Процена одрживости трансплантата бубрега и метаболизма његових ћелија током машинске перфузије
Mar 14, 2022
За више информација:ali.ma@wecistanche.com
Марија Ирена Белини1,2,*, Франческо Торторичи3,4, Марија Ида Амабиле2и Вито Д'Андреа2
1Болница Азиенда Оспедалиера Сан Цамилло Форланини, 00152 Рома, Италија2Катедра за хируршке науке, Универзитет Сапиенза, 00152 Рим, Италија;мариаида.амабиле@унирома1.ит (МИА); вито.дандреа@унирома1.ит (ВД)3Национални институт за нуклеарну физику, ИНФН, 95123 Катанија, Италија; francesco.tortorici@ct.infn.it4Катедра за физику, Универзитет у Катанији, 95123 Катанија, Италија*Преписка: m.irene.bellini@gmail.com
Апстрактан:Бубрегтрансплантација је златни третман за завршну бубрежну болест. Статичко складиштење на хладном се тренутно сматра стандардним методом чувања, али динамичке технике, као што сумашинска перфузија(МП), показало се да побољшавају функцију графта, посебно убубрезидонирани по проширеним критеријумима донатори и донација након циркулаторне смрти. Уз лош квалитет органа који је главни разлог забубрезиако се не трансплантира, тачна, објективна и поуздана процена квалитета током очувања могла би додати вредност и подршку одлукама клиничара. Посланици су нове технологије са потенцијалом за проценубубрегаодрживост и квалитет графта, како у хипотермичном тако иу нормотермном сценарију. Циљ овог прегледа је да сумира тренутне алате за процену одрживости трансплантата коришћењем МП пре имплантације у односу на исхемијско оштећење.
Кључне речи: исхемијска реперфузиона повреда;бубрегатрансплантација; очување органа
1. Представљање
Бубрегтрансплантација представља златни третман за крајње стадијуме бубрежне болести (ЕСРД) са дужим очекиваним животним веком и супериорним квалитетом живота, у поређењу са тренутним алтернативама терапије замене бубрега. Међутим, једно од главних ограничења је недостатак одговарајућих донора органа, што доводи до смртности на листи чекања [1].
Да би се проширио скуп одговарајућих органа, заједница за трансплантацију се прогресивно отварала за коришћење донатора након циркулаторне смрти (ДЦД) у којима је променљиво време топле исхемије (ВИТ), тј. период ниске или никакве оксигенације и перфузије крви на телесној температури утиче на орган пре хлађења током вађења органа [2,3]. Други извор органа који се све више користи су проширени критеријуми даваоца (ЕЦД), дефинисани као било који давалац старији од или једнак 60 година или преко 50 година са већим или једнаким 2 од следећих услова: хипертензија, терминални креатинин у серуму једнак или већи од 1,5 мг/дЛ, или смрт као резултат анинтракранијалног крварења [4].
Иако је потенцијално решење за недостатак органа, значајан удео ових осим стандарднихбубрезиразвијају одложену функцију графта (ДГФ) или, ако је оштећење дуготрајније, примарну нефункционалност (ПНФ) након трансплантације, са резултујућим значајним ризиком морбидитета и морталитета за примаоце [5].
Циљ овог прегледа је да пружи увид у разлоге оштећења у акутној фази клиничке исхемије-реперфузионе повреде, разуме механизме који покрећу ове процесе у клиничком сценарију. Ово ће омогућити превентивну процену, која је потенцијално корисна за предвиђањебубрегафункцију и избор могућег кандидата за трансплантацију [6], узимајући у обзир одговарајуће подударање донор-реципијент и повећање стопе искоришћења органа [7].
Кликните да бистецистанцхе десертицола ма и Цистанцхе за хроничну болест бубрега
2. Патогенеза исхемијске повреде
Од почетка клиничке трансплантације, исхемијски период услед недостатка кисеоника и снабдевања крвљу након узимања органа сматран је главним ограничавајућим фактором који утиче на краткорочне и дугорочне исходе [8]. Тако је почетни приступ Џозефа Мареја, извођача првог успешногбубрегатрансплантације, требало је да скрати исхемијски период на минимум, оперишући у два суседна позоришта. На овај начин, када је орган извађен, одмах је имплантиран у тело примаоца, близанца донора [9]
Да би се разјаснило оштећење органа и могуће оштећење виталности као последица исхемијског периода, важно је погледати патофизиологију исхемијско-реперфузионе повреде (ИРИ).
Ћелијаметаболизамје директно повезан са снабдевањем кисеоником и крвљу које витално тело испоручује: недостатак перфузије као последица смрти донора и процес извлачења мења ланац транспорта електрона унутар митохондрија, енергетских центара ћелије (Слика 1).
Слика 1. Ћелијаметаболизам. Гликолиза производи пируват и НАДХ у цитоплазми. У недостатку кисеоника, пируват се редукује у лактат (или у други производ ферментације као етанол), који се елиминише и НАД плус се поново користи за наставак гликолизе. У присуству кисеоника, пируват се декарбоксилира и везује за А коензим (ЦоА), да би се произвео НАДХ. НАДХ донира своје електроне митохондријама, све до коначног елемента ланца, то је кисеоник. Енергија коју ослобађа НАДХ током транспорта електрона користи се за производњу АТП-а.
Неизбежно долази до смањења производње аденозин трифосфата (АТП), са дисфункцијом натријум-калијум и калцијум пумпи које су директно зависне од АТП-а. Отказивање На плус -К плус -АТПазних пумпи узрокује задржавање натријума у ћелијама, смањујући активност измењивачких пумпи натријум-водоник (На плус -Х плус пумпе). На исти начин, калцијум пумпе (Ца2 плус -АТПасе пумпе) на ендоплазматском ретикулуму такође постају нефункционалне, ограничавајући поновно преузимање калцијума. У ћелијама акумулација јона водоника, натријума и калцијума изазива хиперосмоларност, што доводи до отицања воде у цитоплазму и отицања ћелије, уз едем органа. Задржавање водоника смањује ћелијски пХ, што доводи до поремећене активности ензима и накупљања нуклеарног хроматина, са оштећењем ДНК, ацидозом и измењеном синтезом протеина [10]
Овај доказ метаболичке дисфункције као покретача ИРИ имплицира критичну улогу коју игра АТП током очувања органа. Исхемијско стање изазива анаеробнометаболизам, што доводи до нижег нивоа производње АТП-а и отказивања канала јонске размене, паралелно са акумулацијом сукцината [11]. Ове промене су праћене отварањем пора митохондријалне транзиције пермеабилности (МПТ), што распршује потенцијал митохондријалне мембране и даље отежава производњу АТП-а [12].
