Chronic hepatitis С and non-alcoholic fatty liver disease. Main aspects of pathogenesis

Full Text

Во всем мире хроническим вирусным гепатитом С (ХГС) страдает до 200 млн человек - это состав- ляет около 3% от человеческой популяции на всем земном шаре [24]. Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) также вносит существенный вклад в общее число хронических заболеваний печени из- за стремительного распространения ожирения во всем мире. Так, НАЖБП страдают до 46% населения Соединенных Штатов Америки, и она считается наи- более распространенным хроническим заболеванием печени в Северной Америке [40]. В связи с высокой распространенностью НАЖБП и ХГС по разным оценкам ожидается, что эти две нозологические формы будут протекать совместно у значительной части пациентов. Средняя частота встречаемости НАЖБП, ассоциированной с ХГС, со- ставляет около 55% в зависимости от генотипа вируса и метаболического синдрома [7]. Взаимодействие между ХГС и стеатозом печени имеет важное значение при проведении противо- вирусной терапии, прогнозировании скорости про- грессирования фибротического процесса и оценке риска развития гепатоцеллюлярной карциномы [28]. В 2003 г. Конференция Американской ассоциации по изучению болезней печени определила НАЖБП как заболевание, связанное с накоплением липидов в печени (преимущественно триглицеридов) сверх 5-10% ее массы или наличием при гистологическом исследовании более чем 5% гепатоцитов, содержа- щих депозиты липидов. Морфологическая картина может варьировать от простого макровезикулярного стеатоза, который определяется ультразвуковым методом, протонной магнитно-резонансной спек- троскопией или лабораторными исследованиями, до стеатогепатита, фиброза и цирроза печени [4, 14]. При этом необходимо исключить вторичные причины, а также употребление алкоголя (более 30 г этанола в сутки для мужчин и 20 г - для женщин) [14]. Обязательными факторами в патогенезе НАЖБП являются инсулинорезистентность и оксидативный стресс, ведущие к сериям последовательных цитоки- новых воспалительных реакций [10]. Инсулинорези- стентность как результат хронического воспаления, обусловленного ожирением и изменением коли- чественного и качественного состава микрофлоры кишечника, способствует повышению активности гормон-чувствительной липазы, которая усиливает процессы липолиза жировой ткани, что приводит к вы- делению свободных жирных кислот (СЖК). Они, в свою очередь, преимущественно преобразуются в триглице- 216 1 (61) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Обзоры риды (ТГ) путем эстерификации в гепатоцитах или же в процессе окисления в митохондриях гепатоцитов. ТГ, связываясь с аполипопротеинами, транспортируются в виде липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Окисление ТГ и увеличение нагрузки СЖК приводит к жировой дистрофии печени. В последующем через окисление побочных продуктов происходит появление и прогрессирование фиброза [28]. Синтез СЖК в самой печени играет существенную роль в развитии стеатоза. Инсулинорезистентность ведет к гиперинсулинемии, которая стимулирует экспрессию протеина, связывающегося со стерол- чувствительным элементом (SREBP-1), вследствие этого повышается уровень СЖК и как результат фор- мируется избыточное накопление жировых молекул в гепатоците. Дальнейшее усиление липогенеза проис- ходит из-за усиления экспрессии белка, связывающе- гося с углевод-чувствительным элементом (СhREBP) и является вторичным по отношению к гипергликемии. Итак, развивающаяся липотоксичность приводит к дисфункции и гибели клеток печени. Наибольший вклад в развитие стеатоза вносит избыточное про- никновение СЖК в печень (60%) и липогенез (DNL) - 26% [28]. При частичном окислении СЖК продуцируются активные формы кислорода (АФК), активизируя другие пути воспалительных реакций. Избыток СЖК оказывает влияние на эндоплазматический ретику- лум (ЭПР), и в