Endoteliálny glykokalyx ako cieľ ischémie a reperfúzneho poranenia pri transplantácii obličky – kam sme sa doteraz dostali?
Mar 20, 2022
Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com
Anila Duni1, Vassilios Liakopoulos2, Vasileios Koutlas3, Charalampos Pappas1, Michalis Mitsis3 a Evanjelia Dounousiová1,*
Abstrakt:
Poškodenie endotelového glykokalyxu v dôsledku ischémie a/alebo reperfúzneho poškodenia (IRI) poobličkytransplantáciasa dostal do centra pozornosti výskumu kvôli potenciálnym súvislostiam s oneskorenou funkciou štepu, akútnym odmietnutím, ako aj dlhodobou dysfunkciou štepu. Dezintegrácia endotelového glykokalyxu indukovaná IRI je kľúčovou udalosťou, ktorá vystavuje obnažené endotelové bunky ďalšiemu zápalovému a oxidačnému poškodeniu. Cieľom nášho prehľadu je prezentovať aktuálne dostupné údaje týkajúce sakomplexnéprepojenie medzi vylučovaním zložiek glykokalyx, ako je syndekán{0}}, hyalurónan, heparan sulfát a CD44, s aktiváciou zložitých reakcií imunitného systému vrátane receptorov podobných toll, cytokínov a prozápalových transkripčných faktorov. Znázornené sú aj dôkazy o spôsoboch ochrany endotelového glykokalyxu a následne udržiavaní permeability endotelu, ako aj o nových nefroprotektívnych molekulách, ako je sfingozín-1fosfát (S1P). Hoci pokroky v technológii umožňujú vizualizáciu a analýzu endotelového glykokalyxu, v súčasnosti dostupné dôkazy sú väčšinou experimentálne. Pokračujúci pokrok v pochopení komplexného vplyvu IRI na endoteliálny glykokalyx otvára novú éru výskumu v oblastiorgantransplantáciaa klinické štúdie sú pre budúcnosť nanajvýš dôležité.
Kľúčové slová: obličkytransplantácia; endoteliálny glykokalyx; ischemické a/alebo reperfúzne poškodenie; zápal; imunitné odpovede
Cistanche tubulosa zabraňuje ochoreniu obličiek, kliknite sem a získajte vzorku
1. Úvod
Obličkytransplantácia, liečba voľby pre konečné štádiumobličkyv porovnaní s dialýzou je spojená s výrazným zlepšením prognózy pacientov, vrátane prežitia, kardiovaskulárnych výsledkov a kvality života [1,2]. Napriek udržateľným zlepšujúcim sa trendom týkajúcim sa dlhodobého prežitia obličkových aloštepov, miera chronickej straty štepu po prvom roku potransplantáciazostávajú značné [3,4]. Okrem imunologických vinníkov vrátane nesúladu a senzibilizácie ľudského leukocytového antigénu (HLA), typu darcu obličky, dlhodobej imunosupresie, ako aj komorbidít, ako je arteriálna hypertenzia a dyslipidémia, veľké štúdie naznačujú, že do zvýšeného rizika sa podieľajú perioperačné faktory. dlhodobé zlyhanie aloštepu [5–11]. Ischémia a/alebo reperfúzne poškodenie (IRI) v obličkáchtransplantáciaje v popredí ako kritický rizikový faktor spojený nielen so skorými komplikáciami, ako je oneskorená funkcia štepu pri postischemickej akútnej tubulárnej nekróze, ale aj s akútnou rejekciou a dlhodobou dysfunkciou štepu [12]. IRI, aspoň do určitej miery, je nevyhnutným javom vyskytujúcim sa počas transplantácie obličky. Hoci tento pojem vo svojom jadre označuje poruchu príbuzného, existuje množstvo vzájomne sa prelínajúcich patofyziologických dráh, ktoré sú základom komplexných patologických a klinických dôsledkov tejto entity [13–15].
V literatúre je k dispozícii množstvo informácií týkajúcich saobličkyIRI, vrátane mnohých experimentálnych a klinických štúdií, ktoré sa pokúšajú objasniť zložité mechanizmy zapojené do jeho patogenézy, ako aj jeho hlavné ciele, vaskulárny endotel a renálne tubulárne epitelové bunky. Okrem iného sa do centra pozornosti rozsiahleho výskumu dostala negatívne nabitá gélovitá štruktúra bohatá na sacharidy známa ako endoteliálny glykokalyx, ktorý leží na rozhraní medzi krvou a endotelom, a to vďaka svojej základnej úlohe pri udržiavaní endotelovej homeostázy. . Glycocalyx by sa nemal považovať len za zmes proteoglykánov, glykoproteínov a glykolipidov. Hrá kľúčovú modulačnú úlohu vo funkcii endotelu, nielen vďaka svojim biomechanickým vlastnostiam, ktoré regulujú prenos šmykového napätia do endotelu, ale aj vďaka svojmu zloženiu, ktoré zahŕňa proteíny zapojené do prichytenia a migrácie buniek, rastové faktory, chemokíny, mediátory oxidačný stres a koagulačné faktory [16].
2. Ciele a metódy
Cieľom nášho prehľadu je prezentovať v súčasnosti dostupné údaje týkajúce sa komplexných väzieb medzi vylučovaním zložiek glykokalyx, ako je syndekán-1, hyalurónan, heparan sulfát a CD44 s aktiváciou zložitých reakcií imunitného systému, vrátane ako sú receptory, cytokíny a prozápalové transkripčné faktory. Znázornené sú aj dôkazy o spôsoboch ochrany endoteliálneho glykokalyxu a následne udržiavaní permeability endotelu, ako aj o nových nefroprotektívnych molekulách, ako je sfingozín-1fosfát (S1P). V súlade s tým sme v elektronických databázach vrátane PubMed, Medline a Cochrane hľadali všetky publikácie o pevných orgánochtransplantáciaaleboobličky/transplantácia obličiek a ischemické a reperfúzne poškodenie a akútobličkyporanenie a endoteliálny glykokalyx, syndekán, hyaluronan, heparan sulfát, CD44, do novembra 2020. Zahrnuli sme experimentálne aj pôvodné klinické štúdie. Okrem toho sme ručne prehľadali referencie každej relevantnej štúdie a preskúmali články, aby sme ich mohli publikovať.
3. IRI v skratke
Ischémia a reperfúzne poškodenie predstavuje nemennú a veľkú výzvu počas perioperačného obdobia vobličkytransplantácia. Časová dráha udalostí, ktoré určujú rozsah IRI v tomto prostredí, od smrti mozgu a súvisiacej hyperaktivity sympatického nervového systému, po teplú ischémiu po zovretí obličkových ciev a studenú ischémiu po zmrazení štepu až po implantáciu štepu a reperfúziu, majú spoločnú menovateľ, ktorý je definovaný zníženým prísunom kyslíka a živín do obličkového tkaniva [13]. Následný prechod na anaeróbnu glykolýzu nespĺňa energetické požiadavky obličkových buniek, čo vedie k úniku lyzozómových enzýmov v dôsledku narušenia lyzozomálnej membrány, inhibície aktivity Na plus/K plus/ATPázy a preťaženia cytoplazmy vápnikom. 14,17-19]. Paradoxne, samotný proces reperfúzie v prostredí tohto ischemického prostredia podnecuje tvorbu reaktívnych foriem kyslíka (ROS) a aktiváciu intracelulárnych kalcium-dependentných proteolytických enzýmov, čím sa zachováva ďalšie poškodenie [20,21]. Zjednodušený prístup znázornený vyššie je univerzálny proces spoločný pre všetky bunky vystavené ischemickému prostrediu; zahŕňa však účasť a integráciu niekoľkých odlišných bunkových a molekulárnych dráh, vrátane programov bunkovej smrti, ako je autofágia, nekroptóza a apoptóza, aktivácia prozápalovej kaskády, endoteliálna dysfunkcia prejavujúca sa ako zvýšená expresia vazoaktívnych a vaskulárnych adhéznych molekúl a zosilnenie oxidačného stresu [22–28].
