Glomerulonefryt
Patofizjologia i mechanizm
Glomerulonefryt (GN) to heterogenna grupa chorób zapalnych kłębuszków nerkowych, w których kluczową rolę odgrywają mechanizmy immunologiczne, zarówno humoralne (przeciwciała produkowane przez limfocyty B) jak i komórkowe (limfocyty T, makrofagi). Patogeneza obejmuje tworzenie i odkładanie kompleksów immunologicznych, aktywację układu dopełniacza (np. alternatywna droga w APSGN i MPGN), oraz proliferację komórek mezangialnych indukowaną przez PDGF. Typy GN dzieli się na: związany z infekcją, autoimmunologiczny (np. SLE), alloimmunologiczny, autozapalny oraz związany z monoklonalną gammapatią. Charakterystyczne zmiany histologiczne obejmują proliferację komórek, pogrubienie błony podstawnej kłębuszków, a w RPGN obecność półksiężyców w ≥50% kłębuszków. Diagnostyka opiera się na biopsji nerki z oceną immunofluorescencyjną, gdzie np. hipokomplementemia jest częstsza w MPGN, a obecność przeciwciał anty-PLA2R pomaga różnicować idiopatyczne i wtórne MGN.
glomerulonefrytu”>Patofizjologia glomerulonefrytu
Glomerulonefryt (GN) stanowi heterogenną grupę chorób zapalnych kłębuszków nerkowych, które charakteryzują się uszkodzeniem jednostek filtracyjnych nerek (kłębuszków nerkowych). Wspólnym mianownikiem różnych typów glomerulonefrytu jest mechanizm immunologiczny, w którym aktywne są zarówno szlaki humoralne, jak i komórkowe, prowadzące ostatecznie do odpowiedzi zapalnej i w wielu przypadkach do procesów włóknienia.12
Mechanizmy immunologiczne w patogenezie glomerulonefrytu
Patogeneza glomerulonefrytu opiera się głównie na mechanizmach immunologicznych, które można podzielić na dwa główne typy:31
- Odporność humoralna (związana z przeciwciałami) – mediowana przez aktywność limfocytów B i krążących przeciwciał
- Odporność komórkowa – mediowana przez limfocyty T i makrofagi
W mechanizmie humoralnym limfocyty B są aktywowane przez antygen i limfocyty T pomocnicze, co prowadzi do produkcji przeciwciał przez komórki plazmatyczne. Te przeciwciała mogą chronić organizm poprzez neutralizację, opsonizację i aktywację układu dopełniacza. Jednakże w glomerulonefrycie przeciwciała mogą reagować z antygenami obecnymi w kłębuszkach nerkowych lub z antygenami uwięzionymi w błonie podstawnej kłębuszków, prowadząc do tworzenia kompleksów immunologicznych.31
W mechanizmie komórkowym limfocyty T i makrofagi napływają do kłębuszków nerkowych, powodując uszkodzenie. Ten mechanizm jest szczególnie istotny w zapaleniu naczyń małych, gdzie reakcje immunologiczne komórkowe są głównym czynnikiem sprawczym, a nie reakcje antygen-przeciwciało.4
Klasyfikacja glomerulonefrytu oparta na immunopatogenezie
Obecnie proponuje się podział glomerulonefrytu na pięć kategorii według immunopatogenezy:2
- Glomerulonefryt związany z infekcją – wywołany przez czynniki zakaźne (bakteryjne, wirusowe lub pasożytnicze).
- Glomerulonefryt autoimmunologiczny – związany z chorobami autoimmunologicznymi, takimi jak toczeń rumieniowaty układowy (SLE).
- Glomerulonefryt alloimmunologiczny – związany z reakcją na obce antygeny.
- Glomerulonefryt autozapalny – charakteryzujący się przewlekłym procesem zapalnym.
- Glomerulonefryt związany z monoklonalną gammapatią – wywołany przez nadmierną produkcję jednego typu immunoglobulin.
