Амилоидоза и оштећење бубрега - узроци и патогенеза

Основу ткивних наслага амилоида чине амилоидни фибрили - посебне протеинске структуре пречника 5-10 nm и дужине до 800 nm, које се састоје од 2 или више паралелних филамената. Протеинске подјединице амилоидних фибрила карактерише специфична просторна оријентација молекула - унакрсно П-пресавијена конформација. Управо то одређује тинкторијална и оптичка својства својствена амилоиду. Најспецифичније од њих је својство двоструког преламања снопа током микроскопије препарата обојених конго црвеном бојом у поларизованој светлости, дајући сјај јабукастозелене боје. Детекција овог својства је основа за дијагнозу амилоидозе.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Патогенеза амилоидозе

Упркос разлици у врстама амилоидних протеина, механизми формирања амилоидозе су слични. Главни услов за развој болести је присуство одређене, често повећане количине амилоидогеног прекурсора. Појава или повећање амилоидогености може бити последица молекуларне хетерогености прекурсорских протеина (варијанте транстиретина, лаки ланци са супституцијама аминокиселина, различити изотипови SAA протеина) и, као последица тога, циркулације протеинских варијанти са повећаном укупном хидрофобношћу молекула и поремећеним односом површинских молекулских наелектрисања, што доводи до нестабилности протеинског молекула и промовише његову агрегацију у амилоидни фибрил. Ови механизми се посебно јасно виде код протеина чија функција укључује потребу за физиолошком променом конформације. Дакле, скоро сви аполипопротеини, чија се секундарна структура формира током транслокације холестерола кроз зид крвног суда, учествују у патогенези различитих облика амилоидозе.

У последњој фази амилоидогенезе, амилоидни протеин интерагује са протеинима крвне плазме и ткивним гликозаминогликанима. У овом случају, амилоидни депозити укључују серумску амилоидну П-компоненту, хепаран сулфате и дерматан сулфате интерстицијалног гликокаликса. Поред структурних карактеристика, важна су и физичко-хемијска својства међућелијског матрикса у коме је амилоидни фибрил састављен (на пример, низак pH бубрежног интерстицијума може подстаћи агрегацију негативно наелектрисаних протеина). У пракси експерименталне амилоидозе, добро је позната способност суспензије амилоидних маса добијених из ткива животиња погођених амилоидом да га изазове када се примени на здраве животиње (супстанца која убрзава амилоид). Способност амилоида да преноси је такође позната у клиничкој пракси - код пацијената са ATTR амилоидозом: упркос престанку циркулације патолошког транстиретина након трансплантације здраве јетре, маса амилоидних депозита у срцу наставља да расте због хватања нормалног, непромењеног транстиретина. Посебан облик инфективне амилоидозе је оштећење мозга код прионских болести. Многе облике амилоидозе обједињује чињеница да се јављају у старости и сенилној доби (AL, ATTR, AIAPP, AApoAl, AFib, ALys, AANF, Abeta); ово указује на присуство механизама еволуције структуре низа протеина повезаних са старењем ка повећаној амилоидогености и омогућава нам да амилоидозу сматрамо једним од модела старења организма.

Карактеристике главних врста амилоидозе

Β-пресавијена конфигурација фибрила повезана је са отпорношћу амилоида на протеолитичке ензиме међућелијског матрикса, што узрокује његово значајно нагомилавање са прогресивним уништавањем погођеног органа и губитком његове функције. Упркос хетерогености амилоидних фибрила (гликопротеина), међу амилоидогеним факторима, водећа улога се даје конформационој лабилности амилоидних прекурсорских протеина, специфичних за сваку врсту амилоидозе, чији садржај у фибрилу достиже 80%.

