Snížený příjem produktů pokročilé glykace potravou zpomaluje v experimentu progresi renální insuficience

Stáhnout článek: PDF
Komentář ke článku

Feng JX, Hou FF, Liang M, Wang GB, Zhang X, Li HY, Xie D, Tian JW, Liu ZQ.: Restricted intake of dietary advanced glycation end products retards renal progression in the remnant kidney model. Kidney Int 2007;71:901–911.

Chronická onemocnění ledvin představují významná onemocnění u pacientů s diabetem a hypertenzí. Renální fibróza, konečná společná cesta chronických onemocnění ledvin, predikuje úroveň renální funkce a dlouhodobou prognózu. V tomto procesu je zapojena řada mechanismů – aktivace systému renin‑angiotensin, zvýšená exprese cytokinů, oxidační stres a akumulace různých toxických látek, mezi nimi také produktů pokročilé glykace (AGE). U pacientů s renální insuficiencí je patrna zvýšená akumulace AGE v organismu, která je připisována snížené renální clearance a zvýšené tvorbě těchto látek vlivem oxidačního stresu (Miyata et al., 2000). Kromě endogenně vznikajících AGE existujítaké exogenní zdroje, jako je potrava, především pokud je tepelně zpracována. Endogenní i exogenní AGE přispívají ke komplikacím diabetu a renální insuficienci, jako je endotelová dysfunkce, akcelerovaná ateroskleróza a amyloidóza z ukládání β2‑mikroglobulinu. Intravenózní podání AGE ve zvířecím experimentu vede k albuminurii a glomeruloskleróze. Ledvina je hlavní orgán pro vylučování AGE z potravy, a také orgán, ve kterém se AGE akumulují. Plazmatické koncentrace AGE významně souvisejí s progresí renální insuficience.

Cílem studie bylo ukázat, zda akumulace AGE z potravy významně přispívá k progresi chronických onemocnění ledvin, především v případě již existující renální insuficience. Práce se zaměřila na dlouhodobější podávání AGE (13 týdnů) a jejich vliv na strukturu a funkci ledviny. Pro studii byly připraveny tři nutričně stejné druhy potravy lišící se pouze obsahem AGE – standardní, s vysokým obsahem AGE (3× více AGE než standardní strava) a s nízkým obsahem AGE (polovina AGE proti standardní stravě). Studie byla realizována na laboratorních potkanech, u kterých byla provedena 5/6 nefrektomie. Zvířata pak byla rozdělena do tří skupin a dostávala stravu s různým obsahem AGE. U kontrolních zvířat byl proveden podobný operační výkon, ale bez nefrektomie, a dostávala standardní stravu. Na konci 5., 9. a 13. týdne po operaci bylo vždy deset zvířat v každé skupině usmrceno a odebrána krev, moč a ledvina na další vyšetření. AGE byly stanoveny fluorescenčně a jako obsah CML imunochemicky metodou ELISA. Vzorek ledviny byl zpracován histologicky zkušeným patologem. Imunohistochemicky byla testována infiltrace makrofágů, exprese TGF‑β1 (transformující růstový faktor‑β1) a MCP‑1 (monocyty chemoatrahující protein‑1). Byla také sledována RNA z renálního kortexu – exprese TGF‑β1, MCP‑1 a glyceraldehydfosfát dehydrogenázy. Dále byla měřena koncentrace albuminu a lipidů v séru, v tkáni ledviny pak lipoperoxidace (jako TBARS – látky reagující s kyselinou thiobarbiturovou), AOPP (produkty pokročilé oxidace proteinů) a glutathionperoxidáza (GSHPx) a MCP‑1 a TGF‑β1 v moči.

Výsledky studie:

