Procjena slikanja ponderisane osetljivošću za preopterećenje bubrežnim gvožđem
Mar 05, 2022
Snimanje ponderisano osetljivošću za procenu preopterećenja bubrega gvožđem: pilot studija
Kontakt: emily.li@wecistanche.com
Jun Sun, Yuanyuan Sha, Weiwei Geng, Jie Chen i Wei Xing*
Svrha: Istražiti izvodljivost snimanja ponderisane osetljivošću (SWI) za procenu bubrežnog preopterećenja gvožđem.
Metode: Dvadeset osam zečeva je nasumično raspoređeno u kontrolnu (n=14) i željeznu (n=14) grupu. U 0. sedmici, ispitivanoj grupi je ubrizgan željezni dekstran. Obje grupe su podvrgnute SWI pregledu u 0., 8. i 12. sedmici. Procijenjen je intenzitet signala (SI) korteksa i medule. Ugaona radijanska vrijednost (ARV) izračunata sa faznom slikom uzeta je kao kvantitativna vrijednost za kortikalno i medularno taloženje željeza. Nakon 12. sedmice lijevobubrezizečeva su uklonjeni zbog patologije. Razlika u ARV-u između tri grupe analizirana je Kruskal-Wallisovim testom. Razlika u sadržaju gvožđa između dve grupe analizirana je nezavisnim uzorkom t-testom.
Rezultati: U grupi sa gvožđem: u 12. nedelji, kod osam zečeva je utvrđeno smanjenje SI samo korteksa, a ostalih šest zečeva imalo je smanjen SI korteksa i medule u istom stepenu; ARV korteksa u 8. i 12. sedmici je bio značajno veći nego u 0. sedmici (P < 0.05);="" arv="" medule="" šest="" zečeva="" u="" 12.="" sedmici="" bio="" je="" značajno="" veći="" od="" onog="" u="" {{10}}="" sedmici,="" 8.="" sedmici,="" i="" ostalih="" osam="" zečeva="" u="" 12.="" sedmici="" (p="">< 0,05);="" u="" 12.="" nedelji,="" kod="" osam="" zečeva="" (grupa="" gvožđa)="" nađeno="" je="" da="" ima="" mnogo="" gvožđa="" samo="" u="" korteksu,="" a="" kod="" ostalih="" je="" utvrđeno="" da="" ima="" mnogo="" gvožđa="" taloženo="" i="" u="" korteksu="" i="" u="" meduli;="" sadržaj="" gvožđa="" u="" korteksu="" i="" meduli="" šest="" zečeva="" u="" grupi="" sa="" gvožđem="" bio="" je="" značajno="" veći="" nego="" u="" kontrolnoj="" (p=""><>
Zaključak: ARV SWI se može koristiti za kvantitativnu procjenu viška taloženja gvožđa ububrezi. Prekomjerno taloženje željeza uglavnom se javlja u korteksu ili meduli i uzrokuje smanjenje njihovog SWI SI.
Ključne riječi:taloženje gvožđa,bubreg, snimanje ponderisano osetljivošću
Uvod
Gvožđe je jedan od esencijalnih mikroelemenata za organizme.1,2 U normalnim uslovima, ljudi održavaju ravnotežu između apsorpcije, upotrebe i gubitka.3 Međutim, kada je gvožđe prekomerno, ljudsko telo nema mehanizme da očisti višak gvožđa. 4 Višak gvožđa će se taložiti u nekim organima i štetan je.4 Bubrezi su jedan od takvih organa koji često biva zahvaćen. Preopterećenje gvožđem je potvrđeno kao opasan faktor zabubregdisfunkcija, što je povezano s kroničnombubregbolest(CKD) uzrokovana stanjima poput dijabetičke nefropatije, hipertenzijebubregpovredai renalna fibroza.3–6 Prijavljeno je da je u proksimalnim i distalnim tubulima bubrega kod humane CKD uočeno taloženje gvožđa.5,7 Prekomerno gvožđe potiče povećano stvaranje slobodnih radikala i oksidativni stres, koji uzrokuje oštećenje ćelija i tkiva bubrega .5,7,8 S druge strane, ograničenje gvožđa u ishrani ili tretman putem helatnih agenasa može ublažiti preopterećenje bubrega gvožđem, čime se inhibira napredovanje postojećeg oštećenja bubrega.5,8,9 Iz toga sledi da je stepen bubrežne taloženje gvožđa povezano je sa njegovom povredom. Tačna i efikasna procjena prekomjernog taloženja gvožđa ububregje od velike vrednosti u praćenju oštećenja bubrega kod pacijenata sa CKD.10 Trenutno, prusko plavo bojenje9 može se koristiti za analizu raspodele viška taloženja gvožđa ububreg, a atomski apsorpcijski spektrofotometar se može koristiti za mjerenje sadržaja željeza u bubrezima. Međutim, obje metode su invazivne i zahtijevaju uzorak tkiva, koji nije pogodan za kliničko praćenje prekomjernog taloženja gvožđa u bubrezima kod pacijenata sa CKD. Kako bi se odgovorilo na ove zahtjeve bezbedne, neinvazivne i mogućnosti da se ponudi ponovljene evaluacije za praćenje, MRI nudi mogućnost održive alternative putem snimanja ponderisane osetljivošću (SWI), nove funkcionalne MRI tehnike. Koristi razliku u magnetnoj osjetljivosti tkiva kako bi stvorio jedinstveni kontrast koji se razlikuje od onog dobivenog konvencionalnim MRI.11,12 Kombinirajući slike faze i magnitude, SWI nudi dobru demonstraciju paramagnetnih signala.13 Gvožđe je paramagnetna supstanca, o čemu svjedoči kratko vrijeme relaksacije T2.10 Pokazalo se da SWI može pouzdano izmjeriti koncentraciju gvožđa u tkivu, što je bilo u skladu sa rezultatima obdukcionog pregleda.14 Dakle, SWI se može smatrati pouzdanim markerom kroz praćenje preopterećenja gvožđem u različitim udruženim bolestima, čime se analiziranje progresije.10
Do sada se SWI koristio za otkrivanje i kvantificiranje taloženja željeza u tkivu jetre11 i mozga13,14. Čak i nakon opsežnog pretraživanja literature, radova koji procjenjuju depoziciju gvožđa u bubrezima gotovo da nema. U ovoj studiji koristili smo eksperimente na životinjama kako bismo istražili vrijednost SWI u kvalitativnom i kvantitativnom otkrivanju prekomjernog taloženja željeza ububreg, uzimajući u obzir rezultate pruskog plavog bojenja i atomskog apsorpcionog spektrofotometra kao referentnog standarda.
