Bioaktívne jedlo a cvičenie pri chronickom ochorení obličiek

Kontakt: emily.li@wecistanche.com

Bioaktívne jedlo a cvičenie pri chronickom ochorení obličiek: Zameranie na mitochondrie

Denise Mafra^1,2a kol

Abstraktné

Chronické ochorenie obličiek(CKD), ktorá postihuje 10 až 15 percent populácie, je spojená s celým radom komplikácií, ako sú kardiovaskulárne ochorenia, krehkosť, infekcie, poruchy svalov a kostí a predčasné starnutie, ktoré by mohli súvisieť so zmenami mitochondrií. počet, distribúcia, štruktúra a funkcia. Keďže mitochondriálna biogenéza, bioenergetika a dynamické mitochondriálne siete priamo alebo nepriamo regulujú početné intra- a extracelulárne funkcie, mitochondrie sa ukázali ako dôležitý cieľ pre intervencie zamerané na prevenciu alebo zlepšenie liečby komplikácií pri CKD (Chronické ochorenie obličiek). V tomto prehľade diskutujeme o možnej úlohe bioaktívnych potravinových zlúčenín a cvičení pri modulácii narušenej mitochondriálnej funkcie v uremickom prostredí.

KĽÚČOVÉ SLOVÁ

chronické ochorenie obličiek, cvičenie, mitochondriálne funkcie, výživa

Cistanche-oblička

1|ÚVOD

Mitochondrie sa okrem svojej rozhodujúcej metabolickej funkcie (produkcia ATP a termogenéza) podieľajú na intracelulárnej signalizácii, syntéze kľúčových biomolekúl, programovanej bunkovej smrti (apoptóze) a ďalších bunkových procesoch. Na tento účel sú mitochondrie kontrolované súborom adaptívnych mechanizmov kontroly kvality, ktoré optimalizujú počet mitochondrií (mitochondriálna biogenéza; MB), distribúciu a funkciu. Tieto kontrolné mechanizmy zahŕňajú syntézu proteínov kódovaných jadrom a sú prísne regulované intra- a extracelulárnymi signálnymi dráhami.

Mitochondriálna dysfunkcia je spojená so zvýšeným oxidačným stresom a metabolickými poruchami a môže prostredníctvom týchto a ďalších mechanizmov prispievať k patofyziológii chronických invalidizujúcich ochorení, ako napr.chronické ochorenie obličiek(CKD). Štúdie preukázali mitochondriálne špecifické účinky bioaktívnych zlúčenín a fyzického cvičenia; avšak potenciálnemu vplyvu takýchto zásahov na mitochondriálnu dysfunkciu pri CKD sa doteraz venovala malá pozornosť. V tomto prehľade diskutujeme o mitochondriálnej dysfunkcii v kontexte CKD a predstavujeme potenciálne terapeutické stratégie využívajúce bioaktívne zlúčeniny a cvičenie na moduláciu mitochondriálnej funkcie, ktorá by mohla znížiť komplikácie a zlepšiť zdravie a kvalitu života pacientov s CKD.

2|FYZIOLÓGIA MITOCHONDRIE

Dve membrány, vonkajšia a vnútorná, mitochondrií tvoria dva oddelené vodné kompartmenty, matricu a medzimembránový priestor. Vnútorná mitochondriálna membrána obsahuje enzýmové komplexy systému oxidatívnej fosforylácie (OXPHOS). Metabolické systémy podieľajúce sa na rozklade glukózy a mastných kyselín, ako je Krebsov cyklus a oxidácia, sú umiestnené v matrici mitochondrií.6 Aj keď sú mitochondrie uzavreté v membránach a sú definované ako samostatné organely, nemali by byť považované za samostatné entity, ale skôr za spleť dynamických a vzájomne prepojených membrán tvoriacich mitochondriálnu sieť. Fúzie a štiepenia mitochondrií sú neustále prebiehajúce udalosti, ktoré vedú k dynamickému rozvetveniu tejto mitochondriálnej siete. Okrem jadra sú mitochondrie jedinými organelami, ktoré obsahujú genetický materiál, mitochondriálnu DNA (mtDNA), čo je dvojvláknová kruhová molekula s veľkosťou približne 16,5 kb, ktorá obsahuje 37 génov kódujúcich 13 podjednotiek komplexu OXPHOS, okrem komplexu II. mtDNA tiež kóduje 22 transferových RNA a dve ribozomálne RNA. Aj keď mitochondrie majú svoju vlastnú DNA, malá veľkosť mtDNA spôsobuje, že mitochondrie sú vysoko závislé od jadrového genómu ich hostiteľskej bunky. Mitochondriálny genómový aparát skutočne nekontroluje proteóm organely, pretože jadrový genóm kóduje veľkú väčšinu všetkých mitochondriálnych proteínov (až ~ 103) začlenených do mitochondrií. Doteraz neznáme znaky expresie, funkcie a regulácie mitochondriálnych génov naznačujú, že mitochondriálny transkriptóm a proteóm sú oveľa zložitejšie, ako sa pôvodne predpokladalo.

