Xanthine Oxidoreductase-aktivitet i blodplatefattig og rik plasma som en oksidativ stressindikator hos pasienter som trenger nyreerstatningsterapi Ⅳ

Diskusjon

Generelle observasjoner

Oksidoreduktaser, på grunn av deres doble aktiviteter, er et spennende og svært viktig enzym som lar oss avdekke mekanismene for oksidativt stress i menneskekroppen. Den doble aktiviteten til XOR betyr imidlertid også at tolkningen av funksjonene er mer utfordrende enn for andreantioksidant enzymer.

I denne studien ble den høyeste XOR-aktiviteten observert i kontrollgruppen i PPP og i PRP (andre resultat), noe som betyr at denne gruppen er best på oksidativt stresskompensasjon. Den høyeste antioksidant isoform (XD) aktiviteten observert i PPP og den høye aktiviteten til XO isoform bekreftet det. Dette betyr at den pro-oksidative og antioksidantbalansen bevares. Hemodialysepasienter før og kort tid etternyretransplantasjoner sterkt utsatt for oksidativt stress som et resultat av den underliggende sykdommen samt typene nyreerstatningsterapi. Dette fremhever at peritonealdialyse forårsaker lavere eksponering av pasienter for de skadelige effektene av reaktive oksygenarter enn andre nyreerstatningsterapier.

Dołęgowska et al. (2010) undersøkte XOR isoform aktivitet i plasma hos individer etternyretransplantasjon, delt inn i tre grupper: tidlig, sakte ogforsinket funksjonav det transplanterte organet. De viste en økning i XO- og XOR-aktivitet i alle grupper etter 1 og 5 minutter etter transplantasjon. XD-aktivitet økte i langsomme og forsinkede funksjonsgruppene også etter 1 og 5 min. Den høyeste aktiviteten ble funnet i tilfellet med XD-isoformen (antioksidant) og den laveste i tilfellet med XO-isoformen (prooksidativ). Dette skyldtes trolig økt oksidativt stress som følge av organtransplantasjon, som kroppen forsøkte å kompensere for ved den økte aktiviteten til XD-isoformen [3, 23].

Økt konvertering av XD til XO etternyretransplantasjonble presentert av Kwiatkowska et al (2010). I løpet av 6-månedsobservasjonen av pasienter etter transplantasjon, ble det vist at det gjennomsnittlige nivået av XOR i serum øker konstant fra den første dagen etter operasjonen. Dette antyder at XOR-nivået reflekterer graden av skade på det transplanterte organet under iskemi/reperfusjon (I/R). Ytterligere økninger i XOR-nivåer kan forklares med immunsuppressiv terapi, som inkluderer steroider [23–25]. Herken et al. (2007) viste at etter nyretransplantasjon initieres transformasjonen av XD-isoformen til XO-isoformen i den iskemiske perioden og fortsettes deretter etter reperfusjon [25].

HVOR LANG TAR DET FOR CISTANCHE Å JOBBE PÅ NYRESYKDOMSPASIENTER

I denne studien reduseres aktiviteten til XOR i PPP etter transplantasjon betydelig, i likhet med XD- og XDO-isoformene. Aktiviteten til oksidaseisoformen avtar også både i det fattige og det blodplaterike plasmaet, men det er ingen statistisk signifikante sammenhenger. Dette indikerer lavere oksidativt stress etter nyretransplantasjon fordi omdannelsen av XD-isoformen til XO ikke økes (lavere XDO-aktivitet etter nyretransplantasjon). Disse resultatene kan indikere liten skade på det transplanterte organet i løpet av I/R-perioden. Oppmerksomhet bør også rettes mot den betydelig lavere aktiviteten til XOR og dets isoform hos pasienter før og etter nyretransplantasjon sammenlignet med andre former for nyreerstatningsterapi, så vel som i sammenligning med kontrollgruppen. Det antyder en lavere effektivitet av antioksidantsystemet hos denne pasientgruppen.

Den optimale typen nyreerstatningsterapi må velges for hver pasient for å oppnå de beste behandlingsresultatene. Mange forskjellige faktorer påvirker suksessen til terapien som brukes, en av dem er oksidativt stress. Derfor er det avgjørende å studere effekten av dialyse på XOR-aktivitet.

