Цистанцхе може заштитити бубрежну исхемију-реперфузију

Контакт: Аудреи Ху Вхатсапп/хп: 0086 13880143964 Е-пошта:audrey.hu@wecistanche.com

Јан Х. Линдеман1, Леоние Г. Вијермарс1, Сарантос Костидис2, Олег А. Маиборода2, Ами Ц. Хармс3, & ет ал.

Функција одложеног графта јеманифестација исхемијске реперфузијске повредеу контексту трансплантације бубрега. Док стотине интервенцијауспешно смањити исхемијску реперфузиону повредуу експерименталним моделима све клиничке интервенције нису успеле. Ова истраживачка клиничка евалуација испитала је могуће метаболичко порекло реперфузијске повреде клиничке исхемије, комбинујући податке из 18 биопсија ткива пре и после реперфузије са 36 узастопних узорковања артериовенске крви преко трансплантата у три студијске групе. Ове групе су укључивале живе и умрле донорске трансплантате са и без одложене функције графта. Расподела група је заснована на клиничким исходима. НМР магијског угла је коришћен за анализу ткива, а платформе засноване на масеној спектрометрији су коришћене за анализу плазме. Свебубрезибили функционални годину дана. Интеграција метаболомских података идентификовала је дискриминаторни профил да би се препознала будућа одложена функција графта. Овај профил карактерише пост-реперфузиони катаболизам АТП/ГТП (значајно поремећен опоравак фосфокреатина и значајна перзистентна производња (хипо)ксантина) и значајно текуће оштећење ткива. Неуспешно обнављање високоенергетског фосфата десило се упркос активираној гликолизи, оксидацији масних киселина, глутаминолизи и аутофагији, и повезано са дефектом на нивоу комплекса оксоглутарат дехидрогеназе у Кребсовом циклусу. Клинички одложена функција графта услед исхемијске реперфузијске повреде повезане са метаболичким колапсом после реперфузије. Стога, напори да се угаси одложена функција графта услед исхемијске реперфузијске повреде треба да се фокусира на очување метаболичке компетенције, било очувањем интегритета Кребсовог циклуса и/или ангажовањем метаболичких путева спасавања. Киднеи Интернатионал (2020) 98, 1476–1488; хттпс://дои.орг/10.1016/ ј.кинт.2020.07.026

КЉУЧНЕ РЕЧИ: АТП; одложена функција графта; гликолиза; исхемија реперфузиона повреда; метаболизам; оксидативне фосфорилације

цистанцхе ефекти: спречитиисхемијско-реперфузиона повреда

исхемијска реперфузиона повреда (ИРИ)је феномен повећаног оштећења ткива након реперфузије претходно исхемијског ткива.1,2 Он је главни фактор који доприноси оштећењу органа након инфаркта миокарда или мозга3 и оштећењу графта након трансплантације органа.4 Иако безброј интервенција гаси ИРИ у претклиничким моделима, клинички успех остаје Треба постићи.3,4 Дакле, појављује се транслациони јаз између претклиничких модела и клиничког контекста.

Одложена функција графта (ДГФ) је манифестација ИРИ у окружењубубрегатрансплантација.5 ДГФ се дефинише као потреба за дијализом у првој недељи или недељама након трансплантације.6 Иако је ДГФ изузетно редак у контексту поступака трансплантације живих донора, утиче на до 90 процената трансплантација трансплантата од преминулих донора.6 Превиоус рад је показао повезаност између инцидентног ДГФ и постреперфузионе нормоксичне гликолизе.7 Ово запажање имплицира да се ДГФ односи на дефект у хомеостази енергије графта као резултат митохондријалне дисфункције у фази реперфузије.7 На основу тога, претпоставили смо да клинички ДГФ укључује и може бити вођен метаболичким дефектом (или дефектима). Циљ ове студије је био да се изврши детаљна анализа метаболичких одговора наисхемија-реперфузијаса и без ИРИ (ДГФ). Ова експлоративна метаболичка процена заснована је на интегрисаном приступу са временским решењима који је укључивао секвенцијалну процену разлика у артериовенској концентрацији (АВ) у односу на реперфузоване трансплантате и паралелно профилисање биопсија графта (ткива). Укључене су три студијске групе: трансплантати од графтова умрлих донора са и без каснијих ИРИ и трансплантати живих донора. Групна алокација трансплантата умрлих донора (þДГФ и –ДГФ, респективно) извршена је ретроспективно на основу њиховог клиничког исхода. Графтови живих донора су укључени као референца јер су ови трансплантати повезани са тренутним функционалним опоравком након реперфузије. Да би се покрили примарни аспекти метаболичке хомеостазе, фокус у овој студији је био на следећим грубим метаболичким кластерима: метаболизам нуклеотид трифосфата, масна киселина (б) – оксидација, гликолиза/глутаминолиза, аутофагија, Кребсов циклус (дефекти) и оштећење ћелија. Подаци су приказани у складу са тим.

(Преписка: Јан Х. Линдеман, Одељење за хирургију, Медицински центар Универзитета у Лајдену, поштански фах 9600, 2300 РЦ Леиден, Холандија. Е-пошта: Lindeman@lumc.nl Примљено 20. јануара 2020.; ревидирано 8. јуна 2020.; прихваћено 2. јула 2020; објављено на мрежи 8. августа 2020.)

