Xanthinoxidoreduktaseaktivitet i blodpladefattigt og rigt plasma som en oxidativ stressindikator hos patienter, der har behov for nyreerstatningsterapi Ⅳ

Diskussion

Generelle bemærkninger

Oxidoreduktaser er på grund af deres dobbelte aktiviteter et spændende og meget vigtigt enzym, der giver os mulighed for at afdække mekanismerne for oxidativt stress i den menneskelige krop. Den dobbelte aktivitet af XOR betyder dog også, at fortolkningen af ​​dens funktioner er mere udfordrende end for andreantioxidant enzymer.

I denne undersøgelse blev den højeste XOR-aktivitet observeret i kontrolgruppen i PPP og i PRP (andet resultat), hvilket betyder, at denne gruppe er bedst til kompensation for oxidativ stress. Den højeste antioxidant isoform (XD) aktivitet observeret i PPP og den høje aktivitet af XO isoform bekræftede dette. Det betyder, at den pro-oxidative og antioxidante balance bevares. Hæmodialysepatienter før og kort efternyretransplantationer meget udsat for oxidativ stress som følge af den underliggende sygdom samt typerne af nyreerstatningsterapi. Dette fremhæver, at peritonealdialyse forårsager lavere eksponering af patienter for de skadelige virkninger af reaktive oxygenarter end andre nyreerstatningsterapier.

Dołęgowska et al. (2010) undersøgte XOR isoform aktivitet i plasma hos individer efternyretransplantation, opdelt i tre grupper: tidlig, langsom ogforsinket funktionaf det transplanterede organ. De viste en stigning i XO- og XOR-aktivitet i alle grupper efter 1 og 5 minutter efter transplantation. XD aktivitet steg i langsomme og forsinkede funktionsgrupper også efter 1 og 5 min. Den højeste aktivitet blev fundet i tilfælde af XD isoform (antioxidant) og den laveste i tilfælde af XO isoform (prooxidativ). Dette skyldtes sandsynligvis øget oxidativt stress som følge af organtransplantation, som kroppen forsøgte at kompensere for ved den øgede aktivitet af XD-isoformen [3, 23].

Øget konvertering af XD til XO efternyretransplantationblev præsenteret af Kwiatkowska et al (2010). Under 6-månedsobservationen af ​​patienter efter transplantation blev det vist, at det gennemsnitlige niveau af XOR i serum er konstant stigende fra den første dag efter operationen. Dette tyder på, at XOR-niveauet afspejler graden af ​​skade på det transplanterede organ under iskæmi/reperfusion (I/R). Yderligere stigninger i XOR-niveauer kan forklares med immunsuppressiv terapi, som inkluderer steroider [23-25]. Herken et al. (2007) viste, at efter nyretransplantation påbegyndes transformationen af ​​XD-isoformen til XO-isoformen i den iskæmiske periode og derefter fortsættes efter reperfusion [25].

HVOR LANG TAGE DET FOR CISTANCHE AT ARBEJDE PÅ NYRESYGGE PATIENTER

I denne undersøgelse falder aktiviteten af ​​XOR i PPP efter transplantation signifikant, svarende til XD og XDO isoformerne. Aktiviteten af ​​oxidaseisoformen falder også både i det fattige og det blodpladerige plasma, men der er ingen statistisk signifikante sammenhænge. Dette indikerer lavere oxidativ stress efter nyretransplantation, fordi omdannelsen af ​​XD-isoformen til XO ikke øges (lavere XDO-aktivitet efter nyretransplantation). Disse resultater kan indikere lille skade på det transplanterede organ under I/R-perioden. Man bør også være opmærksom på den signifikant lavere aktivitet af XOR og dets isoform hos patienter før og efter nyretransplantation sammenlignet med andre former for nyreerstatningsterapi samt i sammenligning med kontrolgruppen. Det tyder på en lavere effektivitet af antioxidantsystemet hos denne gruppe patienter.

Den optimale type nyreerstatningsterapi skal vælges for hver patient for at opnå de bedste behandlingsresultater. Mange forskellige faktorer påvirker succesen af ​​den anvendte terapi, hvoraf en er oxidativ stress. Derfor er det afgørende at undersøge effekten af ​​dialyse på XOR-aktivitet.