Mechanizmy uszkodzenia kłębuszków nerkowych
Kompleksy immunologiczne i ich rola
Tworzenie i odkładanie kompleksów immunologicznych jest kluczowym mechanizmem w patogenezie wielu typów glomerulonefrytu. Te kompleksy mogą powstawać na dwa główne sposoby:56
- Odkładanie krążących kompleksów immunologicznych – kompleksy antygen-przeciwciało formują się w krążeniu, a następnie osadzają w kłębuszkach nerkowych.
- Tworzenie kompleksów in situ – przeciwciała reagują z antygenami już obecnymi w kłębuszkach lub z antygenami uwięzionymi w błonie podstawnej kłębuszków.
W przypadku glomerulonefrytu poinfekcyjnego (np. postreptokokowego) antygeny bakteryjne lub ich kompleksy immunologiczne mogą krążyć we krwi i zostać uwięzione w kłębuszkach, wywołując odpowiedź zapalną. W zapaleniu kłębuszków nerkowych związanym ze Staphylococcus obserwuje się złogi IgA i składnika C3 dopełniacza.17
W patogenezie ostrego kłębuszkowego zapalenia nerek postreptokokowego (APSGN) zidentyfikowano dwa główne antygeny jako potencjalne przyczyny choroby:8
- Prekursor zymogenu egzotoksyny B (SPEB) lub białko związane ze szczepem nefropatycznym (NSAP)
- Receptor plazminogenu związany z zapaleniem nerek (NAPlr) – enzym glikolityczny o aktywności dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej (GAPDH) z zdolnością wiązania plazminy
Układ dopełniacza w patogenezie glomerulonefrytu
Aktywacja układu dopełniacza jest istotnym elementem w patogenezie glomerulonefrytu. W glomerulonefrycie postreptokokowym (APSGN) aktywacja C3 zachodzi głównie poprzez alternatywną drogę dopełniacza.9
W błoniastobłoniasto-rozplemowym kłębuszkowym zapaleniu nerek (MPGN) dysregulacja i trwała aktywacja alternatywnej drogi dopełniacza prowadzi do odkładania produktów dopełniacza wzdłuż ścian naczyń włosowatych i w mezangium. To powoduje uszkodzenie śródbłonka i zmiany naprawcze.10
Badania nad genetycznymi nieprawidłowościami dopełniacza i jego elementów regulatorowych pokazują, jak mogą one powodować choroby kłębuszków nerkowych.11
Rola komórek zapalnych w uszkodzeniu kłębuszków
Uszkodzenie zapalne kłębuszków nerkowych jest mediowane przez krążące komórki zapalne (neutrofile, płytki krwi, makrofagi) lub przez komórki rezydentne kłębuszków (komórki mezangialne), lub przez obie te populacje.5
Neutrofile powodują uszkodzenie poprzez miejscowe uwalnianie proteaz degradujących błonę podstawną kłębuszków lub halogenację błony podstawnej wywołaną przez interakcję pochodzącej z neutrofili mieloperoksydazy z H₂O₂ i halidem. Uszkodzenie kłębuszków wywołane przez neutrofile jest wzmacniane przez płytki krwi.5
Makrofagi i monocyty patrolujące (PMos) pełnią kluczową rolę w procesie zapalnym w kłębuszkach. W badaniach nad modelami myszy i pacjentami z SLE wykazano, że glomerulonefryt był charakteryzowany przez akumulację monocytów patrolujących w kłębuszkach nerkowych. Te komórki, aktywowane przez receptory TLR, przyczyniają się do zapalenia kłębuszków i uszkodzenia nerek.1213
