Пілотне дослідження довгострокового впливу гліцерин-індукованого гострого пошкодження нирок на гомеостаз оксалатів у щурів

Ключові слова: гостре ураження нирок, оксалат, мікробіота кишечника, щури.

Анотація

Резюме. У цьому пілотному дослідженні ми оцінили динаміку кількості  оксалатдеградувальних бактерій (ОДБ) та їх загальної оксалатдеградувальної активності (ОДА) у фекальній мікробіоті щурів на 8, 22 та 70 дні після гліцерин-індукованого гострого пошкодження нирок (ГПН). Крім того, ми проаналізували взаємозв՚язок між гістопатологічними змінами нирок, OДБ, загальною фекальною ОДА, концентраціями оксалатів у плазмі та сечі щурів.

Методи. Самці щурів лінії Вістар (200-300 г, n = 20) випадковим чином були розподілені на 2 групи. Після 24-годинної водної депривації, експериментальній групі щурів (n = 10) внутрішньом’язово введено 50 % гліцерин (10 мл/кг маси тіла), 2 група тварин (n = 10) була збережена у якості контролю. Кількість OДБ (інкубованих у високоселективному оксалатному середовищі та визначених культуральним методом), загальну ОДА та екскрецію оксалату з сечею досліджували на 8, 22 та 70 дні після ін’єкції гліцерину. Метод редоксиметричного титрування з KMnO4 було адаптовано для оцінки загальної ОДА в мікробіоті фекалій. Ураження нирок оцінювали за допомогою гістопатологічного дослідження; концентрації сироваткового креатиніну, оксалової кислоти плазми та добової протеїнурії досліджували після вилучення тварин з експерименту на 70-й день.

Результати. Після ін’єкції гліцерину на 8 і 22 дні, нами не визначено відмінностей у кількості OДБ, їх загальної ОДА у фекальній мікробіоті та екскреції оксалату між дослідною та контрольною групами. Однак через 10 тижнів після ініціації ГПН, кількість OДБ, їх загальна ОДА та добова екскреція оксалатів була значно нижчою в експериментальній групі порівняно з контролем. Крім того, через 10 тижнів після ініціації ГПН кількість OДБ мала прямий кореляційний зв՚язок з оксалурією та зворотній зв՚язок з концентраціями оксалової кислоти та креатиніну крові, добовою протеїнурією. Загальна ОДА в мікробіоті фекалій була прямо асоційована  з відсотком ниркового інтерстиціального фіброзу та середнім гломерулярним об’ємом експериментальних щурів.

Висновки. ГПН мало довготривалий негативний вплив на кількісні та якісні характеристики ОДБ у фекальній мікробіоті щурів. Більше того, результати нашого дослідження продемонстрували зростання загальної фекальної ОДА відповідно до збільшення інтерстиціального фіброзу та середнього гломерулярного об՚єму у нирках щурів. Для кращого розуміння механізму порушення гомеостазу оксалату за ГПН необхідні подальші дослідження.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Tavasoli S, Alebouyeh M, Naji M, Shakiba majd G, Shabani Nashtaei M, Broumandnia N, Basiri A. Association of intestinal oxalate-degrading bacteria with recurrent calcium kidney stone formation and hyperoxaluria: a case-control study. BJU Int. 2020;125:133–143. doi: 10.1111/BJU.14840.

Alshaikh AE, Hassan HA. Gut-kidney axis in oxalate homeostasis. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2021;30:264–274. doi: 10.1097/MNH.0000000000000690.

Sadaf H, Raza SI, Hassan SW. Role of gut microbiota against calcium oxalate. Microbial Pathogenesis.2017;109:287–291. doi: 10.1016/J.MICPATH.2017.06.009.

Ticinesi A, Nouvenne A, Chiussi G, Castaldo G, Guerra A, Meschi T. Calcium Oxalate Nephrolithiasis and Gut Microbiota: Not just a Gut-Kidney Axis. A Nutritional Perspective. Nutrients. 2020;12(2):548. doi: 10.3390/nu12020548.

Stanford J, Charlton K, Stefoska-Needham A, Ibrahim R, Lambert K. The gut microbiota profile of adults with kidney disease and kidney stones: a systematic review of the literature. BMC Nephrol. 2020;21(1):215. doi:10.1186/s12882-020-01805-w.

