Aktivnost ksantin oksidoreduktaze u plazmi siromašnoj i bogatoj trombocitima kao pokazatelj oksidativnog stresa kod pacijenata kojima je potrebna nadomjesna bubrežna terapija Ⅳ
Apr 30, 2024
Rasprava
Opća opažanja
Oksidoreduktaze su zbog svoje dvostruke aktivnosti intrigantan i vrlo važan enzim koji nam omogućuje otkrivanje mehanizama oksidativnog stresa u ljudskom tijelu. Međutim, dvostruka aktivnost XOR-a također znači da je tumačenje njegovih funkcija izazovnije nego za drugeantioksidativni enzimi.
U ovoj studiji, najveća XOR aktivnost primijećena je u kontrolnoj skupini u PPP i u PRP (drugi rezultat), što znači da je ova skupina najbolja u kompenzaciji oksidativnog stresa. Najveća aktivnost antioksidativne izoforme (XD) uočena u PPP i visoka aktivnost izoforme XO to potvrđuju. To znači da je prooksidacijska i antioksidacijska ravnoteža očuvana. Pacijenti na hemodijalizi prije i ubrzo nakontransplantacija bubregasu visoko izloženi oksidativnom stresu kao posljedici osnovne bolesti kao i vrste nadomjesne bubrežne terapije. Ovo naglašava da peritonealna dijaliza uzrokuje manju izloženost bolesnika štetnim učincima reaktivnih kisikovih spojeva nego druge bubrežne nadomjesne terapije.
Dołęgowska i sur. (2010.) istraživali su aktivnost XOR izoforme u plazmi kod pojedinaca nakontransplantacija bubrega, podijeljen u tri skupine: rani, spori iodgođena funkcijapresađenog organa. Pokazali su povećanje aktivnosti XO i XOR u svim skupinama nakon 1 i 5 minuta nakon transplantacije. XD aktivnost se povećala u skupinama sa sporom i odgođenom funkcijom također nakon 1 i 5 minuta. Najveća aktivnost utvrđena je kod izoforme XD (antioksidans), a najmanja kod izoforme XO (prooksidans). To je vjerojatno bilo zbog povećanog oksidativnog stresa kao posljedice transplantacije organa, što je tijelo pokušalo kompenzirati povećanom aktivnošću izoforme XD [3, 23].
Povećana konverzija XD u XO nakontransplantacija bubregapredstavili su Kwiatkowska et al (2010). Tijekom 6-mjesečnog promatranja pacijenata nakon transplantacije pokazalo se da prosječna razina XOR u serumu konstantno raste od prvog dana nakon operacije. Ovo sugerira da razina XOR odražava stupanj oštećenja presađenog organa tijekom ishemije/reperfuzije (I/R). Daljnji porast razine XOR može se objasniti imunosupresivnom terapijom, koja uključuje steroide [23-25]. Herken i sur. (2007.) pokazali su da nakon transplantacije bubrega transformacija izoforme XD u izoformu XO započinje u ishemijskom razdoblju, a zatim se nastavlja nakon reperfuzije [25].
KOLIKO JE POTREBNO DA CISTANCHE DJELUJE KOD BUBREŽNIH PACIJENATA
U ovoj studiji, aktivnost XOR u PPP nakon transplantacije značajno opada, slično izoformama XD i XDO. Aktivnost izoforme oksidaze također se smanjuje iu siromašnoj iu plazmi bogatoj trombocitima, ali nema statistički značajnih veza. To ukazuje na niži oksidativni stres nakon transplantacije bubrega jer nije povećana konverzija izoforme XD u XO (niža aktivnost XDO nakon transplantacije bubrega). Ovi rezultati mogu ukazivati na mala oštećenja presađenog organa tijekom I/R razdoblja. Također treba obratiti pozornost na značajno manju aktivnost XOR-a i njegove izoforme u bolesnika prije i nakon transplantacije bubrega u usporedbi s drugim oblicima bubrežne nadomjesne terapije kao iu usporedbi s kontrolnom skupinom. To ukazuje na manju učinkovitost antioksidativnog sustava u ovoj skupini bolesnika.
Optimalna vrsta nadomjesne bubrežne terapije mora se odabrati za svakog bolesnika kako bi se postigli najbolji rezultati liječenja. Mnogi različiti čimbenici utječu na uspješnost primijenjene terapije, a jedan od njih je oksidativni stres. Stoga je ključno proučavati učinak dijalize na aktivnost XOR.