Међу осталим амилоидним протеинима, посебно је важна такозвана амилоидна П-компонента. То је дериват протеина акутне фазе који синтетише јетра и структурно је сличан Ц-реактивном протеину. Способност инхибиције ћелијске адхезије објашњава учешће амилоидног П-протеина у ограничавању инфламаторне реакције и блокирању аутоимунитета. Као део амилоида, П-компонента штити фибриле од ензимског разарања амилоидокластним макрофагима. У зависности од главног протеина који је укључен у амилоидне фибриле, разликује се неколико врста амилоидозе.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

АА амилоидоза

Ова група обухвата реактивну (секундарну) амилоидозу; њени најчешћи узроци су реуматоидни артритис (30-50%), хроничне гнојно-деструктивне болести (остеомијелитис, бронхиектазије), инфламаторне болести црева (улцерозни колитис, Кронова болест), туберкулоза, тумори (најчешће лимфогрануломатоза и рак бубрега). АА амилоидоза такође обухвата амилоидозу код криопиринопатија (на пример, код Макл-Велсовог синдрома - фамилијарна периодична грозница комбинована са глувоћом и уртикаријом), периодична болест.

Периодична болест (фамилијарна медитеранска грозница) је болест са аутозомно рецесивним типом наслеђивања која се јавља код становника Медитерана: Јевреја, Јермена, ређе Арапа, Турака, као и становника Грчке, Италије и обале Северне Африке. Карактерише је рекурентни напади асептичног серозитиса (перитонитис, плеуритис, синовитис), који се манифестују болом у стомаку, грудима, зглобовима у комбинацији са грозницом и у 20-40% случајева доводи до развоја амилоидозе. Претпоставка о наследној природи периодичне болести заснивала се на етничком карактеру лезије, фамилијарној природи болести и почетку болести у детињству. Генетски концепт болести потврђен је 1997. године, када је ген MEFV (медитеранска грозница) идентификован на кратком краку хромозома 16. Ген MEFV, који углавном експресују неутрофили, кодира синтезу протеина пирина (маренострин). Према савременим схватањима, пирин је главни регулатор инфламаторног одговора неутрофила. Познато је више од 20 мутација гена пирина, повезаних са развојем периодичне болести. Ове мутације доводе до синтезе дефектног протеина и, на крају, до кршења контроле упале неутрофилима, одржавајући свој константни проинфламаторни потенцијал.

Веза између наследне хроничне инфламаторне болести и АА амилоидозе која је компликује довела је до хипотезе о генетској предиспозицији за амилоидозу код периодичне болести. Концепт о наследној природи амилоидозе код ове болести постојао је дуго времена, упркос чињеници да је био у супротности са истим типом амилоидне ултраструктуре (АА протеин) као и секундарна амилоидоза, што је омогућило класификацију амилоидозе код периодичне болести као реактивне, која се развија као резултат рекурентне асептичне упале. Тек откриће SAA гена на хромозому 11 и идентификација његових мутација омогућили су да се оповргне хипотеза о једној генетској природи периодичне болести и амилоидозе и да се препозна секундарна природа ове друге.

АА-амилоид се формира из прекурсора серумског протеина САА - протеина акутне фазе који нормално синтетишу хепатоцити, неутрофили и фибробласти у траговима. Његова концентрација се значајно повећава под утицајем интерлеукина-1 и -6, ТНФ-а као одговор на упалу, раст тумора. Повећање садржаја САА у крви игра главну улогу у патогенези АА-амилоидозе.

Међутим, сама висока концентрација SAA није довољна за развој амилоидозе - прекурсорски протеин такође мора бити амилоидоген. Људски генотип кодира 4 SAA протеина, од којих су само SAA1 и SAA2 протеини акутне фазе. Развој амилоидозе код људи повезан је са таложењем SAA1; познато је 5 изотипова SAA1, од којих се највећа амилоидогеност приписује 1a/a- и 18-изотиповима. Завршна фаза амилоидогенезе - формирање амилоидних фибрила из прекурсорског протеина, одвија се непотпуним цепањем протеазама повезаним са површинском мембраном моноцита-макрофага. Накнадна агрегација АА протеина у амилоидне фибриле такође се јавља на површини макрофага под активирајућим утицајем мембранских ензима. Стабилизација амилоидног фибрила и нагло смањење растворљивости овог макромолекуларног комплекса углавном су последица додавања P-компоненте и интеракције са интерстицијалним полисахаридима.