  • Sérové koncentrace AGE byly významně vyšší u zvířat s 5/6 nefrektomií než u kontrol. Nejvyšší byly u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE a postupem času se dále zvyšovaly. Podobně tomu bylo i ve tkáni ledviny. Přitom lipidový profil a sérový albumin se u nefrektomovaných zvířat nelišil.
  • Hmotnost ledviny se postupem času zvyšovala, a to nejvíce ve skupině zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE. Stejně tak se zvětšovala velikost glomerulů. Na druhé straně hmotnost ledviny a velikost glomerulů u zvířat na dietě s nízkým obsahem AGE byla menší než u zvířat na standardní stravě.
  • Postupem času progredovala u nefrektomovaných zvířat glomeruloskleróza a intersticiální fibróza, nejvíce u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE, zvířata na dietě s nízkým obsahem AGE měla opět lepší výsledky než zvířata na standardní stravě. Sérová koncentrace AGE významně korelovala s glomerulosklerózou i intersticiální fibrózou. Infiltrace makrofágy ve zbytku ledviny byla patrna v glomerulech i v intersticiu, opět nejvíce u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE. Restrikce AGE významně snižovala infiltraci makrofágy. Opět byla patrná souvislost se sérovými koncentracemi AGE.
  • Subtotální nefrektomie vedla ke zhoršení renální funkce (zvýšení kreatininu v séru a snížení clearance kreatininu). Systolický krevní tlak se zvyšoval od 5. týdne u všech nefrektomovaných zvířat stejně. Zhoršování renální funkce a proteinurie bylo nejvýznamnější u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE, a naopak nejméně patrné u zvířat na dietě nízkým obsahem AGE. Sérové koncentrace AGE u nefrektomovaných zvířat významně korelovaly s proteinurií a clearance kreatininu.
  • Imunohistochemické studie ukázaly, že barvení na MCP‑1 a TGF‑β1 bylo minimálně pozitivní v tubulárních buňkách a negativní v glomerulech. U 5/6 nefrektomovaných zvířat byla zjištěna pozitivita v tubulointersticiu i glomerulech – více u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE a méně u zvířat s nízkým obsahem AGE ve srovnání se zvířaty na standardní stravě. Podobné výsledky byly získány pro expresi MCP‑1 a TGF‑β1 mRNA. Močová exkrece MCP‑1 a TGF‑β1byla významně zvýšena u zvířat s 5/6 nefrektomií – nejvíce u zvířat na dietě s vysokým obsahem AGE.
  • Parametry oxidačního stresu – TBARS a AOPP – měřeny v homogenátu renálního kortexu byly u nefrektomovaných zvířat významně zvýšeny a GSHPx sníženo. Obsah AGE v ledvině koreloval významně pozitivně s TBARS a AOPP a negativně s GSHPx.

Komentář

Produkty pokročilé glykace (AGE), látky vzniklé neezymatickou glykací a vlivem oxidačního a karbonylového stresu, hrají významnou roli v patogenezi řady chronických onemocnění a jejich závažných, často fatálních komplikací, např. diabetes mellitus, kardiovaskulárníchonemocnění či chronického selhání ledvin. Tkáňová akumulace AGE má řadu toxických účinků. AGE mohou přímo poškodit strukturu extracelulární matrix, zesítit proteiny, změnit jejich fyzikální a chemické vlastnosti a metabolismus, nebo mohou působit přes specifické receptory, především RAGE (receptor pro AGE), a indukovat tak oxidační stres, prozánětlivou odpověď a up‑regulovat protrombotické cesty s následným tkáňovým poškozením. Solubilní RAGE (sRAGE) je přirozeně se vyskytujícím inhibitorem patologických účinků přes RAGE.

AGE byly nejprve studovány potravinovými chemiky (Maillard, 1912), jejich spoluúčast u různých patologických stavů byla popsána teprve o několik desítek let později. Ukazuje se, že v poškození organismu mají význam jak AGE vzniklé přímo v organismu, tak exogenní AGE a jejich prekursory – jejich zdrojem je především potrava a tabákový kouř. Přitom je v současné době všeobecně uznáváno, že jen malá část AGE z požité potravy (cca 10 %, především nízkomolekulární látky) je absorbována do cirkulace a z nich asi 30 % je vylučováno močí a stolicí (Faist a Ebersdobler, 2000).

Výsledky v komentované experimentální práci jasně ukazují, že strava bohatá na AGE urychluje progresi renální insuficience v modelusubtotální nefrektomie. Na druhou stranu omezení AGE v potravě zpomaluje fibrotizaci v ledvině a zhoršování funkce ledviny, pravděpodobně cestou snížení oxidačního stresu a zánětu. Potrava bohatá na AGE může totiž zvyšovat akumulaci AGE v ledvině a může potencovat intrarenální oxidační stres a zánět, což může následně zvýšit endogenní tvorbu AGE. Pokud tato hypotéza skutečně platí, a to nejen v experimentu, ale především u člověka, pak restrikce AGE v potravě může zpomalit progresi chronických onemocnění ledvin, a proto by dietní intervence měla být zvážena u všech pacientů s chronickým onemocněním ledvin. Na druhou stranu je vhodné konstatovat, že množství AGE v potravě se zvyšuje při jejím tepelném zpracování (především smažení a grilování) a takováto strava má často také lepší chuť. Snaha snížit AGE v potravě by neměla být za cenu malnutrice, která by pak negativně ovlivnila prognózu nemocného.

Ledviny mají důležitou funkci ve vylučování AGE, a jak ukazují výsledky studie, u kontrolních laboratorních zvířat na normální stravě se jejich hladiny významně nemění. U jedinců s nepostiženou funkcí ledvin je tedy zřejmě jejich příjem, metabolismus a vylučování v dynamické rovnováze.

Ukazuje se, že produkty pokročilé glykace, jejich vznik, metabolismus a biologické účinky jsou ovlivněny multifaktoriálně a je nutné se jimi komplexně zabývat, aby bylo možné správně preventivně a terapeuticky zasáhnout.

Literatura