Bioaktív táplálkozás és testmozgás krónikus vesebetegségben
Mar 05, 2022
Kapcsolatfelvétel: emily.li@wecistanche.com
Bioaktív táplálék és testmozgás krónikus vesebetegségben: A mitokondriumok megcélzása
Denise Mafra1,2et al
Absztrakt
Krónikus vesebetegség(CKD), amely a lakosság 10–15 százalékát érinti, számos szövődményhez kapcsolódik – mint például szív- és érrendszeri betegségek, gyengeség, fertőzések, izom- és csontbetegségek, valamint a korai öregedés –, amelyek a mitokondriális elváltozásokkal hozhatók összefüggésbe. szám, eloszlás, szerkezet és funkció. Mivel a mitokondriális biogenezis, a bioenergetika és a dinamikus mitokondriális hálózatok közvetlenül vagy közvetve számos intra- és extracelluláris funkciót szabályoznak, a mitokondriumok fontos célponttá váltak a CKD szövődményeinek megelőzésére vagy kezelésének javítására irányuló beavatkozások számára.Krónikus vesebetegség). Ebben az áttekintésben a bioaktív élelmiszer-vegyületek és a testmozgás lehetséges szerepét tárgyaljuk a mitokondriális zavarok modulálásában urémiás környezetben.
KULCSSZAVAK
krónikus vesebetegség, testmozgás, mitokondriális funkciók, táplálkozás
1|BEVEZETÉS
Kulcsfontosságú metabolikus funkciójukon (ATP termelés és termogenezis) kívül a mitokondriumok részt vesznek az intracelluláris jelátvitelben, a kulcsfontosságú biomolekulák szintézisében, a programozott sejthalálban (apoptózis) és más sejtfolyamatokban. Ebből a célból a mitokondriumokat adaptív minőség-ellenőrzési mechanizmusok vezérlik, amelyek optimalizálják a mitokondriális számot (mitokondriális biogenezis; MB), az eloszlást és a működést. Ezek a szabályozási mechanizmusok magukban foglalják a sejtmag által kódolt fehérjék szintézisét, és szigorúan szabályozzák az intra- és extracelluláris jelátviteli utak.
A mitokondriális diszfunkció fokozott oxidatív stresszel és anyagcserezavarokkal jár, és ezeken és további mechanizmusokon keresztül hozzájárulhat az olyan krónikus legyengítő betegségek patofiziológiájához, mint pl.krónikus vesebetegség(CKD). Tanulmányok kimutatták a bioaktív vegyületek és a testmozgás mitokondrium-specifikus hatásait; mindazonáltal az ilyen beavatkozások lehetséges hatása a mitokondriális diszfunkcióra CKD-ben eddig kevés figyelmet kapott. Ebben az áttekintésben a CKD összefüggésében tárgyaljuk a mitokondriális diszfunkciót, és bemutatunk olyan lehetséges terápiás stratégiákat, amelyek bioaktív vegyületeket és gyakorlatokat alkalmaznak a mitokondriális funkciók modulálására, amelyek csökkenthetik a szövődményeket és javíthatják a CKD-betegek egészségét és életminőségét.
2|MITOKONDRIA ÉLETTAN
A mitokondriumok két membránja, a külső és a belső, két különálló vizes kompartmentet alkot, a mátrixot és a membránközi teret. A belső mitokondriális membrán az oxidatív foszforilációs (OXPHOS) rendszer enzimkomplexeit tartalmazza. A glükóz és zsírsav lebontásában részt vevő anyagcsere-rendszerek, mint például a Krebs-ciklus és az oxidáció, a mitokondriumok mátrixában helyezkednek el.6 Annak ellenére, hogy a mitokondriumok membránokba záródnak, és önálló organellumoknak minősülnek, nem szabad egyetlen entitásnak tekintik, hanem dinamikus és egymással összefüggő membránok szövevényének, amelyek mitokondriális hálózatot alkotnak. A mitokondriumok fúziója és hasadása folyamatosan folyamatban lévő események, amelyek ennek a mitokondriális hálózatnak a dinamikus elágazásához vezetnek. A sejtmag mellett a mitokondriumok az egyetlen olyan organellák, amelyek genetikai anyagot, a mitokondriális DNS-t (mtDNS) tartalmazzák, amely egy körülbelül 16,5 kb méretű, kétszálú, körkörös molekula, amely 37 gént tartalmaz, amelyek az OXPHOS komplex 13 alegységét kódolják, kivéve a komplex II. Az mtDNS 22 transzfer RNS-t és két riboszomális RNS-t is kódol. Annak ellenére, hogy a mitokondriumok rendelkeznek saját DNS-sel, az mtDNS kis mérete miatt a mitokondriumok nagymértékben függnek gazdasejtjük nukleáris genomjától. Valójában a mitokondriális genomi gépezet nem irányítja segítség nélkül az organellum proteomját, mivel a nukleáris genom kódolja a mitokondriális fehérjék túlnyomó részét (~103-ig), amelyek beépülnek a mitokondriumokba. A mitokondriális génexpresszió, -funkció és -szabályozás korábban ismeretlen jellemzői azt jelzik, hogy a mitokondriális transzkriptom és proteom sokkal összetettebb, mint azt korábban gondolták.
