Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Pain. Joints. Spine." 3 (15) 2014

Back to issue

Роль остеопротегерину в механізмах розвитку вторинного остеопорозу при моделюванні хронічної хвороби нирок

Authors: Павлов С.Б., Гончарова А.В., Кумечко М.В., Бабенко Н.М. - Харківська медична академія післядипломної освіти

Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics

Sections: Medical forums

print version

Статья опубликована на с. 82-84

Проблема дефіциту кісткової маси та розвитку остеопорозу в структурі захворюваності займає дуже важливе місце. При цьому в основі патогенезу остеопорозу як системної метаболічної патології може лежати кілька видів первинних захворювань.

Відомо, що хронічна хвороба нирок (ХХН) є фактором порушення ремоделювання кісткової тканини й розвитку остеопорозу [1]. ХХН запускає складний комплекс патологічних реакцій, що призводять до порушень кісткового метаболізму [2].

Порушення мінерального та кісткового метаболізму характеризуються дисбалансом процесів ремоделювання кісткової тканини вже на ранніх етапах розвитку ХХН. Ці процеси регулюються багатьма медіаторами імунних клітин, у тому числі цитокінами й факторами росту. Як основний сигнальний механізм, що контролює резорбцію кістки у фізіологічних і патологічних умовах, розглядається система «ОПГ (остеопротегерин) — RANKL (ліганд активатора рецептора ядерного фактора транскрипції каппа В) — RANK (активатор рецептора ядерного фактора транскрипції каппа В)». Остеопротегерин є членом надсімейства TNF-рецептора і функціонує як інгібітор кісткової резорбції, зв’язуючись із RANKL, тим самим блокуючи взаємодію між RANKL і RANK на поверхні преостеокластів.

Недавні дослідження показали, що сироваткові рівні ОПГ збільшуються з прогресуванням ХХН [3] і негативно корелюють із мінеральною щільністю кісткової тканини [4]. Це свідчить про потенційну роль OПГ у порушеннях мінеральної щільності кістки при ХХН.

Важливу роль у метаболізмі кісткової тканини відіграє рецепторний антагоніст інтерлейкіну-1 (ІЛ-1 РA), який є одним із найважливіших протизапальних факторів. ІЛ-1 РA блокує клітинний рецептор, специфічний для ІЛ-1-a та ІЛ-1-b, тим самим регулюючи активність потужного цитокіну запалення — ІЛ-1. Таким чином, оптимальний баланс співвідношення ІЛ-1 РA та ІЛ-1 забезпечує адекватну реакцію організму у відповідь на пошкодження, а його зміна неминуче призводить до порушення функціонування цитокінової мережі, а отже, й імунної системи в цілому.

Мета дослідження: вивчити взаємозв’язок між рівнем остеопротегерину й антагоністу рецептора інтерлейкіну-1 у механізмах розвитку вторинного остеопорозу при моделюванні порушень стану нирок.

Матеріали та методи. Експериментальне дослідження проводилось у 2 групах (по 50 тварин) самок білих щурів віком 9 міс., масою 210 ± 30 г. Тварини були розділені на дві групи: 1-ша — група контролю (інтактні тварини); 2-га — група тварин із моделлю хронічної хвороби нирок. Модель експериментального порушення ремоделювання кісткової тканини при ХХН, що розвинулася з часом після однократного впливу високої інтенсивності, який викликав гостру ниркову недостатність, здійснювали шляхом одноразового внутрішньом’язового введення 50% розчину гліцерину в дозі 10 мл/кг маси тіла тварини. Розвиток ХХН контролювали відповідно до методики авторів моделі [5].

Порушення ремоделювання кісткової тканини контролювали за допомогою прямого вимірювання щільності кістки, яку розраховували як відношення маси кістки (г) до об’єму даної кістки (см3) [6]. Об’єм кістки визначали за об’ємом витісненої рідини.

Кров для дослідження тварин брали із серця.

Дослідження цитокінового профілю проводилося через 12 тижнів після ін’єкції гліцерином методом імуноферментного аналізу в сироватці крові.

Рівень антагоніста рецептора інтерлейкіну-1 визначали за допомогою набору «Вектор-Бест» (Росія, Новосибірськ). Визначення рівня остеопротегерину здійснювали із застосуванням набору eBioscience (Австрія).

Математична обробка результатів була проведена із застосуванням пакета статистичного аналізу Statistica 6.0. Відмінності між порівнюваними показниками вважали вірогідними, якщо значення вірогідності було більшим чи дорівнювало 95 % (p < 0,05).

Результати дослідження та їх обговорення. При дослідженні щільності кістки було відзначено її вірогідне зниження в групі тварин із моделлю порушення ремоделювання кісткової тканини при ХХН (експериментальна група) — 1,431 ± 0,038 г/см3 порівняно з контрольною групою — 1,618 ± 0,039 г/см3, що підтверджує порушення процесів ремоделювання кістки в цій групі.

Як видно з рис. 1, у тварин експериментальної групи показник вмісту в крові цитокіну ІЛ-1 РA був вірогідно вищим (4,207 ± 0,546 пг/мл), ніж у відповідних інтактних тварин (2,529 ± 0,132 пг/мл) (р < 0,05). Рівень OПГ (28,338 ± 1,223 пг/мл) був вірогідно вищим порівняно з показником тварин із контрольної групи (21,588 ± 0,763 пг/мл). Вміст ІЛ-1 РА підвищувався на 66 %, OПГ — на 31 %. Найбільш значним було збільшення вмісту протизапального цитокіну ІЛ-1 РА, який синтезується для запобігання запальним реакціям, опосередкованим ІЛ-1.

