Μελέτη του οξειδωτικού stress σε νεφροπαθείς πριν, κατά και μετά την αιμοκάθαρση

Abstract

INTRODUCTION: Chronic kidney disease promotes oxidative stress (OS). There are conflicting evidence about the role of hemodialysis (HD) on OS, which are mostly related to the membrane material, the quality and type of dialysate, the method used, the reuse of filters etc. Bioelectrical impedance analysis (BIA) is a method widely used for the determination of renal patient’s nutritional status and dry body weight. The BIA phase angle (PhA), measures the functionality of cell membranes. This study is the first that correlates PhA with parameters of oxidative stress.METHODS: We evaluated parameters of oxidative status (TAC, MDA, SOD, GSH, H2O2, Cu and Zn levels) in erythrocytes and plasma of ESRD patients undergoing hemodialysis with synthetic polysulfone membranes (20mm/h/mmHg >kuf>10mm/h/mmHg) as well as in the lavage fluid (TAC, MDA) and urine (TAC). A sodium bicarbonate dialysate was used. Measurements were recorded from 30 patients (16 men and 14 women) aged 64±14 years before, during and after dialysis, in 15 healthy volunteers aged 56±11 years and in 20 CAPD patients 51 to70 years old.RESULTS: GSH levels remained stable throughout the session while SOD activity was significantly increased by 22% (p<0.05). TAC of plasma increased significantly (33%, p<0.05). Intracellular TAC noted a non-significant increase probably due to the increased activity of SOD which also affected positively extracellular TAC. Total antioxidant capacity of the patients before and after HD was significantly lower from the healthy volunteers (p<0.05) showing that ESRD patients are at state of increased OS. In dialysis patients plasma TAC was in any case greater than in CAPD patients. In contrast, intracellular TAC was lower than of the CAPD patients. The determination of MDA showed no statistical changes in contrast to H2O2 which showed a significant increase (p<0.05). The increase of H2O2 was propably due to the increased activity of SOD, the bicarbonates or both. Blood gases analysis revealed a significant increase in bicarbonate concentration. Malondialdehyde was not detected at the lavage fluid but TAC showed a significant increase probably due to the loss of antioxidants such as uric acid. Urine TAC remained unchanged. The extracellular water reduced while intracellular remained stable. The PhA obtained by BIA, as a measure of the functionality of cell membranes, correlated significantly with extracellular TAC, indicating an improved functionality of cell membranes.CONCLUSION: The process of hemodialysis with biocompatible synthetic membranes (10ml/h/mmHg<kuf<20ml/h/mmHg) and bicarbonate dialysate improved plasma TAC and hence the oxidative stress in the patients despite the loss antioxidants in the lavage fluid. Initial extracellular TAC of HDpatients seems to be higher compared to that of CAPD, but nevertheless compromised in both cases. The positive correlation of PhA with extracellular TAC could evolve to a method of oxidative stress estimation but further research is needed.