2.1|Mitokondriális biogenezis
Az új mitokondriumok kialakulását a környezeti stressz befolyásolja, mint például a testmozgás, az oxidatív stressz, a hipoxia, a hormonok, a gyulladás, a kalóriakorlátozás és a sejtosztódás/differenciálódás. A mitokondriális biogenezis magában foglalja az mtDNS és több nukleáris eredetű faktor koordinált replikációját és transzkripcióját.2 Az MB-ban szerepet játszó legfontosabb tényezők közül néhányat az 1. ábra szemléltet. mint az MB fő szabályozója, és reagál a fiziológiás (például edzés és kalóriakorlátozás) és kóros (például oxidatív stressz és gyulladás) állapotokra. A PGC-1 a citoplazmában található, és az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK), a sirtuin-1 (SIRT-1), a PPAR- és a cAMP-reszponzív elemkötő fehérje (CREB) foszforilációja során a sejtmagba transzlokálódik, ahol kölcsönhatásba lép más transzkripciós faktorokkal, mint például a nukleáris légzési faktorokkal (Nrf‐1), Nrf‐2 és A transzkripciós faktor A mitokondriális (TFAM), ezáltal fokozza azok aktivitását. A PGC-1, egy másik transzkripciós faktor, hasonló molekuláris szerkezettel és funkcióval rendelkezik, mint a PGC-1, beleértve a nukleáris receptor kötődését és a transzkripciós aktiválást, és szabályozza az MB-t a PGC-1-gyel közös mechanizmusokon keresztül, például aktiválja a Nrf-1.2-t. A nukleáris légzési faktorok (Nrf‐1/Nrf‐2) több mitokondriális fehérje expressziójához kapcsolódnak, mint például az OXPHOS komplex fehérjék, a hem bioszintézis enzimei és a sejtmag által kódolt alegységek mitokondriális importjában részt vevő fehérjék. Az Nrf‐1 transzkripcióját a PPAR‐ is szabályozza edzett patkányok izomzatában, ez a mechanizmus növeli az MB-t az AMP-aktivált protein kináz (AMPK) és az Nrf‐1/Nrf‐2 felszabályozása révén, amelyek integrálják a nukleáris génekre gyakorolt hatásukat. MB a TFAM replikációjának és átírásának elősegítésével. Ez utóbbi egy multifunkcionális fehérje, amely a nagy mobilitású csoportba (HMG) tartozó fehérjék közé tartozik, amelyeket az jellemez, hogy képesek meghajlítani, feltekerni és letekerni az mtDNS-t szekvencia-specifitás nélkül, de bizonyos azonosított régiókkal preferenciálisan kölcsönhatásba lépnek.
A p53 tumorszuppresszor fehérjét „a mitokondrium genomjának őrzőjeként” ismerik, és képes mind a mitokondriális, mind a sejtmag gének expresszióját modulálni.25,26 A metabolikus stressz a p53 aktiválását eredményezi kulcsmodulátora, a PGC‐1 és triggerek által. sejtciklus-leállás, reaktív oxigénfajták (ROS) kiürülése vagy apoptózis.