цистанцхе ефекти: спречитиисхемијско-реперфузиона повреда

РЕЗУЛТАТИ

Узорак студије обухватио је 53 пацијента. Упарене биопсије ткива су добијене од 18 пацијената, а секвенцијално АВ узорковање је урађено код 36 пацијената. Једном пацијенту су узете обе биопсије и подвргнуто је АВ узорку. Клинички детаљи за 3 студијске групе приказани су у додатној табели С1А (биопсије ткива) и С1Б (АВ узорковање). Сви ДГФ случајеви захтевали су вишеструке дијализе током временског периода од најмање 7 дана, и сви су показали адекватан функционални опоравак. Ниједан од преминулих донора без ДГФ није захтевао дијализу након трансплантације. Једногодишње преживљавање трансплантата било је 100 посто.

Прво смо истражили претпостављене разлике у метаболичким потписима за 3 групе донора (живи [референтни] донорски трансплантати, –ДГФ умрли донорски трансплантати и þДГФ [ИРИ] умрли донори) мапирањем метаболома плазме (АВ разлике) за { {1}}минута након реперфузије (Слика 1а) иткивни метаболом(биопсије ткива) за 40-минута након реперфузије (Слика 1б). Ове временске тачке су изабране да би се избегле сметње од испирања метаболита који су се накупили током исхемије или складиштења на хладном, или који су били састојци течности за конзервацију (нпр. испирање хистидина из живих донорских трансплантата; Додатна слика С1 показује селективну употребу Х [Хистидина] Течност за очување ТК у овим графтовима).7 Резултати (з-резултати) за ове временске тачке су сумирани у топлотним мапама на слици 1а (АВ разлике) и 1б (ткиво). Груписање података је извршено према 6 кластера који покривају све метаболичке податке: (и) катаболизам нуклеозид трифосфата, (ии) б-оксидација, (иии) гликолиза/глутаминолиза, (ив) аутофагија, (в) дефекти Кребсовог циклуса, и (ви) оштећење ћелија.

Топлотне мапе за АВ разлике указују на паралелне метаболичке потписе за живог донора и –ДГФ графтова и јасно препознатљив потпис за þДГФ графтова (Слика 1а). Сличан, иако мање изражен, образац је примећен за метаболите ткива (Слика 1б). Ексклузивно мапирање трансплантата –ДГФ и þДГФ (без графта живог донора) резултирало је сличним закључцима (није приказано), што указује да укључивање података о живом даваоцу (референтних) у анализу није ометало закључке анализе. Збирно, подаци дају бруто метаболички потпис за бубрежни ИРИ.

Ради јасноће, подаци појединачних метаболита су представљени у терминима 6 метаболичких кластера. Да би се избегле сметње од иницијалног испирања метаболита који су се акумулирали током складиштења на хладном током првих минута реперфузије, процене нето постперфузионог ослобађања или уноса се заснивају на интеграцији АВ разлика за 10-до {{3 }}минути временски интервали након реперфузије (област између кривих).

Први кластер метаболита („катаболизам нуклеозид трифосфата“) сигнализираупорна пост-реперфузијаметаболичка неспособност („искључивање струје“) код трансплантата са каснијим ДГФ (þДГФ). Овај закључак је заснован на поремећеном постреперфузијском опоравку високоенергетског фосфатног пуфера фосфокреатина у þДГФ трансплантату (П < 0.001;="" слика="" 2а),="" као="" и="" на="" упорном="" посту="" -реперфузиони="" катаболизам="" аденозин="" трифосфата/гванозин="" трифосфата="" (атп/гтп).="" ово="" последње="" се="" огледа="" у="" континуираном="" ослобађању="" (ав="" разлике)="" хипоксантина="" и="" ксантина="" (слика="" 2б="" и="" ц,="" п="">< 0,0001="" и="" 0,02,="" респективно),="" терминалних="" производа="" разградње="" атп-а="" и="" гтп-а="" из="" ових="" трансплантата.="" подаци="" за="" пре-реперфузионе="" биопсије="" ткива="" показали="" су="" степеноване="" степене="" акумулације="" инозина="" и="" хипоксантина="" на="" крају="" исхемијског="" периода="" складиштења,="" са="" најнижим="" садржајем="" пронађеним="" у="" живим,="" а="" највећим="" у="" трансплантату="" од="" преминулих="" донора="" (слика="" 2д="" и="" е).="" садржај="" ткива="" хипоксантина="" и="" инозина="" након="" реперфузије="" (т="40" мин)="" био="" је="" сличан="" и="" низак="" у="" све="" 3="" групе="" донора="" (слике="" 2д="" и="">

Катаболизам АТП-а након реперфузије у þДГФ графтовима догодио се упркос очигледној пост-реперфузионој рестаурацији б-оксидације масних киселина (додатна слика С2), активираној гликолизи / глутаминолизи (слика 3) и аутофагији (слика 4). Сва 3 типа графта показала су уједначену рестаурацију садржаја б-хидроксибутирата у ткиву (додатна слика С2А) и селективно уклањање (упијање) масних киселина средњег ланца (Ц8–Ц12) из ​​циркулације (додатне слике С1 и С2Б–Е), што указује на униформност поновно успостављање б-оксидације. Међутим, акумулација ацетил-карнитина у ткивима у –ДГФ и þДГФ графтова умрлих донора (додатна слика С2Ф) и испирање (АВ разлике) ацетилкарнитина из þДГФ трансплантата (додатна слика С2Г, П < 0.03)="" имплицирају.="" степенасте="" дефекте="" у="" одлагању="" ацетил="" група="" насталих="">