Vrodený imunitný systém a pri špecifickej aktivácii Toll-like receptor (TLR)—4 na bielych krvinkách, ako aj na endotelových a renálnych tubulárnych bunkách hrá kľúčovú úlohu v IRI, čo vedie ku kaskáde zvýšenej expresie prozápalových transkripčných faktorov , NF-kB a aktivačný proteín 1. Upregulácia adhéznych molekúl vrátane intracelulárnej bunkovej adhéznej molekuly (ICAM-1), vaskulárnej bunkovej adhéznej molekuly VCAM-1 a E-selektínu, ktoré uľahčujú migráciu a infiltráciu leukocytov ďalej zosilňujú zápalovú odpoveď a aktiváciu imunitného systému [15,29–31]. Ukázalo sa, že aktivácia TLR-4 podporuje uvoľňovanie hlavných prozápalových cytokínov, ako sú interleukín (IL)-6, IL-1, tumor nekrotizujúci faktor (TNF) a chemotaktické mediátory ako je makrofágový zápalový proteín-2 (MIP-2) a monocytový chemoatraktantný proteín-1 (MCP{18}}) [32]. Okrem toho existuje interakcia medzi signalizáciou TRL a komplementovým systémom v IRI s mitogénom aktivovanými proteínkinázami (MAPK), ktoré slúžia ako spojovacie reťazce medzi týmito dvoma systémami [15,33]. Okrem toho, po rozpoznaní bunkového odpadu uvoľneného v prostredí bunkového poškodenia, takzvaných molekulárnych vzorcov spojených s nebezpečenstvom (DAMP), TLR aktivujú nielen zápalovú reakciu, ako je znázornené vyššie, ale indukujú dendritické bunky, aby vykonali prezentáciu antigénu. úlohu B- a T-lymfocytov adaptívneho imunitného systému [34]. Pri IRI rozpoznáva renálny TLR-4 okrem iných endogénnych ligandov molekuly extracelulárnej matrice a glykokalyx, ako je biglycan, hyaluronan a heparan sulfát [35–37].
Reaktívne formy kyslíka sú kľúčovými zložkami patogenézy IRI. Ischemická deregulácia mitochondriálnej funkcie s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobuje prepuknutie uvoľňovania ROS v dôsledku aktivácie xantín oxidázy a nikotínamid adenín dinukleotid fosfátovej (NADPH) oxidázy po reperfúzii a reinštalácii správneho okysličovania tkaniva. Nasleduje nerovnováha medzi tvorbou ROS a reaktívnych foriem dusíka (RNS) a odpoveďami endogénneho antioxidačného systému, čo vedie k oxidačnému poškodeniu a ďalšej aktivácii zápalu, ako aj k expresii proapoptotického mediátora, čím sa udržiava začarovaný kruh [28,38–41]. . Ukázalo sa, že intracelulárne metabolické vedľajšie produkty nahromadené počas ischemickej fázy, ako je sukcinát, ďalej narúšajú mitochondriálny transport elektrónov a indukujú tvorbu superoxidu [42].
Faktory indukované hypoxiou (HIF), HIF-1 a HIF-2, sú transkripčné faktory, ktoré si získali veľkú pozornosť kvôli ich potenciálne prospešnej úlohe v IRI [15,43]. Von Hippel-Lindau a proteíny prolylhydroxylázovej domény (PHD) sú spojené s degradáciou HIF počas podmienok normoxie [43]. Na druhej strane je HIF stabilizovaný hypoxiou, čím reguluje adaptáciu tkaniva na takéto podmienky prostredníctvom transkripcie cieľových génov, vrátane tých, ktoré sú spojené s glykolýzou, produkciou angiogénnych faktorov, ako je VEGF, a produkciou erytropoetínu [43]. Treba poznamenať, že HIF-1 upreguluje expresiu TLR4 v makrofágoch v reakcii na hypoxický stres, zatiaľ čo ROS sprostredkúva reguláciu HIF-1 prostredníctvom odlišných dráh, vrátane inhibície propylhydroxyláz, posttranslačnej modifikácie HIF{{11 }}proteínu procesom nitrozácie, ako aj nepriamo prostredníctvom zapojenia miR-21, miR-210 a zápalových mediátorov [44,45].
Hlavným cieľom IRI a súvisiacich patogénnych procesov je vaskulárna endotelová dysfunkcia, ktorá sa prejavuje opuchom endotelových buniek, degradáciou endotelového cytoskeletu, stratou integrity endotelovej vrstvy ako aj degradáciou glykokalyx, čo bude podrobnejšie rozpracované neskôr [46,47]. Vrcholnou udalosťou je prechod z endotelu na mezenchymálny (EndMT), počas ktorého endotelové bunky vykazujú fenotyp podobný mezenchymálnym bunkám, čo sa prejavuje zvýšeným sklonom k zvýšenej produkcii extracelulárnej matrice a migračným vlastnostiam [48,49].
4. Prehľad endoteliálneho glykokalyxu
Chrbticu endotelovej glykokalyxy tvoria proteoglykány spolu s ich polysacharidovými reťazcami glykozaminoglykánov (GAG), ako aj glykoproteíny a glykolipidy [16,50]. Hlavnými zložkami GAG sú heparan sulfát (HS) a chondroitín sulfát (HS), ktoré sú pripojené k proteoglykánom, zatiaľ čo kyselina hyalurónová (HA) sa priamo viaže na CD44, transmembránový glykoproteín. Rodina syndekánov (vrátane syndekánu-1, syndekánu-2, syndekánu-3 a syndekánu-4) predstavuje proteoglykány s jednou transmembránovou doménou, zatiaľ čo glypikan-1 je extracelulárny glykozylfosfatidylinozitolom (GPI) ukotvený HS glykoproteín [51]. Okrem toho sú perlecan a biglycan rozpustné formy proteoglykánov, ktoré sa nachádzajú v matrici glykokalyx bez toho, aby boli pripojené k membráne endotelových buniek. Ukázalo sa, že hrúbka a zloženie glykokalyx sa líši medzi rôznymi orgánmi, vaskulárnymi anatomickými miestami a dokonca aj v rámci fenestrovaných a nefenestrovaných kapilárnych riečiskov, čo zase môže určovať heterogénne vlastnosti glykokalyx [16,52]. Zdá sa, že vaskulárny šmykový stres a sfingozín{13}}fosfát (S1P), fosfolipid, ktorý sa zúčastňuje signálnych dráh sprostredkovaných receptormi spojenými s G-proteínom, sú významnými determinantmi a regulátormi štruktúry a funkcie glykokalyx [53].
