… представляют собой семейство гормонов, основной функцией которых является регуляция водно-солевого обмена в организме.
В начале XX века было высказано предположение об эндокринной функции сердца и было показано, что расширение предсердий вызывает натрийурез. Применение электронной микроскопии выявило внутриклеточные гранулы в миоцитах предсердий, похожие на гранулы эндокринных клеток. В 1981 г. в экспериментах на крысах было показано, что введение экстрактов предсердных миоцитов крысам вызывает натрийурез и диурез. Позже было установлено, что активным фактором является предсердный натрийуретический пептид (Atrial Natriuretic Peptide, ANP). В 1985 году были обобщены данные по эндокринной функции сердца, в которой рассматривалась роль ANP как гормонального фактора, регулирующего водно-электролитный гомеостаз и артериальное давление. В 1988 г. из мозга свиньи был выделен натрийуретический пептид, похожий на ANP, который был назван мозговым натрийуретическим пептидом (Brain Natriuretic Peptide BNP). Позднее было показано, что BNP экспрессируется преимущественно в кардиомиоцитах и имеет общие периферические рецепторы с ANP, поэтому в последнее время чаще используется название «натрийуретический пептид B-типа» (B-type Natriuretic Peptide). В последующем был выявлен третий натрийуретический пептид, названный CNP (C-type Natriuretic Peptide), который продуцируется в мозге и эндотелии и не секретируется кардиомиоцитами. Таким образом:
секреция ANP осуществляется миоэндокринными клетками предсердий, преимущественно правого;
секреция BNP осуществляется миоэндокринными клетками желудочков, преимущественно левого;
секреция CNP продуцируется в мозге и эндотелии (а также в эпителиальных клетках канальцев и собирательных трубок почек) и не секретируется кардиомиоцитами.
Известен также натрийуретический пептид типа D (dendroaspis natriuretic peptide – DNP), выделенный из яда змеи зеленая мамба. Натрийуретический пептид типа D в настоящее время недостаточно изучен (по мнению ряда авторов, он вызывает вазодилатацию, преимущественно артериальную).
Механизм регуляции секреции натрийуретических гормонов до настоящего времени полностью не известен. Наиболее вероятным стимулом для высвобождения ANP и BNP является повышение конечно-диастолического давления в камерах сердца и их перегрузка объемом. Кроме того, синтез НУП может увеличиваться в ответ на ишемию, аритмию, тахикардию, введение глюкокортикоидов, экспозицию гормонов щитовидной железы, ангиотензина-II, эндотелина-1, независимо от гемодинамических нагрузок камер сердца. Стимулами синтеза CNP являются: фактор некроза опухоли альфа (ФНП-), ростовой фактор бета, интерлейкин-1 и «срезывающая сила» (shear stress); подавляет синтез CNP инсулин.
Все натрийуретические пептиды имеют сходную молекулярную структуру, включающую кольцеобразное аминокислотное ядро, а также С-(карбоксильный) и N-(аминный) фрагменты. Пептиды незначительно различаются набором и количеством аминокислот, входящих в их состав. ANP и BNP, хранящиеся в гранулах кардиомиоцитов (т.е. миоэндокринных клеток) в виде прогормонов, перед поступлением в кровоток под действием протеаз расщепляются на:
гормонально-активные С-концевые фрагменты - собственно предсердный (ANP) и мозговой натрийуретические (BNP) пептиды;
гормонально-неактивные N-концевые фрагменты – N-концевой предсердный натрийуретический пептид (NT-proANP) и N-концевой мозговой натрийуретический пептид (NT-proBNP).