2,1|Mitochondriálna biogenéza

Tvorba nových mitochondrií je ovplyvnená environmentálnym stresom, ako je cvičenie, oxidačný stres, hypoxia, hormóny, zápal, kalorické obmedzenie a delenie/diferenciácia buniek. Mitochondriálna biogenéza zahŕňa koordinovanú replikáciu a transkripciu mtDNA a viacerých faktorov odvodených od jadra.2 Niektoré z najdôležitejších faktorov podieľajúcich sa na MB sú znázornené na obrázku 1. Aktivátor receptora aktivovaného peroxizómovým proliferátorom (PPAR) 1 (PGC‐1) slúži ako hlavný regulátor MB a reaguje na fyziologické (ako je cvičenie a kalorické obmedzenie) a patologické (ako je oxidačný stres a zápal) stavy. PGC‐1 sa nachádza v cytoplazme a translokuje sa po fosforylácii – AMP-aktivovanou proteínkinázou (AMPK), sirtuínom-1 (SIRT-1), PPAR- a cAMP-responzívnym elementom viažucim proteínom (CREB) – do jadra, kde interaguje s inými transkripčnými faktormi, ako sú jadrové respiračné faktory (Nrf‐1), Nrf‐2 a mitochondriálny transkripčný faktor A (TFAM), čím sa zvyšuje ich aktivita. PGC‐1, ďalší transkripčný faktor, zdieľa podobnú molekulárnu štruktúru a funkciu s PGC‐1, vrátane väzby na jadrový receptor a transkripčnej aktivácie, a tiež reguluje MB prostredníctvom zdieľaných mechanizmov s PGC‐1, ako je napríklad aktivácia Nrf‐1.2 Jadrové respiračné faktory (Nrf‐1/ Nrf‐2) sú spojené s expresiou viacerých mitochondriálnych proteínov, ako sú komplexné proteíny OXPHOS, enzýmy biosyntézy hemu a proteíny zapojené do mitochondriálneho importu nukleárnych kódovaných pod[1]jednotiek. Transkripcia Nrf‐1 je regulovaná aj PPAR‐ vo svale cvičených potkanov, čo je mechanizmus, ktorý zvyšuje MB prostredníctvom upregulácie AMP-aktivovanej proteínkinázy (AMPK) a Nrf‐1/Nrf‐2, ktoré integrujú ich účinky na jadrové gény MB s podporou replikácie a transkripcie TFAM. Posledne menovaný je multifunkčný proteín, ktorý patrí do proteínov skupiny s vysokou mobilitou (HMG), ktoré sa vyznačujú schopnosťou ohýbať, obalovať a odvíjať mtDNA bez sekvenčnej špecifickosti, ale s preferenčnou interakciou s niektorými identifikovanými oblasťami.

Nádorový supresorový proteín p53 je známy ako „strážca mitochondriálneho genómu“ a má schopnosť modulovať expresiu mitochondriálnych aj jadrových génov.25,26 Metabolický stres vedie k aktivácii p53 jeho kľúčovým modulátorom PGC‐1 a spúšťa zastavenie bunkového cyklu, klírens reaktívnych foriem kyslíka (ROS) alebo apoptóza.

