Plasma oxalic acid as a trigger for oxidative processes in end-stage renal disease patients

L.  Korol; N.  Stepanova; V.  Vasylchenko; L.  Snisar; L.  Lebid; M.  Kolesnyk

doi:10.31450/ukrjnd.1(69).2021.07

L. Korol ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0002-5484-0326
N. Stepanova ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0002-1070-3602
V. Vasylchenko ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України»
L. Snisar ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0002-2968-0885
L. Lebid ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України»
M. Kolesnyk ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0001-6658-3729

DOI: https://doi.org/10.31450/ukrjnd.1(69).2021.07

Ключові слова: оксалова кислота, оксидативний стрес, хронічна хвороба нирок, дщіаліз.

Анотація

Метою роботи було оцінити особливості змін показників оксидативного стресу залежно від концентрації оксалової кислоти (ОК) сироватки у пацієнтів з хронічною хворобою нирок (ХХН) V Д.

Методи. Нами було проведено одномоментне обсерваційне дослідження із залученням 72 хворих на ХХН VД, серед яких було 32 пацієнта, які лікувались методом гемодіалізу (ГД) та 40 хворих, які лікувались перитонеальним діалізом (ПД). В крові пацієнтів спектрофотометрично визначали концентрацію ОК, малонового діальдегіду (МДА), концентрацій церулоплазміну (ЦП), трансферину (ТР), тіолових груп (СГ), антиоксидантної ємності крові (АОЄ) та сумарної пероксидазної активності еритроцитів (СПАе). Розраховували індекс оксидативного стресу (ІОС). Референтну групу склали 30 умовно-здорових осіб.

Результати. У хворих на ХХН V Д спостерігалось підвищення концентрації ОК в крові майже вдвічі порівняно з референтною групою практично здорових осіб (р < 0,0001). Концентрації МДАс, ІОСе та ІОСс обстежених пацієнтів поступово підвищувались, тоді як маркерів АОЗ (ЦПс, АОЄ, СГ та СПАе), навпаки, градієнтно знижувались відповідно до підвищення концентрації ОК сироватки. Кореляційний аналіз засвідчив статистично значущій прямий зв'язок між концентрацією ОК сироватки, МДАс (r = 0,57; p < 0,0001) та ІОСс (r = 0,64; p < 0,0001). Зворотній кореляційний зв'язок визначено між ОК та антиоксидантними маркерами: ЦПс (r = -0,35; р = 0,007), СГс (r = -0,3; р = 0,04) й СГе (r = -0,53; p < 0,0001).

Висновки. Інтенсивність порушень оксидантно-антиоксидантного балансу у крові хворих на ХХН VД асоціюється з рівнем ОК сироватки: чим вищою є концентрація ОК, тим активніше оксидативні процеси та більш виражена недостатність антиоксидантних факторів захисту. Подальші долсідження необхідні для визначення ролі ОК в ініціації оксидативного стресу та хронічного запалення у хворих на ХХН VД.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Mydlík M, Derzsiová K. Kyselina oxalová--významný uremický toxín [Oxalic acid--important uremic toxin]. Vnitr Lek. 2010;56(7):695-701. [In Slovak].

Turkmen K, Erdur FM. The relationship between colonization of Oxalobacter formigenes serum oxalic acid and endothelial dysfunction in hemodialysis patients: from impaired colon to impaired endothelium. Med Hypotheses. 2015;84(3):273-5. doi: 10.1016/j.mehy.2015.01.010.

Baloglu I, Turkmen K. The importance of Oxalobacter formigenes and oxalic acid in the pathogenesis of chronic kidney disease. Int Urol Nephrol. 2018;50(6):1189. doi: 10.1007/s11255-018-1848-3.

Perinpam M, Enders FT, Mara KC, Vaughan LE, Mehta RA, Voskoboev N, Milliner DS, Lieske JC. Plasma oxalate in relation to eGFR in patients with primary hyperoxaluria, enteric hyperoxaluria and urinary stone disease. Clin Biochem. 2017;50(18):1014-1019. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2017.07.017.

Ermer T, Kopp C, Asplin JR, et al. Impact of regular or extended hemodialysis and hemodialfiltration on plasma oxalate concentrations in patients with end-stage renal disease. Kidney Int Rep 2017;2(6):1050-1058. doi: 10.1016/j.ekir.2017.06.002.

Evenepoel P, Meijers BK, Bammens BR, Verbeke K. Uremic toxins originating from colonic microbial metabolism. Kidney Int Suppl. 2009;(114):S12-9. doi: 10.1038/ki.2009.402.

Rapa SF, Di Iorio BR, Campiglia P, Heidland A, Marzocco S. Inflammation and Oxidative Stress in Chronic Kidney Disease-Potential Therapeutic Role of Minerals, Vitamins and Plant-Derived Metabolites. Int J Mol Sci. 2019;21(1):263. doi:10.3390/ijms21010263

Albert A, Paul E, Rajakumar S, Saso L. Oxidative stress and endoplasmic stress in calcium oxalate stone disease: the chicken or the egg? Free Radic Res. 2020;54(4):244-253. doi: 10.1080/10715762.2020.1751835.

