Активность ксантиноксидоредуктазы в бедной и богатой тромбоцитами плазме как индикатор окислительного стресса у пациентов, нуждающихся в заместительной почечной терапии Ⅳ

Обсуждение

Общие замечания

Оксидоредуктазы, благодаря своей двойственной активности, представляют собой интригующий и очень важный фермент, который позволяет нам раскрыть механизмы окислительного стресса в организме человека. Однако двойная активность XOR также означает, что интерпретация его функций более сложна, чем для других.антиоксидантные ферменты.

В настоящем исследовании самая высокая активность XOR наблюдалась в контрольной группе в PPP и в PRP (второй результат), что означает, что эта группа лучше всего справляется с компенсацией окислительного стресса. Подтверждением тому является самая высокая активность изоформы антиоксиданта (XD), наблюдаемая у ППП, и высокая активность изоформы ХО. Это означает, что прооксидантный и антиоксидантный баланс сохраняется. Пациенты, находящиеся на гемодиализе, до и вскоре послетрансплантация почкисильно подвержены окислительному стрессу в результате основного заболевания, а также видов заместительной почечной терапии. Это подчеркивает, что перитонеальный диализ вызывает меньшую подверженность пациентов вредному воздействию активных форм кислорода, чем другие методы заместительной почечной терапии.

Доленговская и др. (2010) исследовали активность изоформы XOR в плазме у людей послетрансплантация почкиразделены на три группы: ранние, медленные ифункция задержкипересаженного органа. Они показали увеличение активности XO и XOR во всех группах через 1 и 5 минут после трансплантации. Активность XD увеличивалась в группах с медленной и замедленной функцией также через 1 и 5 минут. Наибольшая активность обнаружена у изоформы XD (антиоксидантная), а наименьшая — у изоформы XO (прооксидантная). Вероятно, это было связано с усилением окислительного стресса в результате трансплантации органов, который организм пытался компенсировать увеличением активности изоформы XD [3, 23].

Увеличена конвертация XD в XO послетрансплантация почкибыло представлено Квятковской и др. (2010). В ходе 6-месячного наблюдения за пациентами после трансплантации было показано, что средний уровень XOR в сыворотке крови постоянно увеличивается с первого дня после операции. Это позволяет предположить, что уровень XOR отражает степень повреждения трансплантированного органа при ишемии/реперфузии (I/R). Дальнейшее повышение уровня XOR можно объяснить иммуносупрессивной терапией, включающей стероиды [23–25]. Херкен и др. (2007) показали, что после трансплантации почки трансформация изоформы XD в изоформу XO инициируется в ишемическом периоде и затем продолжается после реперфузии [25].

КАК ВРЕМЯ ЦИСТАНША ДЕЙСТВУЕТ НА ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЕМ ПОЧЕК

В этом исследовании активность XOR в PPP после трансплантации значительно снижается, аналогично изоформам XD и XDO. Активность изоформы оксидазы также снижается как в бедной, так и в богатой тромбоцитами плазме, но статистически значимых связей нет. Это указывает на более низкий окислительный стресс после трансплантации почки, поскольку превращение изоформы XD в XO не увеличивается (более низкая активность XDO после трансплантации почки). Эти результаты могут указывать на небольшое повреждение пересаженного органа в период И/Р. Следует также обратить внимание на значительно более низкую активность XOR и его изоформы у пациентов до и после трансплантации почки по сравнению с другими формами заместительной почечной терапии, а также по сравнению с контрольной группой. Это свидетельствует о более низкой эффективности антиоксидантной системы у данной группы больных.

Для достижения наилучших результатов лечения для каждого пациента необходимо подобрать оптимальный тип заместительной почечной терапии. На успех используемой терапии влияет множество различных факторов, одним из которых является окислительный стресс. Поэтому крайне важно изучить влияние диализа на активность XOR.

В нашем исследовании активность XOR снижалась после гемодиализа в PPP и PRP. Однако он выше по сравнению с другими исследуемыми группами (кроме контрольных). Это указывает на более высокую подверженность окислительному стрессу в этой группе пациентов. Активность изоформы XD в бедной тромбоцитами плазме увеличивается после гемодиализа, а изоформы XDO снижается, аналогично изоформам ХО. Однако эти изменения не были статистически значимыми. В свою очередь, в тромбоцитах активность ХД значительно ниже после гемодиализа, тогда как активность ХО ниже в группе ГД А, а активность промежуточной изоформы выше после гемодиализа (хотя и без статистической значимости). Это указывает на низкую конверсию антиоксиданта в прооксидантную изоформу, что может означать меньший окислительный стресс после гемодиализа.