Пошто је АТП енергетска валута ћелија, смањена одрживост и оштећење ће довести до исцрпљивања АТП-а. Ово се може индиректно мерити на основу повећане концентрације екстрацелуларног хипоксантина, централног интермедијера уметаболизамоф АТП; према томе, оштећење ћелија које је последица смањења АТП-а такође се може мерити из екстрацелуларног хипоксантина, који лако може да пређе ћелијске мембране.
Узимајући у обзир горе наведено, успоравање ћелијеметаболизамтоком хипотермичких услова, може спасити оштећење ћелија и смртоносне последице. Смањењем температуре и ћелијскеметаболизам, употреба кисеоника и брзина исцрпљивања енергетских супстрата, као што је АТП, смањиће се паралелно. На хипотермичној температури (4 ◦Ц), стопа метаболизма 10 процената од оне нормалне физиолошке температуре и стопа хемијских реакција од интереса је 40 процената од оне у органима који су перфузирани на телесној температури (37 ◦Ц), према ван' т Хофова једначина. Поред тога, Арренијусова релација каже да како температура опада, смањује се и термичка побуда молекула и њихове хемијске интеракције [12].
Током исхемије јављају се и други биохемијски догађаји који не доприносе одмах исхемијској повреди, већ касније активирају каскаду токсичних догађаја у време реоксигенације са реперфузијом крви и на тај начин погоршавају претходну повреду ткива.
Током реперфузије, обнављање снабдевања крвљу одређује модификацију структуре кисеоника, са натписом једног електрона; ово производи "супероксид ањон", прве реактивне врсте кисеоника (РОС). Када се продукција РОС повећава, оксидативно оштећење следи паралелно и ако су механизми поправке ћелије недовољни, тј. антиоксидативни системи да уклоне недостатак реактивног интермедијера или се не примењују поново, последичне лезије еволуирају у гломеруларну склерозу, одређујући иреверзибилан губитак функције, под условом да ћелија опстаје.
Међу могућим изворима РОС, углавном оксидоредуктазама, посебну пажњу треба посветити митохондријалној никотинамид аденин динуклеотид хидрид (НАДХ) и никотинамид аденин динуклеотид фосфат (НАДПХ) оксидази. Занимљиво је да за разлику од других ензима који производе РОС секундарно у односу на њихов специфични каталитички процес, НАДПХоксидаза је у ствари једини ензим чија је примарна функција производња РОС [13]. Штавише, посебно забубрега, примарно порекло РОС у бубрежном кортексу је сама НАДПХ оксидаза [14,15].
Детаљније, НАДПХ донира водонике глутатиону и тиоредоксинима, које глутаредоксини, пероксиредоксини и глутатион пероксидазе користе за неутрализацију РОС, уз стицање редуктивног потенцијала. Према томе, НАДПХ би се могао сматрати крајњим донатором редуктивне снаге антиоксидативним системима и хватачима акумулације токсичних реактивних интермедијера.
НАДПХ се може генерисати на бројне начине, укључујући циклус који катализирају тематски ензими, изоцитрат дехидрогеназе и фолне дехидрогеназе; ипак, главни извор су два ензима оксидативне гране пентозофосфатног пута (ППП): 6-фосфоглуконат дехидрогеназа (6ПГ) и ензим који ограничава брзину ППП глукоза 6-фосфат дехидрогеназа (Г6ПД) [16 ].
3. Последице исхемијске реперфузијске повреде
Клиничке манифестације исхемијско-реперфузијске повреде су различите. Патолошки, исхемијски акутнибубрегаповреду (АКИ) карактерише сублетална и смртоносна оштећења инреналних тубула, посебно у проксималним тубулима. Чини се да су подоцити, високо диференциране гломеруларне епителне ћелије које леже у крајњем слоју баријере гломеруларне филтрације, подложније оштећењу. Интердигитације подоцита се преплићу са онима у околним ћелијама и чине прорезну дијафрагму, која представља крајњу заштиту да би се избегао прекомерни губитак протеина из гломеруларног филтрата [17].
Као што је горе поменуто, оксидативни стрес може изазвати ћелијску смрт; ово је у ствари приказано у бубрежним тубулима пацијената са АКИбубрези; ако је оштећење трајно, али није смртоносно, бубрежни тубули поседују способност да се поправе и, у складу са капацитетом сопственог резервоара, углавном у вези са квалитетом самог бубрега, тј. функционални паренхим се замењује фиброзним ткивом, са прогресијом ка хроничном недостатку [18,19] и губитком филтрационог капацитета.
Цистанцхе-болест бубрега
3.1. Функција одложеног графта
Функција бубрежног графта након трансплантације се обично дефинише као тренутна, одложена (ДГФ) или примарна нефункционална (ПНФ). Већина центара дефинише ДГФ као услов за дијализу у првој недељи након трансплантације.
Дијагноза се заснива на малом излучивању урина, спором паду нивоа креатинина у серуму и повећаној метаболичкој нестабилности. Дефиниција функционалног ДГФ (ф-ДГФ) се састоји од одсуства смањења нивоа креатинина у серуму од најмање 10 процената сваког дана током три узастопна дана у првој недељи након трансплантације, али не укључујући пацијенте код којих је дошло до акутног одбацивања или токсичности инхибитора калцинеурина се доказује биопсијом [20].
Оштећење подоцита у тубулима, познато и као акутна тубуларна некроза (АТН), углавном узроковано ИРИ, сматра се главним узроком ДГФ након трансплантације [21]. ДГФ утиче и на краткорочне и на дугорочне исходе, повећавајући ризик од акутног одбацивања (АР), ожиљака паренхима и смањене функције и преживљавања графта. Такође има значајне трошкове хоспитализације, са већим укупним морбидитетом примаоца [6]. Стопе ДГФ-а обично утичу на једну трећину преминулог донаторабубрегатрансплантације [22] и зависе од унутрашњег квалитета органа, са генерално мањом инциденцом за висококвалитетне органе као на пример оне добијене од живих донора [23].
