Jak dializa otrzewnowa zmienia otrzewną i naczynia krwionośne u dzieci z przewlekłą chorobą nerek — czego możemy się nauczyć w przyszłości?

Po więcej informacji. kontakttina.xiang@wecistanche.com

Abstrakcyjny

Dzieci zprzewlekłą chorobę nerek (CKD) cierpią na stany zapalne i stres wywołany reaktywnymi metabolitami, które znacznie przyspieszają starzenie się tkanek i naczyń. Dializa otrzewnowa (PD) jest preferowaną metodą dializy u dzieci, ale obecnie stosowane płyny do dializy otrzewnowej zawierają znacznie ponadfizjologiczne stężenia glukozy w celu usunięcia płynów i toksyn oraz produktów degradacji glukozy (GDP). Podczas gdy błona otrzewnowa dzieci z CKD G5 wykazuje tylko niewielkie zmiany, płyny PD wywołują liczne kaskady molekularne prowadzące do poważnego zapalenia błony otrzewnowej, hiperwaskularyzacji i zwłóknienia, o odrębnych wzorcach molekularnych i morfologicznych zależnych od zawartości GDP w zastosowanym płynie PD. PD dodatkowo pogarsza stan ogólnoustrojowychoroba naczyniowa. Systemowy proces starzenia naczyń krwionośnych jest szczególnie wyraźny, gdy stosuje się płyny do dializy otrzewnowej o wysokim stężeniu GDP. GDP powoduje rozpad połączenia śródbłonkowego, apoptozę, zwłóknienie i pogrubienie błony wewnętrznej. W niniejszym przeglądzie omówiono molekularne mechanizmy transformacji otrzewnowej i naczyniowej oraz strategie poprawy zdrowia otrzewnej i naczyń krwionośnych u pacjentów z PD.

Słowa kluczowe: przewlekła choroba nerek, dializa otrzewnowa, błona otrzewnowa, choroby naczyniowe, produkty degradacji glukozy, śródbłonek, mezotelium

Dializa otrzewnowa (PD) to ratująca życie terapia nerkozastępcza wykorzystująca właściwości otrzewnej jako półprzepuszczalnej biomembrany ułatwiającej usuwanie nadmiaru wody, substancji rozpuszczonych i toksyn u pacjentów z niewydolnością nerek. PD jest preferowaną i najczęściej stosowaną metodą u dzieci z:przewlekłą chorobę nerek(CKD), zwłaszcza u niemowląt i małych dzieci, u których stały dostęp naczyniowy do hemodializy może być bardzo trudny. Zautomatyzowana nocna dializa cyklera zapewnia wysoką zgodność z życiem społecznym i edukacją. Ponadto, ponieważ choroby wymagające przewlekłej terapii nerkozastępczej są rzadkie, w większości krajów dostępnych jest tylko kilka specjalistycznych ośrodków dializ pediatrycznych; Odległości są często duże, a trzytygodniowe kontrole wymagane do hemodializy są u wielu dzieci prawie niewykonalne. ChP jest również preferowana, gdy istnieją przeciwwskazania do ogólnoustrojowych leków przeciwzakrzepowych wymaganych w hemodializie oraz u pacjentów z niestabilnością sercowo-naczyniową, która może ulec pogorszeniu podczas hemodializy z powodu pozaustrojowej objętości krwi i dużej szybkości usuwania płynów (ultrafiltracji) w ciągu kilku godzin. U dorosłych wczesne przeżycie jest lepsze w przypadku chP w porównaniu z hemodializą.

Inicjatywa standaryzowanych wyników w nefrologii (SONG) zjednoczyła pacjentów, opiekunów i pracowników służby zdrowia w celu zidentyfikowania głównych wyników. Inicjatywa SONG-PD zidentyfikowała infekcje związane z PD,choroba sercowo-naczyniowa, śmiertelność, niepowodzenie techniki PD i udział w życiu jako podstawowe parametry wyniku, które należy zgłaszać w każdym badaniu klinicznym dotyczącym PD. Skuteczność i trwałość terapii PD, tj. zachowanie integralności i funkcji błony otrzewnowej, są istotne dla wszystkich tych wyników. Niestety, obecne płyny do PD są bioniekompatybilne, zawierają duże ilości glukozy i produkty degradacji glukozy (GDP) negatywnie wpływające na lokalną integralność otrzewnej ciemieniowej i zdrowie ogólnoustrojowe, np. tętniczki, które nie są bezpośrednio wystawione na działanie płynów PD. Zdarzenia sercowo-naczyniowe mogą wystąpić już we wczesnej dorosłości i są główną przyczyną zgonów w późniejszym życiu [4]. Dogłębne zrozumienie patofizjologii otrzewnej i naczyniowej wywołanej chorobą Parkinsona ma zasadnicze znaczenie dla poprawy wyników leczenia pacjentów. Dzieci są wyjątkowo przystosowane do czułych i specyficznych badań molekularnych mechanizmów transformacji otrzewnej i naczyniowej, ponieważ są one w dużej mierze pozbawione zmian stylu życia i starzenia się, a choroba podstawowa w większości przypadków ogranicza się do nerek i dróg moczowych. Niniejszy przegląd podsumowuje ostatnie odkrycia dotyczące uszkodzenia otrzewnej związanego z PD, a także związanego z nim wpływu na układową chorobę naczyń, leżący u ich podłoża patomechanizm molekularny oraz strategie terapeutyczne mające na celu złagodzenie tych niepożądanych skutków.

