Cistanche pot protegir les lesions d'isquèmia-reperfusió renal

Contacte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correu electrònic:audrey.hu@wecistanche.com

Jan H. Lindeman1, Leonie G. Wijermars1, Sarantos Kostidis2, Oleg A. Mayboroda2, Amy C. Harms3 i et al.

La funció de l'empelt retardat és lamanifestació de lesió per reperfusió isquèmiaen el context del trasplantament renal. Mentre que centenars d'intervencionsreduir amb èxit la lesió de reperfusió d'isquèmiaen models experimentals, totes les intervencions clíniques han fracassat. Aquesta avaluació clínica exploratòria va examinar els possibles orígens metabòlics de la lesió de reperfusió d'isquèmia clínica combinant dades de 18 biòpsies de teixits pre i post-reperfusió amb 36 mostres seqüencials de sang arteriovenosa sobre l'empelt en tres grups d'estudi. Aquests grups incloïen empelts de donants vius i morts amb i sense funció de l'empelt retardat. L'assignació del grup es va basar en els resultats clínics. Es va utilitzar RMN d'angle màgic per a l'anàlisi de teixits i es van utilitzar plataformes basades en espectrometria de masses per a l'anàlisi de plasma. Totsronyonsvan estar en funcionament durant un any. La integració de dades metabolòmiques va identificar un perfil discriminatori per reconèixer la futura funció de l'empelt retardat. Aquest perfil es va caracteritzar per un catabolisme d'ATP/GTP post-reperfusió (recuperació significativament deteriorada de fosfocreatina i producció persistent significativa de (hipo)xantina) i un dany tissular important en curs. La recuperació fallida de fosfats d'alta energia es va produir malgrat la glucòlisi activada, l'oxidació d'àcids grassos, la glutaminòlisi i l'autofàgia, i es va relacionar amb un defecte a nivell del complex oxoglutarat deshidrogenasa al cicle de Krebs. Funció clínica retardada de l'empelt a causa d'una lesió de reperfusió d'isquèmia associada a un col·lapse metabòlic post-reperfusió. Així, els esforços per apagar la funció retardada de l'empelt a causa de la lesió de reperfusió d'isquèmia haurien de centrar-se a conservar la competència metabòlica, ja sigui preservant la integritat del cicle de Krebs i/o reclutant vies de salvament metabòliques. Kidney International (2020) 98, 1476–1488; https://doi.org/10.1016/ j.kint.2020.07.026

PARAULES CLAU: ATP; funció de l'empelt retardat; glucòlisi; lesió de reperfusió isquèmia; metabolisme; fosforilació oxidativa

efectes cistanche: prevenirlesió isquèmia-reperfusió

lesió per isquèmia reperfusió (IRI)és el fenomen de l'augment del dany dels teixits després de la reperfusió de teixits prèviament isquèmics.1,2 És el principal contribuent al dany d'òrgans després d'un infart de miocardi o cerebral3 i al dany de l'empelt després del trasplantament d'òrgans.4 Tot i que una infinitat d'intervencions apaguen la IRI en models preclínics, l'èxit clínic es manté. Per tant, apareix una bretxa translacional entre els models preclínics i el context clínic.

La funció d'empelt retardat (DGF) és la manifestació de l'IRI en el context deronyóEl DGF es defineix com la necessitat de diàlisi en la primera setmana o setmanes després del trasplantament.6 Encara que el DGF és extremadament rar en el context dels procediments d'empelt de donant viu, afecta fins al 90% dels trasplantaments d'empelt de donant mort.6 Anterior El treball va demostrar una associació entre la DGF incident i la glucòlisi normòxica post-reperfusió.7 Aquesta observació implica que la DGF es relaciona amb un defecte en l'homeòstasi de l'energia de l'empelt com a resultat d'una disfunció mitocondrial en la fase de reperfusió.7 Sobre aquesta base, vam plantejar la hipòtesi que la DGF clínica implica i pot ser motivat per un defecte metabòlic (o defectes). L'objectiu d'aquest estudi era realitzar una anàlisi en profunditat de les respostes metabòliques aisquèmia-reperfusióamb i sense IRI (DGF). Aquesta avaluació metabòlica exploratòria es basa en un enfocament integrat i resolt en el temps que va implicar una avaluació seqüencial de les diferències de concentració arteriovenosa (AV) sobre empelts reperfusats i el perfil paral·lel de biòpsies d'empelt (teixit). Es van incloure tres grups d'estudi: empelts d'empelts de donants morts amb i sense IRI posterior i empelts de donants vius. L'assignació de grups d'empelts de donants morts (þDGF i -DGF, respectivament) es va fer de manera retrospectiva en funció del seu resultat clínic. Els empelts de donant viu es van incloure com a referència perquè aquests empelts estan associats a una recuperació funcional instantània després de la reperfusió. Per cobrir els aspectes principals de l'homeòstasi metabòlica, l'objectiu d'aquest estudi es va centrar en els següents grups metabòlics bruts: metabolisme del trifosfat de nucleòtids, oxidació d'àcids grassos (b), glucòlisi/glutaminòlisi, autofàgia, cicle de Krebs (defectes) i dany cel·lular. Les dades es presenten en conseqüència.

