Значение малобелковой диеты и препаратов кетоаналогов незаменимых аминокислот в контроле над карбамилированием белков и токсическими эффектами мочевины при хронической болезни почек

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Хроническая болезнь почек (ХБП) характеризуется высокой смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, развитию которых способствуют как традиционные факторы риска (характерные для общей популяции), так и нетрадиционные (специфичные для пациентов с ХБП).

К числу таких факторов относятся уремические токсины, для которых установлена причинно-следственная взаимосвязь с конкретными патологическими процессами у пациентов с ХБП, в том числе с формированием сосудистой дисфункции и ускоренным прогрессированием атеросклероза. Мочевина долгое время рассматривалась не в качестве уремического токсина, а как маркер метаболического дисбаланса или эффективности диализа (Kt/V) у пациентов с ХБП. В последние годы появляется все больше публикаций, посвященных изучению токсических эффектов мочевины с развитием токсико-уремических осложнений и фенотипа преждевременного старения, распространенного при ХБП. Установлено, что повышение уровней мочевины при уремическом синдроме вызывает повреждение эпителиального барьера кишечника с транслокацией бактериальных токсинов в кровоток и развитием системного воспаления, провоцирует апоптоз клеток гладкой мускулатуры сосудов, а также эндотелиальную дисфункцию, что напрямую способствует развитию сердечно-сосудистых осложнений.

Опосредованные эффекты повышенного содержания мочевины связаны с реакциями карбамилирования, когда изоциановая кислота (продукт катаболизма мочевины) изменяет структуру и функцию белков в организме. Карбамилирование белков у пациентов с ХБП связано с развитием фиброза почек, атеросклероза и анемии. Таким образом, мочевина сегодня рассматривается в качестве важного негативного агента в патогенезе осложнений при ХБП. Исследования, посвященные изучению малобелковой диеты с назначением препаратов кетоаналогов незаменимых аминокислот в целях минимизации накопления мочевины и других уремических токсинов, демонстрируют клиническую пользу такого вмешательства в плане замедления прогрессирования ХБП и развития сердечно-сосудистых осложнений.

Об авторах

Наталья Алексеевна Михайлова

ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: natmikhailova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5819-4360