Otrzewna ciemieniowa, półprzepuszczalna błona biologiczna, chronicznie narażona na toksyczne płyny PD

Błona ciemieniowa otrzewnej pokrywa ścianę jamy brzusznej i narządy wewnątrzotrzewnowe. Składa się z pojedynczej warstwy komórek mezotelium wyścielającej podmezotelialną przestrzeń śródmiąższową, która dociera do leżących poniżej tkanki mięśniowej, tłuszczowej i narządowej. Submezotelium składa się z włókien kolagenowych i zawiera naczynia włosowate i naczynia limfatyczne wraz z nerwami i rzadkimi tkankami rezydującymizapalnykomórki. Grubość submezotelium otrzewnej u osób z prawidłowąfunkcja nerkijest zależna od wieku, ze średnimi wartościami od 230 μm u niemowląt do 400 μm w okresie dojrzewania i 170 μm w późnej dorosłości. Gęstość naczyń włosowatych krwi przebiega zgodnie z krzywą w kształcie litery U z około 2-krotnie wyższą gęstością u niemowląt i późnej dorosłości w porównaniu z młodzieżą. Gęstość naczyń limfatycznych otrzewnej jest niska we wszystkich grupach wiekowych. Naczynia krwionośne i limfatyczne oraz nerwy są zorganizowane w trzech warstwach w przestrzeni podmezotelialnej. W dwóch pierwszych warstwach naczynia włosowate są obecne wraz z wiązkami limfatycznymi i wiązkami nerwów, natomiast tętniczki o średnicy około 100 µm najczęściej znajdują się w trzeciej, głębokiej warstwie podmezotelialnej [5]. Płyny do dializy otrzewnowej zawierają sód, chlorek i magnez w niskich stężeniach fizjologicznych oraz wapń w stężeniu 1,25-1,75 mmol/l. Wysokie stężenia wapnia w dializacie pozwalają na kompensację

straty wapnia związane z ultrafiltracją i zaspokajają zapotrzebowanie rosnącego szkieletu. Związek buforujący, mleczan lub wodorowęglan, występuje w stężeniu 34-35 mmol/l i koryguje kwasicę metaboliczną CKD. Glukoza jest obecna w znacznie ponadfizjologicznych stężeniach do 4250 mg/dl w celu ustanowienia krystaloidalnego gradientu osmotycznego w celu usunięcia wody. Nadmiar elektrolitów i małe, rozpuszczalne w wodzie toksyny mocznicowe dyfundują przez gradient stężeń do płynu do wyładowań niezupełnych, razem z rozpuszczonymi substancjami rozpuszczonymi w ultrafiltracie (oczyszczanie konwekcyjne). Klirens większych, średnich cząsteczek jest znacznie niższy; a toksyny związane z białkami są prawie nie usuwane [6,7], a ich skuteczne usuwanie w dużej mierze zależy od resztkowej czynności nerek. Śródbłonek włośniczkowy jest uważany za główną barierę wymiany w chP, natomiast śródmiąższ podmezotelialny nie jest barierą, chyba że doszło do dużego zwłóknienia [8]. Funkcja barierowa monowarstwy komórek mezotelium jest niepewna.

