ИЗМЕНЕНИЯ ФАКТОРОВ АНГИОГЕНЕЗА И МАРКЕРОВ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРИ БОЛЕЗНИ ВИЛЬСОНА-КОНОВАЛОВА У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ
- Авторы: Батырова А.С.1,2, Васильева Е.М1,2, Баканов М.И1,2, Сурков А.Н1
-
Учреждения:
- ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский Центр здоровья детей» Минздрава России
- НИИ педиатрии
- Выпуск: Том 24, № 6 (2018)
- Страницы: 295-298
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 21.07.2020
- Статья опубликована: 15.12.2018
- URL: https://medjrf.com/0869-2106/article/view/38470
- DOI: https://doi.org/10.18821/0869-2106-2018-24-6-295-298
- ID: 38470
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Полный текст
Введение Генетически обусловленная болезнь Вильсона-Коновалова (БВК) связана с избыточным накоплением меди в организме (преимущественно в печени, мозге), что приводит к нарушению сосудистой проницаемости, гемолизу, анемии, возникновению гипоксических состояний. Именно гипоксия является основным индуктором ангиогенеза как в физиологических условиях, так и при различных патологических состояниях [1]. В настоящее время ангиогенез печени рассматривают в контексте различных воспалительных, фиброзных и ишемических состояний, хотя ранее его связывали только с опухолевыми процессами [2]. Ключевую роль среди факторов, способствующих повреждению печени при хронических заболеваниях печени (ХЗП), играет патологический ангиогенез - формирование новых кровеносных сосудов из уже существующих, при этом общая ангиоархитектоника оказывается нарушенной [3]. Ведущую роль в процессах ангиогенеза играют васкулоэндотелиальный фактора роста сосудов типа А (VEGF-A), его рецепторы VEGFR1 и VEGFR2, а также ангиогенин (ANG). Ангиогенез является мультифакториальным процессом и его изменения существенно дополняют данные о статусе комплексной патологии [4]. Самым ранним признаком патологических изменений стенок сосудов, когда нет еще видимых морфологических нарушений, является эндотелиальная дисфункция (ЭД), возникающая за счет сниженного вазодилятирующего ответа эндотелиальных клеток на ишемию, а также измененной прокоагулянтной и провоспалительной активности этих клеток. Ряд авторов предполагает, что тромбомодулин (ТМ), плазминоген (PLG) и фактор Виллебранда (ФВ) могут быть предикторами нарушений работы эндотелиальных клеток при повреждении печени. Однако механизмы ангиогенеза при заболеваниях печени вообще и при БВК, в частности, до конца не выяснены. Цель: оценка роли факторов ангиогенеза и эндотелиальной дисфункции при болезни Вильсона-Коновалова у детей и подростков. Материал и методы Обследованы дети с БВК - 19 больных, из них мальчиков 8, девочек 11, от 6 до 18 лет, средний возраст больных 12,5±0,9 лет. У больных диагностировались следующие формы БВК: печеночная - у 9, смешанная - у 4, абдоминальная - у 4, экстрапирамидно-корковая форма - у 2 детей. Для проведения корреляционного анализа условно вводили баллы. Формы БВК характеризовались следующими баллами: печеночная - 1, смешанная - 2, абдоминальная - 3, экстрапирамидно-корковая форма - 4. Фиброз: нет - 0, слабый - 1, умеренный - 2, выраженный - 3. Данные, полученные при обследовании 122 условно здоровых детей без какой-либо патологии печени, проходивших плановое обследование в консультативном диагностическом центре НИИ педиатрии ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» Минздрава России, использовали как референсную группу. Концентрации ключевых факторов ангиогенеза - VEGF-A, ANG, sVEGF-R1 и sVEGF-R2, а также маркер эндотелиальной дисфункции - ТМ определяли в сыворотке крови иммуноферментным методом с помощью специальных наборов реагентов (BCM Diagnostics, США). Другие маркеры ЭД - содержание ФВ определяли в плазме крови методом иммунотурбидиметрии (Siemens, Германия), PLG