Ренин-ангиотензиновая и калликреин-кининовая системы простаты: роль в патогенезе гиперплазии простаты

Введение

Доброкачественная гиперплазия предста­тельной железы (ДГПЖ) является наиболее рас­пространённой болезнью у мужчин пожилого возраста и причиной симптомов нижних моче­вых путей (СНМП) вследствие обструкции выход­ного отверстия мочевого пузыря [1]. Симптомы варьируют от ургентного недержания до острой задержки мочи. Также известно, что значимые СНМП встречаются у 10-20% мужчин в возрасте 50-59 лет и увеличиваются до 1/3 мужчин в воз­расте 70-79 лет. В Канаде СНМП (от выраженных до умеренных проявлений) обнаружили у 23% обследованных. В Германии приблизительно у 30% мужчин от 50 до 80 лет есть проявления этих симптомов. Параллельно увеличивается объ­ем простаты в возрасте от 40 до 79 лет, причём наибольшее увеличение наблюдается на 6-м и 7-м десятилетиях жизни. ДГПЖ также связана с серьёзными осложнениями, включающими мо­чевую инфекцию, камни мочевого пузыря и по­чечную недостаточность. Гистологически ДГПЖ встречается приблизительно у 50% мужчин в возрасте 50 лет, и её распространённость уве­личивается на 10% каждое последующее деся­тилетие жизни. ДГПЖ развивается в переходной зоне предстательной железы и в периуретральных железах. ДГПЖ представляет собой добро­качественный пролиферативный процесс и не считается предшественником рака простаты. При ДГПЖ увеличивается число клеток как в эпители­альном, так и в стромальном компонентах, но, как правило, больше в строме [2].

Патофизиология ДГПЖ плохо изучена, хотя известно, что в ней задействованы передача андрогенэргических сигналов, реактивность стромы железы и фактор воспаления. Во время развития гиперплазии простаты андрогены, по- видимому, действуют главным образом через строму предстательной железы, вызывая про­лиферацию и дифференцировку эпителия [3]. Геномные технологии привели к более глубокому пониманию рака человека, и более 15 лет назад исследователи использовали ДНК-микрочипы, чтобы начать исследовать ДГПЖ. Middleton L.W. et al. проводили генетические исследования, которые обнаружили новые сигнальные гены, такие как BMP5 (костный морфогенетический бе­лок, известен своей способностью индуцировать развитие костной и хрящевой ткани, а также, мо­жет играть определенную роль в некоторых ви­дах опухолей) и CXCL13 (группа антиапоптозных генов Bcl2), экспрессия которых оказалась повы­шенной в ткани ДГПЖ, а точнее в строме, и уро­вень данной экспрессии коррелировал с симпто­мами ДГПЖ [4].

Наряду с вышеизложенным, нашими ис­следованиями было показано, что нарушение баланса между протеиназами и ингибиторами калликреин-кининовой и ренин-ангиотензиновой систем в секрете простаты при доброкаче­ственных и злокачественных новообразованиях в предстательной железе является основой «био­химической индивидуальности» процессов он­котрансформации простаты [5, 6]. На основе этих исследований идентифицированы новые диа­гностические маркеры клинически агрессивных форм рака предстательной железы [7, 8]

Накапливаются данные, подтверждают тео­рию последовательного канцерогенеза в ткани предстательной железы. При утяжелении степе­ни хронического воспаления и фиброза нараста­ет степень дисплазии в ткани простаты [9].

В связи этим, представляет интерес исследо­вание активности ферментов и ингибиторов ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем при ДГПЖ.

Целью исследования является исследование новых молекулярных механизмов патогенеза ДГПЖ.

Материалы и методы

Клиническую группу составили 32 пациента с ДГПЖ (средний возраст - 66,7±8,53 лет, средний объем простаты - 68,67±16,9см³ (табл.1), сред­ний уровень ПСА - 4,38±2,1нг/мл). 70% пациен­тов имели симптомы нижних мочевыводящих путей, которые длились от нескольких месяцев до 10 и более лет (рис.1). СНМП характеризова­лись следующими нарушениями мочеиспуска­ния: ноктурия, учащённое мочеиспускание ма­лыми порциями, затруднённое мочеиспускание, увеличение времени мочеиспускания, необходи­мость напрягать брюшную стенку, императивные позывы к мочеиспусканию. У более половины па­циентов преобладала ирритативная симптома­тика. IPSS варьировал от 12 до 22 баллов. Объём остаточной мочи колебался от 0 до 90 мл. Паци­енты с СНМП находились на терапии препарата­ми группы α-адреноблокаторов и ингибиторов м-холинорецепторов.

Контрольную группу составили 20 практиче­ски здоровых мужчин сопоставимых по возрасту с пациентами клинической группы. Работы с биоло­гическими материалами, полученными у пациен­тов, были проведены в соответствии с Националь­ным стандартом РФ «Надлежащая клиническая практика» (Good Clinical Practice; GCP) [10].

