חלק Ⅰ: הצרכים המטבוליים של השתלת הכליה עוברים זלוף מכונה נורמותרמית

ali.ma@wecistanche.com

חלק Ⅰ: צרכים מטבוליים של שתל הכליה שעובר זלוף מכונה נורמותרמית

Asel S. Arykbaeva, Dorottya K. de Vries & et al.

האתגר המרכזי בהשתלת איברים הוא הגלובלימחסור באיברים תורמים. בגלל הדרישות הדוחקות, רוב מרכזי ההשתלות מחבקים בהדרגה איברים מתורמים מבוגרים ובסיכון גבוה יותר. יחד עם זאת, השתלים רבים נזרקים בגלל סיכון נתפס שהאיברים הללו עלולים לא לתפקד, או לתפקד באופן לא מיטבי לאחר ההשתלה.' אסטרטגיה אחת להגדלת תועלת השתל ולשיפור תוצאות ההשתלה היא יישום של כלי הערכת איכות אובייקטיביים יותר על ידי זלוף אקס-situ של איברים תורם, ובכך ליצור חלון לבדיקות תפקודיות ושיפור הכדאיות של השתל המפוזר, 4Rs: החייאה, תיקון. ,' התחדשות והתחדשות. ניסויים מרובים הראו כי זלוף במכונה היפותרמית אקס-situ עבור השתלות כליה אפשרי ובטוח, ומשפר את התוצאות הקליניות. השלב הבא הברור מאליו היה הצגת (תת) זלוף מכונה נורמותרמית (NMP). למרות שהיתכנות של NMP הוכחה במספר ניסויים, פרוטוקולי NMP הנוכחיים של כליות משקפים מחקרי הוכחת-קונספציה חלוציים, מחקרים שעניינו בעיקר תקופות קצרות של NMP. התנאים המוקדמים המטבוליים הספציפיים עשויים, במידה מסוימת, להשתנות בהתאם למטרות הספציפיות של הזילוף; ה-4 Rs. זלוף קצר יותר שמטרתו החייאה, התחדשות והערכה תפקודית אמור לספק את המטבוליטים המקיימים את הגמישות המטבולית בצורה מיטבית. זלופים ארוכים יותר שמטרתם תיקון והתחדשות מגיעים עם צורך נוסף בגורמים אנבוליים, כמו חומצות אמינו חיוניות וויטמינים. הפרוטוקולים הנוכחיים מבוססים כולם על זלוף מתמשך עם תאי דם אדומים או נושא חמצן חלופי, תמיסה איזוטונית או/ו קולואידית, כגון אלבומין, וגלוקוז וחומצות אמינו2-5,10-1 כמקור אנרגיה .4 סקירה מפורטת של הפרוטוקולים שפורסמו (כולל הרכב הפרפוזיט) מסופקת בטבלה 1.33,9,10

לחץ ל-cistanche para que sirve עבור כליות

בהתבסס על התצפית שכל מחקרי ה-NMP של כליות 5,12,13 אנושיות עד כה מדווחות על רמות זלוף לקטט, ניתן לטעון שמצב מטבולי פיזיולוגי אינו מבוסס בתנאי ה-NMP הנוכחיים.5" למרות שתופעה זו עשויה לשקף השימוש בכליות שנזרקו, הצטברות לקטט נצפה גם במהלך NMP של כליות שהתקבלו להשתלה. לפיכך, פרוטוקולי הזילוף הנוכחיים של NMP אינם כוללים עדיין את התנאים האופטימליים הנדרשים להשראת מצב מטבולי פיזיולוגי בשתלים קיימא, שלא לדבר על זה הפרוטוקולים מחקים את התנאים האופטימליים לבדיקת כדאיות או זלופים ממושכים הנדרשים להחייאה ו/או תיקון של מה שנקרא השתלות כליה "שוליות".

