Čo spôsobuje glomerulonefritídu?

Príčiny glomerulonefritídy sú stále neznáme. Pri vzniku niektorých z nich sa zistila úloha infekcie - bakteriálnych, najmä nefritogénnych kmeňov beta-hemolytického streptokoka skupiny A (epidémie akútnej poststreptokokovej glomerulonefritídy sú realitou dodnes), vírusových, najmä vírusov hepatitídy B a C, HIV infekcie; liekov (zlato, D-penicilamín); nádorov a iných faktorov exogénneho a endogénneho pôvodu.

Patogenéza glomerulonefritídy

Infekčné a iné podnety vyvolávajú glomerulonefritídu vyvolaním imunitnej odpovede s tvorbou a ukladaním protilátok a imunitných komplexov v glomeruloch obličiek a/alebo zosilnením bunkami sprostredkovanej imunitnej reakcie. Po počiatočnom poranení dochádza k aktivácii komplementu, náboru cirkulujúcich leukocytov, syntéze rôznych chemokínov, cytokínov a rastových faktorov, sekrécii proteolytických enzýmov, aktivácii koagulačnej kaskády a tvorbe lipidových mediátorových látok. Aktivácia rezidentných buniek v obličkách vedie k ďalšiemu zosilneniu deštruktívnych zmien a rozvoju zložiek extracelulárnej matrice (fibróza). Takéto zmeny (remodelácia) glomerulárnej a intersticiálnej matrice sú uľahčené hemodynamickými faktormi: systémovou a adaptívnou intraglomerulárnou hypertenziou a hyperfiltráciou, nefrotoxickým účinkom proteinúrie, zhoršenou apoptózou. Pri pretrvávaní zápalových procesov dochádza k zvýšeniu glomerulosklerózy a intersticiálnej fibrózy - patofyziologického základu progresie zlyhania obličiek.

Pri imunofluorescenčnej mikroskopii sa v glomeruloch obličiek pozoruje:

• u 75-80% pacientov - granulárne ukladanie imunitných komplexov obsahujúcich IgG na glomerulárnych bazálnych membránach a v mezangiu;
• u 5 % pacientov - kontinuálne lineárne ukladanie IgG pozdĺž kapilárnych stien;
• U 10 – 15 % pacientov sa imunitné depozity nezistia.

Protilátková (anti-GBM) glomerulonefritída. Protilátky sú namierené proti antigénu nekolagénovej časti glomerulárnej bazálnej membrány (glykoproteín), niektoré z nich reagujú aj s antigénmi bazálnej membrány renálnych tubulov a pľúcnych alveol. Najzávažnejšie štrukturálne poškodenie glomerulárnej bazálnej membrány sa pozoruje pri vzniku polmesiačikov, masívnej proteinúrii a skorom zlyhaní obličiek. Hlavným mediátorom poškodenia sú monocyty, ktoré infiltrujú glomeruly a tiež tvoria polmesiačiky v dutine Bowmanovej kapsuly (glomerulárnej kapsuly), pričom tam prenikajú po fibríne cez anatomické defekty v glomerulárnej bazálnej membráne.

Imunofluorescencia protilátok proti glomerulárnej bazálnej membráne vykazuje charakteristickú lineárnu luminiscenciu imunoglobulínov pozdĺž glomerulárnej bazálnej membrány. Diagnóza glomerulonefritídy s anti-GBM je založená na imunofluorescenčnej detekcii charakteristických depozitov protilátok IgG (ale niekedy IgA alebo IgM-AT) pozdĺž glomerulárnej bazálnej membrány. U 2/3 pacientov sú depozity imunoglobulínov sprevádzané depozitmi C3 a zložiek klasickej dráhy komplementu. Cirkulujúce protilátky proti glomerulárnej bazálnej membráne sa detegujú nepriamou imunofluorescenciou alebo citlivejším rádioimunotestom.

Imunokomplexná nefritída

Imunitné komplexy (IK) sú makromolekulárne zlúčeniny, ktoré vznikajú interakciou antigénu s protilátkami, pričom sa môžu vyskytovať v krvnom obehu (cirkulujúce imunitné komplexy) aj v tkanivách. Cirkulujúce imunitné komplexy sú z krvného obehu odstraňované najmä fixovanými mononukleárnymi fagocytmi v pečeni.

V renálnych glomeruloch sa za fyziologických podmienok cirkulujúce imunitné komplexy ukladajú v mezangiu, kde sú fagocytované rezidentnými mezangiálnymi fagocytmi alebo monocytmi-makrofágmi prichádzajúcimi z obehu. Ak množstvo uložených cirkulujúcich imunitných komplexov presiahne čistiacu kapacitu mezangia, cirkulujúce imunitné komplexy sa v mezangiu dlhodobo zadržiavajú, podliehajú agregácii za vzniku veľkých nerozpustných imunitných komplexov, čo vytvára podmienky pre škodlivú aktiváciu celej kaskády komplementu.

