skrócenie czasu życia krwinek czerwonych u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek we wczesnym stadium

Streszczenie

Tło: chociaż zmniejszona długość życia krwinek czerwonych (RBC) została zgłoszona jako czynnik przyczyniający się do niedokrwistości u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek w końcowym stadium choroby (CKD), istnieją ograniczone dane dotyczące długości życia krwinek czerwonych we wczesnym stadium CKD. Erytropoetyna w surowicy (EPO) jest uważana za główny czynnik sprawczy niedokrwistości nerkowej., Celem tego badania było porównanie długości życia RBC, poziomów EPO w surowicy i innych wskaźników niedokrwistości nerkowej w grupach pacjentów w stadium CKD oraz analiza wpływu czynników etiologicznych na anemię nerek. Metody: do badania włączono kohortę 74 niepalących pacjentów z CKD, w tym 15 w stadium 1, 18 w stadium 2, 15 w stadium 3, 15 w stadium 4 i 11 w stadium 5. Długość życia RBC określano za pomocą testów oddechowych CO. Analizowano potencjalne korelacje stężenia hemoglobiny (Hb) z długością życia RBC, liczbą retikulocytów (Ret) oraz poziomami EPO, ferrytyny, kwasu foliowego i witaminy B12., Wyniki: progresja CKD była związana ze zmniejszeniem długości życia (Hb) i RBC. Długość życia RBC w stadium 1-5 CKD wynosiła 122 ± 50, 112 ± 26, 90 ± 32, 88 ± 28, i odpowiednio 60 ± 24 dni. Średni czas życia RBC dla grup etapu 3, 4 i 5 był znacznie krótszy niż dla grup etapu 1 i 2. EPO w surowicy nie różniło się znacząco pomiędzy grupami w stadium CKD. (Hb) korelowała bezpośrednio z długością życia RBC (r = 0,372, p = 0,002) i Ret (r = 0,308, p = 0,011), ale nie korelowała z poziomem EPO w surowicy, ferrytyną, kwasem foliowym lub witaminą B12., Wnioski: zmniejszona długość życia RBC we wczesnym stadium CKD, wykazana w tym badaniu, sugeruje, że zwiększone niszczenie RBC może odgrywać ważniejszą rolę etiologiczną w niedokrwistości nerek niż inne wskaźniki u pacjentów z CKD.

© 2019 the Author(s) Published by S. Karger AG, Basel

wprowadzenie

Anemia jest częstym powikłaniem przewlekłej choroby nerek (CKD), która ma tendencję do nasilania się wraz z postępem CKD ., Rozwój niedokrwistości nerkowej przypisuje się wielu procesów, w tym niedoboru erytropoetyny (EPO), zahamowanie czynności szpiku kostnego przez toksyny mocznicowe, niedobór żelaza i inne deficyty żywieniowe, krwawienie, infekcje, podstawową chorobę hematologiczną, nadczynność przytarczyc, deficyty żywieniowe i nienormalnie krótką żywotność krwinek czerwonych (RBC). Niewystarczająca produkcja EPO w celu utrzymania erytropoezy została uznana za główny czynnik etiologiczny niedokrwistości nerkowej. Rekombinowana ludzka EPO (rhuEPO) terapia była bardzo skuteczna w poprawie niedokrwistości nerek od 1989 roku., Jednak oporność na EPO może uniemożliwić osiągnięcie docelowych wartości stężenia hemoglobiny (Hb) u pacjentów, nawet po otrzymaniu schematu leczenia rhuEPO w dużych dawkach przez 4-6 miesięcy. Ponadto, wysoka dawka rhuEPO zwiększa ryzyko chorób układu krążenia i śmiertelności, a nawet może promować progresję raka .

wykazano, że żywotność RBC jest nienormalnie krótka u pacjentów z niewydolnością nerek . Długość życia RBC odnosi się do czasu, że RBC przetrwać w krążeniu po są one uwalniane ze szpiku kostnego., Zwykle określana normalna długość życia dorosłego człowieka RBC wynosząca około 120 dni została określona na podstawie czasu przeżycia allogenicznego RBC po przetoczeniu krwi. Jednak monitorowanie żywotności RBC jest skomplikowane ze względu na fakt, że ustalone metody pomiaru żywotności RBC z etykietowaniem izotopów promieniotwórczych są uciążliwe i czasochłonne. Ponadto wcześniejsze badania dotyczące długości życia RBC z zastosowaniem takich technik miały małe rozmiary próbek, a dane dotyczące długości życia RBC uzyskane od pacjentów we wczesnym stadium CKD są ograniczone. Stąd skrócenie życia RBC w połączeniu z niedokrwistością nerkową może być niedoceniane.,

na podstawie odkrycia, że endogenny CO pochodzi głównie z utleniania hemu związanego z degradacją Hb po pęknięciu RBC, Strocchi et al. i Furne et al. opracowano prostą, szybką i dokładną metodologię, znaną jako test oddechowy CO, do określania długości życia RBC. Nowo opracowany zautomatyzowany przyrząd oparty na testach oddechowych Levitta co umożliwia łatwe wykonywanie pomiarów RBC w warunkach klinicznych ., Celem niniejszego badania było zatem wykorzystanie tego nowego zautomatyzowanego testu oddechowego CO do zbadania żywotności RBC na wszystkich etapach CKD i oceny użyteczności tej oceny w stosunku do innych wskaźników niedokrwistości nerkowej, takich jak poziomy EPO.

materiały i metody

osoby badane

z oddziału nefrologii w Shenzhen Nanshan Hospital, Guangdong Medical School, Shenzhen, Chiny rekrutowano kohortę 74 pacjentów niepalących, u których zdiagnozowano CKD. Kohorta składała się z 50 mężczyzn (średni wiek ± SD 48 ± 15 lat) i 24 kobiet (średni wiek ± SD 45 ± 16 lat)., W oparciu o wytyczne KDIGO podzielono je na 5 następujących grup etapowych CKD: Etap 1, n = 15; etap 2, n = 18; etap 3, n = 15; etap 4, n = 15; oraz Etap 5, N = 11. Warunkiem leżącym u podstaw CKD była nefropatia IGA U 19 osób, cukrzyca U 17, przewlekłe kłębuszkowe zapalenie nerek u 9, inne czynniki u 29 osób. Kryteria wykluczenia obejmowały leczenie rhuEPO, kwasem foliowym, chalybeate i / lub witaminą B12; wyraźny znak ostrej infekcji; oraz diagnozę współistniejącej choroby krwotocznej, przewlekłej choroby płuc lub raka., Wszyscy pacjenci wyrazili pisemną świadomą zgodę na udział w badaniu. Protokół badania został zatwierdzony przez Institutional Review Board szpitala Nanshan.

wskaźniki niedokrwistości

w tym samym dniu, w którym pobierano próbki powietrza pęcherzykowego, pobierano próbki krwi żył obwodowych w celu wykrycia wskaźników niedokrwistości, w tym długości życia RBC, (Hb), liczby retikulocytów (Ret), poziomów EPO, poziomów ferrytyny, poziomów kwasu foliowego i poziomów witaminy B12.,

długość życia RBC

zgodnie z testem oddechowym Levitta zmierzono średnią długość życia RBC jako całkowitą pojemność CO z degradacji Hb podzieloną przez ilość co uwalnianego dziennie. Próbki powietrza pęcherzykowego pobierano rano bez wymogu postu. Krótko, po głębokim natchnieniu, każdy podmiot wstrzymywał oddech przez 10 s, a następnie wydychał do systemu zbierania przez ustnik.,

system zbierania wyrzucił pierwsze 300 mL objętości, które uznano za zawierające martwy Gaz kosmiczny, a następnie automatycznie skierował kolejne powietrze pęcherzykowe do foliowego worka zbiorczego. W razie potrzeby procedurę powtarzano, aż pobrana próbka powietrza osiągnie pojemność worka pobieranego 1000 mL. Wypełniony worek został natychmiast odłączony i zapieczętowany. Próbki atmosferyczne pobrano zaraz po pobraniu próbek oddechowych. Pęcherzykowe próbki powietrza i atmosfery były przechowywane w temperaturze pokojowej i analizowane w ciągu 5 dni., Przyrządem używanym do określenia żywotności RBC był Tester ELS (Seekya Biotec Co., Ltd., Shenzhen, Chiny), który mierzy endogenny CO poprzez niedyspersyjne porównanie w podczerwieni zawartości CO w próbce powietrza pęcherzykowego z zawartością w towarzyszącej próbce powietrza atmosferycznego za pomocą wzoru Levitta . Działanie tego przyrządu wiązało się z prostym 3-stopniowym protokołem: (1) Dodawanie próbek pęcherzykowych i środowiskowych; (2) wprowadzanie informacji (Hb); oraz (3) naciśnięcie przycisku Start measurement. Pomiary i obliczenia dla każdej oceny zostały wykonane w ciągu 15 minut.,

