AIM. To analyze changes in the serum concentrations of the morphogenetic proteins fibroblast growth factor 23 (FGF-23) and Klotho, as well as sclerostin, an osteocyte-secreted glycoprotein, in relation to the degree of hypertension, left ventricular (LV) hypertrophy, and arterial stiffness in patients with chronic kidney disease (CKD) at its different stages.
Subjects and methods: Sixty-five patients (33 men and 32 women) aged 20-65 years, including 25 with chronic glomerulonephritis, 15 with tubulointerstitial nephritis, and 25 with hypertensive nephrosclerosis, were examined. A control group consisted of 15 healthy volunteers matched to the study group patients for age and gender. Serum FGF-23 concentrations and blood pressure (BP) were measured in the all subjects. Patients with BPs > 140/80 mm Hg underwent echocardiography, followed by determination of LV mass (LVM) and calculation of LVM index. Vascular circulation, pulse wave velocity, cardiac and vascular calcifications, and vascular functional properties were estimated.
Results: There was a strong direct Correlation between the serum concentration of FGF-23 and the stage of CKD and an inverse correlation between the levels of Klotho and sclerostin and the stage of CKD. As the glomerular filtration rate became lower, the concentration of FGF-23 increased and that of Klotho and sclerostin decreased just in Stage III CKD while hyperphosphatemia and elevated parathyroid hormone levels were noted in Stages IV-V CKD. As CKD progressed, the serum concentrations of Klotho and sclerostin were inversely correlated with the levels of phosphorus and parathyroid hormone. The degree of blood pressure elevation correlated positively with serum FGF-23 concentrations and inversely with Klotho levels. There was no significant correlation of the level of sclerostin with the degree of BP increase. The direct correlation between higher FGF-23 level and higher VLM is most pronounced in hypertensive patients. There was a strong direct relationship between FGF-23 and Klotho levels and a strong inverse relationship between sclerostin levels and pulse wave velocity. Lower Klotho concentrations were associated with the detection rate of calcifications in the heart valves and large arteries (the abdominal aorta). The reduced serum levels of Klotho and sclerostin were also correlated with concentric LV remodeling.
Conclusion: It was demonstrated that there was a clear link between increased serum FGF-23 and decreased Klotho concentration as CKD progressed, and that between arterial stiffness and calcification and myocardial remodelling regardless of traditional risk factors. More experimental and clinical studies are required to clarify the role of sclerostin in CKD.
Цель исследования. Проанализировать изменения концентрации в сыворотке крови морфогенетических белков FGF-23 и Klotho, а также склеростина (гликопротеин, секретируемый остеоцитами) в зависимости от выраженности артериальной гипертонии, гипертрофии левого желудочка (ЛЖ) сердца и ригидности артерий у больных хронической болезнью почек (ХБП) на разных ее стадиях. Материалы и методы. Обследовали 65 пациентов: 25 с хроническим гломерулонефритом, 15 с тубулоинтерстициальным нефритом, 25 с гипертензивным нефросклерозом - всего 33 мужчины и 32 женщины в возрасте 20-65 лет. В контрольную группу вошли 15 здоровых волонтеров, сопоставимых по возрасту и полу с пациентами основной группы. У всех определяли концентрацию в сыворотке крови FGF-23, измеряли артериальное давление (АД). Больным с АД >140/80 мм рт.ст. проводили эхокардиографию с последующим определением массы миокарда ЛЖ (ММЛЖ) и расчетом индекса ММЛЖ. Оценивали кровоток в сосудах, скорость пульсовой волны, наличие кальцификатов в сердце и сосудах и функциональные свойства сосудов. Результаты. Между концентрацией в сыворотке крови FGF-23 и стадией ХБП выявлена сильная прямая корреляция, между концентрацией Klotho, склеростином и стадией ХБП - обратная корреляция. По мере снижения скорости клубочковой фильтрации (СКФ) концентрация FGF-23 повышалась, а Klotho и склеростина - снижалась уже при ХБП III стадии, в то время как гиперфосфатемия и повышение концентрации паратиреоидного гормона отмечены с IV-V стадии ХБП. Концентрации в сыворотке крови Klotho и склеростина по мере прогрессирования ХБП обратно коррелировали с уровнем фосфора и паратиреоидного гормона. Степень повышения АД позитивно коррелировала с концентрацией FGF-23 и обратно - с уровнем Klotho. Существенной корреляции уровня склеростина со степенью повышения АД не получено. Прямая связь между повышенным уровнем FGF-23 и увеличением ММЛЖ наиболее выражена у пациентов с АГ. Выявлена сильная корреляция: прямая между уровнем FGF-23 и уровнем Klotho и обратная между уровнем склеростина и скоростью пульсовой волны. Сниженная концентрация Klotho ассоциирована с частотой обнаружения кальцификатов в клапанах сердца и крупных артериях (абдоминальная аорта). Снижение концентрации в сыворотке крови Klotho и склеростина также коррелировало с ремоделирования миокарда ЛЖ концентрического типа. Заключение. Продемонстрирована четкая взаимосвязь повышенной FGF-23 и сниженной концентрации в сыворотке крови Klotho по мере прогрессирования ХБП, а также жесткостью и кальцификацией артерий, ремоделированием миокарда, независимо от наличия традиционных факторов риска. Для верификации роли склеростина при ХБП требуются дополнительные экспериментальные и клинические исследования.