Błona otrzewnej i układ naczyniowy w CKD G5

U dzieci z 5 stopniem PChN przed dializą rozwijają się jedynie niewielkie zmiany w błonie otrzewnowej [9]. Obejmują one infiltrację izolowanych CD45-dodatnich komórek zapalnych do przestrzeni podmezotelialnej i złogów fibryny otrzewnej. W przestrzeni submezotelialnej można wykryć tylko kilka komórek mezotelialnych. Przeszły one przejście z nabłonka do mezenchymów (EMT) i nabyły fenotyp migracyjny. Gęstość mikronaczyń zwiększa się o 30 procent, głównie dzięki zwiększeniu gęstości naczyń krwionośnych, podczas gdy gęstość naczyń limfatycznych pozostaje niezmieniona. W porównaniu do zdrowych dzieci w tym samym wieku, liczebność cząsteczki efektorowej transformującego czynnika wzrostu-B (TGF-B) pSMAD2/3, odzwierciedlającej sygnalizację profibrotyczną, jest zwiększona, podczas gdy w otrzewnej liczebność proangiogennej cytokiny czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) jest porównywalny. Naczynia otrzewnowe wykazują już łagodną, ​​ale znaczącą obliterację światła naczyń, nawet u młodszych dzieci; uderzające odkrycie, które jest zgodne z badaniami obrazowania naczyń krwionośnych u dzieci z PChN [10]. Naczynia pacjentów z PChN wykazują zmiany miażdżycowe, obliterację światła i zwapnienia. Liczne klasyczne czynniki ryzyka, takie jak nadciśnienie tętnicze, palenie tytoniu, hipercholesterolemia, otyłość oraz czynniki specyficzne dla PChN, takie jak nagromadzenie toksyn mocznicowych i mineralna choroba kości w przebiegu PChN, powodują przyspieszoną chorobę naczyniową. Wczesne mechanizmy obejmują uszkodzenie i dysfunkcję śródbłonka [11], które na poziomie molekularnym znajdują odzwierciedlenie w reorganizacji połączeń międzykomórkowych śródbłonka, które zapewniają prawidłową polaryzację i funkcję połączeń przylegających i cytoszkieletu aktynowego, a ostatecznie prowadzą do utraty komórek śródbłonka [12] . W tętnicach średniej wielkości uzyskanych od dzieci z CKD G5, zestawy genów zaangażowane w organizację macierzy zewnątrzkomórkowej, w tym elastyna, kolagen typu I, wersikan i tkankowy inhibitor metaloproteinazy macierzy 2, geny regulujące zmniejszenie ilości i zwapnienie osterix, runt- powiązany czynnik transkrypcyjny 2 i zależny od cyklin inhibitor kinazy 2A były podwyższone w porównaniu z dziećmi z prawidłową czynnością nerek. Zawartość wapnia w tkankach została znacznie zwiększona [13]. Podsumowując, te głębokie zmiany patofizjologiczne występujące u dzieci z PChN wskazują na potrzebę dogłębnego i wszechstronnego zrozumienia molekularnych patomechanizmów chorób naczyń u dzieci z PChN oraz, co jest przedmiotem niniejszego przeglądu, specyficznego wpływu PD.

Transformacja błony ciemieniowej otrzewnej w przebiegu PD

Konwencjonalne, kwaśne, jednokomorowe płyny do wnz są nadal używane w wielu krajach, w tym w Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych. Oprócz wysokich stężeń glukozy zawierają liczne wysoce reaktywne GDP generowane podczas procesu sterylizacji termicznej i długotrwałego przechowywania, takie jak metyloglioksal i 3,4-dideoksyglukozon-3-en (3,4-DGE) . W przełomowym artykule Williams i wsp. wykazali postępującą utratę pojedynczej warstwy komórek mezotelium otrzewnej, zwłóknienie podmezotelialne i zwężenie światła naczyń w przewlekłej PD [14]. W porównaniu do nielicznych zdrowych osób z grupy kontrolnej, ale nie do pacjentów z CKD G5, którzy wykazywali pewien wzrost unaczynienia [9], liczba naczyń na mm długości przekroju była zwiększona tylko w podgrupach pacjentów wymagających interwencji chirurgicznej oraz u pacjentów z niepowodzeniem ultrafiltracji [14] .

U gryzoni zbadano mechanizmy molekularne leżące u podstaw zmian w otrzewnej ciemieniowej wywoływanych przez płyny PD o wysokim PKB. Codzienna ekspozycja na płyny GDP zwiększała odkładanie w otrzewnej i naczyniach otrzewnej zaawansowanych produktów glikacji (AGE) oraz aktywację RAGE związaną z AGE, co prowadziło do apoptozy komórek otrzewnej, zwłóknienia i angiogenezy [15]. Szlaki związane z włóknieniem obejmują indukcję TGF-β i sygnalizacji czynnika wzrostu tkanki łącznej wraz ze stanem zapalnym i EMT. Zaproponowano liczne modulatory farmakologiczne ukierunkowane na procesy profibrotyczne i angiogeniczne, w tym zakłócanie sygnalizacji AGE poprzez neutralizację przeciwciał anty-RAGE[16], inhibitorów cyklooksygenazy-2, inhibitorów układu renina-angiotensyna i białka morfogenicznego kości [17]. Jednak przełożenie na środowisko ludzkie jest trudne ze względu na domniemane niepożądane skutki systemowe [18].