Okrem toho sú glykoproteíny tiež považované za základné funkčné zložky glykokalyxu, pretože prispievajú k jeho rôznym biologickým funkciám [51]. Medzi hlavné triedy glykoproteínov patria adhézne molekuly endotelových buniek a zložky koagulačného a fibrinolýzneho systému [51]. V súlade s tým E-selektín a P-selektín sprostredkovávajú interakciu medzi bielymi krvinkami a endotelovými bunkami, zatiaľ čo integríny sprostredkúvajú interakciu endotelu so zložkami extracelulárnej matrice [54,55]. ICAM-1 a -2, ako aj VCAM-1 patria do imunoglobulínovej superrodiny transmembránových glykoproteínov, ktoré slúžia ako ligandy pre integríny na bielych krvinkách a krvných doštičkách, čím sa podieľajú na prenose leukocytov, vrátane náboru a extravazácie do zapálených miest [51,56]. Receptor von Willebrandovho faktora alebo inak glykoproteínový Ib-IX–V komplex a trombomodulín, trombínový kofaktor a prirodzené antikoagulant predstavujú okrem iného membránovo viazané proteíny endotelového glykokalyxu s regulačnou úlohou pri koagulácii a fibrinolýze.
Okrem proteínov ukotvených v bunkovej membráne existuje v mikroprostredí glykokalyx veľké množstvo molekúl rôzneho pôvodu (napr. plazma, endotelové bunky atď.). Medzi tieto rozpustné zložky patria enzýmy patriace do obranného systému organizmu proti ROS (superoxiddismutáza), interleukíny, fibroblastový rastový faktor (FGF) a transformujúci rastový faktor b (TGFb), LDL lipáza a členovia koagulačnej kaskády ako antitrombín III. a inhibítor tkanivového faktora [51].
Uznávajúc zložitosť endotelového glykokalyxu je jednoduché pochopiť jeho pleiotropné vlastnosti ako prevodníka vaskulárnych šmykových stresových síl do endotelových buniek, regulátora vaskulárnej permeability, modulátora zápalových reakcií a oxidačného stresu, ako aj regulátora hemostáza [51].
Experimentálne údaje v literatúre naznačujú, že endoteliálny glykokalyx je významnou súčasťou glomerulárnej filtračnej bariéry [16]. Sieť záporne nabitých zvyškov GAG a kyseliny sialovej v glykoproteínoch teda poskytuje nielen nábojovú, ako aj veľkostne selektívnu bariéru, ale ukázalo sa, že glomerulárne endotelové fenestry sú vyplnené HA, čo bráni albumínu prechádzať cez stenu glomerulárnej kapiláry. [52,57]. Endotelová delécia hyalurónansyntázy 2 (Has2) u myší je spojená s mesangiolýzou, glomerulárnou kapilárnou zriedkavosťou, glomerulosklerózou a albuminúriou, čo sú nálezy s priamymi dôsledkami v niekoľkých modeloch chorôb, vrátane diabetickej nefropatie [57].
Podobne sa zdá, že myši s deficitom enzýmu N-deacetyláza-N-sulfotransferáza (Ndst), ktorý moduluje štruktúru HS, sú v experimentálnom modeli antiglomerulárnej nefritídy bazálnej membrány chránené pred influxom glomerulárnych leukocytov [58].
Ďalej sa ukázalo, že HA, HS a glypikan-1 sú potrebné pre vazoaktívnu odpoveď endotelových buniek na šmykový stres a konkrétne prostredníctvom prenosu síl na aktínový cytoskelet, ako aj prostredníctvom endoteliálnej syntázy oxidu dusnatého ( aktivácia eNOS a tvorba oxidu dusnatého (NO) [53,59,60].
Je potrebné poznamenať, že proces štúdia endotelového glykokalyxu ex vivo a in vitro je náročná úloha vzhľadom na jeho krehkosť štruktúry, ako aj technické ťažkosti pri príprave výsledkov. Cirkulujúce markery endotelovej glykokalyxy môžu slúžiť ako atraktívne alternatívy, ako sa to stáva pri patologickom vylučovaní glykokalyx pri rôznych modeloch chorôb [16].
5. Poškodenie IRI a glykokalyxu pri transplantácii obličky
Poškodenie endotelového glykokalyxu a súvisiaca dysfunkcia endotelu ako dôsledok IRI je spoločné pre niekoľko modelov chorôb. V súlade s tým sú generalizované ischemické stavy, ku ktorým dochádza pri zástave srdca a rôzne typy šoku alebo lokálnej orgánovej ischémie, ako napríklad pri infarkte myokardu a revaskularizačných procedúrach, charakterizované priamym alebo nepriamym dôkazom degradácie endotelových glykokalyx [61]. Rovnako ischemická akútobličkyporanenia (AKI) a IRI pri transplantácii obličky, ktoré sa prejavujú ako oneskorená funkcia štepu, majú spoločné patofyziologické znaky, pričom jedným z nich je poškodenie glykokalyxu (obrázok 1).
5.1. IRI indukované vylučovanie endoteliálneho glykokalyxu obličiek
Dezintegrácia glykokalyxu indukovaná IRI je kľúčovou udalosťou, ktorá vystavuje obnažené endotelové bunky ďalšiemu zápalovému a oxidačnému poškodeniu. Dôkazy naznačujú, že vylučovanie glykokalyx je bežným javom a koreluje s poškodením štepu pri transplantácii pečene a pľúc [62–65]. Plazmatická hladina syndekánu-1 teda významne stúpa po nasledujúcej reperfúzii počas ortotopickej transplantácie pečene a navyše predpovedá superpozíciu AKI štádia 2 alebo 3 po transplantácii do 48 hodín po reperfúzii [62]. Podľa najnovších údajov sa poškodenie glykokalyx nachádza v ľudských pečeňových štepoch už počas konzervácie štepov, čo naznačuje zvýšená hladina syndekánu- 1 vo výtokoch pečeňových štepov, čo ďalej korelovalo s výtokovými koncentráciami markerov poškodenia pečene, ako aj so zvýšeným rizikom rozvoja skorej dysfunkcie aloštepu [63].
Podobne boli zistené zvýšené koncentrácie produktov rozpadu endotelového glykokalyxu, ako je syndekán-1, hyalurónan, heparan sulfát a CD44 v perfuzáte ľudských a prasacích pľúc, ktoré podstupujú ex vivo pľúcnu perfúziu, čo je nová technika, ktorej cieľom je zlepšiť štep funkcie pri transplantácii pľúc [64]. Ukázalo sa, že znížené hladiny hyalurónanu v periférnej krvi darcov pľúc sú nezávisle spojené s pravdepodobnosťou, že pľúca budú prijateľné na transplantáciu, zatiaľ čo vysoké hladiny plazmatického syndekánu-1 u darcov aj príjemcov pľúc sú spojené s primárnou dysfunkciou štepu [ 65]. Experiment s autotransplantáciou pľúc u ošípaných odhalil znížené hladiny syndekánu-1 a heparansulfátu v pľúcnom tkanive spolu so zvýšenými hladinami vo vzorkách plazmy po zhluknutí pľúcnej artérie a následne po reperfúzii, ktoré boli navyše sprevádzané aktiváciou neutrofilov a zvýšenou expresiou adhézne molekuly [66].
Aktivácia komplementovej kaskády sa priamo podieľa na poškodení renálneho tkaniva pri IRI spôsobujúcej aktiváciu endotelu so zvýšenou expresiou VCAM{0}} a náborom zápalových buniek [67–69]. V modeli IRI indukovanej v jedinomobličkyu myší viedla farmakologická blokáda C5 k zníženému vylučovaniu endotelových glykokalyx obličiek, čo sa prejavilo zachovanou expresiou renálneho vaskulárneho HS a zníženými hladinami cirkulujúceho syndekánu-1 a hyalurónanu [69].
Inobličkytransplantácia, meranie koncentrácií syndekánu{0}} a heparansulfátu 5 minút po reperfúzii obličiek z DCD preukázalo zvýšené hladiny v transplantovanej obličkovej žile v porovnaní so systémovou arteriálnou cirkuláciou [70]. Je pozoruhodné, že funkcia štepu v prvý deň po transplantácii bola nepriamo spojená s renálnym efluxom syndekánu-1 5 minút po reperfúzii.
