Επιδράσεις του χρόνου ετερόπλευρης νεφρεκτομής και των ισχαιμικών καταστάσεων στην ίνωση των νεφρών μετά από μονόπλευρο τραυματισμό ισχαιμίας νεφρού-επαναιμάτωση Ⅲ

Συζήτηση

Ζωικά μοντέλα IRI νεφρού, ιδιαίτερα το μοντέλο uIRI με καθυστερημένη ετερόπλευρη νεφρεκτομή, χρησιμοποιούνται συνήθως για τη διερεύνηση της μετάβασης AKI-CKD, αλλά οι συνθήκες μοντελοποίησης ποικίλλουν ευρέως μεταξύ διαφορετικών ερευνών [8,10,12,17]. Στη μελέτη μας, αξιολογήσαμε τις επιδράσεις του χρονισμού της ετερόπλευρης νεφρεκτομής μετά από uIRI, τις θερμοκρασίες του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας και τις διάρκειες ισχαιμίας των νεφρών στην ινωτική έκβαση μετά την ΑΚΙ. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ένα μεγαλύτερο διάστημα μεταξύ ετερόπλευρης νεφρεκτομής και uIRI, υψηλότερη ισχαιμική θερμοκρασία σώματος ή μεγαλύτερη ισχαιμική διάρκεια, προκάλεσε σοβαρότερη νεφρική βλάβη και ίνωση όταν οι άλλες δύο μεταβλητές διορθώθηκαν.

ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΕΔΩ ΓΙΑ ΝΑ ΛΑΒΕΤΕ ΦΥΤΙΚΟ ΣΥΝΘΕΣΗ CISTANCHE ΓΙΑ ΤΑ ΝΕΦΡΑ

Αρχικά παρατηρήσαμε την επίδραση των χρονικών διαστημάτων μεταξύ της ετερόπλευρης νεφρεκτομής και της uIRI στη νεφρική βλάβη. Τα χρονικά διαστήματα μεταξύ της ετερόπλευρης νεφρεκτομής και της uIRI σε προηγούμενες αναφορές διέφεραν ευρέως. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η νεφρική ίνωση του ισχαιμικού νεφρού δεν ήταν εμφανής στις 42 ημέρες μετά το uIRI όταν διεξήχθη ετερόπλευρη νεφρεκτομή 3 ημέρες μετά το uIRI [21] και το ινωτικό αποτέλεσμα μπορούσε να φανεί στις 56 ημέρες μετά το uIRI όταν διεξήχθη ετερόπλευρη νεφρεκτομή 7 ημέρες μετά το uIRI [10]. Σημαντικές ινωτικές αλλαγές του ισχαιμικού νεφρού συνέβησαν στις 28 ημέρες μετά το uIRI όταν η ετερόπλευρη νεφρεκτομή διενεργήθηκε 8 ημέρες μετά το uIRI [12], ενώ ορισμένοι ερευνητές βρήκαν αυτό το αποτέλεσμα μόνο 11 ημέρες μετά το uIRI όταν ο ετερόπλευρος νεφρός αφαιρέθηκε 10 ημέρες μετά το uIRI [8]. Επιπλέον, ορισμένοι ερευνητές παρατήρησαν ακόμη και ίνωση των νεφρών στις 98 ημέρες μετά το uIRI, όταν ο ετερόπλευρος νεφρός εκτομήθηκε 14 ημέρες μετά το uIRI [15]. Ωστόσο, λίγοι ερευνητές έχουν διερευνήσει την επίδραση διαφορετικών χρονικών διαστημάτων μεταξύ της ετερόπλευρης νεφρεκτομής και της uIRI στη νεφρική ίνωση. Με βάση τα αποτελέσματα που αναφέρθηκαν στη βιβλιογραφία και το προπείραμά μας, επιλέξαμε 7 ημέρες, 10 ημέρες και 14 ημέρες μετά την uIRI για την αφαίρεση του ετερόπλευρου νεφρού αντίστοιχα, με σταθερή ισχαιμική διάρκεια και θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος της ισχαιμίας κατά τη διάρκεια της uIRI. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το ποσοστό επιβίωσης μειώθηκε και ο βαθμός της νεφρικής βλάβης, της ιστοπαθολογικής βλάβης του νεφρού και της νεφρικής ίνωσης επιδεινώθηκε με την επέκταση του διαστήματος μεταξύ των δύο επεμβάσεων. Αυτό υποδηλώνει ότι το χρονικό διάστημα μεταξύ της ετερόπλευρης νεφρεκτομής και της uIRI επηρέασε σημαντικά την έκβαση του νεφρού. Όσον αφορά τα τρέχοντα αποτελέσματά μας, η διαφορά των 3 ημερών στα χρονικά διαστήματα οδήγησε σε σημαντική διαφορά στη σοβαρότητα της εξέλιξης της ΑΚΙ σε ΧΝΝ. Η νεφρική ίνωση μετά την ΑΚΙ έγινε πιο σοβαρή με μεταγενέστερη ετερόπλευρη νεφρεκτομή. Ο πιθανός λόγος για αυτό είναι ότι η λειτουργία των νεφρών μετά την IRI διατηρείται κυρίως από την αντισταθμιστική εργασία του ετερόπλευρου ανέπαφου νεφρού και η παροχή αίματος του τραυματισμένου νεφρού μειώνεται με την πάροδο του χρόνου και οδηγεί σε ίνωση [11,12]. Εάν αφαιρέσουμε τον ετερόπλευρο νεφρό σε αυτό το σημείο, η λειτουργία του τραυματισμένου νεφρού δεν θα αντισταθμιζόταν. Όσο νωρίτερα αφαιρεθεί ο ετερόπλευρος άθικτος νεφρός, τόσο καλύτερο θα είναι το αποτέλεσμα αντιστάθμισης για τον τραυματισμό. Αντίθετα, όταν η ετερόπλευρη νεφρεκτομή γίνει αργότερα, τόσο πιο σοβαρή θα είναι η νεφρική ίνωση. Σύμφωνα με την προηγούμενη μελέτη [7], το uIRI είναι πιο πιθανό να προκαλέσει ίνωση στον τραυματισμένο νεφρό εάν διατηρηθεί ο ετερόπλευρος νεφρός, ενώ η αφαίρεση του ανέπαφου νεφρού ευνοεί τη μακροχρόνια αποκατάσταση του νεφρού IRI [21].