(Correspondència: Jan H. Lindeman, Departament de Cirurgia, Centre Mèdic de la Universitat de Leiden, PO Box 9600, 2300 RC Leiden, Països Baixos. Correu electrònic: Lindeman@lumc.nl Rebut el 20 de gener de 2020; revisat el 8 de juny de 2020; acceptat el 2 de juliol 2020; publicat en línia el 8 d'agost de 2020)

efectes cistanche: prevenirlesió isquèmia-reperfusió

RESULTATS

La mostra de l'estudi va incloure 53 pacients. Es van obtenir biòpsies de teixits aparellats de 18 pacients i es va realitzar un mostreig AV seqüencial en 36 pacients. A un pacient se li van prendre ambdues biòpsies i es van sotmetre a mostres AV. Els detalls clínics dels 3 grups d'estudi es mostren a la taula complementària S1A (biòpsies de teixit) i S1B (mostreig AV). Tots els casos de DGF van requerir múltiples diàlisis durant un període de temps d'almenys 7 dies i tots van mostrar una recuperació funcional adequada. Cap dels donants morts sense DGF va requerir diàlisi després del trasplantament. La supervivència de l'empelt a un any va ser del 100%.

Primer vam explorar les diferències putatives en signatures metabòliques per als 3 grups de donants (els empelts de donants vius [de referència], els empelts de donants difunts -DGF i els empelts de donants difunts þDGF [IRI]) mapeant el metaboloma plasmàtic (diferències AV) per a { {1}}minuts punt de temps posterior a la reperfusió (figura 1a) i elmetaboloma dels teixits(biòpsies de teixit) durant el punt de temps posterior a la reperfusió de 40-minuts (figura 1b). Aquests punts de temps es van escollir per evitar la interferència del rentat de metabòlits acumulats durant la isquèmia o l'emmagatzematge en fred, o que eren components del líquid de conservació (p. ex., el rentat d'histidina d'empelts de donant viu; la figura suplementària S1 mostra l'ús selectiu de H [Histidina] Fluid de preservació de TK en aquests empelts).7 Els resultats (puntuació z) per a aquests punts de temps es resumeixen als mapes de calor de la figura 1a (diferències AV) i 1b (teixit). L'agrupació de les dades es va realitzar segons els 6 grups que cobreixen totes les dades metabòliques: (i) catabolisme de nucleòsids trifosfat, (ii) b-oxidació, (iii) glucòlisi/glutaminòlisi, (iv) autofàgia, (v) defectes del cicle de Krebs, i (vi) dany cel·lular.

Els mapes de calor per a les diferències AV indiquen signatures metabòliques paral·leles per al donant viu i els empelts -DGF i una signatura clarament distintiva per als empelts þDGF (figura 1a). Es va observar un patró similar, encara que menys pronunciat, per als metabòlits del teixit (figura 1b). El mapeig exclusiu dels empelts de -DGF i þDGF (sense l'empelt de donant viu) va donar lloc a conclusions similars (no mostrades), que indicaven que la inclusió de les dades de donant viu (de referència) a l'anàlisi no va interferir amb les conclusions de l'anàlisi. Col·lectivament, les dades proporcionen una signatura metabòlica bruta per a l'IRI renal.

Per motius de claredat, les dades dels metabòlits individuals es presenten en termes dels 6 grups metabòlics. Per evitar la interferència del rentat inicial dels metabòlits que s'han acumulat durant l'emmagatzematge en fred dins dels primers minuts de reperfusió, les estimacions de l'alliberament o absorció net postperfusió es basen en la integració de les diferències AV de 10-a {{3 }}minuts intervals de temps post-reperfusió (àrea entre les corbes).

El primer grup de metabòlits ("catabolisme de nucleòsids trifosfats") indica apersistent post-reperfusióincompetència metabòlica ("power shutdown") en empelts amb DGF posterior (þDGF). Aquesta conclusió es basa en la recuperació deteriorada després de la reperfusió de la fosfocreatina tampó fosfat d'alta energia en empelts de þDGF (P <0.001; figura="" 2a)="" i="" per="" post="" persistent="" -catabolisme="" de="" reperfusió="" adenosina="" trifosfat/guanosina="" trifosfat="" (atp/gtp).="" aquest="" últim="" es="" reflecteix="" en="" l'alliberament="" continuat="" (diferències="" av)="" d'hipoxantina="" i="" xantina="" (figura="" 2b="" i="" c,="" p=""><0, 0001="" i="" 0,="" 02,="" respectivament),="" els="" productes="" de="" degradació="" terminal="" d'atp="" i="" gtp="" d'aquests="" empelts.="" les="" dades="" de="" les="" biòpsies="" de="" teixit="" pre-reperfusió="" van="" mostrar="" graus="" graduats="" d'acumulació="" d'inosina="" i="" hipoxantina="" al="" final="" del="" període="" d'emmagatzematge="" isquèmic,="" amb="" el="" contingut="" més="" baix="" trobat="" en="" els="" empelts="" de="" donants="" vius="" i="" el="" més="" alt="" en="" els="" empelts="" de="" donants="" morts="" (figura="" 2d="" i="" e).="" els="" continguts="" de="" teixit="" d'hipoxantina="" i="" inosina="" posteriors="" a="" la="" reperfusió="" (t="" ¼="" 40="" min)="" eren="" similars="" i="" baixos="" en="" els="" 3="" grups="" de="" donants="" (figura="" 2d="" i="">

El catabolisme d'ATP post-reperfusió en empelts de þDGF es va produir malgrat una restauració aparent post-reperfusió de la b-oxidació d'àcids grassos (figura suplementària S2), glucòlisi / glutaminòlisi activada (figura 3) i autofàgia (figura 4). Els 3 tipus d'empelt van mostrar una restauració uniforme del contingut de b-hidroxibutirat del teixit (figura suplementària S2A) i una eliminació selectiva (absorció) d'àcids grassos de cadena mitjana (C8-C12) de la circulació (figures suplementàries S1 i S2B-E), cosa que indica una uniformitat uniforme. restabliment de la b-oxidació. Tanmateix, l'acumulació de teixits d'acetilcarnitina als empelts de donants difunts -DGF i þDGF (figura suplementària S2F) i el rentat (diferències AV) d'acetilcarnitina dels empelts de þDGF (figura suplementària S2G, P <{18}}.03) impliquen="" defectes="" graduals="" en="" l'eliminació="" dels="" grups="" acetil="" formats="">

Herba de Cistanche

El mapeig de xarxes de glucòlisi/glutaminòlisi (figura 3) va mostrar nivells iguals de glucosa en els teixits (figura 4a) i va confirmar la glucòlisi normòxica post-reperfusió persistent com a característica exclusiva dels empelts de donant þDGF (és a dir, alliberament persistent de lactat i piruvat (figura 3b i c, P).<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="">post-reperfusióautofàgia en aquests empelts.11.