Zložky glykokalyx sú štiepené z povrchu endotelových buniek rôznymi matricovými proteinázami, známymi ako "sheddázy". Matrixové metaloproteinázy (MMP) sú veľkou rodinou proteolytických endopeptidáz, ktoré degradujú kolagén a iné proteíny extracelulárnej matrice, čím vykonávajú množstvo základných fyziologických funkcií, od hojenia rán až po angiogenézu [71]. Existuje veľké množstvo dôkazov o MMP pri akútobličkyporanenie a fibrotickéobličkymodely ochorenia v natívnych aj transplantovaných obličkách [72–76]. Rôzne MMP boli identifikované ako včasné biomarkery závažnej AKI, zatiaľ čo na druhej strane sa predpokladá, že podporujú regeneráciu renálnych tubulov po AKI [73]. V experimentálnom modeli AKI asociovaného s IRI indukovaného u myší sa aktivity MMP- 2 a MMP-9, ako aj závažnosť AKI zväčšovali so zvyšujúcim sa trvaním ischémie. Okrem toho expresia MMP-2 v peritubulárnych kapilárach vonkajšej drene korelovala s apoptózou a nekrózou vonkajšej drene [73]. Podobne aj vyšetrenie perfuzátu z ľudských perfundovaných obličiek ukázalo významne vyššie hladiny MMP-2 a MMP-9 v perfuzátoch od darcov darcovstva po stanovení smrti obehom (DCDD) v porovnaní s darcami po mozgovej smrti (DBD ) [77]. Okrem toho je potrebné poznamenať, že hladiny MMP-2 a MMP-9 boli približne dvojnásobné v obličkách s DGF v porovnaní s obličkami bez DGF [77]. Porovnateľné výsledky z pľúcnych perfuzátov počas ex vivo perfúzií ľudských pľúc ukázali silnú pozitívnu koreláciu medzi aktivitou MMP{15}} a zvýšeným syndekánom{16}} a koncentrátom hyalurónanu [65].
Zvýšená koncentrácia MMP-9 v moči v prvý nasledujúci pooperačný deňobličkyukázalo sa, že transplantácia koreluje nielen s tubulárnou atrofiou a fibrózou v renálnych biopsiách vykonaných 3 a 12 mesiacov po transplantácii, ale aj s včasnou, ako aj dlhodobou dysfunkciou štepu [78]. Okrem toho pacienti s DGF, ktorý je priamym klinickým výsledkom IRI, vykazujú v moči vyššie hladiny tkanivových inhibítorov matricovej metaloproteinázy (TIMP)-1 a TIMP-2 [78].
Okrem degradácie extracelulárnej matrice, endotelového glykokalyxu a kolagénovej bazálnej membrány glomerulov typu IV sa zdá, že MMP-9 má aj priame protizápalové vlastnosti prostredníctvom aktivácie IL-8 a peptid aktivujúci neutrofily (ENA) derivovaný z epitelových buniek endotelového pôvodu -78 [79].
Treba poznamenať, že sa zistilo, že vylučovanie syndekánov sprostredkované MMP prispieva k narušeniu endoteliálneho glykokalyxu, ku ktorému dochádza u rôznych subjektov, vrátane diabetes mellitus a iných prozápalových stavov [80,81]. Okrem toho bilaterálna renálna IRI u myší s deficitom syndekan{4}} v porovnaní s myšami divokého typu bola spojená so zvýšeným počtom makrofágov a myofibroblastov, ako aj s tubulárnym poškodením [82]. Okrem toho niekoľko experimentálnych údajov podporuje, že uvoľňovanie komplexov syndekán-1/CXCL1 z rôznych bunkových povrchov MMP-7 stimuluje aktiváciu a migráciu neutrofilov v rôznych tkanivách [83].
GAG reťazce syndekánu-1 pôsobia ako väzbové miesta pre hepatocytový rastový faktor (HGF) a sprostredkúvajú interakciu HGF s jeho špecifickým receptorom, mezenchymálno-epiteliálnym prechodným faktorom (c-Met). Na druhej strane sa ukázalo, že receptor HGF spolu s jeho downstream efektormi, AKT a kinázou glykogénsyntázy-3 (GSK-3), zohrávajú renoprotektívnu úlohu v AKI [81,84]. Farmakologická inhibícia vylučovania syndekánu-1 v prostredí IRI aktivuje fosforyláciu signálnej dráhy c-Met/AKT/GSK-3, čím ďalej podporuje dôležitú úlohu syndekánu-1 ako koreceptora pre HGF na zmiernenie apoptózy a zápalu pri IRI [85]. Podanie GM6001, inhibítora sheddázy u myší s AKI indukovanou IRI, teda zoslabilo stimulačný účinok IRI na hladiny IL-6 a TNF mRNA, ako aj inhibovalo vylučovanie syndekánu-1 a apoptózu proximálnych tubulárnych bunky [85].
Vzhľadom na to, že reaktívne formy kyslíka majú rozhodujúce a spoločné postavenie v patogenéze niekoľkých modelovobličkyochorenia, bolo by jednoduché uznať ich úlohu pri riedení a degradácii mikrovaskulárneho endotelového glykokalyxu indukovaného IRI [86–88]. Dostupné experimentálne dôkazy teda naznačujú, že ROS neovplyvňujú biosyntézu zložiek glykokalyxu, ale skôr priamo spôsobujú vylučovanie heparansulfátu obsahujúceho glykozaminoglykány. V súlade s tým bola expozícia podmienečne imortalizovaných ľudských endotelových buniek peroxidu vodíka spojená so zvýšenými hladinami rádioaktívne značených frakcií glykozaminoglykánov v bunkovom supernatante, ako dokazuje kvapalinová chromatografia a imunofluorescenčné techniky [87]. Podobne, amplifikácia oxidačného stresu je spojená so stimuláciou expresie a aktivity MMP-2 a MMP-9, downreguláciou TIMP-1 a TIMP-3 a uvoľňovaním extracelulárna doména syndekánu-1 z povrchu endotelových buniek [88].
Molekuly syndekánu a najmä syndekán-1 boli rozsiahle študované v rámci karcinogenézy pre ich proangiogénne vlastnosti sprostredkované moduláciou signalizácie VEGF-VEGFR-2 [89]. Imunofluorescenčné farbenie a koimunoprecipitačná analýza glomerulárnych kultúr ukázali, že syndekán-1 sa ko-lokalizuje a interaguje s VEGFR receptorom (VEGFR)-2 v endotelových bunkách in vivo a in vitro, teda v skutočnosti slúži ako e VEGFR koreceptor [90]. Najmä analýza westernovým prenosom zvieracích modelov s hypoxiou indukovanou ischemickou AKI ukázala zníženú expresiu syndekánu{11}} v glomerulárnych endotelových bunkách, čo bolo spojené s aktiváciou kaspázou{12}} sprostredkovanej apoptózy endotelových buniek. Znížená regulácia syndekánu-1 v ischemických glomerulách zabránila klatrínom sprostredkovanej VEGF-dependentnej endocytóze VEGFR{17}} a v dôsledku toho signalizácii VEGF, čo viedlo k dysfunkcii endotelových buniek a apoptóze [90]. VEGF signalizácia, ktorá je nevyhnutná pre ochranu mikrovaskulárnej štruktúryobličkyje down-regulovaný pri renálnom IRI [91,92]. Nedávne dôkazy z longitudinálnej štúdie príjemcov transplantátu obličky, ako aj zvieracích modelov ukázali, že zvýšené hladiny rozpustnej fms-podobnej tyrozínkinázy 1 (sFlt-1), prirodzeného cirkulujúceho antagonistu VEGF, korelujú so zmenšenou oblasťou peritubulárnych kapilár po IRI ako aj s vyšším rizikom oneskorenej funkcie štepu a odmietnutia štepu, zhoršenej funkcie štepu a smrti [93].