2.2|Bioenergetikus
A bioenergetikai tevékenységek magukban foglalják az OXPHOS folyamatait, amelyek a belső mitokondriális membrán cristae invaginációiban fordulnak elő, ahol a Krebs-ciklusból a mitokondriális mátrixban termelődő redukált nikotinamid-adenin-dinukleotid (NADH) és FADH2[1] továbbítja az elektronokat az elektrontranszport láncba. I‐V komplexek. A protonpumpák (I., III. és IV. komplexek) az ADP ATP általi foszforilációja révén a protonokat a membránok közötti térbe bocsátják a sejt kulcsfontosságú energiaforrása, az adenozin-5′′-trifoszfát (ATP) szintéziséhez. szintáz. Ezek a komponensek párhuzamosan működnek a szétkapcsoló fehérjékkel (UCP), amelyek a termogenezishez elvezetik a keletkezett hőt. Az elektrontranszfer során egyes légzési komplexek elektronokat szivárogtatnak oxigén felé, szuperoxid aniont (O2 •) termelve. Következésképpen a mitokondriumok a ROS termelés fő forrásai, ami egy elkerülhetetlen folyamat; azonban a bioenergetika diszfunkciója esetén az oxidatív stressz fokozódik.
A mitokondriális hálózatok rendkívül dinamikusak és reagálnak a celluláris perturbációkra. A folyamatban lévő mitokondriális fúziós és hasadási folyamatok szabályozzák a mitokondriális architektúrát. A mitofuzin 1 (Mfn1), a mitofuzin 2 (Mfn2) és az optic atrophy 1 (Opa1) fehérjék felelősek a mitokondriális fúzióért, a mitokondriális hasadási faktor (Mff) és a dinaminhoz kapcsolódó protein 1 (Drp1) pedig a mitokondriális hasadásért. A mitokondriális architektúrában bekövetkező változások a mitokondriális diszfunkcióhoz kapcsolódnak, ami viszont különböző betegségekhez, köztük a CKD-hez kapcsolódik, és számos patológiás folyamathoz járul hozzá a CKD-s betegekben.
Cisztanche-vese
3|MITOKONDRIÁLIS DISZFUNKCIÓ VESEBETEGSÉGBEN
A mitokondriális diszfunkció mind a CKD, mind az akut jellemzőjevese sérülés(AKI)37, és számos folyamathoz kapcsolódik, beleértve a biogenezist, a bioenergetikát, a morfológiát és a degradációt. Ezenkívül a CKD a Nrf-1, a PGC1-expresszió, valamint a TFAM spell out, a citokróm C oxidáz 6C (COX6C) és a citokróm C oxidáz 7C alegységének (COX7C) és a mitokondriális légzőrendszer csökkenésével jár.
A CKD-ben a mitokondriális diszfunkció az oxidatív stressz fő tényezője, amely számos urémiás szövődményhez kapcsolódik, beleértve a gyulladást és az érrendszeri károsodást, amelyek elősegítik a szív- és érrendszeri betegségeket és a korai öregedést.40 Ezenkívül csökken az mtDNS kópiaszáma, amely a mitokondriális biomarker értékes biomarkere. A vesebetegségekben fellépő szakadás, a mitokondriális membránpotenciál elvesztése és a csökkent ATP-termelés CKD-ben, valamint a gyulladás és az oxidatív stressz elősegíti a mitokondriális diszfunkciót. Az oxidáns inzultusok során számos mitokondriális [1] funkció érintett, beleértve a mitokondriális átmeneti pórusok megnövekedett permeabilitását, ami a membránpotenciál depolarizációjához, az elektrontranszport gátlásához, az oxidáns termelés fokozódásához és az alacsony légzési aktivitáshoz, a csökkent intracelluláris ATP szintekhez, a mitokondriális membránpotenciál megváltozásához vezet. (Δψm), és kiváltja a citokróm C (Cyt C) felszabadulását a citoplazmába, ami a kaszpázok aktiválódását eredményezheti, ami sejthalálhoz vezethet.
Egy másik hipotézis az, hogy a CKD-ben a mitokondriumok diszfunkciója hemodinamikai adaptációhoz kapcsolódik, ami az oxigénellátás és a kereslet közötti eltérés és az ebből eredő hipoxia és a hipoxia által indukálható 1-es faktor (HIF-1) aktiválódása miatt következik be. Ez csökkenti a mitokondriális oxigénfogyasztást és a szuperoxid termelést, valamint növeli a mitokondriális térfogatsűrűséget. Ezen túlmenően, a bélmikrobióta által termelt urémiás toxin indoxil-szulfát csökkenti a PGC-1 expresszióját és növeli az autofágiát a vázizomzatban. Végül, mivel az alapvető ásványi anyagok hiánya felgyorsíthatja a mitokondriális bomlást, a vashiány gyakori és klinikailag fontos probléma a CKD-ben.