czynność nerek

szacowany współczynnik przesączania kłębuszkowego (eGFR) obliczono zgodnie z uproszczonym wzorem MDRD skorygowanym o IDMS, według którego MDRD-eGFR = 175 × kreatynina w surowicy (mg / dL)-1, 154 × wiek (lata)-0, 203. Kreatyninę w surowicy uzyskano z archiwów laboratoryjnych, które oznaczano w ciągu 2 dni od pomiaru czasu życia RBC.

Analiza statystyczna

dane o normalnym rozkładzie, w tym długość życia RBC, (Hb), poziom EPO i dane eGFR, zostały podane jako środki z SDs., Nieprawidłowo rozmieszczone dane, w tym stężenia Ret, ferrytyny, kwasu foliowego i witaminy B12, podawano jako Mediany z przedziałami międzykwartylowymi. Analizy Pearsona i Spearmana były używane do analizy korelacji między normalnie i nie-normalnie rozproszonych zbiorów danych, odpowiednio. Częściowa analiza korelacji została wykorzystana do wykrycia niezależnych korelacji między zmiennymi. Przeprowadzono sparowane testy t i testy nieparametryczne w celu porównania danych w grupach etapowych CKD odpowiednio dla normalnie i nie-normalnie rozproszonych danych. Analizy statystyczne przeprowadzono w SPSS 22.,0 (SPSS Dla Windows, Wersja 22, SPSS, Chicago, IL, USA). p < 0,05 uznano za istotne.

wyniki

zmienne różnice w grupach Stadium CKD

nie obserwowano wpływu wieku ani płci. W tabeli 1 przedstawiono średnią długość życia RBC oraz dane dla 6 innych wskaźników niedokrwistości dla każdej grupy Stadium CKD. (Hb) zmniejszało się wraz ze wzrostem stopnia CKD(Tabela 1). W międzyczasie zaobserwowano stopniowe skrócenie czasu życia RBC wraz z postępującym stadium CKD, jak pokazano w tabeli 1 i na rycinie 1., Średnia długość życia RBC uzyskana dla grupy 1. etapu CKD mieściła się w normalnym zakresie, podczas gdy wartość uzyskana dla grupy 2.etapu CKD była nieco poniżej normy, chociaż te dwie grupy nie różniły się znacząco od siebie. Średnia długość życia RBC uzyskana dla grup 3., 4. i 5. stopnia CKD była znacznie krótsza niż wartości uzyskane dla grup 1. i 2. stopnia CKD (p < 0,05). W szczególności średnia długość życia komórek RBC uzyskana dla grupy 5 etapu CKD była o połowę mniejsza od średniej długości życia komórek RBC uzyskanej dla grupy 1 etapu CKD.

Ret nie różnił się znacząco w grupach stadium 1-4 CKD, ale był znacznie krótszy w grupie 5 etapu CKD niż w grupie 1 etapu CKD (p< 0, 05). Średnie stężenia ferrytyny, kwasu foliowego i witaminy B12 we krwi nie różniły się znacząco między żadną z grup Stadium CKD. Podobnie EPO nie różniło się znacząco pomiędzy żadną z grup (rys. 2).

zmienne korelacje z (Hb)

dyskusja

w tym badaniu stwierdzono, że skrócenie czasu życia RBC, które odzwierciedla szybkość pęknięcia RBC i było wcześniej związane z CKD tylko w zaawansowanych stadiach CKD, było widoczne już u pacjentów we wczesnym stadium CKD., Ret, który odzwierciedla czynność krwiotwórczą szpiku kostnego, nie uległ znacznemu zmniejszeniu do 5. stopnia CKD. Nie znaleźliśmy związków stopnia CKD z poziomem EPO, ferrytyny, kwasu foliowego czy witaminy B12. W szczególności, nasze zastosowanie wysoce wydajnego, zautomatyzowanego przyrządu pomiarowego RBC lifespan zapewniło korzyść umożliwiającą analizę większej próbki uczestników w stosunku do poprzednich badań żywotności RBC.