Vzhľadom na vlastnosť syndekánu{0}} viazať rastové faktory a cytokíny, bolo by jednoduché pochopiť súčasné dôkazy spájajúce zvýšený epitelový syndekán-1 v obličkových aloimplantátoch s nižším intersticiálnym zápalom, proteinúriou a hladinami sérového kreatinínu ako zlepšené prežívanie aloštepu [83].
Napriek tomu je potrebné poznamenať, že dostupné dôkazy týkajúce sa zapojenia zložiek glykokalyxu do patogenézy IRIobličkytransplantácia zostáva kontroverzná a vo všeobecnosti nie je priama. Nedávne údaje z biopsií obličkových protokolov, ako aj z experimentálneho modelu transplantácie obličky u potkanov, ktorým boli injikované monoklonálne potkanie anti-myšie syndekán-1 protilátky, teda ukázali veľmi nízku expresiu syndekánu-1 vo vaskulárnom endoteli. V súlade s tým autori naznačujú, že zvýšené hladiny plazmatického syndekánu-1 po poranení štepu by sa mali pripísať upregulácii tubulárneho syndekánu-1 a jeho čiastočnému štiepeniu sheddázami, ako sú ADAM17 a MMP-9 [ 94]. Na druhej strane Lu a spol. pomocou imunohistochemickej štúdie zistila expresiu syndekánu-1 hlavne v renálnej kortikomedulárnej junkcii, ktorá je najzraniteľnejšou zónou na poškodenie IRI, ako aj na bazolaterálnej a luminálnej strane renálnych tubulárnych buniekobličkyz falošne operovaných a IRI myší. Autori však poukazujú na to, že napriek absencii priamych dôkazov spájajúcich syndekán-1 s renálnou endoteliálnou štruktúrou v ich štúdii sa budúce skúmanie považuje za nevyhnutné vzhľadom na technické ťažkosti, ktorým v súčasnosti čelíme pri vhodnej štúdii glykokalyx, ako aj dôležité ochranná úloha endoteliálnej glykokalyxovej vrstvy pri IRI [85]. Uvedomenie si, že cirkulujúce erytrocyty môžu prechodne preniknúť do endoteliálneho glykokalyxu, čo sa odráža ako dynamický rozsah šírky stĺpca erytrocytov, nám môže umožniť nepriamo odhadnúť rozmery glykokalyx. V súlade s tým, zobrazenie tmavého poľa Microscan bočného prúdu kortikálnej peritubulárnej mikrocirkulácie ľudských obličkových štepov odhalilo znížený dynamický rozsah šírky stĺpca erytrocytov 5 minút po reperfúzii v obličkách z DCD v porovnaní s obličkami od žijúcich darcov. Bolo by pre nás jednoduché interpretovať túto skutočnosť ako významnú stratu glykokalyxovej vrstvy na začiatku priebehu renálnej ischémie a reperfúzie po transplantácii obličky [70].
5.2. Bližšia kontrola heparan sulfátu a hyaluronanu
Predpokladá sa, že HS časti endotelového glykokalyxu majú kľúčovú funkčnú pozíciu v zdraví a chorobe, berúc do úvahy ich potenciál viazať veľké množstvo proteínov, vrátane endoteliálnej superoxiddismutázy a xantínoxidázy, ako aj zložiek komplementovej kaskády [95–98 ].
Ukázalo sa, že heparansulfát obsahujúci proteoglykány renálnej endoteliálnej bazálnej membrány viaže L-selektín a monocytový chemoatraktant proteín (MCP)-1 a indukuje adhéziu monocytov vobličkypridružené IRI [99]. Podobne bola v biopsiách obličkového štepu bezprostredne po transplantácii identifikovaná zvýšená väzba MCP{1}} na HS proteoglykány patriace k bazálnym membránam renálnych peritubulárnych kapilár [99]. Prebiehajúci výskum odhalí, či HS časti endotelového glykokalyxu vykazujú podobné vlastnosti. Podobne nedostatok aloštepu N deacetylázy-N-sulfotransferázy-1 (Ndst1), enzýmu modifikujúceho HS, ktorý katalyzuje konjugáciu sulfátu na sacharidy, koreluje so zníženým akútnym odmietnutím, najpravdepodobnejšie prostredníctvom interferencie s interakciou glykozaminoglykány a chemokíny [100]. Zvýšená aj nedostatočná sulfatácia heparínových skupín v glykokalyxeobličkyštepov sa spája s chronickou fibrózou a potenciálne zápalovou degradáciou glykokalyx endoglykozidázou heparanázou [100,101].
Heparanáza je enzým, ktorý štiepi glykozidickú väzbu v HS skupinách naviazaných na glykokalyxové proteoglykány, ako aj na tie, ktoré sa týkajú proteínov extracelulárnej matrice [102]. Aktivita heparanázy je prísne regulovaná syndekánom-1 a naopak, HS a heparanáza regulujú vylučovanie syndekánu-1 [103,104]. Heparanáza sa považuje za kľúčovú prozápalovú a profibróznu úlohu v rôznych chorobných procesoch, vrátane AKI a proteinurickejobličkyochorenia, čiastočne v dôsledku uvoľnenia radu rastových faktorov a cytokínov, ktoré sa normálne viažu na HS po jeho degradácii [105–107]. Heparanáza má teda priamu úlohu v EMT tubulárnych buniek indukovanom FGF-2 prostredníctvom signalizácie fibroblastového rastového faktora (FGF)-2 sprostredkovaného syndekánom-1 [106]. U príjemcov obličkového transplantátu sú významne zvýšené hladiny heparanázy v moči spojené s proteinúriou aj dysfunkciou štepu [108]. Zvýšená expresia heparanázy nielen vaskulárnym endotelom, ale aj infiltráciou CD4 plus a CD8 plus T buniek bola spojená s akútnou bunkovou rejekciou u myších srdcových aloimplantátov. Podobne zvýšené plazmatické hladiny heparan sulfátu boli detegované u príjemcov transplantátu ľudskej obličky pred stanovením diagnózy odmietnutia renálneho aloštepu biopsiou, čo podporuje úlohu heparan sulfátu ako skorého markera bunkovej rejekcie [109].
Imunofluorescenčné farbenie obličkového tkaniva z myšacieho modelu, v ktorom bola IRI indukovaná bilaterálnym upnutím renálnych artérií, preukázalo zvýšenú reguláciu heparanázy v glomerulárnych aj tubulointersticiálnych miestach 72 hodín po reperfúzii [110]. Okrem toho u transgénnych myší nadmerne exprimujúcich heparanázu, ale nie u myší divokého typu, IRI indukovala významnú up-reguláciu markerov EMT, ako je alfa-aktín hladkého svalstva (-SMA) a vimentín [110]. Liečba inhibítorom heparanázy divokého typu (WT) a renálnych tubulárnych buniek utlmených heparanázou, ktoré podliehali hypoxii a reoxygenácii, neindukovala významné zmeny v expresii syndekánu-1. Napriek tomu je potrebný ďalší výskum, aby sa vytvoril istý a priamy dôkaz týkajúci sa prepojenia medzi upreguláciou heparanázy v prostredí IRI poobličkytransplantácia, jej produkty štiepenia a klinické výsledky [110].