Влияние гемодиализа на активность XOR и его изоформ в бедной тромбоцитами плазме и тромбоцитах изучали Cecerska-Heryć et al (2017). Продемонстрировано влияние гемодиализа на активность XOR и его изоформ в ППП и тромбоцитах. Кроме того, они показали снижение окислительного стресса после гемодиализа, о чем свидетельствует снижение активности ХО и увеличение активности ХД в плазме ППП [26]. Данное исследование также подтверждает результаты, полученные другими учеными [3, 23–25]. Гемодиализ вызывает интенсивный окислительный стресс, следовательно, повышенное превращение прооксидантной изоформы в антиоксидантную после гемодиализа.

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 (низкий риск смерти из-за недостаточного питания), в которых проводится гемодиализ. Это может означать, что оксидоредуктаза участвует в окислительном повреждении, вызванном гемодиализом, что может способствовать ускоренному разрушению белка у пациентов с GNRI менее или равным 90 [27].

Бобан и др. (2014) показали, что общая активность XOR была выше в группе пациентов, страдающих эссенциальной гипертензией, по сравнению с пациентами, находящимися на диализе. Наибольшую активность в этой группе также продемонстрировала изоформа XD в отношении контрольных или диализных пациентов. С другой стороны, активность ХО, которая в основном способствует выработке АФК, была самой высокой у диализных пациентов [28].

В случае перитонеального диализа достигнутые нами результаты неоднозначны. В бедной тромбоцитами плазме активность XD значительно ниже, чем у пациентов, находящихся на гемодиализе, как и активность XO. Это может указывать на гораздо меньшую подверженность окислительному стрессу пациентов, находящихся на перитонеальном диализе, чем у пациентов, находящихся на гемодиализе. Однако в тромбоцитах картина иная. Активность ХД значительно ниже у больных из группы ПД, чем у больных на гемодиализе, но острота ХО значительно выше у больных на перитонеальном диализе.

Промежуточная активность DXO была выше у пациентов, находящихся на перитонеальном диализе, что может указывать на повышенную конверсию в изоформу антиоксиданта. Однако следует помнить, что под влиянием РФТ происходит утечка оксидоредуктазы из клеток в плазму. Следовательно, активность изоформ XOR в тромбоцитах, связанная с гемодиализом и перитонеальным диализом, может нарушить эту картину. Во время гемодиализа происходит повышенная активация тромбоцитов, сопровождающаяся сильным окислительным стрессом, что приводит к образованию АФК, которые могут вызвать высвобождение XOR в плазму, чего может не произойти в случае перитонеального диализа: следовательно, значительно более высокая активность XO и XDO у пациентов. из группы ПД. Пациенты, получающие консервативное лечение, также подвергаются окислительному стрессу, вызванному основным заболеванием, о чем может свидетельствовать наибольшая активность изоформы XDO и высокая активность изоформы XO в PPP.

Активность изоформ ксантиноксидоредуктазы в зависимости от пола, продолжительности диализа, возраста пациентов, причины и стадии ХБП.

Наше исследование не выявило связи между активностью XOR и полом, за исключением значительной связи между активностью XDO в тромбоцитах. У мужчин активность XDO была значительно ниже, чем у женщин. Это подтверждает теорию о том, что активность антиоксидантных ферментов может быть выше у женщин. Однако основной целью измерения активности XDO является анализ преобразований XD в XO. Это подтверждает результаты предыдущих исследований, где подобная связь не наблюдалась [19, 25]. Ранее только Decker et al. (1982) сообщили о более высокой активности XOR у самцов крыс по сравнению с самками [29].