zasadniczo niedokrwistość występuje, gdy występuje nierównowaga między erytropoezą a degradacją RBC., W obecnej kohorcie 74 pacjentów z CKD, skrócenie życia RBC pojawiło się jako główny korelat niedokrwistości nerkowej, z innymi powiązanymi czynnikami, zwłaszcza poziomami EPO, wydają się być mniej ważne lub nieistotne. Dane te wskazują, że należy dalej badać wpływ pęknięcia RBC na etiologię niedokrwistości nerkowej.

korelacja między długością życia RBC a eGFR sugeruje, że we wczesnym stadium CKD występują nieznane czynniki chorobotwórcze, które są związane ze spadkiem eGFR. W latach 60., Desforges i Dawson zaobserwowali, że gdy krew od pacjentów z mocznikiem była przetaczana do biorców z normalnym poziomem mocznika we krwi, biorcy utrzymywali prawidłową długość życia RBC, podczas gdy gdy krew od normalnych dawców była przetaczana do pacjentów z mocznikiem, obserwowano zmniejszenie długości życia RBC . W związku z tym okazało się, że surowica u pacjentów z mocznicą zawierała jakiś czynnik lub czynniki przyspieszające eryptozę lub pęknięcie RBC., Chociaż toksyny mikromolekule we krwi pacjentów uremic mogą być wypłukiwane w tradycyjnej hemodializie, długość życia RBC uremic pacjentów nie poprawia się hemodializą . Wręcz przeciwnie, wymagania dotyczące dawkowania środka EPO-stymulującego zostały zmniejszone, a niedokrwistość została skorygowana skuteczniej przez filtrację hemodializy online, która oczyszcza średnie toksyny molekularne i makrocząsteczkowe, niż przez tradycyjną hemodializę . Takie ustalenia sugerują, że czynnikami chorobotwórczymi prowadzącymi do skrócenia żywotności RBC byłyby cząsteczki średniej i makro wielkości.,

potencjalnymi kandydatami do zainteresowania są akroleina, siarczan indoksylu i kilka cząsteczek stymulujących eryptozę . Należy przeprowadzić dalsze badania w celu zbadania tych możliwości.

Ret krwi obwodowej jest wskaźnikiem funkcji krwiotwórczej szpiku kostnego, która koreluje z tempem erytropoezy. Zwykle u pacjentów z niedotlenieniem lub niedokrwistością będzie zwiększona erytroidalna hematopoeza szpiku kostnego, co powoduje zwiększenie Ret, w celu złagodzenia niedokrwistości i stabilizacji obwodowej (Hb)., W obecnym badaniu nie stwierdzono istotnego wyrównawczego podwyższenia Ret u pacjentów z CKD, nawet wśród pacjentów, u których choroba była w zaawansowanym stadium. Ret istotnie zmniejszył się w grupie 5 etapu CKD w porównaniu z grupą 1 etapu CKD.

w związku z tym zdolność kompensacyjna szpiku kostnego wydaje się osłabiona u chorych z niedokrwistością CKD, być może ze względu na hamowanie proliferacji komórek erytroidalnych w szpiku kostnym. Krążące toksyny poliaminowe i / lub cytokiny u pacjentów mocznicowych podejrzewano, że hamują proliferację RBC ., Spośród cytokin najbardziej atrakcyjny jest czynnik wzrostu fibroblastów 23. Ostatnio Shima i in. potwierdzono, że oksyhydroksybenzoesan sukroferry zmniejsza poziom fosforu w surowicy i czynnik wzrostu fibroblastów 23 i poprawia niedokrwistość nerek u pacjentów hemodializowanych. W związku z tym zahamowanie czynności szpiku kostnego może prowadzić do niedokrwistości nerkowej i może leżeć u podstaw nieskuteczności terapii lekiem stymulującym EPO.