Βρήκαμε επίσης ότι η θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας των νεφρών είχε σημαντικό αντίκτυπο στον τραυματισμό των νεφρών. Υπάρχουν κρύα και θερμά IRI νεφρών. Η διεξαγωγή IRI νεφρού στους 32 C ή χαμηλότερα ονομάζεται ψυχρή, η οποία χρησιμοποιείται συνήθως σε μελέτες μεταμόσχευσης νεφρού [2]. Χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο θερμής ισχαιμίας για τη διερεύνηση της μετάβασης του AKI CKD και το προπείραμά μας έδειξε ότι δεν συνέβησαν εμφανείς ινωτικές αλλαγές όταν ελέγχαμε τη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας στους 33 C, 34 C ή 35 C. Ωστόσο, τα περισσότερα ποντίκια δεν μπορούσαν να ανεχθούν υψηλή ισχαιμία θερμοκρασία και πέθανε κατά τη διάρκεια της επέμβασης όταν ήταν υψηλότερη από 39 C. Ως αποτέλεσμα, επιλέξαμε 36-38 C για την ισχαιμική θερμοκρασία στη μελέτη μας. Παρατηρήσαμε την επίδραση της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος στους 36 C, 36,5 C, 37 C, 37,5 C και 38 C σε νεφρική βλάβη με σταθερή ισχαιμική διάρκεια 24 λεπτών και αφαίρεση του ετερόπλευρου νεφρού 14 ημέρες μετά την uIRI. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η υψηλότερη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας των νεφρών είχε ως αποτέλεσμα χαμηλότερο ποσοστό επιβίωσης, πιο έντονη επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας και πιο σοβαρή νεφρική ίνωση. Παρόμοια με προηγούμενες αναφορές [2], η διαφορά 1 C στη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος οδήγησε σε στατιστικά σημαντικές αλλαγές στη λειτουργία των νεφρών και στην ινωτική έκβαση που αναφέρθηκε παραπάνω. Βρήκαμε ότι μια διαφορά 0,5 C στη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας δεν οδήγησε σε σημαντική διαφορά στη σοβαρότητα της ίνωσης. Συνεπής με την ανάγκη ελέγχου των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος εντός 0,5 C κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας μεταξύ των ομάδων, η οποία επισημάνθηκε από λίγες μόνο μελέτες [22]. Αυτά τα αποτελέσματα παρείχαν ισχυρές αποδείξεις για το εύρος ελέγχου θερμοκρασίας για τη μοντελοποίηση IRI. Η ομάδα μας ανακάλυψε επίσης προηγουμένως ότι εάν η θερμοκρασία του πυρήνα ήταν πολύ χαμηλή κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας, οι νεφροί δεν είχαν σημαντικές εκδηλώσεις ίνωσης ακόμη και αν η διάρκεια της ισχαιμίας ήταν αρκετά μεγάλη (τα αποτελέσματα δεν φαίνονται), γεγονός που υποδηλώνει επίσης τη σημασία αυστηρού ελέγχου της ισχαιμικής θερμοκρασίας. Ωστόσο, λίγες εργασίες που έχουν δημοσιευτεί μέχρι σήμερα έχουν αναφέρει τη θερμοκρασία του πυρήνα κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας των νεφρών, Skrypnyk et al. [12] σταθεροποίησαν ποντίκια σε σύστημα λουτρού νερού στους 38 C χωρίς να αναφέρουν τη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας. Οι Colombaro et al. [14] και Li et al. [16] δεν ανέφερε την ισχαιμική θερμοκρασία στις μελέτες τους, υποδεικνύοντας ότι η επίδραση της ισχαιμικής θερμοκρασίας στη μοντελοποίηση δεν έχει τονιστεί επαρκώς.

