Diyabetik nefropatide oksidatif stres düzeyinde artış ve soluble klotho düzeyleri ile ilişkisi Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Nefroloji Kliniği Ayça İnci, Refik Olmaz, Süleyman Dolu,Üstün Yılmaz,Melahat Çoban, Semih Gül, Olgun Akın, Yasin Şahintürk, Metin Sarıkaya, Funda Sarı
Giriş Diyabet KBH nın (Kronik Böbrek Hastalığı) en sık sebebidir ve artmış kardiyovasküler morbidite ve mortalite riskiyle birliktedir. Diyabetik nefropati ve kardiyovasküler hastalıklar arasındaki patolojik ilişki tam olarak henüz aydınlatılamamıştır. Hipertansiyon, hiperglisemi, dislipidemi gibi geieneksel risk faktörlerine ilave olarak, inflamasyon/oksidatif stres ve endotelyal disfonksiyon bu hastalardaki ateroskleroz ve armış kardiyovasküler riski açıklayabilir. Am J Kidney Dis. 2010;55:S1. Diabetes Vasc Dis Res 2013;10:472e82.
Klotho yaşlanma karşıtı bir proteindir, ilk olarak membran proteini olarak bulunmuştur. Membran Klotho FGF23 reseptörü ile kompleks yapar ve FGF23 görevleri için bir mediatördür. Klotho dolaşımda soluble formda da bulunur ve humoral bir faktör olarak görev yapar. s-klotho nun ; endotelde nitrik oksit üretimi, endotelyal permeabilite ve bütünlüğün sağlanması, böbreklerde kalsiyum dengesinin sağlanmasında rolü vardır. Klotho nun oksidatif strese karşı koruyucu etkileri gösterilmiştir. PLoS One. 2013;8:e56695. J Biol Chem 2005;280:38029 38034.
Oksidatif stres; reaktif oksijen radikalleri oluşumu ve antioksidan defans sistemleri arasındaki bir dengedir. Total antioksidan durum (TAS) ve total oksidan durumun (TOS) ölçümü bireyin serum antioksidan durumu hakkında bilgi verir. Albumin serumda antioksidan kapasitenin majör belirleyicisidir. Reaktif oksijen radikalleri ve serbest radikaller albüminin N-terminal bölgesini modifiye eder ve iskemi modifiye albümin (IMA) konsantrasyonunun artışına yol açar. IMA çalışmalarda iskemi ve oksidatif stres belirteci olarak kullanılmıştır. Clin Biochem. 2004;37:277 85 Emerg Med J. 2000;19:311 5.
Bu çalışmada ki amacımız farklı evrelerde olan diyabetik nefropatili hastalarımızda s-klotho ve oksidatif stres markerları arasındaki ilişkiyi araştırmaktır.
Materyal Metot: Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesinde Nefroloji Kliniğinde takipli 109 diyabetik hastada (ortalama yaş 61.63 ± 9.77 ) ve 32 sağlıklı kontrolde(ortalama yaş 49.53 ± 7.32 ) Ocak Haziran 2014 tarihleri arasında yapılmıştır. Çalışmaya kliniğimizde en az 3 aydır takipli diyabetik nefropati tanısı olan hastalar alınmıştır. 18 yaş altı hastalar, gebeler, karaciğer hastaları, enfeksiyonu olanlar, aktif malignitesi olanlar, fosfor bağlayıcı veya aktif D vitamini kullananlar çalışmaya alınmamıştır.
Uriner albümin kreatinin oranına (UACR) göre hastalarımızı 3 gruba ayırdık; normoalbuminuri (UACR <30 mg/g), mikroalbuminuri (UACR 30 300 mg/g), and makroalbuminuri (UACR >300 mg/g). egfr hesaplamak için CKD-EPI kullanılmıştır. Kan ve idrar örnekleri 8 saatlik açlık sonrası sabah alınmıştır ve -80 C de saklanmıştır. Kanda FGF23, s-klotho, PTH, P, Ca, kreatinin, ve 25- hydroxyvitamin D3 (25hD) düzeyleri ölçülmüştür. İdrarda protein kreatinin oranı (UPCR) ve UACR spot idrarda protein, albümin ve kreatinin ölçülerek yapılmıştır.
TOS, TAS, IMA ve IMAR oksidatif durumu ölçmek için kullanılmıştır. TOS ve TAS; Erel ve ark. Tarafından geliştirilen otomatize kalorimetrik yöntemle ölçülmüştür.(relassay, Turkey). Oksidatif stres indeksi (OSI) TOS düzeyi TAS düzeyine bölünerek bulunur.
Sürekli değişkenler mean ± standart deviasyon, kategorik değişkenler yüzde olarak verilmiştir. Kolmogorov Smirnov testi sürekli değişkenlerin normal dağılımını göstermek için yapıldı. Parametrik verilerde 2 grubu karşılaştırmak için unpaired t-tests ve nonparametrik veriler için Mann Whitney U test kullanıldı ; Kruskal Wallis testi 3 veya daha fazla grubu karşılaştırmak için kullanıldı. Bonferroni düzeltmesi post-hoc analizlerde kullanıldı. Pearson veya Spearman ile korrelasyon analizleriyapıldı.
