Bioaktiv mat og trening ved kronisk nyresykdom

Bioaktiv mat og trening ved kronisk nyresykdom: Målretting mot mitokondriene

Denise Mafra^1,2et al

Abstrakt

Kronisk nyre sykdom(CKD), som rammer 10 prosent –15 prosent av befolkningen, er assosiert med en rekke komplikasjoner – som hjerte- og karsykdommer, skrøpelighet, infeksjoner, muskel- og skjelettlidelser og for tidlig aldring – som kan være relatert til endringer i mitokondrie. antall, fordeling, struktur og funksjon. Ettersom mitokondriell biogenese, bioenergetikk og de dynamiske mitokondrielle nettverkene direkte eller indirekte regulerer en rekke intra- og ekstracellulære funksjoner, har mitokondriene dukket opp som et viktig mål for intervensjoner som tar sikte på å forebygge eller forbedre behandlingen av komplikasjoner ved CKD (Kronisk nyre sykdom). I denne gjennomgangen diskuterer vi den mulige rollen til bioaktive matforbindelser og trening i moduleringen av den forstyrrede mitokondriefunksjonen i et uremisk miljø.

SØKEORD

Kronisk nyre sykdom, trening, mitokondriefunksjoner, ernæring

Cistanche-kidney

Cistanche-nyre

1|INTRODUKSJON

Bortsett fra deres avgjørende metabolske funksjon (ATP-produksjon og termogenese), er mitokondrier involvert i intracellulær signalering, syntese av nøkkelbiomolekyler, programmert celledød (apoptose) og andre cellulære prosesser. For dette formålet blir mitokondriene kontrollert av et sett med adaptive kvalitetskontrollmekanismer som optimaliserer mitokondrielt antall (mitokondriell biogenese; MB), distribusjon og funksjon. Disse kontrollmekanismene involverer syntese av proteiner kodet av kjernen og er strengt regulert av intra- og ekstracellulære signalveier.

Mitokondriell dysfunksjon er assosiert med økt oksidativt stress og metabolske forstyrrelser og kan gjennom disse og ytterligere mekanismer bidra til patofysiologien til kroniske svekkende sykdommer som f.eks.Kronisk nyre sykdom(CKD). Studier har vist mitokondrierspesifikke effekter av bioaktive forbindelser og fysisk trening; Imidlertid har den potensielle effekten av slike intervensjoner på mitokondriell dysfunksjon ved CKD så langt fått lite oppmerksomhet. I denne gjennomgangen diskuterer vi mitokondriell dysfunksjon i sammenheng med CKD og presenterer potensielle terapeutiske strategier ved bruk av bioaktive forbindelser og trening for å modulere mitokondriell funksjon som kan redusere komplikasjoner og forbedre helsen og livskvaliteten til CKD-pasienter.

2|MITOCHONDRIAFYSIOLOGI

De to membranene, ytre og indre, av mitokondriene, danner to separate vandige rom, matrisen og intermembranrommet. Den indre mitokondriemembranen inneholder enzymkompleksene til det oksidative fosforyleringssystemet (OXPHOS). De metabolske systemene som er involvert i nedbrytning av glukose og fettsyrer, som Krebs-syklusen og ‐oksidasjon, er lokalisert i mitokondrienes matriks.6 Selv om mitokondrier er innelukket i membraner og er definert som frittstående organeller, bør de ikke være betraktet som enkeltenheter, men snarere som et virvar av dynamiske og sammenkoblede membraner som danner et mitokondrielt nettverk. Fusjoner og spaltninger av mitokondrier er konstant pågående hendelser som fører til dynamisk forgrening av dette mitokondrielle nettverket. Foruten kjernen, er mitokondrier de eneste organellene som inneholder genetisk materiale, mitokondrielt DNA (mtDNA), som er et dobbelttrådet sirkulært molekyl på omtrent 16,5 kb som inneholder 37 gener som koder for 13 underenheter av OXPHOS-komplekset, bortsett fra kompleks II. mtDNA koder også for 22 overførings-RNA-er og to ribosomale RNA-er. Selv om mitokondriene har sitt eget DNA, gjør den lille størrelsen på mtDNA mitokondriene svært avhengige av kjernegenomet til vertscellen deres. Det mitokondrielle genomiske maskineriet kontrollerer faktisk ikke organellens proteom uten hjelp, da kjernegenomet koder for det store flertallet av alle mitokondrielle proteiner (opptil ~103) inkorporert i mitokondriene. Tidligere ukjente trekk ved mitokondrielt genuttrykk, funksjon og regulering indikerer at mitokondrielt transkriptom og proteom er langt mer komplekse enn tidligere antatt.