Биологические эффекты натрийуретических пептидов реализуются посредством взаимодействия с рецепторами, расположенными на поверхности клеток-мишеней, с последующим увеличением продукции внутриклеточного циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) и активацией цГМФ-зависимых киназ. Рецепторы для BNP располагаются в мозге, легких, почках, надпочечниках, на поверхности фибробластов и гладкомышечных клеток сосудов. ANP и BNP обеспечивают кардио-, васкуло- и ренопротекцию посредством следующих физиологических механизмам:
снижение системного давления крови (артериального давления) и венозного возврата (преднагрузки) к сердцу, балансирование электролитного гомеостаза: увеличение клубочковой фильтрации, подавление реабсорбции натрия и усиление натрийуреза и диуреза, торможение ответных реакций вазопрессина / антидиуретического гормона, расслабление гладко-мышечных клеток сосудов;
уменьшение влияния симпатической нервной системы на сердце и сосуды: торможение функций ренин-ангиотензин-альдостероновой системы путем инактивации ренина и альдостерона, ангиотензина II;
препятствие ремоделированию сердца и сосудов: ингибиция воспалительных, гипертрофических и пролиферативных процессов в эндотелии, гладкомышечных клетках, миокарде; снижение активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и систем цитокинов, факторов роста, матриксных металлопротеиназ, катехоламинов и др; влияние на процессы коагуляции и атеротромбоза.
Уровень натрийуретических пептидов повышается при гипертрофии левого желудочка (ЛЖ), гемодинамической перегрузке правого желудочка (ПЖ), ишемии миокарда, гипоксемии, почечной недостаточности, циррозе печени, сепсисе, у лиц пожилого возраста. Ожирение и лекарственная терапия, наоборот, способствуют уменьшению содержания этих гормонов. Концентрация натрийуретических пептидов несколько выше у женщин и увеличивается с возрастом.
Современная лабораторная диагностика предусматривает возможность исследования пептидов А-, В- и С-типов. CNP может выступать в качестве маркера дисфункции эндотелия. ANP, отражая только растяжение предсердий, кроме того, подвержен влиянию случайных факторов (физическая нагрузка, изменение положения тела), а период полураспада активного ANP составляет 3 - 4 минуты. Все это ограничивает применение ANP в кардиологической практике. Наиболее значимым для диагностических и прогностических целей представляется использование BNP. Среди лабораторных модификаций этого теста для исследования в настоящее время доступны: пептид-предшественник pro-BNP, N-концевой фрагмент пептида-предшественника – NT-proBNP, и биологически активный пептид – BNP. На практике в основном используются NT-proBNP и BNP. Поскольку первый является предшественником второго, оба эти соединения вырабатываются в эквимолярных концентрациях. В клинической практике в основном проводят определение NT-proBNP в связи с более длительным периодом его полувыведения (90 - 120 мин) по сравнению с таковым BNP (около 20 мин), более высокой концентрацией NT-proBNP в плазме крови (около 200 пг/мл у взрослого человека, тогда как концентрация BNP – около 25 пг/мл), а также большей стабильностью как in vivo, так и in vitro вследствие более медленного разрушения.
Применение лабораторного критерия BNP / NT-proBNP позволят объективно диагностировать дисфункцию миокарда с высокой аналитической чувствительностью и специфичностью. В настоящее время определение BNP / NT-proBNP, служащих прогностическим маркером и показателем эффективности лечения, является стандартным методом диагностики сердечной недостаточности (СН). Определение натрийуретических пептидов облегчает диагностику (скрининг) СН на ранних стадиях, что особенно актуально, поскольку одышка, отеки, утомляемость часто являются симптомами других заболеваний и имеют субъективный характер. Также определение BNP / NT-proBNP служит для стратификации риска развития хронической СН и определения ее прогноза.
В основу методов исследования NT-proBNP и BNP положен принцип иммунохимии. Однако в настоящее время отсутствует стандартизация методов определения натрийуретических пептидов (! единого стандарта – нет), в связи с тем, что разные производители используют антитела к разным аминокислотным фрагментам пептидов, различаются условия проведения и регистрации реакции. Соответственно, различаются и значения показателей, полученные при использовании наборов разных производителей, иногда – существенно. Также нужно принимать во внимание диагностические значения изменения содержания натрийуретических пептидов, полученные в многоцентровых исследованиях при конкретной патологии. По последним данным, значения BNP и NT-proBNP зависят также от пола и возраста пациента. Эти трудности препятствуют широкому внедрению методов оценки содержания натрийуретических пептидов в плазме в клиническую практику.