3.2. Акутно одбацивање
Ефекти исхемије органа, односно губитак АТП-а и повећана производња РОС-а секундарно у односу на анаеробниметаболизам,доводе до акумулације млечне киселине, квара На плус /К плус АТПазе и оксидативног оштећења. Штавише, стрес који произилази из реперфузије крви повређеног ткива може парадоксално да погорша стварање РОС и укупну количину интрацелуларног оштећења, стога ИРИ може повећати стопу инфламаторног одговора као последица смрти ћелија ослобађајући хемокине и друге токсичне молекуле. Ово интрацелуларно ослобађање циљано је као претња по организам од стране рецептора урођеног имуног система који активирају инфламаторне ћелије и медијаторе. Дакле, имуни систем напада и органе са трајним исхемијским оштећењем са синергијским негативним ефектом на опоравак графта. У ствари, постоје докази да упала настала као последица оштећења ИРИ може погоршати функционални опоравак и може стимулисати дендритске ћелије да постану зреле, пресрећући антиген ткива графта и мигрирајући у лимфни систем. У овој ситуацији, уобичајени пут генерално укључује презентацију антигена Т ћелијама, уз активацију адаптивног имуног система и трајну имунолошку реактивност, познату као АР против трансплантиранихбубрега, како у облику хуморалних тако и/или ћелијских компоненти [24].
4. Технике очувања
4.1. Статичко хладно складиште
Очување органа ослањало се на хладно статичко складиштење (СЦС) како би се минимизирало оштећење изван тела од вађења и до трансплантације, када реваскуларизација крвљу примаоца враћа орган у нормалне метаболичке услове [8]. Овај модалитет очувања представља највише метода која се често користи широм света због своје једноставности и релативно ниске повезане цене [25]. Практично, на месту преузимања,бубрегаиспере се хладним раствором за конзервирање да би се уклонила крв и охлади; затим се чува у раствору окруженом смрвљеним ледом.
Постоји неколико решења за очување доступних у трговини, сва са истим заједничким принципом да се ограничи и потенцијално спречи горе описано оштећење ткива као последица исхемијске повреде. Основна формула је присуство непропусног средства за сузбијање едема и обезбеђивање стабилности ћелијског скелета, као и пуфера са избалансираним саставом електролита како би се спречило накупљање интрацелуларне ацидозе и даље минимизирало ћелијско отицање. Концентрације натријума и калијума су променљиве и према томе који ниво електролита је виши, класификовани су као екстрацелуларни или интрацелуларни [26].
Хладно конзервирање се заснива на принципу да хлађење органа инхибира ензимске процесе и штетне ефекте анаеробне фазе; смањењем температуре од 10 ◦Ц долази до 2–3-пута смањења ћелијеметаболизамшто се дешава паралелно, што доводи до споријег исцрпљивања АТП-а [27] и стога омогућава ћелији да преживи дужи период изван људског тела. Залихе АТП-а органа се исцрпљују хладним складиштењем, и упркос чињеници да хипотермија поништава неке од штетних ефеката смањења АТП-а [14], појачано је оштећење ендотела графта и инфламаторни одговори, чији је степен повезан са дужином времена складиштења на хладном [9] .
Цистанцхе-функција бубрега
4.2. Динамиц Пресерватион
Концепт динамичке конзервације лежи у механизму активне перфузије органа у односу на статички раствор за конзервацију у складиштењу са дробљеним ледом. Према поставци температуре, углавном бисмо могли да разликујемо два различита сценарија: хипотермично нормотермномашинска перфузија. Они се све више усвајају, посебно за органе преузете из ДЦД и ЕЦД. Недавна мета-анализа систематски је прегледала доказе о одрживости и учесталости реперфузионих повреда убубрезиочуван са МП у односу на СЦС [25], показујући доказе о побољшаним исходима у односу на СЦС, односно смањеном ДГФ и ПНФ и повећаном 1-годишњем преживљавању трансплантата.
Циљ динамичког очувања са МП је да се олакша рестаурација ћелијаметаболизам, напротив, оштећен од стране СХС. Штавише, постоји могућност да се перфузиона течност директно модификује уз испоруку органа усмерених терапија обнављања. У овом јединственом сценарију, успостављањем изоловане ек виво платформе са аметаболички активним органом, терапије које циљају на исхемијско-реперфузиону повреду у реалном времену могу се испоручити директно у орган и ограничити системско излагање примаоца. У том смислу, поред примене кисеоника [28], описани су и други лекови као што су простагландин, антибиотици, бикарбонат и хепарин, као и мезенхимске ћелије у недавном претклиничком испитивању [29].
4.2.1. ХипотермичнаМацхине Перфусион
ХипотермичнаМацхине Перфусион(ХМП) се заснива на континуираном протоку раствора конзерванса који циркулише унутар стерилног круга на хипотермичној температури, односно између 4 и 7 ◦Ц [6]. Перфузија се пумпа директно убубрегапогодује потпуном испирању крви и угрушака, побољшавајући на тај начин продирање компоненти перфузионог раствора у паренхим. Поред тога, динамика протока дозвољава могућност процене одрживости у реалном времену и потенцијално обезбеђивање супстрата за одржавање метаболичке активности, као што су фармаколошки агенси или хранљиве материје.
Активна пумпа раствора за конзервацију је у супротности са статичком природом хладњаче. Ово такође одржава активнију интервенцију клиничара у праћењу оштећења органа током исхемијске фазе и на крају интервенише да би се повреду санирала, ако је препозната [8]. Што се тиче СЦС-а, ХМП успорава ћелијуметаболизам, смањујући потребе за кисеоником и исцрпљивање АТП-а. Додатна истраживања се фокусирају на вазопротективни ефекат ХМП-а, потенцијалним одржавањем хемодинамске стимулације ендотела, смањењем вазоспазма, олакшавањем експресије заштитних гена зависних од протока и одржавањем проходности васкуларног корита [30–32]. У том погледу, чини се да је употреба пулсирајућег тока у ХМП важан фактор у ефектима ХМП у односу на непулсирајући проток, како би се осигурале предности ХМП у поређењу са СЦС [6]. Параметри динамике перфузије који се односе на проток перфузата крозбубрегаи обично се користе у клиничкој пракси су брзина пулсне пумпе, температура перфузије, перфузиони притисак (систолни, дијастолни и средњи притисак), индекс перфузионог протока (ПФИ) и интрапаренхимски васкуларни отпор.