הכליה היא איבר פעיל מאוד מבחינה מטבולית, עם דרישת אנרגיה למסה הדומה ללב, ויש לה העדפות מצע ותפקודים מטבוליים ספציפיים. ההיבטים האחרונים מומחשים בבירור על ידי הדפוסים הספציפיים לכליה של ספיגת ושחרור מטבוליטים, המוצגים על ידי הבדלי ריכוז עורקים ורידיים ספציפיים לאיבר, ועל ידי תפקידו המכריע בסילוק הלקטט בגוף. 5. יתר על כן, המגוון התפקודי של הכליה מתורגם לפרופילים מטבוליים הטרוגניים עם העדפות מצע מובהקות עבור כל אחת מתת-היחידות הפונקציונליות המיוחדות שלה. כתוצאה מכך, פרוטוקול NMP אופטימלי צריך לתת מענה לדרישות המטבוליות של הכליה ולפצות על היעדר המערכת ההומיאוסטטית של הגוף, שבדרך כלל תחדש חומרים מזינים ותסלק מוצרי פסולת.

NMP לבדיקת כדאיות או התאוששות של השתלות כליה כביכול "שוליות" עשויות לבוא עם דרישות תובעניות אף יותר. שתלי כליה "שוליים" אלו מהווים קבוצה הטרוגנית הכוללת שתלים מתורמים מבוגרים יותר, השתלים מתורמים בעלי סיכון גבוה יותר ו/או שתלים שסבלו מלחץ רכישה ניכר (כגון איסכמיה חריפה). מצבים אלה קשורים כולם לפגיעה בחוסן", שכן השתלות כליה "שוליות" עשויות להופיע עם פלסטיות מטבולית לקויה.1 כתוצאה מכך, אי עמידה בדרישות המטבוליות של איברים שנפגעו אלה עשויה להוביל למסקנות לא מוצדקות ביחס לכדאיותם. פרוטוקולי זלוף מותאמים יותר נדרשים ככל הנראה כדי לתמוך במצב אנבולי ולעמוד בדרישות המטבוליות ל-NMP ממושך שמטרתו התחדשות שתל אקס-situ.

המוקד של סקירה זו הוא לספק מסגרת תיאורטית של ההיבטים המטבוליים של NMP כלייתי (כלומר, כיצד לספק תמיכה מטבולית אופטימלית במהלך זלוף השתל). מסקנות מהסקירה עשויות להיות מתורגמות (חלקית) לאיברים אחרים, עם זאת, קיימים הבדלים עמוקים ספציפיים לאיברים ביחס להעדפת המצע. הערכה של הבדלים ספציפיים לאיברים (כגון חומצות שומן ארוכות שרשרת כמצע המטבולי המועדף של שריר הלב) נשקללה מעבר להיקף הסקירה. באופן דומה, היבטים של אספקת חמצן נבחנו מעבר להיקף הסקירה. סקירה זו בנויה יחד עם 3 האבקים המטבוליים העיקריים: פחמימות, חומצות שומן וחומצות אמינו ואחריהן שיקולים הנוגעים לאספקת מיקרו-נוטריינטים. לבסוף, מוצעת סקירה מעשית של האפשרויות לניטור הומאוסטזיס מטבולי בהקשר של NMP. נתוני התייחסות לגבי היבטים של הפיזיולוגיה המטבולית של הכליה מסתמכים במידה רבה על מחקרים אנושיים (תורמים חיים) וחזירים שהפעילו דגימת דם עורקית על הכליה.