2,2|Bioenergetický

Bioenergetické aktivity zahŕňajú procesy OXPHOS, ktoré sa vyskytujú pri invagináciách krískami vnútornej mitochondriálnej membrány, kde redukovaný nikotínamid adenín dinukleotid (NADH) a FADH2 produkovaný v mitochondriálnej matrici z Krebsovho cyklu prenášajú elektróny do elektrónového transportného reťazca. komplexy I‐ V. Protónové pumpy (komplexy I, III a IV) uvoľňujú protóny do medzimembránového priestoru na syntézu adenozín 5′‐trifosfátu (ATP), kľúčového energetického zdroja bunky, prostredníctvom fosforylácie ADP pomocou ATP syntáza. Tieto komponenty pracujú paralelne s uncoupling proteínmi (UCP), ktoré rozptyľujú generované teplo na termogenézu. Počas prenosu elektrónov niektoré respiračné komplexy uvoľňujú elektróny do kyslíka, pričom vzniká superoxidový anión (O2 •). V dôsledku toho sú mitochondrie hlavným zdrojom produkcie ROS, čo je nevyhnutný proces; avšak v prítomnosti dysfunkcie bioenergetiky sa oxidačný stres zvyšuje.

Mitochondriálne siete sú vysoko dynamické a reagujú na bunkové poruchy. Prebiehajúce procesy mitochondriálnej fúzie a štiepenia regulujú mitochondriálnu architektúru. Proteíny mitofusín 1 (Mfn1), mitofusín 2 (Mfn2) a optická atrofia 1 (Opa1) sú zodpovedné za mitochondriálnu fúziu a mitochondriálny štiepny faktor (Mff) a proteín súvisiaci s dynamínom 1 (Drp1) sú zodpovedné za mitochondriálne štiepenie. Zmeny v mitochondriálnej architektúre sú spojené s mitochondriálnou dysfunkciou, ktorá je zase spojená s rôznymi chorobami, vrátane CKD, a prispieva k viacerým patologickým procesom u pacientov s CKD.

Cistanche-oblička

3|MITOCHONDRIÁLNA DYSFUNKCIA PRI OCHORENÍ OBLIČIEK

Mitochondriálna dysfunkcia je prominentným znakom CKD aj akútnejpoškodenie obličiek(AKI)37 a je spojená s niekoľkými procesmi vrátane biogenézy, bioenergetiky, morfológie a degradácie. Okrem toho je CKD spojená so znížením expresie Nrf‐1, PGC1‐, ako aj vyjadrenia TFAM, podjednotky 6C oxidázy cytochrómu C (COX6C) a podjednotky oxidázy cytochrómu C 7C (COX7C) a mitochondriálneho dýchacieho systému.

Pri CKD je mitochondriálna dysfunkcia hlavným prispievateľom k oxidačnému stresu, ktorý je spojený s mnohými uremickými komplikáciami, vrátane zápalu a vaskulárneho poškodenia, ktoré podporujú kardiovaskulárne ochorenia a predčasné starnutie.40 Okrem toho dochádza k zníženiu počtu kópií mtDNA, čo je cenný biomarker pre mitochondriálne ruptúra ​​pri obličkových ochoreniach, strata mitochondriálneho membránového potenciálu a znížená produkcia ATP pri CKD a zápal a oxidačný stres zase podľa všetkého podporujú mitochondriálnu dysfunkciu. Počas oxidačných útokov je ovplyvnených niekoľko mito[1]chondriálnych funkcií vrátane zvýšenej permeability mitochondriálnych prechodových pórov, čo vedie k depolarizácii membránového potenciálu, inhibícii transportu elektrónov, zvýšenej produkcii oxidantov a nízkej respiračnej aktivite, zníženým intracelulárnym hladinám ATP, zmenám potenciálu mitochondriálnej membrány (Δψm) a spustenie uvoľňovania cytochrómu C (Cyt C) do cytoplazmy, čo môže viesť k aktivácii kaspáz, čo vedie k bunkovej smrti.