Figura 1|Mapes de calor agrupats per a les diferències de concentració de metabòlits arterial-venosos sobre l'empelt del donant als 30 minuts i el contingut del metabòlit del teixit 40 minuts després de la reperfusió.. ( a ) Mapa de calor agrupat per a les concentracions de metabòlits arterial-venosos a t ¼ 30 minuts després de la reperfusió. Les columnes representen els 3 grups de donants (empelts de donants vius [grup de referència, n ¼ 10]; empelts de donants morts sense una funció d'empelt retardada posterior [DGF {–DGF, n ¼ 10}] i empelts de donants morts amb DGF posterior [þDGF, n ¼ 16]). Els compostos s'agrupen segons els 5 grups metabòlics i, dins de cada clúster, es classifiquen en funció de la puntuació z del grup de donants vius. El verd reflecteix l'absorció neta de l'empelt i el vermell reflecteix l'alliberament net de l'empelt. (continuació)

Figura 1 (continuació) (b) Mapa de calor agrupat per als metabòlits de teixit identificats a l'anàlisi de ressonància magnètica nuclear de l'angle màgic HR de biòpsies d'empelt preses 40 minuts després de la reperfusió. Les columnes representen els 3 grups de donants (grup de donants vius [grup de referència, n ¼ 6, empelts de donants morts sense DGF posterior [–DGF, n ¼ 6] i empelts de donants morts amb DGF posteriors [þDGF, n ¼ 6]). El vermell reflecteix un contingut de teixit per sobre i el verd reflecteix un contingut de teixit per sota de la mitjana geomètrica dels 3 grups.

Acumulació (teixit) d'acetil-carnitina post-reperfusió en empelts –DGF i þDGF (figura 2f) i alliberament inicial (donant viu i empelts de –DGF) i continuat (empelts þDGF) d'acetilcarnitina (P <0.{{10}). }}="" 3)="" indiquen="" una="" eliminació="" de="" l'acetil-coenzim="" a="" transitòria="" (empelts="" –dgf)="" o="" persistent="" (þ="" dgf="" empelts)="" després="" de="" la="" reperfusió="" (figura="" suplementària="" 2g).="" tot="" i="" que="" aquesta="" acumulació="" pot="" derivar-se="" d'una="" glucòlisi="" exagerada="" i="" de="" la="" b-oxidació,="" també="" pot="" indicar="" una="" eliminació="" deteriorada="" de="" l'acetil="" com="" a="" conseqüència="" dels="" defectes="" del="" cicle="" de="" krebs.="" per="" als="" empelts="" þdgf,="" aquest="" darrer="" mecanisme="" està="" recolzat="" per="" l'alliberament="" selectiu="" i="" persistent="" de="" l'a-cetoglutarat="" intermedi="" del="" cicle="" de="" krebs="" (figura="" 5c,="" p=""><0, 0005)="" com="" a="" característica="" exclusiva="" d'aquests="" empelts="" i="" per="" una="" recuperació="" deteriorada="" del="" succinat="" de="" teixit="" en="" els="" empelts="" þdgf.="" (figura="">

Un grup final de metabòlits discriminatoris es relaciona amb el dany cel·lular en curs. Aquest clúster inclou elpost-reperfusióalliberament d'uracil, un marcador establert de dany cel·lular12,13 (figura suplementària S3A, P <0.0001) i="" de="" derivats="" d'aminoàcids="" que="" s'associen="" amb="" la="" hidròlisi="" de="" plasmalògens="" (és="" a="" dir,="" fosfoetanolamina,="" etanolamina="" i="" fosfoserina;="" figura="" suplementària="" s3bd,="" p=""><0.001; figura="" suplementària="" s1).="" tot="" i="" que="" no="" hi="" havia="" diferències="" av="" per="" a="" la="" colina="" al="" grup="" þdgf="" (p="" ¼="" 0,="" 60),="" aquesta="" observació="" contrasta="" amb="" una="" captació="" neta="" de="" colina="" en="" el="" grup="" de="" donant="" viu="" i="" -dgf="" (p=""><0, 0001="" i="" 0,="" 02,="" respectivament).="" per="" tant,="" en="" els="" empelts="" de="" þdgf,="" la="" hidròlisi="" dels="" plasmalogens="" de="" colina="" es="" pot="" emmascarar="" per="" la="" captació="" de="" colina.="" aquest="" mecanisme="" està="" recolzat="" per="" l'alliberament="" selectiu="" i="" progressiu="" de="" betaïna,="" el="" producte="" d'oxidació="" de="" la="" colina14="" al="" grup="" þdgf="" (figures="" suplementàries="" s3g,="" p=""><0,>

Les observacions anteriors associen IRI incident amb persistentpost-reperfusióCatabolisme de l'ATP i dany cel·lular en curs en el context de la fallada mitocondrial i l'activació de les vies glicolíticas i lipolíticas (figura 6). Tenint en compte el paper vital de l'ATP en l'homeòstasi i la supervivència cel·lular, es va raonar que el reclutament de vies regeneratives d'ATP auxiliars (és a dir, independentment de la respiració mitocondrial) seria beneficiós. En aquest context, vam considerar la inosina, un nucleòsid que pot generar ATP per vies no tradicionals. Com es mostra a la figura 7, ni el lliurament preventiu ni de rescat d'inosina (en concentracions de fins a 10 mMol/l) va rescatar l'esgotament d'ATP després de la paràlisi metabòlica induïda químicament.