Együtt,gyulladás, a fokozott ROS termelés, az urémiás toxin és a hipoxia önmagában vagy együttesen szerepet játszhat az urémiás mitokondriális diszfunkcióban. Bár a mögöttes mechanizmusok nagyrészt ismeretlenek, úgy gondolják, hogy szerepet játszik az öregedési folyamatban és számos krónikus betegség patogenezisében. Ezért a mitokondriális diszfunkció fontos szerepet játszhat a CKD patogenezisében. A nefronok gazdagok mitokondriumokban, és a zsírsavak OXPHOS-oxidációja az ATP-termelés fő forrása. Az eredeti sérülés a mitokondriumok megváltozott anyagcseréjét válthatja ki, ami a redox egyensúlyhiányhoz kapcsolódik, ami a bioenergetika és a CKD progressziójának megváltozásához vezet. A folyamat ótaveseA mitokondriális diszfunkcióból eredő romlás továbbra is megfoghatatlan, további mitokondriális biológia és patofiziológiai vizsgálatok szükségesek a vesebetegségek hatékony terápiájának felfedezéséhez. Az alábbiakban bizonyítékokat mutatunk be arra vonatkozóan, hogy a testmozgás és a bioaktív vegyületek képesek modulálni a mitokondriális funkciókat CKD-ben.
4|TÁPLÁLKOZÁSI STRATÉGIÁK MITOCHONDRIÁLIS DISZFUNKCIÓ CÉLJÁT CKD-BEN
Mivel a diszfunkcionális mitokondriumok hozzájárulnak a fokozott ROS termeléshez, megfelelő célpontjai lehetnek az antioxidáns tulajdonságokkal rendelkező bioaktív vegyületeknek. Valójában az étrendi antioxidánsok, például a C-vitamin, a többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA), a kvercetin, a rezveratrol és a kurkumin csökkenthetik a mitokondriális oxidatív károsodást. Bár elképzelhető, hogy ezek a tápanyagok javíthatják a mitokondriális működést CKD-ben, eddig csak néhány kísérleti vizsgálatot végeztek. Ebben az áttekintésben átkutattuk a bioaktív vegyületeket használó terápiás megközelítések irodalmát a mitokondriális működés fokozására, valamint ezek szerepét az urémiás szövődmények megelőzésében, lásd a 2. ábrát.
Resveratrol,a szőlőben, bogyós gyümölcsökben és vörösborban található természetes polifenol vegyületről kimutatták, hogy részt vesz az MB-ben egy sirtuin-1-függő mechanizmuson keresztül, és megnöveli a komplex I aktivitását. Lagouge és munkatársai (2006) kimutatták, hogy a resveratrollal kezelt C57BI/6J egerek a PGC-1 aktivitást indukálják a SIRT1 által közvetített dezacetiláció révén, és hogy a Nrf-1 és a TFAM expresszió is aktiválódott. Hat nefrektomizált patkány közül ötben a resveratrol javította a mitokondriális funkciókat, amit az ATP-tartalom növekedése és a mitokondriális elektrontranszport lánc fehérjék fokozott expressziója jelez, valamint csökkentette a ROS-szintet és a komplex I-es és komplex III-as aktivitását. Bár a mitokondriális biogenezist és a NAD modulációt befolyásoló szerek, mint például a resveratrol, ígéretesek a CKD szövődményeinek kezelésében, klinikai lefordításuk további vizsgálatokra vár.
kvercetinA leveles zöldekben, a kapribogyóban, a hagymában, az almában, a bogyókban, a paradicsomban és a brokkoliban található szenolitikus vegyületről60 kimutatták, hogy aktiválja a PGC-1-et, az mtDNS-t és a cyt C-replikációt.61 Bár a kvercetin szívvédő hatású lehet a PGC-1 expressziójának fokozásával. és a bioenergetikai kapacitással kapcsolatos markerek, ennek a flavonoidnak a hatásait nem vizsgálták CKD-s betegeken. Érdekes azonban, hogy a kvercetin az oxidatív stressz csökkentésével és a mitokondriális hasadási események megelőzésével gyengítette a vaszkuláris meszesedést egy adeninben gazdag diéta által kiváltott CKD patkánymodellben, valamint in vitro simaizomsejtekben.62 Mivel az erek meszesedése az urémiás fenotípus és a predikció közös jellemzője. kardiovaszkuláris mortalitás, a kvercetin lehet egy
érdekes vegyület, amelyet tovább kell tanulmányozni CKD-ben.