Цистанцхе херб

Мапирање мрежа гликолизе/глутаминолизе (слика 3) показало је једнаке нивое глукозе у ткиву (слика 4а) и потврдило перзистентну пост-реперфузиону нормоксичну гликолизу као ексклузивну карактеристику þДГФ донорских трансплантата (тј. перзистентно ослобађање лактата и пирувата и ц.<0.0001 and=""><0.04, respectively)="" and="" release="" of="" the="" transamination="" products="" alanine="" and="" aspartate="" (figure="" 3e="" and="" f,="" p="" <="" 0.02="" and="" <="" 0.0001,="" respectively).="" serine="" (figure="" 4b)="" and="" phosphoserine="" (supplementary="" figure="" 3d)="" released="" from="" þdgf="" grafts="" may="" (partially)="" reflflect="" transamination="" of="" the="" glycolysis="" intermediate="" phosphoglycerate.="" persistent="" post-reperfusion="" glutamate="" release="" (figure="" 3k,="" p="" <="" 0.002),="" selective="" release="" of="" the="" transamination="" products="" alanine="" and="" aspartate="" (figure="" 3e="" and="" f),="" and="" exhaustion="" of="" the="" tissue="" asparagine="" pool="" (figure="" 3j,="" p="" <="" 0.03)="" in="" þdgf="" grafts="" imply="" continued="" post-reperfusion="" glutaminolysis="" (alanine)="" and="" glutamine="" shuttling="" (asparagine="" aspartate)8="" in="" the="" post-reperfusion="" phase="" of="" these="" grafts.="" moreover,="" the="" exclusive="" release="" of="" serine,="" methionine,="" and="" tyrosine="" (figure="" 4a–c,="" all="" ps="" <="" 0.0005),="" along="" with="" disposal="" of="" butyryl="" carnitine="" and="" isovaleryl="" carnitine="" (figure="" 4d="" and="" e,="" p=""><0.006 and=""><0.003, respectively),="" deamination="" products="" of="" the="" branched-chain="" amino="" acids9,10="" from="" þdgf="" grafts,="" but="" not="" from="" the="" other="" graft="" types="" (figure="" 4a–e),="" implies="">после реперфузијеаутофагија код ових графтова.11.

Слика 1|Груписане топлотне мапе за разлике у концентрацији артеријско-венских метаболита у односу на донорски трансплантат 30 минута и садржај метаболита у ткиву 40 минута након реперфузије. (а) Груписана топлотна мапа за концентрације артеријско-венских метаболита на т=30 минута након реперфузије. Колоне представљају 3 групе донора (калемти живих донора [референтна група, н=10]; калемти умрлих донора без касније одложене функције графта [ДГФ {–ДГФ, н=10}], и калемти умрлих донора са каснијим ДГФ [þДГФ, н=16]). Једињења су груписана према 5 метаболичких кластера и, унутар сваког кластера, рангирана на основу з-скора групе живих донора. Зелена рефлектује мрежно узимање трансплантата, а црвена рефлектује нето ослобађање од трансплантата. (наставак)

Слика 1 (Наставак) (б) Груписана топлотна мапа за метаболите ткива идентификоване у анализи нуклеарне магнетне резонанце ХР магичног угла биопсија графта узетих 40 минута након реперфузије. Колоне представљају 3 групе донора (група живих донора [референтна група, н=6, калемти умрлих донора без каснијег ДГФ [–ДГФ, н=6], и калемти умрлих донора са каснијим ДГФ [þДГФ, н=6]). Црвена рефлектује садржај ткива изнад, а зелена рефлектује садржај ткива испод геометријске средине 3 групе.

Постреперфузиона акумулација ацетил-карнитина (ткиво) у –ДГФ и þДГФ графтова (Слика 2ф) и почетна (живи донор и –ДГФ графтова) и наставак (þДГФ графтова) ослобађање ацетилкарнитина (П < 0.{{10="" }}3)="" указују="" на="" пролазно="" (-дгф="" трансплантати)="" или="" перзистентно="" (þдгф="" графтова)="" оштећено="" одлагање="" ацетил-коензима="" а="" након="" реперфузије="" (додатна="" слика="" 2г).="" иако="" ова="" акумулација="" може="" бити="" резултат="" претеране="" гликолизе="" и="" б-оксидације,="" она="" такође="" може="" указивати="" на="" поремећено="" одлагање="" ацетила="" као="" резултат="" дефеката="" кребсовог="" циклуса.="" за="" þдгф="" трансплантате,="" последњи="" механизам="" је="" подржан="" селективним="" и="" упорним="" ослобађањем="" интермедијарног="" а-кетоглутарата="" кребсовог="" циклуса="" (слика="" 5ц,="" п="">< 0,0005)="" као="" ексклузивне="" карактеристике="" ових="" трансплантата="" и="" поремећеним="" опоравком="" ткивног="" сукцината="" у="" þдгф="" графтова.="" (слика="">

Коначна група дискриминаторних метаболита односи се на текуће оштећење ћелија. Овај кластер укључујепосле реперфузијеослобађање урацила, утврђеног маркера оштећења ћелија12,13 (додатна слика С3А, П < 0.0001)="" и="" деривата="" аминокиселина="" који="" се="" повезују="" са="" хидролиза="" плазмалогена="" (нпр.="" фосфо-етаноламин,="" етаноламин="" и="" фосфо-серин;="" додатна="" слика="" с3бд,="" п="">< 0.001;="" додатна="" слика="" с1).="" иако="" нису="" биле="" присутне="" ав="" разлике="" за="" холин="" у="" групи="" са="" þдгф="" (п="0,60)," ово="" запажање="" је="" у="" супротности="" са="" нето="" уносом="" холина="" код="" живог="" донора="" и="" –дгф="" групе="" (п="">< 0,0001="" и="" 0,02,="" респективно).="" дакле,="" у="" þдгф="" трансплантацијама,="" хидролиза="" холинских="" плазмалогена="" може="" бити="" маскирана="" уносом="" холина.="" такав="" механизам="" је="" подржан="" селективним="" и="" прогресивним="" ослобађањем="" бетаина,="" продукта="" оксидације="" холина14="" у="" þдгф="" групи="" (додатне="" слике="" с3г,="" п=""><>

