Эндотелиальная дисфункция: перспективная терапевтическая мишень при диабетической нефропатии

18.05.2017

Статья в формате PDF.

Диабетическая нефропатия (ДН) является одной из основных причин заболеваемости и смертности у пациентов с сахарным диабетом (СД), а также занимает лидирующую позицию в этиологической структуре почечной недостаточности в общей популяции. Так, по оценкам экспертов, на ДН приходится от 30 до 47% всех случаев терминальной стадии заболевания почек различного генеза.

Существуют убедительные доказательства того, что дисфункция эндотелия является ключевым событием в развитии и прогрессировании сосудистых диабетических осложнений, включая нефропатию. Считается, что гипергликемия и ее метаболические последствия приводят к нарушению функции эндотелиальных клеток. В этом обзоре рассмотрены механизмы развития эндотелиальной дисфункции при ДН и потенциальные способы воздействия на эту терапевтическую мишень.

Эндотелий
Эндотелий – это тип эпителия, который выстилает внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов. Он выполняет ряд важных функций, включающих регуляцию тонуса и проницаемости сосудов, их роста и регенерации, гемостаза, иммунных реакций и т.д. (рис.).

Рис

Перечисленные функции реализуются путем продукции различных паракринных факторов, в том числе:
• регулирующих тонус сосудов: эндотелиальный фактор релаксации (EDRF), эндотелиальный фактор контракции (EDCF), эндотелиальный гиперполяризующий фактор (EDHF);
• медиаторов воспаления: молекула межклеточной адгезии 1 типа (ICAM‑1), молекула адгезии сосудистых клеток 1 типа (VCAM‑1), ядерный фактор каппа-B (NF-κB);
• факторов роста: фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и трансформирующий фактор роста β (TGF- β).

Оксид азота

Оксид азота (NO), продуцируемый эндотелиальными клетками с помощью эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS), играет важную роль в реализации многих эндотелиальных функций.

Так, NO принимает участие в регулировании сосудистого тонуса. Диффундировав из эндотелиальных клеток, он сразу активирует растворимую гуанилатциклазу (sGC), которая катализирует превращение гуанозинтрифосфата в циклический гуанозинмонофосфат (cGMP), а тот, в свою очередь, – протеинкиназу G (PKG). Последняя обеспечивает фосфорилирование ряда клеточных белков, что способствует сосудистой релаксации.

Антипролиферативное действие NO реализуется посредством cGMP-зависимого ингибирования поступления Ca2+ в клетку, а также за счет прямого подавления активности аргиназы и орнитиндекарбоксилазы, что уменьшает образование полиамидов, необходимых для синтеза ДНК.

NO оказывает также антитромботический эффект, диффундируя через мембрану тромбоцитов и ингибируя их агрегацию между собой и адгезию к эндотелию. Имеются в литературе и косвенные доказательства того, что NO может подавлять адгезию полиморфноядерных лейкоцитов к микрососудистому эндотелию (путем ингибирования NF-κB, индуцирующего экспрессию молекул адгезии).

Эндотелиальная дисфункция
Эндотелиальная дисфункция – это системное патологическое состояние, которое обусловлено, прежде всего, снижением активности eNOS и биодоступности NO, и проявляется дисбалансом секретируемых эндотелием паракринных факторов. Она характеризуется одним или несколькими из следующих признаков: снижение эндотелий-зависимой вазодилатации, уменьшение фибринолитической активности, перепроизводство факторов роста, повышенная экспрессия молекул адгезии и провоспалительных медиаторов, избыточная генерация реактивных форм кислорода (ROS) с развитием окислительного стресса, повышение проницаемости сосудистой стенки.

Эндотелиальная дисфункция может быть результатом ряда патологических состояний и заболеваний (СД, артериальная гипертензия, дислипидемия, атеросклероз, курение и др.), а также способствовать развитию и прогрессированию многих из них.

Диабетическая нефропатия и эндотелиальная дисфункция
Хроническая гипергликемия, наблюдаемая при СД, запускает целый каскад метаболических нарушений, который помимо прочего включает активацию протеинкиназы С, чрезмерное образование ROS и истощение эндогенных антиоксидантных систем с развитием окислительного стресса, накопление конечных продуктов неферментативного гликозилирования, снижение активности eNOS и биодоступности NO. При СД 2 типа негативное влияние гипергликемии дополняется также воздействием таких факторов, как артериальная гипертензия, дислипидемия, инсулинорезистентность и хро­ническое воспаление. В результате все это приводит к дисфункции эндотелия и, в конечном итоге, к развитию микро- и макрососудистых осложнений СД, в том числе диабетической нефропатии.

ДН называют комплекс поражений артерий, артериол, клубочков и канальцев почек, возникающих в результате нарушения метаболизма углеводов и липидов при СД. При этом осложнении отмечаются гломерулярная гипертрофия, увеличение толщины базальной мембраны капилляров, накопление белков во внеклеточном матриксе, расширение мезангия, потеря подоцитов с постепенным развитием гломерулосклероза и тубулоинтерстициального фиброза.

Для ДН характерны такие клинические проявления, как артериальная гипертензия, отеки, снижение скорости клубочковой фильтрации и альбуминурия. Риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний у больных СД с микроальбуминурией примерно в 7-40 раз выше, чем у лиц соответствующего возраста без СД и патологии почек.

Хотя в развитии и прогрессировании ДН участвуют многочисленные факторы, одна из ключевых ролей в ее патогенезе сегодня отводится окислительному стрессу и эндотелиальной дисфункции.