Докази који испитују анализу перфузије из ХМПбубрезиу поређењу са испирањем раствора из СЦС ускладиштених бубрега показало је да су, након ХМП, бубрези значајно редуковали експресију проинфламаторних цитокина у поређењу са СЦС контролама, обезбеђујући потенцијални механизам за ХМП да дозволи смањење активације леукоцита и смањење инфламације активиране ИРИ током реперфузије [33] . Ипак, остаје да се утврди укупан ефекат ХМП-а, јер би могле постојати додатне компоненте које треба истражити ради даље потенцијалне користи. На пример, недавно рандомизовано контролисано испитивање [28] показало је да додавање активног кисеоника у перфузат доводи до благотворног ефекта само у односу на ХМП, у бубрезима узетим од донатора старијих од 50 година или након циркулаторне смрти. Побољшање приказано у 12-месечном еГФР у трансплантираним бубрезима који су подвргнути оксигенацији током ХМП, води пут ка стварним шансама за рекондиционирање пре трансплантације, активно супротстављајући исхемијско оштећење као резултат анаеробне ћелијеметаболизам.
Поред могућности праћења динамике перфузије, циркулишући перфузат се може узорковати за нивое оштећења и биомаркера повреда. У оба случаја, динамика перфузије и биохемијска анализа перфузата описани су у процени виталности органа и погодности за трансплантацију органа [34].
4.2.2. НормотермниМацхине Перфусион
НормотермниМацхине Перфусион(НМП) има за циљ да одржава орган под физиолошком температуром, како би омогућио наставак биохемијских процеса својствених ћелијиметаболизам, изван људског тела. Ек виво НМП треба разликовати од ин ситу нормотермне регионалне перфузије, која се састоји од употребе екстракорпоралне мембранске оксигенације код донатора након циркулаторне смрти, али са органима који су још увек унутар тела донора.
Континуирана перфузијабубрегана топлијим температурама (34–37 ◦Ц) са испоруком хранљивих материја и кисеоника има предност у избегавању хипотермичне повреде и хипоксије, тако да изгледа да НМП успоставља физиолошкичко окружење уз очување бубрега. Поред тога, такође може помоћи опоравку и спречити даље повреде пре реперфузије људском крвљу [35]. Што се тиче случаја ХМП, динамичко очување са НМП директно показује његову супериорност у поређењу са СЦС иу клиничким и у експерименталним поставкама [36,37].
Цистанцхе-ренална функција
Да би се поново успоставила потпуност ћелијског метаболизма током конзервације и пре него што се трансплантација трансплантира и перфундира крвљу примаоца, неопходно је обезбедити орган хранљивим материјама и кисеоником, па је неопходан носач кисеоника, обично црвена крвна зрнца. Све је више доказа о ацелуларним перфузатима, као што су они који користе носаче кисеоника на бази хемоглобина, који би могли представљати исплативу алтернативу [38].
При нормотермији иу присуству кисеоника, ћелијскиметаболизамнаставља, што имплицира већу вероватноћу процене и повреде органа као и резидуалне функције [27]. На пример, укупни макроскопски аспект, као и проток перфузије и производња урина представљају све више коришћени резултат за предвиђање функционалности графта након трансплантације [36] .
Тренутно, већина доступних доказа истражује нормотермијубубрегаперфузију током кратког периода (обично 1 х) пре трансплантације, због сталне потребе да се раствор допуни хранљивим материјама и адитивима и на крају замени продукти излучивањаметаболизамћелија. Такође постоји опис људских бубрега, који се не сматрају трансплантабилним, који су били нормотермно перфузирани током 24 х, преко круга за рециркулацију урина [39].
Практично након вађења, бубрег се испере хладним перфузионим раствором и или одмах перфундује на преносивом уређају.машинска перфузијауређај, или транспортован помоћу привременог СЦС назад у болницу примаоца ради перфузије на лицу места. Ек виво НМП је започет [40] преко педијатријског кардиопулмоналног бајпаса и мембранског оксигенатора како би се обезбедиобубрегаса оксигенираним црвеним крвним зрнцима суспендованим у кристалоиду на 37 ◦Ц. Што се тиче ХМП случаја, параметри динамике перфузије омогућавају процену одрживости, а макроскопски изглед перфузије и продукције урина пружа информације у вези са функционалним статусом паренхима [41]. Поред могућности праћења динамике перфузије, циркулишући перфузат (или урин) се може узорковати за нивое оштећења и биомаркера повреда.
5. Процена одрживости путем машинске перфузије
Са прогресивним порастом коморбидитета (дијабетес, метаболички синдром, коронарна болест срца) који утичу на кандидате на листи чекања [42] и са њима укупан ризик од развоја постоперативних компликација, заједно са старењем популације ЕСРД, штетни исходи морбидитета повезани са лоша функционалност имплантираног графта може имати различите прагове прихватања ризика за различите примаоце [43]. Другим речима, познавање ризика од развоја лоше функције графта у реалном времену током процеса очувања, са могућношћу и мерења оштећеног ентитета, као и његове могућности опоравка са или без рекондиционирања, пружило би додатне објективне информације за одабир одређени прималац за одређенибубрегаи на тај начин тежи бољем поклапању донатор-прималац у покушају да се настави са ширењем фонда донатора органа. Табела 1 представља преглед најшире коришћених метода за процену виталности бубрега током очувања путем МП (од најновијих до старијих до 2000).