פחמימות

באופן כללי ובמיוחד עבור הכליה, פרוטוקולי ה-NMP הנוכחיים מסתמכים בעיקר על גלוקוז כמצע מטבולי לשתל המפוזר. עם זאת, היעדר ספיגה או שחרור של גלוקוז מהכליה, כפי שנקבע על ידי מדידות עורקיות בכליה האנושית, יכול לרמז על קטבוליזם מינימלי של גלוקוז בכליות (איור 1'). תצפית גסה זו מתעלמת מהארגון המורכב והמגוון המרחבי של חילוף החומרים של פחמימות בכליות, כאשר אזורים מסוימים מסתמכים על גליקוליזה ואחרים מעורבים באופן פעיל בגלוקוז-

22 גיוון זה עוקב אחר ההטנאוגנזה הפונקציונלית.15, הטרוגניות של הכליה עם שונות אזורית נרחבת בקצבי חילוף החומרים התאיים והבדלים עמוקים במתח החמצן המקומי. גלומרולי קורטיקליים מייצגים מבני כלי דם מחומצנים היטב שמתפקדים בעיקר כמסננים "פאסיביים". הצינוריות המדולריות, לעומת זאת, מייצגות סדרה של משאבות אקטיביות מאוד, תובעניות מטבוליות27,2 אולם, כתוצאה בלתי נמנעת ממנגנון הריכוז הנגדי של לולאות הנלה, היבטים של המדולה העמוקה יותר חשופים להיפוקסיה עמוקה. לפיכך, תאים באזור זה הם גליקוליטים חובה (מייצר אצטט), ומדווחים כעמידים יחסית לאנוקסיה (איור 2-).

חסר שחרור לקטט, או אפילו ספיגת לקטט נטו ממחזור הדם בתנאים פיזיולוגיים5,16,18 מרמזים שהלקטט הנוצר במדולה העמוקה יותר מתפנה ביעילות בתוך האיבר. מחקרים אחרונים זיהו את האבובות הפרוקסימליות כאתר העיקרי של סילוק חלבון.

למרות שהיכולת הגלוקוניאוגנטית הכלייתית עשויה לרמוז על אי-תלות בגלוקוז, חשוב לציין שגלוקוניאוגנזה היא תהליך אנבולי, ובכך מטילה עומס אנרגיה שניתן למנוע על השתל. בנוסף, זמינות לא מספקת של גלוקוז עלולה להפריע מאוד לפלסטיות המטבולית של השתל (כלומר, היכולת הפיזיולוגית לעבור בין מצעים מטבוליים שונים כדי לשמור על יכולת מטבולית). כתוצאה מכך, אספקת אספקת גלוקוז מספקת היא תנאי קריטי ל-NMP. בהקשר זה, חשוב לקחת בחשבון שריכוזי גלוקוז על-פיזיולוגיים יטיל עומס מטבולי בלתי נמנע על צינוריות מפותלות פרוקסימליות (עומס מקומי) בתוך כליה מבולבלת מכיוון שהגלוקוז בדם (פרפוזט) מסונן לתוך האולטרה-פילטרנט הגלומרולרי, ולאחר מכן נספג מחדש באופן פעיל בגוף. צינורית מפותלת פרוקסימלית. תהליך זה של ספיגה חוזרת של גלוקוז הוא בין התהליכים העיקריים הדורשים אנרגיה בכליה. כתוצאה מכך, מנקודת המבט של מזעור דרישות האנרגיה במהלך NMP, יש לשמור על ריכוז גלוקוז פיזיולוגי של 3.5 עד 5.5 ממול/ליטר. ניתן לשער שהפרעות תרופתיות לטרנספורטרים הפעילים של גלוקוז, כגון מעכב קוטרנספורטר 2 של סודיום-גלוקוז, עשויה להיות מודעה. יתרון בהקשר של NMP מכיוון שהוא ממזער את האנרגיה הנדרשת/עומס הקשור לספיגה מחדש של גלוקוז על ידי הצינוריות הדיסטליות. 5,36

שאלה שעדיין לא פתורה היא האם יש לספק אינסולין גם במהלך NMP. כניסת הגלוקוז נשלטת על ידי משפחת מובילי הגלוקוז (GLUT), שרובם אינם תלויים באינסולין. יוצא דופן הוא GLUT4 התלוי באינסולין, השולט בסילוק הגלוקוז לאחר הארוחה. מכיוון ש-GLUT4 מתבטא גם בכליה, יש לשקול תוספת אינסולין במהלך NMP.