Materijali i metode
Ovu studiju je odobrio etički komitet Treće pridružene bolnice Univerziteta Soochow (broj odobrenja: 2019026).
Modeliranje i grupiranje životinja
Koristili smo dvadeset i osam čistokrvnih zdravih novozelandskih bijelih zečeva (obavlja Suzhou Huqiao Biotechnology Limited Company, Suzhou, Kina), svaki težak 2.0–2,5 kg, 2–3 mjeseca starosti, 16 mužjaka i 12 ženki, uzgaja se na sobnoj temperaturi od 22 stepena, čista okolina, hranjena kompletnom adaptiranom stočnom hranom i prečišćenom vodom. Svi zečevi su nasumično podijeljeni u sljedeće dvije grupe:
1. Željezna grupa: 14 zečeva (7 mužjaka i 7 ženki). Prvog dana 0 sedmice, nakon dokumentovanja tjelesne težine, u glutealne mišiće je ubrizgana suspenzija željeznog dekstrana koja sadrži 20 mg/ml željeza u dozi od 3 ml/kg.
2. Kontrolna grupa: 14 zečeva (9 mužjaka i 5 ženki). Nije ubrizgano gvožđe.
MR pregled
Raspored MR pregleda kod željezne i kontrolne grupe je sljedeći: prvog dana 0., 8. i 12. sedmice.
Kako bi se smanjili artefakti crijevne peristaltike, unos hrane je ograničen na period od 8 sati prije pregleda. Anestezija je postignuta ubrizgavanjem 3 posto otopine pentobarbital natrijuma u mišiće stražnje noge u dozi od 1 ml/kg prije skeniranja. Prilikom pregleda prvo je ušla glava, a skeniran je lijevi bubreg u lijevom bočnom položaju. Opseg skeniranja bio je od gornjeg pola do donjeg polabubreg. Sve MRI slike su dobijene na 3.0 T MRI sistemu (Magnetom Verio; Siemens Healthcare, Erlangen, Njemačka) sa standardnim osmokanalnim faznim nizom body matrix zavojnice. MRI protokoli su prikazani u tabeli 1. Slijed SWI je proizveo konačnu sliku magnitude, projekcijsku sliku maksimalnog intenziteta, faznu sliku i SWI sliku.
Cistanchemože poboljšatibubregfunkcija
Analiza slike
Sve slike su analizirala dva ljekara sa više od pet godina radnog iskustva u interpretaciji MR abdomena. Na radnoj stanici za postprocesiranje syogo.via (Siemens) ušli su u interfejs za gledanje i istovremeno otvorili T2-ponderisane slike (T2WI), SWI i fazne sekvence i odabrali najveću sliku centralnog nivoabubreg. Analiza je urađena na sljedeći način: (1) Kvalitativna analiza: Na T2WI i SWI uočen je intenzitet signala (SI) korteksa bubrega i medule. (2) Kvantitativna analiza: Prema T2WI i SWI, kortikalni region je ručno ocrtan na SWI na centralnom nivou bubrega, izbjegavajući granično područje koje može utjecati na vrijednost signala, kao i medula. Primjenom funkcije kopiranja i lijepljenja radne stanice, kortikalni i medularni region u SWI-u su, respektivno, kopirani na faznu sliku. Zatim je kortikalni i medularni region na faznoj slici, respektivno, podeljen na tri podregije približno jednake površine, uključujući prednju, srednju i pozadinu (slika 1). Fazna vrijednost je dobijena, odnosno, ručnim crtanjem područja od interesa u tri podregiona. Prosječna vrijednost fazne vrijednosti tri podregije uzeta je za faznu vrijednost (X) cijelekorteks bubregai medula, respektivno. Vrijednost ugla radijana (ARV) izračunata je prema sljedećoj formuli: ARV=(–X × π)/4096 i korištena je za kvantifikaciju taloženja željeza, gdje je X imao raspon od –4096 do 4095.15 jedinica ARV je radijan.