Определяли активность ангиотензинпревраща­ющего фермента (АПФ), КФ 3.4.15.1) с использова­нием в качестве субстрата фурилакрилоилфенила-ланил-глицилглицина [11], калликреиноподобную активность (КФ 3.4.21.8) и содержание прекалликреина после отделения от других сериновых протеиназ с помощью ионообменной хроматографии на ДЭАЭ-сефадексе А-50 по скорости гидролиза N-бензоил-1-аргинин этилового эфира (БАЭЭ) [12], общую аргинин-эстеразную активность по отношению к БАЭЭ, характеризующую актив­ность трипсиноподобных протеиназ [13], ингиби­торную активность α₁-протеиназного ингибитора (α₁-ПИ) и α₂-макроглобулина (α₂-МГ) унифицированным энзиматическим методом в секрете про­статы (после его разведения в соотношении 1:9 физиологическим раствором [14, 15, 16].

Обработку полученных данных проводили общепринятыми методами медицинской стати­стики с использованием U-критерия Манна-Уит­ни с применением пакета прикладных программ StaWsWca*. Данные представлены в виде медиа­ны и интерквартильного размаха - Me [LQ-UQ]. Статистически достоверными считали отличия на уровне р < 0,05 [17].

Результаты и обсуждение

Результаты исследования показали, что при ДГПЖ в секрете простаты отмечена резкая акти­вация протеолиза, о чём свидетельствует увели­чение калликреиноподобной (p<0,001) и общей аргинин-эстеразной (p<0,001) активности по сравнению с соответствующими показателями в контрольной группе (табл. 2).

Увеличение калликреиноподобной активно­сти (p<0,001) на фоне снижения содержания прекалликреина в секрете простаты свидетельствует об интенсификации калликреинообразования, что приводит к накоплению ключевого эффекторного пептида калликреин-кининой системы - брадикинина.

Плейотропные функции брадикинина реа­лизуются при взаимодействии с двумя брадикининовыми рецепторами - В1 и В2. Ранее нами показано, что у пациентов с ДГПЖ экспрессия В1 полностью отсутствует, а экспрессия В2 отмечает­ся в строме как при ДГПЖ, так и при раке проста­ты [18]. Необходимо отметить, что В2 присутству­ет конституитивно во многих органах и тканях, тогда как экспрессия В1 индуцируется при стрес­се, травмах и воспалении [19]. Таким образом, фактором, лимитирующим развитие гиперпла­зии простаты, является отсутствие брадикиновых рецепторов В 1 в ткани предстательной железы.

На первичных культурах нормальных стромальных клеток простаты человека показано, что брадикинин активирует рецепторы брадикинина B2, которые могут играть существенную роль в пролиферации посредством активации путей внеклеточных сигнальных киназ ERK-1/2 [20].

Особого внимания заслуживает резкое уве­личение при ДГПЖ активности АПФ (p<0,001), что приводит к накоплению ключевого эффекторного пептида ренин-ангиотензиновой систе­мы - ангиотензина II (Анг II) в секрете простаты. Субстратом АПФ является не только ангиотензин I, но и брадикинин. Следствием активации АПФ в секрете простаты может быть некоторое сниже­ние содержания брадикинина.

АПФ играет ключевую роль в регуляции ар­териального давления и ремоделировании со­судов, а также в репродуктивных функциях ор­ганизма. Ангиотензинпревращаюший фермент конституитивно экспрессируется на поверхности эндотелиальных клеток, эпителиальных и нейро­эпителиальных клеток и клеток иммунной систе­мы (макрофаги, дендритные клетки) [21]. АПФ также представлен в растворимой форме в био­логических жидкостях, среди которых семенная жидкость является самой богатой по содержа­нию АПФ - в 50 раз больше, чем в крови.[22]

В нормальной предстательной железе имму­нореактивность Анг II локализована в базальном слое эпителия, а иммуноокрашивание рецептора Анг II первого типа (AT1R) обнаружено преиму­щественно на гладких мышцах стромы, а также на гладких мышцах простатических кровеносных сосудов. Предполагают, что Анг II может опос­редовать паракринные функции в отношении роста клеток и тонуса гладких мышц в предста­тельной железе человека. При ДГПЖ иммуноре­активность Анг II заметно увеличена в гиперпла- стических ацинусах по сравнению с ацинусами в нормальной простате, а иммунореактивность рецептора AT1R, напротив, значительно сниже­на. Подавление рецептора AT1R при ДГПЖ может быть связано с гиперстимуляцией рецептора по­вышенными локальными уровнями Анг II [23].

Активация ренин-ангиотензиновой системы при ДГПЖ, возможно, способствует патофизио­логии этого расстройства путем усиления мест­ного симпатического тонуса и роста клеток [24].