Ložiská imunitných komplexov sa môžu v glomeruloch tvoriť aj iným spôsobom - lokálne (in situ) s ukladaním najprv antigénu v glomeruloch a potom protilátky, ktorá sa s antigénom lokálne spája, čím vznikajú ložiská imunitných komplexov v mezangiu a subendoteliálne. So zvýšenou permeabilitou kapilárnej steny môžu molekuly antigénov a protilátok prechádzať cez bazálnu membránu glomerúl a navzájom sa spájať v subepiteliálnom priestore.

Negatívny náboj glomerulárnej bazálnej membrány podporuje „implantáciu“ pozitívne nabitých molekúl antigénov (bakteriálnych, vírusových, nádorových antigénov, liečivých hapténov atď.) do kapilárnej steny, po čom nasleduje tvorba imunitných komplexov in situ.

V imunofluorescenčných štúdiách renálneho tkaniva produkujú imunitné komplexy charakteristickú granulárnu fluorescenciu imunoglobulínov v mezangiu alebo pozdĺž glomerulárnej bazálnej membrány.

Úloha komplementu pri poškodení glomerulov je spojená s jeho lokálnou aktiváciou v glomeruloch imunitných komplexov alebo protilátok proti glomerulárnej bazálnej membráne. V dôsledku aktivácie sa tvoria faktory, ktoré majú chemotaktickú aktivitu pre neutrofily a monocyty, čo spôsobuje degranuláciu bazofilov a mastocytov, ako aj „membránový útočný faktor“, ktorý priamo poškodzuje membránové štruktúry. Tvorba „membránového útočného faktora“ je mechanizmus poškodenia glomerulárnej bazálnej membrány pri membránovej nefropatii, spojený s lokálnou aktiváciou komplementu subepiteliálnymi depozitmi imunitných komplexov.

Cytokíny a rastové faktory sú produkované infiltrujúcimi zápalovými bunkami (lymfocyty, monocyty, neutrofily) aj vlastnými bunkami glomerúl a intersticia. Cytokíny pôsobia parakrinne (na susedné bunky) alebo autokrinne (na bunku, ktorá ich syntetizuje). Rastové faktory extrarenálneho pôvodu môžu tiež spôsobiť zápalové reakcie v glomeruloch. Boli identifikované prirodzené inhibítory cytokínov a rastových faktorov vrátane rozpustných foriem a antagonistov receptorov. Boli identifikované cytokíny s prozápalovými (interleukín-1, TNF-alfa), proliferatívnymi (rastový faktor odvodený z krvných doštičiek) a fibrotizujúcimi (TGF-b) účinkami, hoci toto rozdelenie je do istej miery umelé kvôli výraznému prekrývaniu ich spektier účinku.

Cytokíny interagujú s inými mediátormi poškodenia obličiek. Angiotenzín II (All) in vivo indukuje expresiu rastového faktora odvodeného z krvných doštičiek a TGF-β v hladkom svalstve a mezangiálnych bunkách, čo vedie k proliferácii buniek a tvorbe matrice. Tento účinok je významne inhibovaný podávaním ACE inhibítorov alebo antagonistov receptora angiotenzínu II.

Typickými prejavmi glomerulárnej zápalovej reakcie na poškodenie imunitným systémom sú proliferácia (hypercelulárnosť) a expanzia mezangiálnej matrix. Hypercelulárnosť je spoločným znakom mnohých foriem glomerulárneho zápalu, dôsledkom glomerulárnej infiltrácie cirkulujúcimi mononukleárnymi a neutrofilnými leukocytmi, ktoré sú príčinou poškodenia, a zvýšenou proliferáciou vlastných mezangiálnych, epitelových a endotelových buniek glomerulu. Bolo zistené, že mnohé rastové faktory stimulujú jednotlivé populácie glomerulárnych a tubulárnych buniek k syntéze zložiek extracelulárnej matrix, čo vedie k jej akumulácii.

Akumulácia glomerulárnej matrix je prejavom dlhodobého zápalu, často sprevádzaného sklerózou a obliteráciou glomerúl a intersticiálnou fibrózou. To je zase najvýraznejším znakom postupujúceho priebehu ochorenia a rozvoja chronického zlyhania obličiek.

Patologická imunitná odpoveď, ktorá spôsobuje poškodenie obličkového tkaniva: glomerulov, intersticií a tubulov, v mnohých prípadoch časom ustane a poškodenie, ktoré spôsobuje, končí reparáciou (hojením) s rôznymi výsledkami – od úplnej obnovy glomerulárnej štruktúry až po globálnu glomerulosklerózu – základ progresívneho zlyhania obličiek.