Patološki pregled
Nakon 12. sedmice magnetne rezonance, svi zečevi su i dalje bili pod anestezijom. U to vrijeme, svi zečevi su žrtvovani vazdušnom embolizacijom i ostavljenibubrezisu uklonjeni. Uzeto je dovoljno tkiva centralnog nivoa bubrega i fiksirano u 10 posto neutralnog puferovanog formalina. Prema rutinskom protokolu, tkiva su dehidrirana, prozirna, impregnirana voskom, umotana u parafin, isječena, obojena hematoksilin-eozinom i pruskom plavom i procijenjena na taloženje gvožđa u bubrezima pod
mikroskopija svijetlog polja.
Preostalo bubrežno kortikalno i medularno tkivo poslato je u Guangdong Medical Laboratory Animal Center, a mjerenje sadržaja kortikalnog i medularnog željeza urađeno je atomskim apsorpcionim spektrofotometrom.
Tabela 1. Sekvence i parametri MRI protokola
D, dimenzija; GRE, eho opozvan gradijentom; HASTE, pola akvizicije single-shot turbo spin-echo; Hz, Hertz; SWI, snimanje ponderisano osetljivošću
Slika 1 Primer renalnog kortikalnog (1 predstavlja konturu korteksa) i medularnog (2 predstavlja konturu medule) regiona ocrtanih i podeljenih na SWI i faznoj slici. Na SWI slici (a), kortikalni region je ručno ocrtan isključujući granično područje koje može uticati na vrijednost signala, kao i medula. Kortikalni i medularni region na SWI snimku su, respektivno, kopirani i zalijepljeni na faznu sliku (b). Zatim je kortikalni region na faznoj slici (b) podeljen na tri podregije približno jednake površine (prednji, srednji i zadnji), kao i medula. SWI, snimanje ponderisano osetljivošću.
Statistička analiza
Za statističku analizu korišten je softver SPSS 22.0 (IBM, Armonk, NY, USA). Podaci su izraženi kao medijan (interkvartilni raspon) (M [Q1 i Q3]), a Mann-Whitney U test je korišten za poređenje razlike u ARV-u između dvije grupe. Kruskal-Wallisov test je korišten za poređenje razlike u ARV među više grupa. Nezavisni t-test uzorka korišten je za poređenje razlike u sadržaju gvožđa u bubrezima izmjerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom između dvije grupe. Analiza varijanse korišćena je za poređenje razlike u sadržaju gvožđa u bubrezima izmerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom između više grupa. Korelaciona analiza Spearmanovog ranga korišćena je za analizu korelacije između vrednosti ugla radijana i sadržaja gvožđa u bubregu izmerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom. Simbol r je korišten za predstavljanje koeficijenta korelacije.16 Korelacija je interpretirana na sljedeći način: r > 0 se smatra pozitivnom korelacijom; r < 0="" se="" smatra="" negativnom="" korelacijom;="" |r|="" 1="" se="" smatra="" savršenom="" korelacijom;="" 0.7="" manje="" ili="" jednako="" |r|="">< 1="" se="" smatra="" visokom="" korelacijom;="" 0.4="" manje="" ili="" jednako="" |r|="">< 0.7="" se="" smatra="" umjerenom="" korelacijom;="" 0="" manje="" ili="" jednako="" |r|="">< 0.4="" se="" smatralo="" niskom="" korelacijom;="" i="" r="0" se="" smatra="" nultom="" korelacijom.16="" p="">< 0.05="" se="" smatra="" statistički="">
Slika 2 Dijagram toka pokazuje promjenu SI za bubrežnu koru i medulu na T2WI i SWI snimcima u kontrolnoj grupi i grupi agensa za gvožđe u različitim vremenskim tačkama. SI, intenzitet signala; SWI, slikanje ponderisano osetljivošću; T2W, T2-ponderisano; T2WI, T2-ponderisana slika.
Rezultati
Kvalitativna analiza
Dijagram toka promjene SI za bubrežni korteks i medulu na T2WI i SWI je sažet na slici 2.
U 0 sedmici (slika 3): u kontrolnoj grupi, za sve zečeve, SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI i SWI, respektivno; čak iu grupi sa gvožđem, za sve zečeve, SI korteksa je bio sličan onom medule na T2WI i SWI, respektivno; nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI i SWI između kontrolne i grupe gvožđa, kao i medularni region; u kontrolnoj grupi i grupi sa gvožđem, nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI i SWI između muškaraca i žena, kao i medule.
Slika 3 U 0. sedmici, kontrolna (a i b) i željezna (c i d) grupa. U kontrolnoj grupi (a i b), SI korteksa bio je sličan onom medule na oba T2WI (a) i SWI (b) slikama, respektivno. U grupi sa gvožđem (c i d), SI korteksa bio je sličan onom medule i na T2WI (c) i SWI (d) slikama, respektivno. Nije bilo značajne promjene u SI korteksa na T2WI (a vs. c) i SWI (b vs. d) snimcima između kontrolne i željezne grupe, kao i medula. SI, intenzitet signala; SWI, slikanje ponderisano osetljivošću; T2WI, T{7}}ponderisana slika.
Slika 4 U 8. nedelji, kontrolna (a i b) i gvožđe (c i d) grupa. U kontrolnoj grupi (a i b), SI korteksa bio je sličan onom medule na oba T2WI (a) i SWI (b) slikama, respektivno. U grupi željeza (c i d), SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI (c) slikama, ali je SI korteksa (žute strelice) bio značajno niži od SI korteksa (crvene strelice) na SWI (d) slike. Nije bilo značajne promjene u SI korteksa na T2WI (a vs. c) snimcima između kontrolne i željezne grupe, kao i medularne. Na SWI snimcima (d vs. b), SI korteksa u grupi sa gvožđem bio je značajno niži od onog u kontrolnoj grupi, međutim nije bilo značajne promene u SI medulara između kontrolne i grupe gvožđa. SI, intenzitet signala; SWI, slikanje ponderisano osetljivošću; T2WI,T{7}}ponderisana slika.
