Вторичный гиперпаратиреоз, синдром минерально-костных нарушений и сосудистая кальцификация у больных хронической болезнью почек: влияние генетического разнообразия

Введение

В настоящее время заболевания почек занимают третье место по темпам роста среди причин смерти в мире и остаются единственным неинфекционным заболеванием с постоянно растущей смертностью, учитывая поправку на возраст. По прогнозам, к 2040 г. хроническая болезнь почек (ХБП) станет пятой по значимости причиной летальности в мире. Рост населения, старение и увеличение числа людей с диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) и артериальной гипертензией (АГ) являются признанными факторами, влияющими на заболеваемость ХБП, особенно в регионах с развитой экономикой. ХБП диагностируют у каждого третьего человека с диабетом и у каждого пятого с АГ в странах с высоким уровнем дохода. Можно предположить, что сосредоточение усилий на борьбе с диабетом и ССЗ снизит растущее бремя ХБП. В настоящее время глобальная распространенность заболеваний почек достигает 850 млн человек, что составляет более 10% населения мира, к этому следует добавить глобальное бремя острого повреждения почек [1].

Минеральный гомеостаз – сложно регулируемый процесс, в котором почки играют важную роль. Развитие и прогрессирование ХБП приводит к серьезным нарушениям в поддержании обмена кальция (Са) и фосфора (Р). Выражение «хроническая болезнь почек – минеральные и костные нарушения» объединяет все изменения, связанные с началом ХБП (биохимические изменения, ренальную остеодистрофию и внекостные кальцификации).

Паращитовидные железы играют центральную роль в минеральном гомеостазе. В норме даже небольшие колебания уровня Ca в сыворотке крови обнаруживают с помощью рецептора, чувствительного к Ca (CaSR), расположенного на поверхности клеток паращитовидных желез, которые в ответ на низкий уровень Ca выделяют паратиреоидный гормон (ПТГ). ПТГ стимулирует резорбцию костной ткани, высвобождая ионы Ca и P во внеклеточное пространство.

В почках ПТГ стимулирует синтез кальцитриола (1,25(OH)D3), который в свою очередь способствует всасыванию Ca и P в кишечнике. ПТГ, стимулируя канальцевую реабсорбцию, снижает почечную экскрецию Ca, одновременно вызывая повышенную фосфатурию. В совокупности эти действия в основном направлены на строгое поддержание соответствующих концентраций Ca. Концентрация P регулируется преимущественно фактором роста фибробластов 23 (FGF-23), который уменьшает канальцевую реабсорбцию P. Функция паращитовидных желез подавляется высокими уровнями Ca, 1,25(OH)D3 и FGF-23, а их снижение является мощным фактором для возникновения и прогрессирования вторичного гиперпаратиреоза (ВГПТ). Характерным осложнением ВГПТ является кальцификация сосудов, она характеризуется аномальным отложением солей фосфата Ca в средней оболочке кровеносных сосудов.

Кальцификация сосудистой стенки – это активный, строго регулируемый и сложный биологический процесс, который опосредован генетикой, эпигенетикой, нарушением минерального обмена, дисбиозом микробиоты кишечника, влиянием паратгормонов и активацией клеточных сигнальных путей. Сосудистая кальцификация (СК) поражает до 60% всех пациентов с додиализной ХБП и еще чаще встречается у больных, находящихся на гемодиализе [2]. Воспаление, СК и окислительный стресс доказанно являются сильными дополнительными факторами риска сердечно-сосудистой смертности в популяции с ХБП, помимо традиционных факторов по Фрамингемской шкале, частично объясняя чрезмерно высокую сердечно-сосудистую заболеваемость в этой группе [3].

К преобладающей форме СК при ХБП относят медиальную форму, при которой важную роль играют гладкомышечные клетки (ГМК) сосудов. ГМК – самые многочисленные клетки артериальной сосудистой стенки, обладающие сократительным фенотипом и играющие важную роль в поддержании функции сосудов. Однако ГМК не являются полностью дифференцированными и сохраняют высокую степень фенотипической пластичности.

