Иммунные механизмы развития диабетической нефропатии

Диабетическая нефропатия (ДН) является основной причиной смертельных исходов при сахарном диабете (СД) типа 1 и развивается у 40—50% больных СД этого типа и у 5—10% больных СД типа 2 [3, 4, 7]. В настоящее время обсуждается роль иммунных нарушений в формировании и прогрессировании ДН. Предпосылкой к формированию гипотезы об иммунном генезе ДН послужило частое выявление повышенного содержания циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобулинов в крови, а также отложений иммуноглобулинов и комплемента в структурах почки больных [5, 6]. Однако среди исследователей нет единодушия в объяснении этих фактов. Многие рассматривают существующие иммунные отклонения, присущие ДН, как неспецифические эпифеномены [8]. Накопленные к настоящему времени данные позволяют предполагать участие иммунокомплексного механизма в развитии ДН.

В нашем исследовании мы попытались выяснить характер изменений уровня циркулирующих иммуноглобулинов и продукции аутоантител к базальной мембране клубочков почки (БМП) у больных СД типа 1 с разными стадиями ДН.

Материалы и методы

Обследовано 68 больных СД типа 1 мужского (41%) и женского (59%) пола в возрасте от 16 до 50 лет (средний возраст 28,6 ± 1,3 года) с длительностью заболевания от 1 мес до 38 лет (в среднем 12,6 ± 1,1 года). Все пациенты находились в состоянии компенсации и субкомпенсации заболевания. Для определения стадии ДН использовали классификацию, учитывающую постепенное развитие структурно-функциональных нарушений почек [14]. Среди обследованных больных диабетом у 20 клинико-лабораторных признаков нефропатии не обнаружено, у 7 была установлена 1—11 стадия ДН, у 21 — 111 стадия, у 16 — IV, у 4 отмечалась выраженная хроническая почечная недостаточность. Контрольную группу составили 20 практически здоровых лиц в возрасте от 19 до 42 лет (средний возраст 32,2 ± 1,7 года), у которых были исключены заболевания почек, артериальная гипертония и наследственная отягощенность по СД.

Наличие аутоантител к БМП в сыворотке больных оценивали по присутствию специфического свечения мембраны почки обезьяны после инкубации стандартных срезов (The Binding Site LTD, England) с сывороткой больного и последующего иммунофлюоресцентного окрашивания антителами к иммуноглобулинам человека, меченными флюоресцеина изотиоционатом. Уровень иммуноглобулинов классов G, М, A, D в сыворотке крови определяли методом радиальной иммунодиффузии с помощью стандартных наборов IDP СЕВАК (Прага). Метод основан на способности специфических антител при связывании с антигеном образовывать видимые глазом кольца преципитации в агарозном геле [13].

Полученные данные обрабатывали с помощью стандартного пакета расчета статистических данных. Достоверность различий средних величин определяли по критерию Стьюдента. Различия считали достоверными при р < 0,05, тенденция к изменению показателей определялась при р < 0,1.

Результаты и их обсуждение

В контрольной группе обследованных не было найдено аутоантител к БМП, а уровень иммуноглобулинов классов G, М, A, D составил 1635 ± 46, 305 ± 1, 158 ± 11, 23,2 ± 0,4 мг/дл соответственно.

В группе больных СД типа 1 было выявлено 6 лиц с высокой концентрацией аутоантител к БМП (что выражалось в виде яркого свечения окрашенных срезов) и 9 лиц с невысокой концентрацией аутоантител (слабое свечение).

По нашим данным, число больных с положительной реакцией на наличие аутоантител к БМП нарастает по мере усиления выраженности клинических проявлений ДН. При этом у большей части пациентов с положительной реакцией на антитела была диагностирована III—IV стадия развития ДН.

По данным других исследователей, при СД типа 1 антитела к БМП обнаруживаются в среднем у 36,6%, при СД типа 2 — у 41,3% больных [15]. Увеличение содержания аутоантител к антигенам БМП может быть обусловлено хронической сенсибилизацией иммунной системы коллагеном IV типа, концентрация которого увеличена в сыворотке и моче пациентов с ДН [1, 2]. С другой стороны, повышение концентрации этого белка в биологических жидкостях организма может отмечаться вследствие изменения метаболизма БМП, наблюдаемого у больных диабетом [10]. Мы предполагаем, что появление аутоантител к БМП при СД является вторичным феноменом, развивающимся в ответ на метаболические и структурные изменения почечной ткани.