канд. мед. наук, доц., доц. каф. нефрологии и гемодиализа

Россия, Москва

Список литературы

  1. Foley RN, Parfrey PS, Sarnak MJ. Epidemiology of cardiovascular disease in chronic renal disease. J Am Soc Nephrol. 1998;9:S16-S23
  2. Kalantar-Zadeh K, Ikizler TA, Block G, et al. Malnutrition-inflammation complex syndrome in dialysis patients: causes and consequences. Am J Kidney Dis. 2003;42:864-81. doi: 10.1016/j.ajkd.2003.07.016
  3. Kendrick J, Chonchol MB. Nontraditional risk factors for cardiovascular disease in patients with chronic kidney disease. Nat Clin Pract Nephrol. 2008;4:672-81. doi: 10.1038/ncpneph0954
  4. Lau WL, Ix JH. Clinical detection, risk factors, and cardiovascular consequences of medial arterial calcification:a pattern of vascular injury associated with aberrant mineral metabolism. Semin Nephrol. 2013;33:93-105. doi: 10.1016/j.semnephrol.2012.12.011
  5. Gotch FA. The current place of urea kinetic modelling with respect to different dialysis modalities. Nephrol Dial Transplant. 1998;13(Suppl. 6):10-4. doi: 10.1093/ndt/13.suppl_6.10
  6. Herter CA. On Urea in Some of its Physiological and Pathological Relations: The Johns Hopkins Hospital Reports: Contributions to the Science of Medicine, Johns Hopkins Press, 1900.
  7. Johnson WJ, Hagge WW, Wagoner RD, et al. Effects of urea loading in patients with far-advanced renal failure. Mayo Clin Proc. 1972;47:21-9
  8. Massy ZA, Pietrement C, Tour´e F. Reconsidering the lack of urea toxicity in dialysis patients. Semin Dial. 2016;29:333-7. doi: 10.1111/sdi.12515
  9. Wei LL, Vaziri ND. Urea, a true uremic toxin: the empire strikes back. Clin Sci (Lond). 2017;131(1):3-12. doi: 10.1042/CS20160203
  10. White WE, Yaqoob MM, Harwood SM. Aging and uremia:is there cellular and molecular crossover? World J Nephrol. 2015;4:19-30. doi: 10.5527/wjn.v4.i1.19
  11. Bossola M, Sanguinetti M, Scribano D, et al. Circulating bacterial-derived DNA fragments and markers of inflammation in chronic hemodialysis patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2009;4:379-85. doi: 10.2215/CJN.03490708
  12. Feroze U, Kalantar-Zadeh K, Sterling KA, et al. Examining associations of circulating endotoxin with nutritional status, inflammation, and mortality in hemodialysis patients. J Ren Nutr. 2012;22:317-26. doi: 10.1053/j.jrn.2011.05.004
  13. D’Apolito M, Du X, Zong H, et al. Urea-induced ROS generation causes insulin resistance in mice with chronic renal failure. J Clin Invest. 2010;120:203-13. doi: 10.1172/JCI37672
  14. Tr´echerel E, Godin C, Louandre C, et al. Upregulation of BAD, a pro-apoptotic protein of the BCL2 family, in vascularsmooth muscle cells exposed to uremic conditions. Biochem Biophys Res Commun. 2012;417:479-83. doi: 10.1016/j.bbrc.2011.11.144
  15. Shroff R, McNair R, Figg N, et al. Dialysis accelerates medial vascular calcification in part by triggering smooth muscle cell apoptosis. Circulation. 2008;118:1748-57. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.108.783738
  16. Davignon J, Ganz P. Role of endothelial dysfunction in atherosclerosis. Circulation. 2004;109:23(Suppl. 1):III27-III32. doi: 10.1161/01.CIR.0000131515.03336.f8
  17. Annuk M, Zilmer M, Lind L, et al. Oxidative stress and endothelial function in chronic renal failure. J Am Soc Nephrol. 2001;12:2747-52. doi: 10.1681/ASN.V12122747
  18. Apostolov EO, Ray D, Savenka AV, et al. Chronic uremia stimulates LDL carbamylation and atherosclerosis. J Am Soc Nephrol. 2010;21:1852-7. doi: 10.1681/ASN.2010040365
  19. Kalim S, Karumanchi SA, Thadhani RI, Berg AH. Protein carbamylation in kidney disease:pathogenesis and clinical implications. Am J Kidney Dis. 2014;64:793-803. doi: 10.1053/j.ajkd.2014.04.034
  20. Nilsson L, Lundquist P, Kågedal B, Larsson R. Plasma cyanate concentrations in chronic renal failure. Clin Chem. 1996;42:482-3. PMID: 8598126
  21. Beswick HT, Harding JJ. Conformational changes induced in bovine lens alpha-crystallin by carbamylation. Relevance to cataract. Biochem J. 1984;223:221-7. doi: 10.1042/bj2230221
