Aktivnost ksantin oksidoreduktaze u plazmi siromašnoj i bogatoj trombocitima kao indikator oksidativnog stresa kod pacijenata kojima je potrebna nadomjesna terapija bubrega Ⅳ
Apr 30, 2024
Diskusija
Opća zapažanja
Oksidoreduktaze su, zbog svoje dvostruke aktivnosti, intrigantan i vrlo važan enzim koji nam omogućava da otkrijemo mehanizme oksidativnog stresa u ljudskom tijelu. Međutim, dvostruka aktivnost XOR-a također znači da je tumačenje njegovih funkcija izazovnije nego za drugeantioksidativnih enzima.
U ovoj studiji, najveća aktivnost XOR uočena je u kontrolnoj grupi kod PPP i PRP (drugi rezultat), što znači da je ova grupa najbolja u kompenzaciji oksidativnog stresa. Najveća antioksidativna aktivnost izoforme (XD) uočena u PPP i visoka aktivnost izoforme XO to su potvrdili. To znači da je očuvan prooksidativni i antioksidativni balans. Pacijenti na hemodijalizi prije i ubrzo nakon togatransplantacija bubregasu visoko izloženi oksidativnom stresu kao rezultat osnovne bolesti, kao i vrstama bubrežne nadomjesne terapije. Ovo naglašava da peritonealna dijaliza uzrokuje manju izloženost pacijenata štetnim efektima reaktivnih vrsta kisika u odnosu na druge bubrežne zamjenske terapije.
Dołęgowska i dr. (2010) istraživali su aktivnost izoforme XOR u plazmi kod pojedinaca nakontransplantacija bubrega, podijeljen u tri grupe: rani, spori iodgođena funkcijatransplantiranog organa. Pokazali su povećanje aktivnosti XO i XOR u svim grupama nakon 1 i 5 minuta nakon transplantacije. Aktivnost XD se povećala u grupama sa sporim i odgođenim funkcijama također nakon 1 i 5 minuta. Najveća aktivnost utvrđena je u slučaju izoforme XD (antioksidans), a najmanja u slučaju izoforme XO (prooksidativno). Ovo je vjerovatno posljedica povećanog oksidativnog stresa kao rezultat transplantacije organa, što je tijelo pokušalo nadoknaditi povećanom aktivnošću XD izoforme [3, 23].
Povećana konverzija XD u XO nakontransplantacija bubregapredstavili su Kwiatkowska et al (2010). Tokom 6-mjesečnog posmatranja pacijenata nakon transplantacije, pokazalo se da prosječni nivo XOR u serumu konstantno raste od prvog dana nakon operacije. Ovo sugerira da XOR nivo odražava stepen oštećenja transplantiranog organa tokom ishemije/reperfuzije (I/R). Dalje povećanje nivoa XOR može se objasniti imunosupresivnom terapijom, koja uključuje steroide [23-25]. Herken et al. (2007) su pokazali da nakon transplantacije bubrega transformacija XD izoforme u XO izoformu započinje u ishemijskom periodu, a zatim se nastavlja nakon reperfuzije [25].
KOLIKO JE DUGO TREBA DA CISTANCHE RADI NA BOLESNIMA BUBREGA
U ovoj studiji, aktivnost XOR-a u PPP-u nakon transplantacije značajno opada, slično XD i XDO izoformama. Aktivnost izoforme oksidaze takođe se smanjuje kako u siromašnoj tako iu plazmi bogatoj trombocitima, ali nema statistički značajnih odnosa. Ovo ukazuje na niži oksidativni stres nakon transplantacije bubrega jer konverzija XD izoforme u XO nije povećana (niža aktivnost XDO nakon transplantacije bubrega). Ovi rezultati mogu ukazivati na mala oštećenja presađenog organa tokom I/R perioda. Takođe treba obratiti pažnju na značajno nižu aktivnost XOR-a i njegove izoforme kod pacijenata pre i posle transplantacije bubrega u odnosu na druge oblike bubrežne nadomjesne terapije, kao iu odnosu na kontrolnu grupu. To ukazuje na manju efikasnost antioksidativnog sistema kod ove grupe pacijenata.
Optimalna vrsta bubrežne nadomjesne terapije mora se odabrati za svakog pacijenta kako bi se postigli najbolji rezultati liječenja. Mnogo različitih faktora utiče na uspeh primenjene terapije, od kojih je jedan oksidativni stres. Stoga je ključno proučavati učinak dijalize na XOR aktivnost.
U našoj studiji, aktivnost XOR-a se smanjila nakon hemodijalize u PPP i PRP. Međutim, veći je u odnosu na druge ispitivane grupe (osim kontrolnih grupa). Ovo ukazuje na veću izloženost oksidativnom stresu u ovoj grupi pacijenata. Aktivnost izoforme XD u plazmi siromašnoj trombocitima se povećava nakon hemodijalize, a XDO izoforma se smanjuje, slično kao i izoforme XO. Međutim, to nisu bile statistički značajne promjene. Zauzvrat, u trombocitima, aktivnost XD je značajno niža nakon hemodijalize, dok je aktivnost XO niža u HD A grupi, a aktivnost intermedijarne izoforme je viša nakon hemodijalize (iako bez statističke značajnosti). Ovo ukazuje na nisku konverziju antioksidansa u prooksidativnu izoformu, što može značiti manji oksidativni stres nakon hemodijalize.
Utjecaj hemodijalize na aktivnost XOR-a i njegovih izoforma u plazmi siromašnoj trombocitima i trombocitima proučavali su Cecerska-Heryć et al (2017). Prikazan je učinak hemodijalize na aktivnost XOR-a i njegovih izoforma u PPP i trombocitima. Osim toga, oni su pokazali smanjenje oksidativnog stresa nakon hemodijalize, što je dokazano smanjenjem aktivnosti XO i povećanjem aktivnosti XD u plazmi PPP [26]. Ova studija takođe potvrđuje rezultate drugih naučnika [3, 23–25]. Hemodijaliza uzrokuje intenzivan oksidativni stres, stoga povećanu konverziju prooksidativnog u antioksidantnu izoformu nakon hemodijalize.
On the other hand, Miric et al. (2013) showed higher XOR activity before hemodialysis compared to control, and increased XOR activity during renal replacement therapy in patients with GNRI (Geriatric Nutritional Risk Index)≤90 (high risk of complications and mortality due to malnutrition), and a reduction in XOR activity in patients with GNRI>90 (nizak rizik od smrti zbog pothranjenosti) u kojem se provodi hemodijaliza. To može značiti da je oksidoreduktaza uključena u oksidativno oštećenje izazvano hemodijalizom, što može doprinijeti ubrzanom uništavanju proteina kod pacijenata sa GNRI manjim ili jednakim 90 [27].
Boban i dr. (2014) su pokazali da je ukupna aktivnost XOR veća u grupi pacijenata koji boluju od esencijalne hipertenzije u odnosu na pacijente na dijalizi. Najveću aktivnost u ovoj grupi pokazala je i XD izoforma kod kontrolnih pacijenata ili pacijenata na dijalizi. S druge strane, aktivnost XO, koja uglavnom doprinosi proizvodnji ROS, bila je najveća kod pacijenata na dijalizi [28].
U slučaju peritonealne dijalize, rezultati koje smo postigli su dvosmisleni. U plazmi siromašnoj trombocitima, aktivnost XD je značajno niža nego kod hemodijaliziranih pacijenata, kao i aktivnost XO. Ovo bi moglo ukazivati na mnogo manju izloženost oksidativnom stresu pacijenata na peritonealnoj dijalizi od onih koji su podvrgnuti hemodijalizi. Međutim, obrazac je drugačiji kod trombocita. Aktivnost XD je značajno niža kod pacijenata iz grupe PD nego kod hemodijalize, ali je akutnost XO značajno veća kod pacijenata na peritonejskoj dijalizi.
Intermedijerna aktivnost DXO bila je veća kod pacijenata koji su bili na peritonealnoj dijalizi, što može ukazivati na povećanu konverziju u izoformu antioksidansa. Međutim, treba imati na umu da pod uticajem RFT-a dolazi do curenja oksidoreduktaze iz ćelija u plazmu. Stoga, aktivnost XOR izoforma u trombocitima povezana s hemodijalizom i peritonealnom dijalizom može poremetiti ovu sliku. Tijekom hemodijalize dolazi do povećane aktivacije trombocita praćene snažnim oksidativnim stresom, što rezultira ROS-om koji može uzrokovati oslobađanje XOR-a u plazmu, što se možda neće dogoditi u slučaju peritonealne dijalize: dakle, znatno veća aktivnost XO i XDO kod pacijenata iz PD grupe. Pacijenti liječeni konzervativno su također izloženi oksidativnom stresu uzrokovanom osnovnom bolešću, što se može pokazati najvećom aktivnošću izoforme XDO i visokom aktivnošću izoforme XO u PPP.
Aktivnost izoforma ksantin oksidoreduktaze prema spolu, trajanju dijalize, dobi pacijenta, uzroku i stadiju CKD
Naša studija nije otkrila nikakvu vezu između aktivnosti XOR i spola, osim značajne povezanosti između aktivnosti XDO u trombocitima. Kod muškaraca, aktivnost XDO bila je značajno niža nego kod žena. Ovo podržava teoriju da aktivnost antioksidativnih enzima može biti veća kod žena. Međutim, primarna svrha mjerenja XDO aktivnosti je analiza transformacija XD u XO. Ovo potvrđuje rezultate objavljene u prethodnim studijama, gdje takav odnos nije uočen [19, 25]. Ranije su samo Decker et al. (1982) prijavili su veću XOR aktivnost kod mužjaka pacova u poređenju sa ženkama [29].
Uočen je uticaj starosti na aktivnost svih izoforma XOR PPP i trombocita u svim grupama. Pacijenti u grupama PD i TE bili su u prosjeku mlađi, a aktivnost XD i XO u plazmi siromašnoj trombocitima bila je niža kod ovih pacijenata nego u ostalim grupama. Samo aktivnost izoforme XO u trombocitima bila je veća u ovim (mlađim) grupama. Ovi rezultati se razlikuju od onih dobijenih za druge antioksidativne enzime. To bi moglo značiti da ova grupa pacijenata još nije izgubila XOR aktivnost pod uticajem RFT-a. Međutim, vjerojatnije je da tip primijenjene bubrežne zamjenske terapije utječe na XOR aktivnost više od starosti. Čini se da to potvrđuju rezultati naše multivarijantne regresije, kao i studije koje su proveli Cecerska-Heryć et al. (2017).
Tabela 8. Utjecaj pojedinih parametara na aktivnost izoformi ksantin oksidoreduktaze
U tabeli su prikazane p vrijednosti koje definiraju statističku značajnost. Veza između spola, trajanja dijalize, starosti, stadijuma hronične bolesti bubrega iuzroci hronične bolesti bubregaa aktivnost XOR izoforma procijenjena je jednosmjernom ANOVA HD i trajanje dijalize - odnos između vrste terapije (hemodijaliza, peritonealna dijaliza, pacijenti prije transplantacije bubrega), trajanja dijalize i aktivnosti XOR izoforma HD i starosti - ovisnost između ispitivanih grupa (hemodijaliza, peritonealna dijaliza, konzervativno liječenje, pacijenti prije transplantacije bubrega i kontrolna grupa), starost pacijenata i aktivnost XOR izoforme.hronična bolest bubrega- odnos između težine kronične bolesti bubrega na temelju eGFR i aktivnosti izoforma XOR Uzroci kronične bubrežne bolesti - odnos između odabranih uzroka kronične bolesti i aktivnosti XOR izoforma NS nije pronađena statistički značajna veza
U ovoj studiji, pronađena je značajna veza između trajanja dijalize, vrste bubrežne nadomjesne terapije i aktivnosti svih XOR izoformi u plazmi siromašnoj trombocitima iu pločicama. Međutim, kod PPP od dugotrajnije dijalize uočeno je smanjenje aktivnosti XD i XO izoformi. Osim toga, povećava se aktivnost izoforma XD, XDO i XO u trombocitima. Aktivnost XOR-a je povećana u trombocitima zbog kontinuirane aktivacije kao rezultat dugotrajne dijalize i progresivne bubrežne bolesti koja uzrokuje pogoršanje oksidativnog stresa, te produkciju ROS-a, što zauzvrat uništava krvne pločice. Međutim, smanjenje aktivnosti izoforme XOR u PPP potvrđuje rezultate drugih istraživača o smanjenju aktivnosti antioksidativnih enzima uz dugotrajnu dijalizu.
Na osnovu multivarijantne regresione analize, utvrđeno je da parametri kao što su tip primijenjene bubrežne zamjenske terapije, dob pacijenta, trajanje dijalize i stadij CKD utječu na aktivnost XO u PPP, XD u PRP i XO u PRP, respektivno, oko 33% XO u plazmi siromašnoj trombocitima, 39% XD u trombocitima i 32% XO u trombocitima. (Tabela 9).
Naša studija je pokazala uticaj hronične bolesti bubrega na aktivnost XD i XO u PPP. Najveća aktivnost XOR izoformi zabilježena je kod pacijenata sa hipertenzijom i dijabetičkom nefropatijom, a najmanja kod pacijenata sa ADPKD (policistična bolest bubrega naslijeđena autosomno dominantna). Multivarijantna regresiona analiza ukazuje na nezavisnu negativnu korelaciju između aktivnosti XO u PRP-u i težinehronične bolesti bubrega.
Budući da XOR igra važnu ulogu u proizvodnji mokraćne kiseline, veza između aktivnosti XOR-a i hipertenzije ili kardiovaskularnog rizika je široko opisana. Povišene razine mokraćne kiseline u serumu povezane su s oksidativnim oštećenjem stijenke žila, upalnim i proliferativnim promjenama krvnih žila, hipertenzijom i poremećenom funkcijom bubrega. Povišeni nivoi mokraćne kiseline mogu biti faktor u povećanom riziku od kardiovaskularnih događaja. Stoga su pokušaji usmjereni na blokiranje XOR aktivnosti kako bi se smanjila koncentracija UA. Dokumentovan je pozitivan efekat inhibicije proizvodnje XOR-a na kardiovaskularni sistem [33]. Naša studija je pokazala negativnu korelaciju između aktivnosti XD u PPP i koncentraciji mokraćne kiseline i pozitivnu korelaciju između PPP i koncentracije UA aktivnosti XO. Ovi rezultati potvrđuju fiziološki značaj XOR-a iu zaštiti od kardiovaskularnih bolesti.
Nakatani et al. (2017) su pokazali pozitivnu korelaciju između glukoze, koncentracije mokraćne kiseline i aktivnosti XOR-a kod pacijenata na hemodijalizi. U istoj studiji, multivarijantna regresiona analiza pokazala je pozitivne, nezavisne korelacije između koncentracije glukoze i dijabetesa tipa 2 s dijagnostikovanom XOR aktivnošću. Nasuprot tome, koncentracija mokraćne kiseline pozitivno je korelirala s aktivnošću XOR-a kod hemodijaliziranih pacijenata s nedijagnosticiranim dijabetesom tipa II. Ova studija pokazuje da kontrola glikemije može smanjiti mogućnost proizvodnje ROS posredovane oksidoreduktazom kod pacijenata na hemodijalizi [34].