Súčasné koncepty regulácie fibrogenézy naznačujú, že rozdiely medzi hojením s obnovením normálnej štruktúry a funkcie a rozvojom tkanivovej fibrózy sú dôsledkom narušenia lokálnej rovnováhy medzi endokrinnými, parakrinnými a autokrinnými faktormi, ktoré regulujú proliferáciu a syntetickú funkciu fibroblastov. Osobitnú úlohu v tomto procese zohrávajú rastové faktory, ako je TGF-beta, rastový faktor odvodený z krvných doštičiek, základný rastový faktor fibroblastov a angiotenzín II, známejší pre svoje hemodynamické účinky.

Resorpcia a využitie uloženej mezangiálnej a intersticiálnej matrice prebieha pôsobením vylučovaných proteolytických enzýmov. Normálne glomeruly obsahujú enzýmy ničiace matricu, ako sú serínové proteázy (aktivátory plazminogénu, elastáza) a matrixové metaloproteinázy (intersticiálna kolagenáza, želatináza, stromlyzín). Každý z týchto enzýmov má prirodzené inhibítory, medzi ktorými inhibítor aktivátora plazminogénu typu 1 hrá dôležitú regulačnú úlohu v obličkách. Zvýšenie sekrécie fibrinolytického enzýmu alebo zníženie aktivity inhibítora môže podporiť resorpciu predtým uložených proteínov extracelulárnej matrice. K akumulácii extracelulárnej matrice teda dochádza v dôsledku zvýšenia syntézy mnohých jej zložiek a zníženia ich rozpadu.

Myšlienka vedúcej úlohy porúch regulácie fibrogenézy v progresii ochorení obličiek do značnej miery vysvetľuje hypotézu o význame hemodynamických faktorov a glomerulárnej hypertrofie. Hoci je AN známejšia ako faktor ovplyvňujúci cievny tonus, v súčasnosti sa zistilo, že je dôležitým faktorom pri proliferácii buniek hladkého svalstva ciev a súvisiacich mezangiálnych buniek renálnych glomerúl, indukcii ich syntézy TGF-beta, rastového faktora odvodeného z krvných doštičiek, a aktivácii TGF-beta z jeho latentnej formy.

Úloha angiotenzínu II ako potenciálne škodlivého rastového faktora môže čiastočne vysvetliť pozorovanie, že užívanie ACE inhibítorov chránilo pred progresiou ochorenia bez akýchkoľvek zmien v glomerulárnej hemodynamike alebo zvýšenia glomerulárneho kapilárneho tlaku, t. j. mechanizmy adaptácie na stratu hmoty obličiek môžu stimulovať produkciu a pôsobiť v súlade s faktormi, ktoré podporujú fibrózu.

Konštantným znakom proteinurických foriem nefritídy je prítomnosť glomerulárneho aj tubulointersticiálneho zápalu. V posledných rokoch sa zistilo, že ťažká a dlhotrvajúca proteinúria pôsobí na intersticium ako vnútorný toxín, pretože reabsorpcia filtrovaných proteínov aktivuje epitel proximálnych tubulov.

Aktivácia tubulárnych buniek v reakcii na preťaženie proteínmi vedie k stimulácii génov kódujúcich zápalové a vazoaktívne látky - prozápalové cytokíny, MCP-1 a endotelíny. Tieto látky, syntetizované vo veľkom množstve, sú vylučované cez bazolaterálne časti tubulárnych buniek a priťahovaním ďalších zápalových buniek prispievajú k zápalovej intersticiálnej reakcii, ktorá pri väčšine foriem glomerulonefritídy často predchádza rozvoju nefrosklerózy.

TGF-beta je najdôležitejší fibrogénny cytokín, pretože zvyšuje syntézu a potláča degradáciu matrice, čím je silným chemoatraktantom pre monocyty a fibroblasty. Hlavným zdrojom produkcie TGF-beta pri intersticiálnom zápale sú zrejme intersticiálne a tubulárne bunky. Rastový faktor odvodený z krvných doštičiek má tiež fibrogénny účinok a podobne ako TGF-beta dokáže transformovať intersticiálne fibroblasty na myofibroblasty. AN je tiež produkovaný tubulárnymi bunkami; stimuluje produkciu TGF-beta v renálnych tubulárnych bunkách a indukuje expresiu TGF-beta vo fibroblastoch. Nakoniec, ďalším fibrogénnym mediátorom je endotel-1, ktorý je okrem iných rezidentných buniek exprimovaný proximálnymi a distálnymi tubulárnymi bunkami. Je schopný stimulovať proliferáciu renálnych fibroblastov a zvýšiť syntézu kolagénu v nich.