результате накопления «развернутых» белков гепатоциты подвергаются апоптозу [18, 22]. Также СЖК путем прямого липосомного воздействия нарушают адекватное функционирование митохон- дрий, запуская реакции оксидативного стресса [28]. Недавно предложенная современная концепция включает в себя «ось кишечник-печень» как важней- ший фактор ожирения и патогенеза НАЖБП. Послед- ние достижения в этой области свидетельствуют о том, что повышенное потребление предрасполагаю- щих к ожирению продуктов питания (особенно обо- гащенных жиром и фруктозой) может изменить ки- шечную флору и барьерную функцию кишечника [23]. Ожирение и НАЖБП тесно связаны с нарушением целостности кишечного барьера, метаболическим эндотоксикозом и неспецифическим воспалением, опосредованным через толл-подобные рецепторы (TLRs) [23]. Увеличение количества липополисахари- дов (ЛПС) бактерий в крови, индуцируемое питанием, называется метаболической эндотоксемией. Наруше- ние структуры белков плотных кишечных контактов (TJ-белков), главным образом плотного контакта-1 (ZO-1) и окклюдина, способствует усилению прони- цаемости кишечника. Диета с избыточным содержа- нием жиров может спровоцировать воспалительный процесс в кишечнике [11], что, в свою очередь, может привести к нарушению структуры плотных контактов (TJs) и повышенной кишечной проницаемости. Пред- полагается, что специфический «ненормальный» кишечный микробиом играет потенциальную роль в патогенезе НАЖБП [8]. Кишечная микрофлора продуцирует ферменты, которые перерабатывают пищевой холин, компонент клеточной мембраны, регулирующий транспорт липи- дов в печени, в метиламины - токсические вещества, ответственные за воспаление и повреждение печени. Аберрантная микробиота может вызывать накопление ТГ и спровоцировать развитие неалкогольного стеа- тогепатита (НАСГ) путем уменьшения содержания хо- лина и увеличения концентрации метиламинов. ЛПС, активный компонент эндотоксинов, взаимодействует с ЛПС-связывающим белком и рецептором СD14, ак- тивируя ТLRs и, как следствие, цепочку воспалитель- ных реакций, которая включает стресс-активируемые протеинкиназы, с-Jun N-терминальную киназу (JNK), р38, фактор регулирования интерферона 3 (IRF-3) и ядерный фактор каппа-B (NF-kB), т. е. патологиче- ские пути, связанные с инсулинорезистентностью и синтезом ТГ [8]. В ходе развития НАЖБП отмечаются изменения процесса метаболизма желчных кислот. Кишечные бактерии могут изменять состав желчных кислот пу- тем преобразования холевой и хенодезоксихолевой кислоты во вторичные желчные кислоты, влияющие на гомеостаз липидов и глюкозы. Кроме того, пато- логическая микробиота может повредить механизм сигнализации рецепторов желчных кислот, например фарнезоидный X-рецептор (FXR) и активируемый желчными кислотами рецептор, сопряженный с G-белком связывающий желчные кислоты-активиро- ванный рецептор TGR-5 [8], затрагивая таким образом DNL в печени и экспорт липопротеинов очень низкой плотности [37], а также метаболизм глюкозы [29]. Наконец, в клинических и экспериментальных исследованиях наблюдалась корреляция между из- быточным бактериальным ростом в тонкой кишке (SIBO) и НАЖБП [8]. В.К. Жданов и др. [3], В.С. Сукачев [5] при исследовании дисбиотических изменений в тонкой кишке у больных ХГС выявили прямую корре- ляцию между SIBO, воспалительной активностью и выраженностью фиброза в печени на ранних стадиях заболевания. Избыточный бактериальный рост в тонкой кишке, а также качественные отклонения кишечной флоры мо- гут нарушить барьерные функции слизистой оболочки кишечника, что приведет к повышенной проницаемо- сти слизистой оболочки и последующей транслокации эндотоксина в кровоток [15, 26]. Таким образом, увеличение проницаемости кишечника представ- ляет собой дополнительный механизм патогенеза НАСГ, действуя через накопление эндотоксинов и бактериальных метаболитов в печени и последующую индукцию