chociaż niedostateczna produkcja EPO została uznana za główny czynnik niedokrwistości nerkowej , nie stwierdzono istotnych różnic w EPO w różnych stadiach CKD lub braku EPO per se u naszych pacjentów z CKD., Wcześniejsze badania opisywały podwyższenie EPO we wczesnym stadium CKD, a następnie zmniejszenie . Chociaż w tym badaniu nie było istotnych wyników w tym zakresie, kształt krzywej stężenia EPO w stosunku do zaawansowania Stadium CKD, pokazany na rysunku 2, był zgodny z takim wzorem. Biorąc pod uwagę, że synteza i wydzielanie EPO jest regulowane w odpowiedzi na niedotlenienie i anemię, uzasadnione jest przypuszczenie, że podwyższenie EPO w surowicach pacjentów z CKD odzwierciedla próbę zaspokojenia zwiększonego zapotrzebowania na nowe pokolenie RBC powstające w wyniku zwiększonego niszczenia RBC i zmniejszenia (Hb)., Jednak ten mechanizm kompensacyjny jest ograniczony i ostatecznie niewystarczający u pacjentów z niewydolnością nerek. Niezależnie od tego, obecne wyniki wskazują, że niedobór EPO nie jest istotnym czynnikiem niedokrwistości nerkowej we wczesnym stadium CKD.

niedokrwistość nerkowa związana jest z zaburzeniami w funkcjonowaniu kompleksu białkowego ferrytyny wydzielającego żelazo oraz zaburzeniami w funkcjonowaniu witamin z grupy B kwas foliowy i witamina B12 . Brak związku tych czynników ze stadium CKD w prezentowanych wynikach sugeruje, że niedobory tych czynników nie powodują niedokrwistości nerek w CKD.,

wnioski

podsumowując, obecne badanie wykazało, że długość życia RBC ulegała pogorszeniu wraz z postępem CKD, przy czym znaczące pogorszenie było widoczne już we wczesnych stadiach CKD. Tymczasem, chociaż może występować tendencja do czasowego wyrównawczego wzrostu EPO, nie znaleźliśmy dowodów łączących niedobór EPO z progresją CKD. Obecne wyniki sugerują, że zwiększone niszczenie RBC może być ważniejsze niż inne wskaźniki w etiologii niedokrwistości nerkowej.

podziękowania

dziękujemy Seekya Biotechnology Ltd.,, (Shenzhen, Chiny) za pożyczenie nam Urządzenia do testu oddechowego ELS Tester CO i podziękowanie pracownikom działu Nefrologii, szpitala Nanshan (Shenzhen, Chiny) za pomoc w zbieraniu próbek powietrza pęcherzykowego. Dziękujemy dr Ann Power Smith z Write Science Right (www.writescienceright.com) za profesjonalną edycję językową końcowego manuskryptu.

Oświadczenie o etyce

protokół do projektu badawczego został zatwierdzony przez Komisję Etyki szpitala Nanshan i potwierdzony jako zgodny z postanowieniami Deklaracji z Helsinek (zmienionej w Tokio 2004).,

Oświadczenie o ujawnieniu informacji

autorzy nie deklarują konfliktu interesów.

wkład autora

wszyscy autorzy wnieśli znaczący wkład w pracę i są zgodni z treścią manuskryptu.

kontakty autora

Szczegóły artykułu / publikacji

Licencja otwartego dostępu / dawkowanie leków / Zastrzeżenie

Ten artykuł jest dostępny na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND). Wykorzystanie i rozpowszechnianie w celach komercyjnych, jak również rozpowszechnianie zmodyfikowanych materiałów wymaga pisemnej zgody., Dawkowanie leku: autorzy i wydawca dołożyli wszelkich starań, aby dobór i dawkowanie leku określone w niniejszym tekście były zgodne z aktualnymi zaleceniami i praktyką w momencie publikacji. Jednak w związku z trwającymi badaniami, zmianami w przepisach rządowych i stałym przepływem informacji dotyczących terapii lekowej i reakcji na lek, czytelnik jest proszony o sprawdzenie ulotki dla każdego leku pod kątem jakichkolwiek zmian we wskazaniach i dawkowaniu oraz dodatkowych ostrzeżeń i środków ostrożności., Jest to szczególnie ważne, gdy zalecanym środkiem jest nowy i / lub rzadko stosowany lek. Zastrzeżenie: Oświadczenia, opinie i dane zawarte w tej publikacji są wyłącznie tymi poszczególnych autorów i współpracowników, a nie wydawców i redaktorów. Pojawienie się reklam lub / i odniesień do produktów w publikacji nie stanowi gwarancji, poparcia lub zatwierdzenia reklamowanych produktów lub Usług ani ich skuteczności, jakości lub bezpieczeństwa., Wydawca i redaktor zrzekają się odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody dla osób lub mienia wynikające z pomysłów, metod, instrukcji lub produktów, o których mowa w treści lub reklamach.