Visoka aktivnost XO i XD u PPP uočena u ovoj studiji kod pacijenata sa dijabetičkom nefropatijom i hipertenzijom potvrđuje povećanu aktivnost XOR u ovoj vrsti bolesti, zbog poremećenog nivoa glukoze i mokraćne kiseline, što može pogoršatihronična bolest bubrega. Za hipertenzivne pacijente, visoka aktivnost XO i XD može biti pokazatelj povećanog rizika od kardiovaskularnih događaja. U literaturi ne postoji veza između aktivnosti XOR-a i ADPKD-a.
Zaključak
1. Vrsta bubrežne nadomjesne terapije koja se koristi kod pacijenata sa CKD, starost pacijenata, trajanje dijalize, uzroci CKD i faza progresije značajno utiču na aktivnost XOR-a i njegovih izoforma.
2. Pacijenti na peritonealnoj dijalizi izloženi su manjem oksidativnom stresu od pacijenata na hemodijalizi
Ograničenja Lijekovi koje koriste pacijenti Pacijenti u studijskoj grupi (uglavnom na hemodijalizi) uzimali su od ide, koji može povećati nivo mokraćne kiseline, jakog antioksidansa. To je ujedno i posljednji proizvod u putu razgradnje hipoksantina, kataliziranom XOR-om. Međutim, naša studija nije pokazala korelaciju između nivoa mokraćne kiseline i aktivnosti XOR, osim negativne korelacije izoforma XD i XO u PPP. Ova korelacija samo potvrđuje fiziološka svojstva oksidoreduktaze; što je veća koncentracija mokraćne kiseline, to je niža oksidativna aktivnost izoforme XO.
Transplantacija bubrega Prvobitno smo planirali prikupljanje biološkog materijala od pacijenata nakon transplantacije bubrega 5-7 dana nakon transplantacije, nakon čega slijedi mjesec, tri mjeseca i šest mjeseci nakon transplantacije. Nažalost, zbog logističkih problema, nije bilo moguće obezbijediti kvalitetan materijal našoj jedinici u svakom trenutku. Stoga smo odlučili prikupiti materijal tek otprilike 7 dana nakon transplantacije.
Reference
1. Okamoto K, Matsumoto K, Hille R, Eger BT, Pai EF, Nishino T. Kristalna struktura ksantin oksidoreduktaze tokom katalize: implikacije na mehanizam reakcije i inhibiciju enzima. Proc Natl Acad Sci US A. 2004;101:7931–6. 2. Meneshian A, Bulkley GB. Fiziologija endotelne ksantin oksidaze: od katabolizma urata do reperfuzijske ozljede do inflamatorne transdukcije signala. Mikrocirkulacija. 2002;9:161–75. 3. Dolegowska B, Blogowski W, Domanski L. Klinički dokazi povezanosti između perioperativnih promjena u serumu u aktivnosti enzima koji metaboliziraju ksantin i rane funkcije alografta bubrega nakon transplantacije. J Am Coll Surg. 2010;211:587–95. 4. Hille R, Nishino T. Struktura i mehanizam flavoproteina. 4. Ksantin oksidaza i ksantin dehidrogenaza. FASEB J. 1995;9:995–1003. 5. Vorbach C, Harrison R, Capecchi MR. Ksantin oksidoreduktaza je centralna za evoluciju i funkciju urođenog imunog sistema. Trends Immunol. 2003;24(9):512–7. 6. Kaminski ZW, Jezewska MM. Intermedijarni oblik dehidrogenaze-oksidaze ksantin oksidoreduktaze u jetri štakora. Biochem J. 1979; 181:177–82. 7. Dołęgowska B. Prediktori analize funkcije odloženog transplantiranog bubrega prooksidacije i antioksidativne ravnoteže i metabolizma arahidonske kiseline u krvnim pločicama i plazmi tokom ishemije-reperfuzije. Szczecin: Wydawncitwo Pomorskiej Akademii Medycznej; 2009.