Dwadzieścia lat temu wprowadzono dwukomorowe płyny do PD o neutralnym pH, które oddzielają glukozę o bardzo niskim pH od buforu. W dużym stopniu zapobiega się tworzeniu GDP, po zmieszaniu obu przedziałów przed wprowadzeniem do jamy otrzewnej pH jest neutralne do fizjologicznego.

Badania in vitro i eksperymentalne in vivo sugerują mniejszą akumulację GDP i AGE w otrzewnej, lepszą lokalną obronę gospodarza, zmniejszone uszkodzenie mezotelium, mniej zwłóknienia podmezotelialnego i angiogenezę, tj. lepszą ochronę błony otrzewnej. Niedawne badanie na myszach wykazało jednak główną infiltrację komórek, a mianowicie prozapalne makrofagi M1 i komórki CD4 z ekspresją interleukiny-17, z płynami o niskim GDP w porównaniu z płynem o wysokim GDP [19]. Zatem ulepszony profil biokompatybilności przy mniejszej ekspozycji na toksyczny GDP zwiększył odpowiedź zapalną na płyny PD, zawierające wysokie stężenia glukozy.

W niewielu badaniach obserwacyjnych u ludzi porównywano transformację błony otrzewnowej z płynami PD o niskim i wysokim GDP. Osiemdziesiąt cztery dzieci z płynami PD o niskim GDP były systematycznie porównywane pod kątem zmian histomorfometrycznych i mechanizmów molekularnych w czasie w PD z 90 dziećmi z CKD G5 (czas wprowadzenia cewnika). W ciągu zaledwie 4 miesięcy od PD gęstość naczyń otrzewnej była dwukrotnie większa niż w CKD G5. Obfitość VEGF-A uległa zwiększeniu i rozwinęła się znaczna infiltracja fibroblastów aktywowanych pod wpływem aktyny mięśni gładkich, CD45-dodatnich leukocytów, CD68-dodatnich makrofagów i komórek EMT [9]. Aktywacja pSMAD2/3 indukowanego przez TGF- - i pogrubienie podmezotelium były mniej wyraźne; istotne zwłóknienie rozwinęło się z długotrwałą PD o niskim PKB i było obecne u większości pacjentów po ponad 4 latach PD. W analizach wielowymiarowych gęstość naczyń otrzewnowych niezależnie przewidywała funkcję transportu otrzewnowego (D/Doglukoza i D/Pereatynina). Zwłóknienie podmezotelialne przewidywano na podstawie czasu trwania PD i obecności ZRM, gęstości mikronaczyń krwi w otrzewnej na podstawie dialitycznej ekspozycji na glukozę [9]. W odróżnieniu od pacjentów leczonych płynami PD o wysokim GDP wpływ epizodów zapalenia otrzewnej na histomorfologię otrzewnej [20] i funkcję transportu otrzewnej wydaje się mniej wyraźny [21], a nasilenie kliniczne epizodów zapalenia otrzewnej jest zmniejszone.

Stwierdzenie wczesnego i znacznego wzrostu gęstości naczyń krwionośnych otrzewnej w przypadku płynów bogatych w glukozę, o niskim GDP, dostępnych do transportu substancji rozpuszczonych i glukozy, w porównaniu z zasadniczo niezmienioną gęstością naczyń u pacjentów leczonych płynami o wysokim GDP, jest zgodne z danymi funkcjonalnymi uzyskane w procesie BalANZ [23]. W pierwszym roku PD pacjenci przydzieleni losowo do płynów o niskim GDP i neutralnym pH mieli wyższy wskaźnik transportu substancji rozpuszczonej mierzony co 3 miesiące i niższy wskaźnik ultrafiltracji niż pacjenci z wysokim GDP, kwaśnymi płynami PD. Te różnice zniknęły później. Ogólna czynność błony PD była stabilna w grupie pacjentów z niskim GDP, podczas gdy status transportu wzrastał przy niższych wskaźnikach ultrafiltracji, powstałych przy długotrwałym stosowaniu płynów o wysokim GDP. Podobne różnice czynnościowe w czasie wykazano w dalszych badaniach obejmujących łącznie 430 pacjentów, odzwierciedlających zmiany morfologiczne związane z płynem PD (tab. 1) [21,24]. Badania u dorosłych systematycznie porównujące wpływ płynów PD o wysokim i niskim GDP na błonę otrzewnową wykazały mniejsze odkładanie się AGE w otrzewnej, lepsze zachowanie warstwy komórek mezotelium i mniej naczyń krwionośnych otrzewnej przy płynach PD o niskim GDP [25-27]. dzieci, wysokie zużycie płynów GDP PD wiązało się z większym zwłóknieniem podmezotelialnym, niższą gęstością naczyń krwionośnych otrzewnej i mniejszą inwazją komórek zapalnych.