Bulgular:
Tablo 1: Diyabetik nefropati ve kontrol grubunun bazal özellikleri Parameter Diabetes (n:109) Control (n:32) p Age 61.63±9.77 49.53±7.32 <0.001 Gender (F/M) 47/62 20/12 0.054 Creatinine (mg/dl) 1.57±0.75 0.88±0.12 <0.001 GFR (ml/dak)-ckd-epi 51.71±23.11 90.15±20.71 <0.001 UPCR (mg/g) 1625.43±2227.62 0.0640±0.03 <0.001 s-klotho 5.69±4.64 3.62±4.27 <0.001 PTH 96.33±111.52 57.79±22.28 <0.001 Calcium 9.36±0.55 9.37±0.39 0.974 Phosphorus 3.43±0.64 3.28±0.67 0.136 TOS (μmol H2O2 2.95±2.65 1.73±1.17 <0.001 Equiv./L) TAS (nmol Troloks/L) 1.16±0.18 0.97±0.15 <0.001 OSI 3.57±5.81 1.83±1.29 0.006 IMA 0.47±0.07 0.45±0.06 0.179 IMAR 0.14±0.03 0.13±0.02 0.083
107 hastadan UACR elde edildi. Normoalbuminuri grubunda 28, mikroalbuminüri grubunda 29 ve makroalbuminuri grubunda 50 hasta vardı.
Tablo 2: UACR göre hasta ve kontrol grubunun karşılaştırılması Parameter Control Normoalbuminuria Microalbuminuria Macroalbuminuria p Age (years) 49.53±7.32* 62.75±12.07 63.72±8.03 59.83±8.78 <0.001 a Male/Female (n) 12/20 11/17 18/11 31/19 0.053 Creatinine (mg/dl) 0.88±0.12* 1.04±0.29* 1.42±0.46* 1.90±0.79* <0.001 b GFR (ml/dak)-ckd-epi 90.15±20.71* 69.38±19.28* 52.86±20.02* 42.02±21.06* <0.001 b s-klotho 3.62±4.27* 7.00±6.34 5.98±4.56 4.87±3.41 0.031 a PTH 57.79±22.28 55.73±23.08 69.05±41.44* 142.54±176.05* 0.002 c Calcium 9.37±0.39 9.59±0.38 9.50±0.49 9.17±0.61* 0.002 d Phosphorus 3.28±0.67 3.38±0.52 3.26±0.52 3.59±0.75 0.058 Albumin 4.22±0.36 4.20±0.24 4.05±0.38 3.70±0.55* <0.001 d HbA1c 7.6±1.73 7.90±1.70 9.66±1.21* <0.001 d TOS 1.73±1.17 2.63±2.52 3.16±2.90 2.99±2.57 0.166 TAS 0.97±0.15* 1.09±0.20* 1.21±0.19* 1.17±0.16* <0.001 b OSI 1.83±1.29 3.20±4.18 2.51±2.00 4.59±8.11 0.540 IMA 0.452±0.065 0.468±0.070 0.479±0.074 0.469±0.064 0.150 IMAR 0.127±0.018 0.125±0.017 0.138±0.027 0.144±0.029* 0.002 d
Figür 1: Albuminüri düzeylerine göre s-klotho düzeyleri
Tablo 3: s-klotho ve laboratuvar bulguları arasında korrelasyon analizi s-klotho Age r: 0.080 p: 0.410 UACR r: -0.083 p: 0.459 HbA1c r: 0.028 p: 0.784 Calcium r: 0.169 p: 0.083 Phosphate r: 0.032 p: 0.745 PTH r: -0.055 p: 0.586 egfr r: 0.160 p: 0.097 creatinine r: -0.129 p: 0.180 TOS r: 0.186 p: 0.034 TAS r: 0.110 p: 0.211 OSI r: 0.207 p: 0.018 IMA r: 0.049 p: 0.622 IMAR r: -0.143 p: 0.152
Tablo 4: s-klotho üzerine etkili faktörler s-klotho β value P value Age 0.033 0.709 egfr 0.074 0.270 Calcium 0.058 0.367 Phosphate 0.000 0.999 PTH -0.009 0.889 UACR -0.060 0.554 TOS 0.187 0.033 TAS 0.094 0.287 OSI 0.138 0.118
Tartışma: Diyabetik nefropatinin oluşumu ve progresyonunda oksidatif stres ve hücresel fonksiyonlardaki değişimler anahtar rol oynar. Yapılan çalışmalarda diyabetik hastalarda reaktif oksijen radikallerinde artış olduğu ve patogenezde önemli rol oynadığı saptanmıştır. Diabetes Metab Res Rev 17:189 212.