I vores undersøgelse faldt XOR-aktivitet efter hæmodialyse sis i PPP og PRP. Det er dog højere i forhold til de andre undersøgte grupper (undtagen kontrolgrupper). Dette indikerer en højere eksponering for oxidativt stress i denne gruppe af patienter. Aktiviteten af ​​XD-isoformen i det blodpladefattige plasma stiger efter hæmodialyse, og XDO-isoformen falder på samme måde som XO-isoformerne. Det var dog ikke statistisk signifikante ændringer. Til gengæld er XD-aktiviteten i blodplader signifikant lavere efter hæmodialyse, mens XO-aktiviteten er lavere i HD A-gruppen, og aktiviteten af ​​den mellemliggende isoform er højere efter hæmodialyse (omend uden statistisk signifikans). Dette indikerer en lav omdannelse af antioxidanten til prooxidativ isoform, hvilket kan betyde mindre oxidativt stress efter hæmodialyse.

Hæmodialyses indflydelse på XOR-aktivitet og dets isoformer i blodpladefattigt plasma og blodplader blev undersøgt af Cecerska-Heryć et al (2017). De er demonstreret virkningen af ​​hæmodialyse på aktiviteten af ​​XOR og dets isoformer i PPP og blodplader. Desuden viste de et fald i oxidativ stress efter hæmodialyse, som det fremgår af et fald i XO-aktivitet og en stigning i XD-aktivitet i PPP-plasma [26]. Denne undersøgelse bekræfter også resultaterne opnået af andre videnskabsmænd [3, 23-25]. Hæmodialyse forårsager intens oxidativ stress, deraf den øgede omdannelse af pro-oxidativ til antioxidant isoform efter hæmodialyse.

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 (lav risiko for død på grund af underernæring), hvor der udføres hæmodialyse. Dette kan betyde, at oxidoreduktase er involveret i hæmodialyse-induceret oxidativ skade, som kan bidrage til accelereret proteindestruktion hos patienter med GNRI mindre end eller lig med 90 [27].

Boban et al. (2014) viste, at den totale XOR-aktivitet var højere i gruppen af ​​patienter, der led af essentiel hypertension, sammenlignet med patienter i dialyse. Den højeste aktivitet i denne gruppe blev også demonstreret af XD-isoformen om kontrol- eller dialysepatienter. På den anden side var aktiviteten af ​​XO, som hovedsageligt bidrager til produktionen af ​​ROS, den højeste hos dialysepatienter [28].

I tilfælde af peritonealdialyse er de resultater, vi opnår, tvetydige. I blodpladefattigt plasma er XD-aktiviteten signifikant lavere end hos hæmodialyserede patienter, ligesom XO-aktiviteten er. Dette kunne indikere en meget lavere eksponering for oxidativt stress hos patienter i peritonealdialyse end dem, der udsættes for hæmodialyse. Mønsteret er dog anderledes i blodplader. XD-aktivitet er signifikant lavere hos patienter fra PD-gruppen end ved hæmodialyse, men XOs akutte er signifikant højere hos peritonealdialysepatienter.

DXO-mellemaktivitet var højere hos patienter, der gennemgår peritonealdialyse, hvilket kan indikere en øget omdannelse til antioxidantisoformen. Det skal dog huskes, at der under påvirkning af RFT sker en lækage af oxidoreduktase fra celler til plasma. Derfor kan aktiviteten af ​​XOR-isoformer i blodplader relateret til hæmodialyse og peritonealdialyse forstyrre dette billede. Under hæmodialyse er der øget aktivering af blodplader ledsaget af stærkt oxidativt stress, hvilket resulterer i ROS, der kan forårsage, at XOR frigives til plasmaet, hvilket muligvis ikke sker i tilfælde af peritonealdialyse: derfor meget højere XO- og XDO-aktivitet hos patienter fra PD-gruppen. Patienter, der behandles konservativt, udsættes også for oxidativt stress forårsaget af den underliggende sygdom, hvilket kan påvises ved den højeste aktivitet af XDO-isoformen og den høje aktivitet af XO-isoformen i PPP.

Aktiviteten af ​​xanthinoxidoreduktase-isoformer i henhold til køn, varighed af dialyse, patientens alder, årsag og stadium af CKD

Vores undersøgelse afslørede ingen sammenhæng mellem XOR-aktivitet og køn, bortset fra en signifikant sammenhæng mellem XDO-aktivitet i blodplader. Hos mænd var XDO-aktiviteten signifikant lavere end hos kvinder. Dette understøtter teorien om, at aktiviteten af ​​antioxidantenzymer kan være højere hos kvinder. Det primære formål med at måle XDO-aktivitet er imidlertid at analysere XD til XO-transformationer. Dette bekræfter resultaterne rapporteret i tidligere undersøgelser, hvor en sådan sammenhæng ikke blev observeret [19, 25]. Tidligere var det kun Decker et al. (1982) rapporterede højere XOR-aktivitet hos hanrotter sammenlignet med hunner [29].

En alderseffekt blev observeret i aktiviteten af ​​alle isoformer af XOR PPP og blodplader i alle grupper. Patienter i grupperne PD og TE var i gennemsnit yngre, og XD- og XO-aktivitet i blodpladefattigt plasma var lavere hos disse patienter end i de andre grupper. Kun XO-isoformaktivitet i blodplader var højere i disse (yngre) grupper. Disse resultater er forskellige fra dem, der opnås for andre antioxidantenzymer. Dette kan betyde, at denne gruppe patienter endnu ikke har mistet XOR-aktivitet under påvirkning af RFT. Det er dog mere sandsynligt, at typen af ​​implementeret nyreerstatningsterapi påvirker XOR-aktivitet mere end alder. Det ser ud til at blive bekræftet af resultaterne af vores multivariate regression, såvel som undersøgelser udført af Cecerska-Heryć et al.(2017).

Tabel 8 Indflydelsen af ​​særlige parametre på aktiviteten af ​​xanthinoxidoreduktase-isoformer

Tabellen viser p-værdier, der definerer statistisk signifikans. Forholdet mellem køn, varighed af dialyse, alder, stadium af kronisk nyresygdom ogårsager til kronisk nyresygdomog aktiviteten af ​​XOR isoformer blev vurderet ved hjælp af envejs ANOVA HD og varigheden af ​​dialyse - forholdet mellem typen af ​​terapi (hæmodialyse, peritoneal dialyse, patienter før nyretransplantation), varighed af dialyse og aktiviteten af ​​XOR isoformer HD og alder - afhængighed mellem de undersøgte grupper (hæmodialyse, peritonealdialyse, konservativ behandling, patienter før nyretransplantation og kontrolgruppe), patienters alder og XOR isoform aktivitet Stadiet afkronisk nyresygdom- sammenhængen mellem sværhedsgraden af ​​kronisk nyresygdom baseret på eGFR og aktiviteten af ​​XOR isoformer Årsagerne til kronisk nyresygdom - sammenhængen mellem udvalgte årsager til kronisk sygdom og aktiviteten af ​​XOR isoformer NS ingen statistisk signifikant sammenhæng blev fundet

I denne undersøgelse blev der fundet en signifikant sammenhæng mellem varigheden af ​​dialyse, den anvendte type nyreerstatningsterapi, og aktiviteten af ​​alle XOR-isoformer i både blodpladefattige plasma- og plader. I PPP fra længerevarende dialyse blev der imidlertid observeret et fald i aktiviteten af ​​XD- og XO-isoformerne. Derudover øges aktiviteten af ​​XD, XDO og XO isoformer i blodpladerne. XOR-aktiviteten steg i blodplader på grund af den kontinuerlige aktivering som følge af langvarig dialyse og progressiv nyresygdom, der forårsager forværring af oxidativt stress, og ROS-produktion, som igen ødelægger blodpladerne. Sænkningen af ​​XOR-isoformaktiviteten i PPP bekræfter imidlertid resultaterne opnået af andre forskere om faldet i antioxidantenzymaktiviteter sammen med langtidsdialyse.

Baseret på den multivariate regressionsanalyse blev det fundet, at parametre såsom typen af ​​nyresubstitutionsterapi, patientens alder, dialysevarighed og CKD-stadiet påvirkede aktiviteten af ​​XO i PPP, XD i PRP og XO i PRP, henholdsvis omkring 33 % af XO i blodpladefattigt plasma, 39 % af XD i blodplader og 32 % af XO i blodplader. (Tabel 9).

Vores undersøgelse viste effekten af ​​kronisk nyresygdom på aktiviteten af ​​XD og XO i PPP. Den højeste aktivitet af XOR-isoformer forekom hos patienter med hypertension og diabetisk nefropati og den laveste hos patienter med ADPKD (polycystisk nyresygdom arvet autosomal dominant). Multivariat regressionsanalyse indikerer en uafhængig negativ sammenhæng mellem XO-aktivitet i PRP og sværhedsgraden afkroniske nyresygdomme.

Fordi XOR spiller en vigtig rolle i produktionen af ​​urinsyre, er forholdet mellem XOR-aktiviteten og hypertension eller kardiovaskulær risiko bredt beskrevet. Forhøjede niveauer af urinsyre i serum er forbundet med oxidativ skade i karvæggen, inflammatoriske og proliferative ændringer af karrene, hypertension og nedsat nyrefunktion. Forhøjede urinsyreniveauer kan være en faktor i den øgede risiko for kardiovaskulære hændelser. Derfor er forsøgene fokuseret på at blokere XOR-aktiviteten for at reducere koncentrationen af ​​UA. Den positive effekt af inhibering af XOR-produktion på det kardiovaskulære system blev dokumenteret [33]. Vores undersøgelse viste en negativ korrelation mellem XD-aktivitet i PPP og urinsyrekoncentration og en positiv korrelation mellem PPP og UA-koncentration XO-aktivitet. Disse resultater bekræfter den fysiologiske betydning af XOR også i beskyttelsen mod kardiovaskulære sygdomme.