Treat Kidney disease--Cistanche acteoside

2.1|Mitokondriell biogenese

Dannelsen av nye mitokondrier påvirkes av miljøstress, som trening, oksidativt stress, hypoksi, hormoner, betennelse, kalorirestriksjon og celledeling/differensiering. Mitokondriell biogenese involverer koordinert replikasjon og transkripsjon av mtDNA og flere nukleært avledede faktorer.2 Noen av de viktigste faktorene involvert i MB er illustrert i figur 1. Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-cactivator 1 (PGC-1) tjener som en mesterregulator for MB og reagerer på fysiologiske (som trening og kalorirestriksjon) og patologiske (som oksidativt stress og betennelse) tilstander. PGC-1 er lokalisert i cytoplasmaet og translokerer ved fosforylering - av AMP-aktivert proteinkinase (AMPK), sirtuin-1 (SIRT-1), PPAR- og cAMP-responsive element-bindende protein (CREB) - til kjernen der den interagerer med andre transkripsjonsfaktorer, som nukleære respirasjonsfaktorer (Nrf-1), Nrf-2 og transkripsjonsfaktor A mitokondrie (TFAM), og øker dermed deres aktivitet. PGC-1, en annen transkripsjonsfaktor, deler en lignende molekylær struktur og funksjon med PGC-1, inkludert nukleær reseptorbinding og transkripsjonell aktivering, og regulerer også MB gjennom delte mekanismer med PGC-1, for eksempel aktivering av Nrf-1.2 De nukleære respirasjonsfaktorene (Nrf-1/ Nrf-2) er assosiert med ekspresjonen av flere mitokondrielle proteiner, slik som OXPHOS-kompleksproteiner, enzymer av hemebiosyntese og proteiner involvert i mitokondriell import av nukleært kodede sub[1]enheter. Nrf-1-transkripsjon reguleres også av PPAR- i muskelen til trente rotter, en mekanisme som øker MB gjennom oppregulering av AMP-aktivert proteinkinase (AMPK) og Nrf-1/Nrf-2 som integrerer deres effekter på kjernegenene til MB med promotering av replikering og transkripsjon av TFAM. Sistnevnte er et multifunksjonelt protein som tilhører proteiner med høy mobilitetsgruppe (HMG) som er karakterisert ved deres evne til å bøye, pakke inn og avvikle mtDNA uten sekvensspesifisitet, men med foretrukket interaksjon med noen identifiserte regioner.

Tumorsuppressorprotein p53 er kjent som "vokteren av mitokondrie-genomet" og har evnen til å modulere uttrykket av både mitokondrie- og kjernegenene.25,26 Metabolsk stress resulterer i p53-aktivering av dens nøkkelmodulator PGC-1 og triggere cellesyklusstans, clearance av reaktive oksygenarter (ROS) eller apoptose.

2.2|Bioenergisk

De bioenergetiske aktivitetene involverer prosessene til OXPHOS som skjer i cristae-invaginasjonene av den indre mitokondrielle membranen, der redusert nikotinamid-adenindinukleotid (NADH) og FADH2 produsert i mitokondriematrisen fra Krebs-syklusen sender elektroner til elektrontransportkjeden komplekser I‐V. Protonpumpene (kompleksene I, III og IV) frigjør protonene inn i intermembranrommet for syntese av adenosin 5′‐trifosfat (ATP), cellens nøkkelenergikilde, via fosforylering av ADP med ATP syntase. Disse komponentene fungerer parallelt med frakoblingsproteiner (UCP) som sprer generert varme for termogenese. Under overføring av elektroner lekker noen respiratoriske komplekser elektroner til oksygen, og produserer superoksidanion (O2 •). Som en konsekvens er mitokondrier den viktigste kilden til ROS-produksjon, en uunngåelig prosess; imidlertid, i nærvær av dysfunksjon av bioenergetics, øker det oksidative stresset.

Mitokondrielle nettverk er svært dynamiske og reagerer på cellulære forstyrrelser. Pågående mitokondriell fusjon og fisjonsprosesser regulerer mitokondriell arkitektur. Mitofusin 1 (Mfn1), mitofusin 2 (Mfn2) og optisk atrofi 1 (Opa1) proteiner er ansvarlige for mitokondriell fusjon, og mitokondriell fisjonsfaktor (Mff) og dynamin-relatert protein 1 (Drp1) er ansvarlig for mitokondriell fisjon. Endringer i mitokondriell arkitektur er assosiert med mitokondriell dysfunksjon, som igjen er assosiert med ulike sykdommer, inkludert CKD, og bidrar til flere patologiske prosesser hos CKD-pasienter.

Cistanche-kidney

Cistanche-nyre

3|MITOKONDRIELL DYSFUNKSJON VED NYRESYKDOM

Mitokondriell dysfunksjon er et fremtredende trekk ved både CKD og akuttnyreskade(AKI)37 og er assosiert med flere prosesser, inkludert biogenese, bioenergetikk, morfologi og nedbrytning. I tillegg er CKD assosiert med en reduksjon i Nrf-1-, PGC1-ekspresjon samt TFAM-uttrykk, cytokrom C-oksidase-underenhet 6C (COX6C) og cytokrom C-oksidase-underenhet 7C (COX7C) og mitokondrielle luftveier.

Ved CKD er mitokondriell dysfunksjon en stor bidragsyter til oksidativt stress som er assosiert med mange uremiske komplikasjoner, inkludert betennelse og vaskulær skade som fremmer kardiovaskulær sykdom og for tidlig aldring.40 Videre er det en reduksjon i antall mtDNA-kopier, en verdifull biomarkør for mitokondrie. ruptur i nyresykdommer, tap av mitokondriell membranpotensial og redusert ATP-produksjon ved CKD, og betennelse og oksidativt stress ser i sin tur ut til å fremme mitokondriell dysfunksjon. Under oksidantfornærmelser påvirkes flere mito[1]kondrielle funksjoner inkludert økt permeabilitet av mitokondrielle overgangsporer som fører til membranpotensialdepolarisering, hemming av elektrontransport, økt oksidantproduksjon og lav respirasjonsaktivitet, reduserte intracellulære ATP-nivåer, endringer i mitokondriell membranpotensial (Δψm) og utløser frigjøring av cytokrom C (Cyt C) til cytoplasmaet som kan resultere i aktivering av kaspaser, som fører til celledød.

En annen hypotese er at mitokondrie-dysfunksjon ved CKD er relatert til hemodynamiske tilpasninger, på grunn av et misforhold mellom oksygenforsyning og etterspørsel med resulterende hypoksi og aktivering av hypoksi-induserbar faktor 1 (HIF-1). Dette reduserer mitokondrielt oksygenforbruk og superoksidproduksjon og øker mitokondriell volumtetthet. Dessuten reduserer det uremiske toksinet indoksylsulfat generert fra tarmmikrobiota uttrykket av PGC-1 og øker autofagi i skjelettmuskulaturen. Til slutt, siden mangel på essensielle mineraler kan akselerere mitokondrielt forfall, er jernmangel en vanlig og klinisk viktig bekymring ved CKD.

Tatt sammen,betennelse, økt ROS-produksjon, uremisk toksin og hypoksi kan alene eller sammen spille en rolle i uremisk mitokondriell dysfunksjon. Mens de underliggende mekanismene forblir stort sett ukjente, antas det å være involvert i aldringsprosessen og patogenesen av mange kroniske sykdommer. Derfor kan mitokondriell dysfunksjon spille en viktig rolle i patogenesen av CKD. Nefroner er rike på mitokondrier, og OXPHOS av fettsyrer -oksidasjon er hovedkilden til ATP-produksjon. Den opprinnelige skaden kan provosere en endret mitokondriemetabolisme assosiert med redoksubalanse som fører til endringer i bioenergetikk og CKD-progresjon. Siden prosessen mednyreForverring fra mitokondriell dysfunksjon forblir unnvikende, ytterligere studier på mitokondriell biologi og patofysiologi er berettiget for funn av effektive terapeutiske midler ved nyresykdommer. Nedenfor presenterer vi bevis på at trening og bioaktive forbindelser har potensial til å modulere mito[1]kondriell funksjon ved CKD.

4|NÆRINGSSTRATEGIER MÅLLETT mot MITOKONDRIELL DYSFUNKSJON I CKD

Siden dysfunksjonelle mitokondrier bidrar til økt ROS-produksjon, kan de være egnede mål for bioaktive forbindelser med antioksidantegenskaper. Faktisk kan diettantioksidanter, som vitamin C, flerumettede fettsyrer (PUFA), quercetin, resveratrol og curcumin, redusere mitokondriell oksidativ skade. Selv om det kan tenkes at disse næringsstoffene kan forbedre mitokondriell funksjon ved CKD, er det så langt kun utført noen få eksperimentelle studier. I denne gjennomgangen har vi søkt i litteraturen om terapeutiske tilnærminger ved bruk av bioaktive forbindelser for å forbedre mitokondriell funksjon og deres rolle i forebygging av uremiske komplikasjoner, se figur 2.

Resveratrol,en naturlig polyfenolisk forbindelse som finnes i druer, bær og rødvin, har vist seg å være involvert i MB via en sirtuin-1-avhengig mekanisme og økt kompleks I-aktivitet. Lagouge et al (2006) viste at C57BI/6J-mus behandlet med resveratrol presenterte en induksjon av PGC-1-aktivitet ved SIRT1-mediert deacetylering og at Nrf-1- og TFAM-ekspresjon også ble aktivert. Hos fem av seks nefrektomiserte rotter forbedret resveratrol mitokondrielle funksjoner som indikert av en økning i ATP-innhold og økt ekspresjon av mitokondrielle elektrontransportkjedeproteiner, og reduserte ROS-nivåer og kompleks I- og kompleks III-aktiviteter. Selv om midler som påvirker mitokondriell biogenese og NAD-modulasjon, slik som resveratrol, holder lovende i behandling av komplikasjoner ved CKD, venter deres kliniske oversettelse videre undersøkelser.

Quercetin, en senolytisk forbindelse60 som finnes i bladgrønnsaker, kapers, løk, epler, bær, tomater og brokkoli, har vist seg å aktivere PGC-1, mtDNA og cyt C-replikasjon.61 Selv om quercetin kan ha kardiobeskyttende fordeler ved å øke PGC-1-ekspresjonen. og markører assosiert med bioenergetisk kapasitet, er effekten av denne flavonoiden ikke testet hos CKD-pasienter. Interessant nok svekket quercetin vaskulær forkalkning ved å redusere oksidativt stress og forhindre mitokondriell fisjon i en adeninrik diettindusert CKD-rottemodell og in vitro i glatte muskelceller.62 Siden vaskulære forkalkninger er et vanlig trekk ved den uremiske fenotypen og forutsi. kardiovaskulær dødelighet, kan quercetin være en

interessant forbindelse å studere videre i CKD.

Curcuminer en polyfenol som finnes i rhizom av Curcuma longa, vanligvis brukt som krydder. I dyremodeller av eksperimentell CKD beskytter curcumin mot mitokondriell dysfunksjon og reduserer oksygenforbruket ved å redusere ROS-produksjonen. Imidlertid har det blitt rapportert at curcumin er noe vanskelig å studere siden det raskt brytes ned in vivo og har svært lav biotilgjengelighet. Curcumin, så vel som andre polyfenoler, aktiverer Nrf-2 og stimulerer en antioksidantrespons. Selv om kunnskapen om den nøyaktige molekylære aktiviteten til denne polyfenolen er begrenset, har den blitt grundig studert i forhold til kreft. Imidlertid, i en eksperimentell rottemodell av CKD, ble det nylig vist at curcumin kan ha en gunstig effekt ved å redusere betennelse så vel som oksidativt stress via oppregulering av Nrf-2. Hvis dette gjelder også i CKD gjenstår det å fastslå.