Претходна запажања повезују инцидентни ИРИ са упорнимпосле реперфузијеКатаболизам АТП-а и текуће оштећење ћелија у контексту митохондријалне инсуфицијенције и активације гликолитичких и липолитичких путева (Слика 6). Узимајући у обзир виталну улогу АТП-а у ћелијској хомеостази и преживљавању, сматрало се да би регрутовање помоћних АТП-регенеративних путева (тј. независно од митохондријалног дисања) било корисно. У овом контексту, разматрали смо инозин, нуклеозид који може да генерише АТП нетрадиционалним путевима. Као што је приказано на слици 7, ни превентивна ни спасоносна испорука инозина (у концентрацијама до 10 мМол/л) није спасила исцрпљеност АТП-а након хемијски изазване метаболичке парализе.

Слика 3|Постреперфузиона гликолиза и глутаминолиза. Криве за артеријске венске разлике (црвена крива је артеријска, плава крива је венска). Биопсије ткива (бар-графови): беле траке представљају биопсије пре реперфузије; сиве траке представљају постреперфузионе биопсије (т ¼ 40 мин након реперфузије). *П < 0,05.="" (а)="" садржај="" глукозе="" у="" ткиву.="" (б–и)="" интермедијери="" гликолизе:="" лактат,="" пируват,="" аланин,="" аспартат="" и="" аспарагин.="" (к,л).="" глутаминолиза="" међупродукти="" глутамина="" и="" глутамата.="" нуклеарна="" магнетна="" резонанца="" ткива="" (нмр;="" н="6" по="" групи):="" (а)="" опоравак="" глукозе="" у="" ткиву="" код="" живог="" донора.="" (д,="" ф,="" х)="" стабилни="" садржај="" ткива="" лактата,="" аланина="" и="" аспартата="" одражава="" испирање="" ових="" интермедијера="">

Слика 3 (наставак) из бубрега. (ј) Немерљив ткивни аспарагин у биопсијама после реперфузије са одложеном функцијом графта (ДФГ). Артеријско-венске (АВ) разлике у концентрацији (н ¼ 10, 10 и 16 у живим, –ДГФ и þДГФ групама, респективно): (б,ц) упорни постреперфузиони лактат (П < 0.0001)="" и="" ослобађање="" пирувата="" (п="">< 0,04)="" из="" ових="" трансплантата.="" (е)="" аланин="" (п="">< 0,02),="" (г)="" аспарагинска="" киселина="" (п="">< 0,0001)="" и="" (þк)="" ослобађање="" глутамата="" (одложена="" функција="" графта="" (дгф="" трансплантати="" који="" указују="" на="" нормоксичну="" гликолизу="" у="" п="">< 0,002)="" из="" ​​þдгф="" трансплантата="" указују="" на="" текућу="" оксидацију="" глутамина="" за="" глутамин="" (и)="" нису="" примећене="" значајне="" ав="">

цистанцхе ефекти: спречитиболести бубрега

ДИСКУСИЈА

Из ове студије, спроведене у контексту клиничке трансплантације бубрега, произилази слика да је ИРИ (ДГФ) последица скоро тренутног и упорног постреперфузионог неуспеха оксидативне фосфорилације и активиране нормоксичне гликолизе која није у стању да одржи енергетску хомеостазу. Заузврат, високоенергетски фосфатни базени се прогресивно исцрпљују, а ћелијски интегритет се не може сачувати, што доводи до текућег оштећења ткива.

Ова клиничка студија је заснована на интеграцији метаболичких података добијених из биопсија ткива узетих непосредно пре и 40 минута након реперфузије и на секвенцијалној процени АВ разлика у односу на реперфузовани трансплантат. Ове АВ разлике не само да дају индикацију за темпо и трајање метаболичких (не)адаптација, већ такође омогућавају усмеравање трендова уочених у биопсијама упареног ткива и процену клиренса метаболита (нпр. лактата) или узимања из (нпр. медијума). -ланчане масне киселине) циркулацију.15,16 Резолуција АВ приступа је јасно илустрована подацима о ацилкарнитину, који не само да показују селективно усвајање средњеланчаних масних киселина, већ такође сугеришу да незасићене Ц14 карнитинске врсте тетрадеценоил и тетрадекадиенил карнитин понашају слично као и масне киселине средњег ланца (додатни подаци С1) и можда се не ослањају на специфичне транспортере масних киселина.17 У ствари, у процесу анализе података, примећено је да би искључиво ослањање на биопсију ткива замаглило већину закључака у овој студији јер се већина формираних метаболита ефикасно уклања у циркулацију. Стабилне концентрације у артеријској крви показују да се хомеостаза у крви одржава и да се метаболити који се ослобађају или апсорбују ефикасно одлажу или обнављају негде другде.15,16 Уочен је стабилан садржај ткива, али јасне АВ разлике доводе у питање валидност метаболомских процена заснованих на ткиву. Имајте на уму да, у контексту бубрега преминулих донора и временског оквира студије, клиренс урина није ометајући фактор јер су сви трансплантати умрлих донора били анурични током 40- минутног интервала мерења.