Magwira CA, Kullin B, Lewandowski S, Rodgers A, Reid SJ, Abratt VR. Diversity of faecal oxalate-degrading bacteria in black and white South African study groups: insights into understanding the rarity of urolithiasis in the black group. J Appl Microbiol. 2012;113(2):418-28. doi: 10.1111/j.1365-2672.2012.05346.x.

Stepanova N, Tolstanova  G, Korol L, Akulenko I, Savchenko O, Kolesnyk M. A potential role of fecal oxalate-degrading activity in oxalate homeostasis in end-stage renal disease patients; a descriptive pilot study. J Renal Inj Prev. 2021;10(3):e19. doi: 10.34172/jrip.2021.19.

Huang Y, Zhang YH, Chi ZP, Huang R, Huang H, Liu G, Zhang Y, et al. The Handling of Oxalate in the Body and the Origin of Oxalate in Calcium Oxalate Stones. Urol Int. 2020;104(3-4):167-176. doi: 10.1159/000504417.

Hatch M. Gut microbiota and oxalate homeostasis. Ann Transl Med. 2017;5(2):36. doi:10.21037/atm.2016.12.70.

Perinpam M, Enders FT, Mara KC, Vaughan LE, Mehta RA, Voskoboev N, et al. 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.

Whittamore JM, Hatch M. Chronic metabolic acidosis reduces urinary oxalate excretion and promotes intestinal oxalate secretion in the rat. Urolithiasis. 2015;43(6):489-99. doi: 10.1007/s00240-015-0801-5.

Stepanova N, Korol L, Lebid L, Snisar L, Savchenko S. Oxalate Balance in Peritoneal Dialysis Patients: A Potential Role of Dialysis-related Peritonitis. In Vivo. 2022;36(2):925-933. doi: 10.21873/invivo.12782.

Mazur  T,  Demikhova  N,  Rudenko  T,  Yurchenko  A,  Yezhova  O,  Bokova  S,  Demikhov A. Chronic inflammation and progression of chronic kidney disease in patients with type 2 diabetes. Ukr J Nephr Dial. 2021;4(72):36-43. doi: 10.31450/ukrjnd.4(72).2021.05.

Stepanova N, Driianska V, Korol L, Snisar L, Lebed L. Plasma oxalic acid and cardiovascular risk in end-stage renal disease patients: a prospective, observational cohort pilot study. Korean J Intern Med. 2022;37(1):167-178. doi: 10.3904/kjim.2020.561.

Kim MG, Yang J, Jo SK. Intestinal microbiota and kidney diseases. Kidney Res Clin Pract. 2021;40(3):335-343. doi: 10.23876/j.krcp.21.053.

Rysz J, Franczyk B, Ławiński J, Olszewski R, Ciałkowska-Rysz A, Gluba-Brzózka A. The Impact of CKD on Uremic Toxins and Gut Microbiota. Toxins (Basel). 2021;13(4):252. doi: 10.3390/toxins13040252.

Hobby GP, Karaduta O, Dusio GF, Singh M, Zybailov BL, Arthur JM. Chronic kidney disease and the gut microbiome. Am J Physiol Renal Physiol. 2019;316(6):F1211-F1217. doi: 10.1152/ajprenal.00298.2018.

Stepanova N, Tolstanova G, Akulenko I, Korol L, Savchenko O, Snisar L, et al. Regulation of oxalate homeostasis by oxalate-degrading activity in fecal microbiota in dialysis patients. Nephrol Dial Transplant. 2020; gfaa142.P0176. doi: 10.1093/NDT/GFAA142.P0176.

Stepanova N, Tolstanova G, Akulenko I, Korol L, Driianska V, Savchenko O. Altered total fecal oxalate-degrading activity is associated with atherosclerosis and systemic inflammation in end-stage renal disease patients. Atherosclerosis. 2021;331:e73–e74. doi: 10.1016/J.ATHEROSCLEROSIS.2021.06.214.

Stepanova N, Akulenko I, Serhiichuk T, Dovbynchuk T, Savchenko S, Tolstanova G. Synbiotic supplementation and oxalate homeostasis in rats: focus on microbiota oxalate-degrading activity. Urolithiasis. 2022. doi: 10.1007/s00240-022-01312-7.

