inkább a kezdet asszonya? Klotho: a végzet vagy inkább a kezdet asszonya? Dr. Mátyus János egyetemi docens DEOEC Belgyógyászati Intézet, I. sz. Belgyógyászati Klinika Nephrológiai Tanszék, Debrecen

Klotho: a végzet vagy inkább a kezdet asszonya? Mátyus János DNN XVIII. 2012.05.30

VÁZ – Vesebetegséghez társuló Ásványi anyagcsere Zavar (CKD-MBD) VÁZ: ROD szélesebb értelmezése CKD-hez társuló szisztémás ásványi és csont anyagcsere zavar, melyet az alábbiak közül egy vagy több eltérés jellemez Laboratoriumi: Ca, P, PTH, vagy D vitamin anyagcsere Csont: turnover, mineralizáció, tömeg, linearis növekedés, szilárdság Szív-érrendszeri : erek és más szövetek kalcifikációja, cardiális változások Laboratóriumi eltérések Csont betegségek (ROD) csonttörés cardiovasc. betegség halálozás Szív-érrendszeri változások VÁZ Moe SM, et al. Kidney Int 2006;69:1945–53

CKD-ben a SHPT korán elkezdődik és fokozatosan súlyosbodik Serum iPTH Serum ionized Ca and P 200 6 175 150 5 125 iPTH (pg/mL) Ca and P (mg/dL) Ca 100 4 P 75 50 3 25 2 100+ 90–99 80–89 70–79 60–69 50–59 40–49 30–39 20–29 10–19 100+ 90–99 80–89 70–79 60–69 50–59 40–49 30–39 20–29 10–19 CrCl (mL/min) CrCl (mL/min) Foszfátkötő, Ca, D-vitamin kezelésben nem részesülő betegek Martinez I et al. Am J Kidney Dis 1997;29:496–502

Bricker: „intact nephron hypothesis’ Am J Med 1960, NEJM 1972 Alapbetegségtől függetlenül, ahogy a funkciónáló nephronok száma csökken mindegyikük egyre nagyobb részt vállal a vese összes kiválasztó funkciójából ez a nephron adaptáció biztosítja a beteg túlélését. Slatapolsky KI 2011

Klasszikus teória: nephron adaptáció következménye a secunder hyperparathyreosis ↓GFR+változatlan P bevitel ↓ se-P ↑ se-Ca ↓ PTH ↑ Ca-P mobilizáció ↑, P kiválasztás ↑ norm. se-Ca, norm. se-P, magas PTH

P bevitel proporcionális csökkentésével a 2HP kivédhető (Slatopolsky KI 1972)

A calcitriol gátolja a PTH gén transzkriptioját (Silver PNAS 1985, JCI 1986) A calcitriol gátolja a mellékpajzsmirigy proliferációját (Szabó A. Kidney Int. 1989) →A 2HP oka elsősorban a calcitriol hiánya

Alacsony Ca - alacsony P diéta calciumtól és calcitrioltól függetlenül mérsékli a 2HP-t állatkisérletben (Lopez-Hilker Am J Physiol 1990)

A magas phosphat közvetlenül stimulálja a mellékpajzsmirigyet (Slatopolszky JCI 1996, Almaden J Bone Mineral Res 1996, Nielsen NDT 1996)

SHPT progressziója: parathyroid hyperplasia Single nodule VDR CaR Gland volume Nodular Early nodularity VDR CaR Secretory cells Diffuse Normal Parathyroid hyperplasia develops in tandem with the progressive decline in renal function. The constantly increasing functional demand on parathyroid glands (mainly as a result of hypocalcaemia) drives cell proliferation. Initially, the parathyroid glands respond by increasing the proportion of secretory (chief) cells within the gland and then by increasing the total number of cells, resulting in diffuse hyperplasia of the gland.1 In diffuse hyperplasia, cell growth is polyclonal, but is accompanied by down-regulation of the CaR and VDR.1 As CKD progresses to stage 5 (end-stage renal disease [ESRD]), parathyroid hyperplasia evolves even further; monoclonal abnormalities lead to nodular hyperplasia of the glands.2,3 These grossly enlarged parathyroid glands are associated with significantly reduced expression of CaRs and VDRs.4,5 Parathyroid glands with nodular hyperplasia therefore become less responsive to serum calcium levels6,7 and resistant to the medical treatment of SHPT.6,8   1. Tominaga Y et al. Semin Surg Oncol 1997;13:78–86 2. Tominaga Y et al. World J Surg 1996;20:744–50 3. Tominaga Y et al. Clin Nephrol 1995;44 (Suppl 1):S42–7 4. Gogusev J et al. Kidney Int 1997;51:328–36 5. Wang X et al. Chin Med J (Engl) 2001;114:410–4 6. Rodriguez M et al. Kidney Int 2002;80:S155–60 7. Almaden Y et al. J Am Soc Nephrol 1998;9:1845–52 8. Rodriguez M et al. Kidney Int 1999;56:306–17 Normal Very high PTH Continuous functional demand Tominaga Y et al. Curr Opin Nephrol Hypertens 1996;5:336–41

13 évvel ezelőtti teória: Slatopolszky KI 1999

A calcitriol szintje már korai veseelégtelenségben csökken, nem a 250HD3 hiány miatt Levin et al Kidney Int 2007;71:31-38. n > 1800

Mátyus J. : A foszfát anyagcsere szabályozásának új szereplői Mátyus J.: A foszfát anyagcsere szabályozásának új szereplői. DNN 2000 Hypophosphataemiával járó onkogén osteomalacia. Orv Hetil 2000 1985 19é ffi csipőfájdalom 1986 patol. fractura? opus hypophosphataemiás rachitis ismételt intézeti kivizsgálások Bp 3x0,5ug calcitriol ellenére P:0,4-0,6 2x1 indomethacin, bicegve jár 1998 Db nephrol. 1,5cm-es gingiva növedék eltávolitás Aznap P szint normalizálódik 1 év múlva csont BMD normális „phosphatonint” termelő epulis