Proliferacja komórek mezangialnych w glomerulonefrycie jest mediowana przez dopełniacz i płytki krwi. Proces ten wiąże się ze zwiększoną ekspresją białek PDGF i receptora PDGF oraz genów kodujących te białka, co prowadzi do autokrinngo mechanizmu proliferacji komórek. Proliferacji komórek mezangialnych towarzyszy zwiększone uwalnianie proteinaz obojętnych w miejscach uszkodzenia błony podstawnej. Proliferacja komórek mezangialnych poprzedza regulację w górę genów kodujących składniki macierzy pozakomórkowej w kilku modelach i może być ważna w patogenezie stwardnienia kłębuszków nerkowych.5
Specyficzne mechanizmy w różnych typach glomerulonefrytu
Glomerulonefryt postreptokokowy
Ostre kłębuszkowe zapalenie nerek postreptokokowe (APSGN) jest mediowane przez mechanizm immunologiczny, reprezentujący reakcję nadwrażliwości typu III. W APSGN zaangażowane są pochodne białek streptokokowych. Neuraminidaza streptokokowa może zmieniać immunoglobulinę G (IgG) gospodarza. IgG łączy się z przeciwciałami gospodarza, tworząc kompleksy immunologiczne IgG/anty-IgG, które następnie gromadzą się w kłębuszkach nerkowych.146
Stamatiades i współpracownicy ustalili, że w APSGN i innych reakcjach nadwrażliwości typu III, komórki śródbłonka naczyniowego w nerkach aktywnie transportują krążące kompleksy immunologiczne z naczyń włosowatych do przestrzeni śródmiąższowej okołocewkowej, gdzie są wykrywane i usuwane przez makrofagi rezydentne. Wychwyt tych kompleksów immunologicznych przez makrofagi rezydentne wywołuje uwalnianie cytokin prozapalnych, co z kolei prowadzi do rekrutacji monocytów i neutrofili do nerek z krążenia.14
Błędoniasto-rozplemowe kłębuszkowe zapalenie nerek (MPGN)
Błoniasto-rozplemowe kłębuszkowe zapalenie nerek (MPGN) charakteryzuje się histologicznie pogrubieniem błony podstawnej kłębuszków (GBM) i zmianami proliferacyjnymi w mikroskopii świetlnej. Preferowana klasyfikacja opiera się na procesach patofizjologicznych i jest wspierana przez wyniki mikroskopii immunofluorescencyjnej.10
Ta klasyfikacja dzieli MPGN na trzy główne kategorie:
- MPGN mediowane przez immunoglobuliny/kompleksy immunologiczne – charakteryzuje się obecnością złogów immunoglobulin i składników dopełniacza.
- MPGN mediowane przez dopełniacz – spowodowane przez dysregulację i trwałą aktywację alternatywnej drogi dopełniacza.
- MPGN bez złogów immunoglobulin lub dopełniacza – wyniki sugerują uszkodzenie śródbłonka i zmiany naprawcze.
Hipokomplementemia występuje częściej we wszystkich typach MPGN niż w innych zaburzeniach kłębuszkowych i stanowi dodatkowe potwierdzenie diagnozy.15
Błędoniaste kłębuszkowe zapalenie nerek (MGN)
Błoniaste kłębuszkowe zapalenie nerek (MGN) jest chorobą charakteryzującą się podnabłonkowymi złogami immunologicznymi, pogrubieniem ścian naczyń włosowatych kłębuszków i w wielu przypadkach tworzeniem prostopadłych wypustek materiału podobnego do błony podstawnej kłębuszków (GBM) w zewnętrznej części tej ostatniej (między cytoplazmą podocytów a GBM) – tzw. „kolców” (spikes).16
Obecność immunoglobulin (Igs) i składników dopełniacza w ścianach naczyń włosowatych (podnabłonkowo) oraz podobieństwa morfologiczne i immunopatologiczne między eksperymentalnym MGN a immunologicznymi chorobami kłębuszków potwierdzają koncepcję, że MGN jest chorobą mediowaną przez kompleksy immunologiczne.16
Złogi pochodzą z krążących kompleksów immunologicznych w niektórych przypadkach, ale w większości odpowiadają tworzeniu in situ przez krążące przeciwciała, które rozpoznają natywne antygeny kłębuszków lub obce antygeny, które zostały tam osadzone.16