Ďalšou hypotézou je, že dysfunkcia mitochondrií pri CKD súvisí s hemodynamickými adaptáciami v dôsledku nesúladu medzi dopytom po kyslíku a výslednou hypoxiou a aktiváciou hypoxiou indukovateľného faktora 1 (HIF‐1). To znižuje spotrebu mitochondriálneho kyslíka a produkciu superoxidu a zvyšuje objemovú hustotu mitochondrií. Okrem toho uremický toxín indoxylsulfát generovaný z črevnej mikroflóry znižuje expresiu PGC-1 a zvyšuje autofágiu v kostrovom svale. Napokon, keďže nedostatok základných minerálov môže urýchliť mitochondriálny rozpad, nedostatok železa je bežným a klinicky dôležitým problémom pri CKD.

Vzaté dokopy,zápalzvýšená produkcia ROS, uremický toxín a hypoxia môžu samostatne alebo spoločne hrať úlohu pri uremickej mitochondriálnej dysfunkcii. Zatiaľ čo základné mechanizmy zostávajú do značnej miery neznáme, predpokladá sa, že sa podieľajú na procese starnutia a patogenéze mnohých chronických ochorení. Preto mitochondriálna dysfunkcia môže hrať dôležitú úlohu v patogenéze CKD. Nefróny sú bohaté na mitochondrie a OXPHOS mastných kyselín – oxidácia je hlavným zdrojom produkcie ATP. Pôvodné poškodenie môže vyvolať zmenený metabolizmus mitochondrií spojený s redoxnou nerovnováhou vedúcou k zmenám v bioenergetike a progresii CKD. Od procesuobličkyzhoršenie mitochondriálnej dysfunkcie zostáva nepolapiteľné, ďalšie štúdie mitochondriálnej biológie a patofyziológie sú zaručené pre objavy účinných terapeutík pri ochoreniach obličiek. Nižšie uvádzame dôkaz, že cvičenie a bioaktívne zlúčeniny majú potenciál modulovať mito[1]chondriálnu funkciu pri CKD.

4|VÝŽIVOVÉ STRATÉGIE ZACIELENÉ NA MITOCHONDRIÁLNU DYSFUNKCIU PRI CKD

Keďže dysfunkčné mitochondrie prispievajú k zvýšenej produkcii ROS, môžu byť vhodnými cieľmi pre bioaktívne zlúčeniny s antioxidačnými vlastnosťami. Potravinové antioxidanty, ako je vitamín C, polynenasýtené mastné kyseliny (PUFA), kvercetín, resveratrol a kurkumín, môžu skutočne znížiť mitochondriálne oxidačné poškodenie. Hoci je možné, že tieto živiny môžu zlepšiť mitochondriálnu funkciu pri CKD, doteraz sa uskutočnilo len niekoľko experimentálnych štúdií. V tomto prehľade sme hľadali literatúru o terapeutických prístupoch využívajúcich bioaktívne zlúčeniny na zvýšenie mitochondriálnej funkcie a ich úlohu pri prevencii uremických komplikácií, pozri obrázok 2.

resveratrol,prírodná polyfenolová zlúčenina nachádzajúca sa v hrozne, bobuliach a červenom víne sa preukázala ako zapojená do MB prostredníctvom mechanizmu závislého od sirtuínu-1 a zvýšenej aktivity komplexu I. Lagouge et al (2006) ukázali, že myši C57BI/6J liečené resveratrolom vykazovali indukciu aktivity PGC‐1 deacetyláciou sprostredkovanou SIRT1 a že expresia Nrf‐1 a TFAM bola tiež aktivovaná. U piatich zo šiestich potkanov po nefrektómii resveratrol zlepšil mitochondriálne funkcie, čo bolo indikované zvýšením obsahu ATP a zvýšenou expresiou proteínov mitochondriálneho elektrónového transportného reťazca a znížením hladín ROS a aktivít komplexu I a komplexu III. Hoci látky, ktoré ovplyvňujú mitochondriálnu biogenézu a moduláciu NAD, ako je resveratrol, sú sľubné pri liečbe komplikácií pri CKD, ich klinický preklad čaká na ďalšie skúmanie.