Figura 3|Glucòlisi i glutaminòlisi post-reperfusió. Corbes per a les diferències venoses arterials (la corba vermella és arterial, la corba blava és venosa). Biòpsies de teixits (gràfics de barres): les barres blanques representen biòpsies de pre-reperfusió; les barres grises representen biòpsies post-reperfusió (t ¼ 40 min després de la reperfusió). *P <0,05. (a)="" continguts="" de="" glucosa="" dels="" teixits.="" (b–i)="" intermedis="" de="" la="" glucòlisi:="" lactat,="" piruvat,="" alanina,="" aspartat="" i="" asparagina.="" (k,l).="" la="" glutaminòlisi="" intermedis="" glutamina="" i="" glutamat.="" ressonància="" magnètica="" nuclear="" dels="" teixits="" (rmn;="" n="" ¼="" 6="" per="" grup):="" (a)="" recuperació="" de="" glucosa="" dels="" teixits="" en="" el="" donant="" viu.="" (d,="" f,="" h)="" els="" continguts="" estables="" de="" teixits="" de="" lactat,="" alanina="" i="" aspartat="" reflecteixen="" el="" rentat="" d'aquests="" intermedis="">

Figura 3 (continuació) del ronyó. ( j ) Asparagina de teixit no mesurable en biòpsies post-reperfusió amb funció d'empelt retardat (DFG). Diferències de concentració arterio-venosa (AV) (n ¼ 10, 10 i 16 en els grups vius, -DGF i þDGF, respectivament): (b, c) lactat postreperfusió persistent (P < 0.0001)="" i="" piruvat="" (p="">< 0,04)="" d'aquests="" empelts.="" (="" e="" )="" alanina="" (p=""><0,02), (g)="" àcid="" aspártic="" (p=""><0,0001) i="" (þk)="" alliberament="" de="" glutamat="" (funció="" d'empelt="" retardada="" (empelts="" dgf="" que="" indiquen="" glucòlisi="" normòxica="" en="" p=""><0,002) dels="" empelts="" þdgf="" indiquen="" una="" oxidació="" de="" glutamina="" en="" curs="" a="" no="" es="" van="" observar="" diferències="" av="" significatives="" per="" a="" la="" glutamina="">

efectes cistanche: prevenirmalalties renals

DISCUSSIÓ

A partir d'aquest estudi, realitzat en el context del trasplantament de ronyó clínic, sorgeix la imatge d'IRI (DGF) com a conseqüència d'una fallada post-reperfusió gairebé instantània i persistent de la fosforilació oxidativa i la glucòlisi normòxica activada que és incapaç de mantenir l'homeòstasi energètica. Al seu torn, les piscines de fosfats d'alta energia s'esgoten progressivament i la integritat cel·lular no es pot preservar, donant lloc a danys tissulars en curs.

Aquest estudi clínic es basa en la integració de dades metabòliques derivades de biòpsies de teixit preses immediatament abans i 40 minuts després de la reperfusió i de l'avaluació seqüencial de les diferències AV sobre l'empelt reperfusat. Aquestes diferències AV no només proporcionen una indicació del ritme i la durada de les (mal)adaptacions metabòliques, sinó que també permeten dirigir les tendències observades en les biòpsies de teixits aparellats i per avaluar l'eliminació de metabòlits (per exemple, lactat) o la captació de (per exemple, mitjà). -àcids grassos de cadena) la circulació.15,16 La resolució de l'enfocament AV s'il·lustra clarament amb les dades d'acilcarnitina, que no només mostren la captació selectiva d'àcids grassos de cadena mitjana, sinó que també suggereixen que les espècies de carnitina C14 insaturades tetradecenoil i tetradecadienil carnitina es comporten de manera semblant als àcids grassos de cadena mitjana (dades suplementàries S1) i poden no dependre de transportadors d'àcids grassos específics.17 De fet, en el procés d'anàlisi de dades, es va observar que la dependència única de les biòpsies de teixit hauria enfosquit la majoria de les conclusions d'aquest estudi. perquè la majoria dels metabòlits formats s'eliminen de manera eficient a la circulació. Les concentracions sanguínies arterials estables mostren que es manté l'homeòstasi de la sang i, en conseqüència, els metabòlits alliberats o absorbits s'eliminen o es reomplen amb eficàcia en altres llocs. Tingueu en compte que, en el context dels ronyons de donants morts i del període de temps de l'estudi, l'eliminació urinària no és un factor d'interferència perquè tots els empelts de donants morts eren anúrics durant l'interval de mesura de 40- minuts.

El mapatge de les dades identifica una petjada metabòlica que és totalment discriminatòria per a IRI. Concretament, la fase de reperfusió dels empelts amb futur DGF es caracteritza de manera uniforme i distintiva per una fosforilació oxidativa greument deteriorada (hipòxia histotòxica)18 i una glicòlisi normoxica compensatòria que no és capaç de mantenir la regeneració d'ATP. Aquesta darrera conclusió es basa en la recuperació incompleta del tampó fosfat d'alta energia fosfocreatina19 i en el catabolisme persistent post-reperfusió ATP/GTP reflectit per l'alliberament continuat de (hipo)xantina. De fet, l'aproximació de les pèrdues d'adenosina per als empelts de þDGF en funció de l'alliberament d'hipoxantina (diferències AV) en els 30 minuts posteriors a la reperfusió (aproximació basada en les taxes de flux post-reperfusió informades, mitjana 20).teixit renalmassa, 21 i contingut d'ATP renal22) suggereix gairebé l'esgotament del conjunt d'ATP de l'empelt 30 minutspost-reperfusió. L'esgotament crític de l'agrupació d'ATP pot provocar un bloqueig catabòlic que fa que la cèl·lula no respongui al restabliment de les forces motrius de protons que impulsen la generació d'ATP, fent que la cèl·lula no respongui a les estratègies de rescat.