Dwa główne antygeny, które w warunkach niepatologicznych lokalizują się na błonie podocytów, to:
- Neutralna endopeptydaza
- Receptor fosfolipazy A2 (PLA2R)
Dane dotyczące specyficzności przeciwciał anty-PLA2R wydają się solidne, a ich ocena może być niezwykle przydatna dla klinicystów, pomagając odróżnić formy idiopatyczne od wtórnych. W MGN konieczna jest aktywacja układu dopełniacza dla rozwoju zespołu nerczycowego, z tworzeniem kompleksu atakującego błonę (MAC, C5b-9), co wspiera lityczną rolę dopełniacza w tej chorobie.17
Szybko postępujące kłębuszkowe zapalenie nerek (RPGN)
Szybko postępujące kłębuszkowe zapalenie nerek (RPGN), rodzaj zespołu nerczycowego, to rozpoznanie patologiczne, któremu towarzyszy rozległe tworzenie się półksiężyców kłębuszkowych (50% badanych kłębuszków w biopsji zawiera półksiężyce); jeśli pozostanie nieleczone, RPGN postępuje do niewydolności nerek w ciągu tygodni do miesięcy.18
Choroba z przeciwciałami przeciwko błonie podstawnej kłębuszków (anty-GBM) jest autoimmunologicznym zapaleniem kłębuszków nerkowych i ważną przyczyną RPGN. Może pojawić się, gdy ekspozycja dróg oddechowych (np. dym papierosowy, wirusowa infekcja górnych dróg oddechowych) lub inny bodziec eksponuje kolagen naczyń włosowatych pęcherzyków płucnych, wywołując tworzenie przeciwciał przeciwkolagenowych. Przeciwciała przeciwkolagenowe reagują krzyżowo z GBM, wiążąc dopełniacz i wywołując komórkową odpowiedź zapalną w nerkach i zwykle w płucach.18
RPGN z kompleksów immunologicznych komplikuje liczne choroby zakaźne i układowe choroby reumatyczne, a także występuje w innych pierwotnych glomerulopatiach. Patogeneza jest zwykle nieznana.1819
Cechą wspólną wszystkich typów RPGN jest ogniskowa proliferacja komórek nabłonkowych kłębuszków, czasami przeplatana licznymi neutrofilami, która tworzy półksiężycową masę komórkową (półksiężyce) wypełniającą przestrzeń Bowmana w 50% kłębuszków.19
Czynniki wpływające na patogenezę glomerulonefrytu
Czynniki genetyczne
Badania asocjacyjne całego genomu (GWAS) pozwoliły znaleźć nowe geny związane z różnymi fazami nefropatii IgA. Czynniki genetyczne mogą modyfikować odpowiedź autoimmunologiczną na różne czynniki etiologiczne, w tym czynniki zakaźne.2021
Badanie mechanizmu podatności na HLA i dominującej ochrony oraz kluczowej roli specyficznych dla antygenu limfocytów T regulatorowych w utrzymaniu tolerancji w autoimmunologicznym GN podkreśla znaczenie czynników genetycznych.11
Mikrobiota i czynniki środowiskowe
Badania mikrobioty pozwoliły znaleźć nowe role, jakie odgrywają mikroby w układzie odpornościowym błon śluzowych i w patogenezie nefropatii IgA.20
Czynniki środowiskowe, takie jak ekspozycja na dym papierosowy lub wirusowa infekcja górnych dróg oddechowych, mogą wyzwalać powstawanie przeciwciał, które krzyżowo reagują z błoną podstawną kłębuszków, prowadząc do glomerulonefrytu.18
Czynniki usposabiające do rozwoju choroby
Nie wszyscy pacjenci z infekcjami rozwijają glomerulonefryt, co wskazuje, że czynniki takie jak interakcja gospodarz-patogen i zindywidualizowana odpowiedź immunologiczna są kluczowe.22
Podatność indywidualna na rozwój glomerulonefrytu może być związana z genetyczną predyspozycją do nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej na różne czynniki środowiskowe.23
