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# Biologie# Physiologie

Die breiten Auswirkungen von chronischer Nierenerkrankung

Chronische Nierenerkrankungen betreffen mehrere Organe und die allgemeine Gesundheit.

Dunja Aksentijevic, M. Young, M. Aastrup, N. Patel, F. Cullen, E. S. S. Hansen, J. E. Clark, T. R. Eykyn, M. Vaeggemose, A. Vujic, L. Karatzia, L. Valkovic, J. J. J. J. Miller, N. H. Buus, C. Laustsen, M. M. Yaqoob

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Folgen der chronischenFolgen der chronischenNierenerkrankungMuskeln.CKD betrifft Nieren, Herz, Leber und
Inhaltsverzeichnis

Chronische Nierenerkrankung (CKD) ist eine Krankheit, bei der die Nieren im Laufe der Zeit allmählich ihre Fähigkeit verlieren, richtig zu funktionieren. Das kann zu Nierenversagen führen, einem ernsthaften Gesundheitsproblem, das Millionen von Menschen weltweit betrifft. CKD wird oft zu spät bemerkt und kann mit verschiedenen Gesundheitsproblemen, einschliesslich Herzkrankheiten, verbunden sein.

Die Auswirkungen von CKD

CKD betrifft weltweit schätzungsweise 840 Millionen Menschen. In Grossbritannien wird angenommen, dass etwa 10% der Bevölkerung, also rund 7,2 Millionen Menschen, an CKD leiden. Diese Situation stellt ein erhebliches Gesundheitsproblem dar, mit jährlichen Kosten von etwa 7 Milliarden Pfund für das britische Gesundheitssystem. Prognosen zeigen, dass, je mehr Menschen CKD entwickeln, sich diese Kosten in den nächsten zehn Jahren verdoppeln könnten. Auch die Nachfrage nachDialysebehandlungen, einer gängigen Therapie für fortgeschrittenes Nierenversagen, wird voraussichtlich um 400% steigen.

Herzprobleme im Zusammenhang mit CKD

Für viele Menschen mit CKD ist das Risiko, eine Herzkrankheit zu entwickeln, oft höher als das Risiko, an Nierenversagen zu leiden. Ein spezifisches Herzproblem, das mit CKD in Verbindung steht, heisst urämische Kardiomyopathie. Dieses Problem beeinflusst, wie das Herz Blut pumpt und verursacht Veränderungen wie eine linksventrikuläre Hypertrophie (Vergrösserung der Hauptkammer des Herzens) und Probleme mit der Funktion des Herzmuskels. Patienten mit CKD erleben häufig Veränderungen, wie ihre Herzen Energie nutzen, was es ihnen schwer macht, mit Stress, wie Bewegung oder Herzanfällen, umzugehen.

Die Auswirkungen von CKD auf den ganzen Körper

CKD betrifft nicht nur die Nieren; sie kann auch zu Problemen in anderen Organen führen. Wenn die Nieren nicht richtig funktionieren, kann das Veränderungen in verschiedenen Stoffwechselprozessen im Körper verursachen. Dazu gehören Insulinresistenz, Muskelabbau und Veränderungen, wie die Nieren selbst Nährstoffe verarbeiten. CKD kann eine Situation schaffen, in der Patienten gleichzeitig mehreren Gesundheitsrisiken gegenüberstehen, einschliesslich Entzündungen und Problemen mit dem Herzen, Blutgefässen und Knochen. Die Gesundheit der Skelettmuskulatur ist dabei besonders wichtig, da sie eine wesentliche Rolle für die allgemeine Gesundheit und körperliche Funktion bei CKD-Patienten spielt.

Die Beziehung zwischen Nieren und anderen Organen

Der Rückgang der Nierenfunktion kann die Leber stark beeinflussen und umgekehrt. Wenn die Nieren Schwierigkeiten haben, können sie schädliche Substanzen im Blut ansammeln, was die Fähigkeit der Leber überfordert, diese herauszufiltern. Diese Verbindung zwischen Nieren und Leber ist entscheidend, denn beide Organe sind wichtig für die Gesundheit des Körpers.

Wenn die Nierenfunktion abnimmt, kann das zu Problemen wie verändertem Zucker- und Fettstoffwechsel führen, was einen Kreislauf verschlechternder Gesundheit bei CKD-Patienten schafft. Die metabolischen Probleme, die bei diesen Patienten oft zu beobachten sind, belasten sowohl die Nieren als auch die Leber zusätzlich und komplizieren ihren Gesundheitszustand weiter.