воспалительной реакции путем активации рецепторов распознавания патоген-ассоциированных молекулярных структур (PAMP) [8]. Из-за высокой чувствительности печени к сигналам патогенных молекул TLRs через систему воротной вены запуска- ются патологические метаболические пути, активируя клетки печени, в первую очередь клетки Купфера, а также гепатоциты и клетки Ито. Как рецепторы рас- ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 1 (61) - 2018 217 Обзоры познавания структур (PRR), TLRs выполняют защитную функцию, а также участвуют в патогенезе НАСГ. Среди связанных с НАЖБП толл-подобных рецепторов TLR-2 взаимодействует с рядом PAMP, в том числе пептидо- гликаном, компонентом грамположительных бактерий [8], концентрация которого увеличивается при НАЖБП [30]. У мышей, рацион которых содержал повышенное количество жиров, блокирование сигналов от TLR-2 предотвращало развитие инсулинорезистентности, наблюдалось снижение уровня воспалительных ци- токинов и регресс НАСГ [13]. Внутриклеточный рецептор TLR-9 активируется не- метилированной дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) и, как правило, экспрессируется в вирусах и бактериях, реже - в клетках млекопитающих. Нисхо- дящие сигналы от TLR-9 включают в себя выработку интерлейкина-1(IL-1) и ассоциируются со степенью тяжести НАСГ и прогрессированием фиброза [27]. Результаты исследования, проведенного на экспери- ментальных моделях колита с высоким уровнем ЛПС в воротной вене, показали повышенную экспрессию TLR-9 в печени, что приводило к возникновению сте- атоза, воспалительной реакции и фиброза [8]. Участие TLR-4 в патогенезе НАЖБП было про- демонстрировано на TLR-4-дефицитных мышах, у которых отмечался более низкий уровень вос- палительных медиаторов, отсутствие НАЖБП или инсулинорезистентности. TLR-4 экспрессируются клетками Купфера, клетками Ито, гепатоцитами и холангиоцитами. Взаимодействие ЛПС и TLR-4 игра- ет важную роль в патогенезе и прогрессировании жировых заболеваний печени, что подтверждается повышенным уровнем эндотоксинов в воротной вене и экспрессией TLR-4 печенью при экспериментальном НАСГ. Согласно этой гипотезе, экспрессия хемокинов и адгезивных молекул, а также TGF-β-опосредованная сигнализация положительно модулируется TLR-4, в то время как два подтипа TLR-4, которые выполняют защитную функцию (предотвращая развитие фибро- за), ассоциируются с более низким апоптотическим пороговым значением для клеток Ито [8]. Важную роль в патогенезе НАСГ играют рецепторы, схожие с нуклеотид-связывающими олигомеризу- ющими доменными рецепторами (NLR). Активация NLR в качестве реакции на молекулярные структуры клеточного повреждения (DAMP) или PAMP приводит к формированию инфламмасомы - мультибелкового комплекса, необходимого для активации каспазы-1 и инициации воспалительных сигналов. Полная ак- тивация инфламмасомы, опосредованная PRR че- рез NF-kB, может быть вызвана широким спектром сигналов - мочевой кислотой, АФК, аденозинтри- фосфатом (ATФ) [8] и митохондриальной ДНК [34], а результатом является секреция IL-1 и IL-18 [36]. Эти цитокины, действуя на различные типы клеток, вы- зывают воспалительные сигналы в печени, а также в жировой ткани и кишечнике, приводя к развитию стеатоза, инсулинорезистентности, воспалению и гибели клеток [12]. Роль инфламмасом в развитии и прогрессировании НАЖБП до НАСГ была рассмотре- на у пациентов и на примере лабораторных моделей животных [8]. Отмечается активация инфламмасомы NOD-подобного рецептора 3 (NLRP3) при развитии стеатогепатита ввиду особенностей рациона [9], а также после продолжительного употребления жиров, холестерина и сахарозы в значительных количествах [16]. Кроме того, экспрессия NLRP3-рецептора корре- лирует с фиброзом печени, а при отсутствии данного рецептора улучшается метаболическая активность [38] и подавляется развитие стеатогепатита, вызван- ного особенностями рациона [41], хотя