Mechanizmy nieimmunologiczne w progresji glomerulonefrytu
Uszkodzenie nerek w przewlekłej-postępującej fazie GN jest mediowane przez nieimmunologiczne mechanizmy, które rozwijają się w wyniku utraty powierzchni filtracyjnej z towarzyszącym wzrostem ciśnienia w kłębuszkach w pozostałych nefronach. Te cechy prowadzą do stwardnienia kłębuszków, a także do przewlekłego zwłóknienia śródmiąższowego, które jest następstwem wielu szkodliwych zdarzeń, w tym niedokrwienia, uwalniania cytokin kłębuszkowych i toksycznych efektów zwiększonej filtracji białka na cewki.24
Nieimmunologiczne mechanizmy, które wynikają z hiperperfuzji naczyń włosowatych kłębuszków, wydają się zdolne do uszkadzania kłębuszków, a zarówno ten mechanizm, jak i sama białkomocz wydają się zdolne do indukowania stwardnienia kłębuszków nerkowych. Rola, jaką odgrywają te nieimmunologiczne mechanizmy, może być powodem naszej ogólnej porażki w wpływaniu na przebieg glomerulonefrytu przez manewry mające na celu hamowanie uszkodzeń immunologicznych.25
Stres oksydacyjny i systemy antyoksydacyjne
Aktywacja układu oksydacyjnego następuje po odkładaniu autoprzeciwciał i stanowi prozapalny i dodatkowy mechanizm uszkodzenia nerek, który należy uznać za drugi potencjalny cel terapeutyczny.26
Na każdym etapie i we wszystkich stanach patologicznych należy uwzględnić elementy, które ograniczają działanie systemów ochronnych lub cząsteczek (np. przeciwutleniaczy, ANXA1, ANXA2, substancji anty-Mφ) jako kluczowe cząsteczki uczestniczące w ewolucji choroby i należy wziąć pod uwagę równowagę między uszkodzeniem tkanek, aktywacją systemów ochronnych i naprawą tkanki nerkowej jako determinantę ostatecznego wyniku.27
Włóknienie i progresja do schyłkowej niewydolności nerek
W przypadkach, gdy antygen jest obecny przez dłuższy czas, jak w zakażeniu wirusem zapalenia wątroby typu C, uwalniane są cytokiny, takie jak czynnik wzrostu pochodzenia płytkowego (PDGF), co ostatecznie powoduje stwardnienie kłębuszków nerkowych (glomerulosclerosis). Gdy antygen jest szybko usuwany, jak w glomerulonefrycie postreptokokowym, bardziej prawdopodobne jest ustąpienie zapalenia.4
Proliferacja komórek mezangialnych poprzedza regulację w górę genów kodujących składniki macierzy pozakomórkowej w kilku modelach i może być ważna w patogenezie stwardnienia kłębuszków nerkowych.5
Zmiany strukturalne i funkcjonalne w glomerulonefrycie
Glomerulonefryt obejmuje zarówno zmiany strukturalne, jak i funkcjonalne.28
Zmiany strukturalne
Proliferacja komórkowa prowadzi do zwiększenia liczby komórek w kępce kłębuszkowej z powodu proliferacji komórek śródbłonka, mezangialnych i nabłonkowych. Pogrubienie błony podstawnej kłębuszków objawia się pogrubieniem ścian naczyń włosowatych w mikroskopii świetlnej. Hialinizacja lub stwardnienie wskazuje na nieodwracalne uszkodzenie.28
W MPGN, mikroskopia immunofluorescencyjna pomaga klasyfikować typ zmiany MPGN. Wzór odkładania immunoglobulin i dopełniacza różni się w zależności od typu:1019
- W chorobie z przeciwciałami anty-GBM, liniowe lub wstęgowe odkładanie IgG wzdłuż GBM jest najbardziej wyraźne i często towarzyszy mu liniowe, a czasami ziarniste odkładanie C3.