kvercetín, senolytická zlúčenina60 nachádzajúca sa v listovej zelenine, kapary, cibuli, jablkách, bobuľových plodoch, paradajkách a brokolici, sa ukázalo, že aktivuje replikáciu PGC‐1, mtDNA a cyt C.61 Hoci kvercetín môže mať kardioprotektívne výhody zvýšením expresie PGC‐1 a markery spojené s bioenergetickou kapacitou, účinky tohto flavonoidu neboli testované u pacientov s CKD. Je však zaujímavé, že kvercetín zmiernil vaskulárnu kalcifikáciu znížením oxidačného stresu a prevenciou mitochondriálneho štiepenia v modeli potkanov s CKD vyvolaným stravou bohatou na adenín a in vitro v bunkách hladkého svalstva.62 Keďže vaskulárne kalcifikácie sú spoločným znakom uremického fenotypu a predpovedajú kardiovaskulárna mortalita, kvercetín môže byť an

zaujímavá zlúčenina na ďalšie štúdium v ​​CKD.

Kurkumínje polyfenol nachádzajúci sa v podzemku Curcuma longa, bežne používaný ako korenie. Na zvieracích modeloch experimentálneho CKD kurkumín chráni pred mitochondriálnou dysfunkciou a znižuje spotrebu kyslíka znížením produkcie ROS. Bolo však hlásené, že kurkumín je trochu ťažké študovať, pretože sa rýchlo degraduje in vivo a má veľmi nízku biologickú dostupnosť. Kurkumín, rovnako ako iné polyfenoly, aktivuje Nrf‐2 a stimuluje antioxidačnú reakciu. Aj keď sú poznatky o presnej molekulárnej aktivite tohto polyfenolu obmedzené, vo vzťahu k rakovine bol dôkladne študovaný. V experimentálnom modeli CKD na potkanoch sa však nedávno ukázalo, že kurkumín môže mať priaznivý účinok znížením zápalu, ako aj oxidačného stresu prostredníctvom upregulácie Nrf‐2. Či to platí aj pre CKD, je potrebné určiť.

Antokyanidínysú polyfenoly nachádzajúce sa v čučoriedkach, červenom a čiernom hrozne, brusniciach, malinách, černiciach, červenej kapuste, červenej cibuli a baklažáne. Mechanizmus účinku antokyanínov súvisí s redoxným potenciálom, ktorý im umožňuje pôsobiť ako akceptor elektrónov medzi komplexom I mitochondriálneho elektrónového transportného systému a cyt C. Hoci sa zdá, že antokyány sú akceptory elektrónov pri oxidácii NADH sprostredkovanej komplexom I a poskytujú kardioprotekciu,70 účinky tohto polyfenolu neboli testované v kontexte CKD. Použitie modelu CKD indukovaného adenínom u potkanov však nedávno ukázalo, že podávanie antokyanov znížilo účinky CKD indukovaného adenínom. Predpokladalo sa, že základným mechanizmom pozitívneho účinku antokyanov v tomto modeli potkanov je pôsobenie ako antagonista oxidačného stresu a zníženie zápalovej reakcie. Antokyány by preto mohli byť potenciálnym dietetickým činidlom, ktoré treba zvážiť pri liečbe CKD.

epigalokatechín-3-galát (EGCG)je polyfenolová zlúčenina prítomná v zelenom čaji (Camellia sinensis Theaceae), ktorá môže modulovať mitochondriálne funkcie a kontrolovať bioenergetiku. Presné účinky katechínových EGCG, napríklad do akej miery indukujú MB, sú však stále veľkou neznámou, ale štúdie predpokladali, že pôsobí ako silný antioxidant a lapač ROS. Hoci množstvo dôkazov podporuje účinnosť EGCG ako antioxidantov v štúdiách in vitro, dôkazy o účinkoch in vivo stále chýbajú.Omega-3, polynenasýtené mastné kyseliny (PUFA, bohato zastúpené v rybom oleji, majú anti-trombotické, antiaterogénne a protizápalové funkcie. Tieto mastné kyseliny sú PPAR ligandy a zvyšujú expresiu PGC‐1, TFAM a cyt C oxidázy, membránový potenciál a ATP hladiny v mitochondriách. Taneda a kol. ukázali, že tubulárne epitelové bunky potkanov ošetrené in vitro a in vivo kyselinou eikozapentaénovou (EPA) vykazovali zníženú mitochondriálnu apoptózu tým, že zabránili uvoľňovaniu cyt C do cytosolu a mohli znížiť aktiváciu kaspázy-9, marker mitochondriálnej apoptózy Laila et al študovali účinky vysokej dávky (3,9 g/deň) n3‐PUFA počas 4 mesiacov na mitochondrie z biopsií svalu vastuslateralis u starších dospelých. Nedošlo k žiadnej významnej zmene v rýchlosti mitochondriálneho dýchania svalov, ale výsledky poukazovali na zníženie produkcie ROS. Len niekoľko malých štúdií skúmalo potenciálne priaznivé účinky PUFA pri CKD. Zaujímavé je, že randomizované kontrolované štúdie porovnávajúce účinok suplementov omega-3 omega-6 a omega-9 v porovnaní so suplementáciou placeba preukázal významné zlepšenie svrbenia pri CKD.