При проведенні кореляційного аналізу було виявлено, що рівень ІЛ-1 РА негативно корелював із рівнем OПГ у контрольній групі і в групі з ХХН, однак кореляція в контрольній групі не була значущою (табл. 1).

Наші дослідження показали збільшення сироваткового рівня ОПГ у групі з ХХН, у якій підтверджено зниження мінеральної щільності кістки. Часто феномен підвищення ОПГ при ХХН пояснюють редукцією величини швидкості клубочкової фільтрації, тобто вміст OПГ у сироватці крові негативно корелює зі швидкістю клубочкової фільтрації [7]. Можна також припустити, що підвищення рівня ОПГ являє собою гомеостатичну відповідь на запалення при ХХН і таким чином регулює рівень кісткової маси. Крім того, підвищення рівня ОПГ у групі з ХХН може свідчити про активацію Т-клітин. Ці припущення підтверджуються дослідженнями ряду авторів, які надали докази зв’язку між ОПГ і кістковими порушеннями в умовах хронічного запалення [8, 9]. Таким чином, збільшення вмісту ОПГ у сироватці крові тварин у групі з ХХН можна розглядати як компенсаторну реакцію на підвищення активності остеокластів, а також як Т-клітинну імунну відповідь на запалення, що також підтверджується негативною кореляцією рівня ОПГ з рівнем протизапального цитокіну ІЛ-1 РА.

Висновки. Кореляції рівнів цитокінів у тварин обох груп демонструють взаємозв’язок у системі регуляції ремоделювання кісткової тканини. Характер зміни рівнів ІЛ-1 РА і остеопротегерину демонструє зворотну спрямованість процесів, що дозволяє припустити існування механізму оберненого негативного зв’язку між порушеннями кісткового метаболізму й нирковою патологією, що реалізується у вигляді даних міжклітинних медіаторів.

Також можна припустити, що остеопротегерин відіграє значну роль не тільки в процесах ремоделювання кістки, але і в розвитку ХХН.


Bibliography

1. Gal-Moscovici A. Bone health in chronic kidney disease mineral and bone disease / A. Gal-Moscovici, S.M. Sprague // Adv. Chronic Kidney Dis. — 2007. — Vol. 14(1). — P. 27–36.

2. Lewis R. Mineral and bone disorders in chronic kidney disease: new insights into mechanism and management / R. Lewis // Ann. Clin. Biochem. — 2012. — Vol. 49(5). — P. 432–440.

3. Ford M.L. FGF-23 and osteoprotegerin are independently associated with myocardial damage in chronic kidney disease stages 3 and 4. Another link between chronic kidney disease-mineral bone disorder and the heart / M.L. Ford, E.R. Smith, L.A. Tomlinson [et al.] // Nephrol. Dial. Transplant. — 2012. — 27(2). — P. 727–33.

4. Jiang J.Q. Serum osteoprotegerin measurement for early diagnosis of chronic kidney disease-mineral and bone disorder / J.Q. Jiang, S. Lin, P.C. Xu [et al.] // Nephrology (Carlton). — 2011. — Vol. 16(6). — P. 588–94.

5. Кондаков І.І. Вплив гліцеролу на функціонально-морфологічні показники нирок при моделюванні гострої та хронічної ниркової недостатності у щурів / І.І. Кондаков, І.І. Топчій, О.М. Кірієнко // Український журнал нефрології та діалізу. — 2013. — № 3(39). — С. 14–20.

6. Подковкин В.Г. Влияние постоянного магнитного поля на состояние костной ткани крыс с повышенным уровнем резорбции / В.Г. Подковкин, Д.Г. Иванов, Г.А. Иванов // Успехи современного естествознания. — 2008. — № 7. — С. 13–16.

7. Kazama J.J. Increased circulating levels of osteoclastogenesis inhibitory factor (osteoprotegerin) in patients with chronic renal failure / J.J. Kazama, T. Shigematsu, K. Yano [et al.] // Am. J. Kidney Dis. — 2002. — Vol. 39(3). — P. 525–32.

8. Moschen A.R. The RANKL/OPG system is activated in inflammatory bowel disease and relates to the state of bone loss / A.R. Moschen, A. Kaser, B. Enrich [et al.] // Gut. — 2005. — Vol. 54. — P. 479–487.

9. Nascimento M.M. Elevated levels of plasma osteoprotegerin are associated with all-cause mortality risk and atherosclerosis in patients with stages 3 to 5 chronic kidney disease / M.M. Nascimento, S.Y. Hayashi, M.C. Riella [et al.] // Braz. J. Med. Biol. Res. — 2014. — Vol. 22. — P. 1–8.

Similar articles

Молекулярно-клітинні механізми захисної дії вітаміну D3 при експериментальному преднізолон-індукованому остеопорозі
Authors: Шиманський І.О., Лісаковська О.О., Великий М.М.
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, м. Київ, Україна

"Pain. Joints. Spine." Том 7, №3, 2017
Date: 2017.12.27
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Особливості мінерального обміну та функції паращитоподібних залоз при хронічній хворобі нирок
Authors: Мартинюк Л.П., Мартинюк Л.П., Ружицька О.О., Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського, кафедра внутрішньої медицини № 3
"Pain. Joints. Spine." 2 (06) 2012
Date: 2013.01.21
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual

Back to issue