Возрастной эффект наблюдался в активности всех изоформ XOR PPP и тромбоцитов во всех группах. Пациенты в группах PD и TE были в среднем моложе, а активность XD и XO в бедной тромбоцитами плазме у этих пациентов была ниже, чем в других группах. Только активность изоформы ХО в тромбоцитах была выше в этих (младших) группах. Эти результаты отличаются от результатов, полученных для других антиоксидантных ферментов. Это может означать, что данная группа пациентов еще не утратила активность XOR под влиянием RFT. Однако более вероятно, что тип реализуемой заместительной почечной терапии влияет на активность XOR больше, чем возраст. Похоже, это подтверждается результатами нашей многомерной регрессии, а также исследованиями, проведенными Cecerska-Heryć et al. (2017).

Таблица 8. Влияние отдельных параметров на активность изоформ ксантиноксидоредуктазы

В таблице представлены значения p, определяющие статистическую значимость. Взаимосвязь между полом, продолжительностью диализа, возрастом, стадией хронической болезни почек ипричины хронической болезни почека активность изоформ XOR оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа HD и длительности диализа - взаимосвязь между типом терапии (гемодиализ, перитонеальный диализ, пациенты перед трансплантацией почки), длительностью диализа и активностью изоформ XOR HD и возрастом. - зависимость между исследуемыми группами (гемодиализ, перитонеальный диализ, консервативное лечение, пациенты до трансплантации почки и контрольная группа), возрастом пациентов и активностью изоформы XOR. Стадияхроническая болезнь почек- связь между тяжестью хронической болезни почек по рСКФ и активностью изоформ XOR Причины хронической болезни почек - связь между отдельными причинами хронического заболевания и активностью изоформ XOR NS статистически значимой связи не выявлено

В настоящем исследовании была обнаружена значительная взаимосвязь между продолжительностью диализа, типом используемой заместительной почечной терапии и активностью всех изоформ XOR как в бедной тромбоцитами плазме, так и в тромбоцитах. Однако в ППП от более длительного диализа наблюдалось снижение активности изоформ XD и XO. Кроме того, в тромбоцитах увеличивается активность изоформ XD, XDO и XO. Активность XOR повышалась в тромбоцитах из-за постоянной активации в результате длительного диализа и прогрессирующего заболевания почек, что вызывает обострение окислительного стресса, а также выработку АФК, что, в свою очередь, разрушает тромбоциты. Однако снижение активности изоформы XOR при ППП подтверждает полученные другими исследователями результаты о снижении активности антиоксидантных ферментов на фоне длительного диализа.

На основе многофакторного регрессионного анализа установлено, что на активность ХО в ППП, ХД в ПРП и ХО в ПРП влияют такие параметры, как тип используемой заместительной почечной терапии, возраст пациента, продолжительность диализа и стадия ХБП. соответственно, около 33% ХО в бедной тромбоцитами плазме, 39% ХД в тромбоцитах и ​​32% ХО в тромбоцитах. (Таблица 9).

Наше исследование продемонстрировало влияние хронической болезни почек на активность XD и XO в PPP. Наибольшая активность изоформ XOR наблюдалась у больных гипертонической болезнью и диабетической нефропатией, а наименьшая — у больных АДПБП (поликистоз почек, наследуемый по аутосомно-доминантному типу). Многомерный регрессионный анализ указывает на независимую отрицательную корреляцию между активностью XO в PRP и тяжестью заболевания.хронические заболевания почек.

Поскольку XOR играет важную роль в выработке мочевой кислоты, широко описана связь между активностью XOR и риском гипертонии или сердечно-сосудистых заболеваний. Повышенный уровень мочевой кислоты в сыворотке крови связан с окислительным повреждением сосудистой стенки, воспалительными и пролиферативными изменениями сосудов, артериальной гипертензией и нарушением функции почек. Повышенный уровень мочевой кислоты может быть фактором повышенного риска сердечно-сосудистых событий. Поэтому попытки направлены на блокирование активности XOR для снижения концентрации UA. Задокументирован положительный эффект ингибирования продукции XOR на сердечно-сосудистую систему [33]. Наше исследование показало отрицательную корреляцию между активностью XD ​​в PPP и концентрацией мочевой кислоты и положительную корреляцию между PPP и концентрацией UA и активностью XO. Эти результаты подтверждают физиологическое значение XOR также для защиты от сердечно-сосудистых заболеваний.