Механические и химические стрессы способствуют необратимой фенотипической трансформации ГМК, заключающейся в потере их гладкомышечных фенотипических маркеров, приобретении остеогенного секреторного фенотипа с усилением регуляции генов, специфичных для костей, с помощью RUNX2 (фактор транскрипции, связанный с runt 2), BMP-2 (костный морфогенетический белок 2), OPN (остеопонтин), остеокальцин и ламин A щелочной фосфатазы (ЩФ), и в подавлении действия ингибиторов СК, таких как SOST (склеростин), Fetuin-A и MGP (матриксный Gla-белок). Дедифференцированные ГМК способны иметь различные клеточные фенотипы, например макрофагоподобный, миофибробластоподобный и остеохондрогенный [4].

Трансдифференцировка ГМК в остеохондрогенные клетки координируется сложной сетью внутриклеточных сигнальных путей, таких как ядерный фактор каппа би (NF-kB); активатор рецептора лиганда NF-kB (RANKL); Wnt-β-катенин; митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK) p38; сигнальный путь, индуцируемый кальцием; ингибитор активатора плазминогена 1 (PAI-1). Кроме того, трансдифференцировка может быть опосредована внеклеточными сигнально-регулируемыми киназами 1 и 2 (ERK1/2) [5, 6]. Остеохондрогенные ГМК характеризуются потерей маркеров сократимости и увеличением количества остеохондрогенных маркеров (RUNX2, ЩФ, SOX9 (SRY-Box транскрипционного фактора 9), BMP-2). Кальцификация связана с механизмами клеточного старения, приобретением сенесцентного фенотипа [7].

Трансдифференцированные ГМК поддерживают рост кристаллов гидроксиапатита в стенке сосуда, в конечном итоге приводя к кальцификации. Эндотелиальная дисфункция, окислительный стресс, хроническое воспаление, уремия, пролиферация и апоптоз ГМК сосудов, потеря ингибиторов минерализации, усиление ремоделирования внеклеточного матрикса и высвобождение кальцифицирующих внеклеточных везикул являются наиболее важными факторами, способствующими СК. Результаты нескольких исследований продемонстрировали высокий потенциал к индукции трансдифференцировки ГМК в сыворотке крови пациентов с уремией и выраженной СК in vitro [8–10]. Несмотря на многочисленные исследования, выявление целого ряда молекулярных механизмов, связанных с кальцификацией сосудистого русла, изучение этого процесса продолжают ученые всего мира. Зарегистрированного эффективного терапевтического подхода к лечению СК на сегодняшний день не существует.

В клинической практике мы можем наблюдать значительные различия в степени выраженности СК у пациентов с одной и той же стадией ХБП или находящихся на гемодиализе, а также при ответе на медикаментозную терапию. Действительно, в таких сложных патологических процессах, как кальцификация артерий, могут принимать участие сразу несколько генов, предрасполагающих к развитию определенного фенотипа, и каждый из них вносит свой вклад. Генетические факторы, в том числе те, которые опосредуют остеохондрогенную дифференцировку, рост клеток сосудов и воспаление, являются «кусочками пазла» в процессе кальцификации интимы при атеросклерозе и кальцификации средней оболочки артерий при ХБП, диабете и старении [11–13].

В нашем обзоре мы обратили внимание на результаты современных исследований, посвященных изучению однонуклеотидных полиморфизмов некоторых генов, кодирующих белки, участвующих непосредственно и косвенно в сложном процессе СК. Большинство из них мы выбрали для исследования у больных на программном гемодиализе, наблюдающихся в нашем центре.

Рецептор витамина D

Витамин D — жирорастворимый витамин. Его открытие относят к первой половине XX века, и, несмотря на то что его до сих пор называют витамином, хорошо известно, что на самом деле это прогормон со сложной эндокринной регуляцией [14]. Он связывается с цитозольными рецепторами, расположенными в основном в клетках кишечника и остеоцитах, но также и в некоторых других тканях, таких как мышечные клетки, кроветворные клетки и головной мозг. Витамин D транспортируется в ядро клетки, где способен взаимодействовать с дезокси­рибонуклеиновой кислотой (ДНК) и модулировать экспрессию более 900 генов [15].

Самое большое влияние витамин D оказывает на метаболизм Ca и минерализацию костей; однако он также участвует в ряде физиологических и патологических процессов, таких как рак, иммунная модуляция, ССЗ и метаболический синдром. Большинство эффектов витамина D опосредуются рецепторами VDR, которые способны регулировать большое количество генов-мишеней, влияя, следовательно, на многие клеточные процессы [16]. Интересно, что рецепторы витамина D экспрессируются практически во всех типах клеток человека и, как было установлено, модулируют транскрипцию примерно 3% генов человека [17].