Мапирање података идентификује метаболички отисак који је потпуно дискриминаторски за ИРИ. Конкретно, фаза реперфузије трансплантата са будућим ДГФ-ом је униформно и дистинктивно окарактерисана тешком поремећеном оксидативном фосфорилацијом (хистотоксична хипоксија)18 и компензаторном нормоксичном гликолизом која није у стању да одржи регенерацију АТП-а. Последњи закључак је заснован на непотпуном опоравку фосфокреатина пуфера високе енергије фосфатног пуфера19 и на перзистентном пост-реперфузионом катаболизму АТП/ГТП који се одражава континуираним ослобађањем (хипо)ксантина. У ствари, апроксимација губитака аденозина за þДГФ трансплантате на основу ослобађања хипоксантина (АВ разлике) у 30 минута након реперфузије (апроксимација заснована на пријављеним стопама протока после реперфузије,20 просечноткиво бубрегамаса,21 и садржај АТП у бубрезима22) указује на скоро исцрпљивање АТП базена графта за 30 минутапосле реперфузије. Критично исцрпљивање АТП базена може довести до катаболичког закључавања које чини ћелију неодговорном на поновно успостављање протонских покретачких сила које покрећу генерисање АТП-а, чинећи ћелију неодговорном на стратегије спасавања.

Пост-реперфузиони АТП дефицит и хистотоксична хипоксија код þДГФ графтова могу бити у основи селективног ослобађања аминокиселина повезаних са хидролизом фосфолипида (плазмалогена) у þДГФ графтова. Експерименталне студије су идентификовале хидролизу плазмалогена и фосфолипида као рану карактеристику хипоксије ткива,23 а хидролиза плазмалогена је описана у контексту исхемијске повреде бубрега.24 Механички, овај феномен је повезан са транслокацијом мембране и активацијом цитосолног цитосола. независна фосфолипаза А2 која је резултат формирања комплекса изазваног хипоксијом између фосфолипазе и регулаторног елемента фосфофруктокиназе.25,26 Поништавање хипоксије или АТП третман дисоцира комплекс фосфолипаза-фосфофруктокиназа и укида активност фосфолипазе. Имајте на уму да динамика постреперфузионог престанка ослобађања (фосфо-) етаноламина из живих донора и –ДГФ трансплантата, као и перзистентно ослобађање у þДГФ графтова, може одражавати различите степене и стопе метаболичког опоравка. Међутим, док ранији извештаји имплицирају улогу цитосолне фосфолипазе независне од калцијума А2,25,26, уочене АВ разлике за бетаин и (фосфо-)етаноламин имплицирају свеобухватнију активацију фосфолипаза која такође укључује тип Ц-фософолипазе (фосфосфолипазе) и Д-фосфолипазе (етаноламин/холин). Слично томе, осиромашење аспарагина у ткиву (Слика 4ј) и ослобађање аспартата (Слика 4г) из þДГФ трансплантата може одражавати поремећену активност аспарагин синтазе услед смањења АТП-а.

Слика 4|Активирана постреперфузиона аутофагија код ДГ графтова са одложеном функцијом графта (ДГФ). Криве за артеријско-венске разлике (црвена крива је артеријска, плава крива је венска). Биопсије ткива (бар-графови): беле траке представљају биопсије пре реперфузије; сиве траке представљају биопсије након реперфузије (т ¼ 40 мин након реперфузије). *П < 0,05.="" (а-ц)="" пост-реперфузионо="" ослобађање="" метионина,="" серина="" и="" тирозина="">

Слика 5|Дефект Кребсовог циклуса након реперфузије код графтова са будућом одложеном функцијом графта (ДГФ). Криве за разлике артеријско-венске концентрације (АВ) (црвена крива је артеријска, плава крива је венска). Биопсије ткива (бар-графови): беле траке представљају биопсије пре реперфузије; сиве траке представљају постреперфузионе биопсије (т ¼ 40 мин након реперфузије). *П < {{10}}.05.="" (а–х)="" ав="" разлике="" за="" интермедијере="" кребсовог="" циклуса="" (н="10," 10="" и="" 16="" у="" живим,="" –дгф="" и="" þдгф="" групама,="" респективно):="" упорно="" ослобађање="" а-кетоглутарата="" (из="" þдгф="" трансплантата;="" п="">< 0,001)="" .="" (е,г)="" одсутан="" опоравак="" сукцината="" ткива="" након="" реперфузије="" у="" þдгф="" графтова="" (п=""><>

Пост-реперфузиони катаболизам АТП-а у þДГФ трансплантату десио се упркос свеобухватној активацији катаболичких путева: гликолиза, б-оксидација средњеланчаних масних киселина (једнако активирана код свих типова графта), глутаминолиза (такође пролазно активирана након реперфузије и –ДГФ живих донографа ), и активирана аутофагија. У ствари, пост-реперфузијско ослобађање изовалерил- и бутирил карнитина, производа деаминације аминокиселина разгранатог ланца изолеуцина и леуцина,11 идентификовани су као дискриминаторни биомаркери за будући ДГФ.

Перзистентно ослобађање ацетилкарнитина и пирувата из þДГФ трансплантата показује да су флуксови створени активираним катаболичким путевима премашили оксидативни капацитет. Ослобађање кетоглутарата након реперфузије, нето узимање цитрата и изоцитрата његовог прекурсора из циркулације и неуспешно обнављање сукцината ткива имплицирају да поремећена оксидативна фосфорилација укључује дефект на нивоу комплекса оксоглутарат дехидрогеназе. Конкретно, уочени метаболички отисак и временски оквир метаболичких поремећаја не указују на улогу обрнуте усмеравања Кребсовог циклуса27,28 у упорној метаболичкој дисрегулацији, пружајући додатне доказе да уочени механизам за ИРИ код глодара28 није у потпуности преведен на људе. контекст.29.