kurkumina Curcuma longa rizómájában található polifenol, amelyet általában fűszerként használnak. A kísérleti CKD állatmodelljeiben a kurkumin megvéd a mitokondriális diszfunkciótól, és csökkenti az oxigénfogyasztást a ROS termelés csökkentésével. Azonban arról számoltak be, hogy a kurkumint kissé nehéz tanulmányozni, mivel in vivo gyorsan lebomlik, és nagyon alacsony a biológiai hozzáférhetősége. A kurkumin, valamint más polifenolok aktiválják az Nrf-2-t és serkentik az antioxidáns reakciót. Annak ellenére, hogy ennek a polifenolnak a pontos molekuláris aktivitásáról korlátozott ismeretek állnak rendelkezésre, alaposan tanulmányozták a rákkal kapcsolatban. A CKD kísérleti patkánymodelljében azonban a közelmúltban kimutatták, hogy a kurkumin jótékony hatással lehet a gyulladás csökkentésére, valamint az oxidatív stressz csökkentésére az Nrf-2 fokozása révén. Hogy ez igaz-e a CKD-re is, azt még meg kell állapítani.
AntocianidinekAz áfonyában, vörös és fekete szőlőben, áfonyában, málnában, szederben, vörös káposztában, lilahagymában és padlizsánban található polifenolok. Az antocianinok hatásmechanizmusa a redoxpotenciálhoz kapcsolódik, amely lehetővé teszi, hogy elektronakceptorként működjön a mitokondriális elektrontranszportrendszer I komplexe és a cyt C között. Bár az antocianinok elektronakceptornak tűnnek a NADH komplex I által közvetített oxidációjában, ill. szívvédelmet nyújtanak,70 ennek a polifenolnak a hatásait nem vizsgálták a krónikus vesebetegséggel összefüggésben. Azonban egy adenin által kiváltott CKD modell használata patkányokon a közelmúltban azt mutatta, hogy az antocianinok beadása csökkentette az adenin által kiváltott CKD hatásait. Az antocianinok pozitív hatásának hátterében ebben a patkánymodellben az oxidatív stressz antagonista szerepe és a gyulladásos válasz csökkentése áll. Az antocianinok ezért potenciális étrendi hatóanyagok lehetnek a krónikus vesebetegség kezelésében.
Epigallokatechin-3-gallát (EGCG)a zöld teában (Camellia sinensis Theaceae) található polifenolos vegyület, amely modulálhatja a mitokondriális működést és szabályozhatja a bioenergetikát. A katechin EGCG-k pontos hatásai, például, hogy milyen mértékben indukálják az MB-t, még mindig nagyrészt ismeretlenek, de a vizsgálatok azt feltételezték, hogy erős antioxidánsként és ROS-megkötőként működik. Bár bőséges bizonyíték támasztja alá az EGCG-k antioxidánsként való hatékonyságát in vitro vizsgálatokban, az in vivo hatásokra vonatkozó bizonyítékok még mindig hiányoznak.Omega-3, többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA, bőségesen előfordul a halolajban, antitrombotikus, antiatherogén és gyulladáscsökkentő funkciókat lát el. Ezek a zsírsavak PPAR ligandumok, és fokozzák a PGC-1, TFAM és cyt C oxidáz expresszióját, membránpotenciálját és ATP-t Taneda és munkatársai kimutatták, hogy az eikozapentaénsavval (EPA) in vitro és in vivo kezelt patkány tubuláris epiteliális sejtek csökkent mitokondriális apoptózist mutattak azáltal, hogy megakadályozták a cyt C felszabadulását a citoszolba, és csökkenthetik a kaszpáz-9 aktivációt, amely a mitokondriális apoptózis markere Laila és munkatársai 4 hónapon keresztül tanulmányozták a nagy dózisú (3,9 g/nap) n3‐PUFA hatását a vastuslateralis izombiopsziákból származó mitokondriumokra idősebb felnőtteknél. Az izom-mitokondriális légzésszámban nem volt jelentős változás, de az eredmények a Csupán néhány kis tanulmány vizsgálta a PUFA potenciális jótékony hatásait a krónikus vesebetegségben. Érdekes módon randomizált, kontrollált kísérletek hasonlították össze az omega-6 és omega-9 omega-3-kiegészítők hatása a placebo-kiegészítéshez képest jelentős javulást mutatott a viszketésben a krónikus vesebetegségben.