I vår studie sank XOR-aktivitet etter hemodialyse sis i PPP og PRP. Den er imidlertid høyere sammenlignet med de andre gruppene som ble studert (bortsett fra kontrollgruppene). Dette indikerer en høyere eksponering for oksidativt stress hos denne pasientgruppen. Aktiviteten til XD-isoformen i det blodplatefattige plasmaet øker etter hemodialyse, og XDO-isoformen avtar, på samme måte som XO-isoformene. Dette var imidlertid ikke statistisk signifikante endringer. I sin tur, i blodplater, er XD-aktiviteten betydelig lavere etter hemodialyse, mens XO-aktiviteten er lavere i HD A-gruppen, og aktiviteten til den mellomliggende isoformen er høyere etter hemodialyse (riktignok uten statistisk signifikans). Dette indikerer en lav omdannelse av antioksidanten til prooksidativ isoform, noe som kan bety mindre oksidativt stress etter hemodialyse.

Påvirkningen av hemodialyse på XOR-aktivitet og dens isoformer i blodplatefattig plasma og blodplater ble studert av Cecerska-Heryć et al (2017). De er demonstrert effekten av hemodialyse på aktiviteten til XOR og dets isoformer i PPP og blodplater. Dessuten viste de en reduksjon i oksidativt stress etter hemodialyse, som vist ved en reduksjon i XO-aktivitet og en økning i XD-aktivitet i PPP-plasma [26]. Denne studien bekrefter også resultatene oppnådd av andre forskere [3, 23–25]. Hemodialyse forårsaker intenst oksidativt stress, derav den økte omdannelsen av pro-oksidativ til antioksidant isoform etter hemodialyse.

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 grunn av underernæring) hvor det utføres hemodialyse. Dette kan bety at oksidoreduktase er involvert i hemodialyse-indusert oksidativ skade, som kan bidra til akselerert proteinødeleggelse hos pasienter med GNRI mindre enn eller lik 90 [27].

Boban et al. (2014) viste at total XOR-aktivitet var høyere i gruppen pasienter som led av essensiell hypertensjon, sammenlignet med pasienter i dialyse. Den høyeste aktiviteten i denne gruppen ble også demonstrert av XD-isoformen om kontroll- eller dialysepasientene. På den annen side var aktiviteten til XO, som hovedsakelig bidrar til produksjon av ROS, høyest hos dialysepasienter [28].

Ved peritonealdialyse er resultatene vi oppnår tvetydige. I blodplatefattig plasma er XD-aktiviteten betydelig lavere enn hos hemodialyserte pasienter, det samme er XO-aktiviteten. Dette kan indikere en mye lavere eksponering for oksidativt stress hos pasienter i peritonealdialyse enn de som er utsatt for hemodialyse. Mønsteret er imidlertid annerledes i blodplater. XD-aktivitet er signifikant lavere hos pasienter fra PD-gruppen enn ved hemodialyse, men XOs akutthet er signifikant høyere hos peritonealdialysepasienter.

DXO-mellomaktiviteten var høyere hos pasienter som gjennomgikk peritonealdialyse, noe som kan indikere økt konvertering til antioksidantisoformen. Imidlertid bør det huskes at under påvirkning av RFT er det en lekkasje av oksidoreduktase fra celler til plasma. Derfor kan aktiviteten til XOR-isoformer i blodplater relatert til hemodialyse og peritonealdialyse forstyrre dette bildet. Under hemodialyse er det økt aktivering av blodplater ledsaget av sterkt oksidativt stress, noe som resulterer i ROS som kan føre til at XOR frigjøres til plasmaet, noe som kanskje ikke skjer ved peritonealdialyse: derfor mye høyere XO- og XDO-aktivitet hos pasienter fra PD-gruppen. Pasienter som behandles konservativt er også utsatt for oksidativt stress forårsaket av den underliggende sykdommen, noe som kan demonstreres ved den høyeste aktiviteten til XDO-isoformen og den høye aktiviteten til XO-isoformen i PPP.

Aktiviteten til xantinoksidoreduktase-isoformer i henhold til kjønn, dialysevarighet, pasientens alder, årsak og stadium av CKD

Vår studie avslørte ingen sammenheng mellom XOR-aktivitet og kjønn, bortsett fra en signifikant assosiasjon mellom XDO-aktivitet i blodplater. Hos menn var XDO-aktiviteten signifikant lavere enn hos kvinner. Dette støtter teorien om at aktiviteten til antioksidantenzymer kan være høyere hos kvinner. Imidlertid er det primære formålet med å måle XDO-aktivitet å analysere XD til XO-transformasjoner. Dette bekrefter resultatene rapportert i tidligere studier, hvor en slik sammenheng ikke ble observert [19, 25]. Tidligere var det bare Decker et al. (1982) rapporterte høyere XOR-aktivitet hos hannrotter sammenlignet med hunner [29].