Oprócz zawartości GDP, związek buforujący PD może wpływać na długoterminowe funkcjonowanie błony otrzewnowej. Niewielkie randomizowane badanie u dzieci wykazało lepsze zachowanie zdolności ultrafiltracji na gram dialitycznej ekspozycji na glukozę przy użyciu czystego wodorowęglanu w porównaniu z płynem o niskim PKB buforowanym mleczanami [28]. In vitro, płyn buforowany wodorowęglanem o niskim GDP PD indukował mniejszą angiogenezę śródbłonka niż płyn na bazie mleczanu. Płyn wodorowęglanowy zwiększał stosunek angiopoetyny 1/2, tj. wywoływał przesunięcie w kierunku dojrzewania naczyń, a także translokację receptora kinazy tyrozynowej do błony komórkowej śródbłonka, gdzie współlokalizował się z kadheryną VE, promując dojrzewanie śródbłonka. Zgodnie z wynikami badań in vitro naczynia otrzewnowe u dzieci leczonych płynami PD z wodorowęglanami wykazywały większy obszar przekroju poprzecznego odzwierciedlający dojrzewanie naczyń w porównaniu z dziećmi dopasowanymi do wieku i ekspozycji na glukozę, leczonych odpowiednim płynem mleczanowym do PD [29]. .

Roztwory na bazie ikodekstryny są alternatywą dla roztworów do dializy otrzewnowej na bazie glukozy na jeden długi czas przebywania w ciągu dnia. Niedawna metaanaliza Cochrane potwierdziła zwiększoną częstość ultrafiltracji, mniejszą liczbę epizodów przeciążenia płynami oraz zmniejszoną dobową absorpcję glukozy, co w sumie prawdopodobnie zmniejsza ryzyko zgonu u dorosłych [30]. Nie zaobserwowano różnic morfologicznych w biopsjach otrzewnej od pacjentów stosujących płyny o niskim GDP razem z płynami ikodekstrynowymi [9, 31], ale badana liczba pacjentów była niska, a czułość działania otrzewnowego swoistego dla ikodekstryny przy podawaniu raz na dobę jest prawdopodobnie niska. In vitro, po ekspozycji na ikodekstrynę wykazano znaczące uszkodzenie komórek mezotelium. W pobranych od pacjenta komórkach mezotelialnych i biopsjach otrzewnej od pacjentów pediatrycznych, mezotelialna aB-krystalina (CRYAB) jest specyficznie podwyższona w odpowiedzi na płyn PD ikodekstryny i koreluje z markerami angiogenezy i zwłóknienia [32]. W sumie istnieją mocne dowody z randomizowanych badań klinicznych, że podawanie ikodekstryny raz dziennie przez dłuższy czas poprawia ultrafiltrację, stan nawodnienia i ciśnienie krwi, a to prawdopodobnie zmniejsza ryzyko zgonu. Jednak badania ex vivo i in vitro nie potwierdzają jednogłośnie miejscowej biokompatybilności płynów ikodekstrynowych w otrzewnej, wymagane są odpowiednie badania długoterminowe.

Aminokwasy stanowią kolejną, wolną od GDP alternatywę dla glukozy, która dodatkowo może poprawić stan odżywienia pacjentów z chorobą Parkinsona, jeśli podaje się ją w proporcji jeden do trzech razem z roztworami na bazie glukozy. Podobnie jak ikodekstryna, stosuje się je raz dziennie, aby zapobiec ryzyku kwasicy i azotemii. U dorosłych kilka badań sugerowało poprawę syntezy białek wraz z utrzymaniem równowagi azotowej [33], ale niedawna metaanaliza obejmująca 14 badań, z których dziewięć było randomizowanych, nie wykazała stałej poprawy pomiarów antropometrycznych i przyniosła niewielki spadek albumina surowicy z użyciem płynów aminokwasowych [34]. Biorąc pod uwagę ograniczony wpływ płynów do dializy otrzewnowej na bazie aminokwasów na stan odżywienia i krytyczne znaczenie odpowiedniego żywienia, u małych dzieci zwykle preferuje się żywienie dojelitowe [35]. Wpływ płynów aminokwasowych na błonę otrzewnową nie był systematycznie badany. In vitro, analizy transkryptomu komórek mezotelialnych wykazały regulację w górę i w dół 464 genów w ciągu 24 godzin inkubacji z płynami PD na bazie aminokwasów, w porównaniu do 208 w przypadku płynu PD o wysokim GDP i 45 do 71 genów w przypadku różnych płynów PD o niskim GDP. Geny regulowane były związane głównie z procesami cyklu komórkowego [36]. U szczurów płyn PD zawierający aminokwasy wywoływał mniej stanów zapalnych i angiogenezy w porównaniu z płynem PD zawierającym glukozę [15, 37]. w ściekach dziennych po nocy pozostawać w roztworze aminokwasów [38]. Długoterminowy wpływ płynów aminokwasowych na błonę otrzewnową jest niepewny.