Coumestrolje polyfenol s estrogénovými vlastnosťami, ktorý sa nachádza v surových klíčkoch ďateliny, červenej ďateline, lucerne, sójových bôboch, strukovinách, ružičkovom keli a špenáte. Táto bioaktívna zlúčenina môže vyvolať protirakovinové účinky ovplyvnením životaschopnosti a mitochondriálnych funkcií a provokáciou apoptózy inhibíciou PI3K/AKT a aktiváciou MAPK (ERK1/2 a JNK). Je zaujímavé, že sa ukázalo, že kumestrol aktivuje SIRT‐1, a tým iniciuje MB v kultivovaných bunkách kostrového svalstva myší. Pomocou buniek ľudského placentárneho choriokarcinómu sa nedávno ukázalo, že kumestrol indukuje apoptotické účinky na tieto bunky reguláciou bunkovej signalizácie a mitochondriálne sprostredkovaných funkcií hlavne stimuláciou produkcie ROS. Štúdie u pacientov s CKD však stále chýbajú.

Vitamín C(kyselina askorbová) je vo vode rozpustný vitamín, ktorý sa nachádza v mnohých druhoch ovocia a zeleniny, ako je guava, červená sladká paprika, kiwi, citrón, pomaranč a grapefruit. Modely in vitro ukazujú, že vitamín C moduluje mitochondriálne funkcie znížením Ca2^{2 plus}preťažením a tvorbou ROS a aktiváciou mitochondriálnych ATP-senzitívnych draslíkových kanálov (mitoKATP kanály); to vedie k stabilnejšiemu potenciálu mitochondriálnej membrány. Podľa našich najlepších vedomostí však žiadna štúdia zatiaľ netestovala, či suplementácia vitamínom C zvyšuje mitochondriálnu funkciu.

Súhrnne povedané, keďže tieto nutričné ​​bioaktívne zlúčeniny môžu ovplyvniť MB, sú potrebné ďalšie výskumy v kontrolovaných klinických štúdiách, aby sa preskúmal ich potenciál na prevenciu a liečbu uremického fenotypu.

5|CVIČENIE A MITOCHONDRIÁLNA FUNKCIA PRI CKD

Nízka úroveň fyzickej aktivity a redukcia hmoty kostrového svalstva u pacientov s CKD je spojená so sarkopéniou a vyšším rizikom predčasnej smrti. Niekoľko štúdií preukázalo dôležitosť pravidelnej fyzickej aktivity pre prevenciu straty svalovej hmoty, zvýšenie cvičebnej kapacity a zlepšenie kvality života pacientov s CKD. Cvičenie navyše obnovuje mitochondriálny obrat a podporuje zdravý mitochondriálny bazén, ktorý podporuje zachovanie svalov.

V skutočnosti môžu byť svalové mitochondriálne metabolické zmeny prítomné u pacientov s CKD so zachovaným fyzickým výkonom a energetickou väzbou (tj mitochondriálna účinnosť), čo naznačuje, že zmenený mitochondriálny metabolizmus pri CKD môže byť dôležitejší ako rozdiely vo fyzickej aktivite ako také. Iné štúdie však ukazujú, že zmeny v mitochondriálnej funkcii a biogenéze, ako aj vo funkcii kostrového svalstva, môžu byť obnovené cvičením pri CKD, hoci presný mechanizmus nie je jasný. Zatiaľ čo niekoľko štúdií ukazuje, že k zachovaniu hmoty a funkcie kostrového svalstva pri CKD môže dôjsť bez ohľadu na typ vykonávaného cvičenia, len málo štúdií skúmalo mitochondriálnu funkciu v reakcii na cvičebné zásahy do CKD (u ľudí alebo zvierat).