Эти данные подтверждают концепцию, что активация ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем может быть вовлечена в патофизиологию ДГПЖ

Интенсификация протеолиза в секрете про­статы при ДГПЖ компенсируется увеличением его антипротеолитического потенциала. Так, ин­гибиторная активность α₁-протеиназного инги­битора (p<0,001 и α₂-макроглобулина (p<0,001) в секрете превышает аналогичные показатели в контрольной группе.

α₁ -протеиназный ингибитор - белок острой фазы воспаления, является основным эндоген­ным регулятором эластазолитической активно­сти и секретируется во время воспаления, сни­жая тем самым протеолитическую активность лейкоцитарной эластазы в месте воспаления. Резкое увеличение ингибиторной активности α₁- протеиназного ингибитора в секрете простаты при ДГПЖ свидетельствует о росте дегрануляционной активности лейкоцитов на фоне развития воспалительного процесса. Этот факт заслуживает особого внимания в связи с тем, что в на­стоящее время вопрос о провоцирующей роли хронического воспаления в пролиферативных за­болеваниях простаты активно обсуждается.

О повышении уровня α₁-протеиназного инги­битора в сыворотке крови, как маркера воспале­ния, у онкологических больных хорошо известно. Роль α₁-протеиназного ингибитора в канцероге­незе и метастазировании признана, но недоста­точно выяснена. Установлено, что статус экспрес­сии α₁-протеиназного ингибитора в опухолевых клетках может представлять собой прогностиче­ский биомаркер роста и прогрессирования опу­холи [25]. Повышение уровня α₁-протеиназного ингибитора в плазме крови признано потенци­альным диагностическим и прогностическим маркёром опухоли [26].

Отмечена корреляция между уровнем ПСА и α₁-протеиназным ингибитором в сыворотке кро­ви у мужчин без и с раком простаты. У мужчин с ПСА> 2 нг/мл содержание α₁-протеиназного ингибитора было значительно выше, чем у муж­чин с ПСА < 2 нг/мл [27] Обнаружено, что α₁- протеиназный ингибитор связывает ПСА в сы­воротке крови. Комплекс ПСА-α₁-протеиназный ингибитор в сыворотке крови составляет 1,0-7,9% от общего ПСА (tPSA) при раке предстательной железы и 1,3 - 12,2% у пациентов с ДГПЖ [28].

α₂-Макроглобулин играет важную роль в регуляции процессов воспаления, так как огра­ничивает субстратную специфичность большин­ства протеолитических ферментов, превращая протеазы в пептидазы, которые гидролизуют низкомолекулярные пептиды, являющиеся ме­диаторами воспалительных процессов. Наряду с другими протеазами α₂-макроглобулин связы­вает и ПСА. Комплекс ПСА с α₂-макроглобулином не способен расщеплять белки, но сохраняет способность расщеплять небольшие пептидные субстраты. При распространённом раке пред­стательной железы в обращении может нахо­диться достаточное количество комплекса ПСА с α₂-макроглобулином, чтобы влиять на общие уровни α₂-макроглобулина, уровни цитокинов, связанных с α₂-макроглобулином, и гидроли­зовать небольшие циркулирующие пептидные гормоны [29]. Изменения в уровнях цитокинов и протеолитическая деградация малых пептидных гормонов могут оказывать глубокое влияние на взаимодействие между хозяином и опухолью. Кроме того, α₂-макроглобулин является основ­ным транспортером регуляторных цитокинов к клеткам, участвует в процессинге и презентации антигенов, в передаче сигнала к клетке и в за­пуске каскада внутриклеточных реакций, влияет на антителогенез [30].

До недавнего времени мы полагали, что обнаруженная в секрете простаты при ДГПЖ высокая ингибиторная активность α₂- макроглобулина, свидетельствует о поврежде­нии гематопростатического барьера и развитии мембранопатии. Однако, α₂-макроглобулина экс­прессируется в строме предстательной железы человека [31]. Учитывая уникальные свойства α₂- макроглобулина, его высокая экспрессия в пред­стательной железе, может играть важную роль в регуляции доброкачественного и злокачествен­ного роста предстательной железы.

Заключение

При ДГПЖ отмечено резкое увеличение ак­тивности ангиотензинпревращающего фермен­та, калликреиноподобной и общей аргинин- эстеразной активности в секрете простаты, что приводит к накоплению ангиотензина II и брадикинина. Интенсификация протеолиза в секре­те простаты при ДГПЖ компенсируется увеличе­нием его антипротеолитического потенциала за счёт повышения ингибиторной активности α₁- протеиназного ингибитора и α₂-макроглобулина.

Нарушение активности ферментных систем участвующих в метаболизме ангиотензина II и брадикинина в простате играет важную роль в па­тогенезе ДГПЖ. Полученные данные расширяют представления о роли ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем в патофизиологии ДГПЖ, отдельные показатели которых могут рас­сматриваться как новые терапевтические мише­ни при ДГПЖ.