В литературе широко дискутируется вопрос о значении инсулина, антиинсулиновых антител в формировании иммунных комплексов и патогенезе ДН. В клинике и эксперименте при диабетической микроангиопатии и при ДН обнаружено отложение инсулина, антиинсулиновых антител и комплемента в пораженных сосудах и клубочках почек. Существует положительная корреляция между уровнем антиинсулиновых антител и наличием микроальбуминурии. Возможно, эти антитела участвуют в образовании иммунных комплексов, патогенных для почечных структур [12]. В то же время есть работы, в которых показано, что инсулин не играет большой роли в формировании иммунных комплексов у больных СД. Очевидно, что иммунные комплексы, определяемые при СД, гетерогенны и, по-видимому, лишь некоторые из них имеют отношение к развитию ДН [9].

Одновременное выявление аутоантител широкого спектра специфичности — довольно трудоемкий и дорогостоящий процесс. Однако хорошо известно, что в период сенсибилизации иммунной системы и развития гуморального иммунного или аутоиммунного процесса сначала увеличивается синтез IgM, а затем — IgG [11]. Поэтому мы исследовали содержание иммуноглобулинов разных классов в сыворотке крови больных СД типа 1 с разными стадиями развития ДН, у которых была положительная или отрицательная реакция на антитела к БМП.

При этом установлено, что концентрация сывороточных иммуноглобулинов разных классов несколько снижена у больных СД типа 1 по сравнению с лицами контрольной группы. Полученные нами данные не полностью согласуются с данными литературы. Так, согласно В. А. Галенок и соавт. [1,2], у больных СД типа 1 достоверно повышается содержание IgG и наблюдается тенденция к повышению концентрации IgM. Содержание IgA, по данным этих авторов, в сыворотке крови больных несколько снижено. В то же время, по результатам исследований S. Rodriguez-Segade [16] и Н. Ohmuro [15], содержание IgA у больных СД типа 1 повышается. Объяснить полученные разногласия можно, исходя из того, что в этих исследованиях использовали различные методы выявления антител и изучали группы больных, проживающих в разных регионах мира.

В то же время при разделении пациентов с СД типа 1 на группы с наличием (рис. 2) и без наличия аутоантител (рис. 1) к БМП выявлено, что у больных с протекающим в тканях почки аутоиммунным процессом повышается концентрация антител классов IgG (1688,7 ± 111,2 и 1270,8 ± 52,3 мг/дл

Рис. 1. Срез почки обезьяны.

а — клубочек почки (тонкий срез; ув. 200); б — мезангиальный матрикс (световая микроскопия).

соответственно) и IgM (288,9 ± 22,8 и 192,1 ± 14,1 мг/дл соответственно; р < 0,001) при незначительных изменениях концентрации антител класса IgA (122,1 ± 8,9 и 140,7 ± 6,8 мг/дл соответственно; табл. 1). Согласно В. А. Галенок и соавт. [1, 2], дефицит IgA связан с агрессивным течением аутоиммунных заболеваний, в том числе СД типа 1. По данным этих исследователей, сниженный уровень IgA чаще наблюдается на этапах заболевания, когда аутоиммунный процесс наиболее активен.

Для установления более информативного маркера существования аутоиммунного процесса у больных СД типа 1 мы проанализировали показатели не только абсолютного содержания иммуноглобулинов, но и их соотношений в сыворотке крови.

У пациентов с выявленными антителами к БМП по сравнению с показателями больных с отрицательной реакцией на наличие антител к БМП достоверно повышены показатели соотношения концентраций IgG/IgD (88,9 ± 6,3 и 69,0 ± 2,8 мг/дл соответственно) и IgM/IgD (15,5 ± 1,5 и 10,9 ± 0,9 мг/дл соответственно), но снижены показатели со-

Рис. 2. Специфическое флюоресцентное свечение БМП обезьяны (показано стрелками) после непрямого иммунофлюоресцентного окрашивания среза сывороткой больного с ДН.

отношения концентраций IgA/IgG (0,076 ± 0,006 и 0,115 ± 0,006 мг/дл соответственно) и IgA/IgM

Таблица 1

Содержание разных классов иммуноглобулинов в сыворотке крови больных СД типа 1 с положительной и отрицательной реакцией на наличие аутоантител к БМП (М ± т)

Примечание. * — р < 0,01 по сравнению с контрольной группой; ** — р < 0,001 по сравнению с группой пациентов с СД типа 1 без аутоиммунного процесса.

Таблица 2

Соотношение разных классов иммуноглобулинов в сыворотке крови больных СД типа I с положительной и отрицательной реакцией на наличие аутоантител к БМП (М ± т)

Примечание. * — р< 0,01 по сравнению с группой пациентов с СД без аутоиммунного процесса; **—/>< 0,001 по сравнению с группой пациентов с СД без аутоиммунного процесса; *** — р < 0,01 по сравнению с контрольной группой.

(0,457 ± 0,054 и 0,894 ± 0,070 мг/дл соответственно; табл. 2).

На основании полученных данных мы пришли к выводу о том, что соотношения концентраций IgG/ IgD и IgA/IgG в сыворотке крови больных с ИЗСД можно считать маркерами протекания аутоиммунного процесса в тканях почки.

При анализе изменений концентраций иммуноглобулинов в сыворотке крови пациентов с разными стадиями ДН достоверных различий не выявлено. Уровень IgG был максимальным при начальных стадиях СД (без выявленной ДН), составляя в среднем 1408,3 ± 91,4 мг/дл, затем постепенно снижался до 1217,5 ± 280,6 мг/дл, а уровень IgM имел тенденцию к повышению, достигая наибольших значений у больных с выраженной нефропатией. Поскольку в первичном иммунном ответе участвуют IgM, то при формировании и прогрессировании ДН может наблюдаться избыточная продукция антител именно этого класса. Во вторичном иммунном ответе большее значение имеют IgG, которые, связываясь с модифицированными липидами, способствуют образованию ЦИК. При этом уровень антител класса IgG в сыворотке может снижаться [2, 15]. Уровни IgA и IgD практически не изменялись при прогрессировании ДН.

Таким образом, результаты собственных исследований и данные литературы позволяют утверждать, что антитела к почечным структурам (БМП), так же как и другие антитела, способны участвовать в образовании ЦИК, а, кроме того, обладая потенциальной собственной нефротоксичностью, могут оказывать непосредственное повреждающее воздействие.

Как известно из данных литературы, поврежденный нефрон не способен эффективно элиминировать оседающие в его структурах молекулы, которые также обладают антигенными свойствами. Формируются "имплантированные" антигены, участвующие в локальном образовании иммунных комплексов. В результате многофакторного повреждения структур почки в кровоток выделяются специфические почечные антигены, которые в свою очередь активизируют образование направленных к ним антител и специфическую клеточную сенсибилизацию. В итоге поддерживаются непрерывность и усугубление патологических процессов в почке. Введение инсулина служит дополнительным фактором, активизирующим все перечисленные механизмы повреждения [16].

Участие иммунного механизма в формировании поражения почек при СД типа 1, по-видимому, проявляется в более ранние сроки, чем при СД типа 2, поскольку манифестации СД типа 1 присуща иммунная, а затем и аутоиммунная агрессия, направленная на островковый аппарат поджелудочной железы. С нарастанием метаболических нарушений решающую роль начинают играть аутоиммунные реакции, так как измененные структуры органов становятся аутоантигенами. Сложность и многогранность изменений в иммунной системе при ДН диктуют необходимость дальнейшего изучения механизмов иммунного повреждения почек, выработки четких лабораторных дифференциально-диагностических маркеров.

Таким образом, ДН представляет собой стадийно развивающийся патологический процесс, в основе развития которого лежит прежде всего длительно существующая декомпенсация СД у генетически предрасположенных лиц, в формировании которого принимают участие разнообразные метаболические, гемодинамические, морфофункциональные нарушения. Дальнейшее выяснение механизмов развития данного осложнения СД позволит разработать эффективные подходы к профилактике развития и прогрессирования поражения почек у больных СД.

Выводы

1. У 26,8% больных СД типа 1 определяется наличие антител к БМП, причем число больных с положительной реакцией на наличие антител возрастает по мере прогрессирования нефропатии, что может свидетельствовать об участии аутоиммунных механизмов в развитии и прогрессировании ДН.
2. Соотношения между концентрациями IgG/ IgD и IgA/IgG в сыворотке крови больных СД типа 1 можно считать маркерами аутоиммунного процесса в тканях почки.