U 8. sedmici (slika 4): u kontrolnoj grupi, za sve zečeve, SI korteksa bio je sličan onom medule i na T2WI i SWI, respektivno; u grupi sa gvožđem, za sve zečeve, SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI; međutim, SI korteksa je bio značajno niži od SI medule na SWI; nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI između kontrolne i grupe gvožđa, kao i medularnog regiona; na SWI, SI korteksa u grupi sa gvožđem bio je značajno niži od kontrolne grupe; međutim, nije došlo do značajne promjene u SI medularne regije između kontrolne i željezne grupe; u kontrolnoj grupi i grupi sa gvožđem, nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI i SWI između muškaraca i žena, kao i medule.
U 12. sedmici (slika 5): u kontrolnoj grupi, za sve zečeve, SI korteksa bio je sličan onom medule i na T2WI i SWI; u grupi sa gvožđem, za sve zečeve, SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI; u grupi sa gvožđem, na SWI snimcima, utvrđeno je da osam zečeva ima smanjen SI samo korteksa, a ostalih šest zečeva imalo je smanjen SI korteksa i medule u istom stepenu; nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI između kontrolne i grupe gvožđa, kao i medularnog regiona; na SWI, SI korteksa u grupi sa gvožđem bio je značajno niži od kontrolne grupe; u kontrolnoj grupi i grupi sa gvožđem, nije bilo značajne promene u SI korteksa na T2WI i SWI između muškaraca i žena, kao i medule.
Djelovanje cistanche poboljšava funkciju bubrega
Kvantitativna analiza
U kontrolnoj grupi, nije bilo značajne razlike u ARV-u korteksa bubrega u ocjeni snimanja u 0., 8. i 12. sedmici (Tabela 2), kao i u bubrežnoj meduli.
U grupi sa gvožđem: Za korteks bubrega, postojala je značajna razlika u ARV leku između {{0}}., 8. i 12. nedelje; ARV u 8. i 12. sedmici bili su značajno veći nego u 0. sedmici; nije bilo značajne razlike u ARV-u između 8. i 12. sedmice (Tabela 2). Za bubrežnu medulu, postojala je značajna razlika u ARV-u između 0., 8. i 12. sedmice; ARV kod ostalih šest zečeva koji su imali smanjen SI korteksa i medule za isti stepen u 12. nedelji bio je značajno veći od onog u 0. nedelji, 8. nedelji, i osam zečeva kod kojih je utvrđeno da su smanjili SI samo korteksa u 12. sedmica (Tabela 3).
Između gvožđa i kontrolne grupe: Za korteks bubrega, nije bilo značajne razlike u ARV u {{0}} sedmici (Tabela 2); u 8. i 12. nedelji, ARV grupe sa gvožđem su bile značajno veće nego u kontrolnoj grupi (Tabela 2). Za bubrežnu medulu, nije bilo značajne razlike u ARV-u u 0. i 8. sedmici; u 12. nedelji nije bilo značajne razlike u ARV-u između osam zečeva kod kojih je utvrđeno da imaju smanjen SI samo korteksa i kontrolne grupe, ali ARV kod ostalih šest zečeva koji su imali smanjen SI korteksa i medule u istom stepenu u grupi sa gvožđem bila je značajno veća nego u kontrolnoj grupi (tabela 3).
Između korteksa i medule: U kontrolnoj grupi u {{0}}., 8. i 12. sedmici, nije bilo značajne razlike u ARV između korteksa i medule (Tabela 4). U grupi sa gvožđem u 0. nedelji nije bilo značajne razlike u ARV leku između korteksa i medule; u grupi sa gvožđem u 8. nedelji, ARV korteksa bubrega je bio značajno veći nego u meduli; u grupi sa gvožđem u 12. nedelji, ARV korteksa bubrega je bio značajno veći od onog u meduli osam zečeva za koje je utvrđeno da imaju smanjen SI samo korteksa, i nije bilo značajne razlike u ARV između korteksa i korteksa. medula ostalih šest zečeva koji su imali smanjen SI korteksa i medule za isti stepen.
Između muškaraca i žena: Nije bilo značajne razlike u ARV korteksa i medule u kontrolnoj grupi u 0., 8. i 12. sedmici, respektivno (Tabela 5), kao i u grupi koja je primala željezo ( Tabela 6).