исследования J. Henao-Mejia et al. [19] показали, что отсутствие NLRP3 способствует развитию дисбактериоза и хро- нического воспаления. Активация же инфламмасомы NLRP3 коррелировала с пироптозом гепатоцитов - механизмом инфламмасом-опосредованной гибели клеток [41]. Повреждение гепатоцитов приводит к выделению внутриклеточных молекул-DAMP, которые действуют как сигналы опасности, стимулируя накопление и активацию иммуноцитов и инициируя воспалитель- ную реакцию при отсутствии возбудителей. Данный механизм именуется асептической воспалительной реакцией [8]. Было выделено несколько типов DAMP, в том числе ядерные ДНК, пуриновые нуклеотиды (АТФ, УТФ), ядерные факторы (например, белок с вы- сокой подвижностью-1 (HMGB-1) и мочевая кислота) [20]. Кроме того, митохондриальная ДНК, которая активирует TLR-9, и некоторые митохондриальные компоненты также играют роль в инициировании асептической воспалительной реакции: формил- пептиды, АТФ и АФК, которые индуцируют активацию инфламмасомы. Высокие концентрации внеклеточной АТФ как следствие гибели клеток приводят к актива- ции инфламмасомы и выработке IL-1β через рецептор P2X7. Связывание АТФ с P2X7 провоцирует образова- ние пор в плазматической мембране, что позволяет бактериальным продуктам проникать в клетки. Следо- вательно, АТФ играет важную роль в воспалительной реакции, индуцированной PAMP [8]. У пациентов с хронической инфекцией, вызванной вирусом гепатита С (HCV-инфекцией), выделяют в основном два типа стеатоза. Первый - «метаболи- ческий» стеатоз, тесно связанный с метаболическим синдромом. Второй - «вирусный» стеатоз, который непосредственно связан с прямым цитопатическим воздействием самого вируса. L.Abenavoli et al. [6] выделяют третий тип, который можно рассматривать как «промежуточный» между первым и вторым - его развитие можно определить как комбинацию вирус- ных и метаболических факторов (нарушений), хотя данные воздействия в большей или меньшей мере могут иметь место в развитии как метаболического, так и вирусного стеатоза. Развитие метаболического стеатоза характерно для пациентов, инфицированных не третьим гено- типом НСV. Его средняя распространенность среди пациентов с генотипами 1 и 2 составляет около 40 и 218 1 (61) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Обзоры Рис. Факторы риска прогрессирования фиброза печени у пациентов, страдающих ХГС 50% соответственно. Патогенез определяется, пре- жде всего, наличием таких коморбидных факторов, как повышенный индекс массы тела, висцеральное ожирение, инсулинорезистентность (ИР) и сахарный диабет II типа [7]. Показано, что ожирение играет важную роль в развитии стеатоза печени на фоне течения HCV- инфекции, особенно у пациентов с генотипом 1. На- личие абдоминального ожирения у пациентов с ХГС является определяющим фактором риска в развитии инсулинорезистентности и НАЖБП. У лиц, страда- ющих ХГС с абдоминальным ожирением, стеатоз встречался более чем в 50% случаев по сравнению с 43% у пациентов с периферическим ожирением [7]. Инсулинорезистентность чаще встречалась среди пациентов, страдающих ХГС, чем у неинфи- цированных субъектов. M. Shaheen et al. [32] по- казали, что ХГС чаще ассоциировался с сахарным диабетом II типа (в 32-70% случаев). На когорте из 1084 человек S.H. Mehta et al. [25] показали, что больные хроническим гепатитом С в два раза боль- ше склонны к развитию сахарного диабета II типа независимо от других факторов. Механизмы, ле- жащие в основе развития инсулинорезистентности, связаны с вирусным воздействием на инсулиновые рецепторы (IRS ½), через которые реализуется ин- сулиновый сигнальный путь (путь фосфоинозитид- 3-киназы (PI3K)). HCV-core-протеин стимулирует экспрессию фактора некроза опухоли-α (TNF-α) и супрессора сигнализации цитокина-3 (SOCS-3), по- давляя регуляторную активность IRS ½. Нарастает глюконеогенез и гипергликемия [1, 28]. G. Waris et