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η Χρόνια Νεφρική Νόσος προάγει το οξειδωτικό stress (ΟΣ). Υπάρχουν αντικρουόμενες απόψεις, αν η αιμοκάθαρση (ΑΜΚ) επιδεινώνει ή όχι το ΟΣ. Η μέθοδος ανάλυσης βιοηλεκτρικής εμπέδησης (ΒΙΑ) χρησιμοποιείται για την κατάσταση θρέψης καθώς και την εκτίμηση ξηρού βάρους των νεφροπαθών. Η γωνία φάσης (PhA), που προκύπτει από τη ΒΙΑ, είναι συνυφασμένη με τη λειτουργικότητα των κυτταρικών μεμβρανών όπως και το ΟΣ. Επιχειρείται για πρώτη φορά ο συσχετισμός PhA με ΟΣ.ΜΕΘΟΔΟΣ: Eκτιμήθηκαν παράμετροι του ΟΣ (TAC, MDA, SOD, GSH, Η2Ο2, Cu, Zn) σε ερυθροκύτταρα και πλάσμα αιμοκαθαιρόμενων καθώς στο έκπλυμα φίλτρου (TAC, MDA) και στα ούρα (TAC). Χρησιμοποιήθηκαν συνθετικές μεμβράνες πολυσουλφόνης (10mm/h/mmHg <kuf <20mm/h/mmHg) και διάλυμα διττανθρακικών. Οι μετρήσεις έγιναν σε δείγματα αίματος, που λήφθηκαν από 30 ασθενείς πριν, κατά και μετά την αιμοκάθαρση σε πλάσμα και ερυθρά αιμοσφαίρια. Η ΤAC (ολική αντιοξειδωτική ικανότητα) πλάσματος εκτιμήθηκε επίσης σε 15 υγιείς και 20 περιτοναϊκούς ασθενείς (CAPD).ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η TAC στα ερυθρά αιμοσφαίρια έμεινε σταθερή στο μέσο της ΑΜΚ, ενώ στο τέλος αυξήθηκε κατά 15%. Η GSH παρέμεινε σταθερή στη διάρκεια της συνεδρίας. Αυξήθηκε σημαντικά η δραστηριότητα SOD μετά την ΑΜΚ (κατά 22%, p<0.05). Επίσης, η TAC του πλάσματος αυξήθηκε σημαντικά (33%, p<0.05). Η ενδοκυττάρια TAC σημείωσε μια ασήμαντη αύξηση οφειλόμενη πιθανά στη δραστηριότητα SOD, που επηρεάζει θετικά και την εξωκυττάρια TAC. Η στατιστική ανάλυση της TAC του πλάσματος μεταξύ υγιών και ασθενών έδειξε μια σημαντική διαφορά πριν (p<0.05), αλλά σαφώς μικρότερη, μετά την ΑΜΚ. Η TAC πλάσματος των αιμοκαθαιρόμενων σε κάθε περίπτωση ήταν μεγαλύτερη συγκριτικά με τους περιτοναϊκούς. Το αντίθετο γίνεται στην ενδοκυττάρια TAC. H MDA δεν μεταβλήθηκε, ενώ το Η2Ο2 παρουσίασε στατιστική αύξηση (p<0.05) στο τέλος ΑΜΚ. Η αύξηση Η2Ο2 πιθανά οφείλεται στην αύξηση ενεργότητας SOD ή στα διττανθρακικά του διαλύματος. Στις αναλύσεις αερίων των ιδίων δειγμάτων αίματος βρέθηκε σαφής αύξηση των διττανθρακικών. Στο έκπλυμα φίλτρου βρέθηκε υψηλή TAC, πιθανά από απώλεια αντιοξειδωτικών. Η ΒΙΑ στις φάσεις της ΑΜΚ έδειξε ότι η αφυδάτωση γίνεται εξωκυττάρια. Η PhA αυξάνει στο τέλος της ΑΜΚ. Οι αιμοκαθαιρόμενοι είναι σε αυξημένο ΟΣ. Η PhA, που είναι συνυφασμένη με τη λειτουργικότητα των κυτταρικών μεμβρανών, αυξάνει ανάλογα με την ολική TAC πλάσματος. Υπάρχει βελτίωση της λειτουργικότητας των κυτταρικών μεμβρανών με τη βελτίωση του ΟΣ.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: H ΑΜΚ με βιοσυμβατότερες συνθετικές μεμβράνες και διάλυμα διττανθρακικών βελτιώνει την ΤΑC πλάσματος και το ΟΣ των αιμοκαθαιρομένων, παρά την απώλεια αντιοξειδωτικών στο έκπλυμα φίλτρου. Οι αιμοκαθαιρόμενοι πλεονεκτούν σε σχέση με τους CAPD ασθενείς ως προς την TAC πλάσματος (εξωκυττάρια), αλλά το αντίστροφο συμβαίνει με την TAC ερυθρών (ενδοκυττάρια). Οι υγιείς πάντα βρίσκονται σε καλύτερη κατάσταση. Η βελτίωση δεικτών ΟΣ στο τέλος ΑΜΚ έχει συσχέτιση με τη PhA της BIA, που αυξάνει ανάλογα με την ΤΑC πλάσματος. Θα μπορούσε να αποτελέσει εύχρηστη μέθοδο εκτίμησης του ΟΣ σε ασθενείς και υγιείς, μετά από περισσότερη έρευνα.