Табела 1. Параметри процене одрживости током ек-ситуМацхине Перфусион. Легенда: ААП: аланин аминопептидаза; АТП: аденозин трифосфат; ДБД: донор након мождане смрти; ЦОР: контролисано загревање кисеоником; ДЦД: донор након срчане смрти; ЕЦД: проширени критеријум донатор; ФАБП: протеин који везује масне киселине; ФМН: Флавин мононуклеотид; ГФР: брзина гломеруларне филтрације; ГСТ: глутатион С-трансфераза; ХМП: хипотермична машинска перфузија; Х-ФАБП: протеин који везује масне киселине срчаног типа; ИЛ: интерлеукин; ЛПОП: производи липидне пероксидације; ЛДХ: лактат дехидрогеназа; КИМ-1:бубрегамолекул повреде-1;МДА: малондиалдехид; мРНА: гласничка РНК; миРНА: микроРНА; НАД: никотинамид аденин динуклеотид; НАГ:Н-ацетил-Д-гликозаминидаза; НГАЛ: липокалин повезан са неутрофилном желатиназом; НМП: нормотермна машинска перфузија;СНМ: субнормотермнамашинска перфузија; ТБАРС: супстанце које реагују на тиобарбитурну киселину.
Списак доказа у доступним алатима је приказан у наставку:
(1) Током НМП доступан је макроскопски изглед перфузираног графта: оцена квалитета (КАС), заснована је на макроскопском изгледу, средњем протоку крви у бубрегу и укупном излучивању урина [41].Бубрезису оцењени са 1–5, са 1–3 резултата који се сматрају погодним за трансплантацију: оцена 1 указује на најмању повреду, а 5 је најтежу. Детаљније, резултат се гради комбинацијом параметара процене перфузије у року од 60 минута од почетка : степен И, одлична перфузија или глобални ружичасти изглед; степен ИИ, умерена перфузија са шареним розе/љубичастим изгледом који или остаје или се побољшава током НМП; степен ИИИ, лоша перфузија, која се састоји од глобалног пегавости и љубичасто/црног изгледа константно у НМП. Поред тога, прагови бубрежног крвотока (<50 ml="" per="" min="" per="" 100="" g)="" and="" total="" urine="" output=""><43 ml="" per="" min="" per="" 100="" g)="" give="" additional="" single="" points="" each="" to="" be="" combined="" with="" the="" macroscopic="" grades="" (i-iii)="" for="" the="" final="" assessment="">
(2) Очитавања притиска, протока и отпора мерена током МП се користе као проценитељи одрживости, иако се не могу сматрати самосталним критеријумима, пошто је њихова релативна предиктивна вредност ниска. Образложење за употребу перфузионих параметара лежи у структури самог бубрежног васкуларног система, веома богатог капиларном мрежом са функцијом филтрације [77]. Ослобађање вазоконстриктора из ове капиларне мреже (једнослојни ендотел) након исхемијских и инфламаторних инзулта, одређује акумулацију еритроцита и микротромбозу, што на крају доводи до смањеног протока и повећаног отпора у графту [26]. Штавише, хипоксија је директно одговорна за активацију ћелија ендотела, синергијски фаворизујући прокоагулантни и проинфламаторни фенотип бубрежне васкулатуре, са посљедичним поремећајем крвотока и повећаном инфилтрацијом леукоцита, уз даљње смањењебубрегафункција. На основу тога, повећани ренални васкуларни отпор и низак интрапаренхимски проток су израз оштећења ткива.
(3) Потрошња глукозе: разлика између концентрације артеријског прилива и венског одлива може проценити аеробно дисање и енергетску активностбубрегаћелије. Описано је неколико начина за мерење потрошње глукозе, укључујући метаболичке профиле путем неинвазивне МР спектроскопије [78]. Образложење лежи у процени виталности ћелија с обзиром на њихово метаболичко коришћење извора енергије угљених хидрата, јер се то физиолошки дешава када се орган налази у људском телу. Образац метаболичког гашења је својствен бубрезима који пате од оксидативног стреса и прелазе ка анаеробној производњи енергије, док се бубрежна перфузија смањује.
(4) Потрошња кисеоника: концентрација кисеоника у крви се мери да би се индиректно проценила митохондријална активност: постоји линеарна веза између реапсорпције На плус и потрошње кисеоника, у ствари, реапсорпција На плус је посредована енергетски зависним (На плус /К плус АТП-пумпа) процес [12]. Недавне студије су показале да примена кисеоника током ХМП повећава потрошњу кисеоника из ћелија и побољшавабубрегафункције (ГФР) у трансплантираним бубрезима [28]. Тренутно се користе различите формуле које се разликују по параметрима које треба узети у обзир [55]. Уз посебну напомену, релевантно је за процену прорачуна према опсегу температуре, као што је у ствари раније поменуто, ћелијаметаболизамуспорава се сниженом температуром, па се потреба за кисеоником у хипотермним условима разликује од оне на телесној температури; штавише, потрошња кисеоника током НМП зависи од концентрације кисеоника која се нуди самом бубрегу [79].
(5) Мерење финалних продуката гликолизе. Недостатак кисеоника изазива акумулацију специфичних метаболита [80]: сукцинат/пируват, НАДХ, лактат (Слика 1). Тема мерења оштећења ткива и процењеног анаеробног метаболизма је главна карактеристика унутар исхемијских органа, са корелацијом са обимом топлог времена исхемије, као на пример у случају ДВД-а.
(6) Мерење потрошње АТП-а или АТП/АДП односа, као кључна карактеристика за одређивање да ли ће ћелијаметаболизамје претежно оксидативна или гликолитичка. Са блоком На плус /К плус АТПазе, прилив слободног Ца2 плус у ћелије и активација фосфолипаза су директне последице пада производње АТП-а [12]. Други индиректни ефекат је такође повећана концентрација прелазних метала као слободног гвожђа јер је његово везивање за протеине носаче (трансферин, феритин) такође инхибирано смањењем енергије. У овој ситуацији, такође постоји активација каскаде слободних радикала кисеоника, стварајући зачарани круг у коме се повећава и производња азотног оксида (НО), још једног често коришћеног мерења виталности ћелије [81]. НО такође има директан ефекат на вазоконстрикцију, што се односи на динамику перфузије.
(7) Одрживостбубрегау токумашинска перфузијатакође се може мерити узорковањем перфузата за биомаркере ћелијске повреде [82]. У хипотермичном окружењу, најчешће се користе глутатион С-трансфераза (ГСТ), као укупни ГСТ (т-ГСТ) или његови изоформи (алфа-ГСТ и пи-ГСТ), протеин који везује масне киселине (ФАБП), лактат дехидрогеназа (ЛДХ) и нивои лактата. У нормотермном сценарију, највише се користе липокалин повезан са неутрофилжелатиназом (НГАЛ) и ендотелин-1 [39,83].