Slika 5 U 12. nedelji, kontrolna grupa (ad), grupa gvožđa (eh) sa samo kortikalnim SI su se smanjile, a grupa gvožđa (il) sa kortikalnim i medularnim SI su se smanjile. U kontrolnoj grupi (ad): SI korteksa bio je sličan onom medule na oba T2WI (a) i SWI (b) slikama, respektivno, a fotomikrografija nije pokazala plavo-pozitivne depozite željeza u oba bubrežna korteks (c) i medula (d) (pruska plava boja,× 400). U grupi željeza (eh) sa samo kortikalnim SI je smanjen: SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI (e) slikama, ali je SI korteksa (žute strelice) bio značajno niži od SI korteksa (crvene strelice ) na SWI (f) slikama; mikrofotografija je pokazala mnogo plavih pozitivnih depozita gvožđa u bubrežnom korteksu (g), ali nema depozita u meduli (h) (pruska plava boja, × 400). U grupi željeza (il) sa kortikalnim i medularnim SI svi su se smanjili: SI korteksa bio je sličan onom medule na T2WI (i) slikama, a SI korteksa (žute strelice) i medule (crvene strelice) su smanjeni na SWI (j) slikama. Mikrofotografija je pokazala mnogo plavo-pozitivnih naslaga željeza u korteksu (k) i meduli (l) (pruska plava boja, × 400). SI, intenzitet signala; SWI, slikanje ponderisano osetljivošću; T2WI, T{18}ponderisana slika.
Tabela 2 Poređenje razlike u radijanskoj vrijednosti ugla korteksa bubrega između kontrolne i željezne grupe
Podaci su izraženi kao M (Q1 i Q3). * Nema značajne razlike. M, medijan; Q1, prvi kvartil; Q3, treći kvartil.
Tabela 3. Poređenje razlike u radijanskoj vrijednosti ugla bubrežne medule između kontrolne i grupe željeza.
Podaci su izraženi kao M (Q1, Q3). * Nema značajne razlike. *1 Utvrđeno je da osam zečeva ima smanjen SI samo korteksa. *2 Ostalih šest zečeva imalo je smanjen SI korteksa i medule za isti stepen. M, medijan; Q1, prvi kvartil; Q3, treći kvartil; SI, intenzitet signala.
Tabela 4. Poređenje razlike u radijanskoj vrijednosti ugla između korteksa i medule u kontrolnoj i grupi željeza
Podaci su izraženi kao M (Q1 i Q3). *1 Utvrđeno je da osam zečeva ima smanjen SI samo korteksa. *2 Ostalih šest zečeva imalo je smanjen SI korteksa i medule za isti stepen. M, medijan; Q1, prvi kvartil; Q3, treći kvartil; SI, intenzitet signala.
Hematoksilin-eozin mrlja
U 12. nedelji: u kontrolnoj grupi korteks bubrega i medula su bili jasno razgraničeni, strukture glomerularnih kapilara bile čiste, a strukture bubrežnih tubularnih epitelnih ćelija bile normalne; u grupi željeza, dio korteksa, medule i intersticijalne kongestije, bubrežne tubularne epitelne ćelije su bile edem i degeneracija; smeđe-žute naslage se mogu vidjeti u bubrežnim tubularnim epitelnim stanicama (pruska plava boja je potvrdila da se hemosiderin nakupio u stanicama).
Pruska plava mrlja
U 12. w: u kontrolnoj grupi, nijedan od zečeva nije imao plavo-pozitivne depozite gvožđa ni u korteksu bubrega ni u meduli; u grupi sa gvožđem, kod osam zečeva nađeno je da ima mnogo pruskog plavo-pozitivnog gvožđa (koje su predstavljale čestice hemosiderina) u korteksu bubrega; međutim, nijedan od njih nije imao taloženje u meduli, a za ostalih šest zečeva nađeno je da ima mnogo pruskog plavo-pozitivnog gvožđa (koje su predstavljale čestice hemosiderina) deponovano i u korteksu i u meduli (slika 5).
Procjena atomskog apsorpcionog spektrofotometra
U 12. nedelji: sadržaj gvožđa u korteksu bubrega koji je meren atomskim apsorpcionim spektrofotometrom u grupi sa gvožđem bio je značajno veći nego u kontrolnoj grupi; sadržaj gvožđa u bubrežnoj srži ostalih šest kunića imao je smanjen SI korteksa i medule u istom stepenu u grupi sa gvožđem bio je značajno veći nego u kontrolnoj grupi; u kontrolnoj grupi nije bilo značajne razlike u sadržaju gvožđa između korteksa i medule; u grupi sa gvožđem, postojala je značajna razlika u sadržaju gvožđa između korteksa, medule osam zečeva i medule ostalih šest zečeva (tabela 7).
Tabela 5. Poređenje razlike u radijanskoj vrijednosti ugla između muškaraca i žena u kontrolnoj grupi
Podaci su izraženi kao M (Q1 i Q3). M, medijan; Q1, prvi kvartil; Q3, treći kvartil.
Tabela 6. Poređenje razlike u radijanskoj vrijednosti ugla između muškaraca i žena u grupi željeza
Podaci su izraženi kao M (Q1 i Q3). M, medijan; Q1, prvi kvartil; Q3, treći kvartil.
Tabela 7 Poređenje razlike u sadržaju gvožđa izmerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom u 12. nedelji
* Nema značajne razlike. *1 Utvrđeno je da osam zečeva ima smanjen SI samo korteksa. *2 Ostalih šest zečeva imalo je smanjen intenzitet signala korteksa i medule za isti stepen.
Korelacija između ARV i sadržaja gvožđa izmerenog atomskim apsorpcionim spektrofotometrom.
U 12. sedmici, za sve zečeve, ARV korteksa bubrega i medule je bio visoko pozitivno povezan sa sadržajem željeza izmjerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom (r=0.773, P=0.{{4} }).