V štúdiách na zvieratách si hlodavce so zlyhaním obličiek, ktoré sa zúčastnili na cvičení (plávanie alebo beh na kole), počas progresie ochorenia zachovali aktivitu citrátsyntázy (používanú ako nepriame meranie mitochondriálnej hustoty), čo zrejme zabraňuje očakávanej dekondícii kostrového svalstva. Udržiavanie zdravia kostrového svalstva teda podporuje dobré zdravie vo všeobecnosti. Tento spôsob uvažovania bol nedávno podporený výskumnou štúdioupoškodenie obličiekv myšom modeli nadmerne exprimujúcom PGC‐1 svalovo[1]špecifickým spôsobom. Autori predkladajú dôkazy o úlohe myokínového irisínu pri ochrane obličiek a naznačujú, že presluchy svalov a obličiek môžu potlačiťobličkyfibróza a metabolické preprogramovanie počasochorenie obličiek.

Na rozdiel od štúdie Kiuchiho et al u pacientov s CKD, nedávna štúdia skúmajúca účinky 8 týždňov vysokointenzívneho intervalového tréningu (HIIT) (85 percent VO2max) na myšom modeli skorého štádia CKD nedávno ukázala výrazne znížené poškodenie spôsobené oxidáciou a zápalomobličky.Je zaujímavé, že HIIT sa ukázal ako lepší ako cvičenie s nízkou intenzitou (45 % ‐ 50 % VO2max), ako aj sedavé správanie.poškodenie obličiek.Ukázalo sa, že tento priaznivý účinok závisí od zvýšenej expresie génov súvisiacich s endogénnou antioxidačnou enzýmovou aktivitou a zápalom. Podľa našich vedomostí však žiadna súbežná alebo kombinovaná intervenčná štúdia HIIT u pacientov s CKD neskúmala mitochondriálnu funkciu alebo markery mitochondriálnej oxidačnej kapacity v kostrovom svale alebo iných tkanivách.

Hoci klinické štúdie účinkov fyzického cvičenia na funkciu mitochondrií u pacientov s CKD sú zriedkavé, nižšie diskutujeme o niektorých štúdiách u týchto pacientov. Balakrishnan et al pozorovali, že pacienti so stredne ťažkým až ťažkým CKD, randomizovaní buď na 12-týždňový odporový tréning alebo kontrolnú aktivitu, vykazovali zvýšený počet kópií mtDNA po cvičebnom zásahu. Aeróbne cvičenie, ako napríklad cyklotréning počas 6-mesačného obdobia, môže zlepšiť vaskularizáciu lýtkového svalu, zvýšiť VO2max a zvýšiť toleranciu cvičenia a v jednej štúdii pacienti s CKD zlepšili svoj vrchol VO2 o 50 percent ‐70 percent. Spochybnilo sa však, či je hustota mitochondrií priamo spojená s kardiorespiračnou zdatnosťou meranou ako vrchol/max VO2, hoci zvýšená MB a hustota mitochondrií sú dobre známe adaptácie na vytrvalostné cvičenie. Nedávna štúdia u pacientov so stredne ťažkým až ťažkým CKD skúmala účinok kalorickej reštrikcie, aeróbneho cvičenia (striedavý bežecký pás, eliptický trenažér, eliptický trenažér Nu-Step a ležiaci stacionárny bicykel) alebo kombinácie intervencií počas 4-mesačné obdobie. Všetky skupiny vykazovali znížený oxidačný stres, hoci kombinovaná intervencia (diéta plus cvičenie) sa ukázala ako najúčinnejšia. Tieto zistenia naznačujú, že takéto zásahy by mohli zlepšiť mitochondriálnu dysfunkciu.