Τέλος, διερευνήσαμε την επίδραση της ισχαιμικής διάρκειας στην εξέλιξη της ΧΝΝ μετά από ΑΚΙ. Η ισχαιμική διάρκεια που περιγράφεται σε προηγούμενες μελέτες κυμαίνεται από 15 λεπτά [15] έως 45 λεπτά [10]. Όταν η ισχαιμική διάρκεια ήταν μικρότερη από 21 λεπτά στο προ-πείραμά μας, δεν βρέθηκαν σημαντικές ινωτικές αλλαγές. Όταν η ισχαιμική διάρκεια ήταν μεγαλύτερη από 30 λεπτά, όλα τα ποντίκια πέθαναν σε 24 ώρες μετά την ετερόπλευρη νεφρεκτομή. Επομένως, στη μελέτη μας, η ισχαιμική διάρκεια ορίστηκε στα 21-30 λεπτά. Οι ισχαιμικές διάρκειες ορίστηκαν στα 21 λεπτά, 24 λεπτά, 27 λεπτά και 30 λεπτά αντίστοιχα, με τη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος στους 37 C και το χρονικό διάστημα μεταξύ ετερόπλευρης νεφροτομής και uIRI 14 ημερών. Όπως περιγράφεται στα αποτελέσματα, όλα τα ποντίκια στις ομάδες των 27-λεπτών και 30 λεπτών πέθαναν εντός 7 ημερών μετά την ετερόπλευρη νεφρεκτομή, υποδεικνύοντας ότι ο τραυματισμός ήταν σοβαρός και ξεπέρασε το όριο επιβίωσης των ποντικών. Ευτυχώς, η επίδραση του ισχαιμικού χρόνου στην νεφρική βλάβη έχει πλέον σημειωθεί από άλλες έρευνες και τα αποτελέσματά μας ήταν συνεπή με τη μελέτη των Wei et al. [15]. Η διάρκεια ισχαιμίας του νεφρού πάνω από 27 λεπτά με αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος στους 37 C κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας οδήγησε σε θανατηφόρο τραυματισμό και τα 21 λεπτά και 24 λεπτά ήταν οι κατάλληλοι ισχαιμικοί χρόνοι. Όσον αφορά τους χρόνους ισχαιμίας και τους αντίστοιχους βαθμούς νεφρικής βλάβης, τα αποτελέσματά μας διαφέρουν σαφώς από τμήματα προηγούμενων μελετών. Στη μελέτη των Guan et al., ο μεγαλύτερος χρόνος ισχαιμίας ήταν 45 λεπτά [10]. Σύμφωνα με τους Li et al., ο χρόνος ισχαιμίας των 35 λεπτών προκάλεσε μέτριο έως σοβαρό τραυματισμό [16]. Ωστόσο, ο χρόνος ισχαιμίας των 30 λεπτών στις περισσότερες έρευνες προκάλεσε μέτριο έως σοβαρό τραυματισμό [2,8,12,17,23]. Ο λόγος για τις παραπάνω διαφορές μπορεί να οφείλεται στην έλλειψη αυστηρού ελέγχου της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος κατά την ισχαιμία. Όσον αφορά τα τρέχοντα αποτελέσματά μας, η διαφορά 3 λεπτών στην ισχαιμική διάρκεια έκανε σημαντική διαφορά στη βαρύτητα της ΑΚΙ