Diyabetik hastalarda ekstrasellüler süperoksit dismutaz (SOD)oksidatif stresdeki artışa ve vasküler hasara bağlı olarak artar. Liu ve arkadaşları tarafından diyabetik hastalarda artmış ekstrasellüler SOD düzeyleri ve s-klotho arasında pozitif korrelasyon gösterilmiştir. Çalışmamızda oksidatif stres belirteci olarak bakılan;tos, TAS ve OSI düzeyleri literatürle uyumlu olarak diyabetik nefropatili hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı yüksek saptanmıştır. IMA düzeyleride çalışmamızda oksidatif stres belirteci olarak kullanıldı. Albumin düzeylerinde her 1g/dl azalma IMA düzeylerinde %2,6 artışa yol açar. Albumin düzeyinin IMA düzeylerine etkisini önlemek için IMA/Hastanın albümin değeri kullanılarak IMAR hesaplanır. Atherosclerosis. 2014 Apr;233(2):415-8.
Diyabetik hastalarda mikroalbuminüri endotelyal hasarın ve makrovasküler hastalıklara progresyonun ilk göstergesidir. Ukinç ve arkadaşları artmış IMA düzeylerinin tip 2 diyabetli hastalarda altta yatan subklinik vasküler hastalıkla ilişkili olduğunu göstermişlerdir. IMA düzeylerinin mikroalbuminürik hastalarda normoalbuminürik hastalara göre yüksek olduğu görülmüştür. Çalışmamızda hastaları UACR göre ayırdığımızda literatürle uyumlu olarak IMAR düzeylerinin gruplar arasında anlamlı farklı saptadık. Albuminüri düzeyi arttıkça ve böbrek fonksiyon testleri yükseldikçe IMAR düzeyleri yükseldi. Endocrine2009 Dec;36(3):425-32.
Klotho birçok dokuda ekspresse edilir, böbrekte KBH nın erken evrelerinden itibaren ekspresyonunun azaldığı bazı çalışmalarda gösterilmiştir. Hastalarımızın s-klotho düzeylerini sağlıklı kontrole göre daha yüksek saptadık. Korrelasyon analizinde s-klotho düzeyleri ile egfr arasında bir ilişki saptamadık. Bulgularımıza benzer olarak evre 2-4 KBH hastalarının alındığı bir kohort çalışmasında s-klotho düzeylerinin böbrek fonksiyonları ile ilişkili olmadığı gösterilmiştir. Eun Young Lee ve arkadaşları diyabetik nefropatili ancak böbrek fonksiyonları normal olan hastalarda s-klotho düzeylerini yüksek saptamışlardır. Int Urol Nephrol. 2016 May 23. Kidney Int 2013; 83: 121-128.
UACR göre hastaları karşılaştırdığımızda s-klotho düzeyinin normoalbuminüri grubunda en yüksek olduğunu görüyoruz. Bu gruptaki artışın bir nedeninin kontrol grubuna göre azaln klirens olduğunu düşünüyoruz. Ancak mikroalbuminüri ve makroalbuminüri grubunda azalan e-gfr rağmen s- Klotho düzeyleri azalmaktadır. Diyabette erken evrelerde nitrik oksit üretiminde bir artış olmaktadır. Oksidanantioksidan sistemde erken evrelerden itibaren artışla beraber s-klotho düzeylerinde de diyabetik hastalarda artış olabilir. Çalışmamızda TOS ve OSI artışına paralel s-klotho artışı görülmüştür. Çünkü Klotho nun böbrekte anti inflamatuar etkisi ve oksiadatif strese karşı direnci artırdığı saptanmıştır. Adema ve arkadaşları anti oksidan tedavinin böbrek fonksiyon bozukluğu olan hastalarda klotho düzeylerindeki etkisini araştırmışlar ancak tedavi ve kontrol grubu arasında bir farka rastlamamışlardır. Böbrek fonksiyonları bozulmadan, normoalbuminüri ve mikroalbuminüri düzeyinde antioksidan tedavilerin etkinliğine ve klotho düzeyine etkisine bakılmalıdır. PLoS One. 2016 Jan 25;11(1):e0144121.
Çalışmamızın kısıtlılıkları; kesitsel bir çalışma olduğu için neden sonuç ilişkisi kurulamaz. Oksidatif durumu göstermek için ek oksidatif stress markerları daha sonraki çalışmalarda kullanılabilir. Diyabetik nefropatili hastalarda Klotho, oksidatif stres, ve albuminuri arasınadaki ilişkiyi gösterebilmek için daha geniş çaplı araştırmalara ihtiyaç vardır.
Sonuç: Çalışmamızda oksidatif durumun s-klotho düzeylerine etki eden önemli bir faktör olduğunu gösterdik. DN li hastalarda oksidatif stresin erken evrelerde ilaçlarla azaltılmasının renal ve kardiyovasküler sonlanımlara olumlu etkisi olabilir.