Ген рецептора витамина D расположен на 12-й хромосоме и играет ключевую роль в регулировании гомеостаза Ca и P, метаболизма костной ткани и синтеза кальцитриола (активной формы витамина D) [18]. Значимость изучения полиморфизмов гена VDR в контексте терминальной стадии почечной недостаточности и гемодиализа заключается в их потенциальной способности служить генетическими маркерами для стратификации риска заболевания, прогнозирования и разработки персонализированных подходов к лечению [19, 20]. В ходе нескольких исследований были выявлены сотни полиморфизмов в гене рецептора витамина D, но их функциональное значение до сих пор во многом неизвестно. Наиболее изученные полиморфные участки в гене VDR распознаются эндонуклеазами рестрикции TaqI, BsmI, ApaI и FokI, в честь которых они и названы. Эти полиморфизмы тесно связаны с различными заболеваниями, а также с гомеостатическими процессами, такими как минерализация костей и дисбаланс Ca [21].

Появляется все больше доказательств потенциальной роли полиморфизмов VDR в развитии огромного количества заболеваний, таких как АГ, неалкогольная жировая болезнь печени, рак, ожирение и множество других. Проведено большое число исследований по изучению различных полиморфизмов гена VDR (BsmI, ApaI, TaqI и FokI) и их связи с клиническими проявлениями, такими как повышение уровня ПТГ, снижение минеральной плотности костной ткани, развитие ВГПТ или ренальная остеодистрофия. Полученные данные свидетельствуют о том, что определенные полиморфизмы гена VDR, в частности генотип ApaI AA, генотип BsmI BB, генотип TaqI TT и генотип FokI FF, могут способствовать развитию вышеперечисленных заболеваний, влияя на уровни ПТГ, маркеры восстановления костной ткани и чувствительность к витамину D [21].

FokI (rs10735810, также известный как rs2228570) расположен в экзоне 2 и представляет собой замену нуклеотида C на T: нуклеотид T также называют аллелем f, а нуклеотид C — аллелем F. Наличие сайта F приводит к укорочению белка на три аминокислоты, что характеризуется повышенной транскрипционной активностью. FokI, в частности аллель F, помимо функциональных последствий для структуры рецептора витамина D, связан с более низким уровнем 25(OH)D в сыворотке крови [22].

TaqI (rs731236) расположен в 9-м экзоне гена VDR и представляет собой замену T на C. Нуклеотид T определяется как аллель T, а нуклеотид C соответствует аллели t. Этот полиморфизм возникает в CpG-островке, что влияет на статус метилирования. Генотип TaqI tt демонстрировал тенденцию к более высокому уровню ПТГ у пациентов на гемодиализе [23].

BsmI (rs1544410) расположен в интроне 8-го гена и представляет собой замену нуклеотида A на G; нуклеотид A соответствует аллелю B, а нуклеотид G — аллелю b. Этот полиморфизм влияет на стабильность транскрипта. Было обнаружено, что он также влияет на вариативность вызванного улльтрафиолетовым облучением увеличения уровня 25(OH)D [24]. Генотип BsmI bb был связан с более высоким уровнем ПТГ, более низким уровнем кальцитриола и более быстрым прогрессированием синдрома гиперпаратиреоза у пациентов с ХБП до начала диализа и у реципиентов почечных трансплантатов [25].

ApaI (rs7975232) также находится в интроне 8-го гена и представляет собой замену C на A; (нуклеотид C называется аллелем A, а нуклеотид A — аллелем a). Несколько исследований показали, что генотип ApaI aa связан с более высоким уровнем ПТГ, повышенными маркерами костного обмена, такими как интактный остеокальцин, и более высоким риском ВГПТ у пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности и гемодиализом [26].

Чувствительный к кальцию рецептор

Чувствительный к Ca рецептор (CaSR) состоит из 1078 аминокислот и относится к классу C суперсемейства рецепторов, ассоциированных с белком G (GPCR), молекулярной массой 120–160 кДа. Ген, кодирующий CaSR, расположен на хромосоме 3q21.1. Он взаимодействует с различными эндогенными агонистами и аллостерическими модуляторами и активирует множество состоящих из трех субъединиц гетеротримерных G-белков с четвертичной структурой, включая Gq/11, Gi/o, G12/13 и Gs [27]. Эти взаимодействия опосредуют широкий спектр физиологических и патологических функций. Семейство GPCR принимает участие в жизненно важных процессах, таких как сенсорное восприятие, иммунный ответ, регуляция гормонов, передача нервных импульсов. В наши дни примерно 35% всех представленных на рынке лекарств напрямую воздействуют на группу GPCR [28].