Συνοπτικά, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι παρόλο που το μοντέλο uIRI με καθυστερημένη ετερόπλευρη νεφρεκτομή οδήγησε σε έκπτωση της νεφρικής λειτουργίας, ιστοπαθολογικές αλλαγές και ινωτική έκβαση στις περισσότερες περιπτώσεις, που σήμαινε μετάβαση AKI-CKD, το διάστημα μεταξύ ετερόπλευρης νεφρεκτομής και uIRI, θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια η ισχαιμία και η διάρκεια της ισχαιμίας επηρέασαν σημαντικά το ποσοστό επιβίωσης, τη νεφρική λειτουργία και τη νεφρική ίνωση, δηλαδή τη σοβαρότητα της ΧΝΝ. Επομένως, ο αυστηρός έλεγχος των πειραματικών συνθηκών είναι πολύ σημαντικός για τη σταθερότητα και τη συνέπεια του ζωικού μοντέλου, το οποίο αποτελεί τη βάση για την ολοκλήρωση μεταγενέστερων μελετών και θα πρέπει να έχει μεγάλη σημασία για τους ερευνητές. Η μελέτη μας παρείχε επίσης μια αναφορά σε άλλους ερευνητές για να δημιουργήσουν με επιτυχία μοντέλα AKI-CKD.

Το ποσοστό επιβίωσης στο μοντέλο μας uIRI με καθυστερημένη ετερόπλευρη νεφρεκτομή ήταν κάπως χαμηλότερο από άλλες μελέτες υπό τις ίδιες συνθήκες [15]. Είναι πιθανώς επειδή η διαφορά στις εργαστηριακές συνθήκες, τις τεχνικές και τη χειρουργική επάρκεια των χειριστών, τα πειραματικά περιβάλλοντα με διαφορετικές θερμοκρασίες, τον εξοπλισμό ελέγχου θερμοκρασίας και τους μικροαρτηριακούς σφιγκτήρες, που μπορεί να επηρεάσουν τα αποτελέσματα. Επομένως, μια σταθερή θερμοκρασία περιβάλλοντος και οι εκπαιδευμένοι και ειδικευμένοι χειριστές είναι επίσης σημαντικά για τη δημιουργία ενός συνεπούς και αξιόπιστου μοντέλου ισχαιμικού AKI.

Η μελέτη μας είχε επίσης περιορισμούς. Περιορισμένοι από τον τεράστιο φόρτο εργασίας, μελετήσαμε μόνο τα αποτελέσματα της ετερόπλευρης νεφρεκτομής που πραγματοποιήθηκε την ημέρα 7, την ημέρα 10 και την ημέρα 14 μετά το uIRI και δεν παρατηρήσαμε την επίδραση πιο λεπτών διαφορών χρονικών διαστημάτων (π.χ. ημέρα 8 και ημέρα 9 μετά το uIRI) όταν διερεύνηση της επίδρασης των χρονικών σημείων της ετερόπλευρης νεφρεκτομής μετά από uIRI στη νεφρική βλάβη. Οι ισχαιμικές διάρκειες ορίστηκαν μόνο στα 21 λεπτά, 24 λεπτά, 27 λεπτά και 30 λεπτά κατά τη μελέτη της επίδρασης διαφορετικών ισχαιμικών διαρκειών στην ίνωση των νεφρών, όπως περιγράφεται στα προ-πειραματικά μας αποτελέσματα και σε προηγούμενες αναφορές. Η επίδραση μικρότερων διαφορών στον ισχαιμικό χρόνο (π.χ. 22 λεπτά, 23 λεπτά) στην ινωτική έκβαση δεν παρατηρήθηκε. Επομένως, με βάση τα διαθέσιμα αποτελέσματα, μπορούμε μόνο να συναγάγουμε το συμπέρασμα ότι η διαφορά 3 ημερών στο χρονικό διάστημα ή η διαφορά 3 λεπτών στη χρονική διάρκεια έχει σημαντικό αντίκτυπο στον τραυματισμό των νεφρών, ενώ απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τον προσδιορισμό του αντίκτυπου μικρότερα χρονικά διαστήματα. Μια υψηλότερη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας ή μεγαλύτερης διάρκειας ισχαιμίας προκάλεσε υψηλότερες θνησιμότητα όταν καθορίστηκαν άλλες καταστάσεις. Ο αριθμός των επιζώντων ποντικών ήταν σχετικά μικρός όταν η θερμοκρασία του πυρήνα ήταν πάνω από 37 C ή όταν ο ισχαιμικός χρόνος ήταν μεγαλύτερος από 24 λεπτά, κάτι που μπορεί να έχει αντίκτυπο στην ανάλυση των δεδομένων αργότερα. Όμως τα αποτελέσματα που λήφθηκαν εξακολουθούσαν να είναι στατιστικά σημαντικά λόγω των μικρών διαφορών εντός των ομάδων, επομένως δεν προστέθηκαν επιπλέον ποντίκια.