Накатани и др. (2017) показали положительную корреляцию между глюкозой, концентрацией мочевой кислоты и активностью XOR у пациентов, находящихся на гемодиализе. В том же исследовании многомерный регрессионный анализ показал положительные, независимые корреляции между концентрацией глюкозы и диабетом 2 типа, диагностированным с активностью XOR. Напротив, концентрация мочевой кислоты положительно коррелировала с активностью XOR у находящихся на гемодиализе пациентов с недиагностированным диабетом II типа. Это исследование показывает, что гликемический контроль может снизить возможность продукции АФК, опосредованной оксидоредуктазой, у пациентов, находящихся на гемодиализе [34].

Высокая активность XO и XD в PPP, наблюдаемая в этом исследовании у пациентов с диабетической нефропатией и гипертонией, подтверждает повышенную активность XOR при этом типе заболевания, обусловленную искаженным уровнем глюкозы и мочевой кислоты, что может усугубитьхроническая болезнь почек. Для больных артериальной гипертензией высокая активность XO и XD может быть показателем повышенного риска сердечно-сосудистых событий. В литературе нет связи между активностью XOR и ADPKD.

Заключение

1. Тип заместительной почечной терапии, применяемой у больных ХБП, возраст пациентов, продолжительность диализа, причины ХБП и стадия прогрессирования существенно влияют на активность XOR и его изоформ.

2. Пациенты на перитонеальном диализе подвергаются меньшему окислительному стрессу, чем пациенты, находящиеся на гемодиализе.

Ограничения Лекарственные средства, используемые пациентами Пациенты основной группы (в основном гемодиализ) принимали язь, который может повышать уровень мочевой кислоты, сильного антиоксиданта. Это также последний продукт пути деградации гипоксантина, катализируемого XOR. Однако наше исследование не выявило корреляции между уровнями мочевой кислоты и активностью XOR, за исключением отрицательной корреляции изоформ XD и XO в PPP. Эта корреляция лишь подтверждает физиологические свойства оксидоредуктазы; чем выше концентрация мочевой кислоты, тем ниже активность окислительной изоформы ХО.

Трансплантация почки Первоначально мы планировали собирать биологический материал у пациентов после трансплантации почки через 5–7 дней после трансплантации, затем через один месяц, три месяца и шесть месяцев после трансплантации. К сожалению, из-за логистических проблем не было возможности постоянно обеспечивать наше подразделение материалом хорошего качества. Поэтому мы решили собрать материал примерно через 7 дней после трансплантации.

Рекомендации

1. Окамото К., Мацумото К., Хилле Р., Эгер Б.Т., Пай Э.Ф., Нишино Т. Кристаллическая структура ксантиноксидоредуктазы во время катализа: значение для механизма реакции и ингибирования ферментов. Proc Natl Acad Sci US A. 2004;101:7931–6. 2. Менешян А, Балкли ГБ. Физиология эндотелиальной ксантиноксидазы: от катаболизма уратов до реперфузионного повреждения и передачи воспалительного сигнала. Микроциркуляция. 2002;9:161–75. 3. Долеговска Б., Блоговски В., Домански Л. Клинические доказательства связи между периоперационными изменениями в сыворотке крови активности ферментов, метаболизирующих ксантин, и функцией аллотрансплантата почки на раннем этапе после трансплантации. Дж Ам Колл Сург. 2010;211:587–95. 4. Хилле Р., Нишино Т. Структура и механизм флавопротеинов. 4. Ксантиноксидаза и ксантиндегидрогеназа. ФАСЭБ Дж. 1995;9:995–1003. 5. Ворбах С., Харрисон Р., Капечки М.Р. Ксантиноксидоредуктаза играет центральную роль в эволюции и функционировании врожденной иммунной системы. Тенденции Иммунол. 2003;24(9):512–7. 6. Каминский З.В., Ежевская М.М. Промежуточная дегидрогеназно-оксидазная форма ксантиноксидоредуктазы в печени крыс. Биохим Дж. 1979; 181: 177–82. 7. Долонговска Б. Предикторы задержки трансплантированной почки, анализ прооксидантного и антиоксидантного баланса и метаболизма арахидоновой кислоты в тромбоцитах и ​​плазме крови во время ишемии-реперфузии. Щецин: Wydawncitwo Pomorskiej Akademii Medical Akademii; 2009.