Ūminis inkstų pažeidimas (AKI) dažnai atsiranda dėl išemijos, ty būklės, kai sutrinka kraujo tekėjimas į tam tikras kūno dalis, audiniai netenka deguonies ir maistinių medžiagų. Po šio pažeidimo dažniausiai vyksta reperfuzija (ty kraujo tėkmės atkūrimas), tačiau šis procesas kartais gali sustiprinti sužalojimą dėl oksidacinio streso ir uždegimo. Tai vadinama išemijos-reperfuzijos pažeidimu.
AKI išlieka reikšmingu klinikiniu iššūkiu su ribotomis gydymo galimybėmis ir prastais rezultatais. Naujausi tyrimai rodo, kad proteinurija, kai baltymai patenka į šlapimą, yra dažnas požymis ir yra susijęs su bloga ilgalaike inkstų prognoze po AKI. Tačiau proteinurijos ir jos sąsajų su inkstų ląstelių pažeidimu mechanizmai vis dar neaiškūs.
Naujame tyrime, paskelbtame m Gamtos komunikacijosJaponijos mokslininkai, vadovaujami daktaro Motoko Yanagitos, daugiausia dėmesio skyrė podocitų, kurie yra specializuotos inkstų ląstelės, itin svarbios filtruojant kraują, vaidmeniui. Visų pirma, jie pažvelgė į šių ląstelių energijos poreikį išemijos ir reperfuzijos pažeidimo metu.
Siekiant išlaikyti struktūrinį vientisumą ir filtravimo funkcijas, podocitams siūloma pasikliauti adenozino trifosfatu (ATP), pagrindiniu energijos nešikliu ląstelėse. Naudodami pažangias vaizdo gavimo technologijas, mokslininkai atskleidė, kaip energijos disbalansas šiose ląstelėse prisideda prie inkstų pažeidimo.
Grupė atliko gyvų gyvūnų vaizdavimą (intravitalinį vaizdą) ir naudojo genetiškai modifikuotas peles, išreiškiančias fluorescencinį ATP biojutiklį, kad išmatuotų ATP pokyčius podocituose realiuoju laiku išemijos ir reperfuzijos pažeidimo metu. Pelių patelės buvo naudojamos, nes jų išorinis inkstų sluoksnis, inkstų žievė, yra plonesnis nei patinų, todėl patelės geriau tinka filtravimo vienetams inkstuose, kuriuose yra podocitai, vaizduoti.
Jų eksperimentai parodė, kad ATP lygis podocituose palaipsniui mažėjo išemijos metu ir nepavyko pakankamai atsigauti po užsitęsusios išemijos, ypač ypač ūminėje fazėje iškart po kraujotakos atkūrimo.
Šis ATP nepakankamumas buvo susijęs su mitochondrijų susiskaidymu, struktūriniu ląstelės energiją generuojančių organelių sutrikimu. Be to, tyrimas susiejo šį energijos disbalansą su pagrindinių podocitų struktūrų „išlyginimu“, kuris yra žinomas kaip pėdos proceso išnykimas. Tai sutrikdo podocitų filtravimo funkciją ir yra susijusi su proteinurija.
„Pastebėjome, kad nepakankamas ATP atsigavimas itin ūmioje išemijos reperfuzijos pažeidimo fazėje stipriai koreliuoja su pėdos proceso išnykimu podocituose“, – sakė pirmasis tyrimo autorius daktaras Masahiro Takahashi. „Ši išvada rodo, kad sutrikusi ATP dinamika yra susijusi su struktūriniais podocitų pėdų procesų pokyčiais ir baltymų nutekėjimu į šlapimą ūminio inkstų pažeidimo metu.”
Tyrimas taip pat parodė, kad intervencijos, nukreiptos į mitochondrijų dinamiką, buvo perspektyvios. Naudodami vaistus mitochondrijų susiskaidymui slopinti, mokslininkai sugebėjo sušvelninti pėdos proceso išnykimą ir pagerinti podocitų rezultatus tiek in vivo (pelėms), tiek ex vivo (už pelių ribų). Šios išvados rodo, kad mitochondrijai orientuotos terapijos gali apsaugoti podocitus nuo išemijos ir reperfuzijos pažeidimo.
„Šis tyrimas perkelia dėmesį nuo vamzdinio, kuris buvo pagrindinis dėmesys ankstesniuose tyrimuose, į santykinai nepakankamai ištirtus podocitus“, – paaiškino dr. Takahashi. „Tikimės, kad mūsų tyrimai atkreips dėmesį į podocitą kaip pagrindinį AKI veiksnį ir išplės AKI tyrimų apimtį, atsižvelgiant į jo prognozę ir progresavimą.”
Būsimuose tyrimuose komanda planuoja ištirti ATP dinamiką kitose AKI formose, tokiose kaip AKI, kurią sukelia vaistai ar sepsis, o tai galėtų suteikti papildomos informacijos apie ligos sudėtingumą. Tyrėjai taip pat atlieka eksperimentus su podocitų specifinėmis transgeninėmis pelėmis, kad geriau suprastų, kaip šios ląstelės daro įtaką ilgalaikiams inkstų rezultatams po sužalojimo.
„ATP dinamika ir jų įtaka šių skirtingų tipų AKI podocitams vis dar sunkiai suprantama“, – priduria dr. Takahashi. „Tikimės, kad mūsų tyrimai atskleis AKI podocitus ir suteiks naujų krypčių AKI tyrimams.
Tyrimas yra reikšminga pažanga siekiant suprasti, kaip energijos disbalansas inkstų ląstelėse prisideda prie ligų, ir siūlo naujas perspektyvas dėl galimų gydymo strategijų, susijusių su būkle, kuri paveikia milijonus žmonių visame pasaulyje.