Ca²⁺ имеет решающее значение для множества биологических функций, включая минерализацию костной ткани, работу нейронов и нервно-мышечных синапсов, свертываемость крови и внутриклеточные процессы, такие как передача сигналов и синтез гормонов. Уровень Ca²⁺ строго регулируется с помощью гомеостатического механизма, включающего четыре ключевых элемента: паращитовидную железу, почки, тонкую кишку и кости, при этом CaSR экспрессируется в различных тканях, включая паращитовидную железу, почки, кости и молочные железы [29].

Мутации CaSR-рецептора и его сигнальных партнеров могут приводить к нарушениям кальциевого баланса. Мутации зародышевой линии, вызывающие потерю или усиление функции в генах, кодирующих шаперонные белки CaSR, имеют большое значение для регуляции Ca. Эти миссенс-мутации могут приводить к наследственным заболеваниям, таким как семейная гипокальциурическая гиперкальциемия или аутосомно-доминантная гипокальциемия, характеризующиеся аномальным метаболизмом Ca [30]. Эти нарушения подчеркивают важнейшую роль CaSR в регулировании гомеостаза Ca и его потенциал как терапевтической мишени, в частности при таком заболевании, как ВГПТ.

Клинический интерес представляют потенциальная роль однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) гена CaSR в ответе на медикаментозную терапию ВГПТ и вариабельность клинических проявлений. По результатам крупного полногеномного сканирования почти 13 тыс. человек обнаружено, что CaSR являлся наиболее значимым локусом, влияющим на концентрацию Ca в сыворотке крови. Наиболее сильное влияние было обнаружено для rs1801725, A986S [31]. Исследования in vitro показали, что мутации в С-концевом хвосте гена могут влиять на несколько аспектов функции CaSR, таких как передача сигнала, внутриклеточный транспорт и экспрессия на клеточной поверхности. Однако в наши дни до конца неясно, приводит ли эта замена к клинически значимым функциональным проявлениям, так как результаты проведенных исследований противоречивы [32, 33]. В другом исследовании было продемонстрировано, что полиморфизм rs1042636 (G990R) и интрона 5 тесно связаны с величиной секреции и деградации ПТГ, а также с клинической тяжестью заболевания первичным гиперпаратиреозом. Так, уровни интактного ПТГ и ЩФ в сыворотке крови были значительно выше, а уровень P ниже в группе RR, чем в группе GG [34]. S. Jeong и соавт. в своем исследовании показали, что замена A на G rs1042636 гена CaSR снижала риск отсутствия ответа на терапию цинакальцетом на 93%, тогда как замена С на Т rs1802757 гена CaSR увеличивала риск отсутствия ответа примерно в 8 раз. По результатам исследования предположили, что пациенты с ХБП, у которых есть аллель T в rs1802757 и/или гаплотип ATT в rs1042646, rs10190 и rs1802757, имеют более высокий риск неэффективности лечения цинакальцетом и могут быть кандидатами на паратиреоидэктомию [35]. Таким образом, более широкое исследование SNP CaSR может иметь положительный фармакоэкономический эффект, учитывая стоимость медикаментозной терапии для данной группы пациентов.

Матриксный Gla-белок

Матриксный Gla-белок (MGP) – один из наиболее мощных ингибиторов СК в организме человека. Он относится к семейству GLA-белков и синтезируется клетками гладкой мускулатуры сосудов. MGP содержит пять остатков глутамата, которые карбоксилируются при непосредственном участии витамина К. В карбоксилированной активной форме MGP действует в качестве ингибитора кальцификации. В таком активированном состоянии MGP связывается с солями Ca, влияя тем самым на процессы кальцификации. Важная роль данного белка в кальцификации была подтверждена в исследовании на мышах с нокаутированным геном MGP. Мыши, у которых отсутствовал MGP, выживали при появлении на свет, но умирали в течение двух месяцев вследствие разрыва кальцинированных артерий [36].

Интересным фактом является то, что избыток некарбоксилированного MGP, который связан с дефицитом витамина К (часто наблюдаемого в группе больных ХБП [37]), ассоциирован с СК, сердечно-сосудистой заболеваемостью и смертностью [38].