El dèficit d'ATP post-reperfusió i la hipòxia histotòxica en els empelts de þDGF poden ser la base de l'alliberament selectiu d'aminoàcids associats amb la hidròlisi de fosfolípids (plasmalògens) en els empelts de þDGF. Estudis experimentals van identificar la hidròlisi de plasmògens i fosfolípids com una característica primerenca de la hipòxia tissular23, i s'ha descrit la hidròlisi de plasmògens en el context de lesió renal isquèmica.24 Mecànicament, aquest fenomen s'ha relacionat amb la translocació de membrana i l'activació d'un calci citosòlic. fosfolipasa A2 independent resultant de la formació del complex impulsat per la hipòxia entre la fosfolipasa i un element regulador de la fosfofructocinasa.25,26 La inversió de la hipòxia o el tractament amb ATP dissocia el complex fosfolipasa-fosfofructocinasa i suprimeix l'activitat de la fosfolipasa. Tingueu en compte que la dinàmica del cessament posterior a la reperfusió de l'alliberament de (fosfo-)etanolamina dels empelts de donant viu i -DGF, així com l'alliberament persistent en empelts de þDGF, poden reflectir diferents graus i taxes de recuperació metabòlica. Tanmateix, mentre que els informes anteriors impliquen un paper d'una fosfolipasa citosòlica independent del calci A2,25,26, les diferències AV observades per a la betaïna i la (fosfo-)etanolamina impliquen una activació més completa de les fosfolipases que també implica el tipus C-fosfolipases (fosfo-etanolamina) i D-fosfolipases (etanolamina/colina). De la mateixa manera, l'esgotament de l'asparagina de teixit (figura 4j) i l'alliberament d'aspartat (figura 4g) dels empelts de þDGF poden reflectir una activitat deteriorada de l'asparagina sintasa a causa de l'esgotament d'ATP.

Figura 4|Autofàgia post-reperfusió activada en empelts de funció d'empelt retardat (DGF) D. Corbes per a les diferències arterial-venosa (la corba vermella és arterial, la corba blava és venosa). Biòpsies de teixits (gràfics de barres): les barres blanques representen biòpsies de pre-reperfusió; les barres grises representen biòpsies postreperfusió (t ¼ 40 min després de la reperfusió). *P <0,05. (a–c)="" alliberament="" post-reperfusió="" de="" metionina,="" serina="" i="" tirosina="">

Figura 5|Defecte del cicle de Krebs post-reperfusió en empelts amb funció futura d'empelt retardat (DGF). Corbes per a les diferències de concentració arterial-venosa (AV) (la corba vermella és arterial, la corba blava és venosa). Biòpsies de teixits (gràfics de barres): les barres blanques representen biòpsies de pre-reperfusió; les barres grises representen biòpsies post-reperfusió (t ¼ 40 min després de la reperfusió). *P <{{10}}.05. (a–h)="" diferències="" av="" per="" als="" intermedis="" del="" cicle="" de="" krebs="" (n="" ¼="" 10,="" 10="" i="" 16="" en="" els="" grups="" vius,="" -dgf="" i="" þdgf,="" respectivament):="" alliberament="" persistent="" d'a-cetoglutarat="" (a="" partir="" d'empelts="" þdgf;="" p=""><0, 001)="" .="" (="" e,="" g="" )="" absència="" de="" recuperació="" de="" succinat="" de="" teixit="" post-reperfusió="" en="" empelts="" þdgf="" (p=""><0,>

El catabolisme d'ATP post-reperfusió en empelts þDGF es va produir malgrat l'activació integral de les vies catabòliques: glucòlisi, b-oxidació d'àcids grassos de cadena mitjana (activada uniformement en tots els tipus d'empelt), glutaminòlisi (també activada de manera transitòria després de la reperfusió en donant viu i empelts de -DGF). ), i l'autofàgia activada. De fet, l'alliberament posterior a la reperfusió d'isovaleril- i butiril carnitina, els productes de desaminació dels aminoàcids de cadena ramificada isoleucina i leucina,11 es van identificar com a biomarcadors discriminatoris per al futur DGF.

L'alliberament persistent d'acetilcarnitina i piruvat dels empelts de þDGF mostra que els fluxos creats per les vies catabòliques activades van superar la capacitat oxidativa. L'alliberament de cetoglutarat post-reperfusió, l'absorció neta del citrat i isocitrat del seu precursor de la circulació i la recuperació fallida del succinat del teixit impliquen que la fosforilació oxidativa deteriorada implica un defecte a nivell del complex oxoglutarat deshidrogenasa. Concretament, la petjada metabòlica observada i el període de temps de les alteracions metabòliques no indiquen un paper per a la direcció inversa del cicle de Krebs27,28 en la desregulació metabòlica persistent, proporcionant proves addicionals que el mecanisme observat per a IRI en rosegadors28 no es tradueix completament a l'ésser humà. context.29.

La alteració de l'activitat de l'oxoglutarat deshidrogenasa pot ser causada per danys al complex relacionats amb la isquèmia30, però també pot implicar, o ser exagerada per, una alteració.post-reperfusióLa alteració de l'activitat de l'oxoglutarat deshidrogenasa pot ser causada per danys relacionats amb la isquèmia al complex30, però també pot implicar, o exagerar-se per, una disminució de la disponibilitat post-reperfusió dels seus cofactors acetil-coenzim A, FAD+ i NAD+. 31 Per als empelts þDGF, aquestes deficiències podrien produir-se a causa del rentat de l'acetil-coenzim A post-reperfusió i un estat redox cel·lular compromès (estrès reductor amb disponibilitat de NADþ deteriorada), una noció recolzada per la baixa relació lactat-piruvat en empelts þDGF. 32.