Antocyanidinerer polyfenoler som finnes i blåbær, røde og svarte druer, tyttebær, bringebær, bjørnebær, rødkål, rødløk og auberginer. Virkningsmekanismen til antocyaniner er relatert til redokspotensialet som gjør at det kan fungere som en elektronakseptor mellom kompleks I i det mitokondrielle elektrontransportsystemet og cyt C. Selv om antocyaniner ser ut til å være elektronakseptorer i kompleks I-mediert oksidasjon av NADH og gir kardioprotection,70 effekten av denne polyfenolen har ikke blitt testet i sammenheng med CKD. Imidlertid viste bruk av en adenin-indusert CKD-modell hos rotter nylig at administrering av antocyaniner reduserte effekten av adenin-indusert CKD. Den underliggende mekanismen for den positive effekten av antocyaniner i denne rottemodellen ble foreslått å være ved å fungere som en antagonist mot oksidativt stress og ved å redusere betennelsesresponsen. Antocyaniner kan derfor være et potensielt kostholdsmiddel å vurdere i behandlingen av CKD.

Epigallocatechin-3-gallat (EGCG)er en polyfenolisk forbindelse som finnes i grønn te (Camellia sinensis Theaceae) som kan modulere mitokondriell funksjon og kontrollere bioenergetikk. Imidlertid er den nøyaktige effekten av katekin-EGCG-ene, for eksempel i hvilken grad det induserer MB, fortsatt stort sett ukjent, men studier har postulert at det fungerer som en kraftig antioksidant og ROS-renser. Selv om rikelig bevis støtter effektiviteten til EGCG-er som antioksidanter in vitro-studier, mangler fortsatt bevis for effekter in vivo.Omega-3, flerumettede fettsyrer (PUFA, rikelig i fiskeolje, har anti-trombotiske, antiaterogene og anti-inflammatoriske funksjoner. Disse fettsyrene er PPAR-ligander og øker PGC-1, TFAM og cyt C oksidaseekspresjon, membranpotensial og ATP nivåer i mitokondrier. Taneda et al viste at tubulære epitelceller fra rotter behandlet in vitro og in vivo med eicosapentaensyre (EPA) presenterte redusert mitokondriell apoptose ved å forhindre cyt C-frigjøring til cytosolen og kunne redusere caspase-9-aktivering, en markør for mitokondriell apoptose Laila et al studerte effekten av høy dose (3,9 g/dag) n3-PUFA i 4 måneder på mitokondriene fra vastuslateralis muskelbiopsier hos eldre voksne. Det var ingen signifikant endring i muskelmitokondriell respirasjon, men resultatene pekte i retning av en reduksjon i ROS-produksjon. Bare en håndfull små studier har undersøkt de potensielle fordelaktige effektene av PUFA ved CKD. Interessant nok, randomiserte kontrollerte studier som sammenligner Effekten av omega-3-tilskuddene av både omega-6 og omega-9, sammenlignet med placebo-tilskudd, har vist signifikante forbedringer av kløe ved CKD.

Coumestroler en polyfenol med østrogenegenskaper som finnes i rå kløverspirer, rødkløver, alfalfa, soyabønner, belgfrukter, rosenkål og spinat. Denne bioaktive forbindelsen kan fremkalle antikrefteffekter ved å påvirke levedyktighet og mitokondriefunksjoner og provosere apoptose ved hemming av PI3K/AKT og aktivering av MAPK-er (ERK1/2 og JNK). Interessant nok har coumestrol vist seg å aktivere SIRT-1 og derved initiere MB i dyrkede museskjelettmuskelceller. Ved å bruke humane placenta koriokarsinomceller ble det nylig vist at coumestrol induserer apoptotiske effekter på disse cellene ved å regulere cellesignalering og mitokondriemedierte funksjoner hovedsakelig ved å stimulere ROS-produksjon. Imidlertid mangler fortsatt studier på CKD-pasienter.

Vitamin C(askorbinsyre) er et vannløselig vitamin som finnes i mange frukter og grønnsaker som guava, rød paprika, kiwi, sitron, appelsin og grapefrukt. In vitro-modeller viser at vitamin C modulerer mitokondriefunksjoner ved å redusere Ca^{2 pluss}overbelastning og ROS-generering, og ved å aktivere de mitokondrielle ATP-sensitive kaliumkanalene (mitoKATP-kanaler); dette fører til et mer stabilt mitokondriemembranpotensial. Men så vidt vi vet, har ingen studie ennå testet om vitamin C-tilskudd forsterker mitokondriefunksjonen.