исследовали при проведении расширенной коагулограммы. Статистическая обработка данных проводилась с использованием персонального компьютера и программы Statistica. Различия между группами считали статистически значимыми при вероятности прогноза (р<0,05). Коэффициент корреляции определяли по Пирсону. Результаты и обсуждение Циркулирующий ANG выявляется в нормальной сыворотке в концентрациях порядка нг/мл, что согласуется с полученными нами данными. Уровень ангиогенина (ANG) в группе БВК был 291,3±37,2 нг/мл, а в референсной группе 289,3±4,5 нг/мл (n=118). У больных детей выявлялась отрицательная корреляция уровня ANG с содержанием тромбомодулина (ТМ) (r=-0,55), железа (r=-0,68), трансферрина (r=-0,86) и ферритина (r=-0,89). Содержание ANG коррелировало с частотой носовых кровотечений у больных детей (r=+0,56) и сопутствующими заболеваниями ЖКТ, такими как: гастроэзофагальная рефлюксная болезнь, гастродуоденит, портальная гипертензия, язвенная болезнь желудка (r=-0,47). Содержание VEGF-A у детей с БВК колебалось в значительных пределах: от 0 до 956 пг/мл, средние значения составили 189,2±49,6 пг/мл. В группе условно здоровых детей (n=122) колебания были менее выраженными: 14,5-742 пг/мл (354,0±17,6 пг/мл, р<0,01). Уровень VEGF-A положительно коррелировал с такими сопутствующими заболеваниями как аллергия (r=+0,79) и отрицательно - с присоединением инфекций (r=-0,54) (Heliobacter pillory, герпес). Выявлена отрицательная зависимость данного показателя от уровня эритроцитов (r=-0,64) и положительная - от количества гемоглобина (r=+0,54). Регуляция фенотипа синусоидальных эндотелиальных клеток печени (СЭКП) происходит, главным образом, за счёт влияния ключевых ангиогенных факторов, например, сосудистых факторов роста, прежде всего VEGF-A [5]. Полагают, что VEGF является одним из важнейших агентов, участвующих в формировании размера и количества фенестр в СЭКП. При этом VEGF ослабляет капилляризацию синусоидов и в результате увеличения количества фенестр и проницаемости печеночных эндотелиальных клеток улучшает обмен между гепатоцитами и синусоидальной кровью [6]. M.M. Makhlouf et al. (2002) утверждают, что недостаточная выработка VEGF при циррозе печени связана с частой неадекватной работой компенсаторного механизма улучшения перфузии синусоидов и уменьшения гипоксии гепатоцитов [7]. В эксперименте с клеточными культурами удаление данного фактора из питательной среды приводило к потере фенестр, а повторное внесение VEGF в среду - к восстановлению [8]. При повреждении печени сниженная продукция СЭКП проявляется в виде стимуляции клеточной пролиферации. Это способствует снижению образования фенестр в СЭКП, что в результате приводит к новой дифференцировке клеток, капилляризации микрососудов печени. Данные процессы являются ранними признаками внутрипечёночной портальной гипертензии. [1]. В нашем исследовании портальная гипертензия выявлялась у 2 больных с БВК (10%), цирроз печени, фиброз печени, портальная гипертензия - у 4 пациентов (21%), цирроз печени, фиброз печени - у 1 ребенка (5%), фиброз печени - у 3 детей (15%), цирроз печени - у 2 больных (10%). У 7 пациентов осложнений БВК не наблюдалось. Установлено, что семейство факторов роста эндотелия сосудов представлено следующими формами: VEGF-A (VEGF-1), VEGF-B (VEGF-3), VEGF-C (VEGF-2), VEGF-D, VEGF-E и PIGF, которые являются секретируемыми белками и связываются с 3 видами рецепторов: Flt-1 (VEGFR-1), Flk-1 (VEGFR-2), Flk-4 (VEGFR-3) [9]. Известно также, что к стимуляторам ангиогенеза относятся: VEGF, фактор роста фибробластов (FGF), ангиогенин, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующие факторы роста α и β (TGF-α, TGF-β), ангиопоэтин-1, ангиопоэтин-2 и другие [10]. К ингибиторам ангиогенеза относятся: эндостатин, растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR-1, sVEGFR-2), тромбоспондин, ангиостатин (фрагмент плазминогена), вазостатин, рестин, тканевые ингибиторы матриксных металлопротеиназ ММР (TIMP-1, TIMP-2). Рецепторы VEGF - VEGF-R1 и VEGF-R2 экспрессируются в двух формах: полноразмерного мембрансвязанного рецептора, способного передавать сигнал, и усечённых растворимых рецепторов sVEGF-R1, sVEGF-R2 [11], способных связывать лиганд VEGF-A или образовывать димеры с полноразмерным рецептором и, таким образом, блокировать передачу сигнала. VEGF-А - один из основных компонентов, стимулирующих ангиогенез в здоровом (физиологический ангиогенез) и больном организме (патологический ангиогенез), передавая, как указывалось выше, сигнал через свои рецепторы R-1, R-2 (VEGFR-1, VEGFR-2). Существуют доказательства, что биологический эффект сигнала VEGFR-2 зависит от субклеточной локализации - в частности, для индукции VEGF артериального морфогенеза VEGFR-2 должен осуществлять сигнал из внутриклеточных компартментов [12]. Уровень растворимого sVEGF-R1 в сыворотке может варьировать в зависимости от патологии и может иметь прогностическое значение [13]. Растворимые факторы ангиогенеза - маркёры хронических заболеваний печени. [4]. Уровень sVEGF-R1 у больных БВК был несколько выше, чем в референсной группе (186,6±22,3 пг/мл и 151,5±10,0 пг/мл соответственно), но эти различия не были статистически значимыми. Выявлялись отрицательные корреляционные связи sVEGF-R1 с таким исследуемыми показателями, как PLG (r=-0,61) и уровень тромбоцитов (r=-0,81) и положительные - с γ-глютамилтранспептитазой (ГГТ) (r=+0,85) и наличием гепатоза печени (r=+0,54). Содержание sVEGF-R2 у больных с БВК было выше, чем в референсной группе - 17265±1153 и 14829± 262 пг/мл соответственно (р=0,05). Данный показатель отрицательно коррелировал с присоединением таких видов патологии ЖКТ, как гастроэзофагальная рефлюксная болезнь, эзофагит, язвенная болезнь желудка, портальная гипертензия (r=-0,57), что отмечалось более чем у 50% больных с данным заболеванием. Для характеристики ангиогенной активности нами проведено сравнение соотношения уровней симуляторов/ингибиторов ангиогенеза. В нашем случае это VEGF-А+ANG/ sVEGF-R1+ sVEGF-R2. При БВК это соотношение было равно 16,7±1,9, а в группе условно здоровых детей 23,0±1,6, р<0,05; таким образом, у больных детей и подростков наблюдался дефицит проангиогенных факторов. Выявлялись следующие корреляционные связи VEGF-А+ANG/ sVEGF-R1+ sVEGF-R2: положительные - с портальной гипертензией (r=+0,53), циррозом печени (r=+0,58), носовыми кровотечениями (r=+0,54), содержанием в сыворотке крови ферритина (r=+0,61) и отрицательные - с уровнем гемоглобина (r=-0,61), трансферрина (r=-0,59), железа (Fe) (r=-0,61). Содержание ТМ отличалось значительной вариабельностью. Были выделены 2 подгруппы с очень высоким - 86,5±11,0 нг/мл (n=4) и умеренным повышением уровня ТМ - 26,0±3,2 нг/мл (n=12). В группе условно здоровых детей содержание ТМ составило 14,4±0,8 нг/мл (р<0,01 и в том, и в другом случаях). Выявлялась умеренная отрицательная корреляционная связь ТМ с sVEGF-R2 (r=-0,47), и более выраженная - между содержанием ТМ и аланинаминотрансферазой (АЛТ) (r=-0,53), и положительная связь - ТМ и уровнем Fe (r=+0,74). Высокое содержание ТМ выявлялось у больных с циррозом, фиброзом печени и присоединением других нарушений ЖКТ. Экспериментально in vitro было доказано, что у пациентов с хроническими заболеваниями печени (ХЗП) при добавлении ТМ в плазму инактивация образования тромбина происходит менее эффективно по сравнению со здоровыми людьми. Это указывает на то, что плазма больных с ХЗП частично резистентна к антикоагулянтам, действие которых опосредовано ТМ [14]. Резистентность, возможно, возникает в результате заметного увеличения ФВ и сопутствующего снижения содержания протеина С. Активной формой PLG в организме