Buysschaert B, Aydin S, Morelle J, Gillion V, Jadoul M, Demoulin N. Etiologies, Clinical Features, and Outcome of Oxalate Nephropathy. Kidney Int Rep. 2020;5(9):1503-1509. doi: 10.1016/j.ekir.2020.06.021.

Rosenstock JL, Joab TMJ, DeVita MV, Yang Y, Sharma PD, Bijol V. Oxalate nephropathy: a review. Clin Kidney J. 2021;15(2):194-204. doi: 10.1093/ckj/sfab145.

Lumlertgul N, Siribamrungwong M, Jaber BL, Susantitaphong P. Secondary Oxalate Nephropathy: A Systematic Review. Kidney Int Rep. 2018;3(6):1363-1372. doi:10.1016/j.ekir.2018.07.020.

Weibel ER, Kistler GS, Scherle WF. Practical stereological methods for morphometric cytology. J Cell Biol. 1966 Jul;30(1):23-38. doi: 10.1083/jcb.30.1.23.

Nikolaienko O, Nepomnyashchy V. Automated quantification of renal fibrosis with sirius red: is a routine method of the kidney biopsy evaluation? Ukr J Nephrol Dialysis. 2016;4(52):42-46. [In Ukrainian]. doi: 10.31450/ukrjnd.4(52).2016.02.

Farris AB, Adams CD, Brousaides N, Della Pelle PA, Collins AB, et al. Morphometric and visual evaluation of fibrosis in renal biopsies. J Am Soc Nephrol. 2011;22(1):176-86. doi: 10.1681/ASN.2009091005.

Rabb H, Pluznick J, Noel S. The Microbiome and Acute Kidney Injury. Nephron. 2018;140(2):120-123. doi: 10.1159/000490392.

Emal D, Rampanelli E, Stroo I, Butter LM, Teske GJ, Claessen N, et al. Depletion of Gut Microbiota Protects against Renal Ischemia-Reperfusion Injury. J Am Soc Nephrol. 2017;28(5):1450-1461. doi: 10.1681/ASN.2016030255.

Yang J, Kim CJ, Go YS, Lee HY, Kim MG, Oh SW, et al. Intestinal microbiota control acute kidney injury severity by immune modulation. Kidney Int. 2020;98:932–946. doi: 10.1016/J.KINT.2020.04.048.

Stepanova N. Role of Impaired Oxalate Homeostasis in Cardiovascular Disease in Patients With End-Stage Renal Disease: An Opinion Article. Front Pharmacol. 2021;12:692429. doi:10.3389/fphar.2021.692429.

Yang J, Ji GE, Park MS, Seong YJ, Go YS, Lee HY, et al. Probiotics partially attenuate the severity of acute kidney injury through an immunomodulatory effect. Kidney Res Clin Pract. 2021;40(4):620-633. doi: 10.23876/j.krcp.20.265.

Najafian B, Basgen JM, Mauer M. Estimating mean glomerular volume using two arbitrary parallel sections. J Am Soc Nephrol. 2002;13(11):2697-705. doi: 10.1097/01.asn.0000033381.53882.25.

Hann BD, Baldelomar EJ, Charlton JR, Bennett KM. Measuring the intrarenal distribution of glomerular volumes from histological sections. Am J Physiol Renal Physiol. 20161;310(11):F1328-36. doi: 10.1152/ajprenal.00382.2015.

Petejova N, Martinek A. Acute kidney injury due to rhabdomyolysis and renal replacement therapy: a critical review. Crit Care. 2014;18(3):224. doi: 10.1186/cc13897


Переглядів анотації: 819
Завантажень PDF: 19873
Опубліковано
2022-06-08
Як цитувати
Stepanova, N., Tolstanova, G., Akulenko, I., Nepomnyashchyi, V., Savchenko, S., Zholos, A., & Kolesnyk, M. (2022). Пілотне дослідження довгострокового впливу гліцерин-індукованого гострого пошкодження нирок на гомеостаз оксалатів у щурів. Український Журнал Нефрології та Діалізу, (2(74), 15-24. https://doi.org/10.31450/ukrjnd.2(74).2022.03

Розділ
Оригінальні наукові роботи