Kombinovaný odporový a aeróbny tréning, súbežný tréning a vysokointenzívny intervalový tréning (HIIT) si v posledných rokoch získali veľkú pozornosť a sú silne spojené so zlepšením mitochondriálnej funkcie a biogenézy. Aj keď sú intervenčné súbežné/HIIT tréningové štúdie u pacientov s CKD obmedzené, nedávna štúdia naznačila, že kombinovaný tréning má priaznivé účinky u nedialyzovaných pacientov s CKD v porovnaní s tradičným aeróbnym tréningom. Tento priaznivý účinok sa prejavil ako väčšie zlepšenie svalovej sily a vytrvalosti, čo sú faktory dôležité na zlepšenie a udržanie u pacientov s CKD. Je zaujímavé, že pacienti s CKD s hypertenziou boli sledovaní počas 3-ročného obdobia prostredníctvom implantovateľného srdcového monitora, aby sa vyhodnotili účinky HIIT alebo mierneho cvičenia a potenciálne účinky na fibriláciu predsiení a funkciu obličiek. Je potrebné poznamenať, že štúdia ukazuje, že pacienti s CKD zapojení do HIIT majú potenciálne vyšší výskyt fibrilácie predsiení v porovnaní s pacientmi zapojenými do cvičenia strednej intenzity. Navyše, pri pohľade na funkciu obličiek sa zdá, že mierne cvičenie je pre týchto pacientov prospešnejšie ako HIIT.

6|ZÁVEREČNÉ POZNÁMKY

Mitochondriálna dysfunkcia sa javí ako bežná a možno inherentná zmena CKD, ktorá môže podporovať progresiu základného ochorenia a zhoršiť komplikácie CKD, ako je oxidačný stres a zápal. Aj keď mechanizmy nie sú jasné, mitochondriálna dysfunkcia pri CKD môže byť dôsledkom nesprávneho fungovania mitochondriálnej biogenézy, porúch bioenergetiky, dynamiky, obratu a genetických mutácií. Všetky tieto zmeny môžu prispieť k poškodeniu mitochondrií, akumulácii nestabilnej mtDNA a systémovým účinkom, ako je zvýšený oxidačný stres a apoptóza. VobličkyNarušenie mitochondriálnej homeostázy môže poškodiť mikrovaskulatúru, podporiť zápal a fibrózu a prispieť k progresii CKD. U pacientov s pokročilým CKD môže mitochondriálna dysfunkcia prispievať k sarkopénii, zápalu a zvýšenému oxidačnému stresu, čo sú stavy spojené so zlými klinickými výsledkami. Nutričná modulácia a cvičenie samotné alebo výhodne v kombinácii sa javia ako účinné metódy pri zacielení na mitochondrie pri CKD. Zatiaľ čo je nepochybné, že fyzická aktivita, pravdepodobne záchranou mitochondriálnych funkcií, prináša výhody pre štruktúru a funkciu kostrového svalstva a tiež zlepšuje iné aspekty zdravia pacientov, zdokumentované účinky bioaktívnych živín na mitochondriálnu funkciu sú stále vzácne. Na základe súčasných poznatkov by sa cvičenie malo podporovať vo všetkých štádiách CKD. Napriek tomu sú potrebné ďalšie štúdie, aby sa zistilo, do akej miery sú priaznivé účinky cvičenia pri CKD spojené s mitochondriami a či bioaktívne živiny môžu mať blahodarné účinky na mitochondrie.

Produkty Cistanche prechronické ochorenie obličiek

POĎAKOVANIE

Ďakujeme Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) za ich podporu a Heart and Lung Foundation a Njurfonden za podporu výskumu Petra Stenvinkela. Njurfonden podporuje aj Ferdinanda von Waldena. Baxter Novum je výsledkom Baxter Healthcare pre Karolinska Institutet. Bengt Lindholm je zamestnancom spoločnosti Baxter Healthcare.

KONFLIKT ZÁUJMOV

Autori nemajú konflikt záujmov.

PRÍSPEVKY

Na napísaní tohto prehľadového článku sa podieľali všetci autori.

Od: 'Bioaktívne jedlo a cvičenie vchronické ochorenie obličiek:Zacielenie na mitochondrieDenise Mafra^1,2a kol

---Eur J Clin Invest. 2018;48:e13020.

Wileyonlinelibrary.com/journal/eci © 2018 Stichting European Society for Clinical Investigation Journal Foundation