  22. Park KD, Mun KC, Chang EJ, et al. Inhibition of erythropoietin activity by cyanate. Scand J Urol Nephrol. 2004;38:69-72. doi: 10.1080/00365590310006291
  23. Oimomi M, Hatanaka H, Yoshimura Y, et al. Carbamylation of insulin and its biological activity. Nephron. 1987;46:63-6. doi: 10.1159/000184303
  24. Bose C, Shah SV, Karaduta OK, Gur P. Kaushal Carbamylated Low-Density Lipoprotein (cLDL)-Mediated Induction of Autophagy and Its Role in Endothelial Cell Injury. PLoS One. 2016;11(12):e0165576. doi: 10.1371/journal.pone.0165576
  25. Jaisson S, Larreta-Garde V, Bellon G, et al. Carbamylation differentially alters type I collagen sensitivity to various collagenases. Matrix Biol, 2007 26(3):p. 190–6. doi: 10.1016/j.matbio.2006.10.008
  26. Binder V, et al., Impact of fibrinogen carbamylation on fibrin clot formation and stability. Thromb Haemost. 2017;17(5):899-910. doi: 10.1016/j.matbio.2006.10.008
  27. Mori D, Matsui I, Shimomura A, et al. Protein carbamylation exacerbates vascular calcification. Kidney Int. 2018;94(1):72-90. doi: 10.1016/j.kint.2018.01.033
  28. Jaisson S, Kerkeni M, Santos-Weiss IC, et al. Increased serum homocitrulline concentrations are associated with the severity of coronary artery disease. Clin Chem Lab Med. 2015;53(1):103-10. doi: 10.1515/cclm-2014-0642
  29. Sun JT, Yang K, Mao JY, et al. Cyanate-impaired angiogenesis: association with poor coronary collateral growth in patients with stable angina and chronic total occlusion. J Am Heart Assoc. 2016;5(12). doi: 10.1161/JAHA.116.004700
  30. Drechsler C, Kalim S, Wenger JB, et al. Protein carbamylation is associated with heart failure and mortality in diabetic patients with end-stage renal disease. Kidney Int. 2015;87:1201-8. doi: 10.1038/ki.2014.429
  31. Gorisse L, Pietrement C, Vuiblet V, et al. Protein carbamylation is a hallmark of aging. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 2016;113:1191-6. doi: 10.1073/pnas.1517096113
  32. Berg AH, Drechsler C, Wenger J, et al. Carbamylation of serum albumin as a risk factor for mortality in patients with kidney failure. Sci Transl Med. 2013;5(175):175ra29. doi: 10.1126/scitranslmed.3005218
  33. Koeth RA, Kalantar-Zadeh K, Wang Z, et al. Protein carbamylation predicts mortality in ESRD. J Am Soc Nephrol. 2013;24(5):853-61. doi: 10.1681/ASN.2012030254
  34. Pietrement C, Gorisse L, Jaisson S, Gillery P. Chronic increase of urea leads to carbamylated proteins accumulation in tissues in a mouse model of CKD. PLoS One. 2013;8:e82506. doi: 10.1371/journal.pone.0082506
  35. Gross ML, Piecha G, Bierhaus A, et al. Glycated and carbamylated albumin are more "nephrotoxic" than unmodified albumin in the amphibian kidney. Am J Physiol Renal Physiol. 2011;301. doi: 10.1152/ajprenal.00342.2010
  36. Hörkkö S, Huttunen K, Kervinen K, Kesäniemi YA. Decreased clearance of uraemic and mildly carbamylated low-density lipoprotein. Eur J Clin Invest. 1994;24:105-13. doi: 10.1111/j.1365-2362.1994.tb00974.x
  37. Ok E, Basnakian AG, Apostolov EO, et al. Carbamylated low-density lipoprotein induces death of endothelial cells:a link to atherosclerosis in patients with kidney disease. Kidney Int. 2005;68:173-8. doi: 10.1111/j.1523-1755.2005.00391.x
  38. Apostolov EO, Shah SV, Ok E, Basnakian AG. Carbamylated low-density lipoprotein induces monocyte adhesion to endothelial cells through intercellular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2007;27:826-32. doi: 10.1161/01.ATV.0000258795.75121.8a
  39. Kalim S, Tamez H, Wenger J, et al. Carbamylation of serum albumin and erythropoietin resistance in end stage kidney disease. Clin J Am Soc Nephrol. 2013;8:1927-34. doi: 10.2215/CJN.04310413
  40. Raj DS, Oladipo A, Lim VS. Amino acid and protein kinetics in renal failure:an integrated approach. Semin. Nephrol. 2006;26:158-66. doi: 10.1016/j.semnephrol.2005.09.006
  41. Carrero JJ, Stenvinkel P, Cuppari L, et al. Etiology of the protein-energy wasting syndrome in chronic kidney disease:a consensus statement from the International Society of Renal Nutrition and Metabolism (ISRNM). J Ren Nutr 2013;2:77-90. doi: 10.1053/j.jrn.2013.01.001