Til sammen, siden disse ernæringsmessige bioaktive forbindelsene kan påvirke MB, er ytterligere undersøkelser i kontrollerte kliniske studier berettiget for å utforske deres potensiale for forebygging og behandling av den uremiske fenotypen.

5|TRENING OG MITOKONDRIELL FUNKSJON I CKD

Et lavt nivå av fysisk aktivitet og reduksjon i skjelettmuskulatur hos CKD-pasienter er assosiert med sarkopeni og en høyere risiko for for tidlig død. Flere studier har vist viktigheten av regelmessig fysisk aktivitet for å forhindre muskeltap, øke treningskapasiteten og forbedre livskvaliteten hos CKD-pasienter. I tillegg gjenoppretter trening mitokondriell omsetning og fremmer et sunt mitokondriebasseng som støtter muskelbevaring.

Faktisk kan muskelmitokondrielle metabolske endringer være tilstede hos CKD-pasienter med bevart fysisk ytelse og energikobling (dvs. mitokondriell effektivitet), noe som tyder på at endret mitokondriell metabolisme i CKD kan være av større betydning enn forskjeller i fysisk aktivitet i seg selv. Likevel viser andre studier at endringer i mitokondriell funksjon og biogenese, så vel som skjelettmuskelfunksjon, kan gjenopprettes med trening ved CKD, selv om den eksakte mekanismen ikke er klar. Mens flere studier viser at bevaring av skjelettmuskelmasse og funksjon ved CKD kan forekomme uavhengig av treningstype som utføres, har få studier undersøkt mitokondriell funksjon som respons på treningsintervensjoner ved CKD (mennesker eller dyr).

I dyrestudier opprettholdt gnagere med nyresvikt som deltok i treningsprotokoller (svømming eller hjulløp) sitratsyntaseaktivitet (brukt som en indirekte måling av mitokondriell tetthet) under sykdomsprogresjon, og dette så ut til å forhindre forventet dekondisjonering av skjelettmuskulatur. Vedlikehold av skjelettmuskelhelsen fremmer således god helse generelt. Dette resonnementet ble nylig støttet av en studie som undersøktenyreskadei en musemodell som overuttrykker PGC-1 på en muskelspesifikk måte. Forfatterne presenterer bevis for en nyrebeskyttende rolle til myokin irisin og antyder at muskel-nyre-krysstale kan undertrykkenyrefibrose og metabolsk omprogrammering undernyresykdom.

I motsetning til studien av Kiuchi et al på CKD-pasienter, viste en nylig studie som undersøkte effekten av 8 uker med høyintensiv intervalltrening (HIIT) (85 prosent VO2max) i en murin modell av tidlig stadium CKD en betydelig redusert oksidasjons- og betennelsesmediert skade inyre.Interessant nok viste HIIT seg overlegen både lavintensitetstrening (45 prosent – 50 prosent VO2max) og stillesittende atferd i å motvirkenyreskade.Denne gunstige effekten ble vist å avhenge av økt ekspresjon av gener relatert til endogen antioksidant enzymaktivitet og betennelse. Så vidt vi vet har imidlertid ingen HIIT-samtidig eller kombinert intervensjonsstudie hos CKD-pasienter undersøkt mitokondriell funksjon eller markører for mitokondriell oksidativ kapasitet i skjelettmuskulatur eller annet vev.

Selv om kliniske studier av fysisk treningseffekter på mitokondriefunksjon hos CKD-pasienter er knappe, diskuterer vi nedenfor noen studier hos disse pasientene. Balakrishnan et al observerte at pasienter med moderat til alvorlig CKD, randomisert til enten 12 ukers motstandstrening eller kontrollaktivitet, viste økt mtDNA-kopiantall etter treningsintervensjon. Aerob trening, som sykkeltrening i løpet av en 6-måneders periode, kan forbedre vaskulariseringen av gastrocnemius-muskelen, øke VO2max og øke treningstoleransen, og i en studie forbedret CKD-pasienter VO2-toppen med 50 prosent –70 prosent. Imidlertid har det blitt stilt spørsmål om mitokondriell tetthet er direkte knyttet til kardiorespiratorisk kondisjon målt som VO2 topp/maks, selv om økt MB og tetthet av mitokondrier er velkjente tilpasninger til utholdenhetstrening. En fersk studie på pasienter med moderat til alvorlig kronisk nyresvikt undersøkte effekten av kalorirestriksjon, aerob trening (vekslende tredemølle, elliptisk crosstrainer, Nu-Step crosstrainer og liggende stasjonær sykkel), eller en kombinasjon av intervensjoner under en 4-måneders periode. Alle gruppene viste redusert oksidativt stress selv om den kombinerte intervensjonen (diett pluss trening) viste seg å være mest effektiv. Disse funnene tyder på at slike intervensjoner kan forbedre mitokondriell dysfunksjon.