Izolált hypophosphataemiával járó kórképek Jan de Beur JAMA 2005

FGF23 FGF család tagja, 12p13, 251 aminosav TIO-k egy részében jelen van ADHR-ban mutáció akadályozza az enzimatikus lebontást stabil molekula, tartós FGF23 hatás FGF23 mRNS kimutatható: döntően osteocyták, osteoblastok, máj, szív, pajzsmirigy, mellékpajzsmirigy FGF receptorok a szervezetben mindenütt FGF23 (-/-) egerek: hyperphosphataemia +generalizált calcinosis, osteopenia öregedés, korai pusztulás

Klotho gén: öregedésgátló gén Kuro-o Nature 1997 Felfedezés 1997: transgenicus egértörzs, ↑P, ↑Ca, ↑calcitriol, media calcif. öregedés, rövid élettartam transgenicus Klotho overexpresszió 20-30% hosszabb élettartam 1014 aminosav; extracelluláris rész: 980 cytoplasmatikus C-term. 11 aminosav Expressio: vese distalis (prox.) tubulus, mellékpajzsmirigy B-glucoronidáz, sialidáz aktivitás glycoproteinek cukorlánc módosítás?

Klotho (-/-) FGF23 (-/-) Rövid élettartam Növekedés retardáció Hypogonadismus Korai thymus involució Bőr atrophia Arteriosclerosis Osteoporosis Pulm. emphysema Lágyrészmeszesedés Hyperphosphataemia Hyper D vitaminosis Hypercalcaemia Hypoglycaemia FGF23 (-/-) Rövid élettartam Növekedés retardáció Hypogonadismus Korai thymus involució Bőr atrophia Arteriosclerosis Osteoporosis Pulm. emphysema Lágyrészmeszesedés Hyperphosphataemia Hyper D vitaminosis Hypercalcaemia Hypoglycaemia FGF23 > 1000 x

Klotho a FGF23 koreceptora Klotho részt vesz az FGF23 jeltovábbításban? FGF receptorokkal komplexet képez FGF23 a Klotho/FGFR komplexhez kötödik Foszfát megszorítás a fenotípust korrigálja (pedig ↑Ca/1,25D!) Kuro-o KI 2011

Kuro-o

A distális kanyarulatos tubulus Klotho-ja hogy tudja a proximális tubulus P reabszorcióját befolyásolni? ADAM10/17 proteáz lehasítja Extracellularis térbe szekretálódik (secretált Klotho inj. → phosphaturia) Paracrin hatás Transcytosis(?) a prox. tubuluson NaPi2a cukorláncait eltávolítja NaPi2a müködése gátlódik P reabszorpció csökken

Három feedback hurok szorosan szabályozza a foszfátszintet

Calcitriol fokozza a vese Klotho expressioját Tsujikawa Molecular Endocrin 2003

Klotho csökkenés a legkorábbi jel? Kuro-o KJIM 2011

Vizelet Klotho korán csökken!

A Klotho koncentrációtól függő módon befolyásolja a vascularis simaizomsejtek Pi felvételét (Na-dep. P co-transp. t.III)

Secretált α-Klotho serumszintje már a korai CKD-ban csökken Shimamura Y Clin Exp Nephrol 2012.03.29. αKlotho és eGFR szoros poz. kapcs. Se-αKlotho már CKD2-ben sign. kisebb mint CKD1-ben Szekretált α-Klotho csökkenés a membrán kötött α-Klotho csökkenését jelzi Oka: nephronszám csökkenés, RAAS aktiválódás? Az α-Klotho érzékeny biomarkere a korai CKD-nak!

AngII → Klotho↓ Mitani Hypertension 2002 Saito FEBS Lett 2003 Zou Kidney Blood Press Res 2010 Joon NDT 2011 Mechanizmus? Oxydativ stress↑ TACE (ADAM17) upregulálás

Se αKlotho és se FGF23 negatív korrelációt mutat CKD betegekben Shimamura Y. Clin Exp Neprol 2012

FGF23 és vesefunkciós értékek (MANET Sopron 2005) A GFR és az FGF23 kapcsolata A szérum kreatinin és FGF23 kapcsolata

Eredmények – Dializált betegek A normál vesefunkció mellett mért értéknél százszor magasabb FGF23 szintek

FGF23-PTH interakció vesebetegségben FGF23 nem csökkenti a PTH szekréciót hyperplasiás mpm-ben Komaba KI 2010

Magas FGF23 hozzájárul a mortalitáshoz? Wolf /Mucsi JASN 2011

J Clin Invest 2011. nov.

A halálozás relatív rizikója a serum phosphat szinttel párhuzamosan nő Block GA: JASN 2004 (n=40.538, korrigált rr)

Kuro-o KJIM 2011

Kotho hűséges asszony, aki végigkiséri, tovább fonja életünket, elvesztése esetén gyorsan megöregszünk és meghalunk!

Az intakt nephron hypotézis ma is igaz! Teendő A circulus viciosus jóval hamarabb indul, mint a hyperP A phosphat megszorítást korán kell kezdeni (ahogy a se Klotho csökkenni kezd?) Ennek hatására megmaradt nephronok P túlterhelése↓ → FGF23↓ , 1,25D↑ →Klotho expresszio (vese, mpm)↑ →FGF23 érzékenység↑ →adott P eltávol. szüks. FGF23 mennyiség↓