Richard J. Johnson i wsp.

Aktywność fruktokinazy pośredniczy w uszkodzeniach nerek wywołanych odwodnieniem organizmu

Dr Richard Johnson jest profesorem i dyrektorem Wydziału Chorób Nerek i Nadciśnienia Tętniczego Uniwersytetu Kolorado w Denver (USA). Jest zastępcą dyrektora Inicjatywy na rzecz Badań nad Otyłością w Kolorado (Colorado Obesity Research Initiative).

Wstęp

U pracowników sektora rolnego wzdłuż wybrzeża Pacyfiku w Ameryce Środkowej obserwuje się epidemię przewlekłej choroby nerek. Z klinicznego punktu widzenia dotyczy ona głównie mężczyzn pracujących na polach trzciny cukrowej, w szczególności na niższych wysokościach, w warunkach dużej wilgotności i wysokich temperatur. Jak dotąd nie udało się określić jednej konkretnej toksyny, pestycydu czy metalu ciężkiego, który miałby wpływ na rozwój tej epidemii, a jedynym i najważniejszym czynnikiem ryzyka jest powtarzające się odwodnienie. Badania laboratoryjne wykazały, że powracające odwodnienie może rzeczywiście powodować przewlekłą chorobę nerek u gryzoni, a dwoma głównymi mechanizmami prowadzącymi do powstania choroby są aktywacja szlaku poliolowego fruktokinazy i nadmierne, powtarzające się uwalnianie wazopresyny.

Najważniejsze ustalenia

Zbadaliśmy, czy powtarzające się odwodnienie organizmu może doprowadzić do uszkodzenia nerek przez aktywację szlaku poliolowego skutkującą gromadzeniem się w nerce endogennej fruktozy, która może następnie powodować uszkodzenie nerki w wyniku zachodzenia procesów metabolicznych mediowanych przez fruktokinazę. Myszy typu dzikiego i myszy pozbawione fruktokinazy poddawano powtarzającemu się odwodnieniu termicznemu. Po uprzednim odwodnieniu jedna grupa każdego genotypu dostawała wodę w ciągu dnia, podczas gdy druga grupa była nawadniana w nocy. W ujęciu dobowym obie grupy otrzymywały taką samą całkowitą ilość wody. U myszy typu dzikiego w grupie, w której nawodnienie organizmu następowało z opóźnieniem, stwierdzono uszkodzenie nerek, a także wzrost stężenia kreatyniny w osoczu, wzrost poziomu NGAL w moczu, uszkodzenie kanalików proksymalnych oraz zapalenie i zwłóknienie nerek. Było to związane z aktywacją szlaku poliolowego, przy podwyższonych poziomamach sorbitolu i fruktozy w korze nerek. Myszy pozbawione fruktokinazy z grupy poddanej opóźnionemu nawodnieniu były chronione przed uszkodzeniem nerek. Tak więc powtarzające się odwodnienie może powodować uszkodzenie nerek w wyniku działania mechanizmu zależnego od fruktokinazy, prawdopodobnie w związku z wytwarzaniem endogennej fruktozy w ramach szlaku poliolowego.

Znaczenie dla zdrowego nawodnienia organizmu

Powtarzające się odwodnienie może powodować uszkodzenie nerek w wyniku działania mechanizmu zależnego od fruktokinazy, prawdopodobnie w związku z wytwarzaniem endogennej fruktozy w ramach szlaku poliolowego. Zapewnienie dostępu do wystarczających ilości wody w okresie odwodnienia organizmu może chronić myszy przed uszkodzeniem nerek. Badania te mogą tłumaczyć mechanizm powstawania nefropatii w populacji Ameryki Środkowej.

Carlos A Roncal Jimenez, Takuji Ishimoto, Miguel A Lanaspa, Christopher J Rivard, Takahiko Nakagawa, A. Ahsan Ejaz, Christina Cicerchi, Shinichiro Inaba, MyPhuong Le, Makoto Miyazaki, Jason Glaser, Ricardo Correa-Rotter, Marvin A González, Aurora Aragón, Catharina Wesseling, Laura G Sánchez-Lozada i Richard J Johnson., Kidney International advance online publication [publikacja online], 11 grudnia 2013; doi: 10.1038/ki.2013.492.