Состояние калликреин-кининовой и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем у больных локализованным раком почки

Введение

В настоящее время известно, что формирование злокачественного новообразования в почке закономерно влияет на её функциональное состояние. Взаимосвязь нарушений почечной функции и онкогенеза может быть обусловлена комбинацией нескольких механизмов. При формировании опухоли происходит разрушение почечной ткани либо путем прямой инвазии в паренхиму, либо вследствие механического изменения архитектуры почки в результате сдавливания почечной паренхимы, собирательных трубочек, канальцев и нефронов. Кроме того, раковая опухоль может секретировать биологически активные вещества, которые в свою очередь оказывают опосредованное отрицательное влияние на функциональное состояние органа [1][2].

При развитии опухоли в почечной паренхиме в первую очередь страдает структурно-функциональная единица почки нефрон. При этом значительную роль в формировании нефропатии играет калликреин-кининовая система (ККС) [3]. Она является функциональным посредником между системами свёртывания крови и фибринолиза, способствует активации системы комплемента и ренин-ангиотензивной системы. ККС влияет на состояние микроциркуляции, почечную экскрецию электролитов и воды, способствует высвобождению биологически активных веществ, участвует в регулировании общего системного и локального почечного кровотока и т.д. Резкое повышение калликреина или недостаточность ингибиторного потенциала крови могут быть причиной возникновения порочного круга, поддерживающего либо усиливающего патологические реакции на системном и локальном уровнях. Дисбаланс между активностью протеолитических ферментов и ингибиторов протеолиза во многом определяет конечный эффект действия ККС, её адаптационную, патогенетическую роль при различных тубулоинтерстициальных заболеваниях почек [4][5][6][7]. Вместе с тем роль изменений почечной калликреин-кининовой системы в формировании нарушений функционального состояния почек при опухолевом повреждении не изучена.

В настоящее время существенное значение в формировании функциональных нарушений почек различного генеза придаётся ренин-ангиотензин-альдостероновой системе (РААС), которая непосредственно участвует в регуляции клубочковой фильтрации. Так, ренин оказывает влияние на запуск каскада реакций с образованием ангиотензинов, которые обладают сосудосуживающим действием, уменьшая объём крови в фильтрационном барьере нефрона, и стимулируют синтез альдостерона. Секреция ренина в большей части контролируется эндокринным механизмом обратной связи с непосредственным активирующим действием калликреина [5][8]. Ангиотензин-превращающие ферменты (АПФ) преобразуют ангиотензин-I в ангиотензин-II с одновременным разрушением брадикинина, который обладает сосудорасширяющим и гипотензивным действием. Альдостерон образуется в клубочковой зоне коры надпочечников участвует в регуляции баланса ионов К⁺, Na⁺, Н⁺ и NН₄⁺ [9]. Доказанным фактом является роль кортизола при злокачественных новообразованиях, который активирует эндогенные защитные механизмы и в то же время сдерживает эти же механизмы, чтобы предупредить чрезмерную реакцию, приводящую к повреждению или гибели клеток [10].

В ряде исследований показано, что развитие структурно-функциональных нарушений органа неизбежно ассоциируется со сложными и, возможно, разнонаправленными изменениями различных компонентов РААС. При этом результаты многочисленных экспериментальных и клинических исследований свидетельствуют о том, что альдостерон, ангиотензин-I и ренин могут быть существенными независимыми факторами развития и прогрессирования почечных нарушений [11][12][13]. Следует подчеркнуть, что РААС и ККС «работают» в тесном контакте, уравновешивая друг друга благодаря общим для них ферментам — плазменным калликреинам и кининазам [14].

Цель исследования: изучить изменения компонентов калликреин-кининовой и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем при локализованном раке почки.

Материалы и методы

Проведение данного исследования одобрено этическим комитетом ФГБУ «Ростовского научно-исследовательского онкологического института», который с 2020 года является «Национальным медицинским исследовательским центром онкологии» МЗ России (Протокол №24 от 27.11.2016 года). Критерии включения в исследование — возраст старше 18 лет, нормальные показатели креатинина крови и/или скорости клубочковой фильтрации, отсутствие декомпенсированной сопутствующей патологии. Критерии исключения — возраст до 18 лет, исходно повышенный уровень креатинина крови и/или сниженная скорость клубочковой фильтрации, декомпенсированная сопутствующая патология.

Основную группу исследования составили 45 больных (25 мужчин и 20 женщин) с диагнозом рак почки в стадии T₁N₀M₀, находившихся на обследовании и лечении в период с 2016 по 2018 годы. Средний возраст пациентов в группе составил 55,6 ± 7,8 года. В контрольную группу вошли 13 относительно здоровых мужчин и женщин без онкологических заболеваний, средний возраст которых составил 54,2 ± 6,9 года. Группы исследования по возрасту, полу, наличию в анамнезе клинически значимых сопутствующих соматических заболеваний были сопоставимы. Все больные и относительно больные люди дали добровольное информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.