Diskusija
U ovoj studiji procijenili smo i kontrolnu grupu i grupu željeza sa MRI i SWI u 0, 8. i 12. sedmici, respektivno. Ovom komparativnom studijom utvrđeno je da prekomjerno taloženje željeza može dovesti do smanjenja SWI SI; međutim, nije bilo očigledne promjene u konvencionalnom MRI SI. Kroz SWI evaluaciju, prekomjerno taloženje gvožđa uočeno je uglavnom u korteksu bubrega u 8. sedmici, te ukorteks bubregaili medula u 12. sedmici. ARV izračunat iz faznih slika može se koristiti za kvantitativno procjenu viška taloženja gvožđa u bubrežnom korteksu i meduli. Nije bilo značajne razlike između rezultata kvalitativne i kvantitativne analize (ARV) SWI i spola zečeva u kontrolnoj i željeznoj grupi. ARV je bio u visokoj pozitivnoj korelaciji sa sadržajem gvožđa izmerenim atomskim apsorpcionim spektrofotometrom. Rezultati bojenja hematoksilin-eozinom, prusko plavo bojenje i atomsko apsorpcioni fotometar dodatno su potvrdili nalaze SWI. Naša studija je pokazala da je moguće procijeniti višak taloženja gvožđa ububregpreko SWI.
Preopterećenje gvožđem dovodi do povećanja skladištenog gvožđa17 i prepoznato je kao faktor rizika za disfunkciju organa.4 Višak gvožđa uzrokujebubregoštećenjakod pacijenata zbog kombinacije oksidativnog stresa.2,17,18 Redovno praćenje taloženja gvožđa u bubrezima pacijenata je od velikog značaja za zbrinjavanjepovreda bubrega.18 SWI je gradijentna eho sekvenca visoke rezolucije i kompenziranog punjenja protoka koja koristi razlike u magnetnoj osjetljivosti tkiva da bi proizvela kontrast i poboljšala osjetljivost za detekciju željeza i drugih supstanci koje utiču na lokalna magnetna polja.12 Prvi put smo koristili SWI za otkrivanje viška taloženja gvožđa u bubrezima.
U bubrežnom tkivu višak gvožđa se pohranjuje u obliku feritina.13 Feritin, kao jaka magnetna supstanca, poravnava se duž glavnog magnetnog polja na SWI stvarajući veće polje, koje može uzrokovati fazni pomak voksela, što rezultira faznim razlikama u područje i magnetski osjetljivi signali neujednačeni.13,19 Ova studija nije pronašla značajnu razliku u SWI SI između korteksa bubrega i medule bez injekcije gvožđa. Međutim, nakon injekcije gvožđa: u 8. nedelji, kod svih kunića, SWI SI korteksa je bio značajno niži nego kod medule; za poređenje, u 12. sedmici kod njih osam je utvrđeno da je SWI SI korteksa niži od onog medule, dok je SI korteksa i medule ostalih šest zečeva smanjen u istoj mjeri.
U grupi sa gvožđem u 12. nedelji, rezultati SWI su pokazali da je višak gvožđa osam zečeva uglavnom deponovan u korteksu bubrega, a višak gvožđa ostalih šest zečeva deponovan je i u bubrežnom korteksu i u meduli, što je bilo konzistentno. sa rezultatima pruskog plavog bojenja. Nagađamo da je metabolizam viška gvožđa u organizmu bio veoma komplikovan, što može uzrokovati ovu razliku u istoj grupi. Drugi mogući razlog je taj što je taloženje viška gvožđa u bubrezima bilo povezano sa vremenom. Ovisno o odabranoj vremenskoj tački, višak taloženja gvožđa u bubrežnom korteksu i meduli može biti različit. Na sreću, SWI može precizno otkriti razliku u taloženju gvožđa u istoj grupi. Sa povećanjem sadržaja gvožđa u tkivu, fazna razlika je veća.13,19 Svaka promena sadržaja gvožđa će izazvati promenu faze tkiva u odnosu na njegovu okolinu. U ovoj studiji, višak gvožđa je deponovan u bubrežnom korteksu ili meduli. Što je više gvožđa deponovano u korteksu ili meduli, to je bila veća neravnomernost magnetnog polja, a smanjenje SWI SI korteksa ili medule bilo je značajnije. Neka istraživanja su pokazala da preopterećenje gvožđem možeoštećenjathebubreg.7,8,20 Gvožđe, kao katalizator, može podstaći visoko reaktivno stvaranje slobodnih radikala u Fentonovoj reakciji, a prekomerno taloženje gvožđa proizvodi prekomerne visoko reaktivne radikale, koji mogu da oštete epitelne ćelije bubrežnih tubula.7,8
Fazna vrijednost se može koristiti kao sredstvo za kvantifikaciju sadržaja gvožđa u normalnim i abnormalnim okolnostima.21,22 Na faznoj slici postoji fazna razlika između ljudskih tkiva sa taloženjem gvožđa i onih bez taloženja gvožđa, tako da je kontrast značajno poboljšana.23 Gao et al.13 dokazali su da postoji visoka korelacija između sadržaja gvožđa u tkivu i vrednosti faze. Prosječna vrijednost faze svake ROI mjerena na faznoj slici imala je značajnu negativnu korelaciju sa sadržajem željeza u tkivu. U ovoj studiji koristili smo ARV kao kvantitativnu vrijednost za taloženje gvožđa. Prema proračunu, ARV je imao negativnu korelaciju sa faznom vrednošću i značajnu pozitivnu korelaciju sa sadržajem gvožđa u tkivu. U 12. nedelji, ARV bubrežnog korteksa u grupi sa gvožđem bio je značajno veći nego u kontrolnoj grupi, što pokazuje da je taloženje gvožđa u prvoj bilo značajno veće nego u drugoj. Ovo je bilo u skladu sa rezultatima pruskog plavog bojenja i atomskog apsorpcionog spektrofotometra, respektivno. U 12. nedelji, prusko plavo bojenje je pokazalo da je taloženje gvožđa značajno u grupi sa gvožđem. Međutim, u kontrolnoj grupi nije zabilježeno pozitivno bojenje, a atomski apsorpcioni spektrofotometar je pokazao da je sadržaj gvožđa u korteksu bubrega u grupi sa gvožđem bio značajno veći nego u kontrolnoj grupi. Štaviše, dokazano je da SWI identifikuje abnormalnu akumulaciju gvožđa u tkivu u prethodnoj studiji.10 U ovoj studiji, dalje je patološki potvrđeno da SWI može kvantitativno proceniti višak taloženja gvožđa ububreg.