Код АА амилоидозе, амилоид се налази у различитим органима: бубрезима, јетри, слезини, надбубрежним жлездама, гастроинтестиналном тракту. Међутим, клиничка слика и прогноза су одређени оштећењем бубрега.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

АЛ амилоидоза

АЛ амилоидоза обухвата примарну (идиопатску) амилоидозу и амилоидозу повезану са мијеломском болешћу, код које се развија код 7-10% пацијената. Према савременим схватањима, примарна АЛ амилоидоза и мијеломска болест (и повезане са амилоидозом и некомбиноване са њом) се разматрају у оквиру једне Б-лимфоцитне дискразије - пролиферације абнормалног клона плазма ћелија или Б-ћелија у коштаној сржи са прекомерном производњом моноклонског имуноглобулина са амилоидогеношћу. Прекурсорски протеин код АЛ амилоидозе сматра се моноклонским лаким ланцима имуноглобулина, од чијег имена потиче скраћеница Л, а код примарне амилоидозе, лаки ланци А-типа се налазе 3 пута чешће од К-типа, за разлику од мијеломске болести, коју карактерише превласт лаких ланаца К-типа. У формирању АЛ амилоида, од великог значаја је кршење протеолизе лаких ланаца са формирањем полипептидних фрагмената способних за агрегацију.

AL амилоидоза је генерализовани процес са претежним оштећењем срца, бубрега, гастроинтестиналног тракта, нервног система и коже.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

ATTR амилоидоза

ATTR амилоидоза обухвата фамилијарну амилоидну полинеуропатију, наслеђену аутозомно доминантним путем, и системску сенилну амилоидозу. Прекурсорски протеин у овом облику амилоидозе је транстиретин, компонента молекула преалбумина који синтетише јетра и делује као транспортни протеин тироксина.

Утврђено је да наследна ATTR амилоидоза настаје услед мутације у гену који кодира транстиретин, што резултира супституцијом аминокиселина у TTR молекулу. Постоји неколико врста наследне амилоидне неуропатије: португалска, шведска, јапанска и друге. У најчешћој фамилијарној варијанти (португалској), метионин је замењен валином на позицији 30 са N-терминуса молекула транстиретина, што повећава амилоидогеност прекурсорског протеина и олакшава његову полимеризацију у амилоидне фибриле. Познато је неколико варијанти транстиретина, што објашњава разноликост клиничких облика наследне неуропатије.

Клинички, ову болест карактерише прогресивна периферна и аутономна неуропатија, која је комбинована са оштећењем срца, бубрега и других органа различитог степена.

Системска сенилна амилоидоза се развија након 70 година као резултат конформационих промена нормалног транстиретинија повезаних са старењем, очигледно појачавајући његову амилоидогеност. Циљни органи сенилне амилоидозе су срце, мождани судови и аорта.

[ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Други облици амилоидозе

Фамилијарни облици амилоидозе такође укључују ређе AGel, AFib, ALys, код којих мутантни облици гелсолина, фибриногена и лизозима, респективно, имају амилоидогеност.

Код ових облика амилоидозе, примећује се претежно оштећење бубрега, међутим, гелсолинска амилоидоза карактерише се комбинацијом нефропатије са ретикуларном дистрофијом рожњаче и периферном неуропатијом (претежно су погођени кранијални живци).

Тренутно је познато више од 20 амилоидогених прекурсорских протеина и, сходно томе, клиничких облика амилоидозе. Тако је AR-амилоид морфолошка основа Алцхајмерове болести, AIAPP-амилоид - дијабетеса типа 2, међутим, за ове облике амилоидозе, оштећење бубрега обично нема значајан клинички значај.