Experimentálne dôkazy naznačujú, že heparanáza má kľúčovú pozíciu v procese náboru a aktivácie makrofágov v reakcii na IRI a konkrétne v profile polarizácie makrofágov M1 [111]. Makrofágy M1 exprimujú prozápalové cytokíny, ako sú IL-1b, IL-6 a TNF-, ako aj indukujú mechanizmus EMT v renálnych tubulárnych bunkách. Okrem toho heparanáza zvyšuje expresiu TLR v tubulárnych epiteliálnych bunkách, vaskulárnych endoteliálnych bunkách a v infiltrujúcich leukocytoch počas renálnej IRI, čím vytvára pozitívnu prozápalovú spätnú väzbu, ktorá nakoniec vedie k apoptóze tubulárnych buniek, imunitnej aktivácii, odmietnutiu štepu a nakoniec chronickému aloimplantátu nefropatia [111]. Inhibícia heparanázy in vivo aj in vitro znižuje dráhy odozvy makrofágov M1 bez ovplyvnenia makrofágov M2 alebo expresie markerov M2, ako je argináza1 a makrofágový manózový receptor (MR). Markery M2 sú spojené s protizápalovými a imunomodulačnými odpoveďami, ako aj s podporou opravy tkaniva. To by sa následne premietlo do zlepšených histologických vzorcov a renálnych funkcií, ako naznačujú experimentálne dôkazy od myší podrobených IRI [111].
Podobne IRI indukuje dlhodobú nadmernú expresiu heparanázy v obličkách po počiatočnom poškodení, čo je kompatibilné so vznikom chronickej nefropatie štepuobličkytransplantácia. Analýza génovej expresie a imunofluorescenčné farbenieobličkytkaniva z myší s jednostranne indukovanou renálnou IRI odhalili zosilnenú expresiu heparanázy v glomerulách a v intersticiálnych bunkách aj 8 týždňov po zákroku unilaterálnej svorky renálnej artérie [112]. Toto bolo spojené so zvýšenou akumuláciou kolagénu, upreguláciou MMP-2 a MMP-9, zvýšenou expresiou génov TNF-, IL-1b a IL{7}} ako vyššie nájomné a plazmatické hladiny malondialdehydu, produktu peroxidácie lipidov [112]. Na druhej strane podávanie Roneparstatu, inhibítora heparanázy, zrušilo všetky vyššie uvedené účinky
Experimentálne údaje ukazujú, že IRI vobličkyje spojená so zníženou expresiou endotelového NOS (eNOS) a súčasne so zvýšenou indukovateľnou expresiou NOS (iNOS) a endotelínu{0}} endotelom obličiek a zápalovými bunkami [113–116]. Zdá sa, že existuje úzky vzťah medzi mediátormi endotelovej dynamiky, ako je endotelín-1 a syntázami oxidu dusnatého (NOS) s heparanázou. V súlade s tým sa zdá, že eNOS zabraňuje indukcii heparanázy v modeli proteinuricobličkyochorenie, zatiaľ čo inhibícia heparanázy tlmí indukovateľnú produkciu NOS (iNOS) a endotelínu{0}} v endoteli obličiek pri IRI [113, 114].
Ako už bolo opísané vyššie, hyalurónan je všadeprítomný glykozaminoglykán, ktorý sa týka nielen extracelulárnej matrice, ale aj endoteliálneho glykokalyxu, hoci predstavuje menej ako 20 percent jeho obsahu glykozaminoglykánov. Hyaluronan významne prispieva k hrúbke a zachovaniu štruktúry endotelových glykokalyx. Reguluje mechanickú transdukciu signálu do endotelových buniek prostredníctvom spolu-sprostredkovanej produkcie NO, ako aj permeabilitu endotelu pre biele krvinky a krvné doštičky [117–119].
Zvieracie modely závažnej renálnej IRI na jedenobličky, čím simulujú podmienky transplantácie obličkového aloštepu, naznačujú sekvenčnú bifázickú indukciu hyalurónansyntáz 1 a 2 v obličkovom tkanive, ktorá sa prejavuje prechodným zvýšením depozície hyalurónanu s vysokou molekulovou hmotnosťou, po ktorom nasleduje oneskorená akumulácia hyalurónanových produktov s menšou veľkosťou [120 ]. Zdá sa, že fragmenty hyalurónanu s nízkou molekulovou hmotnosťou sa podieľajú na zápalovej kaskáde prostredníctvom aktivácie toll-like receptora -4 (TLR4) a -2 (TLR2), ako aj pri vzniku renálnej fibrózy [32,120]. Fragmenty hyalurónanu s nízkou molekulovou hmotnosťou po interakcii s receptorom hyalurónanu CD44 spôsobujú zvýšenú tvorbu aktínových vlákien v endotelových bunkách a narušenie endoteliálnej bariéry, ktoré je charakterizované kapilárnym balónovaním, mesangiolýzou a stratou endotelovej fenestrácie [117,121,122].
Inaktivácia enzýmu syntetizujúceho hyaluronan, hyalurónan syntázy 2 v endotelových bunkách myší viedla k viac ako 50-percentnej strate glykokalyxovej štruktúry v porovnaní s kontrolnými myšami, ako sa odhaduje na základe pokrytia katiónovým feritínom, hoci zvyšok glykokalyxových zložiek nebol ovplyvnený [57]. .
Interakcia hyalurónanu s jeho receptorom CD44 sa podieľa na patofyziológii IRI so stimuláciou náboru makrofágov indukciou expresie monocytového chemoatraktantného proteínu-1 (MCP{2}}) obličkovými tubulárnymi bunkami, ako aj prostredníctvom podpora renálnej fibrózy prostredníctvom dráhy transformujúceho rastového faktora (TGF) [122–124]. Na potkaních modeloch IRI bola pozorovaná významná ektopická up-regulácia expresie hyalurónansyntázy 2 renálnou kôrou spolu s akumuláciou kortikálneho hyalurónanu až do desaťnásobku jeho normálneho množstva [125].
Hoci CD44 je za normálnych podmienok sotva exprimovaný v obličkovom tkanive, je výrazne a rýchlo upregulovaný v infiltrujúcich bielych krvinkách, ako aj v kapilárnych endotelových bunkách a renálnom tubulárnom epiteli v postischemickomobličky[126 – 129]. Dostupné experimentálne dôkazy naznačujú, že adhézia a migrácia neutrofilov pri IRI je sprostredkovaná interakciou membránovo viazaných hyalurónových skupín exprimovaných neutrofilmi s de novo exprimovaným CD44 na renálnych endotelových bunkách [126].
Je potrebné poznamenať, že existuje kontinuálna výrazná expresia CD44 endoteliálnymi bunkami obličkových aloštepov za normálnych podmienok, ako aj pri akútnej rejekcii, ktorá inak nie je evidentná u natívnychobličky[130]. Nedostatok hyaluronidáz, enzýmov zodpovedných za degradáciu hyaluronanu, zhoršuje poškodenie obličiek v postischemickomobličky[131]. Farmakologická inhibícia syntézy hyalurónanu pri IRI je spojená s výrazným znížením obsahu hyalurónanu a expresie CD44 v obličkovom tkanive, ako aj zápalového infiltrátu v postischemickej obličke, čo vedie k zlepšeniu funkcie obličiek [132]. Podobne absencia CD44 alebo jeho farmakologická inhibícia vedie k zníženému prílevu neutrofilov, čo oslabilo poškodenie obličiek a zachovalo funkciu obličiek po IRI [126].