Coumestrolegy ösztrogén tulajdonságokkal rendelkező polifenol, amely a nyers lóherecsírában, vörös lóherében, lucernában, szójában, hüvelyesekben, kelbimbóban és spenótban található. Ez a bioaktív vegyület rákellenes hatásokat válthat ki azáltal, hogy befolyásolja az életképességet és a mitokondriális funkciókat, valamint apoptózist provokál a PI3K/AKT gátlásával és a MAPK-k (ERK1/2 és JNK) aktiválásával. Érdekes módon kimutatták, hogy a kumestrol aktiválja a SIRT-1-et, és ezáltal elindítja az MB-t a tenyésztett egér vázizomsejtekben. Humán placenta choriocarcinoma sejtek felhasználásával nemrégiben kimutatták, hogy a coumestrol apoptotikus hatást vált ki ezeken a sejteken azáltal, hogy szabályozza a sejtjelátvitelt és a mitokondriális közvetített funkciókat, főként a ROS termelés stimulálásával. A CKD-betegeken végzett vizsgálatok azonban még mindig hiányoznak.
C vitamin(aszkorbinsav) egy vízben oldódó vitamin, amely számos gyümölcsben és zöldségben megtalálható, mint például a guava, a piros édes paprika, a kivi, a citrom, a narancs és a grapefruit. Az in vitro modellek azt mutatják, hogy a C-vitamin modulálja a mitokondriális funkciókat a Ca csökkentésével2 plusztúlterhelés és ROS képződés, valamint a mitokondriális ATP-érzékeny káliumcsatornák (mitoKATP csatornák) aktiválásával; ez stabilabb mitokondriális membránpotenciálhoz vezet. Legjobb tudomásunk szerint azonban még egyetlen tanulmány sem vizsgálta, hogy a C-vitamin-kiegészítés növeli-e a mitokondriális funkciót.
Összességében, mivel ezek a táplálkozási bioaktív vegyületek befolyásolhatják az MB-t, további vizsgálatok indokoltak kontrollált klinikai vizsgálatokban, hogy feltárják az urémiás fenotípus megelőzésében és kezelésében rejlő lehetőségeket.
5|GYAKORLAT ÉS MITOKONDRIÁLIS FUNKCIÓ CKD-BEN
A CKD-s betegek alacsony fizikai aktivitása és vázizomtömeg-csökkenése szarkopéniával és a korai halálozás magasabb kockázatával jár. Számos tanulmány igazolta a rendszeres fizikai aktivitás jelentőségét az izomvesztés megelőzésében, a mozgásképesség növelésében és az életminőség javításában CKD-s betegeknél. Ezenkívül a testmozgás helyreállítja a mitokondriális cserét, és elősegíti az egészséges mitokondriális készletet, amely támogatja az izmok megőrzését.
Valójában az izom-mitokondriális metabolikus változások jelen lehetnek azoknál a CKD-s betegeknél, akik megőrizték a fizikai teljesítőképességet és az energiakapcsolást (azaz mitokondriális hatékonyságot), ami arra utal, hogy a megváltozott mitokondriális metabolizmus a CKD-ben nagyobb jelentőséggel bír, mint a fizikai aktivitásbeli különbségek önmagukban. Más tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a mitokondriális funkcióban és a biogenezisben, valamint a vázizomzatban bekövetkező változásokat vissza lehet állítani edzéssel CKD-ben, bár a pontos mechanizmus nem tisztázott. Míg számos tanulmány azt mutatja, hogy a vázizomzat tömegének és funkcióinak megőrzése CKD-ben az elvégzett edzéstípustól függetlenül előfordulhat, kevés tanulmány vizsgálta a mitokondriális funkciót a CKD-ben végzett gyakorlati beavatkozásokra válaszul (emberek vagy állatok).