U ovom eksperimentu zečevima je ubrizgana određena količina gvožđa, a uočeno je taloženje viška gvožđa u korteksu bubrega ili meduli. Istovremeno, SWI i T2WI su korišteni za kvalitativno posmatranje. Utvrđeno je da je SI korteksa ili medule bubrega na SWI značajno smanjen, dok je na T2WI ostao nepromijenjen. To pokazuje da je SWI bio značajno bolji od T2WI u procjeni bubrežnog viška taloženja gvožđa. Ovo je bilo moguće jer SWI, novi MRI modalitet, koristi drugačiju tehniku od tradicionalnog snimanja gustine spina, T1 ili T2 prizvane sekvence eho pulsa za prikupljanje podataka.24 U drugim studijama, SWI je otkriveno da je osjetljiviji za procjenu gvožđe od drugih tehnika, kao što su T2WI i T2*WI.10,25
cistanche proizvodi za bubrege
Ova studija je imala sledeće nedostatke: (1) Magnetski osetljivi artefakti mogu uticati na merenje vrednosti kortikalne faze. Tokom MRI skeniranja, magnetski osjetljivi artefakti uglavnom nastaju iz dva aspekta: jedan je bio da su zečevi i dalje imali lagani pokreti disanja čak i nakon davanja anestezije; drugi je bio tajbubreziovih zečeva su bili pogođeni preklapanjem crevnih gasova. (2) Lijevobubrezisami su odabrani za studiju; međutim, desni bubrezi nisu evaluirani u isto vrijeme. Obrazloženje za ovaj odabir je bilo sljedeće: Prvo, u preliminarnom eksperimentu, u više navrata smo otkrili da su artefakti magnetske osjetljivosti desnog bubrega bili relativno teški i da je kvalitet slika loš. To može biti povezano s anatomijom desnog bubrega koji je bliže donjem rubu rebara i više je pod utjecajem plinova u crijevima. Drugo, nakon skeniranja lijevog bubrega, zatim je skeniran desni bubreg, što je zahtijevalo dodatnu dozu anestetika. Međutim, prevelika količina anestetika bila je štetna i čak je uzrokovala smrt. (3) Tkivo bubrega možda nije zanemarljivo kada je sadržaj gvožđa manji. Iako se ARV može koristiti za kvantitativnu procjenu viška taloženja gvožđa u bubrezima, on se trenutno ne može pretvoriti u apsolutnu vrijednost sadržaja gvožđa. Naša studija je preliminarno istraživanje. U budućnosti će biti potrebne daljnje studije na više uzoraka.
Zaključak
Moguće je da se SWI može koristiti neinvazivno za procjenu viška taloženja željeza ububreg. Višak gvožđa se uglavnom taloži u korteksu bubrega ili meduli, uzrokujući smanjenje njihovog SWI SI. ARV izračunat sa faznim slikama može se koristiti za kvantitativnu analizu viška taloženja gvožđa ububrežnikorteksa i medule. Naša studija pruža eksperimentalnu i teorijsku osnovu za buduću primjenu SWI kod preopterećenja željezom kod CKD.
Finansiranje
Ovaj rad podržali su Nacionalna fondacija za prirodne nauke Kine (brojevi grantova 81771798) i Glavni program nauke i tehnologije Općinske komisije za zdravlje i planiranje porodice Changzhou (brojevi grantova ZD201806).
Sukobi interesa
Autori izjavljuju da nemaju sukoba interesa.
Reference
1. Liu S, Wang C, Zhang X, et al. Kvantifikacija koncentracije željeza u jetri korištenjem prividne osjetljivosti jetrenih žila. Quant Imaging Med Surg 2018; 8:123–134.
2. Ikeda Y, Enomoto H, Tajima S, et al. Ograničenje željeza u ishrani inhibira napredovanje dijabetičke nefropatije kod db/db miševa. Am J Physiol Renal Physiol 2013; 304:F1028–1036.
3. Grassedonio E, Meloni A, Positano V, et al. Kvantitativna T2* magnetna rezonanca za procjenu bubrežnog preopterećenja gvožđem: normalne vrijednosti prema dobi i polu. Abdom Imaging 2015; 40:1700–1704.
4. Ige AO, Ongele FA, Adele BO, et al. Patofiziologija bubrežne povrede i disfunkcije izazvane preopterećenjem gvožđem: uloge bubrežnog oksidativnog stresa i sistemskih inflamatornih medijatora. Patofiziologija 2019; 26:175–180.
5. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Ograničenje željeza u ishrani sprječava dalje pogoršanje bubrežnog oštećenja kod kronične bolestibubregbolestmodel pacova. J Hypertens 2013; 31:1203–1213.
6. Ikeda Y, Horinouchi Y, Hamano H, et al. Ograničenje željeza u ishrani ublažava oštećenje bubrežnih tubulointersticijala uzrokovano preopterećenjem proteinima kod miševa. Sci Rep 2017; 7:10621.
7. van Raaij S, van Swelm R, Bouman K, et al. Tubularno taloženje gvožđa i proteini za rukovanje gvožđem u ljudskim zdravim bubrezima ihronična bolest bubrega. Sci Rep 2018; 8:9353.
8. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Povezanost između bubrežne akumulacije željeza i renalne intersticijske fibroze u pacovskom modelu kronične bolesti bubrega. Hypertens Res 2015; 38:463–470.
9. Kang H, Han M, Xue J, et al. Nanokelatori koji se mogu očistiti od bubrega za terapiju preopterećenja gvožđem. Nat Commun 2019; 10:5134.
10. Hasiloglu ZI, Asik M, Ure E, et al. Korisnost snimanja ponderisane osetljivošću za procenu stepena akumulacije gvožđa u horoidnom pleksusu pacijenata sa -talasemijom major. Clin Radiol 2017; 72:903.e1–903.e7.
11. Li RK, Zeng MS, Qiang JW, et al. Poboljšanje detekcije taloženja gvožđa u ciroznoj jetri pomoću snimanja ponderisane osetljivošću sa naglaskom na histopatološkoj korelaciji. J Comput Assist Tomogr 2017; 41:18–24.
12. Park M, Moon Y, Han SH, et al. Hipointenzitet motornog korteksa na snimku ponderisanom osetljivošću: potencijalni slikovni marker akumulacije gvožđa kod pacijenata sa kognitivnim oštećenjem. Neuroradiology 2019; 61:675–683.
13. Gao L, Jiang Z, Cai Z, et al. Analiza taloženja gvožđa u mozgu korišćenjem slike ponderisane osetljivošću i njene povezanosti sa nivoom gvožđa u telu kod pacijenata sa blagim kognitivnim oštećenjem. Mol Med Rep 2017; 16:8209–8215.
14. Chen L, Wei X, Liu C, et al. Depozicija gvožđa u mozgu u primarnoj nesanici-An vivo studija ponderisane osetljivosti. Brain Behav 2019; 9:e01138.
15. Lu L, Cao H, Wei X, et al. Taloženje gvožđa pozitivno je povezano sa kognitivnim oštećenjem kod pacijenata sa hroničnom blagom traumatskom povredom mozga: procena pomoću snimanja ponderisane osetljivosti. Biomed Res Int 2015; 2015:470676.
16. Sun J, Yu S, Chen J, et al. Procjena odgođene funkcije grafta korištenjem imidžinga ponderisanog osjetljivošću u ranom periodu nakon transplantacije bubrega: studija izvodljivosti. Abdom Radiol (NY) 2019; 44:218–226.
17. Gao W, Li X, Gao Z, et al. Željezo povećava oštećenje bubrega uzrokovano dijabetesom i oksidativni stres kod štakora. Biol Trace Elem Res 2014; 160:368–375.
18. Chaudhary K, Chilakala A, Ananth S, et al. Bubrežno gvožđe ubrzava napredovanje dijabetičke nefropatije u modelu preopterećenja gvožđem kod miša koji je nokautirao HFE gen. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317:F512–F517.
19. Haacke EM, Makki M, Ge Y, et al. Karakterizacija taloženja gvožđa u lezijama multiple skleroze korišćenjem snimanja ponderisane osetljivošću. J Magn Reson Imaging 2009; 29:537–544.
20. Ahmadzadeh A, Jalali A, Assar S, et al. Bubrežna tubularna disfunkcija kod pedijatrijskih pacijenata sa velikom beta-talasemijom. Saudi J. Kidney Dis Transpl 2011; 22:497–500.
21. Haacke EM, Ayaz M, Khan A, et al. Uspostavljanje ponašanja osnovne faze u magnetnoj rezonanciji radi određivanja normalnog i abnormalnog sadržaja željeza u mozgu. J Magn Reson Imaging 2007; 26:256–264.
22. Hagemeier J, Heininen-Brown M, Poloni GU, et al. Taloženje gvožđa u lezijama multiple skleroze izmjereno filtriranom fazom slikanja ponderisane osjetljivošću: studija kontrole slučaja. J Magn Reson Imaging 2012; 36:73–83.
23. Haacke EM, Cheng NY, House MJ, et al. Snimanje skladišta željeza u mozgu pomoću magnetne rezonancije. Magn Reson Imaging 2005; 23:1–25.
24. Pietracupa S, Martin-Bastida A, Piccini P. Metabolizam željeza i njegovo otkrivanje putem MRI kod parkinsonskih poremećaja: sistematski pregled. Neurol Sci 2017; 38:2095–2101.
25. Li SJ, Ren YD, Li J, et al. Uloga gvožđa kod majmuna sa Parkinsonovom bolešću procenjena je snimanjem ponderisanom osetljivošću i masenom spektrometrijom induktivno spregnute plazme. Life Sci 2020; 240:117091.