Оштећење активности оксоглутарат дехидрогеназе може бити узроковано оштећењем комплекса изазваним исхемијом30, али такође може укључивати, или бити преувеличано, оштећењемпосле реперфузијеОштећена активност оксоглутарат дехидрогеназе може бити узрокована оштећењем комплекса изазваном исхемијом30, али такође може укључивати, или бити преувеличана, оштећеном постреперфузионом доступношћу његових кофактора ацетил-коензима А, ФАДþ и НАДþ. 31 Код þДГФ графтова, такви недостаци могу настати због постреперфузионог испирања ацетил-коензима А и компромитованог ћелијског редокс статуса (редукциони стрес са смањеном доступношћу НАДþ), што је идеја подржана ниским односом лактата и пирувата у þДГФ. 32.

Овај метаболички приступ не дозвољава процену укључености респираторног ланца. Међутим, раније смо идентификовали дефекте исхемије повезане са реперфузијом у оба респираторна комплекса И и ИИ.7,29 На основу података у овој студији и претходног рада митохондрија, појављује се слика клиничке бубрежне ИРИ која је последица примарног (или изазивање) увреде за митохондријски Кребсов циклус редокс шатла који се јавља пре или унутар првих минута реперфузије. Неуспех у обнављању нивоа АТП-а резултира трајном и свеобухватном активацијом катаболичких путева, што продужава енергетску кризу прогресивним исцрпљивањем ћелијског НАДþ и ФАДþ базена (редукциони стрес).33 У овом специфичном контексту неуспешног митохондријалног дисања, пурински инозин може бити од користи. . За разлику од аденозина,34 инозин је стабилан у плазми; идентификован је као алтернативни извор АТП-а у обавезним гликолитичким ћелијама (тј. ћелијама без митохондрија) као што су еритроцити35 и у хипоксичним бубрежним ћелијама36 и исцрпљује се након реперфузије. Нажалост, суплементација инозином није спасила смањење ћелијског АТП-а након присилног заустављања метаболизма, остављајући мало простора за стратегије метаболичког спашавања које имају за циљ гашење ИРИ, наглашавајући ослањање на превентивне стратегије за ограничавање ИРИ.

Тонифи бубрега цистанцхе

Постоје ограничења за ову студију. Због великог броја поређења, потенцијал за значајне налазе због случајног случаја у окружењу вишеструких поређења је висок. Иако су наши закључци подржани чврстим биолошким односима, резултати могу бити збуњени проблемима везаним за вишеструка поређења.

Даље ограничење је то што се студија заснива на клиничким узорцима; као такво, замрзавање стезаљке потребно за директну процену АТП и редокс статуса није било могуће. Пошто се посматрани метаболом јасно разликује од оног пријављеног на животињским моделима и одражава квар система, нисмо били у могућности да извршимо детаљније процене на животињским моделима или ек виво системима као што је систем респирометрије. Резултати у овој студији су забубрега; стога закључци за друге органе могу бити другачији. Релативно висока старост донора у овој студији је одраз популације донора у Холандији. Важно је да су 10-годишњи исходи трансплантације за Холандију барем једнаки земљама са млађим донорима, као што су Сједињене Државе.37 Као што се и очекивало, већина случајева þДГФ је била трансплантација ДЦД. Приметили смо сличнометаболички профилиза ДБД и ДЦД графтове; међутим, моћ ове истраживачке студије је очигледно сувише мала да би се откриле суптилне разлике између ова 2 типа донора.

Слика 7|И превентивни и спасоносни третман инозином не успевају да поврате нивое аденозин трифосфата (АТП). ПК-1 ћелијска линија бубрега је стабилно трансфектована са ПерцевалХР флуоресцентним биосензором за однос АТП-на-аденозин дифосфат (АДП).

Хемијски индукована метаболичка парализа је изазвана додавањем ротенона/актиномицина/2-деоксиглукозе и праћен је однос АТП-а-АДП (релативна флуоресценција). Браон, контрола; црна, контрола метаболичке парализе; зелени, превентивни третман инозином (10 мМол/л); црвено, инозин спасавање на т=15 минута након индукције метаболичке парализе.

У закључку, ова студија показује да клиничком бубрежном ИРИ претходи скоро тренутни метаболички колапс и пратећа криза са високоенергетским фосфатом. Овај дубоки и упорни метаболички дефицит и његова тренутна природа (и последично минимални прозор терапијских могућности) ометаће било коју фармацеутску интервенцију која се ослања на доступност АТП-а. Ово може објаснити лошу преводљивост претклиничких налаза у клиничко окружење.2–4 Уочени метаболом клиничког ДГФ-а у оштрој је супротности са пријављеним метаболичким одговорима за пацове,28 мишеве,38 и свиње,39,40, што све указује на поновно успостављање оксидативне фосфорилације унутар минута реперфузије. Ово се може односити на фундаменталне разлике у митохондријалној или метаболичкој физиологији између глодара и већих сисара (нпр. акумулација сукцината изазвана исхемијом се не дешава у бубрезима хуманих донора).29 У овом контексту, важно је истаћи да су сви трансплантирани бубрези изложени дореперфузија исхемијеи то само подгрупа графтс де велопс ИРИ (ДГФ). Групна алокација (þДГФ или –ДГФ) у овој студији је извршена ретроспективно, и на тај начин разликује реперфузију исхемије и ИРИ. Не може се искључити да је реперфузија исхемије у експерименталним моделима28,38–40 недовољна да покрене ИРИ.