Choroba naczyniowa układowa związana z płynem PD GDP jest szybko wchłaniana z jamy otrzewnej i zwiększa ogólnoustrojowe stężenie AGE. Przejście z płynów o wysokim PKB na niski PKB zmniejsza stężenie krążących AGE o 20% u dzieci [39] i dorosłych [40] i vice versa. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że dodatkowy ładunek reaktywnych metabolitów związany z płynami PD o wysokim PKB ma poważne niepożądane skutki ogólnoustrojowe. Kilka randomizowanych badań wykazało lepsze zachowanie resztkowej czynności nerek przy niskim w porównaniu do wysokiego zużycia płynów GDP, kluczowym predykatorze wyniku [40]. Powinno dojść do zmniejszenia uszkodzeń kłębuszków, kanalików i/lub naczyń. Ostatnio wykazano naczyniowe patomechanizmy molekularne u dzieci z chorobą Parkinsona, u których płyny PD o niskim i wysokim GDP były dopasowane do wieku, czasu dializy i dializacyjnej ekspozycji na glukozę w tętniczkach umysłowych chronionych przed bezpośrednim działaniem płynu PD przez otaczającą tkankę tłuszczową, a zatem reprezentujących układową chorobę naczyń [27]. . Tętnice te zostały poddane drobiazgowej mikrodysekcji z tkanki tłuszczowej oraz przeszły analizę transkryptomu i proteomu. Grupy zostały dopasowane pod względem wieku, rocznika PD, ekspozycji na glukozę w dializie i historii zapalenia otrzewnej, podczas gdy ekspozycja na GDP w trakcie dializy była 10-krotnie wyższa w przypadku płynów PD bogatych w GDP. Bogate w GDP płyny PD spowodowały trzykrotnie wyższe stężenia AGE w tętnicach, zwiększenie aktywności szlaków śmierci/apoptozy komórek oraz zahamowanie żywotności/przeżycia komórek, organizacji cytoszkieletu i funkcji biologicznych odpowiedzi immunologicznej. Związane z waskulopatią szlaki kanoniczne odpowiednio regulowane na poziomach genów i białek przy wysokim narażeniu na GDP obejmowały śmierć/proliferację komórek, apoptozę, organizację cytoszkieletu, metabolizm i detoksykację, sygnalizację połączeń komórkowych i odpowiedź immunologiczną. Walidacja w tętniczkach ściennych otrzewnej, narażonych na GDP i wysokie stężenia glukozy w płynach PD, w niezależnych kohortach potwierdziła przerwanie ścisłego połączenia w analizach skupień pojedynczych cząsteczek i apoptozę komórek śródbłonka. Liczba komórek śródbłonka na długość powierzchni śródbłonka jest odwrotnie skorelowana z ekspozycją na GDP w dializie, z AGE, RAGE, IL-6 i obfitością p16. Indukowana przez TGF- - fosforylacja pSMAD2/3 korelowała dodatnio z IL-6, p16 i AGE/RAGE. Obfitość ZO-1 korelowała odwrotnie ze zwężeniem światła, czyli pogrubieniem błony wewnętrznej [27]. Wykazano, że niezależnie od PD, przerwanie połączeń i rozpad bariery śródbłonkowej w regionach podatnych na miażdżycę umożliwiają podśródbłonkową akumulację aterogennych lipidów [41, 42]. W tym samym kierunku cytoszkielet aktynowy odgrywa kluczową rolę w regulacji stabilności kontaktów komórek śródbłonka i przepuszczalności naczyń z reorganizacją cytoszkieletu będącą podstawą przebudowy naczyń i waskulopatii. Powstawanie kurczliwych włókien stresowych, np. w stanach zapalnych, przyczynia się do destabilizacji połączeń oraz inicjacji i progresji procesu miażdżycowego. In vitro wykazaliśmy redukcję antyapoptotycznego zespołu Lamin-A/C i błonowego ZO-1 o 3,4-DGE, podczas gdy przepuszczalność pSMAD2/3, jonów oraz 4 i 10 kDa dekstranu komórek śródbłonka tętniczego wzrosła [27]. W sumie odkrycia te silnie sugerują mniejszą ogólnoustrojową chorobę naczyniową przy zmniejszonej ekspozycji na GDP w dializie.