טבלה 1|סקירה כללית של החומרה (מצב בקרת זלוף, לחץ ואספקת גז), הרכב זלוף ותוספי מזון הניתנים במהלך NMP של הכליה עבור הפרוטוקולים השונים

מלבד ספיגת הלקטט, הבדלי הריכוזים העורקיים מראים שהכליה מפנה גם חומצות אורגניות, כמו ציטראט ומלאט, מהמחזור. שניהם תוצרי ביניים ישירים במחזור חומצת הלימון. לגבי ציטראט, הועלתה השערה שפינוי זה משקף מנגנון הפרשת שתן כחלק ממערכת סילוק ציטראט. עם זאת, מחקרים על עקבות בעכברים ופינוי ציטראט מתמשך על ידי השתלות תורם מת אנוריות בשלב מיד לאחר ההשתלה מרמזים שציטראט עובר מטבוליזם, לפחות חלקי, על ידי הכליה ולא רק מופרש בשתן." מקור פחמן בהקשר של NMP כלייתי.

איור 1|מדידות עורקיות של ריכוזי גלוקוז וקריאטינין בדגימות דם טרום-כליות (עורקיות [A]; אדומות) ואחרות-כליות (ורידיות [V]; כחולות) של תורמי כליה חיים (n [5) בדגימות שנאספו כמתואר על ידי Lindeman וחב'. ., 16 נמדד באופן סטנדרטי על ידי המעבדה לכימיה קלינית.(א) הרמות הנמוכות של קריאטינין ורידי ממחישות פינוי קריאטינין כליות. (ב) ספיגת גלוקוז משתנה בין התורמים השונים משקפת תחלופה הטרוגנית של פחמימות. עיבוד מתוך Lindeman JH, Wijermars LG, Kostidis S, et al. תוצאות של הערכה קלינית אקספלורטיבית מצביעות על שיתוק מטבולי מיידי ומתמשך לאחר הפרפוזיה גורם לפציעה של איסכמיה בכליות. ק

התצפיות לעיל מרמזות על תפקיד מרכזי עבור הכליה בבקרה הפיזיולוגית של הומאוסטזיס של פחמימות וחומצות אורגניות. למעשה, מחקרים קליניים מראים כי פגיעה חריפה בכליות קשורה להפרעות עמוקות במטבוליזם של פחמימות הכוללות פגיעה עמוקה בפינוי לקטט. על פי קווים דומים, הבדלים בדינמיקה של לקטט לאחר הפרפוזיה (הבדלי ריכוז עורקים) מבדילים בין הרמות השונות של יכולת מטבולית לאחר השתלת כליה (איור 3'). לפיכך, ניתן לשער שחילוף החומרים של לקטט יכול לשמש כקריאת יכולת מטבולית של השתל. מהבחינה הזו, נצפתה הצטברות פרוגרסיבית של לקטאט זלוף בניסויי NMP תוך שימוש בהשתלות כליה אנושיות שהושלכו.

למרות שהצטברות הלקטאט במהלך NMP יכולה לשקף את סילוק הלקטט המיוצר על ידי תאי דם אדומים (או באמצעות חמצון ישיר של לקטט ו/או לחילופין המרת לקטט לגלוקוז [Cori cyde]), סביר להניח שהצטברות הלקטט קשורה במידה רבה ללקטט כליות מתמשך. ייצור כתוצאה מפגיעה בזרחן חמצוני בתנאי ה-NMP הנוכחיים. צבירת רמות לקטאט פרפוזט תגרום לחמצת מטבולית. למרות שניתן לתקן חמצת זו ביעילות על ידי טיטרציה של ביקרבונט לפרפוזט, הצטברות לקטט עלולה לגרום לעיכוב תוצר של פעילות הכליות והאריתרוציטים לקטט דהידרוגנאז, וכתוצאה מכך להפחתה של פירובט שנוצר ללקטט. שלב אחרון זה במסלול הגליקוליטי הוא קריטי לשמירה על ניטרליות חימצון-הפחתת על ידי חידוש ניקוטינמיד אדנין דינוקלאוטיד חיובי (NAD plus ) מה-NAD המופחת שנוצר במהלך הגליקוליזה. כתוצאה מכך, עיכוב תוצר לקטאט דהידרוגנאז הנובע מרמות הלקטאט המצטברות עלול לגרום ללחץ על הפחתת חמצון תאי.