Συμπερασματικά, στο μοντέλο uIRI με καθυστερημένη ετερόπλευρη νεφρεκτομή, η νεφρική ίνωση μετά από AKI γίνεται πιο σοβαρή καθώς το διάστημα μεταξύ της ετερόπλευρης νεφρεκτομής και του uIRI παρατείνεται, η θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας και η διάρκεια της ισχαιμίας αυξάνεται. Οι πειραματικές συνθήκες θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά σε μελλοντικές μελέτες για να τεθεί ένα καθολικό πρότυπο για το ζωικό μοντέλο AKI-CKD.

βιβλιογραφικές αναφορές

[1] Mehta RL, Burdmann EA, Cerda J, et al. Αναγνώριση και διαχείριση οξείας νεφρικής βλάβης στη Διεθνή Εταιρεία Νεφρολογίας 0από το 25 Global Snapshot: μια πολυεθνική συγχρονική μελέτη. Νυστέρι.2016;387(10032):2017–2025.

[2] Le Clef N, Verhulst A, D'Haese PC, et al. Μονομερής νεφρική ισχαιμία-επαναιμάτωση ως ισχυρό μοντέλο για οξεία έως χρόνια νεφρική βλάβη σε ποντίκια. PLoS One.2016; 11(3):e0152153.

[3] Rangaswamy D, Sud K. Οξεία νεφρική βλάβη και νόσος: μακροπρόθεσμες συνέπειες και διαχείριση. Νεφρολογία (Carlton).2018;23(11):969–980. 

[4] Rodriguez E, Arias-Cabrales C, Bermejo S, et al. Επίδραση της υποτροπιάζουσας οξείας νεφρικής βλάβης στα αποτελέσματα των ασθενών. Kidney Blood Press Res.2018;43(1):34–44. 

[5] Boor P, Sebekova K, Ostendorf T, et al. Στόχοι θεραπείας στη νεφρική ίνωση. Μεταμόσχευση Nephrol Dial.2007; 22(12):3391–3407. 

[6] Chawla LS, Eggers PW, Star RA, et al. Οξεία νεφρική βλάβη και χρόνια νεφρική νόσος ως διασυνδεδεμένα σύνδρομα. N Engl J Med.2014;371(1):58–66. 

[7] Fu Y, Tang C, Cai J, et al. Μοντέλα τρωκτικών μετάβασης AKI-CKD. Am J Physiol Renal Physiol.2018;315(4): F1098–F1106. 

[8] Xiao L, Zhou D, Tan RJ, et al. Η παρατεταμένη ενεργοποίηση της σηματοδότησης wnt/βήτα-κατενίνης οδηγεί το AKI στην εξέλιξη της ΧΝΝ. J Am Soc Nephrol.2016;27(6):1727–1740.

[9] Wei Q, Bhatt K, He HZ, et al. Η στοχευμένη διαγραφή του Dicer από τα εγγύς σωληνάρια προστατεύει από τραυματισμό νεφρικής ισχαιμίας-επαναιμάτωσης. J Am Soc Nephrol.2010; 21(5):756–761. 

[10] Guan Y, Nakano D, Zhang Y, et al. Ένα μοντέλο νεφρικής ίνωσης σε ποντίκια για να ξεπεραστεί η τεχνική διακύμανση σε τραυματισμό ισχαιμίας/επαναιμάτωσης μεταξύ των χειριστών. Sci Rep.2019;9(1):10435.