U našem istraživanju aktivnost XOR-a se smanjila nakon hemodijalize u PPP i PRP. Međutim, veći je u usporedbi s ostalim ispitivanim skupinama (osim kontrolnih skupina). To ukazuje na veću izloženost oksidativnom stresu u ovoj skupini bolesnika. Aktivnost izoforme XD u plazmi siromašnoj trombocitima raste nakon hemodijalize, a izoforme XDO opada, slično kao i izoforme XO. Međutim, to nisu bile statistički značajne promjene. Zauzvrat, u trombocitima, XD aktivnost je značajno niža nakon hemodijalize, dok je XO aktivnost niža u HD A skupini, a aktivnost intermedijarne izoforme je viša nakon hemodijalize (iako bez statističke značajnosti). To ukazuje na nisku konverziju antioksidansa u prooksidativni izoform, što može značiti manji oksidativni stres nakon hemodijalize.
Utjecaj hemodijalize na aktivnost XOR-a i njegovih izoformi u plazmi siromašnoj trombocitima i trombocitima proučavali su Cecerska-Heryć i sur. (2017.). Prikazan je učinak hemodijalize na aktivnost XOR i njegovih izoformi u PPP i trombocitima. Osim toga, pokazali su smanjenje oksidativnog stresa nakon hemodijalize, što je dokazano smanjenjem aktivnosti XO i povećanjem aktivnosti XD u PPP plazmi [26]. Ovo istraživanje također potvrđuje rezultate drugih znanstvenika [3, 23–25]. Hemodijaliza uzrokuje intenzivan oksidativni stres, stoga je povećana konverzija prooksidativnog u antioksidativni izoform 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 (mali rizik smrti zbog pothranjenosti) u kojoj se provodi hemodijaliza. To može značiti da je oksidoreduktaza uključena u oksidativno oštećenje izazvano hemodijalizom, što može pridonijeti ubrzanom razaranju proteina u bolesnika s GNRI manjim od ili jednakim 90 [27].
Boban i sur. (2014.) pokazali su da je ukupna XOR aktivnost bila viša u skupini bolesnika s esencijalnom hipertenzijom u odnosu na bolesnike na dijalizi. Najveću aktivnost u ovoj skupini također je pokazala izoforma XD o kontrolnim ili dijaliznim pacijentima. S druge strane, aktivnost XO, koji uglavnom doprinosi stvaranju ROS, bila je najveća u bolesnika na dijalizi [28].
U slučaju peritonejske dijalize rezultati koje postižemo su dvosmisleni. U plazmi siromašnoj trombocitima aktivnost XD značajno je niža nego u bolesnika na hemodijalizi, kao i aktivnost XO. To bi moglo ukazivati na mnogo manju izloženost oksidativnom stresu pacijenata na peritonejskoj dijalizi od onih koji su podvrgnuti hemodijalizi. Međutim, uzorak je drugačiji kod trombocita. Aktivnost XD značajno je niža u bolesnika iz skupine PD nego na hemodijalizi, ali je akutnost XO značajno veća u bolesnika na peritonejskoj dijalizi.
Intermedijarna aktivnost DXO bila je viša u bolesnika na peritonealnoj dijalizi, što može ukazivati na povećanu konverziju u izoformu antioksidansa. Međutim, treba imati na umu da pod utjecajem RFT dolazi do curenja oksidoreduktaze iz stanica u plazmu. Stoga aktivnost izoformi XOR u trombocitima povezana s hemodijalizom i peritonealnom dijalizom može poremetiti ovu sliku. Tijekom hemodijalize dolazi do povećane aktivacije trombocita popraćene snažnim oksidativnim stresom, što rezultira ROS-om koji može uzrokovati otpuštanje XOR-a u plazmu, što se ne mora dogoditi u slučaju peritonejske dijalize: stoga je mnogo veća aktivnost XO i XDO u bolesnika iz skupine PD. Bolesnici koji se liječe konzervativno također su izloženi oksidativnom stresu uzrokovanom osnovnom bolešću, što se može dokazati najvećom aktivnošću izoforme XDO i visokom aktivnošću izoforme XO u PPP.