является плазмин, который образуется под влиянием тканевого активатора плазминогена и урокиназы. Плазмин участвует в деградации внеклеточного матрикса за счет своего действия на латентные матриксные металлопротеиназы и эластазу, а также путем инициирования разрушения белков базальной мембраны - фибронектина и ламинина. Это в итоге ведет к миграции и инвазии эндотелиальных клеток. Кроме того, в цирротической ткани плазмин и урокиназа активируют практически все факторы роста, задействованные в ангиогенезе [7, 16]. В нашем исследовании процентное содержание PLG, как и ТМ, отличалось вариабельностью. У 13х больных уровень PLG составил 113,8±4,1%, а у 3 больных - 58,4±6,5%, разница статистически значимая по сравнению с референсной группой (92,2±2,3, p<0,001, p<0,01 соответственно). Уровень PLG отрицательно коррелировал с формой БВК (r=-0,61), фиброзом (r=-0,51), циррозом (r=-0,61), портальной гипертензией (r=-0,65), содержанием γ-глютамилтрансферазы (-0,84), наличием носовых кровотечений (r=-0,82) и положительно - содержанием тромбоцитов (r=+0,88). Фактор Виллебранда (ФВ%) у пациентов с БВК был несколько выше, чем в референсной группе, но это повышение не было статистически значимым (121,1±13,5% и 95,8±12,2% соответственно). Выявлялись корреляционные связи ФВ% с наличием фиброза (r=+0,62), цирроза (r=+0,53), портальной гипертензии (r=+0,56), патологией сосудов (r=+0,52), уровнем эритроцитов (r=+0,5) и хронической инфекцией у детей с БВК (герпетической, Heliobacter pillory) (r=+0,76). У больных с тяжёлой формой патологии печени происходит разбалансировка в системе про- и антикоагулянтов, и относительная их недостаточность может спровоцировать либо кровотечение, либо тромбозы. При ХЗП, особенно в терминальных стадиях, отмечается снижение большинства прокоагулянтных факторов, при этом концентрации VIII фактора и фактора Виллебранда (ФВ%) в плазме крови, напротив, - повышены. Изменение функции тромбоцитов может быть связано, в том числе, с повышенной продукцией оксида азота и простациклина, синтезируемых эндотелием, что может способствовать нарушению активации тромбоцитов in vivo [15]. Возможным компенсаторным механизмом для тромбоцитарных аномалий может быть повышенное содержание ФВ - крупного мультимерного белка, ключевой ролью которого является участие в первичном гемостазе. Абсолютный дефицит ФВ% связан с сильными кровотечениями, а повышение его концентрации - с развитием артериального тромбоза. При циррозе печени повышенное содержание ФВ% может быть следствием повреждения эндотелиальной выстилки, вызванного бактериальной инфекцией. Существуют сведения, что интенсивное формирование дополнительных сосудов при циррозе печени способствуют повышению уровня ФВ% [16]. Заключение Нами установлено выраженное снижение содержания VEGF-A и повышение уровня его растворимых рецепторов (sVEGF-R1, sVEGF-R2) в плазме крови детей и подростков с БВК. Одновременно изменялись исследуемые факторы эндотелиальной дисфункции - повышался сывороточный уровень ТМ и процентное содержание PLG и ФВ в плазме крови. Выявленные корреляционные связи между исследованными параметрами и поражением печени, сопутствующими заболеваниями и наличием хронической инфекции, могут служить дополнительными прогностическими критериями развития возможных осложнений БВК и целенаправленного их предупреждения. Таким образом, можно прийти к заключению, что изменения уровня ангиогенных факторов и маркеров эндотелиальной дисфункции у пациентов с БВК свидетельствуют о дисбалансе исследованных биохимических показателей и усугублении дисфункции эндотелия. При этом нарушения функционирования системы VEGF могут инициировать активацию патологического ангиогенеза, что в дальнейшем может повлечь за собой формирование новых дополнительных сосудов и структурную перестройку сосудистой сети и паренхимы печени.Об авторах