Aquest enfocament metabòlic no permet avaluar l'afectació de la cadena respiratòria. Tanmateix, abans vam identificar defectes relacionats amb la reperfusió d'isquèmia tant en els complexos respiratoris I com en II.7,29 A partir de les dades d'aquest estudi i de treballs mitocondrials anteriors, emergeix una imatge de la IRI renal clínica com a conseqüència d'una malaltia primària (o provocant) insult(s) a la llançadora mitocondrial de Krebs-cicle-redox que es produeix abans o dins dels cinc primers minuts de reperfusió. La manca de restauració dels nivells d'ATP té com a resultat una activació sostinguda i completa de les vies catabòliques, que perpetua la crisi energètica esgotant progressivament el conjunt cel·lular de NAD+ i FAD+ (estrès reductor).33 En aquest context específic de fallada en la respiració mitocondrial, la inosina purina pot ser beneficiosa. . A diferència de l'adenosina34, la inosina és estable al plasma; s'ha identificat com una font alternativa d'ATP en cèl·lules glicolítices obligatòries (és a dir, cèl·lules que no tenen mitocondris) com els eritròcits35 i en cèl·lules renals hipòxiques36 i s'esgota després de la reperfusió. Malauradament, la suplementació d'inosina no va rescatar l'esgotament d'ATP cel·lular després d'una parada metabòlica forçada, deixant poc espai per a les estratègies de rescat metabòlic destinades a apagar l'IRI, subratllant la dependència de les estratègies preventives per limitar l'IRI.

Tonificar cistanche de ronyó

Aquest estudi té limitacions. A causa d'un gran nombre de comparacions, el potencial de troballes significatives a causa de l'atzar aleatori en el marc de comparacions múltiples és alt. Tot i que les nostres conclusions estan recolzades per relacions biològiques sòlides, els resultats poden estar confosos per problemes relacionats amb comparacions múltiples.

Una altra limitació és que l'estudi es basa en mostres clíniques; com a tal, la congelació de la pinça necessària per a l'avaluació directa de l'estat d'ATP i redox no va ser possible. Com que el metaboloma observat és clarament diferent del reportat en models animals i reflecteix una fallada del sistema, no vam poder realitzar avaluacions més detallades en models animals o sistemes ex vivo com el sistema de respirometria. Els resultats d'aquest estudi són per aronyó; per tant, les conclusions per a altres òrgans poden ser diferents. L'edat relativament alta dels donants en aquest estudi és un reflex de la població de donants als Països Baixos. És important destacar que 10-els resultats dels trasplantaments anuals als Països Baixos són almenys iguals als països amb donants més joves, com els Estats Units.37 Com era d'esperar, la majoria dels casos de þDGF van ser empelts de DCD. Hem observat semblantsperfils metabòlicsper a empelts DBD i DCD; tanmateix, el poder d'aquest estudi exploratiu és òbviament massa baix per detectar diferències subtils entre aquests 2 tipus de donants.

Figura 7|Tant el tractament preventiu com el de rescat d'inosina no aconsegueixen recuperar els nivells de trifosfat d'adenosina (ATP). La línia de cèl·lules renals PK-1 es va transfectar de manera estable amb el biosensor fluorescent PercevalHR de relació ATP-adenosina difosfat (ADP).

La paràlisi metabòlica induïda químicament es va induir afegint rotenona/actinomicina/2-desoxiglucosa i es va controlar la relació ATP-ADP (fluorescència relativa). Marró, control; negre, control de la paràlisi metabòlica; tractament verd, preventiu d'inosina (10 mMol/l); vermell, rescat d'inosina a t ¼ 15 minuts després de la inducció d'una paràlisi metabòlica.

En conclusió, aquest estudi mostra que la IRI renal clínica està precedida d'un col·lapse metabòlic gairebé instantani i una crisi de fosfats d'alta energia acompanyada. Aquest dèficit metabòlic profund i persistent i la seva naturalesa instantània (i la consegüent finestra mínima d'oportunitat terapèutica) interferirà amb qualsevol intervenció farmacèutica que depengui de la disponibilitat d'ATP. Això pot explicar la poca traductibilitat de les troballes preclíniques a l'entorn clínic.2–4 El metaboloma observat de la DGF clínica contrasta fortament amb les respostes metabòliques reportades per a rates, ratolins,38 i porcs,39,40 que indiquen el restabliment de la fosforilació oxidativa a l'interior. minuts de reperfusió. Això pot relacionar-se amb diferències fonamentals en la fisiologia mitocondrial o metabòlica entre rosegadors i mamífers més grans (p. ex., l'acumulació de succinat induïda per la isquèmia no es produeix als ronyons de donant humans).29 En aquest context, és important assenyalar que tots els ronyons trasplantats estan exposats. aisquèmia reperfusiói que només un subgrup d'empelts desenvolupa IRI (DGF). L'assignació de grups (þDGF o -DGF) en aquest estudi es va realitzar de manera retrospectiva i, per tant, discrimina entre reperfusió d'isquèmia i IRI. No es pot excloure que la reperfusió d'isquèmia en models experimentals28,38–40 sigui insuficient per desencadenar IRI.