  42. Lau WL, Vaziri ND. Urea, a true uremic toxin:the empire strikes back. Clin Sci (Lond). 2017;131(1):3-12. doi: 10.1042/CS20160203
  43. Ramezzani A, Raj DS. The Gut Microbiome, Kidney Disease, and Targeted Interventions. J Am Soc Nephrol. 2014;25:657-70. doi: 10.1681/ASN.2013080905
  44. Vaziri ND, Zhao YY, Pahl MV. Altered intestinal microbial flora and impaired epithelial barrier structure and function in CKD: the nature, mechanisms, consequences and potential treatment. Nephrol Dial Transplant. 2016;31:737-46. doi: 10.1093/ndt/gfv095
  45. Anders HJ, Andersen K, Stecher B. The intestinal microbiota, a leaky gut, and abnormal immunity in kidney disease. Kidney Int. 2013;83:1010-6. doi: 10.1038/ki.2012.440
  46. Wong J, Piceno YM, Desantis TZ, et al. Expansion of urease- and uricase-containing, indole- and p-cresolforming and contraction of short-chain fatty acidproducing intestinal microbiota in ESRD. Am J Nephrol. 2014;39:230-7. doi: 10.1159/000360010
  47. Andersen K, Kesper MS, Marschner JA, et al. Intestinal Dysbiosis, Barrier Dysfunction, and Bacterial Translocation Account for CKD-Related Systemic Inflammation. J Am Soc Nephrol. 2017;28:76-83. doi: 10.1681/ASN.2015111285
  48. Vanholder R, Schepers E, Pletinck A, et al. The uremic toxicity of indoxyl sulphate e p-cresol sulplhate:a systematic review. J Am Soc Nephrol. 2014;25:1897-907. doi: 10.1681/ASN.2013101062
  49. Marzocco S, Dal Piaz F, Di Micco L, et al. Very low protein diet reduces indoxyl sulfate levels in chronic kidney disease. Blood Purif. 2013;35:196-201. doi: 10.1159/000346628
  50. Sirich TL, Plummer NS, Gardner CD, et al. Effect of Increasing Dietary Fiber on Plasma Levels of Colon-Derived Solutes in Hemodialysis Patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2014;9:1603-10. doi: 10.2215/CJN.00490114
  51. Bellizzi V, Di Iorio BR, De Nicola L, et al. Very low protein diet supplemented with ketoanalogs improves blood pressure control in chronic kidney disease. Kidney Int. 2007;71:245-51. doi: 10.1038/sj.ki.5001955
  52. Di Iorio BR, Marzocco S, Bellasi A, et al. Nutritional therapy reduces protein carbamylation through urea lowering in chronic kidney disease. Nephrol Dial Transpl. 2018;33:804-13. doi: 10.1093/ndt/gfx203
  53. Bellizzi V, Cupisti A, Locatelli F, et al. Low-protein diets for chronic kidney disease patients: the Italian experience. BMC Nephrol. 2016;17:77. doi: 10.1186/s12882-016-0280-0
  54. Di Iorio BR, de Simone E, Quintaliani P. Protein Intake with diet or nutritional therapy in ESRD. A different point of view for non specialists. G Ital Nefrol. 2016;33(2):gin/33.2.1. PMID: 27067210
  55. Rocchetti M, Biagio R, di Iorio BR, et al. Ketoanalogs’ effects on intestinal microbiota modulation and uremic toxins serum levels in chronic kidney disease (Medika2 Study). J Clin Med. 2021;10(4):840. doi: 10.3390/jcm10040840
  56. Смирнов А.В., Кучер А.Г., Каюков И.Г., Цыгин А.Н. Диетотерапия при хронической болезни почек. В кн.: Нефрология. Национальное руководство. Краткое издание. Под ред. Н.А. Мухина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016; с. 67 [Smirnov AV, Kucher AG, Kayukov IG, Tsygin AN. Diet therapy for chronic kidney disease. In the book: Nephrology. National leadership. Short edition. Edited by NA Mukhin. Moscow: GEOTAR-Media, 2016;p. 67 (in Russian)].
  57. KDOQI Clinical Practice Guideline for Nutrition in CKD: 2020 Update. Am J Kidney Dis.;76(3 Suppl. 1):S1-S107. doi: 10.1053/j.ajkd.2020.05.006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Токсические эффекты мочевины в различных системах органов: прямые (белые прямоугольники) и опосредованные (затемненные прямоугольники).

Скачать (314KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Реакции карбамилирования, развивающиеся у пациентов с ХБП [20].

Скачать (162KB)
Метаданные

© ООО "Консилиум Медикум", 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах