Role of inflammation and iron exchange disorders in progression of liver cirrosis

Full Text

Введение

Изучение патогенеза хронических диффузных заболеваний печени ведет к пониманию возможности обратимости фиброза печени [1] и к ожиданиям того, что не только этиотропная, но и патогенетическая терапия улучшит прогноз даже при циррозе печени (ЦП) [2]. Особенный интерес с точки зрения комплексного подхода к изучению механизмов фиброза и ЦП представляет определение провоспалительных цитокинов, маркеров обмена железа, в частности железа, ферритина, общей железосвязывающей способности сыворотки и их взаимосвязей с другими патогенетическими параметрами. Благодаря ферритину запасы железа поддерживаются в организме в растворимой и нетоксичной форме. Однако ферритин сыворотки является также острофазовым белком, концентрация которого увеличивается в ответ на воспаление в организме, в том числе воспаление в печени. Изменения в метаболизме железа, в том числе повышение концентрации железа и ферритина, ассоциируются с неблагоприятным течением хронического гепатита С, плохим ответом на противовирусную терапию [3].

За счет выработки белков острой фазы, компонентов комплемента, клеток Купфера и лимфоцитов, находящихся в печени, она участвует в постоянном контроле над чужеродными патогенными молекулами, поступающихми из общего кровотока и кишечника [4]. В ходе длительного поражения ткани печени запускается каскад сигнальных реакций, приводящих к активации антигенпредставляющих и синусоидальных эндотелиальных клеток и синтезу широкого спектра цитокинов, хемокинов, молекул клеточной адгезии [5]. При повреждении ткани печени клетки Купфера опосредованно через активацию кислородных радикалов и цитокинов начинают стимулировать фиброгенез, поддерживая звездчатые клетки Ито в активированном состоянии. При развитии ЦП формируется синдром «цирроз-ассоциированной иммунной дисфункции», который относится к сочетанию иммунной дисфункции и системного воспаления [6]. В проведенных нами ранее исследованиях разницы в цитокиновом статусе при ЦП разной этиологии выявлено не было [7].

Цель исследования – оценить роль основных патогенетически значимых молекул, в том числе провоспалительного цитокина ФНО-α и ферритина как белка острой фазы воспаления в прогрессировании ЦП. 

Материалы и методы исследования 

Группу наблюдения составили пациенты с ЦП (86 человек) вирусной, алкогольной и смешанной этиологии (вирус и алкоголь), находившиеся на стационарном лечении в городской клинической больнице № 2 имени Ф.Х. Граля.

По этиологическому признаку пациентов распределили следующим образом: первую группу составили 50 (58,1 %) пациентов с ЦП вирусной этиологии (27 мужчин и 23 женщин, средний возраст 52 года). Вторая группа – 20 (23,2 %) человек ЦП алкогольной этиологии (14 мужчин и 6 женщин) и третья группа – 16 (18,7 %) человек смешанной формы (10 мужчин и 6 женщины) со средним возрастом 49,5 ± 10,8 г. (от 34 до 66 лет). Алкогольный генез ЦП подтверждался на основании данных анамнеза, результатов тестирования по AUDIT, косвенных объективных и лабораторных признаков хронической алкогольной интоксикации [8–12]. По шкале Чайлд-Пью 25 больных (что составляет 29 %) находились на стадии компенсированного ЦП (класс А), 29 (32 %) пациентов были в стадии субкомпенсации (класс В), у 32 (39 %) больных наблюдался декомпенсированный ЦП (класс С). Контрольную группу составили 70 практически здоровых лиц, у которых при полном клиническом и лабораторном обследовании не было обнаружено патологии печени, со средним возрастом 37,29 ± 10,14 г., из них 58 женщин и 42 мужчин.

Всем пациентам проводилось лабораторное обследование, включавшее стандартные общеклинические тесты (общий анализ крови и пр.) и оценку биохимических показателей функционального состояния печени, в том числе показателей обмена железа (сывороточное железо, ОЖСС, ферритин). Исследование проводили на биохимическом анализаторе Architect с4000 (Abbott, США). Уровень концентрации альфа-фетопротеина (АФП), васкулоэндотелиального фактора роста (ВЭФР) и ФНО-α определяли иммуноферментным методом набором ЗАО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск) на приборе Stat-Fax-2100 (США). Всем пациентам было выполнено УЗИ органов брюшной полости для оценки структуры и размеров печени, селезенки, портальных сосудов. По показаниям – компьютерная томография брюшной полости, фиброэзофагогастроскопия.

Статистическая обработка результатов проведена с помощью программ Microsoft Excel 2010, Statistica 7.0. Для оценки статистической значимости различий в двух независимых выборках использовали ранговый U-критерий Манна – Уитни (Mann – Whitney), при сравнительном анализе трех групп применяли Н-критерий Краскела – Уоллиса (Kruscal – Wallis) и медианный тест. Данные описывали при помощи медианы Me и межкварительного размаха [Q25; Q75]. Корреляцию рассчитывали, используя коэффициент Спирмена (r). Различия между выборками считались достоверными при значении для р < 0,05. 

Результаты и их обсуждение 

На основании обследования пациентов выявлены следующие симптом и синдромы. У большинства больных ЦП (в 80–100 %) отмечались симптомы: астеновегетативный, диспепсический, воспалительный, желтушный и портальной гипертензии. Несколько повышенная частота выявляемой воспалительной реакции и диспепсического синдрома отмечена при алкогольном ЦП. При ЦП смешанного генеза доля патологических клинических проявлений была несколько выше по сравнению с другими ЦП, что еще раз подтверждает пагубное сочетанное воздействие алкоголя и гепатотоксичности вирусной инфекции. Болевой синдром в правом подреберье слабой интенсивности отмечен только у половины больных и сопоставим во всех группах. Похудание также не всегда регистрировалось у пациентов. Для вирусного и смешанного цирроза более часто определялась печеночная энцефалопатия (до 76 %) по сравнению с алкогольным циррозом (до 55 %). Тем не менее достоверности различий в клинических проявлениях при ЦП разной этиологии выявлено не было.

Подтверждена зависимость выраженности печеночных синдромов и класса тяжести ЦП (табл. 1).

 

Таблица 1

Взаимосвязь класса тяжести и основных клинических признаков при ЦП

Показатель	r	p
Класс тяжести и портальная гипертензия/асцит	0,75	< 0,001
Класс тяжести и желтуха	0,61	0,004
Класс тяжести и воспаление	0,75	< 0,001
Класс тяжести и диспепсия	0,76	0,02
Класс тяжести и цитопения	0,78	< 0,001
Класс тяжести и печеночная энцефалопатия	0,76	< 0,001

Примечание: r – коэффициент корреляции; p – достоверность зависимости.

 

У пациентов с ЦП достоверно повышены тесты воспаления: γ-глобулины, СРБ и ФНО-α, что согласуется с литературными данными [9]. При этом значимо повышен такой маркер эндотелиальной дисфункции и стимулятор неоангиогенеза, как ВЭФР, увеличена и концентрация АФП [10], который при неопухолевых поражениях печени отражает уровень регенерации гепатоцитов (табл. 2).

 

Таблица 2

Особенности ряда лабораторных показателей больных ЦП и в группе контроля

Показатель	Группа контроля, n = 70	ЦП, n = 86	р
γ-глобулины, %	19,95 (17,7–20,7)	30,1 (22,5–35,6)	< 0,001
СРБ, мг/л	0,1 (0–0,2)	10 (0–24)	< 0,001
ФНО-α, пг/мл	0,5 (0,1–1,1)	3,5 (2,6–4,7)	< 0,001
ВЭФР, пг/мл	86,65 (6,6–187,4)	203,6 (93,85–478,75)	0,014
АФП, МЕ/мл	1,25 (1,08–1,45)	3,05 (2,1–5,02)	< 0,001
Железо, мкмоль/л	19,4 (3,9; 22)	19,4 (11,8; 28,6)	> 0,05
ОЖСС, мкмоль, л	58,0 (49; 60)	56,0 (50; 70)	> 0,05
Ферритин, нг/мл	22,0 (11; 33)	325,8 (209; 401)	< 0,001

Примечание: р – значимость различий по U-критерию Манна – Уитни.

 

Нужно отметить, что при возрастании степени тяжести ЦП также нарастает и повышение уровней маркеров воспаления, цитокинов, АФП (табл. 3).

 

Таблица 3

Лабораторные показатели у больных ЦП по классам тяжести

Показатель	Группа контроля, n = 70	ЦП, класс А, n = 25	ЦП, класс В, n = 29	ЦП, класс С, n = 32	р
γ- глобулины, %	19,95 (17,7–20,7)	24,78 (20,24–26,86)	33,19 (18,9–36,56)	35,15 (21,41–37,76)	0,04
СРБ, мг/л	0,1 (0–0,2)	8,8 (0,0–12,0)	6,8 (0,0–12)	12 (10–48)	0,02
ФНО-α, пг/мл	0,5 (0,1–1,4)	2,7 (2,5–3,3)	3,6(3,0–4,8)	3,9 (2,9–9,7)	0,01
ВЭФР, пг/мл	86,64 (6,6–186,4)	110,85 (77,5–245,8)	125,5 (57,1–201,7)	376,85 (210,2–635)	< 0,001
АФП, МЕ/мл	1,0 (0,8–1,1)	2,39 (1,5–3,5)	2,85 (2,13–5,93)	4,41 (3,16–11,9)	0,04

Примечание: р – значимость различий по Н-критерию Краскела – Уоллиса.

 

Получены достоверны взаимосвязи между ФНО-α, СРБ, ВЭФР, нарушениями функциональных проб печени (АСТ, билирубином, обратная корреляция с альбумином) и классом тяжести ЦП, что согласуется с литературными данными [9] (табл. 4).

 

Таблица 4

Взаимосвязи цитокинов с биохимическими показателями и классами тяжести больных ЦП

Показатель	r	p
ФНО-α и СРБ	0,26	0,04
ФНО-α и альбумин	–0,24	0,03
Ферритин и АФП	0,61	0,02
ВЭФР и АСТ	0,23	0,04
ВЭФР и СРБ	0,58	< 0,001
ВЭФР и билирубин прямой	0,22	0,04
ВЭФР и альбумин	–0,25	0,04
Класс тяжести и ФНО-α	0,31	0,004
Класс тяжести и ВЭФР	0,45	< 0,001

Примечание: r – коэффициент корреляции; р – значимость корреляции.

 

Провоспалительный цитокин ФНО-α продемонстрировал достоверную взаимосвязь с гепатомегалией (r = 0,567, р = 0,043). Это объясняет наличие относительной гепатомегалии, связанной с воспалением, при ЦП. В ряде работ также выявлены взаимосвязи уровней ФНО-α и других провоспалительных цитокинов с функциональными показателями печени [11]. В работе Б.Н. Левитана с соавт. [9] установлено, что повышение ФНО-α и его рецепторов ассоциирует с классом тяжести по шкале Чайла – Пью. То есть гиперпродукция ФНО-α является признаком персистирующего воспаления при циррозе и свидетельствует о прогрессировании заболевания.

В ранее проведенных исследованиях у больных хроническим гепатитом С значения ферритина повышалась по мере нарастания интенсивности цитолиза (р = 0,04) и выраженности фиброза печени по данным фиброэластографии, приведенных в шкале фиброза по METAVIR (r = 0,35; р = 0,02) [12]. У пациентов с ЦП, как и при хроническом гепатите, показатели сывороточного железа и ОЖСС в среднем не отличались от соответствующих значений в группе контроля, хотя у нескольких больных были выше нормы, а концентрация ферритина при ЦП была значимо выше, чем у пациентов с переходом вирусного гепатита в цирроз (см. табл. 2). При алкогольном ЦП уровень ферритина был выше, чем при циррозе в исходе вирусного гепатита (р = 0,01). При ЦП увеличение ферритина, как и при хроническом гепатите, отмечается на фоне нарастания цитолиза гепатоцитов, холестаза и также коррелирует с выработкой АФП (r = 0,61; р = 0,02). Высвобожденное железо за счет цитолиза фагоцитируется макрофагами печени / купферовскими клетками. При этом под действием провоспалительных цитокинов синтез ферритина, который также является белком воспаления, существенно возрастает.

Воспаление в печени поддерживается в том числе и за счет портальной гипертензии, как представлено на рисунке.

 

Рис. Механизм повышения антител и глобулинов в сыворотке при ЦП [4]

 

На фоне портальной гипертензии нарушается процесс поглощения и инактивации белковых антигенов из кишечника клетками Купфера и пораженными гепатоцитами. Кроме того, эти антигены при развитии портосистемных коллатералей на фоне портальной гипертензии и прохождении через внутрипеченочные шунты, образующиеся вокруг узлов в печени, стимулируют выработку антител / гамма-глобулинов, особенно в селезенке [4].

Это и приводит к выраженному вторичному воспалению в печени и поддерживает патогенетический круг прогрессирования портальной гипертензии и ЦП в целом. В связи с этим в комплексное лечение тяжелых ЦП, в том числе алкогольных, включают противовоспалительную терапию (преднизолон) [8].

Выводы

1. Прогрессирование поражения печени при ЦП, независимо от этиологических факторов, основано на взаимосвязи ведущих патогенетических механизмов: повреждения гепатоцитов, эндотелиальной дисфункции, воспаления, активации фиброза и неоангиогенеза с нарушением архитектоники органа и развитием портальной гипертензии.
2. На фоне портальной гипертензии развивается вторичное воспаление, маркируемое провоспалительным цитокином ФНО-α и воспалительным белком транферрином. Воспаление при этом обусловлено поступлением антигенов и токсинов из кишечника в центральный кровоток через шунты. Активация воспаления в печени за счет нарастания портальной гипертензии замыкает порочный круг, поддерживая прогрессирование заболевания, даже при довольно успешном этиотропном лечении.

 

About the authors

I. A. Bulatova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: bula.1977@mail.ru

MD, PhD, Professor, Head of Department of Normal Physiology, Professor of Department of Faculty Therapy № 2, Professional Pathology and Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Perm

A. P. Shchekotova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: bula.1977@mail.ru

MD, PhD, Professor, Department of Faculty Therapy № 2, Professional Pathology and Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Perm

S. V. Paducheva

City Clinical Hospital № 2 named after F. Kh. Gral

Email: bula.1977@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Head of Clinical Diagnostic Laboratory

Russian Federation, Perm

References

Supplementary files