Ген MGP расположен на коротком плече 12-й хромосомы (12р12.3). В настоящее время описано более 120 SNP в гене MGP человека. Из этих нуклеотидов, в соответствии с их ассоциацией с различными заболеваниями, наиболее изученными являются три типа: T-138 → C (rs1800802); G-7 → A (rs1800801); Thr83 → Ala (rs4236).

По результатам множества проведенных исследований однонуклеотидных полиморфизмов гена MGP rs1800801, rs1800802, rs4236 были обнаружены интересные взаимосвязи с выраженностью СК, иногда с противоречивыми результатами. В одном исследовании, проведенном в Японии, было показано, что у пациентов на гемодиализе с генотипом CC MGP rs1800802 прогрессирование кальцификации сосудов происходило значительно медленнее, чем у пациентов с генотипом СТ или ТТ [39]. В другом исследовании было продемонстрировано, что у мужчин североевропейской популяции гомозиготные носители минорного аллеля rs1800801, rs1800802, rs4236 связаны с меньшей выраженностью кальцификации коронарных артерий по сравнению с носителями доминантного аллеля [40]. Группа ученых из Швеции, Нидерландов и Бельгии выявила, что показатели СК значительно различались в зависимости от генотипа rs1800801. У 50% гомозигот С была умеренная или выраженная кальцификация по сравнению со слабовыраженной у пациентов с генотипами СТ и ТТ. Схожие закономерности наблюдали у пациентов гомозигот Т по аллелю rs4236 [41]. Проведенный метаанализ, включавший в себя 23 исследования с выборкой более чем 10 000 человек, показал, что только полиморфизм rs1800801 был значимо связан с риском СК и атеросклероза. При этом значимой эта связь была среди европейской популяции, но не среди азиатской. Было показано, что вариант rs1800801 А примерно в 1,5 раза более активен в клетках гладкой мускулатуры сосудов, чем вариант G. Аллель А чаще встречается у пациентов с кальцификацией сосудов и перенесенными в анамнезе сердечно-сосудистыми осложнениями [42]. Многочисленные исследования продемонстрировали взаимосвязь вариаций SNP гена MGP с риском и динамикой развития ХБП, кальцификацией, сердечно-сосудистыми исходами [43]. Однако это требует дальнейшего изучения, в особенности в когорте пациентов с ХБП.

Метилентетрагидрофолатредуктаза

Метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR) — ключевой регуляторный фермент в одноуглеродном цикле. Этот фермент необходим для метаболизма метионина, фолиевой кислоты и РНК, а также для производства белков, ДНК и РНК. Его роль заключается в восстановлении 5,10-метилентетрагидрофолата до 5-метилтетрагидрофолата, который является преобладающей циркулирующей формой и донором углерода для реметилирования гомоцистеина в метионин. Органические реакции происходят при участии никотинамидадениндинуклеотидфосфата и витамина рибофлавина в качестве кофакторов. Ген MTHFR располагается на 1-й хромосоме 1p36.22 [44].

Было выявлено множество вариантов гена MTHFR, среди которых наиболее изученным является вариант C677T rs1801133. Полиморфизм 5,10-метилентетрагидрофолат­редуктазы связан со снижением активности фермента и повышением уровня гомоцистеина. Он приводит к замене валина на аланин в кодоне 222 и связан со снижением активности и повышенной термолабильностью фермента. Давние исследования показали, что люди гомозиготные (ТТ) и гетерозиготные (СТ) по мутации С667Т имеют значительно повышенный уровень гомоцистеина в плазме крови и более низкую концентрацию фермента MTHFR [45, 46]. Распространенность данного полиморфизма значительно варьируется в зависимости от этнической группы. Так, распространенность аллеля T, по результатам крупного метаанализа, составила 10,3% – у африканцев, 31,2% – у североамериканцев, 27,8% – у южноамериканцев, 19,7% – у азиатов, 20,5% – у австралийцев и 34,1% – у европейцев [47].