Jednak patomechanizmy molekularne naczyń krwionośnych u dzieci z niskim GDP PD nadal różnią się od tych z CKD G5. W porównaniu z CKD G5 wykazaliśmy wyraźną sieciową aktywację dopełniacza tętniczego, która w otrzewnej ściennej korelowała z dializacyjną ekspozycją na glukozę, indukcją TGF-β w tętnicach i zwężeniem światła [44].

Kroki w kierunku poprawy wyników klinicznych

Istnieje coraz więcej dowodów na to, że płyny PD o niskiej zawartości GDP mają mniej długoterminowy szkodliwy wpływ na morfologię błony otrzewnowej [26, 45] i lepiej utrzymują funkcję błony otrzewnowej w długim okresie [23, 24, 46]. Przejście z płynów o wysokim PKB do niskiego PKB w kilku krajach wiązało się ze zmniejszoną częstością występowania otorbiającego stwardnienia otrzewnej, zagrażającego życiu powikłania długotrwałej PD [47, 48]. Oprócz zmniejszonego lokalnego uszkodzenia otrzewnej, coraz więcej dowodów wskazuje na korzyści ogólnoustrojowe wynikające ze zmniejszonej dialitycznej ekspozycji na PKB. Obejmują one lepsze zachowanie resztkowej czynności nerek przy niskim zużyciu płynów GDP [49] i ogólnie odmienne patomechanizmy molekularne skutkujące mniej nasiloną chorobą naczyniową. Jednak nadal należy wykazać, czy te zalety przekładają się na poprawę długoterminowych wyników leczenia pacjentów z chorobą Parkinsona. Wciąż brakuje badań prospektywnych potwierdzających poprawę klinicznie istotnego punktu końcowego z płynami o niskim GDP. W przeciwieństwie do tego, substytucja glukozy przez ikodekstrynę przez jeden długi pobyt dziennie zmniejsza nie tylko przeciążenie płynami, ale wykazano w randomizowanych badaniach, że poprawia przeżycie pacjentów z ChP. Podsumowując, wprowadzenie nowych typów płynów do PD było ważnym krokiem naprzód w kierunku poprawy biokompatybilności PD, aczkolwiek bez rozwiązania pilnej potrzeby zastosowania obojętnego środka osmotycznego, pozbawionego miejscowej toksyczności otrzewnowej i ogólnoustrojowej, całkowicie zastępującego glukozę. Aby uzyskać odpowiednią ultrafiltrację, pacjenci są nadal narażeni na bardzo wysokie stężenia glukozy w dializacie, wynoszące 1300-2500 mg/dl) w większości wymian, a w przypadkach obniżonej wydajności ultrafiltracji nawet do 4250 mg/dl. Stwarza to poważne środowisko cukrzycowe w jamie otrzewnej i powoduje masywne uszkodzenia miejscowe i ogólnoustrojowe, jak opisano powyżej oraz w tabeli 1 i na ryc. 1 [9,44,45]. Nie ma pewności, czy korzyści z leczenia PD osiągnięte do tej pory prowadzą do lepszych wyników leczenia pacjentów z chP w porównaniu z hemodializą, ponieważ w tym samym czasie poprawiło się leczenie hemodializą, np. dzięki wprowadzeniu u dzieci hemodializy o wysokim przepływie konwekcyjnym [50, 51]. Brakuje randomizowanych porównań obu zoptymalizowanych trybów dializy.