Наиболее строгими на сегодняшний день можно считать следующие рекомендации: для мужчин в возрасте до 54 лет в качестве референсных можно рассматривать значения BNP до 60 пг/мл, 55 - 64 лет - до 80 пг/мл, 65 - 74 лет - до 150 пг/мл, и старше 75 лет - до 121 пг/дл. У женщин значения несколько выше: до 45 лет - до 89 пг/мл, 45 - 54 лет - до 111 пг/мл, 55 - 64 лет - до 115 пг/мл, 65 - 74 лет - до 159 пг/мл, и старше 75 лет - до 266 пг/мл. Аналогичные данные представлены для NT-proBNP : у мужчин в возрасте до 54 лет значения не должны превышать 93 пг/мл, от 55 до 54 лет - 137 пг/мл, от 55 до 64 лет - 177 пг/мл, от 65 до 74 лет - 229 пг/мл, и старше 75 лет - до 852 пг/дл. У женщин интервалы составляют: в возрасте до 45 лет – до 178 пг/мл, 45 - 54 лет - до 192 пг/мл, 55 - 64 лет - до 226 пг/мл, 65 - 74 лет – до 353 пг/мл, и старше 75 лет - до 624 пг/мл.
Однако на сегодняшний день эти данные носят скорее теоретический характер. Для практических целей используется понятие «точки разделения» («cut point» или «cut off»), устанавливаемое на основании клинических данных и с учетом всех возможных методических расхождений. Для BNP такой практически общепринятой границей разделения нормы и патологии является концентрация 100 пг/мл – значения показателя ниже этого уровня позволяют считать сердечную недостаточность маловероятной. Высокая вероятность сердечной недостаточности предполагается, когда значения показателя превышают 500 пг/мл. Для NT-proBNP сердечная недостаточность маловероятна при значениях до 300 пг/мл; высокая вероятность патологии рассматривается в зависимости от возраста: для пациентов до 50 лет - от 450 пг/мл, старше 50 лет - от 900 пг/мл. Следует отметить, что между общепринятыми нижними и верхними пределами «cut off» находится зона неопределенных значений – в этом интервале показатели BNP и NT-proBNP не позволяют ни отвергнуть, ни подтвердить диагноз.
В настоящее время наиболее точным является стандартный электрохемилюминесцентный метод тест-системами на иммунохимических анализаторах линии Elecsys (Roche Diagnostic GmbH, Mанхайм, Германия). Тест-система содержит два поликлональных антитела к определенным эпитопам, локализующиеся в N-терминальной части (1 - 76) proBNP (1 - 108). Около 90 - 100% измеряемой концентрации находится в пределах 2-х сигм с аналитической чувствительности с коэффициентом корреляции >0,95. Минимально детектируемая концентрация (нижний предел определения) составляет 5 пг/мл. Аналитическая специфичность теста определяется в пределах 300 - 3000 пг/мл. Функциональная чувствительность или концентрация аналита, которая может быть измерена в пределах коэффициента вариации 20% составляет <50 пг/мл. Перекрестные реакции с субстанциями – адреномедуллин, альдостерон, ангиотензин 1, ангиотензин 2, ангиотензин 3, ANP, вазопрессин, BNP, CNP, эндотелин, NT-proANP, ренин, уродилатин – отсутствуют. Аналит NT-proBNP отличается высокой стабильностью, и сохранен при температуре 20 - 25С в течение 3 дней, 2 – 8С – 6 дней и при 20С – 12 месяцев и после 5 замораживаний. На анализ не влияет основные преаналитические дефекты сыворотки крови (гемолизность, иктеричность, хилезность). Тест-система позволяет определять концентрацию NT-proBNP в сыворотке и в гепаринизированной плазме.
В настоящее время разрабатываются экспресс-методы определения содержания пептидов в крови в отделениях неотложной помощи, что поможет дифференцировать одышку, вызванную заболеванием сердца и легочной патологией. Знание концентрации BNP у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) помогает точно диагностировать у них СН.