Nakatani et al. (2017) viste en positiv sammenhæng mellem glucose, urinsyrekoncentration og XOR-aktivitet hos patienter, der gennemgår hæmodialyse. I samme undersøgelse viste multivariat regressionsanalyse positive, uafhængige korrelationer mellem glukosekoncentration og type 2-diabetes diagnosticeret med XOR-aktivitet. I modsætning hertil korrelerede urinsyrekoncentrationen positivt med XOR-aktivitet hos hæmodialyserede patienter med udiagnosticeret type II-diabetes. Denne undersøgelse indikerer, at glykæmisk kontrol kan reducere muligheden for oxidoreduktase-medieret ROS-produktion hos hæmodialysepatienter [34].

Den høje aktivitet af XO og XD i PPP observeret i denne undersøgelse hos patienter med diabetisk nefropati og hypertension bekræfter en øget aktivitet af XOR i denne type sygdom på grund af det forvrængede niveau af glucose og urinsyre, som kan forværrekronisk nyresygdom. For hypertensive patienter kan høj XO- og XD-aktivitet være en indikator for en øget risiko for kardiovaskulære hændelser. Der er ingen sammenhæng mellem aktiviteten af ​​XOR og ADPKD i litteraturen.

Konklusion

1. Typen af ​​nyreudskiftningsterapi, der anvendes til patienter med kronisk nyreinsufficiens, patienters alder, dialysens varighed, årsager til kronisk nyresygdom og progressionsstadiet påvirker aktiviteten af ​​XOR og dets isoformer signifikant.

2. Peritonealdialysepatienter udsættes for mindre oxidativt stress end hæmodialysepatienter

Begrænsninger Medicin brugt af patienter Patienter i undersøgelsesgruppen (hovedsageligt hæmodialyse) tog fra ide, som kan øge niveauet af urinsyre, en stærk antioxidant. Det er også det sidste produkt i hypoxanthin-nedbrydningsvejen, katalyseret af XOR. Vores undersøgelse viste imidlertid ingen sammenhæng mellem urinsyreniveauer og XOR-aktivitet, bortset fra den negative korrelation af XD- og XO-isoformerne i PPP. Denne korrelation bekræfter kun de fysiologiske egenskaber af oxidoreduktase; jo højere urinsyrekoncentration, jo lavere XO oxidativ isoform aktivitet.

Nyretransplantation I starten planlagde vi at indsamle biologisk materiale fra patienter efter nyretransplantation 5-7 dage efter transplantation, efterfulgt af en måned, tre måneder og seks måneder efter transplantation. På grund af logistiske problemer var det desværre ikke muligt at levere materiale af god kvalitet til vores enhed på alle tidspunkter. Derfor besluttede vi kun at indsamle materiale cirka 7 dage efter transplantationen.

Referencer

1. Okamoto K, Matsumoto K, Hille R, Eger BT, Pai EF, Nishino T. Krystalstrukturen af ​​xanthinoxidoreduktase under katalyse: implikationer for reaktionsmekanisme og enzymhæmning. Proc Natl Acad Sci US A. 2004;101:7931–6. 2. Meneshian A, Bulkley GB. Fysiologien af ​​endotelial xanthinoxidase: fra uratkatabolisme til reperfusionsskade til inflammatorisk signaltransduktion. Mikrocirkulation. 2002;9:161-75. 3. Dolegowska B, Blogowski W, Domanski L. Klinisk bevis for sammenhængen mellem serum perioperative ændringer i xanthin metaboliserende enzymaktivitet og tidlig post-transplantation nyre allograft funktion. J Am Coll Surg. 2010;211:587-95. 4. Hille R, Nishino T. Flavoproteinstruktur og mekanisme. 4. Xanthinoxidase og xanthindehydrogenase. FASEB J. 1995;9:995-1003. 5. Vorbach C, Harrison R, Capecchi MR. Xanthinoxidoreduktase er central for udviklingen og funktionen af ​​det medfødte immunsystem. Trends Immunol. 2003;24(9):512–7. 6. Kaminski ZW, Jezewska MM. Mellemliggende dehydrogenase-oxidaseform af xanthinoxidoreduktase i rottelever. Biochem J. 1979;181:177-82. 7. Dołęgowska B. Forudsigere for forsinket transplanteret nyrefunktionsanalyse af prooxidation og antioxidativ balance og arachidonsyremetabolisme i blodplader og plasma under iskæmi-reperfusion. Szczecin: Wydawncitwo Pomorskiej Akademii Medycznej; 2009.