Kombinert motstand og aerob trening, samtidig trening og intervalltrening med høy intensitet (HIIT) har de siste årene fått mye oppmerksomhet og har vært sterkt knyttet til forbedringer i mitokondriell funksjon og biogenese. Selv om intervensjonsstudier med samtidig/HIIT-trening hos CKD-pasienter er begrenset, har en fersk studie implisert at kombinert trening har gunstige effekter hos CKD-pasienter som ikke er dialyse sammenlignet med tradisjonell aerob trening. Denne gunstige effekten ble vist som større forbedringer i muskelstyrke og utholdenhet, faktorer som er viktige å forbedre og opprettholde hos CKD-pasienter. Interessant nok ble CKD-pasienter med hypertensjon fulgt i løpet av en 3-års periode via en implanterbar hjertemonitor for å evaluere effekten av HIIT eller moderat trening og potensielle effekter på atrieflimmer og nyrefunksjon. Det er verdt å merke seg at studien viser at CKD-pasienter som deltar i HIIT potensielt har en høyere forekomst av atrieflimmer sammenlignet med pasienter som driver med moderat intensitetstrening. Når man ser på nyrefunksjonen, virker moderat trening også mer fordelaktig for disse pasientene enn HIIT.

6|AVSLUTTENDE KOMMENTARER

Mitokondriell dysfunksjon ser ut til å være en vanlig og kanskje iboende endring av CKD som kan fremme progresjonen av den underliggende sykdommen og forverre komplikasjoner av CKD, som oksidativt stress og betennelse. Selv om mekanismene ikke er klare, kan mitokondriell dysfunksjon ved CKD være konsekvensen av feilfungerende mitokondriell biogenese, forstyrrelser i bioenergetikk, dynamikk, omsetning og genetiske mutasjoner. Alle disse endringene kan bidra til mitokondriell skade, akkumulering av ustabil mtDNA og systemiske effekter som økt oksidativt stress og apoptose. Inyre, kan forstyrrelser i mitokondriell homeostase skade mikrovaskulaturen, fremme betennelse og fibrose, og bidra til progresjon av CKD. Hos pasienter med avansert CKD kan mitokondriell dysfunksjon bidra til sarkopeni, betennelse og økt oksidativt stress, tilstander som assosieres med dårlige kliniske resultater. Ernæringsmodulering og trening alene eller helst i kombinasjon virker som effektive metoder for å målrette mitokondriene ved CKD. Mens det er hevet over tvil at fysisk aktivitet, muligens ved å redde mitokondriefunksjoner, gir fordeler for skjelettmuskulaturens struktur og funksjon og også forbedrer andre aspekter av pasientens helse, er de dokumenterte effektene av bioaktive næringsstoffer på mitokondriefunksjonen fortsatt knappe. Basert på dagens kunnskap, bør trening oppmuntres gjennom alle stadier av CKD. Likevel er det nødvendig med ytterligere studier for å finne ut i hvilken grad de gunstige effektene av trening ved CKD er knyttet til mitokondriene og om bioaktive næringsstoffer kan ha helsebringende effekter på mitokondriene.

Cistanche produkter forKronisk nyre sykdom

TAKK

Vi takker Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) og Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) for deres støtte og Heart and Lung Foundation og Njurfonden for å støtte forskningen til Peter Stenvinkel. Njurfonden støtter også Ferdinand von Walden. Baxter Novum er resultatet av Baxter Healthcare til Karolinska Institutet. Bengt Lindholm er ansatt i Baxter Healthcare.