Kilka alternatywnych rozwiązań osmotycznych jest w trakcie opracowywania. L-karnityna jest rozpuszczalnym w wodzie, chemicznie stabilnym związkiem, który ma podobną zdolność osmotyczną jak glukoza i jest zasadniczo zaangażowany w mitochondrialne utlenianie kwasów tłuszczowych i wytwarzanie energii. In vitro karnityna ma zmniejszony wpływ na komórki mezotelium i śródbłonka, au królików lepiej zachowuje otrzewną niż glukoza wodorowęglanowa i ikodekstryna w płynach do dializy otrzewnowej. Randomizowane kontrolowane badanie kliniczne wykazało poprawę wrażliwości na insulinę, co czyni to rozwiązanie PD obiecującą terapią, zwłaszcza u pacjentów z cukrzycą. Ksylitol to pięciowęglowy alkohol cukrowy, pentitol, będący substytutem cukru glukozy stosowany w żywieniu pozajelitowym. Badania in vitro sugerują lepszą żywotność komórek mezotelialnych i śródbłonkowych, mniejsze transdyferencjację mezenchymalną, zmniejszony stres oksydacyjny, zmniejszone wydzielanie cytokin zapalnych, zmniejszone tworzenie rurek śródbłonka i zachowaną funkcję bariery międzybłonkowej. Trwają większe badania kliniczne łączące różne stężenia ksylitolu z L-karnityną i niskimi stężeniami glukozy w jednym worku (NCT04001036 i NCTO3994471). W badaniach przedklinicznych tauryna, sulfonowy beta-aminokwas i hiperrozgałęziony poliglicerol wywoływały mniej niepożądane efekty, w przypadku tych ostatnich, w tym lepsze zachowanie błony otrzewnowej i funkcji nerek, wraz z mniej niekorzystnymi ogólnoustrojowymi skutkami metabolicznymi, ale oczekuje się przełożenia na badania kliniczne .

Inną strategią łagodzenia negatywnego wpływu roztworów do PD na bazie glukozy jest dodanie związku ochronnego. Suplementacja alanylo-glutaminą płynem o niskim PKB PD przyniosła obiecujące wyniki, tj. badania kliniczne II fazy. Zwiększył on marker masy komórek mezotelialnych CA125, poprawił immunokompetencję komórek odpływowych i, co szczególnie interesujące, zmniejszył utratę białka dializacyjnego i zwiększył mały klirens substancji rozpuszczonych, co łącznie sugeruje poprawę półprzepuszczalności błony PD [56]. Zgodnie z tym, dodanie alanylo-glutaminy poprawiło funkcję bariery komórkowej śródbłonka i podniosło liczebność ścisłych połączeń i tworzenie klastrów in vitro, a także podniosło poziom klaudyny uszczelniającej połączeń -5 u myszy leczonych alanylo-glutaminą uzupełnioną płynem o wysokim PKB PD [57]. , 58]. Trwa próba fazy II. Innym obiecującym dodatkiem płynów do PD o korzystnym działaniu jest chlorek litu, modulator szlaku GSK-3ß, który w badaniach przedklinicznych zmniejszał EMT i angiogenezę poprzez regulację w dół mediatora angiogenezy, małego białka szoku cieplnego CRYAB. W oparciu o badania eksperymentalne dodanie litu jest obiecujące, ale wymaga rozszerzonych badań ogólnoustrojowego wchłaniania, akumulacji i potencjalnej toksyczności długoterminowej u pacjentów z przewlekłą chorobą Parkinsona.

Oprócz poprawy biokompatybilności płynów do PD i łagodzenia niepożądanych skutków suplementów ochronnych, obecne badania koncentrują się na identyfikacji pacjentów szczególnie zagrożonych nieskuteczną terapią PD i chorobami sercowo-naczyniowymi. Badanie asocjacyjne całego genomu zidentyfikowało 23 warianty pojedynczych nukleotydów w czterech loci związanych z szybkością transportu otrzewnowej substancji rozpuszczonej i oszacowaną dziedzicznością funkcji transportu otrzewnowego na poziomie 19 procent [59]. We wczesnej fazie przebywania ultrafiltracja odbywa się głównie poprzez selektywny dla wody kanał akwaporyny-1; globalne myszy z nokautem AQP-1 mają o 50% zmniejszoną ultrafiltrację. Niedawne przełomowe badanie na dużą skalę wykazało wyniki pacjentów zależne od wariantu genetycznego AQP1. Wariant promotora TT AQP1 obecny u 10 do 16% pacjentów z chorobą Parkinsona i powodujący zmniejszoną aktywność promotora AQP1 wiązał się z 20-35 procentem niższym współczynnikiem ultrafiltracji i 70-procentowym zwiększonym ryzykiem niepowodzenia techniki lub zgonu w porównaniu z 35 do 47 procent pacjentów z powszechnym wariantem CC AQP-1 [61]. Co zaskakujące, obecnie AQP-1 jest jedynym dobrze scharakteryzowanym transporterem błony otrzewnowej; wykazano inne transportery transkomórkowe, takie jak kotransporter sodowo-glukozowy SGLT-2 [62]; a dokładna rola jest jednak niepewna. Względny udział ścisłych połączeń parakomórkowych jest nieznany. Powinny one określać półprzepuszczalność błony otrzewnowej i wywierać duży transport substancji rozpuszczonych i wody, a tym samym stanowić obiecujące cele terapeutyczne.