Измерение конечных продуктов гликирования в коже при хронической болезни почек методом автофлуоресцентной спектроскопии

Цель исследования. Определение диагностических возможностей применения прибора «Skin-AGE» пациентами с патологией почек. Материал и методы. Контингент обследованных состоял из трех групп: первая (контроль) – практически здоровые (47 человек; Ж/М: 32/15, возраст: 16–78 лет), вторая – реципиенты почечного трансплантата (РПТ; 24 человека; Ж/М: 13/11, возраст: 15–62 года), третья – больные терминальной почечной недостаточностью (ТПН), находящиеся на постоянном гемодиализе (79 человек; Ж/M: 35/44, возраст: 22–82 года). Уровень тканевого накопления конечных продуктов гликирования (КПГ) в коже оценивался по интенсивности аутофлуоресценции (АФ) с помощью прибора «Skin-AGE», разработанного в ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. Результаты. Сравнение данных, полученных на приборе «Skin-AGE», с результатами измерений у здоровых лиц, выполненных с помощью известного прибора «AGE-Reader» (DiagnOptics, Нидерланды), показало, что в обоих случаях получены близкие возрастные тренды. Коэффициент корреляции с возрастом, полученный на приборе «AGE-reader», составил 0,32 (p<0,05), а на нашем приборе «Skin-AGE» – 0,74 (p<0,001). У пациентов второй и третьей групп наблюдалось нарастание средних значений АФ по сравнению с нормой в 1,75±0,16 и 1,42±0,16 раза соответственно. У пациентов с ТПН отмечены значимые прямые корреляции АФ с длительностью диализа (r=0,36; р<0,0005), уровнем гемоглобина в периферической крови (0,20; р<0,05) и кальций-фосфорным произведением (r=0,24; р<0,025). В группе РПТ имела место достоверная обратная зависимость между АФ и длительностью предшествующего диализа (r=-0,43; р<0,025), а также прямые корреляции АФ с концентрацией общего холестерина (r=0,36; р<0,05), холестерина липопротеидов низкой плотности (r=0,40; р<0,025). Заключение. Измерения тканевого накопления КПГ по уровню АФ с помощью прибора «Skin-AGE» могут найти применение в обследовании пациентов с хронической болезнью почек.

Введение

Причины высокой частоты кардиоваскулярной заболеваемости и летальности среди пациентов с хронической болезнью почек (ХБП) обусловлены многими факторами. Важную роль придают нарушениям метаболизма углеводов и липидов, дисбалансу между оксидантами, антиоксидантами и иммуновоспалительной системой. В частности, наивысший риск смерти имеют больные, получающие лечение программным диализом [1, 2]. Относительно недавно было установлено, что конечные продукты гликирования (КПГ) могут быть причастными к повреждению сосудистой стенки [3]. КПГ образуются и накапливаются в ответ на карбонильный и окислительный стресс, на снижение почечной экскреции КПГ [4, 5]. Показано, что окислительный стресс существенно возрастает не только у диализных пациентов, но даже на ранних стадиях ХБП [6]. Уремические токсины и диализные процедуры приводят к усилению окислительного стресса и повышению образования КПГ [7, 8]. КПГ накапливаются главным образом во внеклеточном матриксе, изменяя функциональные свойства структурных молекул, таких как коллаген, приводя в свою очередь к повреждению сердца и сосудов [9]. КПГ вносят вклад в развитие эндотелиальной дисфункции в результате накопления в сосудистой стенке окисленных липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), уменьшения концентрации оксида азота, усиления окислительного стресса и стимуляции миграции макрофагов [10]. Взаимодействие между КПГ и их рецепторами (РКПГ) индуцирует синтез провоспалительных цитокинов, вызывающих сосудистые повреждения. РКПГ экспрессированы на многих клетках, но именно эндотелиальные РКПГ служат ключевым фактором развития эндотелиальной дисфункции [11, 12]. Следует подчеркнуть, что плазменные уровни КПГ не коррелируют с интенсивностью их накопления в тканях и, в отличие от тканевых КПГ, не являются предикторами поражения сердца и сосудов, развития диастолической дисфункции [13, 14]. КПГ образуются в живом организме в результате реакции Майларда (Maillard reaction) между аминокислотой и сахаром. В нормальных условиях скорость реакции мала и ее продукты в основном успевают удаляться из организма. Определенное накопление КПГ в организме происходит в течение всей жизни и коррелирует с биологическим возрастом человека. Однако при различных патологических состояниях, например, у больных, страдающих сахарным диабетом, или при нарушении экскреторной способности почек КПГ накапливаются более интенсивно, что способно вызывать дальнейшие многочисленные повреждения [15–17]. Согласно современным представлениям, КПГ могут образовываться также при взаимодействии реактивных карбонильных групп и продуктов пероксидации липидов с аминокислотами (оксидативный и карбонильный стресс). До недавнего времени биопсия кожи была единственным способом оценки уровня накопления КПГ в тканях, что сдерживало проведение широких исследований, поскольку этот способ инвазивен и требует значительных затрат времени и средств, что затрудняет их выполнение в ежедневной практике. За последние годы появился новый метод, основанный на использовании свойства аутофлуоресценции (АФ) биологической ткани [18]. Этот метод позволяет проводить измерения быстро и неинвазивным способом. На связь между АФ и КПГ впервые обратили внимание офтальмологи. При проведении исследований методом флуоресцентной ангиографии они обнаружили повышенную собственную флуоресценцию у больных диабетом, что, как выяснилось, обусловлено накоплением КПГ в хрусталике. В дальнейших исследованиях было показано, что для изучения накопления КПГ может использоваться и кожный покров, что намного удобнее для проведения измерений. Принцип оценки АФ кожи состоит в следующем. Возбуждающий свет от источника ультрафиолетового излучения попадает на поверхность кожи, часть его отражается в виде рассеянного излучения, а часть, расположенная в синей области спектра, излучается в виде АФ. Чем больше КПГ в коже, тем выше регистрируемая интенсивность АФ. Данный метод измерения КПГ кожи положен в основу функционирования коммерчески доступного прибора «AGE-Reader», который в настоящее время выпускается голландской фирмой «DiagnOptics» [http://www.diagnoptics.com/]. Измерение на этом приборе проводят на участках кожи площадью около 0,5 см2 в области предплечья. Поскольку результаты зависят от выбранного места измерения, для повышения повторяемости данных проводится несколько циклов регистрации с изменением положения руки. При этом общее время измерений составляет около трех минут. В проведенных сопоставлениях результатов измерений АФ кожи, полученных на приборе «AGE-Reader», с биохимическими показателями биоптатов кожи была установлена прямая корреляция между АФ и содержанием КПГ в очищенном коллагене [19]. Необходимо учитывать, что нефлуоресцирующие компоненты КПГ не могут быть измерены этим прибором, в то время как флуоресценция других компонентов ткани, расположенных в том же диапазоне длины волны (например, NADH), способна оказывать дестабилизирующее влияние на результат. К нефлуоресцирующи...

Г.В. Папаян, А.М. Есаян, И.Г. Каюков, Н.Н. Петрищев, М.А. Ямпольский.