Многочисленные исследования показали, что полиморфизмы в гене MTHFR, особенно вариант C677T, связаны с повышенным риском развития ССЗ, АГ, диабета, избыточного веса и ожирения [48–50]. В том числе ряд метаанализов подтверждает значимую корреляцию между повышенным уровнем гомоцистеина, однонуклеотидными полиморфизмами MTHFR и ишемической болезнью сердца, тромбоэмболией легочной артерии и инсультом [51–53]. Гипергомоцистеинемию связывают с повышенным риском развития и прогрессирования атеросклероза из-за окислительного стресса и дисфункции эндотелия [54]. Гипергомоцистеинемия индуцирует повышение уровня ассиметричного диметиларгинина (ADMA), концентрация которого значительно повышается у больных ХБП.  ADMA служит ингибитором эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS), тем самым отражая один из механизмов эндотелиальной дисфункции [44]. Однако поиск литературных данных об исследованиях, изучающих взаимосвязь полиморфизмов MTHFR с СК и ХБП, дает единичные результаты. В частности, было показано, что у пациентов с генотипом ТТ rs1801133, получающих гемодиализ, выраженность СК, определяемая стандартной рентгенологической методикой, выше, чем у пациентов с генотипами СС и СТ. Также генотип ТТ был связан с повышенными жесткостью сосудов, определяемой по скорости пульсовой волны, и пульсовым давлением [55]. В другом исследовании выявлено, что пациенты с терминальной почечной недостаточностью и носители аллеля Т С667Т имеют более высокие риски развития инфаркта миокарда, инсульта, ампутации нижней конечности и летального исхода [56]. В азиатской популяции пациентов с терминальной хронической почечной недостаточностью также продемонстрирована связь полиморфизма MTHFR 677C>T с повышенным риском ССЗ [57]. Роль субстратов метионинового цикла в развитии СК вызывает все больший интерес и остается относительно малоизученной по сравнению с интимальной атеросклеротической кальцификацией. Взаимоотношения между гомоцистеином и его производными могут различными путями влиять на активность ферментов и сигнальных путей, участвующих в развитии медиальной СК [58, 59].

Белок Klotho

Белок Klotho (KL) – одноцепочечный мембранный белок массой 130 кДа из 1012 аминокислот с очень коротким внутриклеточным сегментом в 10 аминокислот. В основном вырабатывается в клетках почечных канальцев, но также был обнаружен в головном мозге, клетках эндотелия сосудов, коже и в циркулирующих клетках крови [60].

Впервые KL был обнаружен у мышей в 1997 г. У человека локус гена располагается в 13-й хромосоме. Дефицит белка вследствие нокаута гена приводит к развитию нескольких признаков старения, таких как задержка роста, заболевание почек, гиперфосфатемия, кальцификация сосудов, гипертрофия миокарда, фиброз органов и др. [61–63]. Повышенная экспрессия гена оказывает противоположное действие, увеличивая продолжительность жизни [64]. В организме человека белок может существовать в виде мембраносвязанного корецептора для фактора роста фибробластов 23 (FGF-23) или в форме растворимого эндокринного медиатора с множеством функций [65]. Циркулирующий KL может образовываться в результате альтернативного сплайсинга РНК (секретируемый KL) и/или протеолитического расщепления трансмембранной формы KL (растворимый KL). Основное защитное свойство белка в отношении СК заключается в участии в регуляции фосфорно-кальциевого обмена в качестве кофактора FGF-23. Кроме этого, независимо от FGF-23 белок KL ингибирует минимум четыре известных метаболических пути, связанных со старением и СК. KL блокирует или подавляет действие трансформирующего фактора роста β, инсулиноподобного фактора роста 1, ядерного фактора κB и Wnt/β-катенина. Примечательно, что до сих пор рецептор к растворимой форме s-Klotho, опосредующий его плейотропные эффекты, так и не обнаружен.

Ученые изучали связь полиморфизмов гена KL с различными показателями здоровья. D. Friedman с соавт. выявили связь полиморфизма rs577912 со смертностью у пациентов на гемодиализе. Генотип СС повышал риск смерти по сравнению с генотипами АА и АС. При этом риск был наиболее выражен у пациентов, не принимавших активированные формы витамина D [66]. В другом исследовании показано, что полиморфизм rs1207568 G-395-A гена KL связан с развитием сердечно-сосудистых осложнений у детей, находящихся на гемодиализе. Высказано предположение о том, что выявление мутантного аллеля может быть использовано в качестве маркера развития терминальной стадии ХБП и предиктора ССЗ у детей [67]. S. Ichikawa с соавт. описали интересный случай тяжелого опухолевого кальциноза у 13-летней девочки, непосредственно вызванного выявленной миссенс-мутацией rs577912 H193R, в результате которой значительно снизилась экспрессия белка KL [68]. Также была подтверждена связь полиморфизма rs495392 KL с выраженностью кальцификации сонных и бедренных артерий независимо от возраста, пола, стадии ХБП и уровня артериального давления. У гетерозигот по данному полиморфизму риск сердечно-сосудистых событий был существенно ниже, чем у гомозигот [69].