Malgrat el dany greu patit, tots els empelts de þDGF es van recuperar finalment, la qual cosa implica un potencial de recuperació notable sempre que hi hagi intervencions de pont (per exemple, diàlisi). Cal destacar que, tot i que metabolomes similars per a DGF en empelts derivats de donants morts després de la mort cerebral o la mort cardíaca impliquen un mecanisme uniforme, hi ha un impacte contrastat de DGF en la supervivència a llarg termini de l'empelt per als 2 tipus de donant.41 De fet, tot i que DGF influeix clarament en la supervivència dels empelts de donants morts després de la mort cerebral, no ho fa en aquests empelts de donants cardíacs. Aquest contrast sembla reflectir un potencial de recuperació superior dels empelts de donants de mort cardíaca.41

MÈTODES

El comitè d'ètica mèdica del Centre Mèdic de la Universitat de Leiden va aprovar el protocol d'estudi. Es va obtenir el consentiment informat per escrit de cada pacient. Aquest estudi únic centre va incloure 53 pacients sotmesosronyótrasplantament: 37 van ser sotmesos a procediments d'empelt de donant mort i 16 a un procediment de donant viu. En funció del resultat clínic (DGF), els receptors d'empelts de donants morts es van assignar a un grup þDGF (n ¼ 16) o grup -DGF (n ¼ 10). La DGF es va definir per la necessitat de diàlisi en la primera setmana després del trasplantament.6

L'estudi es basa en una integració de dades de metabolòmica obtingudes a partir de mostres de sang arteriovenosa (AV) seqüencial durant la primera mitja hora de reperfusió i de biòpsies de teixits aparellats recollides immediatament abans i 40 minuts després.

reperfusió.

Es va realitzar un mostreig de sang AV seqüencial sobre l'empelt en 36 pacients (taula suplementària S1A). Les mostres de sang de la vena renal es van recollir als 30 s, i 3, 5, 10, 20 i 30 minuts i mostres arterials als 0, 10 i 30 minuts després de la reperfusió.42 Pre i post-reperfusió renal aparellada. les biòpsies es van obtenir immediatament abans i 40 minuts després de la reperfusió de 6 empelts de donants vius i 12 difunts (taula suplementària S1B; 1 pacient tenia mostres de biòpsies i AV).

Les anàlisis metabolòmiques dirigides es van realitzar mitjançant procediments operatius estàndard mitjançant plataformes establertes basades en espectrometria de masses o ressonància magnètica nuclear d'angle màgic (biòpsies de teixits).43 Els metabòlits coberts per les plataformes es resumeixen a la taula complementària S1.

El potencial de la inosina per rescatar el dèficit metabòlic durant un col·lapse metabòlic es va provar a la línia cel·lular del túbul proximal (LLC PK1) transfectada de manera estable amb el biosensor fluorescent d'ATP adenosina difosfat PercevalHR.44.

Pel que fa a les estadístiques, els mapes de calor es van construir a partir de les puntuacions z de cadascunmetabòlit. Els canvis dins del grup en el contingut de metabòlits dels teixits es van provar mitjançant la prova de Mann-Whitney i les diferències entre grups mitjançant la prova de Wilcoxon. Les diferències AV es van estimar mitjançant un model mixt lineal. La correcció per a proves múltiples no es va realitzar perquè totes les observacions formaven part de xarxes teòriques. Els detalls sobre pacients i mètodes es proporcionen als Mètodes suplementaris.

extracte de cistanche

DIVULGACIÓ

Tots els autors no van declarar interessos en competència.

AGRAÏMENTS

La instal·lació bàsica de ressonància magnètica està finançada per la Facultat de Medicina de NTNU Trondheim, Noruega. Aquest estudi va ser finançat en part per la Dutch Kidney Foundation (Estratègies de salvament metabòlic per millorar el resultat del trasplantament, projecte 17O/11).

MATERIAL COMPLEMENTARI

Fitxer suplementari (PDF)

Pacients i mètodes complementaris.

Taula S1. Característiques del pacient i del trasplantament dels procediments en què es van recollir biòpsies de teixits aparellats (A) i en què es va realitzar un mostreig AV (B).

Taula S2. Les plataformes i els seus metabòlits s'utilitzen per a mostres AV.

Figura S1. Dades metabolòmiques completes.

Figura S2. Restabliment de la b-oxidació (àcids grassos de cadena mitjana) després de la reperfusió.

Figura S3. Rentat post-reperfusió selectiu i persistent d'aminoàcids associats a uracil i fosfolípids (plasmalògen) d'empelts amb futurs DGF.

Suplement de dades 1. Dades AV brutes per a les plataformes d'acetilcarnitina, àcids orgànics i aminoàcids.

Suplement de dades 2. Dades AV brutes per a la plataforma de purines i pirimidines.

REFERÈNCIES

1. Gutteridge JMC, Halliwell B. Espècies reactives a la malaltia: amics o enemics? A: Halliwell B, Gutteridge JMC, eds. Radicals Lliures en Biologia i Medicina. Oxford, Regne Unit: Oxford University Press; 2015: 511–638.

2. Davidson SM, Ferdinandy P, Andreou I, et al. Estratègies multiobjectiu per reduir la lesió per isquèmia/reperfusió del miocardi: tema de la setmana de revisió del JACC. J Am Coll Cardiol. 2019;73:89–99.

3. Lefer DJ, Bolli R. Desenvolupament d'un consorci dels NIH per a l'avaluació preclínica de teràpies CARdioprotectives (CAESAR): un canvi de paradigma en els estudis de limitació de la mida de l'infart. J Cardiovasc Pharmacol Ther. 2011;16:332–339.

4. Cavaillé-Coll M, Bala S, Velidedeoglu E, et al. Resum del taller de la FDA sobre lesió de reperfusió d'isquèmia en trasplantament renal. Am J Trasplantament. 2013;13:1134–1148.

5. Schröppel B, Legendre C. Funció retardada de l'empelt renal: del mecanisme a la traducció. Ronyó Int. 2014;86:251–258.