Aktivnost izoformi ksantin oksidoreduktaze prema spolu, trajanju dijalize, dobi bolesnika, uzroku i stadiju KBB-a
Naša studija nije otkrila povezanost između aktivnosti XOR i spola, osim značajne povezanosti između aktivnosti XDO u trombocitima. U muškaraca, aktivnost XDO bila je znatno niža nego u žena. To podupire teoriju da bi aktivnost antioksidativnih enzima mogla 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]. Prije su samo Decker i sur. (1982) izvijestili su o višoj XOR aktivnosti kod mužjaka štakora u usporedbi s ženkama [29].
Uočen je učinak dobi u aktivnosti svih izoformi XOR PPP i trombocita u svim skupinama. Bolesnici u skupinama PD i TE bili su u prosjeku mlađi, a aktivnost XD i XO u plazmi siromašnoj trombocitima bila je niža u ovih bolesnika nego u ostalim skupinama. Jedino je aktivnost izoforme XO u trombocitima bila veća u tim (mlađim) skupinama. Ovi se rezultati razlikuju od onih dobivenih za druge antioksidativne enzime. To bi moglo značiti da ova skupina pacijenata još nije izgubila XOR aktivnost pod utjecajem RFT-a. Međutim, vjerojatnije je da vrsta provedene bubrežne nadomjesne terapije utječe više na aktivnost XOR nego dob. Čini se da to potvrđuju rezultati naše multivarijatne regresije, kao i studije koje su proveli Cecerska-Heryć et al. (2017).
Tablica 8. Utjecaj pojedinih parametara na aktivnost izoformi ksantin oksidoreduktaze
U tablici su prikazane p vrijednosti koje definiraju statističku značajnost. Odnos između spola, trajanja dijalize, dobi, stadija kronične bubrežne bolesti iuzroci kronične bubrežne bolestia aktivnost XOR izoformi procijenjena je jednosmjernom ANOVA HD i trajanjem dijalize - odnos vrste terapije (hemodijaliza, peritonejska dijaliza, bolesnici prije transplantacije bubrega), trajanja dijalize i aktivnosti XOR izoformi HD i dobi - ovisnost između ispitivanih skupina (hemodijaliza, peritonejska dijaliza, konzervativno liječenje, bolesnici prije transplantacije bubrega i kontrolna skupina), dobi bolesnika i aktivnosti XOR izoforme Stadijkronična bolest bubrega- odnos između težine kronične bubrežne bolesti na temelju eGFR i aktivnosti XOR izoformi Uzroci kronične bubrežne bolesti - odnos između odabranih uzroka kronične bolesti i aktivnosti XOR izoformi NS nije pronađena statistički značajna povezanost
U ovoj studiji, pronađena je značajna povezanost između trajanja dijalize i vrste korištene bubrežne nadomjesne terapije i aktivnosti svih izoformi XOR u plazmi siromašnoj trombocitima iu pločicama. Međutim, u PPP-u od dugotrajnije dijalize opaženo je smanjenje aktivnosti izoformi XD i XO. Dodatno, povećava se aktivnost izoformi XD, XDO i XO u trombocitima. Aktivnost XOR-a se povećala u trombocitima zbog kontinuirane aktivacije kao rezultat dugotrajne dijalize i progresivne bubrežne bolesti koja uzrokuje pogoršanje oksidativnog stresa, te proizvodnje ROS-a, koji zauzvrat uništava krvne pločice. Međutim, smanjenje aktivnosti izoforme XOR u PPP potvrđuje rezultate drugih istraživača o smanjenju aktivnosti antioksidativnih enzima uz dugotrajnu dijalizu.
Na temelju multivarijatne regresijske analize utvrđeno je da parametri kao što su vrsta korištene bubrežne nadomjesne terapije, dob bolesnika, 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. (Tablica 9).
Naša studija je pokazala učinak kronične bubrežne bolesti na aktivnost XD i XO u PPP. Najveća aktivnost izoformi XOR javlja se u bolesnika s hipertenzijom i dijabetičkom nefropatijom, a najmanja u bolesnika s ADPKD (policistična bubrežna bolest naslijeđena autosomno dominantno). Multivarijatna regresijska analiza ukazuje na nezavisnu negativnu korelaciju između aktivnosti XO u PRP-u i težinekronične bolesti bubrega.