АР ₂ М-амилоидоза (повезана са хроничном хемодијализом) је од великог значаја у нефролошкој пракси. Прекурсорски протеин у овом облику амилоидозе, бета ₂ -микроглобулин, нормално је присутан у крви, урину, цереброспиналној и синовијалној течности. Са нормалном функцијом бубрега, његова концентрација у крви је 1-2 мг/л. Овај протеин се филтрира у гломерулима бубрега и метаболише након реапсорпције у проксималним тубулима. Код пацијената са хроничном бубрежном инсуфицијенцијом, концентрација бета ₂ -микроглобулина у крви се повећава, што је у корелацији са садржајем креатинина, али достиже своје максималне вредности (20-70 пута веће од нормалних) након неколико година редовне хемодијализе. Пошто се бета ₂ -микроглобулин не уклања током поступка, постоје предуслови за развој амилоидозе након 7 година лечења или више. Код пацијената старијих од 60 година, дијализна амилоидоза се брже развија. Поред високе концентрације прекурсорског протеина, и други фактори играју значајну улогу у патогенези дијализне амилоидозе. Амилоидогеност бета ₂ -микроглобулина се повећава са непотпуном протеолизом повезаном са дејством цитокина (интерлеукина-1 и -6, TNF-α), чију производњу моноцитима стимулишу компоненте дијализата и дијализне мембране. Утврђено је да бета ₂ -микроглобулин има високу активност везивања колагена, која се повећава са повећањем његове концентрације у крви. Поред тога, показан је афинитет бета ₂ -микроглобулина за хрскавичаве гликозаминогликане, што може објаснити претежно таложење амилоидних фибрила у зглобним ткивима. Код ове врсте амилоидозе примећује се оштећење костију и периартикуларних ткива, ређе - крвних судова.

Класификација амилоидозе

До скора, општеприхваћена класификација амилоидозе заснивала се на присуству болести која ју је изазвала. Након што је доказано да је хетерогеност амилоида последица разноликости серумских прекурсорских протеина и да постоји веза између клиничких облика болести и врсте ових протеина, створена је класификација амилоидозе на основу биохемијског типа прекурсорског протеина.

Амилоидни протеин	Прекурсорски протеин	Клинички облик амилоидозе
АА	САА протеин	Секундарна амилоидоза код хроничних инфламаторних болести, укључујући периодичну болест и Макл-Велсов синдром
Алабама	Ламбда, к-лаки ланци имуноглобулина	Амилоидоза код дискразија плазма ћелија - идиопатска, код мијеломске болести и Валденстромове макроглобулинемије
ATTR	Транстиретин	Фамилијски облици полинеуропатске, кардиопатске и других амилоидоза, системска сенилна амилоидоза
Абета2М	Бета 2 - микроглобулин	Дијализна амилоидоза
Агел	Гелсолин	Финска фамилијарна амилоидна полинеуропатија
ААпоАИ	Аполипопротеин АИ	Амилоидна полинеуропатија (тип III, према ван Алену, 1956)
Атријална фибрилација	Фибриноген	Амилоидна нефропатија
Абета	Бета протеин	Алцхајмерова болест, Даунов синдром, наследно церебрално крварење са амилоидозом (Холандија)
APrpscr	Прионски протеин	Кројцфелдт-Јакобова болест, Гертсман-Штрауслер-Шајнкерова болест
ААН	Атријални натриуретски фактор	Изолована атријална амилоидоза
АИАПП	Амилин	Изолована амилоидоза у Лангерхансовим острвцима код дијабетеса типа 2, инсулинома
ACal	Прокалцитонин	За медуларни рак штитне жлезде
ACys	Цистатин Ц	Наследно церебрално крварење са амилоидозом (Исланд)

Према савременој класификацији, све врсте амилоидозе означене су скраћеницом, у којој прво слово А значи „амилоидоза“, а следећа слова су скраћени називи главних фибриларних протеина амилоида: А - амилоидни протеин А, Л - лаки ланци имуноглобулина, ТТР - транстиретин, П2М - бета2-микроглобулин итд. Са клиничке тачке гледишта, препоручљиво је разликовати системске, или генерализоване, и локалне облике амилоидозе. Међу системским облицима, главним се сматрају АА, АЛ, АТТР и Абета ₂ М-амилоидоза.

[ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]