Упркос тешком оштећењу, сви þДГФ трансплантати су се на крају опоравили, што имплицира изузетан потенцијал опоравка под условом да су доступне интервенције за премошћивање (нпр. дијализа). Треба напоменути да иако слични метаболоми за ДГФ у трансплантату добијеним од донора умрлих након мождане или срчане смрти имплицирају униформан механизам, постоји контрастан утицај ДГФ-а на дугорочни опстанак графта за 2 типа донора.41 У ствари, иако ДГФ јасно утиче на преживљавање трансплантата од донора умрлих након мождане смрти, не утиче на такве трансплантате од срчаних донора. Чини се да овај контраст одражава супериорни потенцијал опоравка трансплантата од давалаца срчане смрти.41

МЕТОДЕ

Одбор за медицинску етику Медицинског центра Универзитета у Леидену одобрио је протокол студије. Од сваког пацијента добијен је писмени информисани пристанак. Ова једноцентрична студија укључила је 53 пацијента који су били подвргнутибубрегатрансплантација: 37 је подвргнуто процедури трансплантације умрлих донора, а 16 процедура живог донора. На основу клиничког исхода (ДГФ), примаоци графтова умрлих донора су распоређени у þДГФ групу (н=16) или -ДГФ групу (н=10). ДГФ је дефинисан потребом за дијализом у првој недељи након трансплантације.6

Студија је заснована на интеграцији метаболомских података добијених секвенцијалним узорковањем артериовенске (АВ) крви током првих пола сата реперфузије и из биопсија упареног ткива прикупљених непосредно пре и 40 минута након

реперфузија.

Секвенцијално АВ узорковање крви преко трансплантата обављено је код 36 пацијената (додатна табела С1А). Узорци крви из бубрежних вена су сакупљени 30 с, 3, 5, 10, 20 и 30 минута и узорци артерија 0, 10 и 30 минута након реперфузије.42 Упарени бубрежни пре- и пост-реперфузиони биопсије су добијене непосредно пре и 40 минута након реперфузије од 6 живих и 12 умрлих донорских трансплантата (додатна табела С1Б; 1 пацијент је имао и биопсију и АВ узорке).

Циљане метаболомичке анализе су обављене коришћењем стандардних оперативних процедура коришћењем успостављених платформи заснованих на спектрометрији масе или нуклеарне магнетне резонанце магичног угла (биопсије ткива).43 Метаболити покривени платформама су сажети у Додатној табели С1.

Потенцијал инозина да спасе метаболички дефицит током метаболичког колапса тестиран је у ћелијској линији проксималних тубула (ЛЛЦ ПК1) стабилно трансфектованој са ПерцевалХР флуоресцентним АТП аденозин дифосфат биосензором.44.

Што се тиче статистике, топлотне карте су конструисане на основу з-скора за свакуметаболит. Промене унутар групе у садржају метаболита ткива тестиране су Манн-Вхитнеи тестом, а разлике између група Вилцокон тестом. АВ разлике су процењене коришћењем линеарног мешовитог модела. Корекција за вишеструко тестирање није извршена јер су сва посматрања била део теоријске мреже. Детаљи о пацијентима и методама дати су у Додатним методама.

екстракт цистанцхе

ОТКРИВАЊЕ

Сви аутори су се изјаснили да нема супротстављених интереса.

ЗАХВАЛНИЦЕ

Установу за језгро магнетне резонанце финансира Медицински факултет НТНУ Трондхајм, Норвешка. Ову студију је делимично финансирала Холандска фондација за бубреге (Метаболиц Салваге Стратегиес то Импрове Трансплант Оутцоме, пројецт17О/11).

ДОДАТНИ МАТЕРИЈАЛ

Додатни фајл (ПДФ)

Додатни пацијенти и методе.

Табела С1. Карактеристике пацијената и трансплантације процедура у којима су сакупљене упарене биопсије ткива (А) и у којима је урађено АВ узорковање (Б).

Табела С2. За АВ узорке се користе платформе и њихови метаболити.

Слика С1. Потпуни метаболомски подаци.

Слика С2. Поновно успостављање б-оксидације (средњеланчане масне киселине) након реперфузије.

Слика С3. Селективно и перзистентно испирање након реперфузије аминокиселина повезаних са урацилом и фосфолипидом (плазмалогеном) из трансплантата са будућим ДГФ.

Додатак података 1. Необрађени АВ подаци за платформе ацетилкарнитина, органских киселина и аминокиселина.

Додатак података 2. Необрађени АВ подаци за платформу пурина и пиримидина.

РЕФЕРЕНЦЕ

1. Гуттеридге ЈМЦ, Халливелл Б. Реактивне врсте у болести: пријатељи или непријатељи? У: Халливелл Б, Гуттеридге ЈМЦ, ур. Слободни радикали у биологији и медицини. Оксфорд, УК: Окфорд Университи Пресс; 2015: 511–638.

2. Давидсон СМ, Фердинанди П, Андреоу И, ет ал. Вишециљне стратегије за смањење исхемије миокарда/реперфузијске повреде: ЈАЦЦ прегледна тема недеље. Ј Ам Цолл Цардиол. 2019;73:89–99.

3. Лефер ДЈ, Болли Р. Развој НИХ конзорцијума за претклиничку процену кардиопротективних терапија (ЦАЕСАР): промена парадигме у студијама ограничења величине инфаркта. Ј Цардиовасц Пхармацол Тхер. 2011;16:332–339.

4. Цаваилле-Цолл М, Бала С, Велидедеоглу Е, ет ал. Резиме ФДА радионице о реперфузионој повреди исхемије у трансплантацији бубрега. Ам Ј Трансплант. 2013;13:1134–1148.

5. Сцхроппел Б, Легендре Ц. Одложена функција графта бубрега: од механизма до транслације. Киднеи Инт. 2014;86:251–258.

6. Маллон ДХ, Суммерс ДМ, Брадлеи ЈА, ет ал. Дефинисање одложене функције графта након трансплантације бубрега: најједноставније је најбоље. Трансплантација. 2013;96:885–889.

7. Вијермарс ЛГ, Сцхаапхердер АФ, де Вриес ДК, ет ал. Дефектан постреперфузиони метаболички опоравак директно је повезан са инцидентном одложеном функцијом графта. Киднеи Инт. 2016;90:181–191.