Наряду с общеклиническим обследованием всем больным проводили исследования компонентов ККС и РААС. Показатели калликреина определяли кинетическим методом после хроматографии плазмы крови и мочи на ДЭАЭ-сефадексе А-50 (Amersham Biosciences Corp., Швеция) с последующей оценкой его активности в реакции с этиловым эфиром N-α-бензоил-L-аргинина (БАЭЭ) в качестве субстрата (Sigma-Aldrich Pty Ltd., США). Содержание прекалликреина исследовали в той же неадсорбированной фракции плазмы крови и мочи с последующей активацией прекалликреина трипсином и оценкой его количества в реакции с БАЭЭ. Активность калликреина и содержание прекалликреина выражали в миллиединицах на 1 мл плазмы крови (мед/мл), где «мед» — количество фермента, гидролизующего 1 мкМ БАЭЭ за 1 минуту при 25°С [15]. Суммарную активность трипсиноподобных протеиназ определяли кинетическим методом, в тех же условиях, без фракционирования с субстратом БАЭЭ против того же контроля на реактивы. Активность трипсиновых протеиназ выражали в миллиэстеразных единицах (мЭЕ) гидролизованного БАЭЭ за 1 минуту. Активность кининразрушающего фермента карбоксипептидазы N (кининазы 1) определяли кинетическим методом в цельной плазме крови и моче по скорости гидролиза гиппурил-L-лизина в присутствии ионов кобальта в течение 20 минут при 37°С и выражали в мкМ/мл исследуемой жидкости за 1 минуту (плазма крови, моча) [15]. Измерение кинетики реакций выполняли на двулучевом спектрофотометре «HITACHI U-2900 IIO UV Solutions» («Hitachi», Япония) в термостатированных кюветах. Определение ингибиторов α-1-протеиназного ингибитора и α-2-макроглобулина в плазме крови пациентов проводили методом иммуноферментного анализа с использованием стандартных тест-наборов. Показатели ангиотензина-1, ренина, альдостерона и кортизола изучали непрямым методом радиоиммунного анализа.

Методы статистической обработки. Статистическую обработку проводили с использованием программы StatSoft Statistica 8.0 (StatSoft Inc., IBM Corp., США) с применением критериев Стьюдента-Фишера. Статистические гипотезы считали достоверными при уровне значимости р < 0,05.

Результаты

Содержание компонентов калликреин-кининовой системы (трипсиновых протеиназ и плазменных ингибиторов протеолиза) в плазме крови у больных локализованным почечно-клеточным раком до начала противоопухолевого лечения и у здоровых людей представлены в таблице 1.

У больных ПКР зафиксированы достоверные различия в плазменном составе крови в сравнении со здоровыми людьми. Так, на фоне сниженного практически в 2 раза относительно нормальных величин содержания прекалликреина активация калликреина по сравнению с нормальными значениями была повышена в 2,3 раза (p < 0,05). Это сопровождалось повышенной активностью карбоксипептидаз (в 1,4 раза), являющихся ангиотензин-превращающими ферментами (p < 0,05).

Учитывая, что калликреин является острофазовым гликопротеином, который через брадикинин, опосредованно регулирует процесс фильтрации мочи, нами была изучена его активность в соотношениях с другими протеиназами трипсинового типа. Как видно, у больных локализованным ПКР отмечено синхронное увеличение общей активности трипсиновых протеиназ в 2,6 раза и других трипсиновых протеиназ (ТП) плазмы крови в 3,0 раза по сравнению с нормальными значениями этих показателей (p < 0,05). Показатели активного калликреина в общей активности трипсиновых протеиназ в среднем составляли 9%.

К наиболее значимым плазменным ингибиторам протеолитических ферментов крови относятся α-1-протеиназный ингибитор (α-1ПИ) и α-2-макроглобулин (α-2М), которые характеризуются взаимозаменяемостью и тормозят активность ферментов в разной степени. Как следует из приведённых данных, у больных локализованным ПКР в плазме крови наблюдали снижение активности α-1-протеиназного ингибитора и α-2-макроглобулина в 2,3 и 1,9 раза соответственно в сравнении с нормальными значениями (p < 0,05). Формирование протеиназо-ингибиторного дисбаланса с активацией процессов протеолиза подтверждено более высоким значением коэффициента взаимодействия калликреин / α-2М и низким — α-1ПИ / α-2М в сравнении с нормальными показателями (p < 0,05).

При исследовании изучаемых показателей в моче картина изменений была идентична изменениям в крови (табл. 2).

Исходный уровень калликреина в моче больных ПКР в 3,8 раза и прекалликреина в 1,6 раза выше в сравнении с группой здоровых (p < 0,05). Абсолютные значения трипсиновых протеаз были значительно выше у больных ПКР, а показатели ингибиторов протеолиза — ниже по сравнению с нормальными показателями. Общая активность трипсиновых протеаз превышала значение доноров в 2,4 раза, трипсиновые протеиназы увеличены в среднем в 2 раза (p < 0,05). Также у этих больных отмечали более высокие коэффициенты ТП / α-1ПИ и калликреин / α-2М.

Результаты исследования показателей ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и кортизола у больных ПКР до начала противоопухолевого лечения и здоровых представлены в таблице 3.