Állatkísérletekben a veseelégtelenségben szenvedő rágcsálók gyakorlati protokollokban (úszás vagy kerékfutás) fenntartották a citrát-szintáz aktivitást (amit a mitokondriális sűrűség közvetett mérésére használnak) a betegség progressziója során, és ez megakadályozta a vázizomzat várható dekondicionálódását. Így a vázizomzat egészségének megőrzése általánosságban elősegíti a jó egészséget. Ezt az érvelést nemrégiben egy tanulmány is alátámasztottavese sérülésegérmodellben, amely a PGC‐1-et izom-[1]specifikus módon túlexpresszálja. A szerzők bizonyítékokat mutatnak be a miokin irisin vesevédő szerepére, és azt sugallják, hogy az izom-vese áthallás elnyomhatjavesefibrózis és metabolikus átprogramozás soránvesebetegség.
Ellentétben Kiuchi és munkatársai CKD betegeken végzett tanulmányával, egy nemrégiben végzett tanulmány, amely a 8 hetes nagy intenzitású intervallum edzés (HIIT) (85 százalékos VO2max) hatásait vizsgálta a korai stádiumú CKD egérmodelljén, a közelmúltban szignifikánsan csökkent oxidáció és gyulladás által közvetített károsodások avese.Érdekes módon a HIIT jobbnak bizonyult mind az alacsony intenzitású gyakorlatoknál (45-50 százalékos VO2max), mind az ülő viselkedésnél.vesekárosodás.Kimutatták, hogy ez a jótékony hatás az endogén antioxidáns enzimaktivitáshoz és a gyulladáshoz kapcsolódó gének fokozott expressziójától függ. Tudomásunk szerint azonban CKD betegeken végzett HIIT egyidejű vagy kombinált beavatkozási vizsgálat nem vizsgálta a mitokondriális funkciót vagy a mitokondriális oxidatív kapacitás markereit vázizomban vagy más szövetekben.
Bár a CKD-betegeknél a fizikai gyakorlatok mitokondriumok működésére gyakorolt hatásának klinikai vizsgálata ritkán áll rendelkezésre, az alábbiakban ezeken a betegeken végzett vizsgálatokat tárgyalunk. Balakrishnan és munkatársai megfigyelték, hogy a közepesen súlyos vagy súlyos CKD-ben szenvedő betegek, akiket 12 hetes rezisztencia edzésre vagy kontrolltevékenységre randomizáltak, megnövekedett mtDNS kópiaszámot mutattak edzés után. Az aerob testmozgás, például a 6 hónapos ciklusos edzés javíthatja a gastrocnemius izom vaszkularizációját, növelheti a VO2max-ot és javíthatja a testmozgás toleranciáját, és egy tanulmányban a krónikus vesebetegségben szenvedő betegek VO2-csúcsai 50-70 százalékkal javultak. Megkérdőjelezték azonban, hogy a mitokondriális sűrűség közvetlenül kapcsolódik-e a VO2 csúcs/max értékben mért kardiorespiratorikus fitneszhez, bár a megnövekedett MB és a mitokondriumok sűrűsége jól ismert adaptációi az állóképességi gyakorlatokhoz. Egy közelmúltban, közepesen súlyos vagy súlyos CKD-ben szenvedő betegek körében végzett tanulmány a kalóriakorlátozás, az aerob gyakorlatok (váltakozó futópad, elliptikus cross-trainer, Nu-Step cross-trainer és fekvő kerékpár) vagy a beavatkozások kombinációjának hatását vizsgálta 4 hónapos időszak. Minden csoport csökkent oxidatív stresszt mutatott, bár a kombinált beavatkozás (diéta és testmozgás) bizonyult a leghatékonyabbnak. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az ilyen beavatkozások javíthatják a mitokondriális diszfunkciót.