al. [39], изучая инфицированные клети 2а генотипом, выявили взаимосвязь HCV и ИР через активацию SREBP1 в PI3K-пути. A. Sabile et al. [31] показали, что 1-й генотип вируса гепатита С непосредственно подавляет ак- тивность микросомального транспортного белка (МТР - Microsomal Triglyceride Transfer Protein) через взаимодействие его core протеина с аполипопроте- ином A2. Неструктурный белок NS5A, взаимодействуя с аполипопротеином А1 и А2, приводит к нарушению транспорта холестерина в гепатоцитах [33]. В итоге нарушается секреция ЛПОНП, транспорт холестери- на, в гепатоцитах накапливаются ТГ, что способствует развитию гепатоцеллюлярного стеатоза [1, 28]. Развитие НАЖБП тесно связано с 3-м генотипом HCV и не зависит от инсулинорезистентности. Степень стеатоза печени у таких пациентов напрямую связана с вирусной нагрузкой, а при достижении устойчивого вирусологического ответа (УВО) наблюдается регресс жировой инфильтрации. Генотип 3 вируса меняет липидный обмен через три различных усиливающих друг друга механизма. HCV- core-протеин и NS4B белок 3а генотипа напрямую стимулирует активность SREBP-1, что способствует избыточному синтезу жирных кислот. Как раз этот механизм является ключевым моментом в наруше- нии липидного обмена по сравнению с 1b генотипом [28]. Ингибирование НСV-core-протеином активности МТР приводит к дефициту аполипопротеина B (АpoB), избыточному накоплению триглицеридов и в итоге к развитию стеатоза. Кроме того, было показано, что у пациентов, инфицированных генотипом 3, по- нижен уровень матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) рецептора активированного пролифиратора пироксисом (РРАR) по сравнению с пациентами, инфицированными другими генотипами. РРАR-α, в свою очередь, выступает в качестве важного фактора транскрипции в регуляции работы генов, ответствен- ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 1 (61) - 2018 219 Обзоры ных за митохондриальное β-окисление жирных кислот [6]. НСV-core-протеин, взаимодействуя с митохон- дриями и эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР), приводит к образованию активных форм кислорода. Они же вызывают повреждение митохондрий и пере- кисное окисление мембранных липидов и структурных белков, которые, в свою очередь, активно вовлечены в обмен и секрецию ЛПОНП, что приводит также к развитию стеатоза [21]. Взаимосвязь HCV-инфекции, неалкогольной жировой болезни печени и прочих факторов риска можно схематично представить следующим образом (рис.). НАЖБП выступает в качестве основного комор- бидного фактора при развитии повреждения печени, вызываемого ХГС. Итогом этого взаимодействия является появление и прогрессирование фиброза от начальных до продвинутых стадий в более ко- роткие сроки. С одной стороны, сам вирус гепатита С может цитотоксически вести к прямому повреж- дению печени, запускать генотип-специфическим образом или опосредованно через инсулиновый путь развитие жирового повреждения печени. С другой стороны, наличие таких факторов риска, как инсулинорезистентность, сахарный диабет, ожире- ние, дисбиоз кишечника и эпигеномные поломки, ведёт к самостоятельному формированию НАЖБП, которая усугубляет течение некробиотического процесса в печеночной ткани и прогрессирование фиброза, оставаясь актуальным даже у пациентов, достигших УВО. В этой связи не только использование противо- вирусной терапии, но и формирование правильного образа питания у пациентов, разработка лекарствен- ных препаратов, воздействующих на определенные эпигеномные патологические звенья, существенно снизят риски прогрессирования фиброза и развития гепатоцеллюлярной карциномы у данной категории больных.

About the authors

K V Zhdanov

Email: vmed-2007@yandex.ru

S S Karyakin

K V Kozlov

D A Gusev

V S Sukachev

A V Saulevich

M V Yaremenko

S N Kizhlo

D M Shahmanov

D Yu Lobzin

M V Kurtukov

M A Dzheriev

References

Supplementary files