Анна Сергеевна Батырова
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский Центр здоровья детей» Минздрава России; НИИ педиатрии
Email: annbatyrova@yandex.ru
врач клинической лабораторной диагностики централизованной клинико-диагностической лаборатории с группой экспресс-диагностики лабораторного отдела НИИ Педиатрии ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» Минздрава России, 119991, Москва 119991, г. Москва
Е. М Васильева
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский Центр здоровья детей» Минздрава России; НИИ педиатрии119991, г. Москва
М. И Баканов
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский Центр здоровья детей» Минздрава России; НИИ педиатрии119991, г. Москва
А. Н Сурков
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский Центр здоровья детей» Минздрава России119991, г. Москва
Список литературы
- Гарбузенко Д.В. Морфофункциональная перестройка печеночного сосудистого русла в патогенезе портальной гипертензии при циррозе печени (обзор литературы). Терапевтический архив. 2014; 2: 90-5
- Lozano R., Naghavi M., Foreman K., Lim S., et al. Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet. 2012; 380 (9859): 2095-0128. doi: 10.1016/S0140-6736(12) 61728-0
- Folkman J. Angiogenesis: in organizing principle for drug discovery? Nat.Rev.Drug.Discov. 2007. 6(4): 273-286. doi: 10.1038/nrd2115
- Salsedo X., Medina J., Sanz-Cameno P., Garcia-Buey L., Martin-Vilchez S., Moreno-Otero R. Review article: angiogenesis soluble factors as liver disease markers. Aliment Pharmacol. Ther. 2005; 22: 23-30. doi: 10.1111/j.1365-2036.2005.02532.x
- Fernández-Iglesias A., Gracia-Sancho J. How to Face Chronic Liver Disease: The Sinusoidal Perspective. Front Med (Lausanne). 2017; 4 (7): 1-10. doi: 10.3389/fmed.2017.00007
- Гарбузенко Д.В. Механизмы компенсации структуры и функции печени при ее повреждении и их практическое значение. Рос. журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2008; 6 (XVIII): 14-21
- Makhlouf M.M., Awad A., Zakhari A.A. et al. Vascular endothelial growth factor level in chronic liver diseases. J. Egypt. Soc. Parasitol. 2002; 32 (3): 907-21
- Батырова А.С., Баканов М.И., Сурков А.Н. Состояние системы ремоделирования сосудов и ангиогенеза печени при хронических формах её патологии (обзор литературы). Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2016; 60 (1): 73-8.
- Парфенова Е.В., Ткачук В.А. Терапевтический ангиогенез: достижения, проблемы, перспективы. Кардиологический вестник. 2007; 2: II (XIV): 5-15.
- Melincovici C.S., Boşca A.B., Şuşman S., Mărginean M., Mihu C., Istrate M. Vascular endothelial growth factor (VEGF) - key factor in normal and pathological angiogenesis. Rom J Morphol. Embryol. 2018. 59(2): 455-67.
- Sharma PS., Sharma R., Tyagi T. VEGF/VEGFR pathway inhibitors as anti-angiogenic agents: present and future. Curr. Cancer Drug Targets. 2011; 11 (5): 624-53.
- Carmeliet P., Jain R.K. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature. 2011; 473: 298-307. doi: 10.1038/nature10144
- Wu F.T.H., Stefanini MO., Gabhann FM., Kontos CD., Annex BH. et. al. A systems biology perspective on sVEGFR1: its biological function, pathogenic role and therapeutic use. J. Cell. Mol. Med. 2010; 14 (3): 528-52. doi: 10.1111/j.1582-4934.2009.00941.x
- Tripodi A., Mannuccio P. The coagulopathy of chronic liver disease. N Engl J Med. 2011; 365(2): 147-56. doi: 10.1056/NEJMra1011170
- Cahill P.A., Redmond E.M., Sitzmann J.V. Endothelial dysfunction in cirrosis and portal hypertension. Pharmacol. Ther. 2001; 89: 273-93
- Батырова А.С., Баканов М.И., Сурков А.Н. Современные представления о системе гемостаза при хронических заболеваниях печени (обзор литературы). Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 60 (8): 40-4
Дополнительные файлы