Окислительный стресс и эндотелиальная дисфункция
Термин «окислительный стресс» описывает патологическое состояние, при котором отмечается чрезмерное продуцирование ROS и снижение активности эндогенных механизмов антиоксидантной защиты. Известно несколько ферментов, которые стимулируют образование ROS: НАДФH-оксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза и глюкозооксидаза. При многих заболеваниях, в частности при СД, активность этих ферментов и продукция ROS может существенно увеличиваться.

Эндотелий – одна из важнейших мишеней окислительного стресса. В частности, окислительный стресс повышает проницаемость сосудистой стенки, способствует адгезии лейкоцитов к эндотелию, нарушает сигнальную трансдукцию в эндотелиальных клетках и экспрессию редокс-регулируемых факторов транскрипции (NF-κB и др.). Однако наиболее важно то, что ROS ускоряют деградацию NO (реакция между ними происходит быстрее, чем инактивация ROS супероксиддисмутазой), а в клетках, которые подвергаются окислительному стрессу, снижается экспрессия eNOS и продукция NO.

Дисбаланс между образованием NO и ROS является ключевым фактором развития диабетической эндотелиальной дисфункции.

Потенциальные терапевтические стратегии
Обязательными условиями профилактики развития и прогрессирования диабетических осложнений является модификация образа жизни, которая должна включать рациональное питание, регулярную физическую активность, нормализацию веса, контролируемое потребление натрия, отказ от курения.

Основными направлениями медикаментозной терапии ДН долгое время были только гликемический контроль и ингибирование ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС).

Однако как описано в данной статье, снижение уровня оксида азота, приводящее к развитию эндотелиальной дисфункции, является одним из наиболее важных и в то же время корректируемых факторов риска развития ДН. Поэтому особые надежды возлагаются на терапевтические вмешательства, способные нивелировать факторы повреждения эндотелия и улучшить его функцию. К лекарственным средствам, которые системно улучшают эндотелиальную функцию и способны защищать от развития сосудистых диабетических осложнений, относят: ингибиторы АПФ, статины, метформин, фолиевую кислоту/фолаты, полифенолы и другие антиоксиданты, ингибиторы протеинкиназы С, L-аргинин, тетрагидробиоптерин.

Реферативный перевод с англ. Натальи Мищенко

A. Arya, S. Rana, S. Gupta, L. Singh. Endothelial Dysfunction:
An Evolving Target in Diabetic Nephropathy. Molecular Enzymology and Drug Targets. 2016. Vol. 2 No. 1.

Справка

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Ендокринологія

24.03.2024 Терапія та сімейна медицина Ендокринологія Вітамін D і ризик цукрового діабету 2 типу в пацієнтів із предіабетом

За визначенням Всесвітньої організації охорони здоров’я, цукровий діабет (ЦД) – ​це група метаболічних розладів, що характеризуються гіперглікемією, яка є наслідком дефектів секреції інсуліну, дії інсуліну або обох цих чинників. За останні 15 років поширеність діабету зросла в усьому світі (Guariguata et al., 2014). Згідно з даними Diabetes Atlas (IDF), глобальна поширеність діабету серед осіб віком 20-79 років становила 10,5% (536,6 млн у 2021 році; очікується, що вона зросте до 12,2% (783,2 млн у 2045 році (Sun et al., 2022). Наразі триває Програма профілактики діабету (ППД), метою якої є визначити, які підходи до зниження інсулінорезистентності (ІР) можуть допомогти в створенні профілактичних заходів ЦД 2 типу (The Diabetes Prevention Program (DPP), 2002). У цьому світлі визначення впливу вітаміну D на розвиток ЦД є актуальним питанням....

24.03.2024 Терапія та сімейна медицина Ендокринологія Посттравматичний стресовий розлад і метаболічний синдром

Внутрішній біологічний годинник людини тісно та двоспрямовано пов’язаний зі стресовою системою. Критична втрата гармонійного часового порядку на різних рівнях організації може вплинути на фундаментальні властивості нейроендокринної, імунної та вегетативної систем, що спричиняє порушення біоповедінкових адаптаційних механізмів із підвищеною чутливістю до стресу й уразливості. Поєднання декількох хвороб зумовлює двоспрямованість патофізіологічних змін....

24.03.2024 Терапія та сімейна медицина Ендокринологія Протизапальні ефекти метформіну: нові молекулярні мішені

Метформін – ​протидіабетичний препарат першої лінії, який пригнічує глюконеогенез у печінці і в такий спосіб знижує рівні глюкози в крові. Крім того, він знижує ризик кардіоваскулярних подій, чинить нефропротекторний ефект і здатен подовжувати тривалість життя. Завдяки цим властивостям метформін нині розглядають як мультифункціональний препарат і дедалі частіше застосовують для лікування та профілактики різноманітних захворювань....

12.03.2024 Терапія та сімейна медицина Ендокринологія Чинники, пов’язані з низькою прихильністю до лікування у пацієнтів із діабетом 2 типу, та особлива роль метформіну

Сучасне лікування хворих на цукровий діабет (ЦД) 2 типу включає зміну способу життя і медикаментозну терапію для контролю глікемії та профілактики ускладнень. Проте дослідження показують, що на практиці небагато хворих досягають контролю захворювання (частково через погану прихильність до лікування). Частка пацієнтів, які дотримуються протидіабетичної терапії, коливається від 33 до 93% (упродовж 6-24 міс) [1, 2]....