Abhishek A, Benita S, Kumari M, Ganesan D, Paul E, Sasikumar P, Mahesh A, Yuvaraj S, Ramprasath T, Selvam GS. Molecular analysis of oxalate-induced endoplasmic reticulum stress mediated apoptosis in the pathogenesis of kidney stone disease. J Physiol Biochem. 2017;73(4):561-573. doi: 10.1007/s13105-017-0587-8.

Khan SR. Reactive oxygen species as the molecular modulators of calcium oxalate kidney stone formation: evidence from clinical and experimental investigations. J Urol. 2013 Mar;189(3):803-11. doi: 10.1016/j.juro.2012.05.078.

Rysz J, Franczyk B, Ławiński J, Gluba-Brzózka A. Oxidative Stress in ESRD Patients on Dialysis and the Risk of Cardiovascular Diseases. Antioxidants (Basel). 2020 Nov 3;9(11):1079. doi: 10.3390/antiox9111079.

VasylchenkoVS, Korol LV, Kuchmenko OB, Stepanova NM. The oxidative status in patients with chronic kidney disease. Ukr Biochem.J. 2020;92(5):70-77. doi: 10.15407/ubj92.05.070

Korol LV, Myhal LYa, Nikulina GG, Kolesnyk MO. Biokhimichni metody otsinky oksydatyvnoho statusu u khvorykh na khronichnu khvorobu nyrok : Metodychni rekomendatsii. Kyiv, 2013. 30 s. [In Ukrainian].

Nazzal L, Puri S, Goldfarb DS. Enteric hyperoxaluria: an important cause of end-stage kidney disease. Nephrol Dial Transplant. 2016 Mar;31(3):375-82. doi: 10.1093/ndt/gfv005.

Stepanova N. Plant Extracts in Hyperoxaluria Treatment: A Review of Experimental and Clinical Research. EJMO. 2019;3(4):251-256. doi: 10.14744/ejmo.2019.92451.

Cai X, Ge C, Xu C, Wang X, Wang S, Wang Q. Expression Analysis of Oxalate Metabolic Pathway Genes Reveals Oxalate Regulation Patterns in Spinach. Molecules. 2018;23(6):1286. doi: 10.3390/molecules23061286

Cao LC, Honeyman TW, Cooney R, Kennington L, Scheid CR, Jonassen JA. Mitochondrial dysfunction is a primary event in renal cell oxalate toxicity. Kidney Int. 2004;66(5):1890-900. doi: 10.1111/j.1523-1755.2004.00963.x.

Evan AP, Lingeman JE, Coe FL, Parks JH, Bledsoe SB, Shao Y, Sommer AJ, Paterson RF, Kuo RL, Grynpas M. Randall's plaque of patients with nephrolithiasis begins in basement membranes of thin loops of Henle. J Clin Invest. 2003;111(5):607-16. doi: 10.1172/JCI17038.

Holmes RP, Assimos DG. Glyoxylate synthesis, and its modulation and influence on oxalate synthesis. J Urol. 1998;160(5):1617-24.

Whittamore JM, Hatch M. The role of intestinal oxalate transport in hyperoxaluria and the formation of kidney stones in animals and man. Urolithiasis. 2016;45(1):89-108. doi: 10.1007/s00240-016-0952-z

Illies F, Bonzel KE, Wingen AM, Latta K, Hoyer PF. Clearance and removal of oxalate in children on intensified dialysis for primary hyperoxaluria type 1. Kidney Int. 2006;70(9):1642-8. doi: 10.1038/sj.ki.5001806.

Liakopoulos V, Roumeliotis S, Zarogiannis S, Eleftheriadis T, Mertens PR. Oxidative stress in hemodialysis: Causative mechanisms, clinical implications, and possible therapeutic interventions. Semin Dial. 2019;32(1):58-71. doi: 10.1111/sdi.12745.

Stepanova N, Korol L, Burdeyna O. Oxidative Stress in Peritoneal Dialysis Patients: Association with the Dialysis Adequacy and Technique Survival. Indian J Nephrol. 2019;29(5):309-316. doi: 10.4103/ijn.IJN_242_18.

Shymova AU, Shifris IM, Korol LV, Dudar IO. Nutritional Status and Indicators of Oxidative Stress among End-Stage Renal Disease Patients Treated with Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis. Prensa Med Argent 2020;106(2):178.

Stepanova N, Driianska V, Korol L, Snisar L, Lebid L. Plasma oxalic acid and cardiovascular risk in end-stage renal disease patients: A prospective, observational cohort pilot study. Korean J Intern Med. 2020. [Online ahead of print]. doi: 10.3904/kjim.2020.561.