(8) Микродијализа: техника узорковања ткива помоћу мале (обично пречника 600 µм) сонде са полупропусном мембраном на врху. Унутрашњост мембране је перфузирана да би се одржао градијент концентрације преко мембране између екстрацелуларне течности и сонде. Ово ствара ток дијализата који је спекулиран за концентрације аналита у ткиву, као што су на пример глукоза и лактат. У литератури постоје докази о ин виво праћењу у реалном времену, који показују да коришћење онлајн микродијализе пружа информације о метаболичком стању органа током очувања [84].
(9) Профилирање мРНК: дефектни постперфузиони метаболички опоравак директно је повезан са инцидентном одложеном функцијом графта и постоје докази о неким исхемијом индукованим домикама које би се могле користити као предиктори повреде ткива [85]. Специфична експресија мРНА неколико гликолитичких и глуконеогених ензима могла би проценити бубрежну глукозуметаболизамили степен инфламације и производње цитокина, секундарно у односу на исхемијски инсулт.
(10) Нивои флавин мононуклеотида (ФМН) у аћелијском перфузату након 30 минута хипотермичне перфузије, као резултат оштећених митохондрија који отпуштају свој садржај у цитоплазму [44]. Физиолошки, ФМН је нековалентно везан за подјединицу имитохондријалног комплекса И, а његова дисоцијација са ослобађањем на цитоплазматском нивоу је ефекат исхемијске повреде, где је МПТ оштећен, са производњом РОС и повећаном токсичношћу [86] .
Цистанцхе - симптоми затајења бубрега
6. Закључци
Развој технологије динамичке перфузије органа значајно је повећао могућност процене паренхимских ћелијаметаболизамтоком очувања, нудећи на тај начин додатни алат за разматрање виталности органа, посебно за оне органе који су узети из ширих критеријума прихватања, тј. ЕЦД и ДЦД. На овај начин, постоје докази о конкретној шанси да се прошири фонд органа, кроз различите приступе МП, прилагођавањем сваког параметра очувања (температура, кисеоник и/или испорука хранљивих материја, локација) за сваки различити орган, на основу претпостављена исхемијска повреда.
Сам концепт динамичког очувања је већ користан за органметаболизам, директно утичући на микроваскулатуру бубрега и на тај начин успоравају насталу исхемијску вазоконстрикцију. Ово се може проценити преко параметара перфузије повећане бубрежне резистенције и поремећеног интрапаренхимског тока. Поред тога, неколико индиректних метода, као што су потрошња кисеоника и глукозе, смањење/производња АТП-а, концентрација лактата и биомаркера, могу пружити увид у то какав је тренутни енергетски статус органа да би се даље покренуле интервенције обнављања. Ипак, до данас постоји недостатак потпуног разумевања механизама који регулишу исхемијско оштећење ћелија, тако да потпуна процена одрживости током динамичке перфузије органа није доступна.
Укратко, што се више информација у вези са проценом одрживости пружа током очувања органа, јер у случају МП у поређењу са СЦС, највећа је тачност у предвиђању будуће функције датог трансплантата. Даље студије су оправдане да би се смањио пад понуде неодговарајућих органа, евентуално интегришући мултидисциплинарни приступ за допуну клиничких или омичних података са варијаблама које се испитују помоћу МП технологије.
Доприноси аутора: Концептуализација, МИБ и ВД; методологија, МИБ; ресурси, МИБ,ФТ и МИА; курирање података, МИБ и ФТ; писање—припрема оригиналног нацрта, МИБ; писање—преглед и уређивање, ФТ, МИА и ВД; надзор, ВД; финансирање набавке, ВД Сви аутори су прочитали и пристали на објављену верзију рукописа.
Финансирање: Ово истраживање је подржао Универзитет Сапиенза у Риму.
Изјава институционалног одбора за ревизију: Студија спада у категорију истраживања коришћењем објављених података постојећих база података које, на основу критеријума Управе за здравствена истраживања, не захтевају пропорционалан или потпун етички преглед и одобрење.
Изјава о информисаној сагласности: Није применљиво.
Изјава о доступности података: Подаци који подржавају овај преглед дати су у целом тексту.
Сукоб интереса: Аутори изјављују да нема сукоба интереса.
Скраћенице
АР акутно одбацивање
АКИ ацутебубрегаповреда
АТН акутна тубуларна некроза
АТНАТП аденозин-трифосфат
Донација ДЦД након циркулаторне смрти ДГФ одложена функција графта
ЕЦД проширени критеријум донатор
ЕСРД крајња фаза бубрежне болести
Г6ПД 6-фосфат дехидрогеназа
МПмашинска перфузија
ХМП хипотермична машина за перфузију
Прелазак митохондријалне пермеабилности МПТ