איור 2|סקירה סכמטית של המצעים המטבוליים המשמשים את הכליה במסלולים הפשוטים שלהם.בתנאים רגילים, לקטט משמש לגלוקוניאוגנזה, וגלוקוז, חומצות שומן, גלוטמין (חומצות אמינו), ואולי גם ציטראט משמשים לדלק זרחון חמצוני. בתנאים היפוקסיים, או בתנאים של דרישה לאנרגיה גבוהה, הגליקוליזה מופעלת, וכתוצאה מכך שחרור נקי של לקטט מהכליה. NAD, nicotinamide adenine dinucleotide; NADH, מופחת nicotinamide adenine dinucleotide; NH3, אמוניה.

הכליה לא רק חולקת את יכולת הגלוקוניאוגנזה הזו עם הכבד, אלא יש לה גם את היכולת לאחסן גליקוגן, אם כי פחות מצוידת במערכת גליקוגנוליטית בהשוואה לזו של הכבד. כתוצאה מכך, התפקיד של גליקוגנוליזה כלייתית בשמירה על רמות הגלוקוז בדם במהלך צום לסירוגין מדווח מוגבל. 24 ובכל זאת, מכיוון שנמצא קשרים הפוכים בין מאגרי הגליקוגן בכליות לבין היקף הפגיעה הכלייתית האיסכמית, מאגרי הגליקוגן עשויים לשמש כחומר אנדוגני. חיץ אנרגיה בתנאים קיצוניים, כגון רכש השתלים והשתלה. כתוצאה מכך, ניתן לשער שהשימור, או אפילו הקמה מחדש, של מאגרי גליקוגן בכליות על ידי NMP מועיל.

איור 3|דינמיקת לקטט הממחישה את הרמות השונות של יכולת מטבולית כלייתית לאחר השתלת כליה.עקומות משקפות את רמות הלקטאט הכליות היחסיות (אדומות) ורידיות (כחולות). שטיפה ראשונית של לקטט שהצטברה במהלך האחסון (מסומן בפס האפור) ודיכוי מיידי (תורם חי) או מושהה (שתל תורם מת ללא תפקוד השתלה מושהה [DGF]) של הגליקוליזה (מסומן בפס הירוק). גליקוליזה נורמוקסית מתמשכת חולפת בשתלי תורם שנפטר ללא ועם DGF (מסומן בפס האדום). עיבוד מתוך Lindeman JH, Wijermars LG, Kostidis S, et al. תוצאות של הערכה קלינית אקספלורטיבית מצביעות על שיתוק מטבולי מיידי ומתמשך לאחר הפרפוזיה גורם לפציעה של איסכמיה בכליות.

חומצות שומן

למרות שפרוטוקולי הזילוף הנוכחיים הם בעיקרם מרוכזים בגלוקוז, מחקרים מראים כי הכליה, כמו הלב, מסתמכת על חומצות שומן כמקור דלק ראשוני. ) חומצות שומן, הכליה מתדלקת בעיקרה על חומצות שומן בינוניות (MCFAs) (איור 46 וטבלה משלימה S2).

איור 4|הבדלי ריכוז עורקים (AV) בכליות תורמות חיות (בריאות) עבור חומצות שומן אמצע שרשרת (MCFAs) וחומצות שומן ארוכות שרשרת (LCFAs), הממחישים את העדפת הכליה עבור MCFAs.