En alderseffekt ble observert i aktiviteten til alle isoformer av XOR PPP og blodplater i alle grupper. Pasienter i gruppene PD og TE var i gjennomsnitt yngre, og XD- og XO-aktivitet i blodplatefattig plasma var lavere hos disse pasientene enn i de andre gruppene. Bare XO-isoformaktivitet i blodplater var høyere i disse (yngre) gruppene. Disse resultatene er forskjellige fra de oppnådd for andre antioksidantenzymer. Dette kan bety at denne gruppen pasienter ennå ikke har mistet XOR-aktivitet under påvirkning av RFT. Imidlertid er det mer sannsynlig at typen implementert nyreerstatningsterapi påvirker XOR-aktivitet mer enn alder. Dette ser ut til å være bekreftet av resultatene av vår multivariate regresjon, samt studier utført av Cecerska-Heryć et al.(2017).

Tabell 8 Påvirkningen av spesielle parametere på aktiviteten til xantinoksidoreduktase-isoformer

Tabellen viser p-verdier som definerer statistisk signifikans. Forholdet mellom kjønn, dialysevarighet, alder, stadium av kronisk nyresykdom ogårsaker til kronisk nyresykdomog aktiviteten til XOR-isoformer ble vurdert ved bruk av enveis ANOVA HD og dialysevarighet - forholdet mellom type terapi (hemodialyse, peritonealdialyse, pasienter før nyretransplantasjon), dialysevarighet og aktiviteten til XOR-isoformer HD og alder - avhengighet mellom de studerte gruppene (hemodialyse, peritonealdialyse, konservativ behandling, pasienter før nyretransplantasjon og kontrollgruppe), pasientenes alder og XOR isoform aktivitet Stadiet avKronisk nyre sykdom- sammenhengen mellom alvorlighetsgraden av kronisk nyresykdom basert på eGFR og aktiviteten til XOR-isoformer Årsakene til kronisk nyresykdom - sammenhengen mellom utvalgte årsaker til kronisk sykdom og aktiviteten til XOR-isoformer NS ingen statistisk signifikant sammenheng ble funnet

I denne studien ble det funnet en signifikant sammenheng mellom varigheten av dialyse, typen nyreerstatningsterapi som ble brukt, og aktiviteten til alle XOR-isoformer i både blodplatefattige plasma og platele. I PPP fra langvarig dialyse ble det imidlertid observert en reduksjon i aktiviteten til XD- og XO-isoformene. I tillegg øker aktiviteten til XD-, XDO- og XO-isoformer i blodplatene. XOR-aktiviteten økte i blodplater på grunn av den kontinuerlige aktiveringen som følge av langvarig dialyse og progressiv nyresykdom som forårsaker forverring av oksidativt stress, og ROS-produksjon, som igjen ødelegger blodplatene. Imidlertid bekrefter reduksjonen av XOR-isoformaktivitet i PPP resultatene oppnådd av andre forskere om reduksjonen i antioksidantenzymaktiviteter sammen med langtidsdialyse.

Basert på den multivariate regresjonsanalysen ble det funnet at parametere som typen nyreerstatningsterapi som ble brukt, pasientens alder, dialysevarighet og CKD-stadiet påvirket aktiviteten til XO i PPP, XD i PRP og XO i PRP, henholdsvis omtrent 33 % av XO i blodplatefattig plasma, 39 % av XD i blodplater og 32 % av XO i blodplater. (Tabell 9).

Vår studie demonstrerte effekten av kronisk nyresykdom på aktiviteten til XD og XO i PPP. Den høyeste aktiviteten til XOR-isoformer forekom hos pasienter med hypertensjon og diabetisk nefropati, og den laveste hos pasienter med ADPKD (polycystisk nyresykdom arvet autosomal dominant). Multivariat regresjonsanalyse indikerer en uavhengig negativ korrelasjon mellom XO-aktivitet i PRP og alvorlighetsgraden avkroniske nyresykdommer.

Fordi XOR spiller en viktig rolle i produksjonen av urinsyre, er forholdet mellom XOR-aktiviteten og hypertensjon eller kardiovaskulær risiko mye beskrevet. Forhøyede nivåer av urinsyre i serumet er assosiert med oksidativ skade i karveggen, inflammatoriske og proliferative forandringer i karene, hypertensjon og nedsatt nyrefunksjon. Økte urinsyrenivåer kan være en faktor i økt risiko for kardiovaskulære hendelser. Derfor er forsøkene fokusert på å blokkere XOR-aktiviteten for å redusere konsentrasjonen av UA. Den positive effekten av hemming av XOR-produksjon på det kardiovaskulære systemet ble dokumentert [33]. Vår studie viste en negativ korrelasjon mellom XD-aktivitet i PPP og urinsyrekonsentrasjon og en positiv korrelasjon mellom PPP og UA-konsentrasjon XO-aktivitet. Disse resultatene bekrefter den fysiologiske betydningen av XOR også i beskyttelsen mot kardiovaskulære sykdommer.

