,001) соответственно (табл. 1).

Таблица 1. Изменения концентрации некоторых биохимических показателей у больных СД и ДН (M±m, min–max)

Примечание: здесь и в табл. 2: p – достоверность показателя статистически значима в сравнении с таковым в группе контроля; p₁ – достоверность показателя статистически значима в сравнении с таковым в группе лиц с СД без ДН.

В 1-й группе содержание кальпротектина, кателицидина и L-FABP в сыворотке крови достоверно превышало показатели в контрольной группе (табл. 2). Уровень кальпротектина в сыворотке крови больных СД 2-го типа в 1-й группе составил 201,4±10,3 нг/мл, во 2-й – 217,2±11,2 нг/мл при контроле 95,5±2,0 нг/мл.

Как видно из результатов, уровень кальпротектина в сыворотке крови у больных без осложнений повышается в 2,1 раза (p<0,001), а у лиц с ДН – в 2,3 раза (p<0,001) по сравнению с таковым в группе контроля (см. табл. 2).

Таблица 2. Изменения концентрации кальпротектина, кателицидина и L-FABP у больных СД 2-го типа и ДН (M±m, min–max)

Кальпротектин (S100A8/S100A9) является гетерокомплексом кальций-связывающих белков, синтезируется не только в активированных гранулоцитах и макрофагах человека при воспалительных состояниях, а также продуцируется клетками эндотелиальных и мезангиальных клетках почек и, проявляя антибактериальные и иммуномодулирующие свойства, активно участвует в воспалительном ответе. Таким образом, кальпротектин участвует в патогенезе воспалительных реакций и играет важную роль в развитии ДН. Кроме этого, выявлено, что кальпротектин, связываясь с эндотелиальными клетками в почечных канальцах, усиливает выход хемоаттрактантов и приводит к повреждению, некрозу и апоптозу клеток [13, 14, 17, 18].

Так, в результате проведенного исследования было отмечено значительное повышение содержания L-FABP как в 1-й, так и во 2-й группе больных. Концентрация кателицидина в 1-й группе составила 0,984±0,064 мкг/мл, что на 42,5% (p=0,005) выше показателя контроля. Во 2-й выявлено увеличение уровня кателицидина на 56,7% по сравнению с таковым в группе контроля. Концентрация кателицидина во 2-й группе составила 1,082±0,123 мкг/мл против 0,691±0,066 мкг/мл в контрольной.

Кателицидины – это семейство антимикробных пептидов с антибактериальными, антивирусными и противогрибковыми защитными свойствами. Они синтезируются в составе специфических гранул нейтрофилов под действием различных стимулов воспаления или инфекций. Помимо своей антимикробной активности кателицидины обладают мощными хемотаксическими и иммуномодулирующими свойствами. Они являются хемоаттрактантами иммунных клеток и, реализуя миграцию нейтрофилов, моноцитов и Т-клеток в очаг воспаления, способствуют прогрессированию воспалительного процесса почек [8, 11, 12, 15].

Так, в результате проведенного исследования было отмечено значительное повышение содержания L-FABP как в 1-й, так и во 2-й группе больных на 40,2% (p=0,001) и в 2,8 раза (p<0,001) соответственно в сравнении с показателем в группе контроля. Результаты сравнительного анализа показали, что уровень L-FABP во 2-й группе увеличен в 2,0 раза (p<0,001) в сравнении с таковым в 1-й группе.

Вместе с тем, обнаружено повышение уровня L-FABP в сыворотке крови в обеих группах больных СД. L-FABP синтезируется в проксимальных канальцах почек, является маркером интерстициального воспаления и фиброза при ДН. Повышенное содержание L-FABP является одним из диагностических маркеров при почечных дисфункциях, отражает прогрессирование тубулоинтерстициального повреждения и может быть полезным маркером для мониторинга прогрессирования ДН. L-FABP – потенциально новый биомаркер почечной дисфункции. Он может быть особенно чувствительным, потому что отражает как гломерулярные, так и тубулоинтерстициальные патологические изменения, которые происходят на ранней стадии заболевания [10, 16, 19].

Повышение кальпротектина, кателицидина и L-FABP в крови у больных ДН приводит к выводу, что эти АМП играют большую роль в воспалительном процессе. В заключение можно предположить, что исследуемые показатели (кальпротектин, кателицидин и L-FABP) могут быть использованы в качестве потенциальных биомаркеров воспаления, тяжести и прогрессирования диабетической нефропатии.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Дедов И.И., Шестакова М.В. // Consilium Medicum. – 2009. – №12. – С.5–8.

2. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 8-й выпуск. – М., 2017. – 112 с.

3. Жариков А.Ю., Щекочихина Р.О. // Бюллетень мед. науки. – 2018. – №2. – С.24–31.

4. Князев Ю.А., Вахрушева Л.Л., Сергеев Н.А. и др. // Педиатрия. – 1987. – №9. – С.62–64.

5. Лятифова Н.Ф., Меликова А.Д., Эфендиев А.М. // East Eur. Sci. J. – 2018. – N3–2(31). – P.23–28.

6. Шестакова М.В., Шамхалова М.Ш., Ярек-Мартынова и др. // Сахарный диабет. – 2011. – №1. – С.81–88.

7. Alicic R.Z., Rooney M.T., Tuttle K.R. // Clin. J. Am. Soc. Nephrol. – 2017. – Vol.12, N12. – P.2032–2045.

8. Chromek M. // Pediatr. Nephrol. – 2015. – Vol.30, N8. – P.1225–1232.

9. Duran-Salgado M.B., Rubio-Guerra A.F. // World J. Diabetes. – 2014. – Vol.5, N3. – P.393–398.

10. Eguchi A., Hasegawa H., Iwasa M., et al. // Hepatology Communications. – 2019. – Vol.3, N6. – P.825–837.

11. El-Ashmawy H.M., Ahmed A.M. // Diabetes Metab. Res. Rev. – 2018. – Vol.34, N8.

12. Grabulosa C.C., Canziani M.E., Manfredi S.R., et al. // Experimental Cell Res. – 2018. – Vol.365, N2. – P.157–162.

13. Jürgen Harder, Jens-M. Schröder Springer. Antimicrobial Peptides: Role in Human Health and Disease. – Switzerland, 2015. – 158 p.

14. Goyette J., Geczy C.L. // Amino Acids. – 2011. – Vol.41, N4. – P.821–842.

15. Lishko V.K., Moreno B., Podolnikova N.P., et al. // Res. Rep. Biochem. – 2016. – N6. – P.39–55.

16. Nielsen S.E., Sugaya T., Hovind P., et al. // Diabetes Care. – 2010. – Vol.33, N6. – P.1320–1324.

17. Pepper R.J., Wang H.H., Rajakaruna G.K., et al. // Renal Cell Interactions. – 2015. – Vol.185, N5. – P.1264–1274.

18. Ryckman C.I., Vandal K., Rouleu P., et al. // J. Immunol. – 2003. – Vol.170, N6. – P.3233–3242.

19. Xu Y., Xie Y., Shao X., et al. // Clin. Chim. Acta. – 2015. – Vol.5, N445. – P.85–90.

Медицинские новости. – 2020. – №6. – С. 84-86.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.