НАДХ никотинамид аденин динуклеотид хидрид
НАДПХ аденин динуклеотид фосфат
НМП нормотермнимашинска перфузија
НЕМА азот оксида
6ПГ 6-фосфоглуконат дехидрогеназа
Индекс протока перфузије ПФИ
ПНФ примарни нефункционални ППП пентозофосфатни пут
Оцена квалитета КАС-а
РОС реактивне врсте кисеоника
СЦС статичка хладњача
ВИТ топло исхемијско време
Референце
1. Волфе, РА; Асхби, ВБ; Милфорд, ЕЛ; Ојо, АО; Етенгер, РЕ; Агодоа, ЛИ; Хелд, ПЈ; Порт, ФК Поређење морталитета код свих пацијената на дијализи, пацијената на дијализи који чекају трансплантацију и прималаца прве кадаверичне трансплантације. Н. Енгл. Ј.Мед. 1999, 341, 1725–1730. [ЦроссРеф] [ПубМед]
2. Каминска, Д.; Ко´сциелска-Каспрзак, К.; Чудоба, П.; Хало ´н, А.; Мазановска, О.; Гомоłкиевицз, А.; Дзи ˛егиел, П.; Друлис-Фајдасз,Д.; Мисзка, М.; Лепиесза, А.; ет ал. Утицај елиминације топле исхемије набубрегаповреда током трансплантације – клиничка и молекуларна студија. Сци. Реп. 2016, 6, 36118. [ЦроссРеф] [ПубМед]
3. Петерс-Сенгерс, Х.; Хоутзагер, ЈХЕ; Хеемскерк, МБА; Иду, ММ; Миннее, РЦ; Клаасен, РВ; Јоор, СЕ; Хагенаарс, ЈАМ; Реберс, ПМ; Ван Дер Хеиде, ЈЈХ; ет ал. Хемодинамика ДЦД донора као предиктор исхода након трансплантације бубрега. Араб.Арцхаеол. Епигр. 2018, 18, 1966–1976. [ЦроссРеф] [ПубМед]
4. Лука, ФК; Брагг-Гресхам, ЈЛ; Метзгер, РА; Дикстра, ДМ; Гиллеспие, БВ; Иоунг, ЕВ; Делмоницо, ФЛ; Винн, ЈЈ; Мерион,РМ; Волфе, РА; ет ал. Карактеристике донора повезане са смањеним преживљавањем графта: приступ проширењу броја донора бубрега1. Трансплантација 2002, 74, 1281–1286. [ЦроссРеф] [ПубМед]
5. Лам, НН; Боине, ДЈ; Куинн, РР; Остин, ПЦ; Хемелгарн, БР; Цампбелл, П.; Кнолл, ГА; Тибблес, ЛА; Иилмаз, С.; Куан, Х.; ет ал. Морталитет и морбидитет уБубрегПримаоци трансплантације са неуспешним трансплантатом: Студија подударне кохорте. Моћи. Ј. КиднеиХеалтх Дис. 2020, 7, 2054358120908677. [ЦроссРеф]
6. Беллини, МИ; Цхаралампидис, С.; Херберт, ПЕ; Бонатсос, В.; Цране, Ј.; Мутхусами, А.; Дор, ФЈМФ; Папалоис, В. Цолд ПулсатилеМацхине Перфусионнаспрам статичког складиштења на хладном у трансплантацији бубрега: искуство једног центра. БиоМед Рес. Инт. 2019, 2019,7435248. [ЦроссРеф]
7. Сунг, РС; Цхристенсен, ЛЛ; Леицхтман, АБ; Греенстеин, СМ; Удаљени, ДА; Винн, ЈЈ; Стегалл, МД; Делмоницо, ФЛ; Порт, ФКДетерминансе одбацивања проширених критеријума Донор Бубрези: Утицај биопсије и машинске перфузије. арапски. Арцхаеол. Епигр.2008, 8, 783–792. [ЦроссРеф]
8. Беллини, МИ; Д'Андреа, В. Очување органа: Која температура за који орган? Ј. Инт. Мед Рес. 2019, 47, 2323–2325.[ЦроссРеф]
9. Мурраи, ЈЕ Размишљања о првој успешној трансплантацији бубрега. Ворлд Ј. Сург. 1982, 6, 372–376. [ЦроссРеф]
10. Ву, М.-И.; Иианг, Г.-Т.; Лиао, В.-Т.; Тсаи, АП-И.; Цхенг, И.-Л.; Цхенг, П.-В.; Ли, Ц.-И. Тренутни механистички концепти у исхемији и реперфузионој повреди. Ћелија. Пхисиол. Биоцхем. 2018, 46, 1650–1667. [ЦроссРеф]
11. Цхоуцхани, ЕТ; Пелл, ВР; Гауде, Е.; Аксентијевић, Д.; Сундер, СИ; Робб, ЕЛ; Логан, А.; Надточиј, СМ; Орд, ЕН; Смитх,АЦ; ет ал. Исхемијска акумулација сукцината контролише реперфузиону повреду кроз митохондријални РОС. Натуре 2014, 515, 431–435.[ЦроссРеф] [ПубМед]
12. Беллини, МИ; Ииу, Ј.; Ноздрин, М.; Папалоис, В. Ефекат температуре очувања на АТП ткива јетре, бубрега и панкреаса на животињским и претклиничким људским моделима. Ј. Цлин. Мед. 2019, 8, 1421. [ЦроссРеф] [ПубМед]
13. Цхен, С.; Менг, Кс.-Ф.; Зханг, Ц. Улога реактивних врста кисеоника посредованих НАДПХ оксидазом у повреди подоцита. БиоМед Рес. Инт.2013, 2013, 1–7. [ЦроссРеф] [ПубМед]
14. Ванг, Д.; Цхен, И.; Чабрашвили, Т.; Аслам, С.; Цонде, ЉБ; Уманс, ЈГ; Вилцок, ЦС Улога оксидативног стреса у ендотелној дисфункцији и побољшани одговори на ангиотензин ИИ аферентних артериола код зечева инфузираних ангиотензином ИИ. Ј. Ам.Соц. Непхрол. 2003, 14, 2783–2789. [ЦроссРеф] [ПубМед]
15. Ванг, И.; Браницки, Р.; Ное, А.; Хекими, С. Супероксидне дисмутазе: Двоструке улоге у контроли оштећења РОС и регулисању РОС сигнализације. Ј. Целл Биол. 2018, 217, 1915–1928. [ЦроссРеф]
16. Фернандез-Марцос, ПЈ; Нобрега-Переира, С. НАДПХ: Нови кисеоник за РОС теорију старења. Онцотаргет 2016, 7, 50814–50815.[ЦроссРеф]
17. Сханкланд, СЈ Одговор подоцита на повреду: улога у протеинурији и гломерулосклерози.БубрегИнт. 2006, 69, 2131–2147.[ЦроссРеф]
18. Цхавла, ЛС; Киммел, ПЛ Акутна повреда бубрега и хронична болест бубрега: интегрисани клинички синдром. Киднеи Инт. 2012, 82,516–524. [ЦроссРеф]