6. Mallon DH, Summers DM, Bradley JA, et al. Definició de la funció retardada de l'empelt després del trasplantament renal: el més senzill és el millor. Trasplantament. 2013;96:885–889.

7. Wijermars LG, Schaapherder AF, de Vries DK, et al. La recuperació metabòlica postreperfusió defectuosa s'associa directament amb la funció retardada de l'empelt incident. Ronyó Int. 2016;90:181–191.

8. Zhang J, Fan J, Venneti S, et al. L'asparagina té un paper crític en la regulació de l'adaptació cel·lular a l'esgotament de la glutamina. Cèl·lula Mol. 2014;56: 205–218.

9. Holecek M. Relació entre la glutamina, els aminoàcids de cadena ramificada i el metabolisme de les proteïnes. Nutrició. 2002;18:130–133.

10. Newgard CB, An J, Bain JR, et al. Una signatura metabòlica relacionada amb aminoàcids de cadena ramificada que diferencia els humans obesos i prims i contribueix a la resistència a la insulina. Metab cel·lular. 2009;9:311–326.

11. Drake KJ, Sidorov VY, McGuinness OP, et al. Aminoàcids com a substrats metabòlics durant la isquèmia cardíaca. Exp Biol Med (Maywood). 2012;237: 1369–1378.

12. De Jong JW, Huizer T, Janssen M, et al. Fosfats d'alta energia i els seus catabòlits. A: Piper HM, Preusse CJ, eds. Isquèmia-Reperfusió en Cirurgia Cardíaca. Dordrecht, Països Baixos: Springer; 1993: 295–315.

13. van Os S, de Abreu R, Hopman J, et al. Metabolisme de purines i pirimidines i activitat cerebral electrocortical durant la hipoxèmia en xais a curt termini. Pediatr Res. 2004;55:1018–1025.

14. Blom HJ, De Vriese AS. Per què augmenten els nivells d'homocisteïna en la insuficiència renal? Un enfocament metabòlic. J Lab Clin Med. 2002;139:262–268.

15. Ivanisevic J, Elias D, Deguchi H, et al. Metabolòmica de la sang arteriovenosa: una lectura de la metabòstasi intratissular. Ciència Rep. 2015;5:12757.

16. Jang C, Hui S, Zeng X, et al. Intercanvi de metabòlits entre òrgans de mamífers quantificat en porcs. Metab cel·lular. 2019;30:594–606.

17. Bremer J. Carnitina-metabolisme i funcions. Physiol Rev. 1983;63: 1420–1466.

18. Siggaard-Andersen O, Fogh-Andersen N, Gøthgen IH, Larsen VH. Estat d'oxigen de la sang arterial i venosa mixta. Crit Care Med. 1995;23:1284–1293.

19. Stoica SC. Els fosfats d'alta energia i el cor del donant humà. J Trasplantament de pulmó de cor. 2004;23:S244–S246.

20. Lisik W, Gontarczyk G, Kosieradzki M, et al. Les mesures del flux sanguini intraoperatori en al·loempelts d'òrgans poden predir la funció postoperatòria. Transplantament Proc. 2007;39:371–372.

21. Molina DK, DiMaio VJ. Pes d'òrgans normals en homes: part II: el cervell, els pulmons, el fetge, la melsa i els ronyons. Am J Forensic Med Pathol. 2012;33:368–372.

22. Hems DA, Brosnan JT. Efectes de la isquèmia sobre el contingut de metabòlits en fetge i ronyó de rata in vivo. Biochem J. 1970;120:105–111.

23. De Medio GE, Goracci G, Horrocks LA, et al. L'efecte de la isquèmia transitòria sobre el metabolisme dels àcids grassos i dels lípids al cervell del gerbil. Ital J Biochem. 1980;29:412–432.

24. Rao S, Walters KB, Wilson L, et al. Canvis primerencs de lípids en lesions renals agudes mitjançant lipidòmica SWATH juntament amb imatges de teixits MALDI. Am J Physiol Renal Physiol. 2016;310:F1136–F1147.

25. Portilla D, Shah SV, Lehman PA, et al. Paper de la fosfolipasa A2 selectiva del plasmalogen independent del calci citosòlic en la lesió hipòxica als túbuls proximals del conill. J Clin Invest. 1994;93:1609–1615.

26. Hazen SL, Wolf MJ, Ford DA, Gross RW. L'associació ràpida i reversible de la fosfofructocinasa amb les membranes del miocardi durant la isquèmia miocàrdica. FEBS Lett. 1994;339:213–216.

27. Chinopoulos C. De quina direcció gira el cicle de l'àcid cítric durant la hipòxia? El paper crític del complex a-cetoglutarat deshidrogenasa. J Neurosci Res. 2013;91:1030–1043.

28. Chouchani ET, Pell VR, Gaude E, et al. L'acumulació isquèmica de succinat controla la lesió de reperfusió mitjançant ROS mitocondrial. Naturalesa. 2014;515:431–435.

29. Wijermars LG, Schaapherder AF, Kostidis S, et al. Acumulació de succinat i lesió per isquèmia-reperfusió: de ratolins però no d'homes, un estudi sobre isquèmia-reperfusió renal. Am J Trasplantament. 2016;16:2741–2746.

30. Tretter L, Adam-Vizi V. Alfa-cetoglutarat deshidrogenasa: un objectiu i generador d'estrès oxidatiu. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2005;360: 2335–2345.

31. Heikal AA. Coenzims intracel·lulars com a biomarcadors naturals d'activitats metabòliques i anomalies mitocondrials. Biomark Med. 2010;4:241–263.

32. Sun F, Dai C, Xie J, et al. Problemes bioquímics en l'estimació de la relació NAD/NADH lliure citosòlic. PLoS One. 2012;7:e34525.

    ---