A kombinált rezisztencia és aerob edzés, a párhuzamos edzés és a nagy intenzitású intervallum edzés (HIIT) az elmúlt években nagy figyelmet kapott, és szorosan összefügg a mitokondriális funkció és a biogenezis javulásával. Annak ellenére, hogy a CKD betegeken végzett beavatkozási párhuzamos/HIIT edzési vizsgálatok korlátozottak, egy közelmúltbeli tanulmány kimutatta, hogy a kombinált edzés jótékony hatással van a nem dializált CKD-s betegekre a hagyományos aerob edzéshez képest. Ez a jótékony hatás az izomerő és az állóképesség nagyobb javulásaként mutatkozott meg, amelyek fontosak a CKD-betegek javításához és fenntartásához. Érdekes módon a magas vérnyomásban szenvedő krónikus vesebetegségben szenvedő betegeket 3 éven át követték beültetett szívmonitoron keresztül, hogy értékeljék a HIIT vagy a mérsékelt testmozgás hatását, valamint a pitvarfibrillációra és a vesefunkcióra gyakorolt lehetséges hatásokat. Megjegyzendő, hogy a tanulmány azt mutatja, hogy a HIIT-ben részt vevő CKD-s betegeknél magasabb a pitvarfibrilláció előfordulása, mint a közepes intenzitású testmozgást végző betegeknél. Ezenkívül a vesefunkciót tekintve a mérsékelt testmozgás is előnyösebbnek tűnik ezeknek a betegeknek, mint a HIIT.
6|ZÁRÓ MEGJEGYZÉSEK
A mitokondriális diszfunkció a CKD gyakori és talán velejáró változása, amely elősegítheti az alapbetegség progresszióját és súlyosbíthatja a CKD szövődményeit, például az oxidatív stresszt és a gyulladást. Bár a mechanizmusok nem tisztázottak, a CKD mitokondriális diszfunkciója a mitokondriális biogenezis hibás működésének, a bioenergetikai zavaroknak, a dinamikának, a forgalomnak és a genetikai mutációknak a következménye. Mindezek a változások hozzájárulhatnak a mitokondriális károsodáshoz, az instabil mtDNS felhalmozódásához és olyan szisztémás hatásokhoz, mint a fokozott oxidatív stressz és apoptózis. Ban,-benvese, a mitokondriális homeosztázis megzavarása károsíthatja a mikroérrendszert, elősegítheti a gyulladást és a fibrózist, és hozzájárulhat a CKD progressziójához. Előrehaladott CKD-ben szenvedő betegeknél a mitokondriális diszfunkció hozzájárulhat a szarkopéniához, a gyulladáshoz és a fokozott oxidatív stresszhez, amelyek rossz klinikai eredménnyel járnak. A táplálkozási moduláció és a testmozgás önmagában vagy lehetőleg kombinálva hatékony módszernek tűnik a CKD mitokondriumainak megcélzásában. Bár kétségtelen, hogy a fizikai aktivitás – esetleg a mitokondriális funkciók megmentése révén – jótékony hatással van a vázizomzat szerkezetére és működésére, valamint javítja a betegek egészségének egyéb aspektusait, a bioaktív tápanyagok mitokondriális működésre gyakorolt dokumentált hatásai még mindig csekélyek. A jelenlegi ismeretek alapján a testmozgást a krónikus vesebetegség minden szakaszában ösztönözni kell. Mindazonáltal további vizsgálatokra van szükség annak kiderítésére, hogy a CKD-ben végzett testmozgás jótékony hatásai milyen mértékben kapcsolódnak a mitokondriumokhoz, és hogy a bioaktív tápanyagoknak lehetnek-e üdvös hatásai a mitokondriumokra.
Cistanche termékekkrónikus vesebetegség
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Köszönjük a Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) és a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) támogatását, valamint a Szív és Tüdő Alapítvány és a Njurfonden Peter Stenvinkel kutatásának támogatását. Njurfonden Ferdinand von Waldent is támogatja. A Baxter Novum a Baxter Healthcare eredménye a Karolinska Institutet számára. Bengt Lindholm a Baxter Healthcare alkalmazásában áll.
ÉRDEKÜLÉKENYSÉG
A szerzőknek nincs összeférhetetlensége.
HOZZÁJÁRULÁSOK
Minden szerző közreműködött ennek az áttekintő cikknek a megírásában.
Feladó: „Bioaktív táplálkozás és testmozgáskrónikus vesebetegség:A mitokondriumok megcélzása általDenise Mafra1,2et al
---Eur J Clin Invest. 2018;48:e13020.
Wileyonlinelibrary.com/journal/eci © 2018 Stichting European Society for Clinical Investigation Journal Foundation