Nakatani et al. (2017) viste en positiv korrelasjon mellom glukose, urinsyrekonsentrasjon og XOR-aktivitet hos pasienter som gjennomgår hemodialyse. I samme studie viste multivariat regresjonsanalyse positive, uavhengige korrelasjoner mellom glukosekonsentrasjon og type 2 diabetes diagnostisert med XOR-aktivitet. Derimot korrelerte urinsyrekonsentrasjonen positivt med XOR-aktivitet hos hemodialyserte pasienter med udiagnostisert type II diabetes. Denne studien indikerer at glykemisk kontroll kan redusere muligheten for oksidoreduktase-mediert ROS-produksjon hos hemodialysepasienter [34].

Den høye aktiviteten til XO og XD i PPP observert i denne studien hos pasienter med diabetisk nefropati og hypertensjon bekrefter en økt aktivitet av XOR i denne typen sykdom, på grunn av det forvrengte nivået av glukose og urinsyre, som kan forverreKronisk nyre sykdom. For hypertensive pasienter kan høy XO- og XD-aktivitet være en indikator på økt risiko for kardiovaskulære hendelser. Det er ingen sammenheng mellom aktiviteten til XOR og ADPKD i litteraturen.

Konklusjon

1. Typen nyreerstatningsterapi som brukes hos CKD-pasienter, pasientenes alder, dialysevarighet, CKD-årsaker og progresjonsstadium påvirker aktiviteten til XOR og dets isoformer betydelig.

2. Peritonealdialysepasienter er utsatt for mindre oksidativt stress enn hemodialysepasienter

Begrensninger Medisiner brukt av pasienter Pasienter i studiegruppen (hovedsakelig hemodialyse) tok fra ide, som kan øke nivået av urinsyre, en sterk antioksidant. Det er også det siste produktet i hypoxanthin-nedbrytningsveien, katalysert av XOR. Vår studie viste imidlertid ingen korrelasjon mellom urinsyrenivåer og XOR-aktivitet, bortsett fra den negative korrelasjonen mellom XD- og XO-isoformene i PPP. Denne korrelasjonen bekrefter bare de fysiologiske egenskapene til oksidoreduktase; jo høyere urinsyrekonsentrasjon, jo lavere XO oksidativ isoform aktivitet.

Nyretransplantasjon I utgangspunktet planla vi å samle inn biologisk materiale fra pasienter etter nyretransplantasjon 5–7 dager etter transplantasjon, etterfulgt av en måned, tre måneder og seks måneder etter transplantasjon. Dessverre, på grunn av logistiske problemer, var det ikke mulig å levere god kvalitet på materiell til enheten vår til enhver tid. Derfor bestemte vi oss for å samle inn materiale kun ca. 7 dager etter transplantasjonen.

Referanser

1. Okamoto K, Matsumoto K, Hille R, Eger BT, Pai EF, Nishino T. Krystallstrukturen til xanthine oxidoreductase under katalyse: implikasjoner for reaksjonsmekanisme og enzymhemming. Proc Natl Acad Sci US A. 2004;101:7931–6. 2. Meneshian A, Bulkley GB. Fysiologien til endotelial xanthinoksidase: fra uratkatabolisme til reperfusjonsskade til inflammatorisk signaloverføring. Mikrosirkulasjon. 2002;9:161–75. 3. Dolegowska B, Blogowski W, Domanski L. Klinisk bevis på sammenhengen mellom serum perioperative endringer i xanthin metaboliserende enzymaktivitet og tidlig post-transplantasjon nyre allograft funksjon. J Am Coll Surg. 2010;211:587–95. 4. Hille R, Nishino T. Flavoproteinstruktur og mekanisme. 4. Xanthine oxidase og xanthine dehydrogenase. FASEB J. 1995;9:995–1003. 5. Vorbach C, Harrison R, Capecchi MR. Xanthine oxidoreductase er sentral i utviklingen og funksjonen til det medfødte immunsystemet. Trender Immunol. 2003;24(9):512–7. 6. Kaminski ZW, Jezewska MM. Mellomliggende dehydrogenase-oksidaseform av xanthine oxidoreductase i rottelever. Biochem J. 1979;181:177-82. 7. Dołęgowska B. Prediktorer for forsinket transplantert nyrefunksjonsanalyse av prooksidasjon og antioksidativ balanse og arakidonsyremetabolisme i blodplater og plasma under iskemi-reperfusjon. Szczecin: Wydawncitwo Pomorskiej Akademii Medycznej; 2009.