Budući da XOR igra važnu ulogu u proizvodnji mokraćne kiseline, odnos između aktivnosti XOR-a i hipertenzije ili kardiovaskularnog rizika je naširoko opisan. Povišene razine mokraćne kiseline u serumu povezane su s oksidativnim oštećenjem stijenke krvnih žila, upalnim i proliferativnim promjenama krvnih žila, hipertenzijom i oštećenjem funkcije bubrega. Povišene razine mokraćne kiseline mogu biti čimbenik povećanog rizika od kardiovaskularnih događaja. Stoga su pokušaji usmjereni na blokiranje XOR aktivnosti kako bi se smanjila koncentracija UA. Dokumentiran je pozitivan učinak inhibicije proizvodnje XOR na kardiovaskularni sustav [33]. Naše je istraživanje pokazalo negativnu korelaciju između aktivnosti XD u PPP i koncentracije mokraćne kiseline te pozitivnu korelaciju između PPP i koncentracije UA XO aktivnosti. Ovi rezultati potvrđuju fiziološku važnost XOR-a iu zaštiti od kardiovaskularnih bolesti.
Nakatani i sur. (2017.) pokazali su pozitivnu korelaciju između glukoze, koncentracije mokraćne kiseline i aktivnosti XOR u bolesnika na hemodijalizi. U istoj studiji, multivarijatna regresijska analiza pokazala je pozitivne, neovisne korelacije između koncentracije glukoze i dijabetesa tipa 2 dijagnosticiranog XOR aktivnošću. Nasuprot tome, koncentracija mokraćne kiseline pozitivno je korelirala s aktivnošću XOR u hemodijaliziranih bolesnika s nedijagnosticiranim dijabetesom tipa II. Ova studija pokazuje da kontrola glikemije može smanjiti mogućnost proizvodnje ROS-a posredovane oksidoreduktazom u bolesnika na hemodijalizi [34].
Visoka aktivnost XO i XD u PPP uočena u ovoj studiji kod bolesnika s dijabetičkom nefropatijom i hipertenzijom potvrđuje povećanu aktivnost XOR u ovoj vrsti bolesti, zbog poremećene razine glukoze i mokraćne kiseline, što može pogoršatikronična bolest bubrega. Za hipertenzivne pacijente visoka aktivnost XO i XD može biti pokazatelj povećanog rizika od kardiovaskularnih događaja. U literaturi nema povezanosti između aktivnosti XOR i ADPKD.
Zaključak
1. Vrsta nadomjesne bubrežne terapije koja se koristi u bolesnika s kroničnom bubrežnom bolesti, dob bolesnika, trajanje dijalize, uzroci kronične bubrežne bolesti i stadij progresije značajno utječu na aktivnost XOR-a i njegovih izoformi.
2. Pacijenti na peritonejskoj dijalizi manje su izloženi oksidativnom stresu od bolesnika na hemodijalizi
Ograničenja Lijekovi koje koriste pacijenti Pacijenti u ispitivanoj skupini (uglavnom na hemodijalizi) uzimali su ide, koji može povećati razinu mokraćne kiseline, jakog antioksidansa. Također je posljednji produkt na putu razgradnje hipoksantina, kataliziran s XOR. Međutim, naša studija nije pokazala korelaciju između razine mokraćne kiseline i aktivnosti XOR, osim negativne korelacije izoformi XD i XO u PPP. Ova korelacija samo potvrđuje fiziološka svojstva oksidoreduktaze; što je veća koncentracija mokraćne kiseline, niža je aktivnost oksidativne izoforme XO.
Transplantacija bubrega U početku smo planirali prikupljanje biološkog materijala od pacijenata nakon transplantacije bubrega 5-7 dana nakon transplantacije, zatim mjesec dana, tri mjeseca i šest mjeseci nakon transplantacije. Nažalost, zbog logističkih problema, našoj postrojbi nije bilo moguće u svakom trenutku osigurati kvalitetan materijal. 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 tijekom katalize: implikacije za 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 transdukcije upalnog signala. Mikrocirkulacija. 2002;9:161-75. 3. Dolegowska B, Blogowski W, Domanski L. Klinički dokaz povezanosti između serumskih perioperativnih promjena 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 ključna je za evoluciju i funkciju urođenog imunološkog sustava. 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 funkcije odgođenog transplantiranog bubrega analiza prooksidacije i antioksidativne ravnoteže i metabolizma arahidonske kiseline u krvnim pločicama i plazmi tijekom ishemije-reperfuzije. Szczecin: Wydawncitwo Pomorskiej Akademii Medycznej; 2009. godine.