Untersuchung der Ursachen von Herzproblemen bei CKD

Da die Faktoren hinter urämischer Kardiomyopathie komplex sind, ist unklar, ob die Stoffwechselveränderungen, die bei CKD auftreten, eine Rolle bei dieser Herzerkrankung spielen. Forschungen haben gezeigt, dass die Energieniveaus in den Skelettmuskeln die Energieniveaus im Herzen widerspiegeln. Das deutet darauf hin, dass Veränderungen im Stoffwechsel, die mit CKD in Verbindung stehen, die Herzgesundheit beeinflussen könnten. Daher könnte das Verständnis der metabolischen Veränderungen bei CKD dazu beitragen, einige der Probleme im Zusammenhang mit urämischer Kardiomyopathie zu klären.

Tierversuche zu CKD

Um die Beziehung zwischen CKD, Herzfunktion und allgemeiner Gesundheit zu untersuchen, verwendeten Forscher zwei verschiedene Tiermodelle. Bei einem Modell erhielten Ratten eine Diät mit einer Substanz, die CKD über vier Wochen auslöst, während das andere Modell einen chirurgischen Eingriff beinhaltete, bei dem über einen Zeitraum von zwölf Wochen ein Teil der Niere entfernt wurde. Beide Modelle zeigten, dass Nierenprobleme, unabhängig davon, wie sie hervorgerufen wurden, zu Veränderungen im Herz- und Körperstoffwechsel führten, was die Herzen weniger in der Lage machte, sich von Stress zu erholen.

In diesen Studien verwendeten die Forscher fortschrittliche Techniken, um den Stoffwechsel verschiedener Organe wie Leber, Muskeln und Nieren zu analysieren. Sie fanden signifikante Veränderungen darin, wie diese Organe Energie nutzten und mit Stress umgingen. Beide Modelle von CKD zeigten deutliche Veränderungen im Stoffwechsel, die mit Herzproblemen verknüpft waren.

Die Auswirkungen von CKD auf die Muskeln

CKD verursacht auch Schäden an der Skelettmuskulatur, was in den experimentellen Tiermodellen deutlich wird. Bei Ratten mit CKD gab es einen deutlichen Anstieg einer Substanz, die auf Muskelschäden hinweist, sowie Gewichtsverlust, der auf Muskelabbau hindeutet. Diese Veränderungen beeinträchtigen die allgemeine körperliche Gesundheit der Tiere und machen sie schwächer.

Die metabolische Profilierung dieser Muskeln zeigte einen Rückgang der Energiereserven und einen Anstieg von Aminosäuren, was darauf hinweist, dass die Muskeln aufgrund der Nierenerkrankung Schwierigkeiten hatten, richtig zu funktionieren. Diese Situation war im ersten Modell besonders schwer, wurde aber auch im zweiten Modell in geringerem Masse beobachtet.

Veränderungen in Struktur und Funktion der Nieren

Beide CKD-Modelle zeigten signifikante Veränderungen in den Nieren. Im Adenin-Diät-Modell erlitten beide Nieren schwere Schäden, was zu sichtbaren Veränderungen in Grösse und Funktion führte. Im Gegensatz dazu zeigte das Modell der partiellen Nephrektomie, dass, während eine Niere chirurgisch entfernt wurde, die verbleibende Niere oft vergrössert wurde, um den Funktionsverlust auszugleichen.

Die metabolische Analyse der Nieren in beiden Modellen ergab erhebliche Störungen, insbesondere im Adenin-Diät-Modell. Viele Metaboliten waren verändert, was auf eine schwere Nierenfunktionsstörung hinweist.

Leberveränderungen durch CKD

CKD wirkt sich auch auf die Leber aus. In beiden Modellen von CKD war das Gewicht der Leber verringert, was auf mögliche Leberschäden hindeutet. Darüber hinaus zeigte die Analyse metabolische Veränderungen in den Lebern der CKD-Tiere, mit auffälligen Veränderungen darin, wie die Leber Nährstoffe und Toxine verarbeitete. Diese Veränderungen können weitreichende Auswirkungen auf den gesamten Körper haben und die Gesundheit der Leber mit der der Nieren verknüpfen.