8. Зханг Ј, Фан Ј, Веннети С, ет ал. Аспарагин игра кључну улогу у регулисању ћелијске адаптације на губитак глутамина. Мол Целл. 2014;56: 205–218.

9. Холечек М. Однос између глутамина, аминокиселина разгранатог ланца и метаболизма протеина. Исхрана. 2002;18:130–133.

10. Невгард ЦБ, Ан Ј, Баин ЈР, ет ал. Метаболички потпис везан за аминокиселине разгранатог ланца који разликује гојазне и витке људе и доприноси отпорности на инсулин. Целл Метаб. 2009;9:311–326.

11. Драке КЈ, Сидоров ВИ, МцГуиннесс ОП, ет ал. Аминокиселине као метаболички супстрати током срчане исхемије. Екп Биол Мед (Маивоод). 2012;237: 1369–1378.

12. Де Јонг ЈВ, Хуизер Т, Јанссен М, ет ал. Високоенергетски фосфати и њихови катаболити. У: Пипер ХМ, Преуссе ЦЈ, ур. Исхемија-реперфузија у кардиохирургији. Дордрецхт, Холандија: Спрингер; 1993: 295–315.

13. ван Ос С, де Абреу Р, Хопман Ј, ет ал. Метаболизам пурина и пиримидина и електрокортикална активност мозга током хипоксемије код краткорочних јагњади. Педиатр Рес. 2004;55:1018–1025.

14. Блом ХЈ, Де Вриесе АС. Зашто се нивои хомоцистеина повећавају код отказивања бубрега? Метаболички приступ. Ј Лаб Цлин Мед. 2002;139:262–268.

15. Иванишевић Ј, Елиас Д, Дегуцхи Х, ет ал. Метаболомика артериовенске крви: очитавање интра-ткивне метабостазе. Сци Реп. 2015; 5:12757.

16. Јанг Ц, Хуи С, Зенг Кс, ет ал. Размена метаболита између органа сисара квантификована код свиња. Целл Метаб. 2019;30:594–606.

17. Бремер Ј. Карнитин-метаболизам и функције. Пхисиол Рев. 1983; 63: 1420–1466.

18. Сиггаард-Андерсен О, Фогх-Андерсен Н, Гøтхген ИХ, Ларсен ВХ. Статус кисеоника артеријске и мешовите венске крви. Црит Царе Мед. 1995;23:1284–1293.

19. Стоица СЦ. Високоенергетски фосфати и срце људског донора. Ј Трансплантација плућа срца. 2004;23:С244–С246.

20. Лисик В, Гонтарцзик Г, Косиерадзки М, ет ал. Интраоперативна мерења протока крви у алографту органа могу предвидети постоперативну функцију. Трансплант Проц. 2007;39:371–372.

21. Молина ДК, ДиМаио ВЈ. Нормална тежина органа код мушкараца: део ИИ - мозак, плућа, јетра, слезина и бубрези. Ам Ј Форенсиц Мед Патхол. 2012;33:368–372.

22. Хемс ДА, Броснан ЈТ. Ефекти исхемије на садржај метаболита у јетри и бубрезима пацова ин виво. Биоцхем Ј. 1970; 120:105–111.

23. Де Медио ГЕ, Горацци Г, Хорроцкс ЛА, ет ал. Утицај пролазне исхемије на метаболизам масних киселина и липида у мозгу гербила. Итал Ј Биоцхем. 1980;29:412–432.

24. Рао С, Валтерс КБ, Вилсон Л, ет ал. Ране промене липида у акутној повреди бубрега коришћењем СВАТХ липидомике у комбинацији са снимањем МАЛДИ ткива. Ам Ј Пхисиол Ренал Пхисиол. 2016;310:Ф1136–Ф1147.

25. Портилла Д, Схах СВ, Лехман ПА, ет ал. Улога цитосолне калцијум независне плазмалоген-селективне фосфолипазе А2 у хипоксичној повреди проксималних тубула зеца. Ј Цлин Инвест. 1994;93:1609–1615.

26. Хазен СЛ, Волф МЈ, Форд ДА, Гросс РВ. Брза и реверзибилна повезаност фосфофруктокиназе са мембранама миокарда током исхемије миокарда. ФЕБС Летт. 1994;339:213–216.

27. Цхинопоулос Ц. У ком правцу се окреће циклус лимунске киселине током хипоксије? Критична улога комплекса а-кетоглутарат дехидрогеназе. Ј Неуросци Рес. 2013;91:1030–1043.

28. Цхоуцхани ЕТ, Пелл ВР, Гауде Е, ет ал. Исхемијска акумулација сукцината контролише реперфузиону повреду кроз митохондријални РОС. Природа. 2014;515:431–435.

29. Вијермарс ЛГ, Сцхаапхердер АФ, Костидис С, ет ал. Акумулација сукцината и повреда исхемије-реперфузије: код мишева, али не и код мушкараца, студија бубрежне исхемије-реперфузије. Ам Ј Трансплант. 2016;16:2741–2746.

30. Треттер Л, Адам-Визи В. Алфа-кетоглутарат дехидрогеназа: мета и генератор оксидативног стреса. Пхилос Транс Р Соц Лондон Б Биол Сци. 2005;360: 2335–2345.

31. Хеикал АА. Интрацелуларни коензими као природни биомаркери за метаболичке активности и митохондријалне аномалије. Биомарк Мед. 2010;4:241–263.

32. Сун Ф, Даи Ц, Ксие Ј, ет ал. Биохемијска питања у процени цитосолног слободног НАД/НАДХ односа. ПЛоС Оне. 2012;7:е34525.

    ---