Hyalurónové skupiny v endoteliálnom glykokalyxe sa tiež špecificky viažu na Agiopoetín 1 prostredníctvom lektínového záhybu, čo je väzba, ktorá je nevyhnutným predpokladom väzby Angiopoetínu 1 na glomerulárny endotel cez jeho Tie2 receptor [57]. Angiopoetín 1 je angiogénny faktor vylučovaný množstvom buniek, vrátane endotelových buniek, buniek hladkého svalstva ciev a mezenchymálnych buniek, ktoré majú protizápalové, ako aj antiapoptotické vlastnosti. Po IRI sa renálna expresia Angiopoetínu1 začína zvyšovať po 7 dňoch a pretrváva najmenej 14 dní po IRI, čo naznačuje jeho úlohu v neoangiogenéze procesu opravy [133]. Experimentálne modely renálnej IRI naznačujú, že angiopoetín{12}} podporuje mobilizáciu a nábor endotelových progenitorových buniek vobličky, čím sa zmierňujú účinky IRI [134]. Okrem toho podávanie COMP-Ang1, upraveného variantu angiopoetínu-1 myšiam s IRI obličiek znížilo infiltráciu neutrofilov a makrofágov vobličkyzachovaná perfúzia obličkového tkaniva a mikrovaskulárna permeabilita, ako aj znížená intersticiálna fibróza [135].
5.3. Nové poznatky: Sfingozín{2}}Fosfátová signalizácia v IRI a endoteliálnom glykokalyxe
Sfingozín 1-fosfát (S1P) je sfingolipid s množstvom fyziologických úloh, sprostredkovaných najmä interakciou s jeho piatimi podtypmi receptorov spojených s G-proteínom (S1PR1-S1PR5), ktoré sú rozdielne distribuované v špecifických tkanivách [136]. SIP pôsobí ako intracelulárny messenger regulujúci procesy, ako je bunková proliferácia a apoptóza, ako aj ako autokrinné a parakrinné činidlo. Hlavným nosičom S1P v plazme je molekula HDL. V prostredí IRI je S1P uvoľňovaný rôznymi bunkami, vrátane krvných doštičiek, endotelových buniek a leukocytov, kde moduluje endotelovú permeabilitu a infiltráciu imunitných buniek prostredníctvom svojich signálnych dráh S1PR [15,136,137]. Ukázalo sa, že samotný sfingolipid S1P a jeho agonisty zohrávajú ochrannú úlohu v rôznych modeloch IRI, vrátane IRI myokardu, pľúc a pečene [138–140]. S1P uplatňuje svoje pleiotropné nefroprotektívne účinky vobličkyIRI prostredníctvom regulácie endotelovej hemodynamiky, ochrany tubulárnych epitelových buniek pred apoptózou a predovšetkým moduláciou imunity [141–143]. Ukázalo sa, že expresia S1PR v renálnych endotelových bunkách dosahuje vrchol 3 hodiny po IRI [144]
V podmienkach ischemickej AKI myši s deléciou endotelového S1P1R vykazovali zvýšenú expresiu prozápalových mediátorov, ako sú ICAM-1, MCP-1 a TNF-, zhoršenú vaskulárnu permeabilitu, ako aj závažnejšie vzory renálnej tubulárnej nekrózy a apoptózy v porovnaní s myšami s normálnou expresiou S1P [145, 146]. Predpokladá sa, že ochranná úloha, ktorú má endotelový S1P1R proti ischemickej AKI, je aspoň čiastočne sprostredkovaná reguláciou expresie proteínu tepelného šoku (HSP) 27, ktorý je dobre známy svojimi cytoprotektívnymi funkciami [145, 146].
Existujú podstatné dôkazy podporujúce úlohu ochrany endotelového glykokalyxu sfingolipidom S1P a následného udržiavania permeability endotelu, ako aj podpory regenerácie glykokalyx po poranení [147, 148]. Na modeli bunkovej kultúry endotelových buniek potkanieho tukového vankúšika sa nielen potvrdil ochranný účinok plazmatických proteínov na štrukturálnu stabilitu endoteliálneho glykokalyxu, ale tiež sa preukázalo, že tento účinok bol v skutočnosti sprostredkovaný interakciou S1P naviazanou na plazmatický proteín. s jeho receptorom S1P1 [147]. Aktivácia a fosforylácia receptora S1P1 pomocou S1P teda inhibuje aktivitu MMP-9 a MMP-13 pravdepodobne prostredníctvom dráh závislých od Rac-1-. Výsledkom je potlačenie vylučovania syndekán{15}} ektodomény, ktoré sa prejavuje stratami chondroitín sulfátu a heparín sulfátu [147].
Je potrebné poznamenať, že aj v neprítomnosti proteínov nosiča SIP sa zdá, že exogénne podávanie SIP chráni glykokalyx pred vylučovaním [147]. Okrem toho dôkazy zo štúdií bunkových kultúr naznačujú, že sfingolipid S1P indukuje syntézu glykokalyxu prostredníctvom signálnej dráhy závislej od fosfatidylinozitol -3 kinázy (PI3K), a tak podporuje jeho zotavenie po poranení. Signalizačná os PI3K-Akt je indukovaná niekoľkými mediátormi v endotelových bunkách, vrátane VEGF a SIP, a je kľúčová pre reguláciu aktivity eNOS, ako aj prežitia a migrácie endotelových buniek [149, 150]. In vitro experimenty s degradáciou glykokalyx ukázali, že exogénne podanie heparín sulfátu spolu s SIP obnovuje tak štruktúru glykokalyx, ako aj medzerové spojenia medzi endotelovými bunkami [151].
Pridanie S1P do funkčnej krvnej cievy skonštruovanej tkanivovým inžinierstvom skonštruovanej ľudskými endotelovými bunkami a endoteliálnymi progenitorovými bunkami získanými z ľudskej pupočníkovej krvi na decelularizovanom skelete ľudskej pupočníkovej žily viedlo k zvýšenej expresii syndekánu 1 na ľudských endotelových bunkách, ktoré boli sprevádzané oslabenými krvnými doštičkami adherencia k endotelu [152]. Podobne endotelové bunky ľudskej pupočníkovej žily vystavené šokovým podmienkam vykazovali zvýšené vylučovanie syndekánu-1 a kyseliny hyalurónovej, ktoré sa zmenšilo po podaní plazmy obohatenej sfingolipidom S1P [153].
Spojenie medzi signalizáciou S1P a stavom glykokalyxu počas IRI sa však spolieha hlavne na experimentálne údaje, ktoré sú niekedy kontroverzné. Nedávne dôkazy z potkanieho modelu srdcového IRI teda ukázali, že hoci IRI nepochybne zvýšilo uvoľňovanie syndekánu-1 v koronárnom výtoku, liečba S1P pred rozvojom ischémie nemala žiadny viditeľný účinok na syndekán-1 uvoľnenie [154]. Napriek tomu autori štúdie naznačujú, že koncentrácia a načasovanie podávania S1P mohli ovplyvniť vyššie uvedené výsledky.