- W RPGN z kompleksów immunologicznych, immunofluorescencja ujawnia rozlane, nieregularne złogi mezangialne IgG i C3.
- W RPGN pauci-immunologicznym, nie wykrywa się barwienia immunologicznego ani złogów. Jednak fibryna występuje w półksiężycach, niezależnie od wzoru fluorescencji.
Zmiany funkcjonalne
Uszkodzenie kłębuszków prowadzi do różnych objawów i oznak choroby, w tym:2928
- Białkomocz – spowodowany zmienioną przepuszczalnością ścian naczyń włosowatych.
- Krwiomocz – spowodowany utratą integralności ściany naczyń włosowatych.
- Azotemia – spowodowana zaburzoną filtracją i nagromadzeniem odpadów azotowych.
- Oliguria lub anuria – spowodowana zmniejszoną filtracją kłębuszkową.
- Obrzęk – spowodowany utratą śródnaczyniowego ciśnienia onkotycznego.
- Nadciśnienie – spowodowane retencją płynów, zmienioną regulacją ciśnienia krwi przez nerki.
Te zmiany funkcjonalne składają się na obraz kliniczny glomerulonefrytu, który może obejmować zespół nerczycowy z ciężkim białkomoczem i obrzękiem lub zespół nefrytyczny z krwiomoczem i zmniejszoną funkcją nerek.30
Markery biologiczne i diagnostyka
Diagnostyka glomerulonefrytu opiera się na badaniu biopsji nerki. Wzorzec odkładania immunoglobulin i dopełniacza w mikroskopii immunofluorescencyjnej pomaga sklasyfikować typ zmiany kłębuszkowej.15
Hipokomplementemia jest bardziej częsta we wszystkich typach MPGN niż w innych zaburzeniach kłębuszkowych i dostarcza dodatkowych dowodów na rozpoznanie.15
Obecność komórek zapalnych w kłębuszkach, IgG1 i IgG2 może pomóc w diagnostyce paranowotworowego błoniastego zapalenia nerek.31
Oznaczanie przeciwciał anty-PLA2R może być niezwykle przydatne dla klinicystów, pomagając odróżnić formy idiopatyczne od wtórnych w przypadku błoniastego zapalenia kłębuszków nerkowych.17
Implikacje terapeutyczne
Zrozumienie patogenezy glomerulonefrytu ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych. Niedawne postępy w wiedzy patogenetycznej doprowadziły do rozwoju nowej terapii, szczególnie leków biologicznych, o doskonałej skuteczności i niewielkich działaniach niepożądanych.32
Leczenie chorób przewlekłych nerek musi być zawsze powiązane z leczeniem immunologicznym. W tym ostatnim fundamentalną rolę odgrywają steroidy. Niedawne badania wykazały znaczenie czynników anty-B-komórkowych i czynników anty-A indukujących proliferację, nawet jeśli większość tych badań jest wciąż w fazach II/III. Podobnie w badaniach przedrynkowych są czynniki przeciw układowi dopełniacza.20
Leczenie może być skierowane na zdarzenia związane z patogenezą zapalenia nerek, z których najbardziej dostępne w tej chwili są bezpośrednie mediatory uszkodzenia. Na bardziej fundamentalnym poziomie potrzebna jest lepsza identyfikacja u poszczególnych pacjentów zdarzeń prowadzących do uszkodzenia, takich jak izolacja, unikanie lub eliminacja antygenów zaangażowanych w przewlekłą chorobę kompleksów rozpuszczalnych.3334
Wśród pacjentów z białkomoczem o zakresie zespołu nerczycowego i prawidłową funkcją nerek, leczenie kortykosteroidami może stabilizować funkcję nerek. Jednakże leczenie kortykosteroidami może opóźniać wzrost u dzieci i powodować nadciśnienie.15
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.