Согласно результатам исследования, у всех больных, вошедших в настоящее исследование, на фоне снижения соотношения кортизол/ренин в 1,3 раза регистрировали повышенные значения коэффициентов взаимодействия ренин / АТ-I в 2,9 раза, кортизол / ангиотензин-I — в 2,3 раза и альдостерон / ангиотензин-I — в 1,2 раза по сравнению с нормальными значениями этих показателей (p < 0,05).

Обсуждение

Впервые у больных локализованным почечно-клеточным раком проведено комплексное исследование компонентов калликреин-кининовой и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем.

В итоге проведённого исследования калликреин-кининовой системы у больных локализованным почечно-клеточным раком до проведения противоопухолевого лечения и показателями здоровых людей установлены значимые различия.

Известно, что калликреин — протеолитический фермент, который относится к сериновым протеиназам трипсинового типа с приоритетом в белковом метаболизме и реализацией с наименьшими затратами энергии в реакции протеолиза [5][7][16][17]. При изучении исходных данных прекалликреина и калликреина сыворотки крови выявили показатели, которые существенно отличались от нормы более высокими значениями. Следует предположить компенсаторную направленность происходящих изменений, поскольку в условиях почечной дисфункции повышение активности калликреина обеспечивает необходимое сохранение кровотока и экскреции натрия в жизнеспособных нефронах. По данным различных источников определено, что значительный рост калликреина и/или снижение ингибиторного потенциала крови может стать причиной возникновения патологических реакции на локальном и системном уровнях при различных тубулоинтерстициальных заболеваниях почек [4][5][6][7].

В настоящее время ряд исследований отражает общий механизм гуморальной регуляции протеолитических систем при помощи ингибиторов протеиназ [4][5][18]. Увеличение общей активности трипсиновых протеиназ плазмы крови по сравнению с нормальными значениями, зафиксированными в нашем исследовании, согласуются с современными данными литературы о взаимозависимости всех трипсиновых протеиназ с возможностью активировать друг друга [5].

Известно, что недостаточность α-1-протеиназного ингибитора провоцирует цитолитическое действие протеиназ с нерегулируемым протеолизом и повреждением нефрона [4][5][16][18]. Наши результаты исследования согласуются с данными ряда авторов, которые отмечают закономерный факт активации протеиназ трипсинового типа при патологии онкологического характера. При этом активация протеолиза и изменение протеиназо-ингибиторного равновесия крови являются факторами, способствующими нарушению целостности капиллярного эндотелия, внутреннего листка капсулы Шумлянского-Боумена и базальной мембраны [18][19]. В результате происходящих нарушений барьерная функция для белков крови практически отсутствует. Кроме того, лизирующее действие протеиназ ингибирует канальцевую реабсорбцию, а разрушенные канальцевые структуры не препятствуют попаданию белков крови во вторичную мочу, что было зафиксировано в нашем исследовании.

В результате исследования также установлено, что у больных локализованным раком почки в крови наблюдается повышенная активность калликреина и трипсиновых протеаз с существенным дефицитом основных их ингибиторов α-1-протеиназного ингибитора и α-2-макроглобулина. Выявлен повышенный коэффициент взаимодействия калликреин / α-2М и снижение α-1ПИ / α-2М по сравнению с группой «здоровых». Для α-2-макроглобулина характерна полифункциональность действия, так ингибитор нейтрализует активированные протеиназы крови при отсутствии резервов других плазменных ингибиторов, блокирует протеолитическую активность протеиназ всех классов. Снижение активности α-2-макроглобулина полностью нарушает физиологический баланс с процессы протеолиза в приоритете.

Результаты исследования дают основание предполагать, что эти изменения, вероятнее всего, связаны с развитием злокачественного новообразования в почке.

Функциональные нарушения в виде дисбаланса активности протеолитических ферментов и ингибиторов протеолиза определяют конечный эффект действия калликреин-кининовой системы и определяют её роль в формировании нефропатии, тем самым предопределяя прогноз и течение заболевания на этапах противоопухолевого лечения. Иными словами, функциональное состояние почечной паренхимы и выявление ранних признаков метаболической дисфункции почек в конечном счёте может оказаться важным фактором, с точки зрения возможности развития почечной недостаточности, при проведении радикального хирургического лечения [20].

В результате исследования установлено, что у всех больных ПКР уровни ренина, ангиотензина-I, альдостерона, кортизола в крови по сравнению с нормальными показателями были значительно повышены, что, вероятно, является закономерной компенсаторной реакцией в ответ на стресс, связанный с развитием онкологического процесса.

Выявленные в исследовании изменения равновесия в соотношениях компонентов ренин-ангиотензин-альдостероновой системе и кортизола свидетельствуют о нарушении регуляции механизмов адаптации при почечно-клеточном раке.

Заключение

Локализованный почечно-клеточный рак сопровождается формированием тубулоинтерстициальной дисфункции, смещением протеиназо-ингибиторного равновесия в сторону активации протеолиза, дизрегуляцией механизмов адаптации, нарушением локального метаболизма в почках.