6. Závery
Endoteliálny glykokalyx je jedinečné mikroprostredie a jeho integrita má kľúčový význam pre funkciu orgánov. Pokračujúci pokrok v pochopení komplexného vplyvu IRI na endoteliálny glykokalyx otvára novú éru výskumu v oblasti transplantácie orgánov. Hoci nedávny pokrok v technológii umožňuje vizualizáciu endoteliálneho glykokalyxu a prepracovanú analýzu jeho zložiek, v súčasnosti dostupné dôkazy sa väčšinou opierajú o experimentálne údaje a nie vždy je možné vyvodiť jednoznačné závery. Klinické štúdie hodnotiace diagnostickú a prognostickú hodnotu markerov poškodenia endotelových glykokalyx buď v periférnej cirkulácii alebo vobličkybiopsie aloštepu sú v budúcnosti nanajvýš dôležité. Okrem toho budúci výskum objasní prepletené patofyziologické dráhy, ktoré sú základom zmien endotelového glykokalyxu v prostredíobličkytransplantácia, ktorá by bola rozhodujúca pre skúmanie potenciálnych terapeutických cieľov.
Príspevky autora:AD, Prehľad literatúry, písanie – príprava pôvodného návrhu, recenzia, úprava konečného rukopisu. VL, Návrh diela, Recenzia literatúry, Recenzia, úprava finálneho rukopisu. VK, Prehľad literatúry, Písanie – príprava pôvodného návrhu. CP, recenzia literatúry, písanie – recenzia, úprava konečného rukopisu. MM, Koncepcia práce – supervízia, recenzia, úprava konečného rukopisu. ED, Koncepcia a dizajn diela – Supervízia – Kontrola, úprava konečného rukopisu. Všetci autori schválili predloženú verziu rukopisu.
Financovanie:Toto preskúmanie nezískalo žiadne externé financovanie.
Konflikt záujmov:Autori nedeklarujú žiadny konflikt záujmov.
References
1. Schnuelle, P.; Lorenz, D.; Trade, M.; Van Der Woude, FJ Vplyv obličkovej kadaveróznej transplantácie na prežitie v konečnom štádiu zlyhania obličiek: Dôkaz o zníženom riziku úmrtnosti v porovnaní s hemodialýzou počas dlhodobého sledovania. J. Am. Soc. Nephrol. 1998, 9, 2135.
2. Meier-Kriesche, HU; Schold, JD; Srinivas, TR; Reed, A.; Kaplan, B.Obličkytransplantácia zastavuje progresiu kardiovaskulárneho ochorenia u pacientov v konečnom štádiu ochorenia obličiek. Am. J. Transplant. 2004, 4, 1662–1668.
3. Meier-Kriesche, HU; Schold, JD; Srinivas, TR; Kaplan, B. Nedostatok zlepšenia prežitia renálneho aloštepu napriek výraznému zníženiu miery akútneho odmietnutia v poslednom období. Am. J. Transplant. 2004, 4, 378-383.
4. Hart, A.; Smith, JM; Skeans, MA; Gustafson, SK; Wilk, AR; Robinson, A.; Wainright, JL; Haynes, ČR; Snyder, JJ; Kasiske, BL; a kol. Výročná správa údajov OPTN/SRTR za rok 2016:Obličky. Am. J. Transplant. 2018, 18 (Suppl. 1), 18–113.
5. Humar, A.; Durand, B.; Gillingham, K.; Payne, WD; Sutherland, DE; Matas, AJ Žijúci nepríbuzní darcovia vobličkytransplantácie: Lepšie dlhodobé výsledky ako s HLA-identickými žijúcimi darcami? Transplantácia 2000, 69, 1942–1945.
6. Redfield, RR; Scalea, JR; Zens, TJ; Mandelbrot, DA; Leverson, G.; Kaufman, DB; Djamali, A. Spôsob senzibilizácie a jeho vplyv na výsledky aloštepu u vysoko senzibilizovanýchobličkypríjemcovia transplantátu. Nephrol. Vytočiť. Transplantácia. 2016, 31, 1746–1753.
7. Tullius, SG; Volk, HD; Neuhaus, P. Transplantácia orgánov od marginálnych darcov. Transplantácia 2001, 72, 1341–1349.
8. Giral, M.; Foucher, Y.; Karam, G.; Labrune, Y.; Kessler, M.; Hurault de Ligny, B.; Büchler, M.; Bayle, F.; Meyer, C.; Trehet, N.Obličkya inkompatibilita hmotnosti príjemcu znižuje dlhodobé prežívanie štepu. J. Am. Soc. Nephrol. 2010, 21, 1022–1029.
9. Butler, JA; Roderick, P.; Mullee, M.; Mason, JC; Peveler, RC Frekvencia a vplyv nonadherencie na imunosupresíva po transplantácii obličky: Systematický prehľad. Transplantácia 2004, 77, 769–776.
10. Mange, KC; Cizman, B.; Joffe, M.; Feldman, HI Arteriálna hypertenzia a prežitie renálneho aloštepu. JAMA. 2000, 283, 633-638.
11. Lu, CY; Penfield, JG; Kielar, ML; Vazquez, MA; Jeyarajah, DR Hypotéza: Je odmietnutie renálneho aloštepu iniciované reakciou na zranenie počas procesu transplantácie?ObličkyInt. 1999, 55, 2157-2168.
12. Saat, TC; van den Akker, EK; IJzermans, JNM; Dor, FJMF; de Bruin, RWF Zlepšenie výsledkuobličkytransplantácia zlepšením renálneho ischemicko-reperfúzneho poškodenia: Stratené v preklade? J. Transl. Med. 2016, 14, 20.
13. Ponticelli, C. Ischemicko-reperfúzne poškodenie: hlavný protagonista vobličkytransplantácia. Nephrol. Vytočiť. Transplantácia. 2014, 29, 1134–1140.
14. Salvadori, M.; Rosso, G.; Bertoni, E. Aktualizácia ischemicko-reperfúzneho poškodenia vobličkyTransplantácia: Patogenéza a liečba. World J. Transplant. 2015, 5, 52–67.
15. Smith, SF; Hosgood, SA; Nicholson, ML Ischemicko-reperfúzne poškodenie pri transplantácii obličky: 3 kľúčové signálne dráhy v tubulárnych epiteliálnych bunkách.ObličkyInt. 2019, 95, 50–56.
16. Dán, MJC; van den Berg, BM; Lee, DH; Boels, MGS; Tiemeier, GS; Avramut, MC; van Zonneveld, AJ; van der Vlag, J.; Vink, H.; Rabelink, TJ Mikroskopický pohľad na endoteliálny glykokalyx obličiek. Am. J. Physiol Renal Physiol. 2015, 308, F956 – F966.
17. Kako, K.; Kato, M.; Matsuoka, T.; Mustapha, A. Depresia membránovo viazanej aktivity Na plus -K plus -ATPázy indukovanej voľnými radikálmi a ischémiouobličky. Am. J. Physiol. 1988, 254, C330-C337.
18. Kajiwara, I.; Kawamura, K.; Hiratsuka, Y.; Takebayashi, S. Vplyv lapačov voľných kyslíkových radikálov na zníženie membránovo viazanej Na(plus)-K(plus)-ATPázovej aktivity indukovanej ischémiou/reperfúznym poškodením u psaobličky. Nephron, 72, 637–643.
19. Yamashita, J.; Kita, S.; Iwamoto, T.; Ogata, M.; Takaoka, M.; Tazawa, N.; Nishikawa, M.; Wakimoto, K.; Shigekawa, M.; Komuro, I.; a kol. Útlm ischémiou/reperfúziou vyvolaného poškodenia obličiek u myší s deficitom Na plus/Ca2 plus výmenníka. Pharmacol Exp. Ther. 2003, 304, 284-293.
20. Maenpaa, CJ; Hanba, BD; Van Why, SK; Johnson, CP; Nilakantan, V. Oxidantom sprostredkovaná apoptóza v proximálnych tubulárnych epiteliálnych bunkách po vyčerpaní a zotavení ATP. Voľný Radic. Biol. Med. 2008, 44, 518–526.