להעדפה הכלייתית ל-MCFAs יש כמה יתרונות על פני חומצות שומן ארוכות שרשרת, מכיוון שהן אינן מסתמכות על טרנספורטרים טרנסממברניים ספציפיים לחצות את הקרומים של הפלזמה והמיטוכונדריה על ידי טרנספורטרים ספציפיים והסעות קרניטין. אז, MCFAs יכול פשוט להתפזר דרך הממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית, שם מתרחשת החמצון של חומצות השומן. במטרה לחקות בצורה מיטבית את הפיזיולוגיה המטבולית של הכליה במהלך NMP יש לשקול מתן MCFAs במהלך NMP. בהקשר זה, רוב תכשירי תחליב השומנים הפרנטרליים מבוססים בעיקרם על חומצות שומן ארוכות שרשרת ולכן אינם מתאימים באופן מיטבי ל-NMP כליות. עם זאת, פורמולות מועשרות ב-MCFA זמינות: Lipofundin (MCFA 10 אחוז) ו- Smoflipid (MCFA 6 אחוז). בהתחשב בחמצון המינימלי לכאורה של חומצות שומן ארוכות שרשרת על ידי הכליה, העשרה נוספת של MCFAs לתמיסות אלו עשויה להיות עדיפה.

מתן ליפידים במהלך NMP מגיע עם מספר אתגרים. הרוב המכריע של חומצות השומן בפלזמה נישא על ידי אלבומין, כאשר חומצות שומן לא קשורות מייצגות רק חלק קטן(<0.01%)of the="" total.="" more="" important,="" clinical-grade="" albumin,="" most="" often="" used="" in="" the="" nmp="" protocols,="" has="" not="" undergone="" any="" pretreatment="" to="" free="" fatty="" acid="" binding="" sites.="" as="" a="" result,="" binding="" sites="" will="" be="" occupied="" mainly="" by="" the="" naturally="" dominating="" long-chain="" fatty="" acids.="" furthermore,="" nmp="" is="" performed="" in="" an="" isolated,="" closed,="" and="" limited="" volume="" setup.="" as="" a="" consequence,="" the="" system="" has="" a="" limited="" lipid="" buffering="" capacity="" (because="" no="" adipose="" tissue,="" muscle,="" and="" liver="" are="" included),="" which="" imposes="" challenges="" with="" respect="" to="" the="" maintenance="" of="" mcfa="" supply="" and="" potential="" lipotoxicity.="" in="" the="" light="" of="" the="" limited="" free="" fatty="" acid="" carrying="" capacity="" of="" plasma="" or="" its="" derivates,="" it="" could="" be="" argued="" that="" preference="" should="" be="" given="" to="" lauric="" acid(c12:0)enrichment="" because="" this="" mcfa="" has="" the="" highest="" per="" molecule="" energy="">

איור 5|מדידת מצב מטבולי. סקירה סכמטית הממחישה מקבץ של סמנים ביולוגיים נוזליים שניתן ליישם לניטור המצב המטבולי במהלך זלוף מכונה נורמותרמית כלייתי.ATP, אדנוזין טריפוספט; GTP, גואנוזין טריפוספט.

מלבד תפקידם כמקור אנרגיה, יש לשקול אספקת קבוצות שומנים אחרות קריטיות לתפקוד התא, כגון חומצות שומן בלתי רוויות חיוניות וכולסטרול, במהלך NMP ממושך, במיוחד בפרוטוקולים שמטרתם התחדשות איברים. עם זאת, הכללת חומצות שומן בלתי רוויות בפרוטוקולי NMP טומנת בחובה סיכונים ספציפיים. חומצות שומן בלתי רוויות עשויות לקדם עקה חמצונית וחמצן שומנים, במיוחד בנוכחות עודף המוגלובין/המה חופשי המשתחרר כתוצאה מהמוליזה7 במהלך הזילוף או בעת שימוש בנשאי חמצן מבוססי המם.

לחץ כאן לחלק Ⅱ