Humanstudien zu CKD-Patienten

Um diese metabolischen Probleme besser zu verstehen, bewerteten Forscher menschliche Patienten mit CKD durch eine spezielle Technik, die den Energieverbrauch in den Muskeln während der Bewegung misst. Sie fanden heraus, dass, obwohl die Energielevels der CKD-Patienten im Ruhezustand normal schienen, diese Patienten ihre Energiereserven während körperlicher Aktivität nicht effektiv nutzen konnten. Sie erzeugten während der Anstrengung weniger Kraft im Vergleich zu gesunden Personen, was auf ein erhebliches Problem mit der Muskelleistung hindeutet.

Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die Energieversorgung in den Muskeln von CKD-Patienten nicht nur davon abhängt, genügend Energie zu haben, sondern auch von der Fähigkeit, diese Energie effizient zu nutzen. Diese Ineffizienz könnte zur Müdigkeit und Muskelschwäche beitragen, die bei CKD-Patienten häufig vorkommen.

Fazit

CKD ist eine komplexe Erkrankung, die mehr als nur die Nieren betrifft. Sie hat tiefgreifende Auswirkungen auf die allgemeine Gesundheit und verknüpft die Nierenfunktion mit der Herz-, Leber- und Muskelfunktion. Das Verständnis der komplexen Beziehungen zwischen diesen Organen und wie CKD deren Funktion verändert, kann helfen, neue Behandlungsstrategien zu entwickeln, die die Lebensqualität der Patienten verbessern könnten.

Es ist weitere Forschung erforderlich, um die metabolischen Veränderungen, die bei CKD auftreten, vollständig zu erfassen und wie diese mit anderen Gesundheitsproblemen zusammenhängen. Ein erweitertes Verständnis dieser Dynamiken könnte zu einer besseren Überwachung von Patienten und neuen Behandlungsansätzen führen, die den ganzen Körper und nicht nur die Nieren berücksichtigen. Durch solche Bemühungen könnte es möglich sein, die Belastung durch CKD und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken zu verringern.

Originalquelle

Titel: Altered systemic bioenergetic reserve in chronic kidney disease predisposes hearts to worse functional outcomes

Zusammenfassung: Chronic kidney disease (CKD) is the tenth biggest killer worldwide and is projected to be the fifth leading cause of mortality by 2040. CKD is an inherently systemic disease with progressive deterioration of kidney, muscle, and liver function creating a vicious cycle of comorbidity. However, whether systemic energetic deficiency in CKD contributes to cardiac dysfunction of the uraemic cardiomyopathy remains unknown. Using two pre-clinical renal failure models of different aetiology in rats (4-week 0.75% adenine diet and 12-week post-partial nephrectomy) we investigated both cardiac and systemic metabolic remodelling in CKD. In addition to significant uraemia, anaemia and alterations in exogenous plasma substrate homeostasis, non-targeted 1H NMR spectroscopy metabolomic profiling of peripheral tissues (skeletal muscle, liver, kidneys) revealed extensive metabolic alterations and changes in bioenergetic reserve in both experimental CKD models. Similarly, 31P magnetic resonance spectroscopy assessment of the exercising lower leg muscle of CKD human patients identified systemic bioenergetic deficiency. During exercise CKD patients were unable to utilise the energetic capacity to the same extent as healthy controls. Both experimental CKD models developed mild cardiac dysfunction, however metabolic remodelling was less severe than that of systemic organs. Upon challenge with 25-minute total global ischemia, CKD hearts from both experimental models had poorer functional outcome. Thus, in CKD perturbation of systemic metabolism precedes and exceeds severity of cardiac metabolic changes. Prevention of systemic metabolic derangement in CKD may be a new therapeutic approach to improve cardiac functional outcomes in CKD. One Sentence SummaryPerturbations of systemic metabolism precede and exceed severity of cardiac metabolic changes in chronic kidney disease.

Autoren: Dunja Aksentijevic, M. Young, M. Aastrup, N. Patel, F. Cullen, E. S. S. Hansen, J. E. Clark, T. R. Eykyn, M. Vaeggemose, A. Vujic, L. Karatzia, L. Valkovic, J. J. J. J. Miller, N. H. Buus, C. Laustsen, M. M. Yaqoob

Letzte Aktualisierung: 2024-10-29 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620055

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620055.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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