Субъединица 1 витамин К-эпоксидредуктазного комплекса

Кальцификация сосудов – активно регулируемый процесс, в котором в том числе участвуют витамин К-зависимые белки (ВКЗБ). Сам витамин К является незаменимым микроэлементом, содержащимся в пищевых продуктах, и играет важную роль в качестве кофактора для посттрансляционного карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в некоторых белках.

ВКЗБ включают в себя, помимо факторов, участвующих в каскаде свертывания крови (факторы II, VII, IX, X), и антикоагулянтов (белки C, S, Z), еще и белки, участвующие в минерализации костей и мягких тканей, такие как остеокальцин и уже рассмотренный нами выше MGP. Помимо указанных, обнаружены следующие ВКЗБ, такие как ген остановки роста 6 (Gas-6), трансмембранные белки Gla (TMG3 и TMG4), богатые пролином белки Gla (PRGP1 и PRGP2), богатый Gla белок (GRP), периостин и транстиретин. Помимо уже рассмотренной роли MGP, Gas-6 также влияет на состояние сосудов, воздействуя на апоптоз ГМК [70]. GRP регулирует внеклеточный метаболизм кальция, концентрируясь в кальцифицированных областях [71]. В проведенных исследованиях на культуре ГМК сосудов крупного рогатого скота продемонстрировано, что витамин К дозозависимо ингибирует отложение кальция, а при добавлении витамина К к лечению бисфосфонатами усиливается экспрессия тропоэластина (использованного в качестве маркера экспрессии белков эластичных волокон). Кроме того, сочетание витамина К2 и бисфосфонатов ингибировало трансдифференцировку ГМК сосудов в остеохондрогенный фенотип [72, 73].

Cубъединица 1 витамин К-эпоксидредуктазного комплекса (VKORC1) представляет собой фермент, участвующий в метаболизме витамина К, переводящий его из неактивной формы в активную. Ген VKORC1 располагается на 16-й хромосоме (16q11.2). Нам удалось найти несколько исследований, посвященных связи полиморфизмов гена VKORC1 с СК. Большинство из них подтверждает наличие этих взаимосвязей. Так, однонуклеотидный полиморфизм C1173T (rs9934438) гена VKORC1 был достоверно связан с кальцификацией аорты. У носителей хотя бы одного аллеля Т значимо повышался риск СК по сравнению с гомозиготами СС, в том числе у пациентов на программном гемодиализе [74, 75].

Y. Wang и соавт. обнаружили, что гаплотипы VKORC1 могут служить новыми генетическими маркерами риска развития инсульта, ишемической болезни сердца и расслоения аорты. Наличие аллеля С в локусе +2255 (rs2359612) почти двукратно повышало риск сосудистых заболеваний. Пациенты с генотипами СС и СТ имели более низкий уровень циркулирующего некарбоксилированного остеокальцина, что, вероятно, связано с кальцификацией сосудов [76]. Подобная связь была продемонстрирована и для полиморфизма rs9923231 в исследовании M. Andreas и соавт. среди населения Австрии [77]. В наблюдательном проспективном исследовании у пациентов с 3–5-й стадиями ХБП R. Holden и соавт. продемонстрировали взаимосвязь генотипа CG/GG rs8050894 VKORC1 c более высоким риском прогрессирования ХБП, выраженной кальцификацией коронарных артерий и худшей выживаемостью [78].

Заключение

Пациенты с хронической болезнью почек имеют высокий риск сердечно-сосудистой смерти в результате минеральных и костных нарушений, приводящих к развитию тяжелой кальцификации сосудов. Лечение данных пациентов рутинно сводится к применению фосфат-связывающих препаратов, активных метаболитов витамина D и кальцимиметиков. Однако данное лечение не всегда оказывается эффективным. До сих пор не учитываются генетические факторы, в том числе те, которые опосредуют остеохондрогенную дифференцировку гладкомышечных клеток сосудов. Персонализированный подход с учетом особенностей генов, отвечающих за кальцификацию сосудов, может помочь в решении данной проблемы и позволит своевременно применять паратиреоидэктомию при заведомо обреченной на провал медикаментозной терапии.