19. Венкатацхалам, МА; Гриффин, КА; Лан, Р.; Генг, Х.; Саикумар, П.; Бидани, АК Акутна повреда бубрега: одскочна даска за напредак у хроничној болести бубрега. Сам. Ј. Пхисиол. Пхисиол. 2010, 298, Ф1078–Ф1094. [ЦроссРеф]
20. Иарлагадда, СГ; Цоца, СГ; Гарг, АКС; Досхи, М.; Поггио, Е.; Марцус, РЈ; Парикх, ЦР Изражене варијације у дефиницији и дијагнози одложене функције графта: систематски преглед. Непхрол. Диал. Трансплант. 2008, 23, 2995–3003. [ЦроссРеф]
21. Де Оливеира, БД; Ксу, К.; Схен, ТХ; Цаллахан, М.; Кирилук, К.; Д'Агати, ВД; Татонетти, НП; Барасцх, Ј.; Деварајан, П. Молекуларна нефрологија: Врсте акутне тубуларне повреде. Нат. Рев. Непхрол. 2019, 15, 599–612. [ЦроссРеф] [ПубМед]
22. Перицо, Н.; Цаттанео, Д.; Саиегх, МХ; Ремуззи, Г. Одложена функција графта у трансплантацији бубрега. Ланцет 2004, 364, 1814–1827.[ЦроссРеф]
23. Беллини, МИ; Цоуртнеи, АЕ; МцЦаугхан, ЈА Трансплантација бубрега живог донора побољшава преживљавање трансплантата и примаоца код пацијената са вишеструком трансплантацијом бубрега. Ј. Цлин. Мед. 2020, 9, 2118. [ЦроссРеф] [ПубМед]
24. Понтицелли, Ц. Утицај времена хладне исхемије на исход трансплантације бубрега. Киднеи Инт. 2015, 87, 272–275. [ЦроссРеф]
25. Беллини, МИ; Ноздрин, М.; Ииу, Ј.; Папалоис, В. Машинска перфузија за очување абдоминалних органа: Систематски преглед трансплантата бубрега и јетре код људи. Ј. Цлин. Мед. 2019, 8, 1221. [ЦроссРеф]
26. Цхен, И.; Схи, Ј.; Ксиа, ТЦ; Ксу, Р.; Хе, Кс.; Ксиа, И. Решења за очување за трансплантацију бубрега: историја, напредак и механизми. Целл Трансплант. 2019, 28, 1472–1489. [ЦроссРеф]
27. Хосгоод, СА; Хунтер, ЈП; Ницхолсон, МЛ Хладна исхемијска повреда у трансплантацији бубрега; ИнтецхОпен: Лондон, УК, 2012.
28. Јоцхманс, И.; Брат, А.; Давиес, Л.; Хофкер, ХС; Леемколк, ФЕМВД; Леувенинк, ХГД; Книгхт, СР; Пиренне, Ј.; Плоег, РЈ; Абрамовицз, Д.; ет ал. Очување оксигеноване у односу на стандардну хладну перфузију у трансплантацији бубрега (УПОРЕДИ): рандомизовано, двоструко слепо, упарено испитивање фазе 3. Ланцет 2020, 396, 1653–1662. [ЦроссРеф]
29. Тхомпсон, ЕР; Батес, Л.; Ибрахим, ИК; Севпаул, А.; Стенберг, Б.; МцНеилл, А.; Фигуеиредо, Р.; Гирдлстоне, Т.; Вилкинс, ГЦ; Ванг, Л.; ет ал. Нова испорука ћелијске терапије за смањење исхемијске-реперфузијске повредебубрегатрансплантација. арапски. Арцхаеол.Епигр. 2020. [ЦроссРеф]
30. Раваиоли, М.; Де Паце, В.; Ангелетти, А.; Цомаи, Г.; Васари, Ф.; Балдассарре, М.; Марони, Л.; Одалди, Ф.; Фаллани, Г.; Царацени, П.; ет ал. Хипотермички оксигенисани нови машински перфузиони систем у трансплантацији јетре и бубрега донатора са проширеним критеријумима: прво италијанско клиничко испитивање. Сци. Реп. 2020, 10, 6063. [ЦроссРеф]
31. Ван Ријн, Р.; Каримиан, Н.; Маттон, АПМ; Бурлаге, ЛЦ; Вестеркамп, АЦ; Берг, АПВД; Де Клеине, РХЈ; Де Боер, МТ; Лисман, Т.; Порте, РЈ Двострука хипотермична оксигенована машинска перфузија у трансплантацијама јетре донираних након циркулаторне смрти. БЈС2017, 104, 907–917. [ЦроссРеф]
32. Сцхлегел, А.; Крон, П.; Граф, Р.; Дутковски, П.; Цлавиен, П.-А. Технике топле и хладне перфузије за спасавање трансплантата јетре од глодара. Ј.Хепатол. 2014, 61, 1267–1275. [ЦроссРеф] [ПубМед]
33. Зхао, Д.-Ф.; Донг, К.; Зханг, Т. Ефекти статичног складиштења на хладном и хипотермичне машинске перфузије на факторе оксидативног стреса, молекуле адхезије и протеине фактора транскрипције цинка пре и после трансплантације јетре. Анн. Трансплант. 2017, 22, 96–100. [ЦроссРеф] [ПубМед]
34. Де Беуле, Ј.; Јоцхманс, И. Перфузија бубрега као алат за процену квалитета органа — да ли бројимо наше пилиће пре него што се излегу? Ј. Цлин. Мед. 2020, 9, 879. [ЦроссРеф] [ПубМед]
35. Дирито, ЈР; Хосгоод, СА; Тиетјен, ГТ; Ницхолсон, МЛ Будућност маргиналногбубрегапоправка у контексту нормотермнихмашинска перфузија. арапски. Арцхаеол. Епигр. 2018, 18, 2400–2408. [ЦроссРеф]
36. Хосгоод, СА; Тхомпсон, Е.; Мооре, Т.; Вилсон, ЦХ; Ницхолсон, МЛ Нормотермична машинска перфузија за процену и трансплантацију оболелих људских бубрега од донације након циркулаторне смрти донатора. Бр. Ј. Сург. 2018, 105, 388–394.[ЦроссРеф]
37. Катхи, ЈМ; Ецхеверри, Ј.; Цхун, ИМ; Цен, ЈИ; Голдарацена, Н.; Линарес, И.; Дингвелл, ЛС; Иип, ПМ; Јохн, Р.; Багли, Д.; ет ал. Континуирана Нормотермична Ек Виво перфузија бубрега побољшава функцију графта у донацији након трансплантације бубрега свиње након циркулаторне смрти. Трансплантација 2017, 101, 754–763. [ЦроссРеф]
